DE10335766A1

DE10335766A1 - Optimum positioning of the screen of a computer monitor relative to the user uses camera coupled to computer to control adjusting mechanism

Info

Publication number: DE10335766A1
Application number: DE2003135766
Authority: DE
Inventors: Sultan Haider; Bernard Dr. Hammer; Istvan Sebestyen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2003-08-05
Filing date: 2003-08-05
Publication date: 2004-11-25

Abstract

The computer monitor panel [1] is mounted adjustably on a frame [6] and has a camera fixed at the top [5]. The camera monitors the position of the eyes [7] of the user and provides input to the computer. This generates commands to electrical actuators [10] to provide optimum positioning of the screen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bildschirm, der um wenigstens eine Achse schwenkbar ist.The Invention relates to a screen, which is about at least one axis is pivotable.

Bildschirme kommen in erster Linie bei Fernsehern oder bei Computern zum Einsatz. Auch bei Videokonferenzen werden spezielle, mit einer Kamera versehene Bildschirme benutzt, so dass der Benutzer seinen Gesprächspartner auf dem Bildschirm sehen kann.screens are primarily used for televisions or computers. Special video cameras are also used for video conferences Screens are used so that the user can communicate with the other party can see on the screen.

Die Arbeit am Bildschirm ist jedoch auch mit Nachteilen verbunden. Viele Personen klagen über Probleme mit der Wirbelsäule, die durch lange Arbeitszeiten an Computern und Bildschirmen verursacht werden. Bei Videokonferenzen tritt darüber hinaus das Problem auf, dass die Benutzer sich häufig nicht in dem Erfassungsbereich der am Bildschirm angebrachten Kamera aufhalten, so dass sie für den Gesprächspartner nur teilweise oder gar nicht zu sehen sind.The However, working on the screen also has disadvantages. Lots People complain Problems with the spine, caused by long hours of work on computers and monitors become. Video conferencing also has the problem that users are frequent not in the detection area of the camera attached to the screen stop so they are for the interlocutor are only partially or not at all visible.

Herkömmliche Bildschirme, insbesondere für Computer, sind zwar häufig um eine oder mehrere Achsen schwenkbar, diese Funktionen werden jedoch von den Benutzern praktisch nicht genutzt und ein einmal aufgestellter Bildschirm wird üblicher Weise nicht mehr verändert. Häufig sitzt der Benutzer jedoch nicht direkt vor dem Bildschirm, sondern seitlich versetzt davon, so dass er schräg auf den Bildschirm blickt. Nachteilig ist dabei, dass es bei bestimmten Bildschirmen oder Monitoren, insbesondere bei Flachbildschirmen, zu einer Beeinträchtigung der Sichtbarkeit kommt. In solchen Fällen muss der Benutzer entweder seine eigene Position oder die Ausrichtung oder Neigung des Bildschirms verändern, was als lästig empfunden wird. Viele Personen neigen auch dazu, ihre Körperhaltung bei der Arbeit an einem Computer fortwährend zu ver ändern, wodurch sich ständig unterschiedliche Blickwinkel zum Bildschirm ergeben.conventional Screens, especially for Computers are common these functions are pivotable about one or more axes however practically not used by users and once set up Screen is becoming more common Way no longer changed. Frequently the user is not sitting directly in front of the screen, however offset to the side of it so that it looks diagonally at the screen. The disadvantage here is that with certain screens or monitors, in particular with flat screens, to an impairment the visibility comes. In such cases, the user must either its own position or the orientation or inclination of the screen change, what is annoying is felt. Many people also tend to posture to constantly change when working on a computer, which changes constantly result in different viewing angles to the screen.

Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, einen Bildschirm zu schaffen, der auch bei sich verändernder Position des Benutzers jederzeit optimal betrachtet werden kann.The The invention is therefore based on the problem of a screen create that even with changing Position of the user can be viewed optimally at any time.

