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DE102023203522B4 - System for validating a component of a means of transport, method and computer program for operating such a system - Google Patents

System for validating a component of a means of transport, method and computer program for operating such a system Download PDF

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DE102023203522B4
DE102023203522B4 DE102023203522.7A DE102023203522A DE102023203522B4 DE 102023203522 B4 DE102023203522 B4 DE 102023203522B4 DE 102023203522 A DE102023203522 A DE 102023203522A DE 102023203522 B4 DE102023203522 B4 DE 102023203522B4
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cockpit
virtual
augmented environment
environment
component
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Volkswagen AG
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Abstract

System (1) für die Validierung einer Komponente (2) eines Fortbewegungsmittels, mit
- einer Bewegungsplattform (3) mit zumindest drei Freiheitsgraden für eine dynamische Bewegungssimulation eines Cockpits (4) des Fortbewegungsmittels, in dem die zu validierende Komponente (2) verbaut ist;
- einem Mixed-Reality-Anzeigegerät (5) zum Anzeigen einer augmentierten Umgebung für einen im Cockpit (4) befindlichen Anwender (6); und
- einem Grafiksystem (7) zum Berechnen (11) der augmentierten Umgebung, wobei das Grafiksystem (7) eingerichtet ist, die augmentierte Umgebung derart zu berechnen (11), dass für den Anwender (6) zumindest seine Hände und die zu validierende Komponente (2) real innerhalb einer virtuellen Umgebung wahrnehmbar sind, und wobei das Cockpit (4) farblich präpariert ist und das Grafiksystem (7) eingerichtet ist, die augmentierte Umgebung unter Verwendung einer Chroma-Key-Technik und unter Verwendung einer virtuellen Maske (VM) zu berechnen (11), wobei sich die farbliche Präparierung des Cockpits (4) auf diejenigen Bereiche des Cockpits (4) beschränkt, die nicht von einer virtuellen Maske (VM) verdeckt sind.

Figure DE102023203522B4_0000
System (1) for the validation of a component (2) of a means of transport, with
- a movement platform (3) with at least three degrees of freedom for a dynamic movement simulation of a cockpit (4) of the means of transport in which the component (2) to be validated is installed;
- a mixed reality display device (5) for displaying an augmented environment for a user (6) located in the cockpit (4); and
- a graphics system (7) for calculating (11) the augmented environment, wherein the graphics system (7) is configured to calculate (11) the augmented environment in such a way that at least the user's hands and the component (2) to be validated are actually perceivable within a virtual environment, and wherein the cockpit (4) is color-prepared and the graphics system (7) is configured to calculate (11) the augmented environment using a chroma key technique and using a virtual mask (VM), wherein the color preparation of the cockpit (4) is limited to those areas of the cockpit (4) that are not covered by a virtual mask (VM).
Figure DE102023203522B4_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System für die Validierung einer Komponente eines Fortbewegungsmittels. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren und ein Computerprogramm mit Instruktionen zum Betreiben eines solchen Systems.The present invention relates to a system for validating a component of a means of transportation. The invention further relates to a method and a computer program with instructions for operating such a system.

Für die Absicherung bzw. Validierung von Funktionen in der Automobilentwicklung kommen oftmals dynamische Fahrsimulationen zum Einsatz. Dabei wurden in den Fahrsimulatoren zunächst überwiegend Projektoren zur Visualisierung verwendet. In den letzten Jahren hat sich eine Kombination von dynamischen Fahrsimulatoren mit Virtual-Reality-Technologien etabliert. Bei Virtual Reality (VR), auf Deutsch „virtuelle Realität“, taucht der Nutzer in eine vollständige virtuelle, computergenerierte Welt ein. Für diesen Zweck werden üblicherweise Head-Mounted-Display-Geräte (HMD) genutzt, z.B. VR-Brillen. Die Verwendung von VR-Brillen hat den Vorteil, dass in der Fahrsimulation keine Hardwarekomponenten benötigt werden. Änderungen in Design, Konzept oder Funktion sind daher schnell und virtuell realisierbar.Dynamic driving simulations are often used to verify or validate functions in automotive development. Initially, driving simulators primarily used projectors for visualization. In recent years, a combination of dynamic driving simulators with virtual reality technologies has become established. In virtual reality (VR), the user is immersed in a fully virtual, computer-generated world. Head-mounted display devices (HMDs), such as VR headsets, are typically used for this purpose. The advantage of using VR headsets is that no hardware components are required for driving simulation. Changes in design, concept, or function can therefore be implemented quickly and virtually.

Allerdings haben VR-Brillen den Nachteil, dass realitätsnahe, haptische Interaktionsmöglichkeiten in der virtuellen Realität nur sehr begrenzt möglich sind. Ein Hauptproblem besteht darin, dass die jeweilige Testperson durch die VR-Brille von der realen Welt isoliert wird. Insbesondere sieht die jeweilige Testperson nicht ihre eigenen Hände, sondern lediglich virtuelle Repräsentationen der Hände. Aufgrund der Positionsungenauigkeit dieser virtuellen Repräsentationen der Hände können beispielsweise Funktionen in der Automobilentwicklung, die realitätsnahe, haptische Interaktionen zwischen Fahrer und Fahrzeug benötigen, in frühen Entwicklungsphasen in der virtuellen Realität nicht bewertet werden. Diese Funktionen werden deshalb erst in späteren Entwicklungsphasen bewertet, wobei Kosten für Änderungen und Optimierungen in diesen Entwicklungsphasen rasant steigen.However, VR headsets have the disadvantage that realistic, haptic interaction options are very limited in virtual reality. A major problem is that the test subject is isolated from the real world by the VR headset. In particular, the test subject does not see their own hands, but only virtual representations of them. Due to the positional inaccuracy of these virtual representations of the hands, functions in automotive development, for example, that require realistic, haptic interactions between driver and vehicle cannot be evaluated in early development phases in virtual reality. These functions are therefore only evaluated in later development phases, with the costs for changes and optimizations during these development phases rising rapidly.

Versuchsweise wurden mehrere Handverfolgungsgeräte gleichzeitig verwendet, um die Positionsungenauigkeit der virtuellen Repräsentationen der Hände zu verringern. Allerdings konnte bisher keine ausreichende Genauigkeit erzielt werden. Auch auf Datenhandschuhen basierende Lösungsansätze ermöglichten bisher nicht die gewünschte Genauigkeit.Experiments have been conducted using multiple hand tracking devices simultaneously to reduce the positional inaccuracy of the virtual representations of the hands. However, sufficient accuracy has not been achieved so far. Even approaches based on data gloves have not yet achieved the desired accuracy.

Als Alternative zu VR-Technologien können Augmented-Reality-Technologien in Kombination mit Fahrsimulatoren verwendet werden.As an alternative to VR technologies, augmented reality technologies can be used in combination with driving simulators.

