DE102023003964A1 - Method for operating an image projection system, device and vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb eines Bildprojektionssystems (6) in einem Fahrzeug (1), wobei mittels des Bildprojektionssystems (6) ein virtuelles Bild auf eine Projektionsfläche (P) in ein Sichtfeld eines Fahrers (2) projiziert wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass
- wenn die Projektionsfläche (P) in einem Bereich (B1) gegenüber einem weiteren Bereich (B2) aufgrund einer Flächenveränderung abweichende Reflexionseigenschaften aufweist, eine Abweichung zwischen Reflexionsparametern dieses Bereiches (B1) und des unveränderten weiteren Bereiches (B2) ermittelt werden,
- für den Bereich (B1, B2) mit abweichenden Reflexionsparametern von der Flächenveränderung betroffene Bildpixel und/oder Bildbereiche anhand einer Oberflächengeometrie der Projektionsfläche (P) ermittelt werden,
- die abweichenden Reflexionsparameter in Abhängigkeit von einer Projektion und/oder der Oberflächengeometrie für jedes Bildpixel des unverzerrten oder des verzerrten Bildes ermittelt werden und eine Matrix abweichender Korrekturparameter erstellt wird,
- eine invertierte Abweichung der Reflexionsparameter unter Berücksichtigung einer Geometrie eines Projektors und der Oberflächengeometrie der Projektionsfläche (P) in Bezug auf das unverzerrte Bild angewendet wird, so dass das projizierte Bild auf der Projektionsfläche (P) homogen erscheint. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Fahrzeug (1) mit einer solchen Vorrichtung.
The invention relates to a method and a device for operating an image projection system (6) in a vehicle (1), wherein a virtual image is projected onto a projection surface (P) in a field of vision of a driver (2) by means of the image projection system (6). According to the invention, it is provided that
- if the projection surface (P) in one area (B1) has different reflection properties than another area (B2) due to a change in the area, a deviation between the reflection parameters of this area (B1) and the unchanged further area (B2) is determined,
- for the area (B1, B2) with different reflection parameters, image pixels and/or image areas affected by the surface change are determined based on a surface geometry of the projection surface (P),
- the deviating reflection parameters are determined as a function of a projection and/or the surface geometry for each image pixel of the undistorted or distorted image and a matrix of deviating correction parameters is created,
- an inverted deviation of the reflection parameters is applied, taking into account a geometry of a projector and the surface geometry of the projection surface (P) with respect to the undistorted image, so that the projected image appears homogeneous on the projection surface (P). The invention further relates to a vehicle (1) with such a device.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Bildprojektionssystems in einem Fahrzeug, wobei mittels des Bildprojektionssystems ein virtuelles Bild auf eine Projektionsfläche in ein Sichtfeld eines Fahrers des Fahrzeuges projiziert wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.The invention relates to a method for operating an image projection system in a vehicle, wherein the image projection system projects a virtual image onto a projection surface in the field of vision of a driver of the vehicle. Furthermore, the invention relates to a device for implementing the method and a vehicle having such a device.
Aus der
Darüber hinaus beschreibt die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Bildprojektionssystems in einem Fahrzeug, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung anzugeben.The invention is based on the object of specifying a method for operating an image projection system in a vehicle, a device for carrying out the method and a vehicle with such a device.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren, welches die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, durch eine Vorrichtung, welche die in Anspruch 8 angegebenen Merkmale aufweist und durch ein Fahrzeug, welches die in Anspruch 9 angegebenen Merkmale aufweist.The object is achieved according to the invention by a method which has the features specified in
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the subclaims.
