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DE102022107297A1 - Method and device for operating data glasses in a mobile device for displaying environment-related display objects - Google Patents

Method and device for operating data glasses in a mobile device for displaying environment-related display objects Download PDF

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DE102022107297A1
DE102022107297A1 DE102022107297.5A DE102022107297A DE102022107297A1 DE 102022107297 A1 DE102022107297 A1 DE 102022107297A1 DE 102022107297 A DE102022107297 A DE 102022107297A DE 102022107297 A1 DE102022107297 A1 DE 102022107297A1
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DE
Germany
Prior art keywords
glasses
display
pose
vehicle
environment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022107297.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Tobias Bauernfeind
Alan Keim
Wolfgang Haberl
Manfred Pauli
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Anzeigesystems (1) mit einer Datenbrille (3) in einem Fahrzeug (5), mit folgenden Schritten:- Erfassen (S1) einer Fahrzeugpose bezogen auf ein Umgebungskoordinatensystem (U);- Ermitteln (S2) einer Brillenpose in einem Fahrzeugkoordinatensystem (F),- Bestimmen (S3) einer umgebungsbezogenen Brillenpose im Umgebungskoordinatensystem (U);- Übermitteln (S4) der umgebungsbezogenen Brillenpose an die Datenbrille (3).The invention relates to a method for operating a display system (1) with data glasses (3) in a vehicle (5), with the following steps: - Detecting (S1) a vehicle pose based on an environmental coordinate system (U); - Determining (S2) a Glasses pose in a vehicle coordinate system (F), - Determining (S3) an environment-related glasses pose in the environment coordinate system (U); - Transmitting (S4) the environment-related glasses pose to the data glasses (3).

Description

Die Erfindung betrifft Anzeigesysteme mit Datenbrillen, insbesondere zum Einsatz in einem Fahrzeug. Die Erfindung betrifft weiterhin Maßnahmen zum Betreiben einer Datenbrille, insbesondere zur blickrichtungsabhängigen Anzeige von Anzeigeobjekten.The invention relates to display systems with data glasses, in particular for use in a vehicle. The invention further relates to measures for operating data glasses, in particular for displaying display objects depending on the viewing direction.

Es sind Datenbrillen, auch Head-mounted Displays genannt, bekannt, die mithilfe einer Anzeigevorrichtung eine Abbildung auf einer oder zwei Anzeigeflächen im Blickfeld des Trägers der Datenbrille anzeigen können. Die Anzeigeflächen können Reflexionsflächen entsprechen, die Abbildungen in das Auge des Trägers der Datenbrille richten. Die Sichtöffnungen der Datenbrille sind transparent, so dass durch die Anzeigeflächen der Datenbrille auch die reale Umgebung in gewöhnlicher Weise wahrgenommen werden kann. Die Anzeigeflächen liegen so in den Sichtöffnungen, so dass eine anzuzeigende Information, wie beispielsweise Text, Symbole, Graphiken, Videoanzeigen und dergleichen, die Wahrnehmung der Umgebung überlagernd angezeigt werden kann.Data glasses, also called head-mounted displays, are known which, using a display device, can display an image on one or two display surfaces in the field of vision of the wearer of the data glasses. The display surfaces can correspond to reflective surfaces that direct images into the eyes of the wearer of the data glasses. The viewing openings of the data glasses are transparent, so that the real surroundings can also be perceived in the usual way through the display surfaces of the data glasses. The display surfaces are located in the viewing openings so that information to be displayed, such as text, symbols, graphics, video displays and the like, can be displayed overlaying the perception of the surroundings.

Die Informationen können dem Träger der Datenbrille in der Regel kontaktanalog dargestellt werden, d. h. so dargestellt werden, dass diese als Anzeigeobjekte einem bestimmten zugeordneten Umgebungsobjekt in der Realumgebung überlagert ist bzw. an diesem orientiert ist oder dass das anzuzeigende Anzeigeobjekt in einer bestimmten Ausrichtung der Datenbrille bzw. deren Trägers angezeigt wird. Weiterhin kann das kontaktanalog darzustellende Anzeigeobjekt so dargestellt werden, dass sie in Bezug auf das Umgebungsobjekt in der Realumgebung perspektivisch korrekt erscheint, d. h. die Illusion entsteht, dass das Umgebungsobjekt der Realumgebung tatsächlich um das zusätzliche Merkmal des visuellen Anzeigeobjekts ergänzt wurde.The information can usually be presented to the wearer of the data glasses in a contact-like manner, i.e. H. be displayed in such a way that they are superimposed as display objects on a specific assigned environmental object in the real environment or are oriented to this or that the display object to be displayed is displayed in a specific orientation of the data glasses or their wearer. Furthermore, the display object to be displayed in a contact-analog manner can be displayed in such a way that it appears perspectively correct in relation to the surrounding object in the real environment, i.e. H. The illusion is created that the environmental object of the real environment has actually been supplemented by the additional feature of the visual display object.

Um das Anzeigeobjekt entsprechend kontaktanalog auf den Anzeigeflächen der Datenbrille anzuzeigen, ist es jedoch notwendig, die Position des Umgebungsobjektes in der Umgebung und die Blickrichtung des Benutzers zu kennen. Die Blickrichtung des Benutzers ist beim Tragen der Datenbrille fest deren Pose zugeordnet, d. h. der 3D-Position als auch der 3D-Ausrichtung der Datenbrille entsprechend sechs Freiheitsgraden (6 DoF, Degrees of Freedom).However, in order to display the display object in a contact-like manner on the display surfaces of the data glasses, it is necessary to know the position of the surrounding object in the environment and the user's viewing direction. When wearing the data glasses, the user's viewing direction is permanently assigned to their pose, i.e. H. the 3D position and the 3D orientation of the data glasses correspond to six degrees of freedom (6 DoF, Degrees of Freedom).

Insbesondere bei einer Anwendung einer Datenbrille in einem Fahrzeug kann zur Bestimmung der Pose der Datenbrille in der Datenbrille eine Posenerkennungseinheit vorgesehen werden. Die Posenerkennungseinheit weist in der Regel eine Datenbrillenkamera und eine Recheneinrichtung, z. B. in Form eines Mikroprozessors, auf. Mithilfe von durch die Datenbrillenkamera aufgezeichneten Abbildungen im Sichtfeld des Trägers der Datenbrille kann basierend auf Markern bekannter Position oder sonstigen Strukturen bekannter Position die Pose der Datenbrille im Fahrzeuginnenraum, d.h. bezüglich eines Fahrzeugkoordinatensystems, festgestellt werden. Die Marker oder Strukturen sind brillenextern fest in dem Innenraum des Fahrzeugs angeordnet bzw. werden dort angezeigt. Diesen Vorgang nennt man auch Inside-Out-Tracking-Verfahren.In particular, when using data glasses in a vehicle, a pose recognition unit can be provided in the data glasses to determine the pose of the data glasses. The pose recognition unit usually has a data glasses camera and a computing device, e.g. B. in the form of a microprocessor. With the help of images recorded by the data glasses camera in the field of vision of the wearer of the data glasses, the pose of the data glasses in the vehicle interior, i.e. with respect to a vehicle coordinate system, can be determined based on markers of a known position or other structures of a known position. The markers or structures are permanently arranged outside the glasses in the interior of the vehicle or are displayed there. This process is also called inside-out tracking.

