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DE102014201801B4 - Method for the perspective representation of a vehicle environment with a vehicle model on a vehicle display and display system - Google Patents

Method for the perspective representation of a vehicle environment with a vehicle model on a vehicle display and display system Download PDF

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DE102014201801B4
DE102014201801B4 DE102014201801.3A DE102014201801A DE102014201801B4 DE 102014201801 B4 DE102014201801 B4 DE 102014201801B4 DE 102014201801 A DE102014201801 A DE 102014201801A DE 102014201801 B4 DE102014201801 B4 DE 102014201801B4
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DE
Germany
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vehicle
steering angle
transparency
vehicle model
perspective
Prior art date
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German (de)
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Inventor
Bernd Bader
Simon Mansfeld
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Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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Publication date
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Priority to PCT/EP2015/051761 priority patent/WO2015114033A1/en
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Abstract

Verfahren zur perspektivischen Darstellung eines Fahrzeugumfeldes auf einer Anzeige eines Kraftfahrzeugs (1), wobei- mittels einer oder mehrerer Kameras Bildinformation des Fahrzeugumfelds erzeugt wird,- eine perspektivische Ansicht des Fahrzeugumfeldes mit einem Fahrzeug-Modell des Fahrzeugs (1) aus der Perspektive einer virtuellen Kamera (7) basierend auf dieser Bildinformation erzeugt wird, wobei die virtuelle Kamera (7) über das Fahrzeug (1) in den vorausliegenden Fahrschlauch gerichtet ist und die Blickrichtung (9) der virtuellen Kamera (7) von dem aktuellen Lenkwinkel abhängig ist, und- auf der Anzeige die perspektivische Ansicht des Fahrzeugumfelds mit dem Fahrzeug-Modell dargestellt wird, und wobei die Transparenz des dargestellten Fahrzeug-Modells von dem aktuellen Lenkwinkel abhängig ist.Method for the perspective representation of a vehicle environment on a display of a motor vehicle (1), whereby image information of the vehicle environment is generated by means of one or more cameras, a perspective view of the vehicle environment with a vehicle model of the vehicle (1) from the perspective of a virtual camera (7) is generated based on this image information, the virtual camera (7) being directed via the vehicle (1) into the route ahead and the viewing direction (9) of the virtual camera (7) is dependent on the current steering angle, and the perspective view of the vehicle surroundings with the vehicle model is shown on the display, and the transparency of the vehicle model shown is dependent on the current steering angle.

Description

Die Erfindung betrifft die perspektivische Darstellung eines Fahrzeugumfelds auf einer Anzeige eines Kraftfahrzeugs, insbesondere zur Fahrer-Unterstützung von Park- und Rangiervorgängen.The invention relates to the perspective representation of the surroundings of the vehicle on a display of a motor vehicle, in particular to assist the driver in parking and maneuvering processes.

Für Kraftfahrzeuge sind Anzeigesysteme bekannt, bei denen die Bildinformation mehrerer an einem Fahrzeug angeordneter Kameras zu einer Draufsicht auf das Fahrzeug aus einer virtuellen Vogelperspektive kombiniert wird und auf einer Anzeige im Fahrzeugcockpit angezeigt wird. Dies ist beispielsweise in der Druckschrift DE 10 2006 036 933 A1 beschrieben.Display systems are known for motor vehicles in which the image information of several cameras arranged on a vehicle is combined to form a top view of the vehicle from a virtual bird's eye view and is displayed on a display in the vehicle cockpit. This is for example in the publication DE 10 2006 036 933 A1 described.

Ferner sind Anzeigesysteme bekannt, bei denen eine perspektivische Darstellung des Fahrzeugumfelds aus der Sicht einer virtuellen Kamera basierend auf der Bildinformation mehrerer Kameras erzeugt wird, so dass dem Betrachter im Unterschied zu der Darstellung in der Draufsicht ein dreidimensionaler, räumlicher Eindruck vermittelt wird.Furthermore, display systems are known in which a perspective representation of the vehicle surroundings is generated from the perspective of a virtual camera based on the image information of several cameras, so that the viewer is given a three-dimensional, spatial impression in contrast to the representation in the top view.

Ein derartiges Anzeigesystem ist beispielsweise in der Druckschrift DE 10 2008 034 594 A1 beschrieben. Die Darstellung der Fahrzeugumgebung enthält dort vorzugsweise noch ein perspektivisches Fahrzeug-Modell, wobei die KameraPerspektive für die Darstellung des Fahrzeug-Modells und des Fahrzeugumfeld identisch sind und die Lage des Fahrzeug-Modells zum virtuellen Fahrzeugumfeld im Wesentlichen der tatsächlichen Lage des Fahrzeugs zum Fahrzeugumfeld entspricht. Die Kameraperspektive entspricht dabei einer Verfolgerperspektive oder Third-Person-Perspektive, wobei sich die virtuelle Kamera hinter dem Fahrzeug befindet und über das Fahrzeug in Fahrtrichtung gerichtet ist. Es ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Perspektive abhängig von aktuellen odometrischen Daten des Fahrzeugs, wie beispielsweise der Geschwindigkeit oder des Lenkwinkels, oder von der erkannten Fahrabsicht geändert wird.Such a display system is for example in the document DE 10 2008 034 594 A1 described. The representation of the vehicle environment there preferably also contains a perspective vehicle model, the camera perspective for the representation of the vehicle model and the vehicle environment being identical and the position of the vehicle model in relation to the virtual vehicle environment essentially corresponds to the actual position of the vehicle in relation to the vehicle environment. The camera perspective corresponds to a pursuer's perspective or third-person perspective, with the virtual camera being located behind the vehicle and pointing over the vehicle in the direction of travel. Provision is preferably made for the perspective to be changed as a function of current odometric data of the vehicle, such as the speed or the steering angle, or of the recognized driving intention.

