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DE102007005028A1 - Information e.g. warning, playing method for driver in motor vehicle, involves projecting information on opaque projection surface in vehicle, where surface is provided in line of sight of person or close to line of sight of person - Google Patents

Information e.g. warning, playing method for driver in motor vehicle, involves projecting information on opaque projection surface in vehicle, where surface is provided in line of sight of person or close to line of sight of person Download PDF

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DE102007005028A1
DE102007005028A1 DE102007005028A DE102007005028A DE102007005028A1 DE 102007005028 A1 DE102007005028 A1 DE 102007005028A1 DE 102007005028 A DE102007005028 A DE 102007005028A DE 102007005028 A DE102007005028 A DE 102007005028A DE 102007005028 A1 DE102007005028 A1 DE 102007005028A1
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Roland Penner
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Volkswagen AG
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Abstract

The method involves detecting a line of sight (B) of a person i.e. driver (3), and projecting information on an opaque projection surface (11) in a vehicle (1), where the surface is provided in the line of sight of the person or close to the line of sight of the person. A position and an orientation of eyes (4) and/or head of the person are tracked to detect the line of sight. The projection surface is changed depending on the line of sight, if the line of sight is changed. The information is projected on the surface, if the line of sight is not directed towards the surface. An independent claim is also included for a device for playing information on a projection surface in a vehicle.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wiedergeben von Information auf einer Projektionsfläche in einem Fahrzeug für eine im Fahrzeug befindliche Person. Hierbei wird zumindest ein im Fahrzeug angeordneter Projektor zur Projektion der Information auf einer Projektionsfläche in dem Fahrzeug verwendet. Ferner ist eine Einrichtung zum Erfassen der Blickrichtung der Person vorgesehen. Mit dem Projektor und der Blickrichtungserfassungseinrichtung ist eine Steuereinrichtung gekoppelt, mit welcher die Projektionsrichtung des Projektors in Abhängigkeit von der Blickrichtung der Person steuerbar ist.The The present invention relates to a method and an apparatus to play information on a screen in a vehicle for a person in the vehicle. Here is at least one arranged in the vehicle projector for Projection of information on a projection screen used in the vehicle. Further, means for detecting the viewing direction of the person provided. With the projector and the Viewing direction detection device is coupled to a control device, with which the projection direction of the projector depending is controllable from the perspective of the person.

Üblicherweise sind in einem Kraftfahrzeug Anzeigeeinrichtungen vorgesehen, die den Fahrzeuginsassen verschiedenartige Informationen anzeigen können. Für den Fahrer ist ein sog. Kombiinstrument so angeordnet, dass Information unterhalb der üblichen Blickrichtung des Fahrers in Fahrtrichtung angezeigt wird. Des Weiteren kann in der Mitte zwischen dem Fahrer und dem Beifahrer das Display einer Multifunktionsbedieneinheit angeordnet sein, welches vom Fahrer und Beifahrer gleichermaßen abgelesen werden kann. Im Fahrzeug ist es insbesondere für den Fahrer wichtig, dass er bestimmte Informationen, wie z. B. Warnhinweise oder Navigationsinformationen, schnell und sicher erfassen kann. Des Weiteren besteht ein Bedürfnis, den Mitfahrern beispielsweise Entertainment-Daten anzuzeigen.Usually are provided in a motor vehicle display devices that the vehicle occupants can display various information. For the driver, a so-called instrument cluster is arranged so that information is below the usual line of sight of the Driver in the direction of travel is displayed. Furthermore, in the Midway between the driver and the passenger, the display of a multifunction control unit be arranged, which is read by the driver and passenger alike can be. In the vehicle, it is especially for the driver important that he has certain information, such as. B. Warnings or navigational information, quickly and safely. Of Further, there is a need, for example, the passengers Display entertainment data.

Aus der DE 102 15 893 C1 ist eine Projektionseinrichtung zur Wiedergabe von optischen Informations- und Entertainment-Daten in Personentransportmitteln bekannt. Die Einrichtung umfasst zur Bilderzeugung einen Laserprojektor, der eine integrierte Ablenkeinrichtung aufweist, mittels der ein oder mehrere Laserstrahlen rasterförmig auf Projektionsflächen im Innenbereich des Personentransportmittels gerichtet werden. Dabei können simultan unterschiedliche visuelle Informationen auf verschiedene Projektionsflächen projiziert werden. Durch diese Einrichtung können insbesondere verschiedene Entertainment-Daten, wie z. B. die Wiedergabe von Internetdaten und gleichzeitig die Wiedergabe von Videodaten für die Fontpassagiere auf separaten Projektionsflächen bereitgestellt werden.From the DE 102 15 893 C1 is a projection device for the reproduction of optical information and entertainment data in passenger transport known. For imaging purposes, the device comprises a laser projector which has an integrated deflection device, by means of which one or more laser beams are directed in a grid-like manner onto projection surfaces in the interior region of the passenger transport device. At the same time, different visual information can be projected onto different projection surfaces. By this means, in particular, various entertainment data, such. B. the playback of Internet data and at the same time the reproduction of video data for the font passengers are provided on separate projection screens.

Des Weiteren ist es bekannt, die Blickrichtung des Fahrers zu erfassen und die Information als sog. Head-up-Display in Blickrichtung des Fahrers in die Windschutzscheibe zu projizieren. Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise in der DE 199 51 001 C2 , der DE 10 2004 031 311 A1 und der DE 10 2004 034 358 A1 beschrieben.Furthermore, it is known to detect the driver's line of sight and to project the information as a so-called head-up display in the direction of the driver in the windshield. Such devices are for example in the DE 199 51 001 C2 , of the DE 10 2004 031 311 A1 and the DE 10 2004 034 358 A1 described.

