車輛環(huán)境連同車輛模型在車輛顯示裝置上的透視顯示的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的一方面涉及一種用于在機動車的顯示裝置上透視地顯示車輛環(huán)境的方法。在這里借助一個或優(yōu)選多個設(shè)置在車輛的照相機產(chǎn)生車輛環(huán)境的圖像信息。然后基于所述一個或優(yōu)選多個照相機的圖像信息產(chǎn)生車輛環(huán)境連同車輛的車輛模型從虛擬的照相機的視角的透視圖。在這里，虛擬的照相機在車輛之上指向行駛通道并且虛擬的照相機的觀察方向取決于當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角。在顯示裝置上示出車輛環(huán)境連同車輛模型的透視圖。按照本發(fā)明，所示出的車輛模型的透明度取決于當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角。
【專利說明】
車輛環(huán)境連同車輛模型在車輛顯示裝置上的透視顯示
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及在機動車的顯示裝置上對車輛環(huán)境的透視顯示，尤其是用于停車和調(diào)車過程的駕駛員輔助。
【背景技術(shù)】
[0002]對于機動車已知如下顯示系統(tǒng)，其中多個設(shè)置在車輛上的照相機的圖像信息組合成從虛擬的鳥瞰視角對車輛的俯視圖并且顯示在車輛駕駛艙中的顯示裝置上。這例如在文獻DE 10 2006 036 933 Al中說明。
[0003]此外已知如下顯示系統(tǒng)，其中基于多個照相機的圖像信息從虛擬的照相機的視角產(chǎn)生車輛環(huán)境的透視圖，從而區(qū)別于在俯視圖中的顯示為觀察者傳遞三維的空間的印象。
[0004]這樣的顯示系統(tǒng)例如在文獻DE 10 2008 034 594 Al中說明。車輛環(huán)境的顯示在那里優(yōu)選還包含透視的車輛模型，其中，用于顯示車輛模型和車輛環(huán)境的照相機視角相同并且車輛模型相對于虛擬的車輛環(huán)境的位置基本上對應(yīng)于車輛相對于車輛環(huán)境的實際位置。照相機視角在此對應(yīng)于跟蹤視角或第三人視角，其中，虛擬的照相機處于車輛后面并且在車輛之上沿行駛方向指向。優(yōu)選規(guī)定，所述視角根據(jù)車輛的當(dāng)前的測程法數(shù)據(jù)、例如速度或轉(zhuǎn)向角或識別的行駛意圖而改變。
[0005]另一種這樣的顯示系統(tǒng)例如在文獻DE 10 2009 051 526 Al中說明，其中產(chǎn)生并且示出以適配于相應(yīng)的行駛狀況的變化的視點的三維的環(huán)境地圖。在這里車輛的三維模型包括到三維的環(huán)境地圖中并且所述三維模型附加地被示出。
[0006]只要在透視地、三維地顯示車輛環(huán)境連同結(jié)合的車輛模型時，虛擬的照相機在車輛之上指向行駛通道并且為此分別按照轉(zhuǎn)向角適配觀察方向，就產(chǎn)生如下問題，即，示出的車輛模型在轉(zhuǎn)向角增大時越來越更多地遮擋行駛通道在環(huán)境中的區(qū)域。由于在行駛通道中的重要的環(huán)境區(qū)域被本車輛的車輛模型遮擋，可以發(fā)生例如在行駛通道中的障礙物在顯示裝置中對于駕駛員不可見。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此本發(fā)明的任務(wù)在于，在以虛擬的照相機的與轉(zhuǎn)向角相關(guān)的觀察方向透視地、三維地顯示車輛環(huán)境時，減少在行駛通道中的重要的環(huán)境區(qū)域被車輛模型的干擾性遮擋。
[0008]該任務(wù)通過獨立權(quán)利要求的特征解決。有利的實施形式在從屬權(quán)利要求中說明。
[0009]本發(fā)明的第一方面涉及一種用于在機動車的顯示裝置上透視地顯示車輛環(huán)境的方法。在這里借助一個或優(yōu)選多個設(shè)置在車輛上的照相機產(chǎn)生車輛環(huán)境的圖像信息。然后基于所述一個或優(yōu)選多個照相機的圖像信息產(chǎn)生車輛環(huán)境連同車輛的車輛模型從虛擬的照相機的視角的透視圖。這優(yōu)選通過構(gòu)建合成的三維世界而進行，照相機可以任意定位在所述世界中。