Zur Lösung dieses Problems sind bei einem Bildschirm der eingangs genannten Art erfindungsgemäß Erfassungsmittel zum Erfassen der Position wenigstens eines festgelegten Referenzpunkts am Kopf eines Benutzers, Rechnermittel zum Berechnen einer Optimalposition des Bildschirms relativ zu dem wenigstens einen erfassten Referenzpunkt und Schwenkmittel zum Schwenken des Bildschirms in die berechnete Optimalposition vorgesehen sind.to solution this problem are with a screen of the aforementioned Type of detection means according to the invention for detecting the position of at least one defined reference point on the head of a user, computing means for calculating an optimal position of the screen relative to the at least one acquired reference point and pivoting means for pivoting the screen into the calculated one Optimal position are provided.

Der erfindungsgemäße Bildschirm hat die Fähigkeit, sich auf den Betrachter oder Benutzer auszurichten, auch wenn dieser seine Körperhaltung oder Lage im Raum ändert. Dazu sind Erfassungsmittel vorgesehen, die wenigstens einen Referenzpunkt am Kopf des Benutzers, insbesondere dessen Augen, kontinuierlich verfolgen und bei einer Lageänderung den Bildschirm nachführen. Es sind Rechnermittel vorgesehen, die im Hinblick auf die aktuelle Position des Benutzers eine neue Optimalposition des Bildschirms berechnen, die mit Hilfe der Schwenkmittel eingenommen wird.The screen according to the invention has the ability to focus on the viewer or user, even if he is his posture or changes position in space. For this purpose, detection means are provided that have at least one reference point on the user's head, especially his eyes, continuously track and when the situation changes track the screen. There are computer means provided with regard to the current Position of the user a new optimal position of the screen calculate, which is taken up with the help of the swiveling means.

Der erfindungsgemäße Bildschirm kann besonders leicht abgelesen werden, wenn die Verbindungslinie zwischen dem Bildschirm und dem Auge beziehungsweise den Augen des Betrachters senkrecht auf der Oberfläche des Bildschirms steht. Wenn diese Voraussetzung erfüllt ist, befindet sich der Bildschirm in der Optimalposition.The screen according to the invention can be read particularly easily if the connecting line between the screen and the eye or eyes of the The viewer stands vertically on the surface of the screen. If this requirement is met the screen is in the optimal position.

Besonders bevorzugt wird eine Ausgestaltung der Erfindung, bei der der Bildschirm um drei, vorzugsweise zueinander senkrechte Achsen schwenkbar ist. Zweckmäßig handelt es sich da bei um die Querachse, die Längsachse und die Hochachse des Bildschirms. Ein derart aufgebauter Bildschirm ist besonders flexibel und kann jede gewünschte Position einnehmen. Dadurch wird gewährleistet, dass der Betrachter den Bildschirm jederzeit optimal ablesen kann.Especially an embodiment of the invention is preferred in which the screen is pivotable about three, preferably mutually perpendicular axes. Acted appropriately it is about the transverse axis, the longitudinal axis and the vertical axis Of the screen. Such a screen is special flexible and can do whatever you want To take position. This ensures that the viewer can optimally read the screen at any time.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Erfassungsmittel wenigstens eine Kamera und/oder wenigstens einen optischen Sensor und/oder wenigstens einen Scanner umfassen. Mit diesen Erfassungsmitteln kann der Betrachter beziehungsweise dessen Bewegungsverhalten automatisch erfasst werden. Speziell kann mit dem Erfassungsmittel die Position der Augen des Betrachters erfasst und dem Rechnermittel zugeführt werden.In a further embodiment of the invention it can be provided that the detection means at least one camera and / or at least comprise an optical sensor and / or at least one scanner. With these detection means the viewer can whose movement behavior are recorded automatically. Specifically can the position of the viewer's eyes with the detection means recorded and fed to the computer means.

Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass wenigstens ein Erfassungsmittel am Bildschirm angeordnet ist. Das Erfassungsmittel kann oberhalb, unterhalb oder seitlich am Bildschirm befestigt sein.According to one appropriate training According to the invention it can be provided that at least one detection means is arranged on the screen. The detection means can be above, be attached below or to the side of the screen.