Des Weiteren sind unter dem Begriff „Augmented Reality" Systeme bekannt, die beispielsweise bei der Entwicklung und dem Design von Kraftfahrzeugen die reale Welt, d. h. reale Gegenstände, mit zusätzlichen virtuellen, computergenerierten Informationen anreichert oder die visuelle Darstellung dem Betrachter vollständig computergeneriert stereoskopisch darstellt. Ein solches System ist beispielsweise in der DE 101 34 430 A1 beschrieben. Für derartige Systeme ist es jedoch zumeist erforderlich, dass der Benutzer einen Datenhelm trägt. Ferner ist der Systemaufbau sehr aufwändig und teuer, so dass ein Einsatz im Innenraum eines Fahrzeugs nicht möglich ist.Furthermore, the term "augmented reality" systems are known, for example, in the development and design of motor vehicles, the real world, ie real objects, enriched with additional virtual, computer-generated information or the visual representation of the viewer completely computer generated stereoscopic such system is for example in the DE 101 34 430 A1 described. For such systems, however, it is usually necessary for the user to wear a data helmet. Furthermore, the system structure is very complex and expensive, so that use in the interior of a vehicle is not possible.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei denen einer Person im Fahrzeug insbesondre dem Fahrer die Information so bereitgestellt werden kann, dass sie von der Person selbst dann schnell und sicher erfasst werden kann, wenn sie nicht in Fahrtrichtung durch die Windschutzscheibe blickt.It is the object of the present invention, a method and a To provide device of the type mentioned, in which a person in the vehicle insbesondre the driver information so it can be provided by the person even then can be detected quickly and safely when not in the direction of travel looking through the windshield.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the invention this object by a method having the features of the claim 1 and a device with the features of claim 7 solved. Advantageous embodiments and further developments emerge from the subclaims.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Blickrichtung der Person, die sich im Fahrzeug befindet, erfasst. Die Information wird dann auf eine undurchsichtige Projektionsfläche in dem Fahrzeug projiziert, die sich in Blickrichtung der Person oder nahe der Blickrichtung der Person befindet. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist man somit bei der Projektion der Information nicht an das sog. Head-up-Display in der Windschutzscheibe in Blickrichtung des Fahrers gebunden. Vielmehr werden die undurchsichtigen Flächen im Innenraum des Fahrzeugs als Projektionsfläche für die Darstellung der Information genutzt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Information, wie beispielsweise eine Warnmeldung, vom Fahrer sehr schnell erfasst werden soll, der Fahrer jedoch nicht durch die Windschutzscheibe in Fahrtrichtung blickt, sondern in anderer Richtung auf eine Fläche im Innenraum des Fahrzeugs. In diesem Fall kann sichergestellt werden, dass der Fahrer die Information auch dann schnell wahrnimmt, wenn er beispielsweise in Richtung des Handschuhfachs des Beifahrers oder sogar kurzzeitig nach hinten schaut. Gegenüber herkömmlichen Verfahren zur Projektion von Entertainment-Daten hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass die Information variabel dort dargestellt wird, wo die Person, d. h. insbesondere der Fahrer, hinschaut.at the method according to the invention is the viewing direction the person in the vehicle. The information is then placed on an opaque screen in projected onto the vehicle, which is in the direction of the person or near the viewing direction of the person is located. In the inventive Procedure is therefore not in the projection of information to the so-called head-up display in the windshield in the direction of view bound by the driver. Rather, the opaque areas in the interior of the vehicle as a projection screen for used the representation of the information. This is especially true advantageous if the information, such as a warning message, The driver should be detected very quickly, but not the driver looks through the windscreen in the direction of travel, but in another direction to an area in the interior of the vehicle. In this case, it can be ensured that the driver receives the information even then quickly perceives, for example, in the direction the passenger's glove compartment or even backwards for a short time looks. Compared to conventional methods for Projection of entertainment data has the invention Method has the advantage that the information is displayed there variable becomes where the person, d. H. especially the driver, looking.

Um die Blickrichtung zu erfassen, kann die Position und die Ausrichtung der Augen und/oder des Kopfes der Person verfolgt werden. Dabei kann die Blickrichtung beispielsweise mittels einer Kamera und einer zugeordneten Auswerteeinheit oder eines Laserstrahls, welcher einen vorgegebenen Raumwinkel abtastet, erfasst werden. Wenn sich die Blickrichtung der Person verändert, wird auch die Projektionsfläche in Abhängigkeit von der Blickrichtung der Person verändert. Auf diese Weise kann die Projektionsfläche mit der Blickrichtung der Person wandern, so dass sie immer im Sichtfeld des Benutzers bleibt.To capture the line of vision, the position and orientation of the person's eyes and / or head can be tracked. It can the Viewing direction, for example, by means of a camera and an associated evaluation unit or a laser beam, which scans a predetermined solid angle, are detected. When the perspective of the person changes, the projection surface is also changed depending on the perspective of the person. In this way, the projection surface can wander with the viewing direction of the person, so that it always remains within the field of vision of the user.

