动态的ar提示
技术领域
1.本发明涉及一种用于在机动车中改善提示的可视化的装置以及一种相应的系统、方法和计算机程序。
背景技术：
2.信息弹出窗口(popup)是现代交互系统(例如pc、智能手机、平板电脑以及还有车辆)的整体的组成部分。常规的实现方案经常利用超时来工作，以便于限制一般而言仅临时相关信息的显示时间，例如在传入消息的情形中或在车辆语境中相对车辆状态的信息(例如“补充雨刷水”)。对于用户而言，在该实现方案的情形中然而不可实现预测弹出窗口具体还可见多久。此外，基本临时的特征不直接显而易见。由此对于用户而言是不明确的是，操作是必要的还是不必要的。由在抬头显示器中受限制的视野引起，此外在技术上大多数不可行的是，在周围环境中直接标记物体。且即使以最大的视野(即100%的挡风玻璃覆盖率)，相关物体非常晚才可见或者尤其在更高行驶速度的情形中也只是非常短暂地可见。
3.由公开文献us 2019/0204104 a1已知一种“车辆内部系统”，其显示示出设备的标记。抬头显示器被用于改善设备的可见性。示出设备的设备图形(einrichtungsfigur)被放置到从驾驶员来看与平行于车道的虚拟线重叠的位置上。在显示位置的上下方向上的位置与在前面的道路表面重叠。在此不利的是，所公开的教导包含设备可见性的提高。驾驶辅助信息和/或另外的相关信息未被传达给驾驶员。
4.由公开文献us 10,332,292 b1已知一种增强系统，其可补充至少一辆实际车辆或车辆行驶经过的周围环境的虚拟车辆的人员的视野。该系统可包含接收器，其被配置用于接收对于车辆的运行而言和对于在车辆行驶经过的周围环境中的物体而言有代表性的数据信号。该系统也可包含与接收器相连接的转换器。转换器可被配置用于将数据信号转换成显示数据，其对于车辆的运行而言和对于车辆行驶经过的周围环境中的物体而言有代表性。转换器也可被配置用于将显示数据传输到与转换器相连接的显示器处且被配置用于在人员的视野中从车辆显示对于显示数据而言有代表性的图像，以便于补充人员的视图。在此其是对驾驶员的感知的补充。然而在此不利的是，可能容易出现显示的混淆和超载。所公开的教导不包含可如何抑制驾驶员的数据过载和刺激过载的提示。所公开的教导仅指出了已存在的物体可如何通过ar被特别突出。
5.由公开文献us 2020/0324787 a1已知一种增强现实(ar)方法和一种用于驾驶辅助的装置，所述方法和装置被应用在ar的技术领域上。该方法包括如下步骤：基于在行驶过程期间经检测的信息确定驾驶辅助信息并且显示相应于驾驶辅助信息的虚拟三维显示信息。在本发明中，ar技术可被应用在车辆行驶过程中，以便于在更好地检测车辆行驶过程中的行驶信息的情形中支持驾驶员且用户体验可被改善。在此不利的是，所公开的教导包含驾驶辅助信息的示出(darstellung)。驾驶辅助信息的有效范围且尤其显示时长未被传达给驾驶员。由此，驾驶员可能会陷入紧张且须专注于淡入的驾驶辅助信息，以便在这些信息不再被淡入之前检测到这些信息。这导致驾驶员的高度分心。
技术实现要素：
6.本发明此时目的在于提提供一种易理解且可容易检测地给驾驶员传达信息的经改善的可行性方案。优选地，驾驶员在此应将其视线指向道路走向。
7.该目的通过一种用于在机动车中改善提示的可视化的装置来实现，该装置带有：-输入接口，用于接收带有关于提示的信息的提示数据和带有关于车辆状态的信息的车辆数据；-分析单元，用于基于提示数据和车辆数据确定针对提示的示出且用于基于针对提示的示出产生控制指令以便控制ar显示设备；-输出接口，用于将控制指令传输到ar显示设备处，其中，控制指令引起提示的动态示出，其中，依据提示示出的动态性可传达针对提示的有效范围。
8.此外，上述目的由一种用于在机动车中改善提示的可视化的系统来实现，所述系统带有：如先前所定义那样的装置；和ar显示设备，尤其在机动车处的抬头显示器，用于响应于装置的控制指令输出提示的动态示出。