Die Erfindung eignet sich besonders für Flachbildschirme, die zumeist einen kleineren Blickwinkelbereich als Röhrenbildschirme aufweisen.The Invention is particularly suitable for flat screens, most of the time have a smaller viewing angle range than tube screens.

Bei dem erfindungsgemäßen Bildschirm kann das Rechnermittel so ausgebildet sein, dass die Schwenkbewegungen zum Einnehmen der Optimalposition im Hinblick auf einen minimalen Energieverbrauch optimiert werden. In diesem Fall werden die Teilbewegungen um die verschiedenen Achsen so festgelegt, dass der Energieverbrauch insgesamt minimal ist.at the screen according to the invention the computing means can be designed such that the pivoting movements to take the optimal position with regard to a minimum Energy consumption can be optimized. In this case, the partial movements around the different axes so that energy consumption overall is minimal.

Es kann auch vorgesehen sein, dass der Bildschirm in einem Trainingsmodus betrieben wird, um eine Anpassung an die Gewohnheiten des Benutzers zu ermöglichen. Während des Trainingsmodus werden typische Bewegungsgewohnheiten erfasst, beispielsweise die Häufigkeit des Blickwechsels zwischen einer Computertastatur und dem Bildschirm, und anschließend bei der Schwenkbewegung des Bildschirms berücksichtigt.It can also be provided that the screen in a training mode is operated to adapt to the habits of the user to enable. While typical movement habits are recorded in the training mode, for example the frequency the exchange of views between a computer keyboard and the screen, and subsequently taken into account when panning the screen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Figuren dargestellt. Die Figuren sind schematische Darstellungen und zeigen:Further Advantages and details of the invention are shown in an embodiment illustrated with reference to the figures. The figures are schematic Representations and show:

1 einen erfindungsgemäßen Bildschirm; 1 a screen according to the invention;

2 den in 1 gezeigten Bildschirm und einen Benutzer in einer Seitenansicht; und 2 the in 1 shown screen and a user in a side view; and

3 einen typischen von der Kamera erfassten Bewegungsweg der Augen eines Benutzers. 3 a typical path of movement of a user's eyes captured by the camera.

1 zeigt einen Bildschirm 1 mit einer zugehörigen Tastatur 2, die über nicht gezeigte Kabelverbindungen mit einem Computergehäuse verbunden sind. Der Bildschirm 1 ist um seine Hochachse und seine Querachse drehbar, was durch die Pfeile 3 und 4 in 1 angedeutet ist. Bei dem Bildschirm 1 handelt es sich um einen Flachbildschirm, oberhalb der Bildschirmfläche ist ein als Kamera 5 ausgebildetes Erfassungsmittel angeordnet. Die Kamera 5 ist so ausgerichtet, dass sie eine an den Bildschirm 1 und der Tastatur 2 arbeitende Person erfasst. 1 shows a screen 1 with an associated keyboard 2 , which are connected to a computer housing via cable connections, not shown. The screen 1 is rotatable about its vertical axis and its transverse axis, which is indicated by the arrows 3 and 4 in 1 is indicated. At the screen 1 is a flat screen, above the screen is a camera 5 trained detection means arranged. The camera 5 is aligned to the one on the screen 1 and the keyboard 2 working person recorded.

2 zeigt den in 1 gezeigten Bildschirm 1 und einen Benutzer in einer Seitenansicht. Der Bildschirm 1 ist an einer Halterung 6 drehbar befestigt. Der Sichtbereich der Kamera 5 erfasst den Oberkörper eines Benutzers 8 und insbesondere dessen Auge 7 beziehungsweise beide Augen. 2 shows the in 1 screen shown 1 and a user in a side view. The screen 1 is on a bracket 6 rotatably attached. The field of view of the camera 5 captures a user's upper body 8th and especially his eye 7 or both eyes.