Wenn die Blickrichtung der Person nicht auf eine undurchsichtige Projektionsfläche gerichtet ist, kann die Information möglicherweise gar nicht wiedergegeben werden. Vorzugsweise wird die Information jedoch auf die zur Blickrichtung nächstgelegene undurchsichtige Projektionsfläche in dem Fahrzeug projiziert. Hierbei kann jedoch auch in Abhängigkeit von der Blickrichtung der Person entschieden werden, ob eine Wiedergabe der Information erfolgt. Beispielsweise kann die Information auf der nächstgelegenen undurchsichtigen Projektionsfläche nur dann wiedergegeben werden, wenn der Blick der Person nicht in Fahrtrichtung durch die Windschutzscheibe gerichtet ist.If the person's gaze does not point to an opaque projection surface may be directed, the information may even be not be played. Preferably, however, the information becomes on the closest opaque to the line of sight Projection projected in the vehicle. Here can but also depending on the perspective of the person be decided whether a reproduction of the information takes place. For example, the information may be on the nearest opaque projection screen only reproduced if the gaze of the person is not in the direction of travel through the Windscreen is addressed.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird bei der Projektion der Information die Form der Projektionsfläche berücksichtigt. Es kann insbesondere eine Verzerrung der Bilddaten zur Korrektur dieser Effekte durchgeführt werden, da die Normale der gesamten Projektionsfläche üblicherweise nicht in Richtung der projizierenden Lichtstrahlen gerichtet ist. Hierfür kann die Form der Projektionsfläche im Raum erfasst werden und die Wiedergabe der Information daraufhin so berechnet werden, dass die Darstellung der Information derart erfolgt, dass sie aus der Blickrichtung der Person so unverzerrt wie möglich erscheint.According to one Another preferred embodiment of the method is in the projection the information takes into account the shape of the projection surface. In particular, it may be a distortion of the image data for correction These effects are performed because the normal of the the entire projection surface usually not directed in the direction of the projecting light rays. Therefor The shape of the projection surface can be captured in the room and the reproduction of the information will then be calculated that the representation of the information is made in such a way that it out the view of the person as undistorted as possible appears.

Die hierfür nötige Verzerrung der Bilddaten wird bevorzugt in Abhängigkeit eines Bildes der Projektionsfläche berechnet, das mittels einer im Bereich des Kopfes eines möglichen Fahrzeuginsassen angeordneten so genannten Kopfnullkamera aufgenommen wird. Unter einer Kopfnullkamera wird im Sinne der Erfindung insbesondere eine Kamera verstanden, die im Bereich eines Kopfes eines möglichen Fahrers des Fahrzeugs angeordnet ist und mittels der ein Bild von verschiedenen möglichen Projektionsflächen aufgenommen werden kann. Das Bild dieser Kopfnullkamera entspricht somit im Wesentlichen einem Bild, das ein möglicher Fahrer des Fahrzeugs sehen würde. Das Bild der Kopfnullkamera wird bei der Herstellung des Fahrzeugs erzeugt. Im bestimmungsgemäßen Betrieb des Fahrzeugs befindet sich die Kopfnullkamera nicht mehr im Fahrzeug. Die vorab aufgenommenen Bilder dieser Kamera sind jedoch z. B. in der Steuereinrichtung oder einem separaten Speicher gespeichert. Ein Verzerrungsmodul kann dann eine Verzerrung des Bildes mit den wiederzugebenden Informationen in Abhängigkeit von der Form der Projektionsfläche erzeugen, auf welche die Information projiziert werden soll. Bei der Herstellung dieses Verzerrungsmoduls wird mittels des Projektors oder eines vergleichbaren Projektors ein Musterbild dargestellt und von der Kopfnullkamera aufgenommen. Das Musterbild kann dann mittels des Verzerrungsmoduls bzw. einer inversen Ein richtung des Verzerrungsmoduls zu einem Testbild verzerrt werden. Dabei kann z. B. das Verzerrungsmodul durch iteratives Durchlaufen eines Optimierungsalgorithmus so verändert werden, dass das Testbild im Wesentlichen dem mittels der Kopfnullkamera aufgenommenen Musterbild entspricht. Die Angleichung des Testbildes an das von der Kopfnullkamera aufgenommenen Musterbild betrifft die Lage von Pixeln und/oder deren Farbe. Die Veränderung des Verzerrungsmoduls erfolgt insbesondere durch Veränderung von Parametern eines dem Verzerrungsmoduls zugrunde liegenden Modells.The this necessary distortion of the image data is preferred depending on an image of the projection surface calculated by means of a in the area of the head of a possible Vehicle occupants arranged so-called head zero camera recorded becomes. Under a head-mounted camera is in accordance with the invention in particular a camera understood in the area of a head of a possible Driver of the vehicle is arranged and by means of a picture of recorded various possible projection surfaces can be. The image of this head-up camera thus corresponds to Essentially a picture that a potential driver of the vehicle would see. The image of the head-mounted camera is being manufactured generated by the vehicle. In normal operation of the vehicle, the head-mounted camera is no longer in the vehicle. The However, pre-recorded images of this camera are z. B. in the Control device or a separate memory stored. One Distortion module can then be a distortion of the image with the reproduced Information depending on the shape of the screen generate on which the information is to be projected. at The production of this distortion module is by means of the projector or a comparable projector, a sample image shown and taken by the head-up camera. The pattern image can then by means of the distortion module or an inverse A direction of the Distorted distortion module to a test image. It can z. B. the distortion module by iterating through an optimization algorithm be changed so that the test image essentially corresponds to the recorded by means of the head zero camera pattern image. The approximation of the test image to that recorded by the head-up camera Pattern image refers to the location of pixels and / or their color. The Modification of the distortion module takes place in particular by modifying parameters of the distortion module lying model.

Des Weiteren kann anstatt der Kopfnullkamera auf die Konstruktionsdaten des Fahrzeugs zurückgegriffen werden, um die Verzerrung der Bilddaten zu berechnen. In diesem Fall wird angenommen, dass sich der Kopf des betreffenden Fahrzeuginsassen an einer bestimmten Position oberhalb des entsprechenden Sitzes befindet.Of Further, instead of the head-up camera on the design data the vehicle can be resorted to the distortion to calculate the image data. In this case it is assumed that The head of the vehicle occupant concerned at a certain Position is located above the corresponding seat.

