DE10313743B4 - Method and device for displaying driver information - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Darstellung von Fahrerinformationen in einem Kraftfahrzeug, mit mindestens folgenden Schritten: Erstellen von Zielführungssignalen (ZF) aus eingegebenen Zieldatensignalen (Z), Positionssignalen (P) und Kartensignalen (K), Ermitteln mindestens eines ersten Zielführungsobjekts (G1) aus den Zielführungssignalen (ZF), Kartensignalen (K) und Positionssignalen (P), Ermitteln eines Zielführungs-Anzeigeobjekts (ZO) zur lagerichtigen Darstellung in einem Anzeigefeld (10, 20), wobei das Zielführungs-Anzeigeobjekt (ZO) aus dem ersten Zielführungsobjekt (G1) ermittelt wird und Angaben über seine Position in dem Anzeigefeld (10, 20) enthält, und Ausgabe des mindestens einen Zielführungs-Anzeigeobjekts (ZO) auf dem Anzeigefeld (10, 20), wobei auf Grundlage der Positionssignale (P) und Kartensignale (K) ermittelt wird, ob zwischen der Fahrzeugposition und einer geografischen Position eines Teilbereichs (TB) des ersten Zielführungsobjekts (G1) ein Verdeckungsobjekt (V1, V2, V3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Zielführungs-Anzeigeobjekt (ZO) erzeugt wird, indem derjenige Teilbereich (TB) des ersten Zielführungsobjekts (G1) in Abhängigkeit von den Kartensignalen (K) und Positionssignalen...Method for displaying driver information in a motor vehicle, comprising at least the following steps: creating route guidance signals (ZF) from input destination data signals (Z), position signals (P) and map signals (K), determining at least one first route guidance object (G1) from the route guidance signals (ZF ), Map signals (K) and position signals (P), determining a route guidance display object (ZO) for displaying in the correct position in a display field (10, 20), the route guidance display object (ZO) being determined from the first route guidance object (G1) and Contains information about its position in the display field (10, 20), and output of the at least one route guidance display object (ZO) on the display field (10, 20), which is determined on the basis of the position signals (P) and map signals (K), whether a concealment object (V1, V2, V3) is arranged between the vehicle position and a geographical position of a sub-area (TB) of the first route guidance object (G1) t, characterized in that the route guidance display object (ZO) is generated by that sub-area (TB) of the first route guidance object (G1) depending on the map signals (K) and position signals ...
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Darstellung von Fahrerinformationen, insbesondere für ein Fahrzeug-Navigationssystem.The invention relates to a method and a device for displaying driver information, in particular for a vehicle navigation system.
Fahrzeug-Navigationssysteme ermitteln aus vom Fahrer eingegebenen Zieldaten, Positionsdaten und Kartendaten Zielführungsanweisungen, die den Fahrer entlang einer sicheren, schnellen und direkten Fahrtroute zu dem Ziel führen. Die Zielführungsanweisungen, insbesondere durchzuführende Manöver, werden vom Navigationssystem akustisch oder optisch durch Ausgabe von Pfeilen auf einer Anzeigeeinrichtung im Bereich der Instrumententafel des Fahrzeugs ausgegeben. Weiterhin können zum Teil durch Abstandssensoren Geschwindigkeiten des eigenen Fahrzeugs und anderer Verkehrsteilnehmer ermittelt und hierdurch Gefahrensituationen erkannt werden.Vehicle navigation systems determine from target data inputted by the driver, position data and map data guidance instructions that guide the driver to the destination along a safe, fast and direct route. The guidance instructions, in particular maneuvers to be carried out, are emitted acoustically or optically by the navigation system by issuing arrows on a display device in the area of the instrument panel of the vehicle. Furthermore, speeds of the own vehicle and other road users can be determined in part by distance sensors and thus dangerous situations can be detected.