[0010]在這里，虛擬的照相機在車輛之上指向行駛通道并且虛擬的照相機的觀察方向取決于當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角。虛擬的照相機的觀察方向例如這樣取決于當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角，使得虛擬的照相機相對于車輛縱軸線的偏離角度取決于當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角。
[0011]車輛模型相對于虛擬的車輛環(huán)境的位置在此基本上對應(yīng)于車輛相對于車輛環(huán)境的實際位置。車輛模型相對于示出的車輛環(huán)境的尺寸也基本上對應(yīng)于車輛相對于實際環(huán)境的實際尺寸。
[0012]在顯示裝置上，示出車輛環(huán)境與車輛模型一起的透視圖，從而對于觀察者區(qū)別于在俯視圖中的示圖傳遞三維的空間的印象。
[0013]按照本發(fā)明，示出的車輛模型的透明度(即透視程度)取決于當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角。亦即車輛模型可以根據(jù)當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角透明地示出。
[0014]在例如0°的轉(zhuǎn)向角(筆直行駛)時，例如車輛模型完全不透明(非透明)，從而其遮擋從照相機的視角直接處于車輛模型后面的環(huán)境區(qū)域。因為在這樣的轉(zhuǎn)向角中，環(huán)境區(qū)域被車輛模型的遮擋不是干擾性的。車輛模型在這里給出關(guān)于在空間中的位置的說明并且用作用于駕駛員的取向的參考模型。
[0015]在轉(zhuǎn)向角值高的情況下，尤其是在轉(zhuǎn)向角值最大的情況下，如果行駛通道強烈地彎曲，行駛通道中的重要的環(huán)境區(qū)域被車輛模型的遮擋非常大。為了使照相機總是朝行駛通道的方向看，照相機觀察車輛模型的側(cè)翼。因此對于高的轉(zhuǎn)向角，車輛模型例如可以以高的透明程度示出，從而從虛擬的照相機的視角直接處于車輛模型后面的環(huán)境區(qū)域?qū)τ隈{駛員良好可見。車輛模型在此可以完全透明，車輛模型完全不再可見;優(yōu)選更確切地說是在轉(zhuǎn)向角值最大時，車輛模型透明度高(例如大于50%)，但車輛模型還對于駕駛員的取向可見。
[0016]優(yōu)選地，給出透明程度的透明度值確定用于示出車輛模型，所述透明度值的數(shù)值范圍包括透明的層階(Abstuf ung) ο所述透明度值典型地是所謂的Alpha值。透明度值例如可以具有256個值的數(shù)值范圍，其中，值=0對應(yīng)于屬性“完全透明”(即不可見)并且值= 255對應(yīng)于屬性“不透明”(即非透視)并且處于其間的透明度值對應(yīng)于透明度中的處于其間的層階。透明度值O于是對應(yīng)于100%的透明度(完全透明，即不可見)并且透明度值255于是對應(yīng)于透明度0%(即不透視)。
[0017]該透明度值優(yōu)選適用于整個車輛模型，即用于車輛模型的示出的所有像素。
[0018]透明度值取決于當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角。透明度值例如根據(jù)當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角來確定。但為了確定透明度值也可以使用與當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角相聯(lián)系的信息、例如關(guān)于行駛通道的曲率的信息，尤其是具有相同的圓中心的兩個圓的半徑，兩個轉(zhuǎn)向的前輪在當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角時在所述各圓上運動。
[0019]可以規(guī)定，至少在確定的轉(zhuǎn)向角范圍中，所示出的車輛模型的透明度隨著轉(zhuǎn)向角值增大而連續(xù)增大，從而車輛隨著轉(zhuǎn)向角值增大而緩慢漸隱(然而不一定要在最大的轉(zhuǎn)向角時才完全隱去)。在這里例如可以規(guī)定在透明度和轉(zhuǎn)向角之間的線性關(guān)系。