Des Weiteren kann die Information auf verschiedene undurchsichtige Projektionsflächen im Fahrzeug mittels zumindest zweier Projektoren projiziert werden. Vorzugsweise werden genau zwei Projektoren verwendet. Diese Anzahl an Projektoren ist ausreichend, um nahezu den gesamten Fahrzeuginnenraum als digitale Anzeigefläche zu nutzen, wobei die einzelnen Flächen nur jeweils temporär benötigt werden.Of Further, the information on various opaque projection surfaces be projected in the vehicle by means of at least two projectors. Preferably, exactly two projectors are used. This number On projectors is sufficient to almost the entire vehicle interior to use as a digital display area, with the individual Areas are only needed temporarily.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass mit der Steuereinrichtung erfassbar ist, ob in Blickrichtung der Person eine undurchsichtige Projektionsfläche im Fahrzeug angeordnet ist und dass die Steuereinrichtung den Projektor so ansteuert, dass die Information auf eine undurchsichtige Projektionsfläche in Blickrichtung der Person oder nahe der Blickrichtung der Person projiziert wird. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise mittels optischer Mittel, wie z. B. der Reflexion elektromagnetischer Strahlung oder mittels einer Kamera erfassen, ob in Blickrichtung der Person eine undurchsichtige Projektionsfläche im Fahrzeug angeordnet ist.The Device according to the invention is characterized that is detectable with the control device, whether in the viewing direction the person an opaque projection in the vehicle is arranged and that the control device controls the projector so, that the information is on an opaque projection screen in the direction of the person or near the line of sight of the person is projected. The control device can, for example, by means of optical means, such. B. the reflection of electromagnetic radiation or by means of a camera detect whether in the direction of the person an opaque projection surface arranged in the vehicle is.

Mit der Blickrichtungserfassungseinrichtung sind vorzugsweise die Position und Ausrichtung der Augen und/oder des Kopfes der Person verfolgbar. Wenn sich die Blickrichtung der Person verändert, ist mit der Steuereinrichtung die Projektionsfläche des Projektors in Abhängigkeit von der Blickrichtung der Person veränderbar.With the line of sight detection device, preferably the position and orientation of the eyes and / or the head of the person are traceable. When the viewing direction of the person changes, with the control device, the projection surface of the projector depending on the viewing direction of the Person changeable.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst der Projektor eine optische Ablenkeinrichtung, die mit der Steuereinrichtung gekoppelt ist und mit der das von dem Projektor emittierte Licht in Abhängigkeit von einem Steuersignal der Steuervorrichtung so ablenkbar ist, dass die Information auf verschiedene undurchsichtige Projektionsflächen projizierbar ist.According to one Embodiment of the invention Device, the projector comprises an optical deflector, which is coupled to the controller and with which of the projector emitted light in response to a control signal the control device is deflected so that the information on different opaque projection surfaces can be projected is.

Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Projektor mit Stellmitteln gekoppelt, die wiederum mit der Steuereinrichtung gekoppelt sind, und mit welchen die Position des Projektors in Abhängigkeit von dem Steuersignal der Steuervorrichtung veränderbar ist, so dass die Information auf verschiedene Projektionsflächen projizierbar ist. Die Stellmittel können beispielsweise den Projektor mechanisch verschieben und ihn um verschiedene Achsen schwenken.According to one another embodiment of the invention Device is the projector coupled with adjusting means, which in turn are coupled to the control device, and with which the position of the projector in response to the control signal of Control device is changeable, so that the information can be projected onto different projection surfaces. The Adjustment means, for example, the projector mechanically move and swing it around different axes.

Der Projektor umfasst vorzugsweise als Lichtquelle mehrere lichtemittierende Dioden oder einen Laser. Des Weiteren können auch Projektoren mit herkömmlichen Projektorlampen, wie Halogenbirnen, verwendet werden, wobei die Lichtquelle und die weiteren optischen Komponenten auch räumlich getrennt angeordnet sein können. Die Vorrichtung kann zumindest zwei Projektoren, insbesondere genau zwei Projektoren, umfassen, mit welchen die Information auf verschiedene undurchsichtige Projektionsflächen im Fahrzeug projizierbar sind.Of the The projector preferably comprises a plurality of light-emitting light sources Diodes or a laser. In addition, projectors with conventional projector lamps, such as halogen bulbs used be, with the light source and the other optical components can also be arranged spatially separated. The device can have at least two projectors, in particular exactly two projectors, with which the information on different opaque projection surfaces in the vehicle can be projected are.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich im Fahrzeug verschiedene Anwendungen realisieren. Hierzu zählt die Wiedergabe von Entertainment-, Infotainment- und Sicherheitsdaten. Ferner können Raumeffekte im Fahrzeug realisiert werden. Schließlich kann die Wiedergabe der Information herkömmliche Instrumentierungen anhand mechanischer Anzeigeeinrichtungen oder herkömmlicher Displays ersetzen.through the inventive method and the invention Device can be implemented in the vehicle various applications. This includes the playback of entertainment, infotainment and safety data. Furthermore, space effects in the vehicle will be realized. Finally, the playback of the Information conventional instrumentation based on mechanical Replace display devices or conventional displays.

Im Bereich der Wiedergabe von Entertainment-Daten lassen sich insbesondere die undurchsichtigen Flächen vor den Rücksitzen und vor dem Beifahrersitz nutzen. Im Bereich der Infotainment-Daten können Informationen eines Reiseführers oder Fahrwegsinformationen und Sonderziele beweglich und nicht an eine bestimmte Projektionsfläche gebunden wiedergeben werden.in the In particular, area of playback of entertainment data can be the opaque areas in front of the rear seats and in front of the passenger seat. In the field of infotainment data can provide information of a guide or travel information and POIs movable and not to a specific projection screen be played back.