Bei Augmented Reality (AR), auf Deutsch „erweiterte Realität“, handelt es sich um die Anreicherung der Wahrnehmung der realen Welt durch virtuelle Elemente, die im dreidimensionalen Raum ortskorrekt registriert sind und eine Echtzeitinteraktion erlauben. Für die Darstellung von AR-Anzeigen können beispielsweise Datenbrillen genutzt werden. Eine Datenbrille wird wie eine normale Brille getragen, weist aber eine oder mehrere Projektionseinheiten oder Anzeigen auf, mit deren Hilfe dem Träger der Brille Informationen vor die Augen oder direkt auf die Netzhaut projiziert werden können. Die Brille ist dabei so gestaltet, dass der Träger auch die Umgebung wahrnehmen kann.Augmented Reality (AR) involves enhancing the perception of the real world with virtual elements that are accurately registered in three-dimensional space and allow real-time interaction. Data glasses, for example, can be used to display AR displays. Data glasses are worn like regular glasses, but have one or more projection units or displays that can project information in front of the wearer's eyes or directly onto the retina. The glasses are designed so that the wearer can also perceive their surroundings.

Vor diesem Hintergrund beschreibt WO 2022 / 070 033 A1 eine Vorrichtung zur Erstellung und Verwaltung von Prototypen mit einer Vielzahl von physischen Aufbauten und einem digitalen Medium, das eine CPU und eine Anzeige- und Steuervorrichtung umfasst. Die physischen Aufbauten sind mittels einer Vielzahl von jeweiligen Aktuatoren beweglich und einstellbar. Die CPU ist so konfiguriert, dass sie die Aktuatoren ansteuert, um die Positionierung der physischen Aufbauten auf vorbestimmte Positionen einzustellen oder die Position der physischen Aufbauten anzuzeigen.Against this background, WO 2022 / 070 033 A1 A device for creating and managing prototypes comprising a plurality of physical structures and a digital medium, comprising a CPU and a display and control device. The physical structures are movable and adjustable by means of a plurality of respective actuators. The CPU is configured to control the actuators to adjust the positioning of the physical structures to predetermined positions or to display the position of the physical structures.

AU 2018 200 822 A1 beschreibt einen Simulator für ein Fahrzeug. Der Simulator nutzt Green-Screening, damit ein Nutzer seine Hände oder seinen Körper in einer augmentierten Umgebung sehen kann. AU 2018 200 822 A1 describes a simulator for a vehicle. The simulator uses green screening to allow a user to see their hands or body in an augmented environment.

KR 2017 0 005 971 A beschreibt einen Fahrsimulator. Der Fahrsimulator verwendet keine oder nur zu einem geringen Teil physische Komponenten. Ein Gefühl für den Betrieb, eine Fahrumgebung und eine Umgebungssituation, die identisch oder ähnlich der Realität sind, werden als Augmented-Reality-Bilder bereitgestellt. KR 2017 0 005 971 A Describes a driving simulator. The driving simulator uses no or only a limited number of physical components. A sense of operation, a driving environment, and an environmental situation that are identical or similar to reality are provided as augmented reality images.

WO 2012 / 113 686 A1 beschreibt einen Simulator zur Ausbildung einer Person, umfassend einen Trainingsraum, ein teiltransparentes Head-Mounted-Display und eine Simulationsrecheneinheit. Die innere Begrenzungsfläche des Trainingsraums ist mit einer Farbe versehen, die für eine farbbasierte Bildfreistellung geeignet ist. Das Head-Mounted-Display ist mit zwei Videokameras für Stereoskope Aufnahmen und einem Headtracker versehen, der die Feststellung der Blickrichtung des jeweiligen Trägers ermöglicht. Die Simulationsrecheneinheit umfasst zwei Bildgeneratoren für eine stereoskope Darstellung von virtuellen Bildern auf dem einen Head-Mounted-Display. WO 2012 / 113 686 A1 Describes a simulator for training a person, comprising a training room, a partially transparent head-mounted display, and a simulation processing unit. The inner boundary surface of the training room is provided with a color suitable for color-based image isolation. The head-mounted display is equipped with two video cameras for stereoscopic recordings and a head tracker that enables the determination of the wearer's gaze direction. The simulation processing unit comprises two image generators for a stereoscopic display of virtual images on one head-mounted display.

US 2019 / 0 392 639 A1 beschreibt ein Head-Mounted-Display mit einem Rahmen und einem mit diesem verbundenen Anzeigesystem. Eine mit dem Rahmen verbundene Stereokamera erzeugt Informationen, die Bilddaten und Tiefendaten umfassen. Die Tiefendaten geben einen Abstand zu einem Cockpit eines Simulators an. Ein Prozessor identifiziert auf Basis dieser Informationen ein dem Cockpit des Simulators entsprechendes Cockpitmodell und erzeugt auf Basis des Cockpitmodells computergenerierte Bilder. US 2019 / 0 392 639 A1 Describes a head-mounted display with a frame and a display system connected to it. A stereo camera connected to the frame generates information that includes image data and depth data. The depth data indicates a distance to a simulator cockpit. A processor uses this information to identify a cockpit model corresponding to the simulator cockpit and generates computer-generated images based on the cockpit model.

Der Artikel J. Hönig et al.: „Mixed-Reality-in-the-Loop Simulation“, atp magazin, Ausgabe 6-7 2021 , beschreibt einen Lösungsansatz zur Verknüpfung von Hardware-in-the-Loop Simulationen mit modernen Visualisierungsmethoden zu einer Mixed-Reality-in-the-Loop Simulation.The article J. Hönig et al.: “Mixed-Reality-in-the-Loop Simulation,” atp magazine, Issue 6-7 2021 , describes a solution approach for combining hardware-in-the-loop simulations with modern visualization methods to create a mixed-reality-in-the-loop simulation.

Bei den beschriebenen Lösungen kann die jeweilige Testperson ihre Hände sehen, sodass eine verbesserte haptische Interaktion zwischen der Testperson und realen Objekten möglich ist. Allerdings sind weiter verbesserte Lösungen für eine Validierung von Komponenten wünschenswert, die Interaktionen im Fahrbetrieb erfordern.With the solutions described, the test subject can see their hands, enabling improved haptic interaction between the test subject and real objects. However, further improved solutions are desirable for validating components that require interaction during driving.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, verbesserte Lösungen für die Validierung einer Komponente eines Fortbewegungsmittels bereitzustellen, bei der Interaktionen im Fahrbetrieb erforderlich sind.It is an object of the invention to provide improved solutions for the validation of a component of a means of transport which requires interactions during driving operation.