Ein Verfahren zum Betrieb eines Bildprojektionssystems, insbesondere einer Head-up-Anzeigeeinheit, in einem Fahrzeug, wobei mittels des Bildprojektionssystems ein virtuelles Bild auf eine Projektionsfläche in ein Sichtfeld eines Fahrers des Fahrzeuges projiziert wird, sieht erfindungsgemäß vor, dass
- - wenn die Projektionsfläche in einem Bereich gegenüber einem weiteren Bereich aufgrund einer Flächenveränderung abweichende Reflexionseigenschaften aufweist, eine Abweichung zwischen Reflexionsparametern dieses Bereiches und des unveränderten weiteren Bereiches ermittelt werden,
- - für den Bereich mit den abweichenden Reflexionsparametern von der Flächenveränderung betroffene Bildpixel und/oder Bildbereiche in einem unverzerrtem Bild oder in einem verzerrten Bild anhand einer Oberflächengeometrie der Projektionsfläche ermittelt werden,
- - die abweichenden Reflexionsparameter in Abhängigkeit von einer Projektion und/oder der Oberflächengeometrie und/oder gegebenenfalls einer Position eines Betrachters für jedes Bildpixel des unverzerrten oder des verzerrten Bildes ermittelt werden und eine Matrix abweichender Korrekturparameter erstellt wird,
- - eine invertierte Abweichung der Reflexionsparameter unter Berücksichtigung einer Geometrie eines Projektors und der Oberflächengeometrie der Projektionsfläche in Bezug auf das unverzerrte Bild angewendet wird, so dass das projizierte Bild auf der Projektionsfläche homogen erscheint.
- - if the projection surface in one area has different reflection properties than another area due to a change in the area, a deviation between the reflection parameters of this area and the unchanged other area can be determined,
- - for the area with the deviating reflection parameters, image pixels and/or image areas affected by the surface change are determined in an undistorted image or in a distorted image based on a surface geometry of the projection surface,
- - the deviating reflection parameters are determined as a function of a projection and/or the surface geometry and/or, if applicable, a position of an observer for each image pixel of the undistorted or distorted image and a matrix of deviating correction parameters is created,
- - an inverted deviation of the reflection parameters is applied taking into account a geometry of a projector and the surface geometry of the projection surface with respect to the undistorted image, so that the projected image appears homogeneous on the projection surface.
Durch Anwendung des Verfahrens ist es möglich, dass das projizierte Bild trotz des Bereiches mit den abweichenden Reflexionsparametern eine neutrale und homogene Farbwiedergabe sowie einen neutralen und homogenen Helligkeitseindruck auf der gesamten Projektionsfläche aufweist, auch wenn die Projektionsfläche selbst keine neutrale und/oder homogene Farbwiedergabe aufweist.By applying the method, it is possible for the projected image to have a neutral and homogeneous color reproduction as well as a neutral and homogeneous brightness impression across the entire projection surface despite the area with the deviating reflection parameters, even if the projection surface itself does not have a neutral and/or homogeneous color reproduction.
Insbesondere kann mittels des Verfahrens der Bereich der Projektionsfläche, welcher die abweichenden Reflexionsparameter aufweist, beispielsweise aufgrund einer Laserfläche und/oder einer Entschichtung, kompensiert werden.In particular, the method can be used to compensate for the area of the projection surface which has the deviating reflection parameters, for example due to a laser surface and/or a decoating.
Zudem sieht das Verfahren vor, gegebenenfalls eine Position eines Betrachters für eine weitergehende Korrektur des projizierten Bildes zu berücksichtigen.In addition, the procedure provides for the possibility of storing a viewer’s position for further to take into account the subsequent correction of the projected image.
In einer Ausführung werden beziehungsweise wird zur Ermittlung der abweichenden Reflexionsparameter eine Helligkeits- und/oder Farbwiedergabe des projizierten Bildes überprüft. Insbesondere werden beziehungsweise wird die Helligkeits- und/oder Farbwiedergabe überprüft, um zu ermitteln, ob das projizierte Bild sichtbare Inhomogenitäten aufweist, da sich optische Reflexionseigenschaften durch Laserung und/oder Entschichtung der Projektionsfläche ändern.In one embodiment, the brightness and/or color reproduction of the projected image is or are checked to determine the deviating reflection parameters. In particular, the brightness and/or color reproduction is or are checked to determine whether the projected image exhibits visible inhomogeneities due to changes in optical reflection properties due to lasering and/or stripping of the projection surface.