Bei der optischen Ausgabe von Zielführungsanweisungen mit der Darstellung auf einem Anzeigefeld einer Anzeigeeinrichtung werden im Allgemeinen generalisierte, insbesondere abstrahierte bzw. vereinfachte Fahrsituationsdarstellungen, z. B. Kreuzungsdarstellungen ausgegeben, in denen die durchzuführenden Fahrmanöver, z. B. ein Abbiegevorgang, hervorgehoben sind.In the optical output of route guidance instructions with the representation on a display field of a display device, generally generalized, in particular abstracted or simplified driving situation representations, e.g. B. intersection representations spent in which the driving maneuvers to be performed, z. B. a turn, highlighted.
Durch die generalisierte Darstellung der Fahrsituation und die grafisch hervorgehobenen Zielführungsanweisungen wird die Ablenkung des Fahrers vom Verkehrsgeschehen zwar gering gehalten und der technische Aufwand der aktuellen Kartenermittlung und Ermittlung der anzuzeigenden Zielführungssignale begrenzt. Dennoch wird die Aufmerksamkeit des Fahrers durch den erforderlichen zeitweisen Blick auf die Anzeigeeinrichtung, in der er sich jedes Mal zunächst neu zurechtfinden und die angezeigten Informationen auf seine Fahrumgebung, seine Position und Orientierung übertragen muss, beeinträchtigt, was zu einer Verringerung der Fahrsicherheit führt. Auch können von der Steuereinrichtung des Navigationssystems erkannte Gefahrensituationen zwar auf der Anzeigeeinrichtung und ggf. akustisch ausgegeben werden; hierbei wird der das Fahrumfeld betrachtende Fahrer diese Informationen jedoch oftmals nicht schnell genug der realen Situation zuordnen können und daher ggf. nicht schnell genug in entsprechender Weise auf die Gefahrensituation reagieren können. Die plötzliche Ausgabe von Gefahren- und Warnsignalen kann sogar zu einer Verwirrung des Fahrers in schwierigen Fahrsituationen führen, die seine Aufmerksamkeit beeinträchtigen.Due to the generalized presentation of the driving situation and the graphically highlighted route guidance instructions, the driver's distraction from the traffic situation is kept low and the technical complexity of the current map determination and determination of the route guidance signals to be displayed is limited. Nevertheless, the attention of the driver is impaired by the required temporary view of the display device, in which he must first reorient himself each time and transmit the displayed information to his driving environment, his position and orientation, resulting in a reduction in driving safety. It is true that dangerous situations recognized by the control device of the navigation system can also be output acoustically on the display device and, if necessary, acoustically; In this case, however, the driver who views the driving environment is often unable to assign this information to the real situation quickly enough and therefore may not be able to react quickly enough to the dangerous situation in a corresponding manner. The sudden release of danger and warning signals can even lead to confusion of the driver in difficult driving situations that affect his attention.
Weiterhin ist insbesondere bei unübersichtlichen Kreuzungsgeometrien die Vermittlung der Zielführungsanweisungen problematisch, da z. B. Abbiegemanöver für den Fahrer oftmals nur schwer in richtiger Weise von der Anzeigeeinrichtung auf die Straßensituation zu übertragen sind; daher nimmt derzeit ein Fahrer bei komplexen Kreuzungsgeometrien oftmals eine zu frühe oder zu späte Abbiegemöglichkeit wahr. Zwar können hierzu zusätzlich Entfernungsangaben oder Darstellungen der Entfernung mit abnehmenden Balken ausgegeben werden, jedoch sind auch derartige zusätzliche Angaben oftmals für den Fahrer nur schwer auf die reale Fahrsituation zu übertragen und können seine Aufmerksamkeit – insbesondere bei schwieriger Kurvenführung, Gegenverkehr und schwer erfassbaren weiteren Verkehrsteilnehmern wie Fahrrädern und Fußgängern – weiter beeinträchtigen.Furthermore, especially in confusing intersection geometries, the placement of the route guidance instructions is problematic because z. B. turning maneuvers are often difficult for the driver to be transmitted in the right way from the display device to the road situation; Therefore, a driver often perceives a too early or too late turnabout in complex intersection geometries. Although this distance information or representations of the distance can be spent with decreasing bars, but also such additional information is often difficult for the driver to transfer the real driving situation and his attention - especially in difficult cornering, oncoming traffic and difficult to detect other road users such Bicycles and pedestrians - continue to affect.