Diese Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Verfahren gemäß Anspruch 7 und durch ein Computerprogramm mit Instruktionen gemäß Anspruch 8 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a system having the features of claim 1, by a method according to claim 7, and by a computer program with instructions according to claim 8. Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst ein System für die Validierung einer Komponente eines Fortbewegungsmittels eine Bewegungsplattform, ein Mixed-Reality-Anzeigegerät und ein Grafiksystem. Die Bewegungsplattform weist zumindest drei Freiheitsgrade für eine dynamische Bewegungssimulation eines Cockpits des Fortbewegungsmittels auf, in dem die zu validierende Komponente verbaut ist. Das Mixed-Reality-Anzeigegerät ist eingerichtet zum Anzeigen einer augmentierten Umgebung für einen im Cockpit befindlichen Anwender. Das Grafiksystem ist eingerichtet zum Berechnen der augmentierten Umgebung. Dabei wird die augmentierte Umgebung derart berechnet, dass für den Anwender zumindest seine Hände und die zu validierende Komponente real innerhalb einer virtuellen Umgebung wahrnehmbar sind. Das Cockpit ist dabei farblich präpariert und das Grafiksystem ist eingerichtet, die augmentierte Umgebung unter Verwendung einer Chroma-Key-Technik und unter Verwendung einer virtuellen Maske zu berechnen, wobei sich die farbliche Präparierung des Cockpits auf diejenigen Bereiche des Cockpits beschränkt, die nicht von einer virtuellen Maske verdeckt sind.According to a first aspect of the invention, a system for validating a component of a means of transport comprises a motion platform, a mixed-reality display device, and a graphics system. The motion platform has at least three degrees of freedom for dynamic motion simulation of a cockpit of the means of transport in which the component to be validated is installed. The mixed-reality display device is configured to display an augmented environment for a user located in the cockpit. The graphics system is configured to calculate the augmented environment. The augmented environment is calculated such that the user can at least perceive his or her hands and the component to be validated in a real way within a virtual environment. The cockpit is color-prepared, and the graphics system is configured to calculate the augmented environment using a chroma key technique and a virtual mask, wherein the color-prepared cockpit is limited to those areas of the cockpit that are not obscured by a virtual mask.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Systems für die Validierung einer Komponente eines Fortbewegungsmittels die Schritte:

  • - Ansteuern einer Bewegungsplattform des Systems entsprechend einer zu simulierenden Bewegung;
  • - Berechnen einer augmentierten Umgebung zur Anzeige durch ein Mixed-Reality-Anzeigegerät des Systems, wobei die augmentierte Umgebung derart berechnet wird, dass für einen Anwender zumindest seine Hände und die zu validierende Komponente real innerhalb einer virtuellen Umgebung wahrnehmbar sind; und
  • - Übermitteln von Grafikdaten der augmentierten Umgebung an das Mixed-Reality-Anzeigegerät.
According to a further aspect of the invention, a method for operating a system according to the invention for validating a component of a means of transport comprises the steps:
  • - Controlling a motion platform of the system according to a movement to be simulated;
  • - Calculating an augmented environment for display by a mixed reality display device of the system, wherein the augmented environment is calculated in such a way that a user can perceive at least his hands and the component to be validated in a virtual environment; and
  • - Transmitting graphic data from the augmented environment to the mixed reality display device.

Ein Cockpit des Systems ist dabei farblich präpariert und die augmentierte Umgebung wird unter Verwendung einer Chroma-Key-Technik und unter Verwendung einer virtuellen Maske berechnet, wobei sich die farbliche Präparierung des Cockpits auf diejenigen Bereiche des Cockpits beschränkt, die nicht von einer virtuellen Maske verdeckt sind.A cockpit of the system is color-prepared and the augmented environment is calculated using a chroma key technique and a virtual mask, whereby the color preparation of the cockpit is limited to those areas of the cockpit that are not covered by a virtual mask.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Computerprogramm Instruktionen, die bei Ausführung durch einen Computer den Computer zur Ausführung der folgenden Schritte zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Systems für die Validierung einer Komponente eines Fortbewegungsmittels veranlassen:

  • - Ansteuern einer Bewegungsplattform des Systems entsprechend einer zu simulierenden Bewegung;
  • - Berechnen einer augmentierten Umgebung zur Anzeige durch ein Mixed-Reality-Anzeigegerät des Systems, wobei die augmentierte Umgebung derart berechnet wird, dass für einen Anwender zumindest seine Hände und die zu validierende Komponente real innerhalb einer virtuellen Umgebung wahrnehmbar sind; und
  • - Übermitteln von Grafikdaten der augmentierten Umgebung an das Mixed-Reality-Anzeigegerät.
According to a further aspect of the invention, a computer program comprises instructions which, when executed by a computer, cause the computer to perform the following steps for operating a system according to the invention for validating a component of a means of transport:
  • - Controlling a motion platform of the system according to a movement to be simulated;
  • - Calculating an augmented environment for display by a mixed reality display device of the system, wherein the augmented environment is calculated in such a way that a user can perceive at least his hands and the component to be validated in a virtual environment; and
  • - Transmitting graphic data from the augmented environment to the mixed reality display device.

Ein Cockpit des Systems ist dabei farblich präpariert und die augmentierte Umgebung wird unter Verwendung einer Chroma-Key-Technik und unter Verwendung einer virtuellen Maske berechnet, wobei sich die farbliche Präparierung des Cockpits auf diejenigen Bereiche des Cockpits beschränkt, die nicht von einer virtuellen Maske verdeckt sind.A cockpit of the system is color-prepared and the augmented environment is calculated using a chroma key technique and a virtual mask, whereby the color preparation of the cockpit is limited to those areas of the cockpit that are not covered by a virtual mask.

Der Begriff Computer ist dabei breit zu verstehen. Insbesondere umfasst er auch Workstations, verteilte Systeme und andere prozessorbasierte Datenverarbeitungsvorrichtungen.The term "computer" should be understood broadly. It specifically includes workstations, distributed systems, and other processor-based data processing devices.