Wenn der Benutzer 8 an der Tastatur 2 arbeitet, bewegt er sowohl seinen Oberkörper als auch den Kopf, was durch die Pfeile in 2 symbolisiert wird. Viele Benutzer blicken abwechselnd auf die Tastatur 2 und den Bildschirm 1, so dass der Kopf in unregelmäßigen Abständen eine Auf- und Ab-Bewegung durchführt. Dementsprechend ändert sich auch fortwährend die Position der Augen 7 des Benutzers 8, die von der Kamera 5 erfasst wird. Die Kamera 5 ist mit einem Rechnermittel 9 verbunden, das in dem dargestellten Ausführungsbeispiel im Inneren der Halterung 6 für den Bildschirm 1 angeordnet ist. Es ist jedoch auch möglich, das Rechnermittel 9 auf der Rückseite des Bildschirms 1 oder im Gehäuse des Computers unterzubringen, an den der Bildschirm 1 und die Tastatur 2 angeschlossen sind. Die von der Kamera 5 erfassten Bildinformationen gelangen an das Rechnermittel 9 und werden dort ausgewertet. In Abhängigkeit der erfassten Position der Augen 7 wird von dem Rechnermittel 9 eine Optimalposition des Bildschirms 1 berechnet. Diese Optimalposition wird durch Drehen oder Schwenken des Bildschirm 1 eingenommen. Zu diesem Zweck ist am oberen Ende der Halterung 6 ein elektromotorischer Antrieb 10 vorgesehen, der den Bildschirm 1 um die Querachse schwenken kann. Dieser Vorgang findet fortlaufend statt, das heißt, die Position der Augen 7 wird kontinuierlich von der Kamera 5 erfasst, anschließend wird von dem Rechnermittel 9 eine aktuelle Optimalposition errechnet und der Bildschirm 1 entsprechend nachgeführt. Diese dynamische Nachführung des Bildschirm 1 bewirkt, dass der Benutzer 8 den Bildschirm 1 jederzeit optimal betrachten kann, wobei die Neigung und auch die seitliche Ausrichtung des Bildschirms 1 so gewählt wird, dass eine gedachte Verbindungslinie zwischen dem Bildschirm 1 und den Augen 7 senkrecht auf der Oberfläche des Bildschirms 1 steht. Auf diese Weise kommt es nicht zu einer Parallaxe und Schwierigkeiten beim Ablesen werden vermieden.If the user 8th on the keyboard 2 works, he moves both his torso and his head, which is indicated by the arrows in 2 is symbolized. Many users take turns looking at the keyboard 2 and the screen 1 , so that the head moves up and down at irregular intervals. Accordingly, the position of the eyes is constantly changing 7 of the user 8th by the camera 5 is recorded. The camera 5 is with a calculator 9 connected, in the illustrated embodiment inside the bracket 6 for the screen 1 is arranged. However, it is also possible to use the calculator 9 on the back of the screen 1 or housed in the computer case to which the screen is attached 1 and the keyboard 2 are connected. The one from the camera 5 captured image information reaches the computer means 9 and are evaluated there. Depending on the position of the eyes 7 is from the computer means 9 an optimal position of the screen 1 calculated. This optimal position is achieved by rotating or panning the screen 1 ingested. For this purpose is at the top of the bracket 6 an electric motor drive 10 provided the the screen 1 can pivot about the transverse axis. This process takes place continuously, that is, the position of the eyes 7 is continuously from the camera 5 is then detected by the computer means 9 a current optimal position is calculated and the screen 1 updated accordingly. This dynamic tracking of the screen 1 causes the user 8th the screen 1 can be viewed optimally at any time, whereby the inclination and also the lateral orientation of the screen 1 is chosen so that an imaginary connecting line between the screen 1 and eyes 7 perpendicular to the surface of the screen 1 stands. In this way there is no parallax and difficulties in reading are avoided.