Weiterhin kann die Pose einer Datenbrille auch durch eine externe Posenerkennungseinheit (Outside-In-Tracking-Verfahren) bestimmt werden, bei der eine Innenraumkamera den Kopf des Trägers der Datenbrille erfasst und durch Auswertung des Kamerabildes entweder die Pose des Kopfes ermittelt und davon die Pose der Datenbrille abgeleitet wird oder die Pose der Datenbrille direkt ermittelt wird. Bei diesen so genannten Outside-In-Tracking-Systemen besteht eine Schwierigkeit darin, die außerhalb der Datenbrille ermittelte absolute Posenangabe insbesondere bei einer drahtlosen Kommunikationsverbindung mit einer ausreichend geringen Latenz an die Datenbrille zu übermitteln, so dass die Datenbrille entsprechend kontaktanaloge Darstellungen verzögerungsfrei bzw. nur mit einer nicht störenden Verzögerung ausgeben kann.Furthermore, the pose of a data glasses can also be determined by an external pose recognition unit (outside-in tracking method), in which an interior camera records the head of the wearer of the data glasses and, by evaluating the camera image, either determines the pose of the head and from that the pose of the Data glasses are derived or the pose of the data glasses is determined directly. With these so-called outside-in tracking systems, one difficulty lies in transmitting the absolute pose information determined outside the data glasses to the data glasses with a sufficiently low latency, especially in the case of a wireless communication connection, so that the data glasses provide corresponding contact-analog representations without delay or only with a non-disturbing delay.

Fahrzeugfeste kontaktanaloge Anzeigeobjekte können mit durch kamerabasierte Inside-Out-Tracking-Verfahren ermittelten Brillenposen gut latenzarm in der Datenbrille dargestellt werden. Inside-Out-Tracking-Systeme können jedoch nur auf fahrzeugfeste vorbekannte Marker tracken, da ein Tracking auf Umgebungsobjekte aufgrund der hohen Variabilität der Umgebung nur mit sehr aufwendigen Objekterkennungsverfahren möglich wäre. Die Rechenkapazität in der Datenbrille und Ausstattung der Datenbrille reicht jedoch für eine Ermittlung von Datenbrillenposen bezogen auf ein weltfestes Umgebungskoordinatensystem/Weltkoordinatensystem durch Mustererkennung von Umgebungsobjekten in der Regel nicht aus. Daher sind bisherige Inside-Out Tracking-Verfahren nicht geeignet, eine Brillenpose der Datenbrille in Bezug auf ein weltfestes Umgebungskoordinatensystem bzw. in Bezug auf Umgebungsobjekte in der Fahrzeugumgebung zu ermitteln.Vehicle-fixed contact-analog display objects can be displayed in the data glasses with low latency using glasses poses determined using camera-based inside-out tracking methods. However, inside-out tracking systems can only track on previously known markers fixed to the vehicle, since tracking on surrounding objects would only be possible with very complex object recognition processes due to the high variability of the environment. However, the computing capacity in the data glasses and the equipment of the data glasses is generally not sufficient to determine data glasses poses based on a world-fixed environmental coordinate system/world coordinate system through pattern recognition of environmental objects. Therefore, previous inside-out tracking methods are not suitable for determining a glasses pose of the data glasses in relation to a globally fixed environmental coordinate system or in relation to environmental objects in the vehicle surroundings.

Zur Darstellung von weltfesten kontaktanalogen Anzeigeobjekten in der Datenbrille ist es sinnvoll, die Anzeigeobjekte zur Darstellung mit der Datenbrille im Umgebungskoordinatensystem zu lokalisieren.In order to display global contact-analog display objects in the data glasses, it makes sense to localize the display objects in the environmental coordinate system for display with the data glasses.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines Anzeigesystems bereitzustellen, mit dem eine kontaktanaloge Darstellung eines Anzeigeobjekts bezüglich einer Umgebungsposition in einem weltfesten Umgebungskoordinatensystem in verbesserter Weise möglich ist. Insbesondere soll eine möglichst latenzfreie Nachführung des darzustellenden Anzeigeobjekts mit Bezug zu der Umgebungsposition möglich sein.It is the object of the present invention to provide an improved method for operating a display system with which a consistent Clock-analog representation of a display object with respect to an environmental position in a world-fixed environmental coordinate system is possible in an improved manner. In particular, tracking of the display object to be displayed with reference to the surrounding position should be possible with as little latency as possible.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zum Betreiben eines Anzeigesystems in einem Fahrzeug gemäß Anspruch 1 sowie ein Anzeigesystem, eine Datenbrille und ein Assistenzsystem gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.This object is achieved by the method for operating a display system in a vehicle according to claim 1 as well as a display system, data glasses and an assistance system according to the independent claims.

Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further refinements are specified in the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben eines Anzeigesystems mit einer Datenbrille in einem Fahrzeug vorgesehen, mit folgenden Schritten:

  • - Erfassen einer Fahrzeugpose bezogen auf ein Umgebungskoordinatensystem;
  • - Ermitteln einer Brillenpose in einem Fahrzeugkoordinatensystem,
  • - Bestimmen einer umgebungsbezogenen Brillenpose im Umgebungskoordinatensystem;
  • - Übermitteln der umgebungsbezogenen Brillenpose an die Datenbrille.
According to a first aspect, a method for operating a display system with data glasses in a vehicle is provided, with the following steps:
  • - Detecting a vehicle pose based on an environmental coordinate system;
  • - Determining a glasses pose in a vehicle coordinate system,
  • - Determine an environment-related glasses pose in the environment coordinate system;
  • - Transmit the environment-related glasses pose to the data glasses.

Weiterhin können in der Datenbrille folgende Schritte ausgeführt werden:

  • - Erfassen einer Bewegungsinformation mithilfe einer Inertialsensorik,
  • - Bereitstellen einer Objektinformation für ein Anzeigeobjekt, die mit einer Umgebungsposition und einem Zeitstempel versehen ist,
  • - Erzeugen eines anzuzeigenden Anzeigebilds abhängig von der umgebungsbezogenen Brillenpose entsprechend der Objektinformation für das Anzeigeobjekt;
  • - ausgehend von einem Zeitpunkt, der durch den Zeitstempel vorgegeben ist, Durchführen eines Warpings basierend auf der Bewegungsinformation, um eine Anpassung des von der Objektinformation abhängigen Anzeigebilds vorzunehmen.
The following steps can also be carried out in the data glasses:
  • - Detecting movement information using inertial sensors,
  • - Providing object information for a display object, which is provided with an environmental position and a time stamp,
  • - Generating a display image to be displayed depending on the environment-related glasses pose according to the object information for the display object;
  • - starting from a point in time that is predetermined by the timestamp, performing warping based on the movement information in order to adapt the display image dependent on the object information.