Das Computerprogramm kann beispielsweise für einen elektronischen Abruf bereitgestellt werden oder auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein.The computer program may, for example, be made available for electronic retrieval or stored on a computer-readable storage medium.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung werden Mixed-Reality-Technologien mit einem dynamischen Fahrsimulator kombiniert. Bei Mixed Reality (MR), auf Deutsch „gemischte Realität“, werden Elemente von Virtual Reality und Augmented Reality verbunden, d.h. die reale Welt wird mit virtuellen Umgebungen verbunden, sodass eine neue Umwelt entsteht. Der Nutzer interagiert zeitgleich mit der realen und einer virtuellen Umgebung. Auf diese Weise ist es möglich, die gewünschten realen Komponenten in die virtuelle Simulation zu integrieren. Dadurch können die Simulationen so gestaltet werden, dass die realen Komponenten gleichzeitig mit virtuellen Komponenten verwendet werden. Ein konkretes Beispiel ist eine Kombination aus einem realen Lenkrad, einem Display, dem Körper des Fahrers und einem ansonsten virtuellen Interieur. Das Mixed-Reality-Anzeigegerät kann beispielsweise als Head-Mounted-Display ausgestaltet sein. Bei der zu validierenden Komponente kann es sich sowohl um ein physisches Bauteil als auch um eine Funktionalität bzw. Software handeln, sodass beispielsweise auch die auf einem Display angezeigten Inhalte validiert werden können.The solution according to the invention combines mixed reality technologies with a dynamic driving simulator. Mixed reality (MR) combines elements of virtual reality and augmented reality, i.e., the real world is connected to virtual environments to create a new environment. The user interacts simultaneously with the real and a virtual environment. This makes it possible to integrate the desired real components into the virtual simulation. This allows the simulations to be designed so that the real components are used simultaneously with virtual components. A concrete example is a combination of a real steering wheel, a display, the driver's body, and an otherwise virtual interior. The mixed reality display device can be designed, for example, as a head-mounted display. The component to be validated can be either a physical component or a functionality or software, so that, for example, the content displayed on a display can also be validated.

Die Kombination von Mixed Reality und dynamischer Fahrsimulation eröffnet zahlreiche neue Möglichkeiten für die Funktionenabsicherung. In einem statischen Aufbau sind die Inhalte der Bewertung deutlich begrenzt, weil viele Fahrzeugfunktionen während der Fahrt geprüft werden müssen. Das Spektrum an bewertbaren Inhalten, insbesondere in der Automobilentwicklung, wird durch die erfindungsgemäße Lösung deutlich vergrößert, da der Fahrsimulator eine Erfüllung der Fahraufgabe ermöglich. Die vorgesehene Zahl der Freiheitsgrade für die dynamische Bewegungssimulation gewährleistet dabei, dass beim Anwender keine Simulationskrankheit auftritt bzw. diese deutlich reduziert ist. Simulationskrankheit, in der Literatur oft auch als Motion-Sickness bezeichnet, tritt ohne eine geeignete Bewegungssimulation häufig auf, weil der Anwender in der Simulation fährt, sich sein Körper aber in der realen Welt nicht bewegt. Ein großer Vorteil gegenüber dynamischen Fahrsimulatoren, die VR-Technologien nutzen, besteht darin, dass durch die direkte haptische Interaktion mit Bedienelementen ein deutlich größeres Spektrum an bewertbaren Inhalten z.B. in der Automobilentwicklung ermöglicht wird.The combination of mixed reality and dynamic driving simulation opens up numerous new possibilities for functional validation. In a static setup, the evaluation content is significantly limited because many vehicle functions must be tested while driving. The spectrum of assessable content, particularly in automotive development, is significantly expanded by the inventive solution, as the driving simulator enables the driving task to be performed. The intended number of degrees of freedom for the dynamic motion simulation ensures that the user does not experience simulation sickness or that this is significantly reduced. Simulation sickness, often referred to as motion sickness in the literature, frequently occurs without suitable motion simulation because the user drives in the simulation but their body does not move in the real world. A major advantage over dynamic driving simulators that use VR technologies is that the direct haptic interaction with control elements enables a significantly wider spectrum of assessable content, for example, in automotive development.

Erfindungsgemäß ist das Cockpit farblich präpariert und das Grafiksystem ist eingerichtet, die augmentierte Umgebung unter Verwendung einer Chroma-Key-Technik zu berechnen. Für die Anwendung von Chroma-Key-Techniken kann das Cockpit ganz oder teilweise mit einer geeigneten Farbe überzogen werden. Alternativ können die Bauteile des Cockpits, die in der augmentierten Umgebung durch eine virtuelle Umgebung ersetzt werden sollen, direkt in der gewählten Farbe hergestellt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass Teile des Cockpits durch entsprechend gefärbte Abdeckungen verdeckt werden. Die am besten geeigneten Farben für Chroma-Key-Techniken sind je nach menschlicher Hautfarbe Grün- und Blautöne. Das Mixed-Reality-Anzeigegerät zeigt die in der gewählten Farbe ausgeführten, bemalten oder abgedeckten Teile des Cockpits als virtuelle Inhalte. Die Bedienelemente, die nicht in dieser Farbe ausgeführt oder bemalt bzw. abgedeckt sind, z.B. das Lenkrad und Touchdisplays, werden hingegen real angezeigt.According to the invention, the cockpit is color-prepared, and the graphics system is configured to calculate the augmented environment using a chroma key technique. To apply chroma key techniques, the cockpit can be completely or partially covered with a suitable color. Alternatively, the cockpit components that are to be replaced by a virtual environment in the augmented environment can be manufactured directly in the selected color. Another possibility is to conceal parts of the cockpit with appropriately colored covers. The most suitable colors for chroma key techniques are shades of green and blue, depending on human skin color. The mixed reality display device shows the parts of the cockpit that are executed, painted, or covered in the selected color as virtual content. The control elements that are not executed, painted, or covered in this color, e.g., the steering wheel and touch displays, are displayed in real life.