[0020]備選地可以規(guī)定，在低于用于轉(zhuǎn)向角值的確定的閾值時，車輛模型基本上不透明地示出，并且在達到或超過用于轉(zhuǎn)向角值的確定的閾值起以高度透明(但不一定完全透明、例如90 %的透明度)示出。亦即可以基本上跳躍性地使車輛模型隱去。
[0021]例如可以規(guī)定在轉(zhuǎn)向角和透明度之間的這樣的關(guān)系，使得在轉(zhuǎn)向角基本上為零時，所示出的車輛模型的透明度最小(例如這時透明度等于0%的透明度并且車輛模型完全不透視)，而在轉(zhuǎn)向角為最大可能的值時，所示出的車輛模型的透明度最大(例如透明度這時等于90%的透明度并且車輛模型強烈透明但還可見)。
[0022]本發(fā)明的第二方面針對一種用于透視地顯示車輛環(huán)境連同車輛模型的顯示系統(tǒng)。顯示系統(tǒng)具有顯示裝置，以用于疊加地顯示車輛環(huán)境連同機動車的車輛模型。此外設(shè)有一個或多個照相機，以用于產(chǎn)生車輛環(huán)境的圖像信息。圖像計算單元用于基于圖像信息產(chǎn)生車輛環(huán)境連同車輛模型的透視圖，其中，車輛模型相對于示出的車輛環(huán)境的位置基本上對應(yīng)于車輛相對于車輛環(huán)境的實際位置。車輛模型相對于所示出的車輛環(huán)境的尺寸也基本上對應(yīng)于車輛相對于實際的環(huán)境的實際尺寸。圖像計算單元設(shè)置用于，根據(jù)當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角或其他與當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角相聯(lián)系的信息確定虛擬的照相機的在車輛上指向行駛通道的觀察方向。
[0023]此外計算單元設(shè)置用于，根據(jù)當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角或其他與當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角相聯(lián)系的信息確定用于示出車輛模型的、給出透明度的透明度值。
[0024]所述信息例如可以是關(guān)于行駛通道的曲率的信息，尤其是具有相同的圓中心的兩個圓的半徑，兩個轉(zhuǎn)向的前輪在當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角時在所述圓上運動。轉(zhuǎn)向角越大，則所述兩個圓的半徑越小。
[0025]按照本發(fā)明的第一方面用于按照本發(fā)明的方法的上述實施方式以相應(yīng)的方式也適用于按照本發(fā)明的第二方面的按照本發(fā)明的顯示系統(tǒng)。按照本發(fā)明的顯示系統(tǒng)的在這里未明確描述的有利的實施例對應(yīng)于按照本發(fā)明的方法的所描述的有利的實施例。
【附圖說明】
[0026]以下借助附圖示例性地說明本發(fā)明。圖中:
[0027]圖1示出在前橋的轉(zhuǎn)向輪筆直設(shè)置時虛擬的照相機的觀察方向；
[0028]圖2示出在前橋的轉(zhuǎn)向輪向右轉(zhuǎn)彎時虛擬的照相機的觀察方向；
[0029]圖3示出在前橋的轉(zhuǎn)向輪的最大轉(zhuǎn)向角時虛擬的照相機的觀察方向；以及
[0030]圖4示出用于車輛模型的透視程度關(guān)于轉(zhuǎn)向角值的兩個示例性曲線。
【具體實施方式】
[0031]圖1在左邊以俯視圖示出在掛入前進擋時包括在處于筆直設(shè)置的可轉(zhuǎn)向的前輪2、3的機動車。在車輛運動時，前輪2、3的中點駛過線4、5 ο行駛通道通過線6、17限定。
[0032]在車輛I的顯示裝置上，產(chǎn)生車輛環(huán)境連同標(biāo)繪的車輛模型的透視圖(未示出)，其中，為此選擇虛擬的照相機7的如下視角，所述照相機在掛入前進擋時以跟蹤視角處于車輛I后面并且從后面在車輛I之上指向沿行駛方向所處的行駛通道。只要掛入倒車擋，則虛擬的照相機在車輪2、3筆直設(shè)置時代替在車輛后面而定位在車輛前面并且從前面在車輛I之上指向沿后退方向所處的行駛通道中(參看圖1中的加點的虛擬的照相機)。
[0033]虛擬的照相機7的視角例如這樣選擇，使得虛擬的照相機7在俯視圖中總是指向車輛中點10并且虛擬的照相機7與車輛中點10的距離d與轉(zhuǎn)向角無關(guān)地總是保持相同。