Ein anderes derartiges Anzeigesystem ist beispielsweise in der Druckschrift DE 10 2009 051 526 A1 beschrieben, bei dem eine dreidimensionale Umgebungskarte mit einem auf der jeweiligen Fahrsituation angepassten variablen Blickpunkt erzeugt und dargestellt wird. Hier wird ein dreidimensionales Modell des Fahrzeugs in die dreidimensionale Umgebungskarte einbezogen und zusätzlich dargestellt.Another such display system is disclosed, for example, in the document DE 10 2009 051 526 A1 described, in which a three-dimensional map of the environment is generated and displayed with a variable point of view adapted to the respective driving situation. Here a three-dimensional model of the vehicle is included in the three-dimensional map of the surroundings and also displayed.

Zum Stand der Technik wird ferner noch auf folgende Druckschriften hingewiesen: Die WO 2011/014 497 A1 beschreibt ein Anzeigesystem mit einer Fahrzeugkamera, welches eine perspektivische Darstellung aus Kamerabildern berechnet und abhängig vom Lenkwinkel darstellt, wobei ein Overlay eingeblendet wird, das den Fahrschlauch dynamisch einblendet. Die DE 10 2010 042 063 A1 beschreibt ein Verfahren zum Bestimmen von aufbereiteten Bilddaten hinsichtlich eines Fahrzeugumfeld, wobei die Position und Orientierung des Fahrzeugs sowie relevante Objekte zusammengeführt werden. Die DE 10 2011 105 884 A1 beschreibt ein Verfahren zum Unterstützen eines rückwärtigen Einparkvorgangs eines mit einem Rückfahrkamerasystem ausgestatteten Kraftfahrzeugs. Dabei werden unter anderem ein Parkrahmen und Hilfslinien in einer perspektivischen Ansicht eingeblendet.With regard to the state of the art, reference is also made to the following publications: The WO 2011/014 497 A1 describes a display system with a vehicle camera, which calculates a perspective representation from camera images and displays it as a function of the steering angle, with an overlay being displayed that dynamically displays the driving path. the DE 10 2010 042 063 A1 describes a method for determining processed image data with regard to a vehicle environment, the position and orientation of the vehicle and relevant objects being merged. the DE 10 2011 105 884 A1 describes a method for assisting a rear parking process of a motor vehicle equipped with a reversing camera system. Among other things, a parking frame and auxiliary lines are displayed in a perspective view.

Sofern bei einer perspektivischen, dreidimensionalen Darstellung des Fahrzeugumfeldes mit eingebundenem Fahrzeug-Modell die virtuellen Kamera über das Fahrzeug in den Fahrschlauch gerichtet ist und dazu je nach Lenkwinkel der Blickrichtung angepasst wird, ergibt sich das Problem, dass das dargestellte Fahrzeug-Modell bei zunehmendem Lenkwinkel zunehmend mehr Bereiche des Umfelds im Fahrschlauch verdeckt. Aufgrund der Verdeckung relevanter Umfeldbereiche im Fahrschlauch durch das Fahrzeug-Modell des eigenen Fahrzeugs kann es dazu kommen, dass beispielsweise Hindernisse im Fahrschlauch für den Fahrer in der Anzeige nicht sichtbar sind.If, in a perspective, three-dimensional representation of the vehicle environment with an integrated vehicle model, the virtual camera is directed over the vehicle into the driving path and is adapted to the viewing direction depending on the steering angle, the problem arises that the vehicle model shown increases as the steering angle increases more areas of the surroundings are covered in the driving envelope. Due to the covering of relevant environmental areas in the driving route envelope by the vehicle model of the driver's own vehicle, it can happen that, for example, obstacles in the driving route envelope are not visible to the driver in the display.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, bei einer perspektivischen, dreidimensionalen Darstellung des Fahrzeugumfelds mit lenkwinkelabhängiger Blickrichtung der virtuellen Kamera die störende Verdeckung von wichtigen Umfeldbereichen im Fahrschlauch durch das Fahrzeug-Modell zu reduzieren.It is therefore the object of the invention to reduce the disruptive obscuration of important environmental areas in the driving path by the vehicle model in a perspective, three-dimensional representation of the vehicle environment with the steering angle-dependent viewing direction of the virtual camera.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The object is achieved by the features of the independent patent claims. Advantageous embodiments are described in the dependent claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur perspektivischen Darstellung eines Fahrzeugumfeldes auf einer Anzeige eines Kraftfahrzeugs. Hierbei wird mittels einer oder vorzugsweise mehrerer am Fahrzeug angeordneter Kameras Bildinformation des Fahrzeugumfelds erzeugt. Dann wird basierend auf dieser Bildinformation der einen oder vorzugsweise mehreren Kameras eine perspektivische Ansicht des Fahrzeugumfeldes mit einem Fahrzeug-Modell des Fahrzeugs aus der Perspektive einer virtuellen Kamera erzeugt. Dies geschieht vorzugsweise durch die Erstellung einer synthetischen, dreidimensionalen Welt, in der die Kamera beliebig positioniert werden kann.A first aspect of the invention relates to a method for the perspective representation of a vehicle environment on a display of a motor vehicle. In this case, image information of the vehicle surroundings is generated by means of one or preferably more cameras arranged on the vehicle. Then, based on this image information from the one or preferably more cameras, a perspective view of the vehicle surroundings with a vehicle model of the vehicle is generated from the perspective of a virtual camera. This is preferably done by creating a synthetic, three-dimensional world in which the camera can be positioned as desired.

Hierbei ist die virtuelle Kamera über das Fahrzeug in den Fahrschlauch gerichtet und die Blickrichtung der virtuellen Kamera von dem aktuellen Lenkwinkel abhängig. Die Blickrichtung der virtuellen Kamera ist beispielsweise von dem aktuellen Lenkwinkel derart abhängig, dass der Gierwinkel der virtuellen Kamera gegenüber der Fahrzeuglängsachse von dem aktuellen Lenkwinkel abhängig ist.Here, the virtual camera is directed via the vehicle into the driving path and the viewing direction of the virtual camera is dependent on the current steering angle. The direction of view of the virtual camera is, for example, from the current one Steering angle dependent in such a way that the yaw angle of the virtual camera with respect to the vehicle longitudinal axis is dependent on the current steering angle.