Erfindungsgemäß ist das Grafiksystem eingerichtet, die augmentierte Umgebung unter Verwendung einer virtuellen Maske zu berechnen. Bei einer virtuellen Maske können reale und virtuelle Inhalte mit Hilfe von virtuellen Grenzen getrennt werden, die in verschiedenen zwei- oder dreidimensionalen Formen bestimmt werden können. Bei dieser Lösung ist keine umfangreiche Vorbereitung des Cockpits erforderlich, da sich die Präparierung auf diejenigen Bereiche des Cockpits beschränken kann, die nicht von einer virtuellen Maske verdeckt sind.According to the invention, the graphics system is configured to calculate the augmented environment using a virtual mask. With a virtual mask, real and virtual content can be separated using virtual boundaries that can be defined in various two- or three-dimensional forms. This solution eliminates the need for extensive cockpit preparation, as the preparation can be limited to those areas of the cockpit that are not obscured by a virtual mask.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Bewegungsplattform ein Hexapod. Ein Hexapod zeichnet sich durch sechs Freiheitgrade und eine hohe Dynamik aus. Diese ermöglichen eine sehr realitätsnahe Fahrsimulation, wodurch das Auftreten von Simulationskrankheit weitgehend vermieden wird. Zugleich wird ein ausgeprägtes Gesamterlebnis für den Anwender und damit eine sehr gute Bewertbarkeit der zu validierenden Komponente bzw. ihrer Funktion erzielt.According to one aspect of the invention, the motion platform is a hexapod. A hexapod is characterized by six degrees of freedom and high dynamics. This enables a highly realistic driving simulation, largely avoiding the occurrence of simulation sickness. At the same time, a distinctive overall experience is achieved for the user and thus a very good evaluation of the component to be validated and its function.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das Mixed-Reality-Anzeigegerät einen Tiefensensor auf und das Grafiksystem ist eingerichtet, die augmentierte Umgebung unter Verwendung von Tiefendaten des Tiefensensors zu berechnen. Beispielsweise kann der Tiefensensor ein LIDAR-Sensor sein. Der Tiefensensor ist dabei vorzugsweise in das Mixed-Reality-Anzeigegerät eingebaut. Die Nutzung der Tiefendaten ermöglicht es, dass Objekte innerhalb eines bestimmten, vom Anwender bevorzugten Entfernungsbereichs als real angesehen und somit nicht durch eine virtuelle Umgebung ersetzt werden. Vorteilhaft ist dabei insbesondere, dass keine umfangreiche Vorbereitung des Cockpits erforderlich ist.According to one aspect of the invention, the mixed reality display device has a depth sensor, and the graphics system is configured to calculate the augmented environment using depth data from the depth sensor. For example, the depth sensor can be a LIDAR sensor. The depth sensor is preferably built into the mixed reality display device. The use of the depth data enables objects within a specific distance range preferred by the user to be viewed as real and thus not replaced by a virtual environment. It is particularly advantageous that that no extensive preparation of the cockpit is required.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das System ein Trackingsystem für ein Tracking des Cockpits auf. Dabei kann das Trackingsystem ein aktives oder passives Trackingsystem sein oder eingerichtet sein, eine Pose des Cockpits aus Bewegungsdaten der Bewegungsplattform zu bestimmen. Ein solches Trackingsystem ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn virtuellen Masken verwendet werden. Um virtuelle Masken im dynamischen Simulator zu verwenden, sollten diese sich mit dem Simulator mitbewegen.According to one aspect of the invention, the system comprises a tracking system for tracking the cockpit. The tracking system can be an active or passive tracking system or can be configured to determine a cockpit pose from motion data of the motion platform. Such a tracking system is particularly advantageous when virtual masks are used. To use virtual masks in the dynamic simulator, they should move with the simulator.

Die Vorbereitung des Cockpits für die Verwendung von Chroma-Key-Techniken erfordert einen gewissen Aufwand. Dies ist insbesondere der Fall, wenn im dynamischen Fahrsimulator verschiedene Fahrzeuge validiert werden, da in diesem Fall die Komponenten des Cockpits jeweils in neue Positionen verfahren werden müssen. Dies kann dazu führen, dass die Anbringung einer Abdeckung für die Chroma-Key-Techniken aufgrund des unterschiedlichen Aufbaus nicht möglich ist. Es kann in solchen Fällen vorteilhaft sein, die oben beschriebenen Ansätze zu kombinieren. Auf diese Weise kann es für die Chroma-Key-Techniken ausreichend sein, nur einen begrenzten Teil des Cockpits farblich zu präparieren.Preparing the cockpit for the use of chroma key techniques requires a certain amount of effort. This is especially true when validating different vehicles in the dynamic driving simulator, as the cockpit components must be moved into new positions each time. This may make it impossible to attach a cover for the chroma key techniques due to the different layout. In such cases, it may be advantageous to combine the approaches described above. This way, it may be sufficient to color-prepare only a limited portion of the cockpit for the chroma key techniques.

Besonders vorteilhaft wird ein erfindungsgemäßes System für die Validierung einer Komponente eines Kraftfahrzeugs eingesetzt, insbesondere eines Personenkraftwagens oder eines Nutzfahrzeugs. Durch die erfindungsgemäße Lösung können Fahrzeugfunktionen, z.B. Funktionen des autonomen Fahrens, bereits in sehr frühen Entwicklungsphasen ohne physische Prototypen validiert und entwickelt werden.A system according to the invention is particularly advantageously used for the validation of a component of a motor vehicle, in particular a passenger car or a commercial vehicle. The solution according to the invention allows vehicle functions, e.g., autonomous driving functions, to be validated and developed in very early development phases without physical prototypes.

Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den angehängten Ansprüchen in Verbindung mit den Figuren ersichtlich.

  • 1 zeigt schematisch ein System für die Validierung einer Komponente eines Fortbewegungsmittels;
  • 2 zeigt schematisch ein Verfahren zum Betreiben des Systems aus 1;
  • 3 zeigt schematisch ein Systemdiagramm einer erfindungsgemäßen Lösung;
  • 4 zeigt schematisch ein farblich präpariertes Cockpit;
  • 5 zeigt schematisch die Verwendung eines Tiefensensors; und
  • 6 zeigt schematisch die Verwendung von virtuellen Masken.
Further features of the present invention will become apparent from the following description and the appended claims taken in conjunction with the figures.
  • 1 shows schematically a system for the validation of a component of a means of transport;
  • 2 shows schematically a method for operating the system from 1 ;
  • 3 shows schematically a system diagram of a solution according to the invention;
  • 4 shows schematically a color-prepared cockpit;
  • 5 shows schematically the use of a depth sensor; and
  • 6 shows schematically the use of virtual masks.

Zum besseren Verständnis der Prinzipien der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren detaillierter erläutert. Es versteht sich, dass sich die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und dass die beschriebenen Merkmale auch kombiniert oder modifiziert werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, wie er in den angehängten Ansprüchen definiert ist.To better understand the principles of the present invention, embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the figures. It should be understood that the invention is not limited to these embodiments and that the described features may also be combined or modified without departing from the scope of the invention as defined in the appended claims.