Die kontaktanaloge Darstellung eines Anzeigeobjekts auf einer Anzeigefläche der Datenbrille mit festem Bezug auf eine Umgebungsposition, wie beispielsweise der Position eines Umgebungsobjektes oder einer sonstigen Position in der Umgebung des Fahrzeugs, erfordert die genaue Kenntnis der Brillenpose der Datenbrille bezogen auf ein Umgebungskoordinatensystem (umgebungsbezogene Brillenpose). Das Umgebungskoordinatensystem entspricht einem Referenzkoordinatensystem, das sich auf feste Positionen in der Umgebung des Fahrzeugs bezieht, d. h. weltfest ist. Brillenbasierte Tracking-Verfahren verwenden in der Regel lediglich Inertialsensoren und können so die Brillenposition nur differentiell bezogen auf das Umgebungskoordinatensystem erfassen, so dass eine ständige Aktualisierung durch eine Zeitintegration zur Ermittlung der aktuellen Position notwendig ist. Eine solche Vorgehensweise ist aufwendig und fehlerbehaftet, so dass die so erhaltene Brillenpose im Umgebungskoordinatensystem stets korrigiert werden muss. Zusätzlich werden durch die Bewegung des Fahrzeugs während des Fahrens in der Welt, insbesondere die oszillierenden Nick-, Kipp und Gierbewegungen, die über die Inertialsensorik in der Datenbrille erfassten Beschleunigungen stets auch durch diese Störbewegungen beeinflusst, die zu einem zusätzlichen Fehler bei der Ermittlung der Brillenpose im Umgebungskoordinatensystem führen.The contact-analog representation of a display object on a display surface of the data glasses with a fixed reference to an environmental position, such as the position of an environmental object or another position in the area surrounding the vehicle, requires precise knowledge of the glasses pose of the data glasses in relation to an environmental coordinate system (environment-related glasses pose). The environmental coordinate system corresponds to a reference coordinate system that refers to fixed positions in the environment of the vehicle, i.e. H. is world festival. Glasses-based tracking methods usually only use inertial sensors and can therefore only record the glasses position differentially in relation to the environmental coordinate system, so that constant updating through time integration is necessary to determine the current position. Such a procedure is complex and error-prone, so that the resulting glasses pose must always be corrected in the surrounding coordinate system. In addition, due to the movement of the vehicle while driving in the world, in particular the oscillating pitching, tilting and yaw movements, the accelerations recorded via the inertial sensors in the data glasses are always influenced by these disruptive movements, which lead to an additional error in determining the glasses pose in the surrounding coordinate system.

Eine Brillenpose im Fahrzeugkoordinatensystem kann durch Integration von durch eine Inertialsensorik erfasste rotatorische und translatorische Beschleunigungen und/oder eine Datenbrillenkamera ermittelt werden. Da die direkte Erfassung der umgebungsbezogenen Brillenpose in der Datenbrille aufgrund begrenzter Rechenkapazität beschränkt ist, wird gemäß obigem Verfahren ein in dem Fahrzeug vorgesehenes Assistenzsystem verwendet, das das Bereitstellen der umgebungsbezogenen Brillenpose in der Datenbrille unterstützt. Dazu wird durch ein kamerabasiertes und/oder Geopositionssystem eine Fahrzeugpose des Fahrzeugs bezogen auf das Umgebungskoordinatensystem ermittelt. Dies kann beispielsweise durch Erkennen von markanten Umgebungsobjekten durch Abgleich mit hochpräzisen Kartendaten und gegebenenfalls durch Fusionierung mit einer z. B. über ein Geopositionssystem (wie z. B. GPS) erfassten Geoposition der mobilen Einrichtung durchgeführt werden. Weiterhin ist ein Outside-In-Tracking-System vorgesehen, das beispielsweise mithilfe einer Innenraumkamera, die auf die Datenbrille ausgerichtet oder ausrichtbar ist, eine Bestimmung der Brillenpose der Datenbrille bezogen auf ein Fahrzeugkoordinatensystem durchführt.A glasses pose in the vehicle coordinate system can be determined by integrating rotational and translational accelerations detected by an inertial sensor system and/or a data glasses camera. Since the direct detection of the environment-related glasses pose in the data glasses is limited due to limited computing capacity, an assistance system provided in the vehicle is used according to the above method, which supports the provision of the environment-related glasses pose in the data glasses. For this purpose, a vehicle pose of the vehicle is determined in relation to the surrounding coordinate system using a camera-based and/or geopositioning system. This can be done, for example, by recognizing prominent surrounding objects by comparing them with high-precision map data and, if necessary, by merging them with a e.g. B. geoposition of the mobile device recorded via a geopositioning system (such as GPS). Furthermore, an outside-in tracking system is provided which, for example, uses an interior camera that is aligned or can be aligned with the data glasses to determine the glasses pose of the data glasses in relation to a vehicle coordinate system.

Das Assistenzsystem kann nun basierend auf der Brillenpose der Datenbrille im Fahrzeugkoordinatensystem und der Fahrzeugpose innerhalb des Umgebungskoordinatensystems eine umgebungsbezogene Brillenpose in einfacher Weise durch Vektoraddition ermitteln. Die Brillenpose im Umgebungskoordinatensystem kann nun in Verbindung mit einem Zeitstempel an die Datenbrille übermittelt werden und dort durch Fusionierung der relativen Änderung der Brillenpose seit dem Zeitpunkt des Zeitstempels mit der vom Assistenzsystem übermittelten umgebungsbezogenen Brillenpose eine aktualisierte umgebungsbezogene Brillenpose ermittelt werden.The assistance system can now easily determine an environment-related glasses pose by vector addition based on the glasses pose of the data glasses in the vehicle coordinate system and the vehicle pose within the environmental coordinate system. The glasses pose in the environmental coordinate system can now be transmitted to the data glasses in conjunction with a time stamp and there by fusing the relative changes An updated environment-related glasses pose can be determined since the time of the time stamp with the environment-related glasses pose transmitted by the assistance system.

Mithilfe einer bereitgestellten Objektinformation, die ein darzustellendes Anzeigeobjekt und eine entsprechende Umgebungsposition, an der das kontaktanalog anzuzeigende Anzeigeobjekt dargestellt werden soll, angibt, kann das Anzeigeobjekt an einer Anzeigeposition in der Datenbrille abhängig von einer im Umgebungskoordinatensystem bestimmten Brillenpose angezeigt werden. So entsteht beim Nutzer der Datenbrille der Eindruck, dass das Anzeigeobjekt fest an der Umgebungsposition dargestellt wird. Dies erfolgt mithilfe an sich bekannter Renderingverfahren, die ausgehend von der Brillenpose ein Blickfeld und den Anzeigeort, an der der Nutzer das Anzeigeobjekt auf der Anzeigefläche wahrnimmt, bestimmen.With the help of object information provided, which specifies a display object to be displayed and a corresponding environmental position at which the display object to be displayed in a contact-analog manner is to be displayed, the display object can be displayed at a display position in the data glasses depending on a glasses pose determined in the environmental coordinate system. This gives the user of the data glasses the impression that the display object is displayed firmly in the surrounding position. This is done using known rendering methods, which, based on the pose of the glasses, determine a field of view and the display location at which the user perceives the display object on the display surface.

Es kann vorgesehen sein, dass die Fahrzeugpose bezogen auf das Umgebungskoordinatensystem mithilfe eines Geopositionssystems, insbesondere GPS, und/oder mithilfe eines Lokalisierungssystems basierend auf Objekterkennung mithilfe Kartendaten als eine Geoposition und eine Orientierung in der Fahrzeugumgebung (Welt) erfasst wird.It can be provided that the vehicle pose is recorded in relation to the environmental coordinate system using a geoposition system, in particular GPS, and/or using a localization system based on object recognition using map data as a geoposition and an orientation in the vehicle environment (world).