9.此外，上述目的通过一种用于提示在机动车中的经改善的可视化的方法来实现，所述方法带有：-接收带有关于提示的信息的提示数据和带有关于车辆状态的信息的车辆数据；-基于提示数据和车辆数据确定针对提示的示出；-基于针对提示的示出产生控制指令以便控制ar显示设备；-将控制指令传输到ar显示设备处，其中，控制指令引起提示的动态示出，其中，借助提示示出的动态性可传达针对提示的有效范围。
10.通过输入接口可提供一种成本高效的装置，其优选地可与现存的被安装在机动车中的系统、模块和单元一起被使用。在此，输入接口可有线和/或无线地构造且优选支持一种或多种通讯协议。通过分析单元可确定针对提示的有利的示出，在其中提示符号的可见性对于驾驶员而言被提高且驾驶员可直观容易地检测提示的有效范围。由于基于提示数据和车辆数据可测定有利的示出，待显示的提示符号可被动态地且取决于情况地描绘。道路交通中的安全性被提高。输出接口实现成本高效的装置，其优选可与现有输出设备一起被使用。通过使用用于接收带有关于用于驾驶员的提示的信息的数据的输入接口可提供一种技术上简单的且低成本的装置，其尤其无须自身构造用于检测信息。因此，该装置可被集成在已存在的导航或信息娱乐系统中。借助于输出接口，已被安装在机动车中的部件可被用于显示。此外可设想的是，加装ar显示设备和/或组合地使用多个ar显示设备。优选地，有利的示出包括被定位在机动车之前的区域中的容器。
11.在本发明的优选的设计方案中设置成，输出接口构造用于将控制指令传输到ar hud形式的ar显示设备处且优选构造用于安装到机动车中且特别优选地是车载计算机、信息娱乐和/或导航系统的一部分。由此，驾驶员可选择对自己而言易理解的配置。系统的接受度、舒适性和理解度可被改善和提高。用于ar hud 的控制指令实现改善对于驾驶员的信息的可视化。尤其地，驾驶员可将其视线指向车道而无须看向机动车中的额外的显示器。道路交通中的安全性被提高。
12.在本发明的另一优选的设计方案中设置成，分析单元确定引起提示的动态示出的控制指令，所述动态示出包括倒计时的示出，其中，倒计时优选可图形化地作为条柱和/或数字地作为百分比被示出。由此，对于驾驶员而言可以直接易理解的方式被传达提示的有效范围、尤其有效时长。
13.在本发明的另一优选的设计方案中设置成，针对提示的有效范围包括位置、时间和/或取决于车辆状态的有效性。由此可实现如下，即，仅当信息应被传输给驾驶员或操作应通过驾驶员来实施时才输出提示。系统的接受度、舒适性和理解度可被改善和提高。尤其地可防止由于不需要的提示发生视野的过载。例如，仅当驾驶员超过允许的最高速度或预定义的阈值时才可显示允许的最高速度。
14.在本发明的另一优选的设计方案中设置成，输入接口构造用于接收带有关于车辆状态的信息的车辆数据，其中，车辆状态包括机动车的速度、方向和/或位置。由此，针对提示的有效范围可被改善地确定。尤其地，有效范围可动态地针对相应的行驶情况被确定。舒适性被提高。
15.在本发明的另一优选的设计方案中设置成，分析单元确定引起信息容器形式的提示的动态示出的控制指令，其中，信息容器相对周围环境固定地经由增强现实被定位在机动车之前的预定义的距离。在此，信息容器可根据距离的减小而变大，以便于产生被定位在现实中的容器的效果。由此，驾驶员直观地识别出提示的有效范围。驾驶员可专注于驾驶，因为其检测包括有效范围的提示，例如交通标志。驾驶员的死记硬背是不需要的。该装置可最高程度直观地传达信息。
16.在本发明的另一优选的设计方案中设置成，分析单元确定如下控制指令，所述控制指令在达到信息容器的被定位在周围环境中的位置时引起信息容器的消失，优选基于是否信息容器包括临时相关信息，或在达到其被定位在周围环境中的位置时和之后引起在机动车之前的信息容器的消失，优选基于是否驾驶员的操作是必要的。由此，驾驶员当必要时可敏锐地且直接易理解地被提示操作的需求。