Die Lage des Fahrzeug-Modells zum virtuellen Fahrzeugumfeld entspricht dabei im Wesentlichen der tatsächlichen Lage des Fahrzeugs zum Fahrzeugumfeld. Auch die Abmessungen des Fahrzeug-Modells in Relation zum dargestellten Fahrzeugumfeld entsprechen im Wesentlichen der tatsächlichen Abmessungen des Fahrzeugs in Relation zum tatsächlichen Umfeld.The position of the vehicle model in relation to the virtual vehicle environment essentially corresponds to the actual position of the vehicle in relation to the vehicle environment. The dimensions of the vehicle model in relation to the depicted vehicle surroundings also essentially correspond to the actual dimensions of the vehicle in relation to the actual surroundings.

Auf der Anzeige wird die perspektivische Ansicht des Fahrzeugumfelds zusammen mit dem Fahrzeug-Modell dargestellt, so dass dem Betrachter im Unterschied zu der Darstellung in der Draufsicht ein dreidimensionaler, räumlicher Eindruck vermittelt wird.The perspective view of the vehicle surroundings is shown on the display together with the vehicle model, so that the viewer is given a three-dimensional, spatial impression in contrast to the representation in the top view.

Erfindungsgemäß ist die Transparenz (d. h. Durchsichtigkeit) des dargestellten Fahrzeug-Modells von dem aktuellen Lenkwinkel abhängig. Das Fahrzeug-Modell kann also in Abhängigkeit von dem aktuellen Lenkwinkel transparent dargestellt werden.According to the invention, the transparency (i.e. transparency) of the vehicle model shown is dependent on the current steering angle. The vehicle model can therefore be displayed transparently as a function of the current steering angle.

Bei einem Lenkwinkel von beispielsweise 0° (Geradeausfahrt) wird beispielsweise das Fahrzeug-Modell vollständig opak (nicht transparent), so dass es die aus Sicht der Kamera direkt hinter dem Fahrzeug-Modell liegenden Umfeldbereiche verdeckt. Bei einem derartigen Lenkwinkel ist die Verdeckung von Umfeldbereichen durch das Fahrzeug-Modell nämlich nicht störend. Das Fahrzeug-Modell gibt hier Aufschluss über die Position im Raum und dient als Referenzmodell der Orientierung für den Fahrer.At a steering angle of 0 ° (straight ahead), for example, the vehicle model becomes completely opaque (not transparent) so that it covers the surrounding areas that are directly behind the vehicle model from the perspective of the camera. In the case of such a steering angle, the obscuration of environmental areas by the vehicle model is not disruptive. The vehicle model provides information about the position in space and serves as a reference model for orientation for the driver.

Bei einem hohen Betrag des Lenkwinkels, insbesondere dem maximalen Betrag des Lenkwinkels, wenn der Fahrschlauch stark gekrümmt ist, wäre die Verdeckung von relevanten Umfeldbereichen im Fahrschlauch durch das Fahrzeug-Modell sehr groß. Die Kamera würde, damit sie immer in Richtung Fahrschlauch schaut, auf die Flanke des Fahrzeug-Modells blicken. Daher kann beispielsweise für hohe Lenkwinkel, das Fahrzeug-Modell mit einem hohen Grad an Transparenz dargestellt werden, so dass die aus Sicht der virtuellen Kamera direkt hinter dem Fahrzeug-Modell liegende Umfeldbereiche für den Fahrer gut sichtbar sind. Das Fahrzeug-Modell kann dabei vollständig transparent sein, dass es überhaupt nicht mehr sichtbar ist; vorzugsweise ist zwar bei dem maximalen Betrag des Lenkwinkels die Transparenz des Fahrzeug-Modells hoch (beispielsweise größer 50%), dieses aber zur Orientierung des Fahrers noch sichtbar.In the case of a high steering angle, in particular the maximum steering angle when the driving route envelope is strongly curved, the vehicle model would cover up relevant areas of the surroundings in the driving route envelope. The camera would look at the side of the vehicle model so that it always looks in the direction of the driving envelope. For this reason, for example, for high steering angles, the vehicle model can be displayed with a high degree of transparency, so that the driver can easily see the surrounding areas that are directly behind the vehicle model from the point of view of the virtual camera. The vehicle model can be completely transparent so that it is no longer visible at all; The transparency of the vehicle model is preferably high (for example greater than 50%) at the maximum amount of the steering angle, but this is still visible for the orientation of the driver.

Vorzugsweise wird ein den Grad der Transparenz angebender Transparenzwert, dessen Wertebereich transparente Abstufungen umfasst, für die Darstellung des Fahrzeug-Modells bestimmt. Bei dem Transparenzwert handelt es sich typischerweise um einen sogenannten Alphawert. Der Transparenzwert kann beispielsweise einen Wertebereich von 256 Werten haben, wobei der Wert = 0 dem Attribut „vollständig transparent“ (d. h. unsichtbar) und der Wert = 255 dem Attribut „opak“ (d. h. undurchsichtig) entspricht und dazwischen liegende Transparenzwerte dazwischen liegende Abstufungen in der Transparenz entsprechen. Ein Transparenzwert von 0 entspricht dann einem Transparenzgrad von 100% (vollständig transparent, d. h. unsichtbar) und ein Transparenzwert von 255 entspricht dann einem Transparenzgrad von 0% (d. h. undurchsichtig).A transparency value which indicates the degree of transparency and whose value range includes transparent gradations is preferably determined for the display of the vehicle model. The transparency value is typically a so-called alpha value. The transparency value can, for example, have a range of 256 values, where the value = 0 corresponds to the attribute "completely transparent" (ie invisible) and the value = 255 corresponds to the attribute "opaque" (ie opaque) and the transparency values in between are gradations in the Correspond to transparency. A transparency value of 0 then corresponds to a degree of transparency of 100% (completely transparent, i.e. invisible) and a transparency value of 255 then corresponds to a degree of transparency of 0% (i.e. opaque).