Bei Anzeigeeinrichtungen mit dreidimensionaler Kartendarstellung werden z. B. der zurückzulegende Weg, Hinweisschilder oder das Ziel selbst hervorgehoben dargestellt. Hierbei kann ein in Fahrtrichtung gerichteter Beobachtungsstandpunkt des Fahrers in einer in der Regel wählbaren Höhe über dem Fahrzeug gewählt werden. Aufgrund insbesondere des technischen Aufwandes ist der dargestellte Inhalt jedoch oftmals sehr abstrakt und lückenhaft gehalten. Hierdurch und durch Abweichungen des frei wählbaren Betrachtungswinkels von der tatsächlichen Perspektive des Fahrers wird für den Fahrer die Herstellung eines Zusammenhangs mit der von ihm real wahrgenommenen Fahrsituation erschwert.In display devices with three-dimensional map display z. As the road to be covered, signs or the target itself highlighted. In this case, an observation point of the driver directed in the direction of travel can be selected in a generally selectable height above the vehicle. Due to the technical complexity, however, the content shown is often very abstract and incomplete. In this way and by deviations of the freely selectable viewing angle from the driver's actual perspective, it is made more difficult for the driver to establish a relationship with the driving situation which he has actually perceived.
Weiterhin sind Verfahren und Systeme bekannt, bei denen dem Fahrer relevante Informationen direkt z. B. über Datenbrillen oder Head-Up-Displays in sein Sichtfeld eingeblendet werden. Hierdurch kann der Fahrer seinen Blick stets auf die Fahrbahn und die umgebende Fahrbahnsituation gerichtet halten und ergänzend Informationen aufnehmen. Die
Aus Int. J. of Vehicle Design, Vol. 19, No. 2, 1998, A. Steinfeld and P. Green ”Driver responses to navigation information an full-windshield, head-up displays” ist es bekannt, Navigationsinformationen entweder auf einer Anzeigeeinrichtung der Instrumententafel wiederzugeben oder der Straßenszene auf der Windschutzscheibe zu überlagern. Bei einer derartigen Überlagerung werden kürzere Reaktionszeiten des Fahrers erreicht als bei Ausgabe auf der zusätzlichen Anzeigeeinrichtung.From Int. J. of Vehicle Design, Vol. 2, 1998, A. Steinfeld and P. Green, it is known to display navigation information either on an instrument panel display or to superimpose the street scene on the windshield. With such an overlay, shorter response times of the driver are achieved than when output on the additional display device.
Die
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung bieten demgegenüber insbesondere den Vorteil, dass dem Fahrer Zielführungsanweisungen in realistischer Weise ohne allzu große kognitive Belastung und Ablenkung vom Verkehrsgeschehen übermittelt werden können. Hierbei werden die Fahranweisungen als Zielführungsobjekte und vorteilhafterweise zusätzliche Informationen als Informationsobjekte lagerichtig in einem realen bzw. realistischen Bild der Fahrzeugumgebung eingesetzt.In contrast, the method according to the invention and the device according to the invention have the particular advantage that route guidance instructions can be transmitted to the driver in a realistic manner without too much cognitive load and distraction from the traffic situation. Here, the driving instructions are used as destination objects and advantageously additional information as information objects in the correct position in a real or realistic image of the vehicle environment.
Die erfindungsgemäß ausgegebenen Zielführungsobjekte dienen als Zielführungsanweisungen können insbesondere Fahrtrichtungsangaben, z. B. sich über Abbiegungen, Kreuzungen oder ganze Kreisverkehrs- oder Kreuzungssysteme erstreckende Pfeile, sein. Zusätzliche Informationen können insbesondere zu Objekten der Umgebung, z. B. Hinweise auf Gebäude, ihre historische Bedeutung, Funktionen oder auf landschaftliche Gegebenheiten wie Flüsse, Berge, Seen, Landschaften, ausgegeben werden.The present invention issued route guidance objects serve as route guidance instructions can in particular direction directions, z. B. extending over bends, intersections or whole roundabout or crossing systems arrows. Additional information may in particular about objects of the environment, eg. For example, references to buildings, their historical significance, functions or to landscape conditions such as rivers, mountains, lakes, landscapes, are spent.