Es ist auch möglich, das in den 1 und 2 dargestellte, aus Bildschirm und Tastatur bestehende Terminal für Videokonferenzen zu benutzen. Durch die automatische Nachführung des Bildschirms und der an dem Bildschirm angeordneten Kamera ist sichergestellt, dass der jeweilige Gesprächspartner jederzeit im Blickfeld ist. Demgegenüber weisen bekannte Terminals für die Bildübertragung den Nachteil auf, dass der Bildschirm und die Kamera nicht nachgeführt werden, so dass der Gesprächspartner sich oft außerhalb des Sichtbereichs der Kamera befindet oder der Augenkontakt verloren geht, ohne dass es von dem Benutzer bemerkt wird. Derartige Fehler sind jedoch bei dem in den 1 und 2 gezeigten Terminal ausgeschlossen, da der Bildschirm und die Kamera kontinuierlich nachgeführt werden.It is also possible to do this in the 1 and 2 to use the illustrated terminal consisting of a screen and keyboard for video conferencing. The automatic tracking of the screen and the camera arranged on the screen ensures that the respective conversation partner is always in view. In contrast, known terminals for image transmission have the disadvantage that the screen and the camera are not tracked, so that the interlocutor is often out of the camera's field of vision or eye contact is lost without the user noticing. However, such errors are in the in the 1 and 2 shown terminal excluded because the screen and the camera are continuously updated.

Ein weiterer wichtiger Vorteil ist darin zu sehen, dass der automatisch optimal ausgerichtete Bildschirm den Benutzer nicht dazu zwingt, seine Körperhaltung an den Bildschirm anzupassen. Dadurch wird der Bewegungsapparat des Benutzers, insbesondere seine Wirbelsäule, geschont.On Another important advantage is that it is automatic optimally aligned screen does not force the user his posture to adapt to the screen. This becomes the musculoskeletal system of the user, especially his spine.

Nachfolgend wird der Algorithmus zum Nachführen des Erfassungsmittels näher erläutert. Dieser Algorithmus betrifft im Grunde das Problem, ein sich bewegendes dreidimensionales Objekt zu verfolgen und zu "fangen". Das dreidimensionale Objekt wird von wenigstens einem Erfassungsmittel erfasst, es ist jedoch auch möglich, mehrere Erfassungsmittel, das heißt mehrere Kameras zu verwenden, die ein Bild des Objekts aus unterschiedlichen Richtungen aufnehmen. Beispielsweise kann das dreidimensionale Objekt in einer Seitenansicht, einer Draufsicht oder in einer schrägen Ansicht aufgenommen werden. Die aufgenommenen Bilder liefern den Umriss des Benutzers. Dieses Bild des Umrisses wird in Würfel eingeteilt. Die möglichen „Fangpunkte" liegen in einer Ebene.following becomes the algorithm for tracking of the detection means closer explained. This algorithm basically concerns the problem, a moving one to track and "catch" three-dimensional object. The three-dimensional object is from recorded at least one detection means, but it is also possible to use several Means of detection, that is to use multiple cameras that take a picture of the object from different Take directions. For example, the three-dimensional object in a side view, a top view or in an oblique view be included. The captured images provide the outline of the user. This image of the outline is divided into cubes. The possible "catch points" are in one Level.

Anschließend werden die optimalen Fangpunkte mit einem Algorithmus zur Abstandsminimierung ermittelt. Auf der Bewegungsbahn des sich bewegenden Objekts (Augen des Benutzers) werden zwei frei wählbare Punkte (X1, Y1) und (X2, Y2) gewählt, der Ursprung des Koordinatensystems wird an die Position des Bildschirms 1 beziehungsweise der Kamera 5 gelegt. Bei einer Darstellung in der X-Y-Ebene ist die Bewegungsbahn des Bildschirms im ersten und vierten Quadranten senkrecht zur Bewegungsrichtung des sich bewegenden Objekts. Im zweiten und dritten Quadranten ist die Bewegungsbahn des Bildschirms parallel zur Bewegungsrichtung des sich bewegenden Objekts. Die Positionierung oder Nachführung des Bildschirms am Ursprung der Bewegung kann mit der Linear-Predictor-Methode berechnet werden.The optimal catch points are then determined using an algorithm for minimizing the distance. Two freely selectable points (X1, Y1) and (X2, Y2) are selected on the movement path of the moving object (eyes of the user), the origin of the coordinate system is at the position of the screen 1 or the camera 5 placed. When displayed in the XY plane, the movement path of the screen in the first and fourth quadrants is perpendicular to the direction of movement of the moving object. In the second and third quadrants, the movement path of the screen is parallel to the direction of movement of the moving object. The positioning or tracking of the screen at the origin of the movement can be calculated using the linear predictor method.