17.本发明的另外的优选的设计方案由其余的根据本发明的特征得出。尤其地可设置成，接触模拟的抬头显示器将信息放置成与周围环境直接接触。相反于常规的抬头显示器，信息显现为周围环境的一部分。本发明的对象是信息容器在车辆之前距离x处的放置，其根据随着距离x的减小而变大且相对周围环境被固定地放置，以便于产生被定位在现实中的容器的效果。由于直接的现实参考显而易见的是，容器在达到其被定位在周围环境中的位置时消失，这也就是说存在信息消失和什么时候消失的清楚的通讯。与此相反，交互的需求可通过元素的静止来通讯。这也就是说，在达到信息容器的位置之前不久，该信息容器固定地保持在视野中且被“推”到本车之前。由此直接显而易见的是，需要操作以便退出弹出窗口或者由此触发动作、例如路线引导。显然，该类型的3d弹出窗口可被用于大量信息，例如用于相对导航目的地的剩余距离的通讯，用于附近充电站的和其它兴趣点(例如观光对象)的通讯。
18.本发明的在该申请中所提及的各种实施形式，只要在单独情况中不另外实施，可有利地彼此组合。
19.抬头显示器(hud；按字面“kopf-obeb
‑ꢀ
anzeige”)是如下显示系统，在其中用户可维持其视线方向且由此维持其头部位置，因为信息被投影到其视野中。除了飞行员之外，用
户此外也包括车辆驾驶员。尤其地，增强现实(英文augmented-reality，简称ar)可与hud组合。在此，ar意味着现实感知的计算机辅助的增强。这些信息可响应所有人类的感官方式。然而，增强现实经常仅被理解为信息的视觉示出，即图像或视频与计算机生成的额外信息或虚拟对象借助于淡入/重叠的补充。
20.信息容器可尤其包括提示的边框，以便于实现改善定位和提高识别以及更容易地由驾驶员检测提示。
附图说明
21.本发明在下面在实施例中依据所附附图进行阐述。其中：图1显示了用于在机动车中改善提示的可视化的装置的示意性图示；图2显示了根据本发明的系统的一种变体方案的示意性图示；图3显示了根据本发明的系统的另一变体方案在车辆中的示意性图示；图4鸟瞰地显示了在道路交通中的情况的示意性图示；图5a-c显示了系统的输出在ar显示设备上的示意性图示；和图6显示了根据本发明的方法的步骤的示意性图示。
具体实施方式
22.图1显示了用于在机动车中改善提示的可视化的装置10的示意性图示。装置10包括输入接口12、分析单元14和输出接口16。
23.输入接口12构造用于接收包括带有关于提示的信息的提示数据和带有关于车辆状态的信息的车辆数据的数据。这些数据可例如包括速度或导航提示且例如来自速度计、gps接收器和/或导航系统。此外，这些数据可包括驾驶辅助系统的传感器数据，例如探测到的前方车辆、标志识别或诸如此类的。为了接收，输入接口12优选被联接到车辆内部的传输网络处。此外，输入接口12也可构造用于无线通讯或与专有的(例如有线的)传输网络相连接。
24.分析单元14构造用于接收数据且生成控制指令，其中，控制指令引起提示的动态示出，其中，依据提示示出的动态性可传达针对提示的有效范围。该有效范围可尤其包括时间的、位置的和/或取决于车辆状态的有效性。分析单元14基于提示数据和车辆数据确定针对提示的示出。示出可例如包括尺寸、颜色、颜色饱和度、透明度的修改、提示符号的简化和/或一个或多个提示符号的示出时长。
25.输出接口16构造用于将控制指令传输到ar显示设备处。输出接口16可类似于输入接口12地构造用于通讯。显然，输入接口12和输出接口16也可组合地构造成用于发送和接收的通讯接口。
26.图2显示了带有装置10和ar显示设备20的根据本发明的系统18的示意性图示，该ar显示设备带有投影单元22。