1 zeigt schematisch ein System 1 für die Validierung einer Komponente 2 eines Fortbewegungsmittels. Das System 1 weist eine Bewegungsplattform 3 mit zumindest drei Freiheitsgraden auf. Im dargestellten Beispiel handelt es sich bei der Bewegungsplattform 3 um einen Hexapod mit sechs Freiheitsgraden. Bei Bedarf kann der Hexapod zusätzlich auf einer hier nicht dargestellten Rotationsplattform montiert sein. Die Bewegungsplattform 3 ermöglicht eine dynamische Bewegungssimulation eines auf der Bewegungsplattform 3 angeordneten Cockpits 4 des Fortbewegungsmittels, in dem die zu validierende Komponente 2 verbaut ist. Das Cockpit 4 ist vorzugsweise anpassbar, um für unterschiedliche Fortbewegungsmittel jeweils die gewünschte Ergonomie einstellen zu können. Das Fortbewegungsmittel ist im dargestellten Beispiel ein Kraftfahrzeug, die zu validierende Komponente 2 ein Lenkrad des Kraftfahrzeugs. Im Cockpit 4 befindet sich ein Anwender 6, der ein Mixed-Reality-Anzeigegerät 5 trägt. Das Mixed-Reality-Anzeigegerät 5 zeigt dem Anwender 6 eine augmentierte Umgebung an und kann beispielsweise als Head-Mounted-Display ausgestaltet sein. Ein Grafiksystem 7, hier als Bestandteil eines Steuerrechners 9 dargestellt, dient zum Berechnen der augmentierten Umgebung. Das Grafiksystem 7 ist dabei eingerichtet, die augmentierte Umgebung derart zu berechnen, dass für den Anwender 6 zumindest seine Hände und die zu validierende Komponente 2 real innerhalb einer virtuellen Umgebung wahrnehmbar sind. Zu diesem Zweck ist das Cockpit 4 farblich präpariert. Das Grafiksystem 7 ist dabei eingerichtet, die augmentierte Umgebung unter Verwendung einer Chroma-Key-Technik zu berechnen. Zusätzlich kann das Mixed-Reality-Anzeigegerät 5 einen hier nicht dargestellten Tiefensensor aufweisen, z.B. einen LIDAR-Sensor. Das Grafiksystem 7 ist in diesem Fall eingerichtet, die augmentierte Umgebung unter Verwendung von Tiefendaten des Tiefensensors zu berechnen. Zudem ist das Grafiksystem 7 eingerichtet, die augmentierte Umgebung unter Verwendung virtueller Masken zu berechnen, wobei sich die farbliche Präparierung des Cockpits auf diejenigen Bereiche des Cockpits beschränkt, die nicht von einer virtuellen Maske verdeckt sind. Dazu ist es vorteilhaft, wenn durch ein Trackingsystem 8 ein Tracking des Cockpits 4 erfolgt, damit sich die virtuellen Masken mit dem Cockpit 4 bzw. der Bewegungsplattform 3 mitbewegen. Das Trackingsystem 8 kann als aktives oder passives Trackingsystem 8 ausgestaltet sein. Alternativ ist es möglich, die Pose des Cockpits 4 aus Bewegungsdaten der Bewegungsplattform 3 zu bestimmen. 1 shows a schematic of a system 1 for the validation of a component 2 of a means of transport. The system 1 has a motion platform 3 with at least three degrees of freedom. In the example shown, the motion platform 3 is a hexapod with six degrees of freedom. If necessary, the hexapod can also be mounted on a rotation platform (not shown here). The motion platform 3 enables dynamic motion simulation of a cockpit 4 of the means of transport arranged on the motion platform 3, in which the component 2 to be validated is installed. The cockpit 4 is preferably adaptable in order to be able to set the desired ergonomics for different means of transport. In the example shown, the means of transport is a motor vehicle, and the component 2 to be validated is a steering wheel of the motor vehicle. In the cockpit 4 there is a user 6 wearing a mixed reality display device 5. The mixed reality display device 5 shows the user 6 an augmented environment and can, for example, be designed as a head-mounted display. A graphics system 7, shown here as part of a control computer 9, is used to calculate the augmented environment. The graphics system 7 is configured to calculate the augmented environment in such a way that the user 6 can at least perceive his hands and the component 2 to be validated in reality within a virtual environment. For this purpose, the cockpit 4 is color-coded. The graphics system 7 is configured to calculate the augmented environment using a chroma key technique. In addition, the mixed reality display device 5 can have a depth sensor (not shown here), e.g., a LIDAR sensor. In this case, the graphics system 7 is configured to calculate the augmented environment using depth data from the depth sensor. Furthermore, the graphics system 7 is configured to calculate the augmented environment using virtual masks, wherein the color-coded preparation of the cockpit is limited to those areas of the cockpit that are not covered by a virtual mask. For this purpose, it is advantageous if a tracking system 8 generates a The cockpit 4 is tracked so that the virtual masks move with the cockpit 4 or the motion platform 3. The tracking system 8 can be designed as an active or passive tracking system 8. Alternatively, it is possible to determine the pose of the cockpit 4 from movement data of the motion platform 3.

2 zeigt schematisch ein Verfahren zum Betreiben des Systems aus 1. Bei dem Verfahren wird eine Bewegungsplattform des Systems entsprechend einer zu simulierenden Bewegung angesteuert 10. Zudem wird eine augmentierte Umgebung zur Anzeige durch ein Mixed-Reality-Anzeigegerät des Systems berechnet 11. Die augmentierte Umgebung wird dabei derart berechnet 11, dass für einen Anwender zumindest seine Hände und eine zu validierende Komponente real innerhalb einer virtuellen Umgebung wahrnehmbar sind. Zu diesem Zweck ist ein Cockpit des Systems farblich präpariert. Die augmentierte Umgebung wird dabei unter Verwendung einer Chroma-Key-Technik berechnet 11. Zusätzlich kann das Mixed-Reality-Anzeigegerät einen Tiefensensor aufweisen, z.B. einen LIDAR-Sensor. In diesem Fall kann die augmentierte Umgebung unter Verwendung von Tiefendaten des Tiefensensors berechnet werden 11. Des Weiteren wird die augmentierte Umgebung unter Verwendung einer virtuellen Maske berechnet 11, wobei sich die farbliche Präparierung des Cockpits auf diejenigen Bereiche des Cockpits beschränkt, die nicht von einer virtuellen Maske verdeckt sind. Dazu ist es vorteilhaft, wenn durch ein Trackingsystem ein Tracking des Cockpits erfolgt, damit sich die virtuellen Masken mit dem Cockpit bzw. der Bewegungsplattform mitbewegen. Die Trackingdaten des Trackingsystems werden dann für die Berechnung der augmentierten Umgebung herangezogen. Die verschiedenen Ansätze können dabei auch kombiniert werden. Die aus der Berechnung resultierenden Grafikdaten der augmentierten Umgebung werden schließlich an das Mixed-Reality-Anzeigegerät übermittelt 12 und von diesem angezeigt 13. 2 shows schematically a method for operating the system from 1 In the method, a motion platform of the system is controlled according to a movement to be simulated 10. In addition, an augmented environment is calculated for display by a mixed reality display device of the system 11. The augmented environment is calculated 11 in such a way that a user can actually perceive at least his hands and a component to be validated within a virtual environment. For this purpose, a cockpit of the system is color-prepared. The augmented environment is calculated using a chroma key technique 11. In addition, the mixed reality display device can have a depth sensor, e.g. a LIDAR sensor. In this case, the augmented environment can be calculated using depth data from the depth sensor 11. Furthermore, the augmented environment is calculated using a virtual mask 11, wherein the color preparation of the cockpit is limited to those areas of the cockpit that are not covered by a virtual mask. For this purpose, it is advantageous to use a tracking system to track the cockpit so that the virtual masks move with the cockpit or the motion platform. The tracking data from the tracking system is then used to calculate the augmented environment. The various approaches can also be combined. The resulting graphic data of the augmented environment is finally transmitted to the mixed reality display device 12 and displayed by it 13.