Dieser Transparenzwert gilt vorzugsweise für das gesamte Fahrzeug-Modell, d. h. für alle Pixel der Darstellung des Fahrzeug-Modells.This transparency value preferably applies to the entire vehicle model, i. H. for all pixels of the representation of the vehicle model.

Der Transparenzwert ist von dem aktuellen Lenkwinkel abhängig. Der Transparenzwert wird beispielsweise in Abhängigkeit des aktuellen Lenkwinkels bestimmt. Zur Bestimmung des Transparenzwerts kann aber auch eine mit dem aktuellen Lenkwinkel im Zusammenhang stehende Information verwendet werden, beispielsweise eine Information über die Krümmung des Fahrschlauchs, insbesondere die Radien der beiden Kreise mit gleichen Kreismittelpunkt, auf denen sich die beiden gelenkten Vorderräder bei dem aktuellen Lenkwinkel bewegen.The transparency value depends on the current steering angle. The transparency value is determined, for example, as a function of the current steering angle. To determine the transparency value, information related to the current steering angle can also be used, for example information about the curvature of the travel path, in particular the radii of the two circles with the same center point on which the two steered front wheels move at the current steering angle .

Es kann vorgehsehen, dass zumindest in einem bestimmten Lenkwinkelbereich der Grad der Transparenz des dargestellten Fahrzeug-Modells mit zunehmendem Betrag des Lenkwinkels kontinuierlich zunimmt, so dass das Fahrzeug mit zunehmendem Betrag des Lenkwinkels langsam ausgeblendet wird (jedoch nicht unbedingt bei maximalem Lenkwinkel vollständig abgeblendet wird). Hierbei kann beispielsweise ein linearer Zusammenhang zwischen Transparenzgrad und Lenkwinkel vorgesehen sein.Provision can be made that, at least in a certain steering angle range, the degree of transparency of the vehicle model shown increases continuously as the steering angle increases, so that the vehicle is slowly faded out as the steering angle increases (but not necessarily completely dimmed at the maximum steering angle) . Here, for example, a linear relationship between the degree of transparency and the steering angle can be provided.

Es kann alternativ vorgesehen, dass unterhalb eines bestimmten Schwellwerts für den Betrag des Lenkwinkels das Fahrzeug-Modell im Wesentlichen opak dargestellt wird und ab Erreichen oder Überschreiten eines bestimmten Schwellwerts für den Betrag des Lenkwinkels mit einem hohen Grad an Transparenz (aber nicht unbedingt vollständig transparent, beispielsweise ein Transparenzgrad von 90 %) dargestellt wird. Es kann also im Wesentlichen sprungförmig das Fahrzeug-Modell abgeblendet werden.Alternatively, provision can be made for the vehicle model to be displayed essentially opaque below a certain threshold value for the amount of the steering angle and, after reaching or exceeding a certain threshold value for the amount of the steering angle, with a high degree of transparency (but not necessarily completely transparent, for example a degree of transparency of 90%) is displayed. The vehicle model can therefore be dimmed in a substantially abrupt manner.

Es kann beispielsweise ein derartiger Zusammenhang zwischen Lenkwinkel und Transparenz vorgesehen sein, dass bei einem Lenkwinkel von im Wesentlichen null die Transparenz des dargestellten Fahrzeug-Modells minimal ist (beispielsweise entspricht dann der Transparenzgrad einer Transparenz von 0% und das Fahrzeug-Modell ist vollständig undurchsichtig), während bei dem maximal möglichen Betrag des Lenkwinkels die Transparenz des dargestellten Fahrzeug-Modells maximal ist (beispielsweise entspricht der Transparenzgrad dann einer Transparenz von 90% und das Fahrzeug-Modell ist stark transparent, jedoch noch sichtbar),.For example, a relationship between the steering angle and transparency can be provided such that, at a steering angle of essentially zero, the transparency of the vehicle model shown is minimal (for example, the degree of transparency then corresponds to a transparency of 0% and the vehicle model is completely opaque), while at the maximum possible amount of the steering angle, the transparency of the displayed vehicle model is maximum (for example, the degree of transparency then corresponds to a transparency of 90% and the vehicle model is highly transparent, but still visible) ,.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist auf ein Anzeigesystem zur perspektivischen Darstellung eines Fahrzeugumfeldes mit einem Fahrzeug-Modell gerichtet. Das Anzeigesystem umfasst eine Anzeige zur überlagerten Darstellung des Fahrzeugumfeldes mit dem Fahrzeug-Modell des Kraftfahrzeugs. Ferner sind eine oder mehrerer Kameras zur Erzeugung von Bildinformation des Fahrzeugumfelds vorgesehen. Eine Bildberechnungseinheit dient zur Erzeugung einer perspektivischen Ansicht des Fahrzeugumfeldes mit dem Fahrzeug-Modell basierend auf dieser Bildinformation, wobei die Lage des Fahrzeug-Modells zum dargestellten Fahrzeugumfeld im Wesentlichen der tatsächlichen Lage des Fahrzeugs zum Fahrzeugumfeld entspricht. Auch die Abmessungen des Fahrzeug-Modells in Relation zum dargestellten Fahrzeugumfeld entsprechen im Wesentlichen den tatsächlichen Abmessungen des Fahrzeugs in Relation zum tatsächlichen Umfeld. Die Bildberechnungseinheit ist eingerichtet, die über das Fahrzeug in den Fahrschlauch gerichtete Blickrichtung der virtuellen Kamera in Abhängigkeit von dem aktuellen Lenkwinkel oder anderer mit dem aktuellen Lenkwinkel im Zusammenhang stehender Information zu festzulegen.A second aspect of the invention is directed to a display system for the perspective representation of a vehicle environment with a vehicle model. The display system includes a display for the superimposed display of the vehicle surroundings with the vehicle model of the motor vehicle. Furthermore, one or more cameras are provided for generating image information of the vehicle surroundings. An image computation unit is used to generate a perspective view of the vehicle surroundings with the vehicle model based on this image information, the position of the vehicle model in relation to the represented vehicle surroundings essentially corresponding to the actual position of the vehicle in relation to the vehicle surroundings. The dimensions of the vehicle model in relation to the depicted vehicle surroundings also essentially correspond to the actual dimensions of the vehicle in relation to the actual surroundings. The image calculation unit is set up to determine the direction of view of the virtual camera directed via the vehicle into the driving path as a function of the current steering angle or other information related to the current steering angle.