In einer weiteren Ausführung umfassen die abweichenden Reflexionsparameter für jeden Helligkeitswert jedes Farbkanales des Bildes einen Korrekturversatz oder einen Korrekturfaktor, welcher als farbkanalspezifische Graduationskurve dargestellt wird. Mittels einer solchen Graduationskurve ist es möglich, die Pixel des Bildes zu bearbeiten, wobei sich vergleichsweise viele Möglichkeiten bieten, die Farbkanäle zu verändern und somit das Bild in Bezug auf Helligkeit und/oder Farbe nachzubearbeiten.In a further embodiment, the differing reflection parameters for each brightness value of each color channel of the image comprise a correction offset or a correction factor, which is represented as a color-channel-specific gradation curve. Using such a gradation curve, it is possible to edit the pixels of the image, offering a comparatively large number of options for changing the color channels and thus post-processing the image in terms of brightness and/or color.
Darüber hinaus wird in einer Ausführung des Verfahrens zur Ermittlung abweichender Reflexionsparameter ein Strahleintrittswinkel eines von dem Projektor auf die Projektionsfläche projizierten Lichtstrahles bestimmt. Insbesondere wird der Strahleintrittswinkel bestimmt, um Inhomogenitäten in dem projizierten Bild zu erkennen und diese gegebenenfalls zu korrigieren, so dass das projizierte Bild für den Betrachter auch in dem veränderten Bereich der Projektionsfläche homogen und gleichförmig erscheint.Furthermore, in one embodiment of the method for determining deviating reflection parameters, the beam entrance angle of a light beam projected by the projector onto the projection surface is determined. In particular, the beam entrance angle is determined to detect inhomogeneities in the projected image and, if necessary, correct them so that the projected image appears homogeneous and uniform to the viewer, even in the altered area of the projection surface.
In einer möglichen Ausführung wird zur Ermittlung abweichender Reflexionsparameter eine Position eines Betrachters in dem Fahrzeug relativ zu der Projektionsfläche bestimmt, um diese bei der Korrektur des projizierten Bildes zu berücksichtigen.In one possible embodiment, in order to determine deviating reflection parameters, a position of an observer in the vehicle relative to the projection surface is determined in order to take this into account when correcting the projected image.
Dazu wird die Position des Betrachters in einer Weiterbildung des Verfahrens anhand erfasster Signale einer Innenraumkamera und/oder eines Tiefensensors und/oder eines ultraschallbasierten Sensors und/oder einer Time-of-Flight-Kamera ermittelt. Insbesondere wird anhand der ermittelten Position des Betrachters relativ zu der Projektionsfläche eine Kopfausrichtung und insbesondere eine Blickrichtung des Betrachters ermittelt, welche bei der Korrektur des Bildes berücksichtigt wird.For this purpose, in a further development of the method, the viewer's position is determined based on signals acquired by an interior camera and/or a depth sensor and/or an ultrasound-based sensor and/or a time-of-flight camera. In particular, based on the determined position of the viewer relative to the projection surface, a head orientation and, in particular, a viewing direction of the viewer are determined, which are taken into account when correcting the image.
