机动车中的人机交互的制作方法

机动车中的人机交互
1.本发明涉及一种用于机动车中的人机交互的方法，其中，借助机动车的增强现实系统这样在机动车用户的视场中插入(或者说逐渐显示)第一图形元素，使得第一图形元素布置在显示区域内。借助机动车的输入接口采集滚动输入信号。本发明还涉及一种用于机动车的人机接口设备和一种计算机程序。
2.在用于人机交互的现有方案中，机动车的驾驶员必须将他的注意力和他的视线集中在列表的图形视图上一段时间，以便在驾驶期间翻滚对象列表，例如多媒体对象(例如歌曲或音乐专辑)列表或联系人列表。这种类型的交互一方面可能慢，另一方面也可能是危险的，因为它将驾驶员的注意力从对机动车的控制上分散开。
3.在专利文献us 2018/0067307 a1中描述了一种用于机动车的平视显示器，该平视显示器具有屏幕，该屏幕与机动车的挡风玻璃连接。该屏幕例如可以用于显示增强现实数据。
4.专利文献de 10 2016 225 639 a1涉及一种用于机动车的平视显示器设备。在此，所显示的图像与位于机动车前方的道路走向相应地水平地或竖直地移动。在转弯行驶时，图像动态地移位，以便将信息保持在驾驶员的视场中。可以这样移动内容，使得它们对于驾驶员来说显现在驾驶员的行车道的中心。
5.在这种背景下，本发明要解决的技术问题是提供一种用于机动车中的人机交互的改进方案，该改进方案实现提高的安全性。
6.根据本发明，该技术问题通过根据独立权利要求所述的用于人机交互的方法、人机接口设备和计算机程序解决。有利的扩展设计和另外的设计方案是从属权利要求的主题。
7.该改进方案基于如下想法，借助增强现实系统将图形元素插入到用户的视场中并且沿着滚动路径移动图形元素，该滚动路径取决于借助机动车的传感器系统确定的标示方向。
8.根据改进方案的第一独立方面，提供一种用于机动车中的人机交互的方法，其中，借助机动车的增强现实系统(英语“augmented-reality system”，ar系统)这样将第一图形元素插入到机动车用户的视场中，使得第一图形元素布置在显示区域内，尤其是布置在ar系统的显示面的显示区域内。借助机动车的输入接口采集滚动输入信号(bildlaufeingabesignal，或者说图像滚动输入信号)。借助机动车的传感器系统确定标示方向，尤其是机动车的周围环境或用户的周围环境的标示方向。借助机动车的计算单元根据标示方向确定滚动路径。根据滚动输入信号，借助ar系统将第一图形元素沿着滚动路径移动出显示区域。
9.此外，根据滚动输入信号，借助ar系统将第二图形元素沿着滚动路径移动到显示区域中，并且尤其是插入到视场中。
10.将图形元素插入到用户的视场中尤其包括在ar系统的显示面上显示图形元素或者将图形元素投影到ar系统的显示面上。
11.显示区域尤其是显示面的子区域，在当前通过用户或通过机动车的信息娱乐系统
选择对象、例如图形元素之一时，该对象位于所述子区域中。
12.滚动输入信号是通过用户输入产生的指令，用于在显示面上翻滚或浏览对象列表，尤其第一和第二图形元素属于该对象列表，例如用于在第一图形元素被选择的情况下选择第二图形元素或者其它的图形元素。
13.滚动路径尤其是第一和第二图形元素在用户的视场中或者说看上去在用于用户的显示面上移动所沿的透视方向或表观方向或透视路径或表观路径。由于显示面的二维设计，可以沿着滚动路径进行透视匹配，例如图形对象的尺寸的匹配，以便为用户产生逼真的视觉印象，使得图形对象例如看起来沿着图像路径远离用户地或朝向用户地移动。
14.标示方向尤其是机动车周围环境的方向或方向走向，例如是一个或多个车道标记线或车道边缘的方向或方向走向。标示方向也可以是用户的视线方向。
15.通过将图形元素插入到用户的视场中，用户不必为了查看图形元素而将他的视线从街道上移开。由此使得根据该改进方案的人机交互更安全。此外，通过将滚动路径与标示方向相关联，可以使图形元素的移动方向匹配于用户的当前情况或机动车的周围环境的当前情况，从而可以使得由图形对象的显示或者移动引起的注意力分散最小化并且进一步提高针对驾驶员的安全性。
16.所述图形元素的消失方向或者所述图形元素连同列表的其它图形元素的消失方向尤其可以与标示方向的消失方向重合或几乎重合，第一和第二图形元素属于该列表。因此，例如使标示方向和列表的图形元素相互匹配，从而可以使驾驶员的注意力分散最小化。
17.根据该方法的至少一种实施方式，根据滚动输入信号沿着滚动路径移动多个、即三个或更多个图形元素，其中，多个图形元素包含第一和第二图形元素。