Ferner ist die Recheneinheit eingerichtet, einen die Transparenz angebenden Transparenzwert für die Darstellung des Fahrzeug-Modells in Abhängigkeit von dem aktuellen Lenkwinkel oder anderer mit dem aktuellen Lenkwinkel im Zusammenhang stehender Information zu bestimmen.Furthermore, the computing unit is set up to determine a transparency value indicating the transparency for the display of the vehicle model as a function of the current steering angle or other information related to the current steering angle.

Bei dieser Information kann es sich beispielsweise um eine Information über die Krümmung des Fahrschlauchs handeln, insbesondere die Radien der beiden Kreise mit gleichem Kreismittelpunkt, auf denen sich die beiden gelenkten Vorderräder bei dem aktuellen Lenkwinkel bewegen. Je größer der Lenkwinkel ist, desto kleiner sind die Radien der beiden Kreise.This information can be, for example, information about the curvature of the travel path, in particular the radii of the two circles with the same center point on which the two steered front wheels move at the current steering angle. The larger the steering angle, the smaller the radii of the two circles.

Die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung gelten in entsprechender Weise auch für das erfindungsgemäße Anzeigesystem nach dem zweiten Aspekt der Erfindung. An dieser Stelle nicht explizit beschriebene vorteilhafte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Anzeigesystems entsprechen den beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens.The above statements regarding the method according to the invention according to the first aspect of the invention also apply in a corresponding manner to the display system according to the invention according to the second aspect of the invention. Advantageous exemplary embodiments of the display system according to the invention that are not explicitly described at this point correspond to the described advantageous exemplary embodiments of the method according to the invention.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben. In diesen zeigen:

  • 1 die Blickrichtung einer virtuellen Kamera bei Geradeausstellung der gelenkten Räder der Vorderachse;
  • 2 die Blickrichtung einer virtuellen Kamera bei einem Rechtseinschlag der gelenkten Räder der Vorderachse;
  • 3 die Blickrichtung einer virtuellen Kamera bei maximalem Lenkwinkel der gelenkten Räder der Vorderachse; und
  • 4 zwei beispielhafte Verläufe des Transparenzgrads für das Fahrzeug-Modell über der dem Betrag des Lenkwinkels.
The invention is described below by way of example with the aid of the accompanying drawings. In these show:
  • 1 the direction of view of a virtual camera when the steered wheels of the front axle are in a straight line;
  • 2 the direction of view of a virtual camera when the steered wheels of the front axle turn to the right;
  • 3 the direction of view of a virtual camera at the maximum steering angle of the steered wheels of the front axle; and
  • 4th two exemplary curves of the degree of transparency for the vehicle model over the amount of the steering angle.

1 zeigt links ein Kraftfahrzeug mit lenkbaren Vorderrädern 2, 3 in Geradeausstellung in der Draufsicht bei eingelegtem Vorwärtsgang. Bei Bewegung des Fahrzeugs durchfahren die Mittelpunkte der Vorderräder 2, 3 die Linien 4, 5. Der Fahrschlauch wird durch die Linien 6, 17 begrenzt. 1 shows on the left a motor vehicle with steerable front wheels 2 , 3 in straight ahead position in plan view with forward gear engaged. When the vehicle moves, it passes through the center points of the front wheels 2 , 3 the lines 4th , 5 . The driving envelope is indicated by the lines 6th , 17th limited.

Auf eine Anzeige des Fahrzeugs 1 wird eine perspektivische Ansicht des Fahrzeugumfelds mit dem eingezeichneten Fahrzeug-Modell erzeugt (nicht dargestellt), wobei hierfür die Perspektive einer virtuellen Kamera 7 gewählt wird, die sich bei eingelegtem Vorwärtsgang in Verfolgerperspektive hinter dem Fahrzeug 1 befindet und von hinten über das Fahrzeug 1 in den in Fahrtrichtung liegenden Fahrschlauch gerichtet ist. Sofern der Rückwärtsgang eingelegt ist, ist die virtuelle Kamera bei Geradeausstellung der Räder 2,3 statt hinter dem Fahrzeug vor dem Fahrzeug positioniert und von vorne über das Fahrzeug 1 in den in Rückwärtsrichtung liegenden Fahrschlauch gerichtet (s. die punktierte virtuelle Kamera in 1).On a display of the vehicle 1 a perspective view of the vehicle surroundings with the drawn-in vehicle model is generated (not shown), with the perspective of a virtual camera for this purpose 7th is selected, which is behind the vehicle when the forward gear is engaged in the pursuer's perspective 1 and from behind over the vehicle 1 is directed into the driving envelope in the direction of travel. As long as reverse gear is engaged, the virtual camera is in the straight ahead position of the wheels 2 , 3 Positioned in front of the vehicle instead of behind the vehicle and over the vehicle from the front 1 directed into the driving envelope lying in the reverse direction (see the dotted virtual camera in 1 ).

Die Perspektive der virtuellen Kamera 7 ist beispielsweise so gewählt, dass die virtuelle Kamera 7 in der Draufsicht immer auf den Fahrzeugmittelpunkt 10 gerichtet ist und der Abstand d der virtuellen Kamera 7 vom Fahrzeugmittelpunkt 10 unabhängig vom Lenkwinkel immer gleich bleibt.The perspective of the virtual camera 7th is chosen, for example, that the virtual camera 7th Always on the center of the vehicle when viewed from above 10 is directed and the distance d of the virtual camera 7th from the center of the vehicle 10 always remains the same regardless of the steering angle.