Die Abbildung des dreidimensionalen Raums auf eine zweidimensionale Bildfläche ist näherungsweise eine perspektivische Projektion des dreidimensionalen Raums auf die Bildebene. Diese Projektion kann als Abbildung eines kamerafesten physikalischen Referenzsystems XYZ auf die Bildebene mit dem Koordinatensystem (x_c, y_c)ausgedrückt werden:

wobei f die effektive Brennweite der Kamera ist und X und Y parallel zu x_c beziehungsweise y_c sind. Die Z-Achse liegt in der Richtung der Fokusachse der Kamera.The mapping of the three-dimensional space onto a two-dimensional image surface is approximately a perspective projection of the three-dimensional space onto the image plane. This projection can be expressed as an image of a camera-stable physical reference system XYZ on the image plane with the coordinate system (x _c , y _c ):

where f is the effective focal length of the camera and X and Y are parallel to x _c and y _c , respectively. The Z axis is in the direction of the focus axis of the camera.

Die dargestellte zweidimensionale Realisierung der Erfassung der Fangpunkte kann auf eine dreidimensionale Realisierung verallgemeinert werden, sodass sich eine Fangebene ergibt. Der Algorithmus sieht vor, dass die Bildschirmbewegung mit minimaler Energie abläuft. Der Normalenvektor N der Bildschirmoberfläche ist senkrecht zur Fangebene.The shown two-dimensional realization of the capture of the snap points can be generalized to a three-dimensional realization, so that there is a catch level. The algorithm provides that the screen movement takes place with minimal energy. The normal vector N der screen surface is perpendicular to the catch plane.

Um den gesuchten Nachführvektor zu erhalten, wird die Gleichung der Fangebene berechnet. Anschließend wird die Gleichung des Normalenvektors der Fangebene berechnet. Diese gesuchten Größen erhält man unter Berücksichtigung der Fangpunkte mit den bekannten Gleichungen für die Ebene, den Einheitsvektor und den Normalenvektor unter Berücksichtigung der Hesseschen Normalform.Around the tracking vector you are looking for the equation of the catch level is calculated. Then will calculated the equation of the normal vector of the catch plane. This you can find the sizes you want at consideration the snap points with the known equations for the plane, the unit vector and taking the normal vector into account the Hessian normal form.

Die Genauigkeit der Nachführung kann erhöht werden, indem der Ursprung des von der Kamera gesehenen Bilds bei jeder zeitlichen Veränderung nachgeführt wird, wie in 3 dargestellt ist. Die Pfeile in 3 zeigen die Bewegungsrichtung des dreidimensionalen Objekts an. Der Nachführvektor folgt dem sich bewegenden Objekt so nach, dass die aufgewendete Energie minimal ist.The accuracy of the tracking can be increased by tracking the origin of the image seen by the camera with every change in time, as in 3 is shown. The arrows in 3 indicate the direction of movement of the three-dimensional object. The tracking vector follows the moving object so that the energy used is minimal.

Der Algorithmus weist die folgenden Schritte auf:
Berechnen der anfänglichen Bewegungsrichtung des dreidimensionalen Objekts, Berechnung der Gleichung der Bewegungsbahn, Verschieben des Ursprungs an jeden Punkt, an dem das Objekt seine Bewegungsrichtung ändert, Nachführen des Nachführvektors an jedem Punkt der Bewegungsänderung.The algorithm has the following steps:
Calculating the initial direction of movement of the three-dimensional object, calculating the equation of the path of movement, shifting the origin to every point at which the object changes its direction of movement, tracking the tracking vector at every point of the change in movement.