[0034]虛擬的照相機7相對于車輛I的車輛縱軸線8的偏離角度β取決于前橋的轉(zhuǎn)向角并且在轉(zhuǎn)向角為0° (筆直行駛)時選擇為零，即虛擬的照相機7的觀察方向9在俯視圖中與車輛縱軸線8重合。
[0035]如在右邊以側(cè)視圖在圖1中示出的那樣，虛擬的照相機7關(guān)于車輛I的豎直軸線高于車輛I地設(shè)置(未示出)并且傾斜地朝行車道的方向低垂(nicken)。照相機7的高度和照相機7的俯仰角典型地與轉(zhuǎn)向角無關(guān)。
[0036]在車輛環(huán)境的透視圖中，在前輪2、3筆直設(shè)置時，處于前面的行駛通道只輕微被車輛模型遮擋，因為照相機可以在本車輛之上觀察。
[0037]因為在透視圖中車輛模型不是干擾性的，所述車輛模型在前輪2、3筆直設(shè)置時完全不透視地示出在顯示裝置上；但也可設(shè)想，在筆直設(shè)置時規(guī)定對于車輛模型的低的透明度、例如10%的透明度。
[0038]圖2示出在前輪2、3的向右轉(zhuǎn)彎并且掛入前進擋時的情況。虛擬的照相機7的觀察方向9根據(jù)轉(zhuǎn)向角進行適配，以便可以更好地觀察到沿前進方向處于車輛I前面的行駛通道。虛擬的照相機7在此還保持指向中點10，其中，在虛擬的照相機7和車輛中點10之間的距離與轉(zhuǎn)向角無關(guān)。
[0039]如果掛入倒車擋，附加地標(biāo)繪的、加點示出的照相機示出虛擬的照相機的觀察方向。在這里，觀察方向也相比于圖1進行適配，以便可以更好地觀察車輛I后面的沿后退方向處于前面的行駛通道。
[0040]通過行駛通道視圖，關(guān)注于車輛環(huán)境中重要的區(qū)域并且處于該區(qū)域中的障礙物以優(yōu)化的方式示出。因此駕駛員例如能夠觀察和對準(zhǔn)空位。
[0041]虛擬的照相機的觀察方向9在該示例中這樣取決于車輛當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角，使得虛擬的照相機7相對于車輛縱軸線8的偏離角度β根據(jù)當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角或其他與當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角相聯(lián)系的信息而調(diào)節(jié)。
[0042 ] 例如可以基于對于具有相同的圓中心M的兩個圓4、5的所計算的半徑值rr、r I確定虛擬的照相機7的偏離角度β，所述兩個轉(zhuǎn)向的前輪2、3在當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角時在所述圓上運動。
[0043]隨著轉(zhuǎn)向角值增大，車輛模型將遮擋到行駛通道上的視野。因此按照本發(fā)明，在車輛顯示裝置中示出的車輛模型的透明度取決于轉(zhuǎn)向角，以便改善行駛通道中此外被車輛模型遮擋的區(qū)域的視野。車輛模型的透明度根據(jù)當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角或其他與當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角相聯(lián)系的信息而調(diào)節(jié)，例如基于用于所述兩個圓4、5的半徑值rr、n。按照轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)彎，所述兩個半徑值rr、ri改變。例如可以由兩個半徑值rr、n確定半徑值rr、^的平均值。在筆直行駛時，半徑值^、^的平均值為無窮大并且車輛模型于是應(yīng)該以最小的透明度(例如0%)示出。在滿轉(zhuǎn)彎時，所述兩個半徑值rr、ri的平均值最小并且車輛模型于是應(yīng)該以最大的透明度值(例如90%)示出。對于所述兩個半徑值rr、ri的處于其間的平均值，使用描述連續(xù)的透明度變化的函數(shù)。
[0044]在圖2示出的轉(zhuǎn)向角中，例如選擇用于示出車輛模型的50%的透明度。
[0045]圖3示出在前輪2、3的轉(zhuǎn)向角值最大(即滿轉(zhuǎn)彎)并且掛入前進擋時的情況。在此相比于圖3，虛擬的照相機7的偏離角度β進一步提高，以便可以更好地觀察行駛通道。因為在車輛環(huán)境的透視圖中，車輛模型強烈限制到行駛通道上的視野，所以選擇用于示出車輛模型的高的透明度、例如90%。
[0046]在圖4中示出所示出的車輛模型的透明度T根據(jù)轉(zhuǎn)向角LW的值ILW|的兩個示例性的、備選的曲線20、21。