In einer Ausführung wird zur Verstetigung von Übergängen zwischen Bereichen mit einer Farbkorrektur und ohne Farbkorrektur sowie zwischen verschiedenen Korrekturen in einem Übergangsbereich eine Interpolation zwischen beiden Korrekturwerten durchgeführt, um einen Helligkeits- und/oder Farbverlauf zu optimieren, so dass das auf die Projektionsfläche projizierte Bild für den Betrachter homogen und gleichförmig erscheint.In one embodiment, in order to stabilize transitions between areas with color correction and without color correction, as well as between different corrections in a transition area, an interpolation between the two correction values is carried out in order to optimize a brightness and/or color gradient so that the image projected onto the projection surface appears homogeneous and uniform to the viewer.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Erfindungsgemäß ist eine Bildquelle ausgebildet, das zu projizierende Bild in Form einer Pixel-Matrix zur Verfügung zu stellen, wobei jedem Pixel der Pixel-Matrix ein Helligkeitswert und ein Farbwert zugeordnet ist. Weiterhin ist ein Verzerrelement vorgesehen, welches ausgebildet ist, eine gegebenenfalls vorliegende Krümmung der Projektionsfläche zu invertieren und das Bild der Bildquelle in ein verzerrtes Bild umzurechnen. Der Projektor ist ausgebildet, das verzerrte Bild auf die Projektionsfläche zu projizieren, wobei die Projektionsfläche ausgebildet ist, das verzerrte Bild in Richtung des Betrachters zu reflektieren und der Projektor und die Projektionsfläche ausgebildet sind, anhand des verzerrten Bildes ein unverzerrtes Bild zu erzeugen.Furthermore, the invention relates to a device for carrying out the method. According to the invention, an image source is designed to provide the image to be projected in the form of a pixel matrix, wherein each pixel of the pixel matrix is assigned a brightness value and a color value. Furthermore, a distortion element is provided which is designed to invert any curvature of the projection surface and to convert the image of the image source into a distorted image. The projector is designed to project the distorted image onto the projection surface, wherein the projection surface is designed to reflect the distorted image towards the viewer and the projector and the projection surface are designed to generate an undistorted image based on the distorted image.
Mittels der Vorrichtung ist es möglich, die ermittelten abweichenden Reflexionsparameter zu ermitteln und in Bezug auf das projizierte Bild zu korrigieren, so dass Inhomogenitäten der Projektion in Bildhelligkeit und/oder Farbeindruck kompensiert werden können und das projizierte Bild für den Betrachter homogen und gleichförmig erscheint.By means of the device, it is possible to determine the determined deviating reflection parameters and to correct them with respect to the projected image, so that inhomogeneities of the projection in image brightness and/or color impression can be compensated and the projected image appears homogeneous and uniform to the viewer.
Zudem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei mittels des Bildprojektionssystems ein Bild aus dem Fahrzeug auf eine Windschutzscheibe des Fahrzeuges projiziert wird und reflektierende Eigenschaften der Windschutzscheibe genutzt werden, um aus Sicht des Betrachters einen Eindruck zu erwecken, dass das projizierte Bild vor dem Fahrzeug in der Luft schwebt. Dabei wird mittels der Vorrichtung, auch wenn die Windschutzscheibe als Projektionsfläche einen Bereich mit abweichenden Reflexionsparametern aufweist, ein homogenes und gleichförmiges Bild in ein Sichtfeld des Betrachters projiziert.The invention further relates to a vehicle with a device for implementing the method, wherein an image from the vehicle is projected onto a windshield of the vehicle by means of the image projection system, and reflective properties of the windshield are utilized to create the impression, from the viewer's perspective, that the projected image is floating in the air in front of the vehicle. The device projects a homogeneous and uniform image into the viewer's field of vision, even if the windshield as a projection surface has an area with deviating reflection parameters.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to a drawing.
Dabei zeigt die:
-
1 schematisch eine perspektivische Ansicht eines Ausschnittes eines Fahrzeuges mit einem Fahrer auf einem Fahrzeugsitz.
-
1 schematically a perspective view of a section of a vehicle with a driver on a vehicle seat.