Außerdem lassen sich nichttransparente Scheiben als Wiedergabeflächen, z. B. für von außen sichtbare Werbung, nutzen.Furthermore non-transparent disks can be used as display surfaces, z. B. for externally visible advertising, use.

Im Bereich der Darstellung von Sicherheits-Daten lässt sich ein quasi transparentes Fahrzeug realisieren, indem als Information die Bilder wiedergegeben werden, welche für die Person von der undurchsichtigen Projektionsfläche verdeckt sind.in the Range of presentation of security data can be realize a quasi-transparent vehicle by acting as information the pictures are reproduced, which is for the person are obscured by the opaque projection screen.

Des Weiteren können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung Stimmungen erzeugt werden, indem beispielsweise der Fahrzeughimmel auf bestimmte Weise beleuchtet wird. Es lässt sich auf diese Weise eine ambiente Beleuchtung und eine interne Umfeldbeleuchtung schaffen. Hierbei ist es beispielsweise auch möglich, für Kinder bestimmte Bilder an den Fahrzeughimmel zu projizieren, um diese zu unterhalten oder zu be ruhigen. Hierfür kann beispielsweise ein mobiles Projektionsgerät verwendet werden, das in den Fahrzeugfont unterhalb des Fahrzeugshimmels eingesetzt werden kann, um die Bilder an den Fahrzeughimmel zu projizieren.Of Further can with the inventive Method and device according to the invention Moods are generated by, for example, the vehicle sky illuminated in a certain way. It opens up this way an ambient lighting and an internal ambient lighting create. It is also possible, for example, for Children to project specific pictures to the vehicle sky to entertain them or to calm them. For example, this can be a mobile projection device used in the Fahrzeugfont can be used below the vehicle sky, to project the images to the vehicle roof.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug zu der beigefügten Zeichnung erläutert.The Invention will now be described with reference to an embodiment With reference to the accompanying drawing.

Die Figur zeigt schematisch den Aufbau eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung.The Figure shows schematically the structure of an embodiment the device according to the invention.

Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung gibt Information auf einer Projektionsfläche im Innenraum 2 eines Fahrzeugs 1 für eine oder mehrere der darin befindlichen Personen wieder. Indem in der Figur gezeigten Beispiel wird die Information dem Fahrer 3 des Fahrzeugs 1 angezeigt. Der Fahrer 3 blickt mit seinen Augen 4 in die Blickrichtung B.The embodiment of the device according to the invention gives information on a projection surface in the interior 2 of a vehicle 1 for one or more persons in it. In the example shown in the figure, the information becomes the driver 3 of the vehicle 1 displayed. The driver 3 looks with his eyes 4 in the direction of view B.

Die Blickrichtung B des Fahrers 3 wird von einer Einrichtung 5 erfasst. Die Blickrichtungserfassung kann auf an sich bekannte Art und Weise erfolgen. Beispielsweise kann die Blickrichtungserfassungseinrichtung 5 eine Kamera umfassen, welche den Kopf des Fahrers 3 in Richtung des Pfeils A aufnimmt. Das Kamerabild wird dann durch eine Bildanalyse ausgewertet, woraus die Blickrichtung des Fahrers 3 gewonnen wird. Ferner kann die Blickrichtungserfassungseinrichtung auch einen Laser umfassen, welcher den Bereich, in welchem sich der Kopf des Fahrers 3 üblicherweise aufhält, abtastet. Auch hieraus kann die Blickrichtung des Fahrers 3 gewonnen werden. Weitere Details einer möglichen Ausgestaltung der Blickrichtungserfassungseinrichtung 5 sind beispielsweise in der DE 103 39 314 B3 und der DE 198 52 873 A1 und dem in diesen Druckschriften zitierten Stand der Technik beschrieben.The viewing direction B of the driver 3 is from a facility 5 detected. The viewing direction detection can be done in a known per se manner. For example, the sight line detection device 5 include a camera, which is the head of the driver 3 in the direction of arrow A. The camera image is then evaluated by an image analysis, from which the driver's line of sight 3 is won. Further, the sight line detecting means may also include a laser which covers the area in which the driver's head 3 usually stops, scans. Also from this can the view of the driver 3 be won. Further details of a possible embodiment of the sight line detection device 5 are for example in the DE 103 39 314 B3 and the DE 198 52 873 A1 and the prior art cited in these references.

Zusätzlich zur Blickrichtung des Fahrers wird auch die Position und gegebenenfalls die Ausrichtung der Augen 4 des Fahrers 3 im Fahrzeuginnenraum 2 ermittelt, so dass sich in Verbindung mit der Blickrichtung B eindeutig bestimmen lässt, welchen Teil des Innenraums 2 des Fahrzeugs 1 der Fahrer 3 betrachtet.In addition to the line of sight of the driver, the position and, if necessary, the orientation of the eyes 4 the driver 3 in the vehicle interior 2 determined, so that in conjunction with the direction of view B can be clearly determined which Part of the interior 2 of the vehicle 1 the driver 3 considered.