3 zeigt schematisch ein Systemdiagramm einer erfindungsgemäßen Lösung. Das System 1 umfasst eine Bewegungsplattform 3 mit dem darauf angeordneten Cockpit 4, ein Mixed-Reality-Anzeigegerät 5 und ein Grafiksystem 7. Das Grafiksystem 7 kann als eigenständiges System oder auch als Bestandteil eines Steuerrechners 9 ausgestaltet sein und generiert Grafikdaten GD für das Mixed-Reality-Anzeigegerät 5. Der Steuerrechner 9 generiert Steuerdaten SD für die Bewegung der Bewegungsplattform 3. Das Mixed-Reality-Anzeigegerät 5 kann einen Tiefensensor 50 aufweisen, der Tiefendaten TD für das Grafiksystem 7 bereitstellt. Das System 1 kann des Weiteren ein Trackingsystem 8 für ein Tracking des Cockpits 4 umfassen, das Trackingdaten TR zur Verfügung stellt. Alternativ oder zusätzlich kann der Steuerrechner 9 Bewegungsdaten BD der Bewegungsplattform 3 für das Grafiksystem 7 bereitstellen. Das Grafiksystem 7 nutzt die bereitgestellten Daten BD, TD, TR bei der Berechnung einer augmentierten Umgebung, die vom Mixed-Reality-Anzeigegerät 5 angezeigt werden soll. 3 shows a schematic system diagram of a solution according to the invention. The system 1 comprises a motion platform 3 with the cockpit 4 arranged thereon, a mixed reality display device 5, and a graphics system 7. The graphics system 7 can be designed as a standalone system or as part of a control computer 9 and generates graphics data GD for the mixed reality display device 5. The control computer 9 generates control data SD for the movement of the motion platform 3. The mixed reality display device 5 can have a depth sensor 50 that provides depth data TD for the graphics system 7. The system 1 can further comprise a tracking system 8 for tracking the cockpit 4, which provides tracking data TR. Alternatively or additionally, the control computer 9 can provide movement data BD of the motion platform 3 for the graphics system 7. The graphics system 7 uses the provided data BD, TD, TR when calculating an augmented environment to be displayed by the mixed reality display device 5.

4 zeigt schematisch ein farblich präpariertes Cockpit 4. Damit die augmentierte Umgebung unter Verwendung einer Chroma-Key-Technik berechnet werden kann, ist das Cockpit im dargestellten Beispiel teilweise mit einer geeigneten Farbe überzogen, was in 4 durch eine Schraffur angedeutet ist. Alternativ können die Bauteile des Cockpits 4, die in der augmentierten Umgebung durch eine virtuelle Umgebung ersetzt werden sollen, direkt in der gewählten Farbe hergestellt werden. Zudem sind Teile des Cockpits 4 im dargestellten Beispiel durch eine entsprechend gefärbte Abdeckung FA verdeckt. Die am besten geeigneten Farben für das Chroma-Key-Techniken sind je nach menschlicher Hautfarbe Grün- und Blautöne. Das Mixed-Reality-Anzeigegerät 5 zeigt die in der gewählten Farbe ausgeführten oder bemalten Teile bzw. die abgedeckten Teile des Cockpits 4 als virtuelle Inhalte. Andere Komponenten 2, die nicht in dieser Farbe ausgeführt, bemalt oder abgedeckt sind, z.B. das Lenkrad und Touchdisplays, werden hingegen real angezeigt. 4 shows schematically a color-prepared cockpit 4. In order to be able to calculate the augmented environment using a chroma key technique, the cockpit in the example shown is partially covered with a suitable color, which in 4 is indicated by hatching. Alternatively, the components of the cockpit 4 that are to be replaced by a virtual environment in the augmented environment can be manufactured directly in the selected color. Furthermore, parts of the cockpit 4 in the example shown are covered by a correspondingly colored cover FA. The most suitable colors for the chroma key technique are shades of green and blue, depending on human skin color. The mixed reality display device 5 shows the parts of the cockpit 4 that are executed or painted in the selected color or the covered parts as virtual content. Other components 2 that are not executed, painted, or covered in this color, e.g. the steering wheel and touch displays, are displayed in real life.

5 zeigt schematisch die Verwendung eines Tiefensensors 50 des Mixed-Reality-Anzeigegeräts 5. Bei diesem Ansatz wird ein Tiefenbereich TB definiert, der für den Anwender 6 real sichtbar ist. Zusätzlich ist das Cockpit 4 im dargestellten Beispiel wiederum farblich präpariert. Die Vorbereitung des Cockpits 4 für die Verwendung von Chroma-Key-Techniken erfordert einen gewissen Aufwand. Durch die Verwendung des definierten Tiefenbereichs TB ist es ausreichend, für die Chroma-Key-Techniken nur einen begrenzten Teil des Cockpits farblich zu präparieren. Der erforderliche Aufwand kann somit deutlich reduziert werden. 5 schematically shows the use of a depth sensor 50 of the mixed reality display device 5. With this approach, a depth range TB is defined that is actually visible to the user 6. In addition, the cockpit 4 in the example shown is again color-prepared. Preparing the cockpit 4 for the use of chroma key techniques requires a certain amount of effort. By using the defined depth range TB, it is sufficient to color-prepare only a limited part of the cockpit for the chroma key techniques. The required effort can thus be significantly reduced.

6 zeigt schematisch die Verwendung von virtuellen Masken VM bei der Berechnung der augmentierten Umgebung. Für bestimmte Bereiche werden virtuelle Masken VM definiert. Diese erlauben es, reale und virtuelle Inhalte mit Hilfe von virtuellen Grenzen zu trennen. Die Grenzen können dabei in verschiedenen zwei- oder dreidimensionalen Formen bestimmt werden. Durch die Verwendung virtueller Masken VM kann der Aufwand für eine farbliche Präparierung des Cockpits 4 reduziert werden. Die Präparierung kann sich auf diejenigen Bereiche des Cockpits 4 beschränken, die nicht von einer virtuellen Maske VM verdeckt sind. 6 schematically shows the use of virtual masks (VM) in the calculation of the augmented environment. Virtual masks (VM) are defined for specific areas. These allow real and virtual content to be separated using virtual boundaries. The boundaries can be defined in various two- or three-dimensional forms. By using virtual masks (VM), the effort required for color-preparing the cockpit (4) can be reduced. The preparation can be limited to those areas of the cockpit (4) that are not covered by a virtual mask (VM).