Die einzige Figur zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausschnittes eines Fahrzeuges 1 mit einem Fahrer 2 auf einem Fahrzeugsitz 3. Zudem sind in der
Mittels einer solchen Head-up-Anzeigeeinheit 6 wird ein Bild auf eine Windschutzscheibe 7 des Fahrzeuges 1 projiziert, wobei Reflexionseigenschaften der Windschutzscheibe 7 genutzt werden, um aus Sicht des Fahrers 2, also eines Betrachters, im Folgenden als Betrachter 2 bezeichnet, einen Eindruck zu erwecken, dass das in ein Sichtfeld des Betrachters 2 projizierte Bild vor dem Fahrzeug 1 in der Luft schwebt. Beispielsweise dient die gesamte Windschutzscheibe 7 als Projektionsfläche P der Head-up-Anzeigeeinheit 6.By means of such a head-up
Im Allgemeinen ist bekannt, dass eine solche Windschutzscheibe 7 beschichtet ist. Im Fall, dass die Beschichtung metallisch ausgeführt ist, beispielsweise zur Stromleitung zur Erzeugung von Wärme, um die Windschutzscheibe 7 zu enteisen und/oder zu enttauen, wobei es sich um eine beheizbare Windschutzscheibe 7 handelt oder die Windschutzscheibe 7 eine Infrarot-Wärmeschutzverglasung umfasst, kann das Problem bestehen, dass eine Funkkommunikation aus dem Fahrzeug 1 heraus und in das Fahrzeug 1 hinein beeinträchtigt ist. Um dennoch eine solche Funkkommunikation ausführen zu können, wird beispielsweise mittels eines laserbasierten Verfahrens diese metallische Beschichtung in einer Umgebung einer Funkeinheit des Fahrzeuges 1 entfernt.It is generally known that such a windshield 7 is coated. If the coating is metallic, for example, for conducting electricity to generate heat in order to defrost and/or defrost the windshield 7, wherein the windshield 7 is heated or the windshield 7 comprises infrared heat-insulating glazing, the problem may arise that radio communication from the
Durch das Entfernen der metallischen Beschichtung in einem Bereich B1 der Windschutzscheibe 7 ändern sich optische Eigenschaften der Windschutzscheibe 7 lokal in dem Bereich B1 einer Entschichtung, wobei dieser veränderte Bereich B1 mit bloßem Auge von einem weiteren Bereich B2 unterschieden werden kann.By removing the metallic coating in an area B1 of the windshield 7, optical properties of the windshield 7 change locally in the area B1 of a decoating, whereby this changed area B1 can be distinguished with the naked eye from another area B2.
Durch die Entfernung der Beschichtung in dem Bereich B1 können sich auch optische Reflexionseigenschaften in diesem Bereich B1 ändern, so dass der Bereich B1 in einem mittels der Head-up-Anzeigeeinheit 6 projizierten Bild als Inhomogenität der Projektion in Bildhelligkeit und/oder Farbeindruck sichtbar sein kann.Due to the removal of the coating in the area B1, optical reflection properties in this area B1 can also change, so that the area B1 can be visible in an image projected by means of the head-up
Im Folgenden werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb der Head-up-Anzeigeeinheit 6 beschrieben, die es ermöglichen, dass eine neutrale und homogene Farbwiedergabe sowie ein Helligkeitseindruck auf der gesamten Projektionsfläche P erzeugt werden, auch wenn die Projektionsfläche°P selbst keine neutrale und/oder homogene Farbwiedergabe aufweist.In the following, a device and a method for operating the head-up
Die Vorrichtung in Form eines Projektionssystems weist eine Bildquelle auf, welche das zu projizierende Bild in Form einer Pixel-Matrix bestehend aus Zeilen und Spalten zur Verfügung stellt, wobei jedem Pixel der Pixel-Matrix ein Helligkeitswert und ein Farbwert, beispielsweise ein RGB-Wert, zugeordnet wird.The device in the form of a projection system has an image source which provides the image to be projected in the form of a pixel matrix consisting of rows and columns, wherein each pixel of the pixel matrix is assigned a brightness value and a color value, for example an RGB value.
Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung ein Verzerrelement, welches eine möglicherweise vorliegende Krümmung der Projektionsfläche P, also der Windschutzscheibe 7, und/oder eine Verzerrung durch die Vorrichtung invertiert und somit ermöglicht, dass das mittels der Bildquelle zur Verfügung gestellte Bild nach der Projektion aus Sicht des Betrachters 2 einen rechteckigen unverzerrten Bildeindruck hervorruft. Dabei kann das Verzerrelement als Rechnereinheit ausgeführt sein, welche das Bild der Bildquelle in ein verzerrtes Bild unter Verwendung von Eigenschaften eines Projektors der Vorrichtung und einer Oberflächengeometrie der Projektionsfläche P umrechnet, beispielsweise mittels zweidimensionaler Interpolation. Alternativ oder zusätzlich kann das Verzerrelement als verzerrendes optisches Element ausgeführt sein, welches zwischen dem Projektor und der Windschutzscheibe 7 angeordnet ist.In addition, the device comprises a distortion element which inverts any curvature of the projection surface P, i.e., the windshield 7, and/or any distortion caused by the device, thus enabling the image provided by the image source to produce a rectangular, undistorted image impression from the viewer's perspective after projection. The distortion element can be embodied as a computer unit which converts the image of the image source into a distorted image using properties of a projector of the device and a surface geometry of the projection surface P, for example, by means of two-dimensional interpolation. Alternatively or additionally, the distortion element can be embodied as a distorting optical element arranged between the projector and the windshield 7.
Mittels des Projektors als weitere Komponente der Vorrichtung wird das mittels des Verzerrelementes verzerrte Bild auf die Projektionsfläche P projiziert, welcher einen Lichtstrahl in Richtung des Betrachters 2 reflektiert.By means of the projector as a further component of the device, the image distorted by the distortion element is projected onto the projection surface P, which reflects a light beam in the direction of the
Mittels des Projektors und der Projektionsfläche P wird die mittels des Verzerrelementes erzeugte Verzerrung des Bildes eliminiert, das heißt wieder entzerrt, um einen unverzerrten Bildeindruck zu erzeugen.By means of the projector and the projection surface P, the distortion of the image caused by the distortion element is eliminated, i.e., corrected again, in order to create an undistorted image impression.
Beispielsweise kann mittels des als Rechnereinheit ausgeführten Verzerrelementes oder einer weiteren Rechnereinheit der Vorrichtung eine pixelweise oder abschnittsweise oder vollständige Veränderung des Bildes in Helligkeit und/oder Farbe bewirkt werden, zum Beispiel mittels Verwendung einer Graduationskurve, wobei für jeden Farbkanal eine Graduationskurve existiert. Dabei wird entweder das unverzerrte Bild der Bildquelle oder das verzerrte Bild verändert.For example, using the distortion element embodied as a computer unit or another computer unit of the device, a pixel-by-pixel, section-by-section, or complete change in the brightness and/or color of the image can be effected, for example, by using a gradation curve, with a gradation curve for each color channel. In this case, either the undistorted image of the image source or the distorted image is changed.
Wie oben beschrieben, kann die Projektionsfläche P teilweise oder vollflächig in ihren optischen Eigenschaften verändert sein, beispielsweise durch eine Laserung und/der eine andere Entschichtung, insbesondere in der Umgebung einer fahrzeugseitigen Funkeinheit.As described above, the optical properties of the projection surface P can be partially or completely changed, for example by lasering and/or other de-coating, in particular in the vicinity of a vehicle-mounted radio unit.
Für den veränderten Bereich B1, dessen Reflexionseigenschaften gegenüber den Reflexionseigenschaften des weiteren Bereiches B2 der Projektionsfläche P abweichen, wird eine Abweichung von Reflexionsparametern ermittelt, beispielsweise mittels eines Farbmessgerätes. Alternativ dazu erfolgt die Ermittlung der Abweichung der Reflexionsparameter des weiteren Bereiches B2 gegenüber den Reflexionseigenschaften des veränderten Bereiches B1 der Projektionsfläche P.For the modified area B1, whose reflection properties compared to the reflection If the reflection properties of the additional area B2 of the projection surface P deviate, a deviation in the reflection parameters is determined, for example, using a colorimeter. Alternatively, the deviation of the reflection parameters of the additional area B2 from the reflection properties of the modified area B1 of the projection surface P is determined.