Die Blickrichtung B des Fahrers 3 sowie die Position seiner Augen 4 wird von der Blickrichtungserfassungseinrichtung 5 an eine Steuereinrichtung 6 übertragen. Die Steuereinrichtung 6 ist mit weiteren Einrichtungen des Fahrzeugs beispielsweise über einen Fahrzeugbus 7 verbunden. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 6 mit einer Einrichtung zum Erzeugen von Anzeigedaten, die üblicherweise auf einem Multifunktionsdisplay im Fahrzeug 1 angezeigt werden, verbunden sein. Über den Fahrzeugbus 7 erhält die Steuereinrichtung somit die Daten für die Information, welche auf der Projektionsfläche in dem Fahrzeug 1 wiedergegeben werden soll.The viewing direction B of the driver 3 as well as the position of his eyes 4 is from the sight line detection device 5 to a control device 6 transfer. The control device 6 is with other facilities of the vehicle, for example via a vehicle bus 7 connected. For example, the control device 6 with a device for generating display data, usually on a multifunction display in the vehicle 1 be displayed. About the vehicle bus 7 the control device thus receives the data for the information which is present on the projection surface in the vehicle 1 should be reproduced.

Die Steuereinrichtung 6 ist mit einem Projektor 8 oder mehreren Projektoren verbunden. Der Projektor 8 wird sowohl hinsichtlich seiner Projektionsrichtung P als auch hinsichtlich der Daten für die Informationswiedergabe von der Steuereinrichtung 6 gesteuert. Bei dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Projektor 8 mit Stellmitteln 9 verbunden, welche die Position und Ausrichtung des Projektors 8 mechanisch verändern können. Der Projektor 8 ist am Fahrzeughimmel vorne mittig befestigt. Alternativ kann der Projektor 8 oder ein weiterer Projektor hinten am Fahrzeughimmel mittig befestigt sein.The control device 6 is with a projector 8th or multiple projectors. The projector 8th is determined by the controller both in terms of its direction of projection P and in terms of data for information reproduction 6 controlled. In the embodiment shown in the figure, the projector 8th with adjusting agents 9 connected to the position and orientation of the projector 8th can change mechanically. The projector 8th is attached to the front of the vehicle roof. Alternatively, the projector 8th or another projector attached to the rear of the roof lining.

Anstatt der Stellmittel 9 könnte auch bei einem anderen Ausführungsbeispiel eine optische Ablenkeinrichtung vorgesehen sein, welche die Projektionsrichtung P des an sich ortsfesten Projektors 8 so steuert, dass sie in Richtung der gewünschten Projektionsfläche 11 gerichtet ist.Instead of the adjusting means 9 could also be provided in another embodiment, an optical deflection device, which the projection direction P of the stationary per se projector 8th so controls that they are facing the desired screen 11 is directed.

Bei dem Projektor 8 handelt es sich um einen LED- oder Laserprojektor.At the projector 8th it is an LED or laser projector.

Die Steuereinrichtung 6 errechnet aus der Blickrichtung B des Fahrers 3 sowie der Position der Augen 4 den Bereich der Oberfläche im Innenraum des Fahrzeugs 2, den der Fahrer 3 betrachtet. Aus gespeicherten Daten zu dem Fahrzeugmodell kann die Steuereinrichtung ermitteln, ob es sich bei diesem Bereich um eine undurchsichtige Fläche oder eine durchsichtige Fläche, wie z. B. ein Fenster, handelt. In dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel blickt der Fahrer 3 auf den Bereich 10 oberhalb des Handschuhfachs des Beifahrers. Da dieser Bereich undurchsichtig ist, kann er als Projektionsfläche für die wiederzugebende Information dienen. Die Steuereinrichtung 6 richtet somit mittels der Stellmittel 9 den Projektor 8 so aus, dass die Information auf einer undurchsichtigen Projektionsfläche 11 in Blickrichtung B des Fahrers 3 projiziert wird. In dem in der Figur gezeigten Beispiel wird ein Warnhinweis 12 auf die undurchsichtige Projektionsfläche 11 projiziert, den der Fahrer 3 sofort erfassen kann, da er direkt auf die Projektionsfläche 11 blickt.The control device 6 calculated from the view B of the driver 3 as well as the position of the eyes 4 the area of the surface in the interior of the vehicle 2 the driver 3 considered. From stored data to the vehicle model, the controller can determine whether this area is an opaque area or a transparent area such. As a window, is. In the embodiment shown in the figure, the driver looks 3 on the area 10 above the passenger's glove compartment. Since this area is opaque, it can serve as a projection surface for the information to be reproduced. The control device 6 thus directs by means of the adjusting means 9 the projector 8th so that the information is on an opaque projection screen 11 in the direction B of the driver 3 is projected. In the example shown in the figure becomes a warning 12 on the opaque projection screen 11 projected by the driver 3 Immediately capture, as it is directly on the screen 11 looks.