Der Fahrer kann erfindungsgemäß den Blick auf dem Verkehrsgeschehen halten und die Zielführungsanweisungen und ggf. weiteren Informationen aufgrund der lagerichtigen Zuordnung direkt den realen Positionen im Verkehrgeschehen zuordnen, ohne Abstraktionen der angezeigten Informationen durch z. B. Umsetzung einer Pfeilsymbolik auf reale Kreuzungssituationen vornehmen zu müssen. Somit ist er kognitiv geringer belastet und in seinen Entscheidungen sicherer.According to the invention, the driver can keep an eye on the traffic situation and assign the route guidance instructions and possibly further information on the basis of the positionally correct assignment directly to the real positions in the traffic situation, without abstractions of the displayed information by z. B. Implementation of an arrow symbol to make real crossroads situations. Thus, he is cognitively less burdened and safer in his decisions.
Erfindungsgemäß können die Zielführungsobjekte und ggf. weiteren Informationsobjekte vorteilhafterweise auf einer transparenten Sichtscheibe im Sichtfeld des Fahrers zwischen seiner Fahrumgebung und seiner Position, insbesondere auf der Windschutzscheibe selbst oder einer dahinter angeordneten Sichtscheibe, eingeblendet werden. Hierzu kann insbesondere eine Projektion auf die Windschutzscheibe oder eine dahinter angeordnete transparente Sichtscheibe erfolgen; weiterhin kann die Darstellung auch auf einer vom Fahrer selbst getragenen Sichtscheibe erfolgen, z. B. auf einer Datenbrille oder einem vorklappbaren Visier eines Helms.According to the invention, the route guidance objects and optionally further information objects can advantageously be superimposed on a transparent viewing window in the field of vision of the driver between his driving environment and his position, in particular on the windshield itself or a visor arranged behind it. For this purpose, in particular, a projection onto the windshield or a transparent viewing window arranged behind it can take place; Furthermore, the representation can also be made on a lens worn by the driver himself, z. B. on a data glasses or a hinged visor of a helmet.
Weiterhin ist es auch eine Darstellung der Zielführungsobjekte auf einer Anzeigeeinrichtung, z. B. im Bereich der Instrumententafel des Fahrzeuges, möglich. Hierbei wird die vom Fahrer real wahrgenommene Fahrumgebung bzw. Fahrszene durch z. B. eine an oder in dem Fahrzeug befestigte Kamera aufgenommen und als Kartendarstellung auf dem Anzeigefeld der Anzeigeeinrichtung zusammen mit den Zielführungsobjekten und ggf. Informationsobjekten wiedergegeben. Der Fahrer muss bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform zwar kurz den Blick vom Sichtfeld der Straßensituation nehmen; da er in dem Anzeigefeld der Anzeigeeinrichtung jedoch direkt die auch von ihm gesehene Fahrumgebung realistisch wiederfindet, kann er die eingeblendeten Zielführungssignale und ggf. weiteren Objektinformationen direkt zuordnen.Furthermore, it is also a representation of the route guidance objects on a display device, for. B. in the field of instrument panel of the vehicle possible. Here, the driver perceived real driving environment or driving scene by z. For example, a camera attached to or in the vehicle is recorded and reproduced as a map representation on the display panel of the display device together with the route guidance objects and possibly information objects. The driver must take in this embodiment of the invention, although briefly the view from the field of vision of the road situation; However, since he realistically realistically finds in the display panel of the display device, the driving environment also seen by him, he can assign the displayed route guidance signals and possibly other object information directly.