Unter Berücksichtigung von Gleichung (1) können die in dem kamerafesten Referenzsystem festgelegten Punkte auf ein zweites physikalisches Referenzsystem xyz bezogen werden:

e0, e1, e2 und e3 sind die vier Euler-Parameter, die die obige Bedingung erfüllen und (X0, Y0, Z0) legt den Ursprung des Koordinatensystems relativ zu dem kamerabasierten Koordinatensystem XYZ fest. Die Bildkoordinaten können ferner wie folgt berechnet werden:

Taking equation (1) into account, the points defined in the camera-fixed reference system can be related to a second physical reference system xyz:

e0, e1, e2 and e3 are the four Euler parameters that meet the above condition and (X0, Y0, Z0) defines the origin of the coordinate system relative to the camera-based coordinate system XYZ. The image coordinates can also be calculated as follows:

Ψ_x kann durch eine Taylor-Reihe am Punkt ε = 0 ausgedrückt werden:

auf die gleiche Weise kann Y_c berechnet werden. Wenn lediglich eine Näherung der ersten Ordnung berücksichtigt wird, kann f/Z0 mit den übrigen Parametern kombiniert werden, um einen neuen Parametervektor zu bilden: C = [C 1, C 2, C 3, C 4, C 5, C 6,]T (8) Ψ _x can be expressed by a Taylor series at point ε = 0:

Y _c can be calculated in the same way. If only an approximation of the first order is taken into account, f / Z0 can be combined with the other parameters to form a new parameter vector: C = [ C 1 . C 2 . C 3 . C 4 . C 5 . C 6 ,] T (8th)

Dadurch ergibt sich die folgende Näherung des Modells:

This gives the following approximation of the model:

Nachfolgend wird der vorgeschlagene Algorithmus näher erläutert. Schritt 1: Verfolgen des „Fangwürfels" durch Zerteilen des gesamten dreidimensionalen Objekts in Würfel

The proposed algorithm is explained in more detail below. Step 1: Tracking the "catch cube" by dividing the entire three-dimensional object into cubes

Schritt 2: Bestimmen des Bewegungswegs des Bildschirms (Nachführvektor)

Step 2: determining the path of movement of the screen (tracking vector)

Schritt 3: Einfangen des dreidimensionalen Objekts (Normalenvektor)Step 3: capturing the three-dimensional object (normal vector)

Der Bildschirm wird nach der Fangebene ausgerichtet. Diese Vorgehensweise ist für Echtzeitanwendungen geeignet, bei denen der Bewegungsweg und die weiteren Bewegungen des dreidimensionalen Objekts unbekannt sind.The Screen is aligned to the snap plane. This approach is for Real-time applications suitable in which the movement path and the further movements of the three-dimensional object are unknown.

Schritt 4: Verstellung der Kamera (Verschiebung des Ursprungs)

Step 4: adjusting the camera (shifting the origin)

Claims

Screen which can be pivoted about at least one axis, characterized in that detection means for detecting the position of at least one fixed reference point on the head of a user, computing means ( 9 ) to calculate an optimal position of the screen ( 1 ) relative to the at least one detected reference point and pivoting means for pivoting the screen ( 1 ) are provided in the calculated optimal position.

Screen according to claim 1, characterized in that one eye ( 7 ) or both eyes of the user can be selected as a reference point or reference points.

Screen according to claim 1 or 2, characterized in that the connecting line between the screen ( 1 ) and the reference point in the optimal position perpendicular to the surface of the screen ( 1 ) stands.

Screen according to one of the preceding claims, characterized characterized in that it is preferably perpendicular to each other by three Axes is pivotable.

Screen according to one of the preceding claims, characterized characterized that it is about a transverse axis, a longitudinal axis and a vertical axis is pivotable.

Screen according to one of the preceding claims, characterized in that the detection means at least one camera ( 5 ) and / or comprise at least one optical sensor and / or at least one scanner.

Screen according to one of the preceding claims, characterized in that at least one detection means on the screen ( 1 ) is arranged.

Screen according to one of the preceding claims, characterized in that the screen ( 1 ) is a flat screen.

Screen according to one of the preceding claims, characterized in that the computing means ( 9 ) is designed in such a way that the swivel movements are optimized with regard to minimal energy consumption.

Screen according to one of the preceding claims, characterized characterized that he can adapt to the user in a training mode is operable.