Die Steuereinrichtung 6 umfasst ferner ein Verzerrungsmodul, mit welchem Daten zur Wiedergabe der Information berechnet werden, welche die Form der Projektionsfläche im Raum berücksichtigen, um dem Fahrer 3 das projizierte Bild so verzerrungsfrei wie möglich bereitzustellen. Die Korrektur der Verzeichnung durch die Projektion kann z. B. gemäß einem Verfahren erfolgen, das in dem Buch Luhmann, T., Nahbereichsphotogrammetrie Grundlagen-Methoden-Anwendungen, Wichmann 2003 , beschrieben ist. Das Verzerrungsmodul kann bei der Berechnung der Bilddaten z. B. CAD-Daten des Fahrzeuginnenraums 2 berücksichtigen, um die Form der Projektionsfläche zu bestimmen. Des Weiteren können für bestimmte Projektions flächen vorab Verzerrungsmodule geschaffen werden, indem Musterbilder auf die Projektionsflächen mittels des Projektors 8 projiziert werden, die anschließend mittels einer Kopfnullkamera aufgenommen werden. Daraufhin wird das Musterbild mittels des Verzerrungsmoduls bzw. dessen Inversen zu einem Testbild verzerrt. Nun wird eine Kostenfunktion in Bezug auf die Abweichung des Testbildes von dem mittels der Kopfnullkamera aufgenommenen Musterbildes erstellt. Diese kann z. B. das Quadrat des Abstandes einzelner Pixel sein. Daraufhin folgt eine Abfrage, ob die Kostenfunktion einen hinreichend kleinen Wert liefert. Ist dies nicht der Fall, werden Modellparameter (Zustandsvektor) des Verzerrungsmoduls entsprechend einer Optimierungsstrategie derart verändert, dass sich das Testbild dem mittels der Kopfnullkamera aufgenommenen Musterbildes annähert. Liefert die Kostenfunktion dagegen einen hinreichenden kleinen Wert, werden die Modellparameter (Zustandsvektor) des Verzerrungsmoduls gespeichert.The control device 6 further comprises a distortion module, with which data is calculated to reproduce the information taking into account the shape of the projection surface in space, to the driver 3 provide the projected image as distortion free as possible. The correction of the distortion by the projection can z. B. be carried out according to a method described in the book Luhmann, T., Short-range Photogrammetry Foundation Methods Applications, Wichmann 2003 , is described. The distortion module can be used in the calculation of the image data z. B. CAD data of the vehicle interior 2 take into account the shape of the screen. Furthermore, for certain projection surfaces, distortion modules can be created in advance by applying pattern images to the projection surfaces by means of the projector 8th be projected, which are then recorded by means of a head-up camera. Subsequently, the pattern image is distorted by the distortion module or its inverse to a test image. Now a cost function with respect to the deviation of the test image from the recorded by means of the head-up camera pattern image is created. This can, for. B. be the square of the distance of individual pixels. This is followed by a query as to whether the cost function provides a sufficiently small value. If this is not the case, model parameters (state vector) of the distortion module are changed in accordance with an optimization strategy in such a way that the test image approaches the pattern image recorded by means of the head-up camera. On the other hand, if the cost function provides a sufficiently small value, the model parameters (state vector) of the distortion module are stored.

Ein entsprechendes Verfahren kann auch in Bezug auf die Farbe von Pixeln bei der Projektion durchgeführt werden, da die Farbe der Projektionsfläche üblicherweise nicht einer weißen Leinwand ähnelt und gegebenenfalls auch nicht einfarbig ist.One The same procedure can also be applied to the color of pixels to be done in the projection, since the color of the Projection surface usually not a white one Canvas resembles and may not be monochrome is.

Ändert sich die Blickrichtung B des Fahrers 3, wird dies von der Blickrichtungserfassungseinrichtung 5 erfasst, woraufhin die Steuereinrichtung 6 die Projektionsrichtung P des Projektors 8 so ändert, dass die Projektionsfläche 11 fortwährend in Blickrichtung B des Fahrers bleibt. Blickt der Fahrer 3 durch ein Fenster, d. h. eine durchsichtige Fläche, wie z. B. nach vorn durch die Windschutzscheibe, wählt die Steuereinrichtung 6 eine undurchsichtige Projektionsfläche nahe der Blickrichtung B des Fahrers 3 aus.Changes the driver's line of sight B 3 , This is from the sight line detection device 5 detected, whereupon the control device 6 the projection direction P of the projector 8th so that changes the screen 11 constantly in the direction B of the driver remains. The driver looks 3 through a window, ie a transparent surface, such. B. forward through the windshield, selects the controller 6 an opaque projection surface near the driver's line of sight B 3 out.

11
Fahrzeugvehicle
22
Innenraum des Fahrzeugsinner space of the vehicle
33
Fahrerdriver
44
Augen des Fahrerseyes the driver
55
BlickrichtungserfassungseinrichtungSight detector
66
Steuereinrichtungcontrol device
77
Fahrzeugbusvehicle bus
88th
Projektorprojector
99
Stellmittelactuating means
1010
undurchsichtige Flächeopaque area
1111
undurchsichtige Projektionsflächeopaque projection
1212
wiedergegebene Informationreproduced information

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (14)