Die eingeblendeten Zielführungsobjekte werden Berücksichtigung von weiterhin im Blickfeld des Fahrers sichtbaren Verdeckungsobjekten bzw. Verdeckungsbereichen gebildet. Hierbei werden die ersten Zielführungsausgangsobjekten beschnitten, indem Verdeckungsbereiche berücksichtigt werden, die aus Kartendaten oder z. B. auch aus von einem Sensor des Fahrzeugs ermittelten Hindernissen berechnet werden. Aus den ersten Zielführungsausgangsobjekten werden hierbei diejenigen Teilbereiche herausgeschnitten, die im Sichtfeld des Fahrers hinter Verdeckungsbereichen bzw. Verdeckungsobjekten liegen. Somit wird eine realistische Darstellung erreicht, bei der die angezeigten Zielführungsobjekte – und ggf. auch weiteren Informationsobjekte – in die vom Fahrer sichtbare Fahrumgebung eingebettet werden und somit ohne weitere gedankliche Umsetzung vom Fahrer der Fahrumgebung zugeordnet werden können.The displayed route guidance objects are formed taking account of further obscuring objects or occlusion areas that are visible in the driver's field of vision. Here, the first route guidance exit objects are cropped by taking into account occlusion areas consisting of map data or z. B. also be calculated from detected by a sensor of the vehicle obstacles. In this case, those subareas are cut out of the first route guidance exit objects that are located behind concealment areas or concealment objects in the driver's field of vision. Thus, a realistic representation is achieved, in which the displayed route guidance objects - and possibly also other information objects - are embedded in the driver's visible driving environment and thus can be assigned to the driving environment without further intellectual implementation by the driver.
Die Kartendaten können sowohl aus einem im Fahrzeug befindlichen Kartenspeicher, z. B. einem digitalen Datenträger wie einer CD-ROM, als auch über Datenfernübertragung erhalten werden. Die Positionsdaten können – in an sich bekannter Weise – von einem globalen Positionsbestimmungssystem, einem Wegstreckensensor oder einem Drehratensensor bzw. einer Kombination hiervon – ermittelt werden. Hierdurch werden die Position und Orientierung, d. h. Fahrtrichtung des Fahrzeugs, ermittelt und den Kartendaten in eindeutiger Weise zugeordnet. Die Zielführungsanweisungen werden in an sich bekannter Weise durch Navigationsalgorithmen aus vom Fahrer eingegebenen Zieldaten und den Positionsdaten des Fahrzeugs ermittelt. Die ggf. zu berücksichtigenden Verdeckungsobjekte können direkt aus den Kartendaten oder durch zusätzliche Sensoren des Fahrzeugs, z. B. Abstandssensoren auf Ultraschall-, Infrarot- oder Radarbasis, sowie auf der Auswertung von Stereobildern, insbesondere durch Photogrammetrie, ermittelt werden.The map data can be from both an in-vehicle map memory, z. As a digital disk such as a CD-ROM, as well as via remote data transmission. The position data can - in a conventional manner - from a global positioning system, a Wegstreckensensor or a rotation rate sensor or a combination thereof - be determined. As a result, the position and orientation, ie direction of travel of the vehicle, determined and assigned to the map data in a unique way. The route guidance instructions are determined in a manner known per se by navigation algorithms from the driver's input destination data and the position data of the vehicle. The possibly to be considered concealment objects can directly from the map data or by additional sensors of the vehicle, eg. B. distance sensors on ultrasound, infrared or radar, and on the evaluation of stereo images, in particular by photogrammetry, are determined.
Der Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings of some embodiments. Show it:
Eine Vorrichtung zur Darstellung von Fahrerinformationen für ein Fahrzeug F weist gemäß
Weiterhin können von der Navigationseinrichtung
Eine Berechnungseinrichtung
Die Berechnungseinrichtung
Bei der Ausführungsform der
Bei der Ausführungsform der
Die ersten Zielführungsobjekte G1 und Informationsobjekte IO1 werden von der Ermittlungseinrichtung
Alternativ zu der gezeigten Ausführungsform kann die Beschneidungseinrichtung
Die Navigationseinrichtung
Bei sämtlichen Ausführungsformen können ergänzend akustische Signale ausgegeben werden. Insbesondere bei der
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