Mithilfe der bereitgestellten Information über die Umgebungsposition, an der ein kontaktanalog anzuzeigendes Anzeigeobjekt dargestellt werden soll und die bezogen auf ein vorzugsweise zu einer Geoposition festgelegtes Umgebungskoordinatensystem angegeben ist, kann das Anzeigeobjekt an einer Anzeigeposition in der Datenbrille abhängig von einer im Umgebungskoordinatensystem bestimmten Brillenpose angezeigt werden, so dass das Anzeigeobjekt fest an der Umgebungsposition dargestellt wird.With the help of the information provided about the environmental position at which a display object to be displayed in a contact-analog manner is to be displayed and which is specified in relation to an environmental coordinate system preferably defined for a geoposition, the display object can be displayed at a display position in the data glasses depending on a glasses pose determined in the environmental coordinate system, so that the display object is displayed firmly at the surrounding position.

Die Übermittlung einer Information, die eine Umsetzung der Umgebungsposition (bezogen auf ein Fahrzeugkoordinatensystem) in das Brillenkoordinatensystem ermöglicht oder beinhaltet, ist jedoch latenzbehaftet, so dass eine quasi echtzeitfähige kontaktanaloge Darstellung des Anzeigeobjekts bezüglich der weltfesten Umgebungsposition nicht möglich ist.However, the transmission of information that enables or includes a conversion of the environmental position (based on a vehicle coordinate system) into the glasses coordinate system is subject to latency, so that a quasi real-time contact-analog representation of the display object with respect to the world-fixed environmental position is not possible.

Zur Darstellung von Anzeigeobjekten an bestimmten Umgebungspositionen in Echtzeit ist es erforderlich, dass alle zeitlichen Bewegungen inklusive der höherfrequenten Bewegung der mobilen Einrichtung, die die deterministische glatte Bewegungstrajektorie des Fahrzeugs in der Fahrzeugumgebung überlagern, latenzkorrigiert werden. Diesbezüglich kann eine Warping-Funktionalität vorgesehen sein. Die Warping-Funktionalität sieht vor, ein Anzeigebild entsprechend der zuletzt von dem Assistenzsystem erhaltenen umgebungsbezogenen Brillenpose (mit Zeitstempel) zu erstellen und eine zweidimensionale Verschiebung in der Bildebene vorzunehmen entsprechend den erfolgten durch die Inertialsensorik erfassten Bewegungen der Datenbrille seit dem Zeitpunkt des Zeitstempels, zu dem die umgebungsbezogene Brillenpose erfasst worden ist. Dadurch kann die Latenz zwischen dem Empfangen der umgebungsbezogenen Brillenpose und der tatsächlichen Brillenpose für einen kurzen Zeitraum mit geringem Rechenaufwand kompensiert werden, ohne dass dies nennenswert von Nutzer wahrgenommen werden kann.In order to display display objects at specific environmental positions in real time, it is necessary that all temporal movements, including the higher-frequency movement of the mobile device, which superimpose the deterministic smooth movement trajectory of the vehicle in the vehicle environment, be latency-corrected. In this regard, a warping functionality can be provided. The warping functionality provides for creating a display image corresponding to the environment-related glasses pose last received by the assistance system (with a time stamp) and for carrying out a two-dimensional shift in the image plane according to the movements of the data glasses recorded by the inertial sensor system since the time of the time stamp at which the environment-related glasses pose has been recorded. This allows the latency between receiving the environmental glasses pose and the actual glasses pose to be compensated for a short period of time with little computational effort, without this being noticeably noticeable to the user.

Das obige Verfahren beschreibt eine Architektur zur Verwendung von Datenbrillen in einem Fahrzeug. Hierbei kann die Integration der Datenbrille sehr einfach erfolgen, da kein Eingriff in die Brillenarchitektur notwendig ist, um diese in einem Fahrzeug gemäß dem oben beschriebenen Verfahren zu verwenden. Insbesondere ermöglicht das obige Verfahren in einfacher Weise, ein Warping durchzuführen, da jederzeit eine Brillenpose der Datenbrille in einem Umgebungskoordinatensystem zur Verfügung steht, mit einer geringen Latenz zum tatsächlichen Zeitpunkt.The above method describes an architecture for using smart glasses in a vehicle. The integration of the data glasses can be done very easily, since no intervention in the glasses architecture is necessary in order to use them in a vehicle according to the method described above. In particular, the above method makes it possible to carry out warping in a simple manner, since a glasses pose of the data glasses is available at any time in an environmental coordinate system, with a low latency at the actual time.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Anzeigesystem mit einem Assistenzsystem in einem Fahrzeug vorgesehen, umfassend:

  • - eine Positionsbestimmungseinrichtung, die ausgebildet ist, um eine Fahrzeugpose bezogen auf ein Umgebungskoordinatensystem zu erfassen;
  • - eine Steuereinheit, die ausgebildet ist, um eine Brillenpose in einem Fahrzeugkoordinatensystem zu erfassen und eine umgebungsbezogene Brillenpose im Umgebungskoordinatensystem zu bestimmen;
  • - eine Kommunikationseinheit, die ausgebildet ist, um die umgebungsbezogene Brillenpose an eine Datenbrille zu übermitteln.
According to a further aspect, a display system with an assistance system is provided in a vehicle, comprising:
  • - a position determination device which is designed to detect a vehicle pose based on an environmental coordinate system;
  • - a control unit which is designed to detect a glasses pose in a vehicle coordinate system and to determine an environment-related glasses pose in the environment coordinate system;
  • - a communication unit that is designed to transmit the environment-related glasses pose to data glasses.

Weiterhin kann das Anzeigesystem umfassen:

  • - eine Kommunikationseinrichtung zum Erfassen der umgebungsbezogenen Brillenpose;
  • - eine Inertialsensorik, die ausgebildet ist, um zum Bestimmen einer Bewegungsinformation beizutragen,
  • - eine Steuereinheit, die ausgebildet ist,
    • ◯ um eine Objektinformation für ein Anzeigeobjekt bereitzustellen oder zu empfangen, die mit einer Umgebungsposition und einem Zeitstempel versehen ist,
    • ◯ um ein anzuzeigendes Anzeigebild abhängig von der umgebungsbezogenen Brillenpose entsprechend der Objektinformation für das Anzeigeobjekt zu erstellen;
    • ◯ um ausgehend von einem Zeitpunkt, der durch den Zeitstempel vorgegeben ist, ein Warping basierend auf der Bewegungsinformation durchzuführen, um das von der Objektinformation abhängige Anzeigebild anzupassen.
Furthermore, the display system can include:
  • - a communication device for detecting the environment-related glasses pose;
  • - an inertial sensor system that is designed to contribute to determining movement information,
  • - a control unit that is designed
    • ◯ to provide or receive object information for a display object, which is provided with an environmental position and a time stamp,
    • ◯ to create a display image to be displayed depending on the environmental glasses pose according to the object information for the display object;
    • ◯ to carry out warping based on the movement information, starting from a point in time specified by the time stamp, in order to adapt the display image dependent on the object information.

Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Anzeigesystems in einem Fahrzeug mit einer Datenbrille und einem Assistenzsystem;
  • 2 eine Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Datenbrille in einer Fahrzeugumgebung zur Veranschaulichung der relativen Beziehungen zwischen dem Umgebungskoordinatensystem und dem Fahrzeugkoordinatensystem; und
  • 3 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Betreiben des Anzeigesystems zur kontaktanalogen Darstellung von Informationsobjekten bezogen auf eine feste Umgebungsposition.
Embodiments are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 a schematic representation of a display system in a vehicle with data glasses and an assistance system;
  • 2 a representation of a vehicle with data glasses in a vehicle environment to illustrate the relative relationships between the environmental coordinate system and the vehicle coordinate system; and
  • 3 a flowchart to illustrate a method for operating the display system for the contact-analog display of information objects based on a fixed environmental position.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Anzeigesystems 1 insbesondere zum Einsatz in einem Fahrzeug. Das Anzeigesystem 1 umfasst ein Assistenzsystem 2, das in Kommunikationsverbindung 4 mit einer Datenbrille 3 steht. Die Kommunikationsverbindung 4 ist als ein Datenübertragungskanal ausgebildet, z. B. in Form einer drahtlosen Kommunikationsverbindung oder einer drahtgebundenen Kommunikationsverbindung. Die Kommunikationsverbindung 4 ist in der Lage, jegliche Art von Daten und Informationen zwischen dem Assistenzsystem 2 und der Datenbrille 3 zu übermitteln, beispielsweise basierend auf einer paketgebundenen Datenübertragung. Die Kommunikationsverbindung 4 kann beispielsweise auf WiFi, Bluetooth, Bluetooth Low Energy oder einem vergleichbaren standardisierten Funkprotokoll basieren. 1 shows a schematic representation of a display system 1, particularly for use in a vehicle. The display system 1 includes an assistance system 2, which is in communication connection 4 with data glasses 3. The communication connection 4 is designed as a data transmission channel, e.g. B. in the form of a wireless communication connection or a wired communication connection. The communication connection 4 is able to transmit any type of data and information between the assistance system 2 and the data glasses 3, for example based on packet-bound data transmission. The communication connection 4 can be based, for example, on WiFi, Bluetooth, Bluetooth Low Energy or a comparable standardized radio protocol.

Das Assistenzsystem 2 kann Teil eines Fahrzeugassistenzsystems sein und insbesondere ortsfest in dem Fahrzeug vorgesehen sein. Das Assistenzsystem 2 kann mit einer Kommunikationseinheit 21 ausgestattet sein, die die Kommunikationsverbindung 4 zwischen Datenbrille 3 und dem Assistenzsystem 2 ermöglicht.The assistance system 2 can be part of a vehicle assistance system and, in particular, can be provided in a stationary manner in the vehicle. The assistance system 2 can be equipped with a communication unit 21, which enables the communication connection 4 between data glasses 3 and the assistance system 2.

Das Assistenzsystem 2 kann weiterhin mit einem Umgebungserfassungssystem 22, das eine oder mehrere Kameras aufweist, verbunden sein. Das Umgebungserfassungssystem 22 kann die Umgebung des Fahrzeugs erfassen. Die eine oder die mehreren Kameras können z. B. eine RGB-, IR-, Fisheye-Kamera, einen Dynamic Vision Sensor und dergleichen umfassen.The assistance system 2 can also be connected to an environment detection system 22, which has one or more cameras. The environment detection system 22 can detect the surroundings of the vehicle. The one or more cameras can z. B. include an RGB, IR, fisheye camera, a dynamic vision sensor and the like.

Das Assistenzsystem 2 kann eine Steuereinheit 23 aufweisen, durch die abhängig von einer geografischen Position des Fahrzeugs und abhängig von einer durch das Umgebungserfassungssystem 22 erfassten Umgebungsabbild in an sich bekannter Weise mindestens ein virtuelles Anzeigeobjekt zur Anzeige in der Datenbrille 3 generiert und/oder bestimmt wird. Die Umgebungsposition des mindestens einen virtuellen Anzeigeobjekts wird bezüglich eines festgelegten, vordefinierten Umgebungskoordinatensystem angegeben.The assistance system 2 can have a control unit 23, through which at least one virtual display object for display in the data glasses 3 is generated and/or determined in a manner known per se, depending on a geographical position of the vehicle and depending on an environmental image captured by the environment detection system 22. The environmental position of the at least one virtual display object is specified with respect to a fixed, predefined environmental coordinate system.

Das Assistenzsystem 2 weist weiterhin eine Positionsbestimmungseinrichtung 28 auf. Die Positionsbestimmungseinrichtung 28 kann ein GPS-System zur Erfassung einer Geoposition des Fahrzeugs und/oder eine Odometrie zum Bereitstellen einer Angabe zu einer Bewegungstrajektorie (Geschwindigkeit, Lenkwinkel) des Fahrzeugs bezüglich der Umgebung umfassen. Zusätzlich (durch Fusion der Positionsinformationen) oder alternativ kann eine Geoposition des Fahrzeugs mithilfe von einem durch das Umgebungserfassungssystem 22 erfassten Umgebungsabbild und Abgleichen mit hochgenauen Kartendaten bestimmt werden. Die Geoposition entspricht einer Fahrzeugpose im UmgebungskoordinatensystemThe assistance system 2 also has a position determination device 28. The position determination device 28 may include a GPS system for detecting a geoposition of the vehicle and/or odometry for providing information about a movement trajectory (speed, steering angle) of the vehicle with respect to the surroundings. Additionally (by fusion of the position information) or alternatively, a geoposition of the vehicle can be determined using an environmental image captured by the environment detection system 22 and comparisons with highly accurate map data. The geoposition corresponds to a vehicle pose in the environmental coordinate system

Es kann eine Innenraumkamera 25 vorgesehen sein, die auf die Datenbrille 3 gerichtet ist. Durch das Assistenzsystem 2 kann mit an sich bekannten Verfahren ein Tracking der Datenbrille bezogen auf das Fahrzeugkoordinatensystem vorgenommen werden, um eine Brillenpose im Fahrzeugkoordinatensystem zu erhalten.An interior camera 25 can be provided, which is aimed at the data glasses 3. The assistance system 2 can be used to track the data glasses in relation to the vehicle coordinate system using methods known per se in order to obtain a glasses pose in the vehicle coordinate system.

Die Datenbrille 3 umfasst zwei transparente Sichtscheiben 32, die in einem Rahmen 31 in an sich bekannter Weise eingefasst sind. Der Rahmen 31 ist beispielhaft mit Brillenbügeln 33 versehen, so dass die Datenbrille 3 am Kopf eines Benutzers in an sich bekannter Weise getragen werden kann.The data glasses 3 include two transparent lenses 32, which are enclosed in a frame 31 in a manner known per se. The frame 31 is, for example, provided with temples 33, so that the data glasses 3 can be worn on the head of a user in a manner known per se.