Der Gierwinkel β der virtuellen Kamera 7 gegenüber der Fahrzeuglängsachse 8 des Fahrzeugs 1 ist vom Lenkwinkel der Vorderachse abhängig und wird bei einem Lenkwinkel von 0° (Geradeausfahrt) zu null gewählt, d. h. die Blickrichtung 9 der virtuellen Kamera 7 fällt in der Draufsicht mit der Fahrzeuglängsachse 8 zusammen.The yaw angle β the virtual camera 7th compared to the longitudinal axis of the vehicle 8th of the vehicle 1 depends on the steering angle of the front axle and is selected to be zero at a steering angle of 0 ° (straight ahead), ie the direction of view 9 the virtual camera 7th coincides with the longitudinal axis of the vehicle when viewed from above 8th together.

Wie in der Seitenansicht rechts in 1 dargestellt, ist die virtuelle Kamera 7 in Bezug auf die Hochachse des Fahrzeugs 1 höher als das Fahrzeug 1 angeordnet (nicht dargestellt) und schräg in Richtung der Fahrbahn genickt. Die Höhe der Kamera 7 und der Nickwinkel der Kamera 7 sind typischerweise unabhängig von dem Lenkwinkel.As in the right side view in 1 shown is the virtual camera 7th in relation to the vertical axis of the vehicle 1 higher than the vehicle 1 arranged (not shown) and inclined in Nodded towards the road. The height of the camera 7th and the pitch angle of the camera 7th are typically independent of the steering angle.

In der perspektivischen Ansicht des Fahrzeugumfelds wird bei der Geradeausstellung der Vorderräder 2, 3 der vorausliegende Fahrschlauch durch das Fahrzeug-Modell nur geringfügig verdeckt, da die Kamera über das eigene Fahrzeug blicken kann.In the perspective view of the vehicle's surroundings, the front wheels are in the straight ahead position 2 , 3 the driving path ahead is only slightly covered by the vehicle model, as the camera can look over the vehicle.

Da in der perspektivischen Ansicht das Fahrzeug-Modell nicht störend ist, wird das Fahrzeug-Modell bei der Geradeausstellung der Vorderräder 2,3 vollständig undurchsichtig auf der Anzeige dargestellt; es wäre aber auch denkbar, bei Geradeausstellung einen geringen Transparenzgrad für das Fahrzeug-Modell vorzusehen, beispielsweise 10 % Transparenz.Since the vehicle model is not disruptive in the perspective view, the vehicle model is displayed when the front wheels are in the straight ahead position 2 , 3 shown completely opaque on the display; however, it would also be conceivable to provide a low degree of transparency for the vehicle model in the straight ahead position, for example 10% transparency.

2 zeigt die Situation bei einem Rechtseinschlag der Vorderäder 2, 3 und eingelegtem Vorwärtsgang. Die Blickrichtung 9 der virtuellen Kamera 7 wurde in Abhängigkeit vom Lenkwinkel angepasst, um besser in den in Vorwärtsrichtung vorausliegenden Fahrschlauch vor dem Fahrzeug 1 blicken zu können. Die virtuelle Kamera 7 bleibt dabei weiterhin auf den Mittelpunkt 10 gerichtet, wobei der Abstand zwischen der virtuellen Kamera 7 und dem Fahrzeugmittelpunkt 10 unabhängig vom Lenkwinkel ist. 2 shows the situation when the front wheels are turned to the right 2 , 3 and engaged forward gear. The direction of view 9 the virtual camera 7th was adjusted depending on the steering angle in order to better reflect the forward travel path in front of the vehicle 1 to be able to look. The virtual camera 7th remains on the center 10 directed, the distance between the virtual camera 7th and the center of the vehicle 10 is independent of the steering angle.

Die zusätzlich eingezeichnete, punktiert dargestellte Kamera zeigt die Blickrichtung der virtuellen Kamera, sofern der Rückwärtsgang eingelegt ist. Auch hier wurde die Blickrichtung im Vergleich zu 1 angepasst, um besser in den in Rückwärtsrichtung vorausliegenden Fahrschlauch hinter dem Fahrzeug 1 blicken zu können.The additionally drawn, dotted camera shows the viewing direction of the virtual camera, provided that the reverse gear is engaged. Here, too, the direction of view was compared to 1 adapted to better fit into the driving path ahead of the vehicle in the reverse direction 1 to be able to look.

Durch die Fahrschlauchansicht wird der Fokus auf die relevanten Bereiche im Fahrzeugumfeld gelegt und die sich in diesem Bereich befindlichen Hindernisse werden in optimierter Weise dargestellt. Somit hat der Fahrer beispielsweise die Möglichkeit, in eine Lücke zu blicken und zu zielen.The driving envelope view places the focus on the relevant areas in the vehicle environment and the obstacles in this area are displayed in an optimized manner. Thus, the driver has the option, for example, of looking into a gap and aiming.

Die Blickrichtung 9 der virtuellen Kamera ist in diesem Beispiel von dem aktuellen Lenkwinkel des Fahrzeugs derart abhängig, dass der Gierwinkel β der virtuellen Kamera 7 gegenüber der Fahrzeuglängsachse 8 in Abhängigkeit von dem aktuellen Lenkwinkel oder anderer mit dem aktuellen Lenkwinkel im Zusammenhang stehender Information eingestellt wird. Beispielsweise kann basierend auf berechneten Radienwerte rr , rl für die beiden Kreise 4, 5 mit gleichem Kreismittelpunkt M, auf denen sich die beiden gelenkten Vorderräder 2, 3 bei dem aktuellen Lenkwinkel bewegen, der Gierwinkel β der virtuellen Kamera 7 festgelegt werden.The direction of view 9 of the virtual camera is in this example dependent on the current steering angle of the vehicle in such a way that the yaw angle β the virtual camera 7th compared to the longitudinal axis of the vehicle 8th is set as a function of the current steering angle or other information related to the current steering angle. For example, based on calculated radius values r r , r l for the two circles 4th , 5 with the same circle center M, on which the two steered front wheels are 2 , 3 move at the current steering angle, the yaw angle β the virtual camera 7th be determined.