27.装置10接收包括提示数据和/或车辆数据的数据。这些数据可例如是机动车的速度、眼球追踪传感器的数据、相对交通状况的数据、机动车的位置数据、关于危险源的位置的数据、导航数据、机动车的方向。
28.基于这些数据，装置10生成用于ar显示设备20的控制指令且如此引起在机动车的
前挡玻璃26上的尤其提示24的动态的修改的输出形式的示出。在所显示的例子中，ar显示设备20包括抬头显示器，其中，投影单元22可移动地构造且可例如借助于致动器被移动，从而使得提示24可被投影到前挡玻璃26处的在驾驶员的视野中的某一位置处。尤其地，提示24的尺寸可被改变。由此，提示24可被直接显示在机动车的前挡玻璃26处。
29.图3显示了在机动车28中的根据本发明的系统18的一种变体方案的示意性图示。根据本发明的系统18包括装置10和ar显示设备20。在所显示的例子中，ar显示设备20包括投影单元22，其可投影到机动车28的未进一步显示的前挡玻璃26处。
30.如上面所描述的那样，装置10接收包括提示数据和/或车辆数据的数据。在所显示的例子中，系统18与车辆模块30、例如导航系统相连接且接收导航数据。显然，系统18也可与导航系统一起构造成独立单元。在所显示的例子中，导航系统可形成确定应被传输给驾驶员的信息(例如导航请求)的单元。另外的数据可来自前摄像头32，例如用于确定机动车28之前的情况。显然，另外的原则上在现有技术中已知的传感器也可得到应用。尤其地可实现来自多个传感器的数据的传感器数据融合，以便于达到更高的数据质量。此外，车辆模块30也可包括机动车28的控制设备，其中，借助于提示24可给驾驶员传达必要的操作，例如加满雨刷水、更换故障灯或诸如此类的。
31.装置10分析所接收的数据且确定引起提示24的动态示出的控制指令，其中，依据提示24的示出的动态性可传达针对提示24的有效范围。如上面所描述的那样，提示24可根据示出被输出且可被驾驶员识别。
32.在图4示意性地显示了在道路交通中的情况，在其中机动车28获得用于在行驶方向上左转进入合流口(einmuendung)的导航提示。该提示24在行驶方向上被定位在合流口的高度上。此外，由机动车28的未显示的传感器识别出如下，即，机动车28的加油是必要的。因此，应请求驾驶员加油的提示24已被定位在机动车28之前且在该例子中被如此地示出为提示24被推到机动车28之前。
33.显然，提示24在车道上的示出仅是示意性的且强烈简化。此外显然，提示24的形式和与此相联系的信息和/或对驾驶员的请求仅示例地来选择。
34.在图5a至5c中，系统18的提示24形式的输出被示意性地显示在ar显示设备20上，其被容纳在信息容器34中。在此，在图5a至5c中示意性地示出从驾驶员的角度来看机动车28的行驶的时间顺序。
35.在图5a中所显示的情况中，导航提示24被较远地定位在机动车28之前。导航提示24包括向左的操纵箭头。另一提示24包括如下信息，即，在路段上限制不再适用且以交通标志的形式被示出。该提示24相比操纵箭头被更靠近地定位在机动车28处。
36.在图5b中所显示的情况中，导航提示24被更靠近地定位在机动车28处。该印象由此来实现，即，导航提示24被更大地示出。尤其地，导航提示24的尺寸可随着机动车28的速度和/或经过的路程变化，从而形成如下印象，即，导航提示24固定定位地处在机动车28之前且机动车28朝向导航提示24行驶。带有在路段上限制不再适用的信息的提示24直接被定位在机动车28之前且因此在机动车28之前保持继续显示，好像机动车28将提示24推到其之前。显然也可设置成，提示24在预定义的且尤其可配置的时间间隔之后淡出。尤其地，带有在路段上限制不再适用的信息的提示24被定位于在路段上限制不再适用的位置处。
37.在图5c中所显示的情况中，导航提示24被直接定位在机动车28之前。因此如下应