Eine oder beide Sichtscheiben 32 (Brillengläser) sind weiterhin mit einer transparenten Anzeigefläche 35 versehen, durch die durch eine geeignete Einrichtung, wie zum Beispiel eine an dem Rahmen 31 angeordnete Anzeigeeinrichtung 36, ein Anzeigebild zur Darstellung von virtuellen Anzeigeobjekten ins Auge des Trägers der Datenbrille 3 projiziert werden kann. Die Anzeigeeinrichtung 36 kann einen Mikroprozessor oder eine vergleichbare Recheneinheit und eine Anzeigeeinheit, wie z. B. eine Projektionseinrichtung oder dergleichen, aufweisen. Die Anzeigeeinheit kann ausgebildet sein, das elektronisch generierte Anzeigebild auf die Anzeigefläche 35 zu richten und dort abzubilden/darzustellen.One or both viewing panes 32 (glass lenses) are furthermore provided with a transparent display surface 35, through which a display image for displaying virtual display objects is brought into the eye of the wearer of the data glasses 3 by a suitable device, such as a display device 36 arranged on the frame 31 can be projected. The display device 36 can have a microprocessor or a comparable computing unit and a display unit, such as. B. have a projection device or the like. The Display unit can be designed to direct the electronically generated display image onto the display surface 35 and to image/display it there.

Durch die transparente Ausbildung der Anzeigefläche 35 kann das elektronisch generierte Bild die durch die Anzeigefläche 35 wahrnehmbare Realumgebung überlagern. Mithilfe der Anzeigeeinrichtung 36 kann ein virtuelles Anzeigeobjekt, wie beispielsweise ein Text, ein Symbol, eine Videoinformation, eine Graphik oder dergleichen, auf einer oder beiden Anzeigeflächen 35 dargestellt werden.Due to the transparent design of the display surface 35, the electronically generated image can be superimposed on the real environment that can be perceived through the display surface 35. Using the display device 36, a virtual display object, such as text, a symbol, video information, a graphic or the like, can be displayed on one or both display surfaces 35.

Die Datenbrille 3 kann wie eine typische Sehhilfe an dem Kopf des Benutzers getragen werden, wobei die Datenbrille 3 mit dem Rahmen 31 auf der Nase des Benutzers aufliegen kann und die Bügel 33 an dem Kopf des Benutzers seitlich anliegen können. Die Blickrichtung des Benutzers in Geradeausrichtung erfolgt dann durch die transparenten Anzeigeflächen 35 der Sichtscheiben 32, so dass die Blickrichtung des Benutzers, die durch eine Augenposition und eine optische Blickachse (Augenachse) vorgegeben ist, einen festen Bezug zur Ausrichtung der Datenbrille 3 aufweist. Dieser Bezug hängt individuell von dem Träger der Datenbrille 3 ab und wird durch eine Kalibrierungsinformation angegeben.The data glasses 3 can be worn on the user's head like a typical visual aid, wherein the data glasses 3 with the frame 31 can rest on the user's nose and the brackets 33 can rest laterally on the user's head. The user's viewing direction in a straight-ahead direction then occurs through the transparent display surfaces 35 of the viewing windows 32, so that the user's viewing direction, which is predetermined by an eye position and an optical viewing axis (eye axis), has a fixed relationship to the orientation of the data glasses 3. This reference depends individually on the wearer of the data glasses 3 and is specified by calibration information.

Zur Anzeige von Anzeigeobjekten werden entsprechende Objektinformationen in Form von Objektdaten von dem Assistenzsystem 2 an die Datenbrille 3 übermittelt. Die Objektdaten geben dabei die Art des Anzeigeobjekts, wie z. B. ein Textobjekt, ein Icon oder eine sonstige Kennzeichnung eines Anzeigebereichs, den Blickwinkelbereich bzw. die Blickwinkelbereiche, in dem/denen das Anzeigeobjekt auf der Anzeigefläche angezeigt werden soll und die Objektposition auf der Anzeigefläche, an der das Anzeigeobjekt angezeigt werden soll, an.To display display objects, corresponding object information in the form of object data is transmitted from the assistance system 2 to the data glasses 3. The object data indicates the type of display object, such as: B. a text object, an icon or other identification of a display area, the viewing angle range or viewing angle ranges in which the display object is to be displayed on the display area and the object position on the display area at which the display object is to be displayed.

Es kann eine Inertialsensorik 38 vorgesehen sein, die z. B. in Form eines 6-DOF-Intertialsensors ausgebildet ist. Dieser stellt Bewegungsangaben in Form von translatorischen Beschleunigungen und Winkelbeschleunigungen zur Verfügung, die durch die jeweilige zweifache Integration in eine Positions- und Orientierungsänderung umgerechnet werden können.An inertial sensor system 38 can be provided, which z. B. is designed in the form of a 6-DOF intertial sensor. This provides movement information in the form of translational accelerations and angular accelerations, which can be converted into a change in position and orientation through the respective double integration.

Mithilfe einer Steuereinheit 37 werden Objektinformationen über eine Kommunikationseinrichtung 39 von dem Assistenzsystem 2 empfangen und verarbeitet, so dass diese in dem jeweiligen Blickwinkelbereich, in den der Benutzer der Datenbrille 3 blickt und in dem Umgebungsobjekte wahrgenommen werden können, kontaktanalog angezeigt werden. D.h. das durch die Objektinformation angegebene Anzeigeobjekt wird auf der Anzeigefläche 35 angezeigt, wenn sich dessen Umgebungsposition in dem Blickwinkelbereich befindet.With the help of a control unit 37, object information is received and processed by the assistance system 2 via a communication device 39, so that it is displayed in a contact-like manner in the respective viewing angle area into which the user of the data glasses 3 looks and in which surrounding objects can be perceived. This means that the display object specified by the object information is displayed on the display surface 35 if its surrounding position is in the viewing angle range.

Die Funktion der Steuereinheit 37 und/oder die Kommunikationseinheit 39 kann teilweise oder vollständig auf einem von der Datenbrille 3 physisch getrennten Begleitgerät (z.B. ein Smart-Phone) untergebracht sein, welches seinerseits z.B. drahtlos oder kabelgebunden mit der eigentlichen Datenbrille 3 verbunden ist.The function of the control unit 37 and/or the communication unit 39 can be accommodated partially or completely on a companion device (e.g. a smart phone) that is physically separate from the data glasses 3, which in turn is connected to the actual data glasses 3, for example wirelessly or by cable.

Die Datenbrille 3 weist eine Datenbrillenkamera 34 auf, die vorzugsweise in Blickrichtung des Trägers der Datenbrille 3 ausgerichtet ist. Die Datenbrillenkamera 34 kann verwendet werden, anhand eines Markers oder sonstiger Strukturen, die im Innenraum des Fahrzeugs angeordnet sind, die Brillenpose der Datenbrille 3 bezogen auf ein Fahrzeugkoordinatensystem in der Steuereinheit 37 der Datenbrille 3 zu ermitteln.The data glasses 3 has a data glasses camera 34, which is preferably aligned in the viewing direction of the wearer of the data glasses 3. The data glasses camera 34 can be used to determine the glasses pose of the data glasses 3 in relation to a vehicle coordinate system in the control unit 37 of the data glasses 3 using a marker or other structures that are arranged in the interior of the vehicle.

Die Datenbrillenkamera 34 kann im sichtbaren Spektrum und/oder im unsichtbaren z.B. im Infrarotspektrum arbeiten. Letzteres kann z.B. eine Datenbrillenkamera sein, die für ein LIDAR gestütztes System auf einer Datenbrille eingesetzt wird.The data glasses camera 34 can work in the visible spectrum and/or in the invisible spectrum, for example in the infrared spectrum. The latter can be, for example, a data glasses camera that is used for a LIDAR-based system on data glasses.