Mit zunehmendem Betrag des Lenkwinkels würde das Fahrzeug-Modell die Sicht auf den Fahrschlauch verdecken. Daher ist erfindungsgemäß die Transparenz des in der Fahrzeuganzeige dargestellten Fahrzeug-Modells von Lenkwinkel abhängig, um die Sicht auf ansonsten vom Fahrzeug-Modell verdeckte Bereiche im Fahrschlauch zu verbessern. Der Transparenzgrad des Fahrzeug-Modells wird in Abhängigkeit von dem aktuellen Lenkwinkel oder anderer mit dem aktuellen Lenkwinkel im Zusammenhang stehender Information eingestellt, beispielsweise basierend auf den Radienwerte rr , rl für die beiden Kreise 4, 5. Je nach Lenkeinschlag verändern sich die beiden Radienwerte rr , rl . Es kann beispielsweise aus beiden Radienwerten rr , rl ein Mittelwert der Radienwerte rr , rl bestimmt werden. Bei Geradeausfahrt ist der Mittelwert der Radienwerte rr , rl unendlich und das Fahrzeug-Modell soll dann mit dem minimalen Transparenzgrad (z. B. 0%) dargestellt werden. Bei Volleinschlag ist der Mittelwert der beiden Radienwerte rr , rl minimal und das Fahrzeug-Modell soll dann mit dem maximalen Transparenzwert (z. B. 90 %) dargestellt werden. Für Mittelwerte der beiden Radienwerte rr , nl die dazwischen liegen, wird eine Funktion verwendet, die eine kontinuierliche Transparenzänderung beschreibt.As the steering angle increases, the vehicle model would obscure the view of the driving path. Therefore, according to the invention, the transparency of the vehicle model shown in the vehicle display is dependent on the steering angle in order to improve the view of areas in the driving path that are otherwise covered by the vehicle model. The degree of transparency of the vehicle model is set as a function of the current steering angle or other information related to the current steering angle, for example based on the radius values r r , r l for the two circles 4th , 5 . The two radius values change depending on the steering angle r r , r l . For example, it can be made up of both radius values r r , r l an average of the radius values r r , r l to be determined. When driving straight ahead is the mean value of the radius values r r , r l infinite and the vehicle model should then be displayed with the minimum degree of transparency (e.g. 0%). In the case of a full fold, the mean value of the two radius values is r r , r l minimal and the vehicle model should then be displayed with the maximum transparency value (e.g. 90%). For mean values of the two radius values r r , n l that lie in between, a function is used that describes a continuous change in transparency.

Bei dem in 2 dargestellten Lenkwinkel wird zum Beispiel eine Transparenzgrad für die Darstellung des Fahrzeug-Modells von 50 % gewählt.The in 2 For example, a degree of transparency of 50% is selected for the display of the vehicle model.

3 zeigt die Situation bei maximalem Betrag des Lenkwinkels (d. h. Volleinschlag) Vorderräder der 2, 3 und eingelegtem Vorwärtsgang. Dabei wurde im Vergleich zu 3 der Gierwinkel β der virtuellen Kamera 7 weiter erhöht, um besser in den Fahrschlauch blicken zu können. Da in der perspektivischen Ansicht des Fahrzeugumfelds das Fahrzeug-Modell die Sicht in den Fahrschlauch stark einschränken würde, wird ein hoher Transparenzgerad für die Darstellung des Fahrzeug-Modells gewählt, beispielsweise 90 %. 3 shows the situation at the maximum amount of the steering angle (ie full lock) of the front wheels 2 , 3 and engaged forward gear. It was compared to 3 the yaw angle β the virtual camera 7th further increased in order to be able to see better into the driving envelope. Since the vehicle model would severely restrict the view into the driving path in the perspective view of the vehicle's surroundings, a high degree of transparency is selected for the representation of the vehicle model, for example 90%.

In 4 sind zwei beispielhafte, alternative Verläufe 20, 21 des Transparenzgrads T des dargestellten Fahrzeug-Modells in Abhängigkeit des Betrags | LW| des Lenkwinkels LW dargestellt.In 4th are two exemplary, alternative courses 20th , 21 of the degree of transparency T of the vehicle model shown as a function of the amount | LW | of the steering angle LW shown.

Bei dem gepunktet dargestellten Verlauf 20 wird bei Lenkwinkeln LW mit einem Betrag |LW| kleiner LWSW1 das Fahrzeug-Modell vollständig undurchsichtig dargestellt, d. h. der Transparenzgrad T entspricht 0%. Für Beträge |LW| größer gleich LWSW1 nimmt die Transparenz T kontinuierlich zu, beispielsweise linear, so dass das Fahrzeug-Modell zunehmend durchsichtiger wird. Bei dem maximal möglichen Betrag LWmax des Lenkwinkels LW (und auch schon für Lenkwinkel größer gleich LWSW3) ist die Transparenzgrad T maximal, beispielsweise T = 90%. In diesem Fall ist das Fahrzeug-Modell nur noch leicht sichtbar.With the dotted curve 20th becomes at steering angles LW with an amount | LW | smaller LW SW1 the vehicle model is shown completely opaque, ie the degree of transparency T corresponds to 0%. For amounts | LW | greater than or equal to LW SW1 , the transparency T increases continuously, for example linearly, so that the vehicle model becomes increasingly transparent. At the maximum possible amount LW max of the steering angle LW (and also for steering angles greater than or equal to LW SW3) the degree of transparency T is maximum, for example T = 90%. In this case, the vehicle model is only slightly visible.

Bei dem gestichelt dargestellten Verlauf 21 wird bei Lenkwinkeln LW mit einem Betrag |LW| kleiner LWSW2 das Fahrzeug-Modell vollständig undurchsichtig dargestellt, d. h. der Transparenzgrad T entspricht 0%. Bei Überschreiten eines Schwellwerts LWSW für den Betrag des Lenkwinkels LW wird das Fahrzeug-Modell abgeblendet und die Transparenz T des dargestellten Fahrzeug-Modells steigt sprungförmig an, beispielsweise auf T = 90%.In the course shown in dashed lines 21 becomes at steering angles LW with an amount | LW | smaller LW SW2 the vehicle model is shown completely opaque, ie the degree of transparency T corresponds to 0%. When a threshold value LW SW for the magnitude of the steering angle LW is exceeded, the vehicle model is dimmed and the transparency T of the vehicle model shown increases suddenly, for example to T = 90%.