Die von der Flächenänderung betroffenen Pixel oder Bildbereiche in dem unverzerrten Bild oder dem verzerrten Bild werden anhand der Oberflächengeometrie der Projektionsfläche P ermittelt.The pixels or image areas affected by the area change in the undistorted image or the distorted image are determined based on the surface geometry of the projection surface P.
Alternativ zu der oben beschriebenen Ermittlung der Abweichung der Reflexionsparameter zwischen dem veränderten Bereich B1 und dem unveränderten Bereich B2 wird für eine vollflächig homogene Projektionsfläche P die Abweichung der Reflexionsparameter gegenüber einer Referenzoberfläche mit farb- und helligkeitstreuer Projektionswiedergabe ermittelt.As an alternative to the determination of the deviation of the reflection parameters between the changed area B1 and the unchanged area B2 described above, the deviation of the reflection parameters compared to a reference surface with color and brightness-true projection reproduction is determined for a completely homogeneous projection surface P.
Die abweichenden Reflexionsparameter können beziehungsweise kann die Farbwiedergabe und/oder die Helligkeitswiedergabe in dem projizierten Bild betreffen. Beispielsweise kann für jeden Helligkeitswert jedes Farbkanales des Bildes ein Korrekturoffset oder ein Korrekturfaktor vorgesehen sein, welcher in Form einer farbkanalspezifischen Graduationskurve dargestellt werden kann.The deviating reflection parameters can affect the color reproduction and/or the brightness reproduction in the projected image. For example, a correction offset or a correction factor can be provided for each brightness value of each color channel of the image, which can be represented in the form of a color-channel-specific gradation curve.
Darüber hinaus können die abweichenden Reflexionsparameter von einem Strahleintrittswinkel (Elevation) des vom Projektor auf die Projektionsfläche P projizierten Lichtstrahles abhängig sein. Bei einer strukturierten Projektionsfläche P können die abweichenden Reflexionsparameter zusätzlich von einer Einstrahlrichtung des vom Projektor projizierten Lichtstrahles auf die Projektionsfläche P relativ zu der Strukturierung (Azimut) abhängig sein. Unter Annahme einer bekannten Referenzposition des Betrachters 2 sind die abweichenden Reflexionsparameter durch Auslegung der Vorrichtung, also des Projektionssystems, und der Projektionsfläche P in dem Fahrzeug 1 ermittelbar feste Werte.Furthermore, the deviating reflection parameters can depend on a beam entry angle (elevation) of the light beam projected by the projector onto the projection surface P. In the case of a structured projection surface P, the deviating reflection parameters can additionally depend on an incident direction of the light beam projected by the projector onto the projection surface P relative to the structuring (azimuth). Assuming a known reference position of the
Die abweichenden Reflexionsparameter können weiterhin von einer Position des Betrachters 2 in dem Fahrzeug 1 abhängig sein, da sich bei Betrachtung desselben Pixels aus unterschiedlichen Positionen des Betrachters 2 ein Lichteinfallswinkel durch den Projektor in Elevation und Azimut sowie ein Reflexionspunkt eines jeden projizierten Pixels auf der Projektionsfläche P ändern. Hierzu wird die Position des Betrachters 2 anhand erfasster Signale der Innenraumkamera 5 des Fahrzeuges 1 ermittelt. Alternativ oder zusätzlich kann die Position des Betrachters 2 in dem Fahrzeug 1 auch anhand erfasster Signale eines Tiefensensors und/oder eines ultraschallbasierten Sensors und/oder einer Time-of-Flight-Kamera ermittelt werden.The differing reflection parameters may further depend on a position of the
In einer Ausführung des Verfahrens können die abweichenden Reflexionsparameter zudem in Abhängigkeit von der Projektion, insbesondere der Oberflächengeometrie der Projektionsfläche P und gegebenenfalls von der Position des Betrachters 2 für jedes Pixel des verzerrten oder unverzerrten Bildes ermittelt werden. Dabei bilden die abweichenden Reflexionsparameter ganzheitlich für jedes Pixel des verzerrten oder unverzerrten Bildes eine Matrix abweichender Korrekturparameter, insbesondere in Bezug auf das Korrekturoffset oder die Korrekturfaktoren.In one embodiment of the method, the deviating reflection parameters can also be determined for each pixel of the distorted or undistorted image as a function of the projection, in particular the surface geometry of the projection surface P, and optionally the position of the