2 zeigt schematisch die Definitionen der Koordinatensysteme bezüglich des Fahrzeugs 5 und der Umgebung. Das Umgebungskoordinatensystem U ist weltfest definiert und kann beispielsweise in Geokoordinaten bezogen auf einen ortsfesten Ursprungspunkt definiert sein. 2 shows schematically the definitions of the coordinate systems regarding the vehicle 5 and the surroundings. The environmental coordinate system U is defined globally and can, for example, be defined in geocoordinates based on a fixed origin point.

Im Wesentlichen interessant für die vorliegende Erfindung sind die rotatorischen Abweichungen zwischen dem Fahrzeugkoordinatensystem F und dem Umgebungskoordinatensystem U.Essentially interesting for the present invention are the rotational deviations between the vehicle coordinate system F and the environmental coordinate system U.

Der Benutzer der Datenbrille 3 befindet sich als Insasse in dem Fahrzeug 5 und kann durch Kopfbewegungen die Brillenpose der Datenbrille 3 relativ zu dem Fahrzeugkoordinatensystem F ändern. Zur kontaktanalogen Darstellung eines Anzeigeobjekts bezogen auf eine Umgebungsposition, d.h. die entsprechende Objektinformation ist mit einer Umgebungsposition versehen, auf der Anzeigefläche der Datenbrille 3, muss in der Datenbrille 3 eine Brillenpose bezogen auf das Umgebungskoordinatensystem vorliegen.The user of the data glasses 3 is a passenger in the vehicle 5 and can change the glasses pose of the data glasses 3 relative to the vehicle coordinate system F by moving his head. In order to display a display object in a contact-analog manner in relation to an environmental position, i.e. the corresponding object information is provided with an environmental position, on the display surface of the data glasses 3, there must be a glasses pose in the data glasses 3 in relation to the environmental coordinate system.

In 3 ist ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Betreiben des Anzeigesystems 1 mit der Datenbrille 3 näher beschrieben.In 3 is a flowchart to illustrate a method for operating the display system 1 with the data glasses 3 described in more detail.

Das Verfahren ist in dem Assistenzsystem 2 und der Datenbrille 3 implementiert, deren Zeitgeber zueinander synchronisiert sind. Das Verfahren hat das Ziel, ein in der Datenbrille 3 darzustellendes Anzeigeobjekt, dessen Umgebungsposition, an der dieses dargestellt werden soll, bezogen auf ein Umgebungskoordinatensystem definiert ist, in der Datenbrille 3 kontaktanalog anzuzeigen. Die Objektinformation, die eines oder mehrere Anzeigeobjekte mit ihren jeweiligen Umgebungspositionen angibt, kann in der Datenbrille 3 generiert sein oder von dem Assistenzsystem 2 zuvor über die Kommunikationsverbindung 4 bereitgestellt werden.The method is implemented in the assistance system 2 and the data glasses 3, whose timers are synchronized with one another. The aim of the method is to display something in the data glasses 3 Display object, the environmental position at which it is to be displayed, is defined in relation to an environmental coordinate system, to be displayed in the data glasses 3 in a contact-like manner. The object information, which indicates one or more display objects with their respective environmental positions, can be generated in the data glasses 3 or previously provided by the assistance system 2 via the communication connection 4.

In Schritt S1 wird durch die Positionsbestimmungseinrichtung 28 des Assistenzsystems 2 eine Geoposition des Fahrzeugs 5 und dessen Orientierung in der Umgebung erfasst, insbesondere mithilfe einer Inertialsensorik, des GPS-Systems und/oder der Odometrie. Die Geoposition und Orientierung werden als Fahrzeugpose bereitgestellt. Insbesondere können zusätzlich oder alternativ Kameradaten verwendet werden, um kartierte Umgebungsobjekte zu erkennen und anhand deren Positionen, die beispielsweise durch hochpräzise Kartendaten bekannt ist, eine Verortung des Fahrzeugs im Umgebungskoordinatensystem vorzunehmen.In step S1, the positioning device 28 of the assistance system 2 detects a geoposition of the vehicle 5 and its orientation in the environment, in particular using an inertial sensor system, the GPS system and/or odometry. The geoposition and orientation are provided as a vehicle pose. In particular, camera data can additionally or alternatively be used to recognize mapped surrounding objects and to locate the vehicle in the surrounding coordinate system based on their positions, which is known, for example, from high-precision map data.

In Schritt S2 wird nun mithilfe der Innenraumkamera 25 oder einer vergleichbaren Sensorik eine Brillenpose der Datenbrille 3 im Fahrzeug ermittelt. Diese Brillenpose wird zunächst bezogen auf das Fahrzeugkoordinatensystem F ermittelt und in dem Assistenzsystem 2 bereitgestellt.In step S2, a glasses pose of the data glasses 3 in the vehicle is now determined using the interior camera 25 or a comparable sensor system. This glasses pose is first determined based on the vehicle coordinate system F and provided in the assistance system 2.

In Schritt S3 kann nun durch einfache Vektoraddition die Datenbrille 3 in dem Umgebungskoordinatensystem U verortet werden, indem die Brillenpose und die Fahrzeugposition im Umgebungskoordinatensystem U verrechnet werden. So kann eine umgebungsbezogene Brillenpose der Datenbrille 3 ermittelt werden.In step S3, the data glasses 3 can now be located in the environmental coordinate system U by simple vector addition by calculating the glasses pose and the vehicle position in the environmental coordinate system U. In this way, an environment-related glasses pose of the data glasses 3 can be determined.

In Schritt S4 wird die umgebungsbezogene Brillenpose an die Datenbrille 3 überm ittelt.In step S4, the environment-related glasses pose is transmitted to the data glasses 3.

In einem nachfolgenden Schritt S5 kann die umgebungsbezogene Brillenpose in der Datenbrille 3 aktualisiert werden.In a subsequent step S5, the environment-related glasses pose in the data glasses 3 can be updated.

Mithilfe einer Bewegungstrajektorie, die sich aus den Beschleunigungsdaten der Inertialsensorik in der Datenbrille 3 ergibt, kann nun in Schritt S6 ein Warping durchgeführt werden, bei dem das anzuzeigende Anzeigebild, das sich auf die zuletzt ermittelte bzw. bereitgestellte umgebungsbezogene Brillenpose bezieht, translatorisch, d. h. zweidimensional in der Bildebene, verschoben wird, ohne eine perspektivische Korrektur auszuführen. Die Verschiebung des Anzeigebilds erfolgt so, dass eine Bewegung der Datenbrille 3 bezogen auf die Umgebung seit dem Zeitpunkt eines Zeitstempels der zuletzt empfangenen umgebungsbezogenen Brillenpose ausgeglichen wird. Auf diese Weise kann das Anzeigebild in Echtzeit der Bewegung der Datenbrille 3 im Umgebungskoordinatensystem nachgeführt werden, so dass die Latenz beim Bereitstellen der umgebungsbezogenen Brillenpose durch das Assistenzsystem 2 kompensiert werden kann.With the help of a movement trajectory, which results from the acceleration data of the inertial sensor system in the data glasses 3, warping can now be carried out in step S6, in which the display image to be displayed, which relates to the last determined or provided environment-related glasses pose, is translated translationally, i.e. H. two-dimensionally in the image plane, is moved without carrying out a perspective correction. The display image is shifted in such a way that a movement of the data glasses 3 in relation to the environment is compensated for since the time of a time stamp of the last received environment-related glasses pose. In this way, the display image can be tracked in real time by the movement of the data glasses 3 in the environmental coordinate system, so that the latency in providing the environmental-related glasses pose by the assistance system 2 can be compensated.