Claims (6)

Verfahren zur perspektivischen Darstellung eines Fahrzeugumfeldes auf einer Anzeige eines Kraftfahrzeugs (1), wobei - mittels einer oder mehrerer Kameras Bildinformation des Fahrzeugumfelds erzeugt wird, - eine perspektivische Ansicht des Fahrzeugumfeldes mit einem Fahrzeug-Modell des Fahrzeugs (1) aus der Perspektive einer virtuellen Kamera (7) basierend auf dieser Bildinformation erzeugt wird, wobei die virtuelle Kamera (7) über das Fahrzeug (1) in den vorausliegenden Fahrschlauch gerichtet ist und die Blickrichtung (9) der virtuellen Kamera (7) von dem aktuellen Lenkwinkel abhängig ist, und - auf der Anzeige die perspektivische Ansicht des Fahrzeugumfelds mit dem Fahrzeug-Modell dargestellt wird, und wobei die Transparenz des dargestellten Fahrzeug-Modells von dem aktuellen Lenkwinkel abhängig ist.Method for the perspective representation of a vehicle environment on a display of a motor vehicle (1), wherein - Image information of the vehicle surroundings is generated by means of one or more cameras, - A perspective view of the vehicle environment with a vehicle model of the vehicle (1) is generated from the perspective of a virtual camera (7) based on this image information, the virtual camera (7) being directed over the vehicle (1) into the driving path ahead and the direction of view (9) of the virtual camera (7) is dependent on the current steering angle, and - The perspective view of the vehicle surroundings with the vehicle model is shown on the display, and the transparency of the vehicle model shown is dependent on the current steering angle. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein den Grad der Transparenz angebender Transparenzwert, dessen Wertebereich transparente Abstufungen umfasst, für die Darstellung des Fahrzeug-Modells bestimmt wird und der Transparenzwert von dem aktuellen Lenkwinkel abhängig ist.Procedure according to Claim 1 , wherein a transparency value indicating the degree of transparency, the value range of which comprises transparent gradations, is determined for the display of the vehicle model and the transparency value is dependent on the current steering angle. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest in einem bestimmten Lenkwinkelbereich die Transparenz des dargestellten Fahrzeug-Modells mit zunehmendem Betrag des Lenkwinkels kontinuierlich zunimmt.Method according to one of the preceding claims, wherein at least in a certain steering angle range the transparency of the displayed vehicle model increases continuously as the steering angle increases. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei - unterhalb eines bestimmten Schwellwerts (LWSW2) für den Betrag des Lenkwinkels das Fahrzeug-Modell im Wesentlichen opak dargestellt wird, und - ab Erreichen oder Überschreiten des bestimmten Schwellwerts (LWSW2) für den Betrag des Lenkwinkels das Fahrzeug-Modell semi-transparent oder vollständig transparent dargestellt wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , where - below a certain threshold value (LW SW2 ) for the amount of the steering angle, the vehicle model is displayed essentially opaque, and - after reaching or exceeding the certain threshold value (LW SW2 ) for the amount of the steering angle, the vehicle model is semi-transparent displayed transparently or completely transparently. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - bei einem Lenkwinkel von im Wesentlichen null die Transparenz des dargestellten Fahrzeug-Modells minimal ist, und - bei dem maximal möglichen Betrag des Lenkwinkels die Transparenz des dargestellten Fahrzeug-Modells maximal ist.The method according to any one of the preceding claims, wherein - With a steering angle of essentially zero, the transparency of the vehicle model shown is minimal, and - At the maximum possible amount of the steering angle, the transparency of the vehicle model shown is at a maximum. Anzeigesystem zur perspektivischen Darstellung eines Fahrzeugumfeldes mit einem Fahrzeug-Modell für den Fahrer eines Kraftfahrzeugs (1), umfassend - eine Anzeige zur überlagerten Darstellung des Fahrzeugumfeldes mit dem Fahrzeug-Modell des Kraftfahrzeugs, - eine oder mehrerer Kameras zur Erzeugung von Bildinformation des Fahrzeugumfelds und - eine Bildberechnungseinheit zur Erzeugung einer perspektivischen Ansicht des Fahrzeugumfeldes mit dem Fahrzeug-Modell aus der Perspektive einer über das Fahrzeug in den vorausliegenden Fahrschlauch gerichteten virtuellen Kamera (7) basierend auf dieser Bildinformation, und wobei die Bildberechnungseinheit eingerichtet ist, die Blickrichtung (9) der virtuellen Kamera (7) in Abhängigkeit von dem aktuellen Lenkwinkel oder anderer mit dem aktuellen Lenkwinkel im Zusammenhang stehender Information festzulegen, und wobei die Bildberechnungseinheit ferner eingerichtet ist, einen die Transparenz angebenden Transparenzwert für die Darstellung des Fahrzeug-Modells in Abhängigkeit von dem aktuellen Lenkwinkel oder anderer mit dem aktuellen Lenkwinkel im Zusammenhang stehender Information zu bestimmen.A display system for the perspective representation of a vehicle environment with a vehicle model for the driver of a motor vehicle (1), comprising - A display for the superimposed representation of the vehicle environment with the vehicle model of the motor vehicle, - One or more cameras for generating image information of the vehicle surroundings and - An image calculation unit for generating a perspective view of the vehicle surroundings with the vehicle model from the perspective of a virtual camera (7) directed over the vehicle into the driving path ahead based on this image information, and wherein the image calculation unit is set up to indicate the viewing direction (9) of the virtual camera (7) as a function of the current steering angle or other information related to the current steering angle, and wherein the image calculation unit is further set up to determine a transparency value indicating the transparency for the display of the vehicle model as a function of the current steering angle or other information related to the current steering angle.
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