Eine invertierte Abweichung der Reflexionsparameter kann unter Berücksichtigung einer Geometrie des Projektors und der Oberflächengeometrie der Projektionsfläche P auf das unverzerrte Bild mittels der Rechnereinheit oder der weiteren Rechnereinheit angewendet werden, dass das projizierte Bild für den Betrachter 2 auch in dem veränderten Bereich B1 der Projektionsfläche P homogen und gleichförmig erscheint beziehungsweise in Bezug auf die Farb- und Helligkeitswiedergabe gleich der Projektion auf der Referenzoberfläche erscheint.An inverted deviation of the reflection parameters can be applied to the undistorted image by means of the computer unit or the further computer unit, taking into account a geometry of the projector and the surface geometry of the projection surface P, so that the projected image appears homogeneous and uniform to the
In einer weiteren Ausführung wird bei Durchführung der Korrektur die Position des Betrachters 2 berücksichtigt.In a further embodiment, the position of
Des Weiteren kann zur Verstetigung von Übergängen zwischen dem veränderten Bereich B1 und dem unveränderten Bereich B2 der Projektionsfläche P mit einer Farbkorrektur und ohne Farbkorrektur sowie zwischen verschiedenen Korrekturen in einem Übergangsbereich eine Interpolation zwischen beiden Korrekturwerten durchgeführt werden.Furthermore, to stabilize transitions between the changed area B1 and the unchanged area B2 of the projection surface P with and without color correction as well as between different corrections in a transition area, an interpolation between both correction values can be carried out.
Das somit farb- und/oder helligkeitskorrigierte verzerrte oder unverzerrte Bild wird mittels des Projektors projiziert und von der Projektionsfläche P reflektiert, wobei unerwünschte Reflexionseigenschaften oder veränderte Bereiche B1 der Projektionsfläche P für den Betrachter 2 nicht mehr sichtbar sind und somit eine in Farbwiedergabe und Helligkeitseindruck homogene und farbneutrale Projektionsfläche P sichtbar ist.The distorted or undistorted image thus corrected for color and/or brightness is projected by means of the projector and reflected by the projection surface P, whereby undesired reflection properties or altered areas B1 of the projection surface P are no longer visible to the
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 22
- Fahrer/BetrachterDriver/Viewer
- 33
- Fahrzeugsitzvehicle seat
- 44
- Rückspiegelrearview mirror
- 55
- InnenraumkameraInterior camera
- 66
- Bildprojektionssystem/Head-up-AnzeigeeinheitImage projection system/head-up display unit
- 77
- Windschutzscheibewindshield
- B1, B2B1, B2
- veränderter Bereichchanged area
- PP
- ProjektionsflächeProjection surface
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10 2021 127 555 A1 [0002]DE 10 2021 127 555 A1 [0002]
- DE 10 2015 116 160 A1 [0003]DE 10 2015 116 160 A1 [0003]
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102023003964.0A DE102023003964A1 (en) | 2023-10-02 | 2023-10-02 | Method for operating an image projection system, device and vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102023003964.0A DE102023003964A1 (en) | 2023-10-02 | 2023-10-02 | Method for operating an image projection system, device and vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102023003964A1 true DE102023003964A1 (en) | 2025-04-03 |
Family
ID=94978456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102023003964.0A Withdrawn DE102023003964A1 (en) | 2023-10-02 | 2023-10-02 | Method for operating an image projection system, device and vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102023003964A1 (en) |
Citations (4)
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-
2023
- 2023-10-02 DE DE102023003964.0A patent/DE102023003964A1/en not_active Withdrawn
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