Verfahren zum Wiedergeben von Information auf einer Projektionsfläche (11) in einem Fahrzeug (1) für eine im Fahrzeug (1) befindliche Person (3), bei dem – die Blickrichtung (B) der Person (3) erfasst wird und – die Information auf eine undurchsichtige Projektionsfläche (11) in dem Fahrzeug (1) projiziert wird, die sich in Blickrichtung (B) der Person (3) oder nahe der Blickrichtung (B) der Person (3) befindet.Method for reproducing information on a projection screen ( 11 ) in a vehicle ( 1 ) for one in the vehicle ( 1 ) person ( 3 ), in which - the viewing direction (B) of the person ( 3 ) and - the information on an opaque projection surface ( 11 ) in the vehicle ( 1 ) projected in the direction (B) of the person ( 3 ) or near the line of sight (B) of the person ( 3 ) is located. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Position und Ausrichtung der Augen und/oder des Kopfes der Person (3) verfolgt werden, um die Blickrichtung (B) zu erfassen.Method according to claim 1, characterized in that the position and orientation of the eyes and / or the head of the person ( 3 ) to detect the viewing direction (B). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Projektionsfläche (11) in Abhängigkeit von der Blickrichtung (B) der Person (3) verändert, wenn sich die Blickrichtung (B) der Person (3) verändert.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the projection surface ( 11 ) depending on the viewing direction (B) of the person ( 3 ), when the line of sight (B) of the person ( 3 ) changed. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Blickrichtung (B) der Person (3) nicht auf eine undurchsichtige Projektionsfläche (11) gerichtet ist, die Information auf die zur Blickrichtung (B) nächstgelegene undurchsichtige Projektionsfläche (11) in dem Fahrzeug (1) projiziert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that when the viewing direction (B) of the person ( 3 ) not on an opaque projection surface ( 11 ), the information on the opaque to the viewing direction (B) opaque projection surface ( 11 ) in the vehicle ( 1 ) is projected. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Projektion der Information die Form der Projektionsfläche (11) berücksichtigt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that, in the projection of the information, the shape of the projection surface ( 11 ) is taken into account. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Information auf verschiedene undurchsichtige Projektionsflächen im Fahrzeug mittels zumindest zweier Projektoren projiziert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the information is on different opaque Projection surfaces in the vehicle by means of at least two Projectors is projected. Vorrichtung zum Wiedergeben von Information auf einer Projektionsfläche (11) in einem Fahrzeug (1) für eine im Fahrzeug (1) befindliche Person (3), umfassend: – zumindest einen im Fahrzeug (1) angeordneten Projektor (8) zur Projektion der Information auf einer Projektionsfläche (11) in dem Fahrzeug (1), – eine Einrichtung (5) zum Erfassen der Blickrichtung (B) der Person (3) und – eine mit dem Projektor (8) und der Blickrichtungserfassungseinrichtung (5) gekoppelte Steuereinrichtung (6), mit welcher die Projektionsrichtung (P) des Projektors (8) in Abhängigkeit von der Blickrichtung (B) der Person (3) steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, – dass mit der Steuereinrichtung (6) erfassbar ist, ob in Blickrichtung (B) der Person (3) eine undurchsichtige Projektionsfläche (11) im Fahrzeug (1) angeordnet ist, und – dass die Steuereinrichtung (6) den Projektor (8) so ansteuert, dass die Information auf eine undurchsichtige Projektionsfläche (11) in Blickrichtung (B) der Person (3) oder nahe der Blickrichtung (B) der Person (3) projiziert wird.Device for displaying information on a projection screen ( 11 ) in a vehicle ( 1 ) for one in the vehicle ( 1 ) person ( 3 ), comprising: - at least one in the vehicle ( 1 ) ( 8th ) for projecting the information on a projection surface ( 11 ) in the vehicle ( 1 ), - An institution ( 5 ) for detecting the viewing direction (B) of the person ( 3 ) and - one with the projector ( 8th ) and the sight line detection device ( 5 ) coupled control device ( 6 ), with which the projection direction (P) of the projector ( 8th ) depending on the viewing direction (B) of the person ( 3 ) is controllable, characterized in that - with the control device ( 6 ) is detectable, whether in the viewing direction (B) of the person ( 3 ) an opaque projection surface ( 11 ) in the vehicle ( 1 ), and - that the control device ( 6 ) the projector ( 8th ) so that the information on an opaque projection surface (11) in the viewing direction (B) of the person ( 3 ) or near the line of sight (B) of the person ( 3 ) is projected. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Blickrichtungserfassungseinrichtung (5) die Position und Ausrichtung der Augen und/oder des Kopfes der Person (3) verfolgbar sind.Apparatus according to claim 7, characterized in that with the sight line detection device ( 5 ) the position and orientation of the eyes and / or the head of the person ( 3 ) are traceable. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Steuereinrichtung (6) die Projektionsfläche (11) des Projektors (8) in Abhängigkeit von der Blickrichtung (B) der Person (3) veränderbar ist, wenn sich die Blickrichtung (B) der Person verändert.Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that with the control device ( 6 ) the projection surface ( 11 ) of the projector ( 8th ) depending on the viewing direction (B) of the person ( 3 ) is changeable when the viewing direction (B) of the person changes. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Projektor (8) eine optische Ablenkeinrichtung umfasst, die mit der Steuereinrichtung (6) gekoppelt ist und mit der das von dem Projektor (8) emittierte Licht in Abhängigkeit von einem Steuersignal der Steuereinrichtung (6) so ablenkbar ist, dass die Information auf verschiedene undurchsichtige Projektionsflächen (11) projizierbar ist.Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the projector ( 8th ) comprises an optical deflection device connected to the control device ( 6 ) and that of the projector ( 8th ) emitted light in response to a control signal of the control device ( 6 ) is deflected so that the information on different opaque projection surfaces ( 11 ) is projectable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Projektor (8) mit Stellmitteln (9) gekoppelt ist, die mit der Steuereinrichtung (6) gekoppelt sind und mit welchen die Position des Projektors (8) in Abhängigkeit von einem Steuersignal der Steuereinrichtung (6) veränderbar ist, so dass die Information auf verschiedene Projektionsflächen (11) projizierbar ist.Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the projector ( 8th ) with adjusting means ( 9 ) coupled to the control device ( 6 ) and with which the position of the projector ( 8th ) in response to a control signal of the control device ( 6 ) is variable, so that the information on different projection surfaces ( 11 ) is projectable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Projektor (8) als Lichtquelle mehrere lichtemittierende Dioden umfasst.Device according to one of claims 7 to 11, characterized in that the projector ( 8th ) comprises as light source a plurality of light-emitting diodes. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Projektor (8) als Lichtquelle zumindest einen Laser umfasst.Device according to one of claims 7 to 11, characterized in that the projector ( 8th ) comprises at least one laser as the light source. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zumindest zwei Projektoren umfasst, mit welchen die Information auf verschiedene undurchsichtige Projektionsflächen (11) im Fahrzeug (1) projizierbar ist.Device according to one of claims 7 to 11, characterized in that the device comprises at least two projectors, with which the information on different opaque projection surfaces ( 11 ) in the vehicle ( 1 ) is projectable.
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