被传达，即，变道或转向操作应被执行。导航提示24在经过之后优选不再被显示，因为转弯或变道已被执行。即使当未进行动作时，导航提示24也不再被显示，因为其不再适用。导航提示24的有效性通过定位和逐渐变大的示出来传达。带有在路段上限制不再适用的信息的提示24继续适用，且因此可被继续显示。显然，驾驶员可通过操作输入回复如下，即，其已注意到提示24且该提示不应再被显示。此外可设置成，在预定义的时间间隔之后淡出提示24。
38.备选地，也可执行用于示出提示24的如下过程。进行提示24的竖直放置，类似于包含提示24且经由ar例如被定位在车道表面上方一米的路标。提示24经由ar被修改，只要其处在乘员/驾驶员的视野中。如果提示24由于ar修改离开视野，该提示被移动到视野的最近的棱边上。ar修改尤其包括提示24的尺寸随着经过的路程或行驶的速度的改变，从而形成朝向提示24行驶的印象。
39.提示24处在机动车28的位置之前的某一距离处。这引起例如至少60像素的符号尺寸。该尺寸是可配置的。提示24的字符高度可被相应地缩放。
40.对于淡入而言的时间间隔可例如为266ms。提示24优选被放大直至达到最大的字体尺寸。在此，提示24可维持其最大尺寸例如1000ms，在其在266ms内被淡出直至透明之前。
41.如果机动车达到280km/h，可启动计时器，其中，在例如v=0km/h情形下1000ms的时间间隔之后提示24(如上面所描述的那样)被淡出直至完全透明。如果机动车28在更短时间内被再次置于运动中，提示24被继续显示且该方法被继续。
42.提示24的起始尺寸可例如取决于本车速度来确定。例如，在非常低的速度的情形下、例如在交通拥堵中，从最小值至最大值的尺寸增长例如持续60秒。为了抑制这点，起始尺寸应取决于本车速度。
43.如果机动车28在不带有主动路线引导的情形中运行，对于系统18而言机动车28将采用哪条路径是未知的。因此，提示24的固定定位仅可困难地来执行。优选地，于是带有类似长矛(lanzenanalogie)的实现方案可得到应用。在此，提示24在机动车28之前被示出，仿佛提示24从机动车28来看在行驶方向上被安装在长矛的尖部处。未示出的长矛的长度可被用于产生ar效果。在此，长矛的长度可随着经过的路程减小，从而使得提示24更靠近于机动车28，即被更大地示出。例如，速度的积分可用作对于经过的路程而言的量。
44.在此，提示24的可感知的尺寸变化应反映速度且提示24的纵向位置应直接且动态地反映机动车28的速度。这也就是说，提示24应在高速的情形下变大。曲线据此优选地对提示24的示出不具有影响，其中，尤其地仅经过的路程和速度有影响。
45.显然，上述尺寸和时间间隔仅示例地选择且尤其是可配置的。
46.在图6中示意性地示出了用于在机动车28中改善提示24的可视化的根据本发明的方法的步骤。该方法可优选地利用系统18和/或装置10(如先前所描述的那样)来执行。
47.在第一步骤s1中进行接收带有关于提示24的信息的信息数据和带有关于车辆状态的信息的车辆数据。
48.在第二步骤s2中，基于提示数据和车辆数据确定针对提示24的示出。
49.在第三步骤s3中，基于输出配置产生的控制指令以便控制ar显示设备20。
50.最后在第四步骤s4中进行将控制指令传输到ar显示设备20处。
51.在此，控制指令引起提示24的动态示出，其中，依据提示24的示出的动态性可传达针对提示24的有效范围。
52.本发明已被详尽描述。显然，所选择的实施形式仅示例地为了本发明的更好理解而如此被选择。技术人员认识到，本发明可被应用于大量关于待传达给驾驶员的信息和请求的提示符号。此外，技术人员认识到在多个提示符号的情形下的使用是也可行。
53.附图标记列表：10装置12输入接口14分析单元16输出接口18系统20增强现实/ar显示设备22投影单元24提示26前挡玻璃28机动车30车辆模块32前摄像头34信息容器s1-s4方法步骤