Das Verfahren wird zyklisch ausgeführt, so dass kontinuierlich die umgebungsbezogene Brillenpose in der Datenbrille aktualisiert wird.The process is carried out cyclically so that the environment-related glasses pose in the data glasses is continuously updated.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
AnzeigesystemDisplay system
22
AssistenzsystemAssistance system
33
DatenbrilleSmart glasses
44
KommunikationsverbindungCommunication link
2121
KommunikationseinheitCommunication unit
2222
UmgebungserfassungssystemEnvironment detection system
2323
SteuereinheitControl unit
2525
InnenraumkameraInterior camera
2828
PositionsbestimmungseinrichtungPositioning device
3131
RahmenFrame
3232
Sichtscheibenviewing windows
3333
BrillenbügelGlasses temples
3434
DatenbrillenkameraSmart glasses camera
3535
AnzeigeflächeDisplay area
3636
AnzeigeeinrichtungDisplay device
3737
SteuereinheitControl unit
3838
InertialsensorikInertial sensors
3939
KommunikationseinrichtungCommunication facility
55
Fahrzeugvehicle

Claims (7)

Verfahren zum Betreiben eines Anzeigesystems (1) mit einer Datenbrille (3) in einem Fahrzeug (5), mit folgenden Schritten: - Erfassen (S1) einer Fahrzeugpose bezogen auf ein Umgebungskoordinatensystem (U); - Ermitteln (S2) einer Brillenpose in einem Fahrzeugkoordinatensystem (F), - Bestimmen (S3) einer umgebungsbezogenen Brillenpose im Umgebungskoordinatensystem (U); - Übermitteln (S4) der umgebungsbezogenen Brillenpose an die Datenbrille (3).Method for operating a display system (1) with data glasses (3) in a vehicle (5), with the following steps: - Detecting (S1) a vehicle pose based on an environmental coordinate system (U); - determining (S2) a glasses pose in a vehicle coordinate system (F), - Determine (S3) an environment-related glasses pose in the environment coordinate system (U); - Transmit (S4) the environment-related glasses pose to the data glasses (3). Verfahren nach Anspruch 1, wobei in der Datenbrille (3) folgende Schritte ausgeführt werden: - Erfassen einer Bewegungsinformation mithilfe einer Inertialsensorik (38), - Bereitstellen einer Objektinformation für ein Anzeigeobjekt, die mit einer Umgebungsposition und einem Zeitstempel versehen ist, - Erzeugen eines anzuzeigenden Anzeigebilds abhängig von der umgebungsbezogenen Brillenpose entsprechend der Objektinformation für das Anzeigeobjekt; - ausgehend von einem Zeitpunkt, der durch den Zeitstempel vorgegeben ist, Durchführen (S6) eines Warpings basierend auf der Bewegungsinformation, um eine Anpassung des von der Objektinformation abhängigen Anzeigebilds vorzunehmen.Procedure according to Claim 1 , whereby the following steps are carried out in the data glasses (3): - Detecting movement information using an inertial sensor system (38), - Providing object information for a display geobject, which is provided with an environmental position and a time stamp, - generating a display image to be displayed depending on the environment-related glasses pose according to the object information for the display object; - starting from a point in time that is predetermined by the time stamp, performing (S6) warping based on the movement information in order to adapt the display image dependent on the object information. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Anpassung durch eine zweidimensionale Verschiebung des Anzeigebilds in der Bildebene des Anzeigebilds erfolgt.Procedure according to Claim 2 , whereby the adjustment is carried out by a two-dimensional displacement of the display image in the image plane of the display image. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Fahrzeugpose bezogen auf das Umgebungskoordinatensystem mithilfe eines Geopositionssystems, insbesondere GPS, und/oder mithilfe eines Lokalisierungssystems basierend auf Objekterkennung mithilfe Kartendaten erfasst wird.Procedure according to one of the Claims 1 until 3 , wherein the vehicle pose is recorded in relation to the environmental coordinate system using a geopositioning system, in particular GPS, and/or using a localization system based on object recognition using map data. Anzeigesystem (1) mit einem Assistenzsystem (2) in einem Fahrzeug (5), umfassend: - eine Positionsbestimmungseinrichtung, die ausgebildet ist, um eine Fahrzeugpose bezogen auf ein Umgebungskoordinatensystem zu erfassen; - eine Steuereinheit (23), die ausgebildet ist, um eine Brillenpose in einem Fahrzeugkoordinatensystem (F) zu erfassen und eine umgebungsbezogene Brillenpose im Umgebungskoordinatensystem (U) zu bestimmen; - eine Kommunikationseinheit (21), die ausgebildet ist, um die umgebungsbezogene Brillenpose an eine Datenbrille (3) zu übermitteln.Display system (1) with an assistance system (2) in a vehicle (5), comprising: - a position determination device which is designed to detect a vehicle pose based on an environmental coordinate system; - a control unit (23) which is designed to detect a glasses pose in a vehicle coordinate system (F) and to determine an environment-related glasses pose in the environment coordinate system (U); - A communication unit (21) which is designed to transmit the environment-related glasses pose to data glasses (3). Anzeigesystem nach Anspruch 5 mit einer Datenbrille (3), wobei die Datenbrille (3) umfasst: - eine Kommunikationseinrichtung (39) zum Erfassen der umgebungsbezogenen Brillenpose; - eine Inertialsensorik (38), die ausgebildet ist, um zum Bestimmen einer Bewegungsinformation beizutragen, - eine Steuereinheit (37), die ausgebildet ist, o um eine Objektinformation für ein Anzeigeobjekt bereitzustellen oder zu empfangen, die mit einer Umgebungsposition und einem Zeitstempel versehen ist, o um ein anzuzeigendes Anzeigebild abhängig von der umgebungsbezogenen Brillenpose entsprechend der Objektinformation für das Anzeigeobjekt zu erstellen; o um ausgehend von einem Zeitpunkt, der durch den Zeitstempel vorgegeben ist, ein Warping basierend auf der Bewegungsinformation durchzuführen, um das von der Objektinformation abhängige Anzeigebild anzupassen.display system Claim 5 with data glasses (3), the data glasses (3) comprising: - a communication device (39) for detecting the environment-related glasses pose; - an inertial sensor system (38), which is designed to contribute to determining movement information, - a control unit (37), which is designed to provide or receive object information for a display object, which is provided with an environmental position and a time stamp , o to create a display image to be displayed depending on the environmental glasses pose according to the object information for the display object; o to carry out warping based on the movement information, starting from a point in time that is predetermined by the time stamp, in order to adapt the display image dependent on the object information. Anzeigesystem nach Anspruch 6, wobei die Datenbrille (3) zu einer augmentierenden Anzeige ausgebildet ist.display system Claim 6 , whereby the data glasses (3) are designed to be an augmenting display.
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