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Systemsystem
22
Komponentecomponent
33
BewegungsplattformMovement platform
44
Cockpitcockpit
55
Mixed-Reality-AnzeigegerätMixed reality display device
5050
TiefensensorDepth sensor
66
Anwenderuser
77
GrafiksystemGraphics system
88
TrackingsystemTracking system
99
SteuerrechnerTax calculator
1010
Ansteuern einer BewegungsplattformControlling a motion platform
1111
Berechnen einer augmentierten UmgebungCalculating an augmented environment
1212
Übermitteln von GrafikdatenTransmitting graphic data
1313
Anzeigen der augmentierten UmgebungDisplaying the augmented environment
BDBD
BewegungsdatenMovement data
FAFA
Farbige AbdeckungColored cover
GDGD
GrafikdatenGraphic data
SDSD
SteuerdatenTax data
TBTB
TiefenbereichDepth range
TDTD
TiefendatenDepth data
TRTR
TrackingdatenTracking data
VMVM
Virtuelle MaskeVirtual mask

Claims (8)

System (1) für die Validierung einer Komponente (2) eines Fortbewegungsmittels, mit - einer Bewegungsplattform (3) mit zumindest drei Freiheitsgraden für eine dynamische Bewegungssimulation eines Cockpits (4) des Fortbewegungsmittels, in dem die zu validierende Komponente (2) verbaut ist; - einem Mixed-Reality-Anzeigegerät (5) zum Anzeigen einer augmentierten Umgebung für einen im Cockpit (4) befindlichen Anwender (6); und - einem Grafiksystem (7) zum Berechnen (11) der augmentierten Umgebung, wobei das Grafiksystem (7) eingerichtet ist, die augmentierte Umgebung derart zu berechnen (11), dass für den Anwender (6) zumindest seine Hände und die zu validierende Komponente (2) real innerhalb einer virtuellen Umgebung wahrnehmbar sind, und wobei das Cockpit (4) farblich präpariert ist und das Grafiksystem (7) eingerichtet ist, die augmentierte Umgebung unter Verwendung einer Chroma-Key-Technik und unter Verwendung einer virtuellen Maske (VM) zu berechnen (11), wobei sich die farbliche Präparierung des Cockpits (4) auf diejenigen Bereiche des Cockpits (4) beschränkt, die nicht von einer virtuellen Maske (VM) verdeckt sind.A system (1) for validating a component (2) of a means of transport, comprising: - a motion platform (3) with at least three degrees of freedom for dynamic motion simulation of a cockpit (4) of the means of transport in which the component (2) to be validated is installed; - a mixed-reality display device (5) for displaying an augmented environment for a user (6) located in the cockpit (4); and - a graphics system (7) for calculating (11) the augmented environment, wherein the graphics system (7) is configured to calculate (11) the augmented environment such that the user (6) can actually perceive at least his hands and the component (2) to be validated within a virtual environment, and wherein the cockpit (4) is color-prepared and the graphics system (7) is configured to calculate (11) the augmented environment using a chroma key technique and using a virtual mask (VM), wherein the color-preparedness of the cockpit (4) is limited to those areas of the cockpit (4) that are not covered by a virtual mask (VM). System (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Bewegungsplattform (3) ein Hexapod ist.System (1) according to Claim 1 , wherein the movement platform (3) is a hexapod. System (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Mixed-Reality-Anzeigegerät (5) einen Tiefensensor (50) aufweist und das Grafiksystem (7) eingerichtet ist, die augmentierte Umgebung unter Verwendung von Tiefendaten (TD) des Tiefensensors (50) zu berechnen (11).System (1) according to Claim 1 or 2 , wherein the mixed reality display device (5) has a depth sensor (50) and the graphics system (7) is configured to calculate (11) the augmented environment using depth data (TD) of the depth sensor (50). System (1) gemäß Anspruch 3, wobei der Tiefensensor (50) ein LIDAR-Sensor ist.System (1) according to Claim 3 , wherein the depth sensor (50) is a LIDAR sensor. System (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, mit einem Trackingsystem (8) für ein Tracking des Cockpits (4).System (1) according to one of the preceding claims, with a tracking system (8) for tracking the cockpit (4). System (1) gemäß Anspruch 5, wobei das Trackingsystem (8) ein aktives oder passives Trackingsystem (8) ist oder eingerichtet ist, eine Pose des Cockpits (4) aus Bewegungsdaten (BD) der Bewegungsplattform (3) zu bestimmen.System (1) according to Claim 5 , wherein the tracking system (8) is an active or passive tracking system (8) or is configured to determine a pose of the cockpit (4) from movement data (BD) of the movement platform (3). Verfahren zum Betreiben eines Systems (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, mit den Schritten: - Ansteuern (10) einer Bewegungsplattform (3) des Systems (1) entsprechend einer zu simulierenden Bewegung; - Berechnen (11) einer augmentierten Umgebung zur Anzeige durch ein Mixed-Reality-Anzeigegerät (5) des Systems (1), wobei die augmentierte Umgebung derart berechnet wird (11), dass für einen Anwender (6) zumindest seine Hände und eine zu validierende Komponente (2) real innerhalb einer virtuellen Umgebung wahrnehmbar sind, wobei ein Cockpit (4) des Systems (1) farblich präpariert ist und die augmentierte Umgebung unter Verwendung einer Chroma-Key-Technik und unter Verwendung einer virtuellen Maske (VM) berechnet wird (11), wobei sich die farbliche Präparierung des Cockpits (4) auf diejenigen Bereiche des Cockpits (4) beschränkt, die nicht von einer virtuellen Maske (VM) verdeckt sind; und - Übermitteln (12) von Grafikdaten (GD) der augmentierten Umgebung an das Mixed-Reality-Anzeigegerät (5).Method for operating a system (1) according to one of the Claims 1 until 6 , comprising the steps of: - controlling (10) a movement platform (3) of the system (1) according to a movement to be simulated; - calculating (11) an augmented environment for display by a mixed reality display device (5) of the system (1), wherein the augmented environment is calculated (11) such that a user (6) can actually perceive at least his hands and a component (2) to be validated within a virtual environment, wherein a cockpit (4) of the system (1) is color-prepared and the augmented environment is calculated (11) using a chroma key technique and using a virtual mask (VM), wherein the color preparation of the cockpit (4) is limited to those areas of the cockpit (4) that are not covered by a virtual mask (VM); and - transmitting (12) graphic data (GD) of the augmented environment to the mixed reality display device (5). Computerprogramm mit Instruktionen, die bei Ausführung durch einen Computer den Computer zur Ausführung der Schritte des Verfahrens gemäß Anspruch 7 zum Betreiben eines Systems (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 veranlassen.A computer program comprising instructions which, when executed by a computer, cause the computer to carry out the steps of the method according to Claim 7 for operating a system (1) according to one of the Claims 1 until 6 initiate.
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