[0047]在打點示出的曲線20中，在具有小于!^觀的值ILW |的轉(zhuǎn)向角LW時，車輛模型完全不透視地示出，即透明度T等于0%。對于大于等于1^_的值I Lffl，透明度T連續(xù)、例如線性增大，從而車輛模型越來越變得透明。在轉(zhuǎn)向角LW的最大可能的值LWmax時(并且也對于已經(jīng)大于等于LWsw3的轉(zhuǎn)向角)，透明度T為最大、例如T = 90%。在該情況中車輛模型僅還輕微可見。
[0048]在虛線示出的曲線21中，在具有小于LWsw2的值| LW |的轉(zhuǎn)向角LW時，車輛模型完全不透視地示出，即透明度T等于0%。在超過用于轉(zhuǎn)向角LW的值的閾值LWsw時，車輛模型隱去并且所示出的車輛模型的透明度T跳躍性地升高、例如升高到Τ = 90%。
【主權(quán)項】
1.用于在機動車(I)的顯示裝置上透視地示出車輛環(huán)境的方法，其中， -借助一個或多個照相機產(chǎn)生車輛環(huán)境的圖像信息， -基于所述圖像信息產(chǎn)生車輛環(huán)境連同車輛(I)的車輛模型從虛擬的照相機(7)的視角的透視圖，其中，所述虛擬的照相機(7)在車輛(I)之上指向處于前面的行駛通道并且虛擬的照相機(7)的觀察方向(9)取決于當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角，并且 -在所述顯示裝置上示出車輛環(huán)境連同車輛模型的透視圖，并且 其中，所示出的車輛模型的透明度取決于當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角。2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，給出透明的程度的透明度值確定用于示出車輛模型并且所述透明度值取決于當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角，所述透明度值的數(shù)值范圍包括透明的層階。3.按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中， 至少在確定的轉(zhuǎn)向角范圍中，所示出的車輛模型的透明度隨著轉(zhuǎn)向角值增大而連續(xù)增大。4.按照權(quán)利要求1至2之一所述的方法，其中， -在低于用于轉(zhuǎn)向角值的確定的閾值(LWsw2)時，車輛模型基本上不透明地示出，并且-在達到或超過用于轉(zhuǎn)向角值的確定的閾值(Lffsw2)起，車輛模型半透明或完全透明地示出。5.按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中， -在轉(zhuǎn)向角基本上為零時，所示出的車輛模型的透明度最小，并且 -在轉(zhuǎn)向角為最大可能的值時，所示出的車輛模型的透明度最大。6.用于為機動車(I)的駕駛員透視地示出車輛環(huán)境連同車輛模型的顯示系統(tǒng)，所述顯示系統(tǒng)包括: -用于疊加地示出車輛環(huán)境連同機動車的車輛模型的顯示裝置， -一個或多個用于產(chǎn)生車輛環(huán)境的圖像信息的照相機，以及 -圖像計算單元，以用于基于所述圖像信息產(chǎn)生車輛環(huán)境連同車輛模型從在車輛之上指向處于前面的行駛通道的虛擬的照相機(7)的視角的透視圖，并且 其中，圖像計算單元設(shè)置用于，根據(jù)當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角或其他與當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角相聯(lián)系的信息確定虛擬的照相機(7)的觀察方向(9)，并且 其中，計算單元還設(shè)置用于，根據(jù)當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角或其他與當(dāng)前的轉(zhuǎn)向角相聯(lián)系的信息確定用于示出車輛模型的、給出透明度的透明度值。
【文檔編號】B60R1/00GK105934368SQ201580006140
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2015年1月29日
【發(fā)明人】B·巴德爾, S·曼斯菲爾德
【申請人】寶馬股份公司