18.因此，根据滚动输入信号翻滚或浏览多个图形元素，所述多个图形元素相应于图形元素或对象的列表。
19.根据至少一种实施方式，滚动路径至少部分地平行于、反平行于或相切于标示方向。
20.根据至少一种实施方式，借助增强现实系统根据机动车的行驶速度匹配(或者说调整)移动速度，第一图形元素以该移动速度被移动出显示区域和/或第二图形元素以该移动速度沿着滚动路径被移动到显示区域中。
21.由此可以实现将图形元素的移动更好地结合到机动车用户的整体视觉感知中并且因此实现改善的安全性。
22.根据至少一种实施方式，借助传感器系统将尤其在机动车的周围环境中的车道标记和/或车道界线和/或车道边缘的方向确定为标示方向。
23.然后可以例如根据道路或者车道标记、车道界线和/或车道边缘的消失方向来定向图形元素的消失方向，从而能够实现图形元素形式的ar信息和真实对象的移动的共同的定向。由此由于更低程度的注意力分散而提高了针对驾驶员的安全性。
24.根据至少一种实施方式，借助传感器系统将用户的视线方向确定为标示方向。
25.因此，沿着滚动路径的移动由此可以基本上是驾驶员的视线方向或与驾驶员的视线方向相同，从而可以实现特别少的注意力分散并且因此实现特别高的安全性。
26.根据改进方案的另一个独立方面，提供一种用于机动车的人机接口设备，该人机接口设备具有ar系统、输入接口、传感器系统和计算单元。ar系统设置用于这样将第一图形
元素插入到机动车用户的视场中，使得第一图形元素布置在显示区域内。输入接口设置用于采集滚动输入信号。传感器系统设置用于确定标示方向，尤其是机动车的周围环境或用户的周围环境的标示方向。计算单元设置用于根据标示方向确定滚动路径。ar系统设置用于根据滚动输入信号将第一图形元素沿着滚动路径移动出显示区域。
27.ar系统设置用于根据滚动输入信号将第二图形元素沿着滚动路径移动到显示区域中。
28.根据人机接口设备的至少一种实施方式，ar系统包含平视显示器系统，以便将第一图形元素和尤其第二图形元素插入到视场中。
29.在这样的系统中，显示面可以有利地相应于机动车的挡风玻璃或挡风玻璃的一部分。
30.根据至少一种实施方式，ar系统包含可佩戴在头上的视觉输出设备，以便将第一图形元素和尤其第二图形元素插入到视场中。
31.可佩戴在头上的视觉输出设备(英语“head mounted display”，头戴显示器，hmd)尤其可以是ar眼镜系统、数据眼镜或智能眼镜。
32.根据至少一种实施方式，传感器系统设计为周围环境传感器系统并且设置用于将机动车周围环境中的车道标记和/或车道界线和/或车道边缘的方向确定为标示方向。
33.根据至少一种实施方式，传感器系统设计为视线检测系统、例如眼动仪，并且设置用于将用户的视线方向确定为标示方向。
34.人机接口设备的其它实施方式直接从根据改进方案的用于人机交互的方法的不同设计方案中得出，反之亦然。人机接口设备尤其可以被设置或编程用于执行根据改进方案的方法，或者这样的人机接口设备执行根据改进方案的方法。
35.根据改进方案的另一个独立方面，提供一种具有指令的计算机程序，其中，当通过根据改进方案的人机接口设备实施该计算机程序时，所述指令促使该人机接口设备执行根据改进方案的方法。
36.根据改进方案的另一个独立方面，提供一种计算机可读的存储介质，根据改进方案的计算机程序存储在该计算机可读的存储介质上。
37.根据改进方案的另一个独立方面，提供一种机动车，该机动车包含根据改进方案的人机接口设备和/或计算机可读的存储介质。
38.根据本发明的方法的扩展设计也属于本发明，所述扩展设计具有已经结合根据本发明的人机接口设备的扩展设计描述的特征。出于这个原因，在此不再次描述根据本发明的方法的相应扩展设计。
39.本发明还包括所述实施方式的特征的组合。
40.以下描述本发明的实施例。在附图中：
41.图1以根据改进方案的人机接口设备的示例性实施方式的示意图示出了一种机动车；并且
42.图2示出了根据改进方案的用于人机交互的方法的示意性流程图。
43.下面阐述的实施例是本发明的优选实施方式。在所述实施例中，实施方式的所描述的部件分别代表本发明的各个单独的能够彼此独立地考虑的特征，这些特征也分别彼此独立地扩展本发明并且因此也能够单独地或者在与所示组合不同的组合中被视为本发明
的组成部分。此外，所描述的实施方式还可以通过本发明的已经描述的其它的特征来补充。
44.在附图中，功能相同的元件分别设有相同的附图标记。
45.在图1中，尤其是从机动车1的驾驶员的视角示出机动车1。机动车1具有根据改进方案的人机接口设备2。
46.人机接口设备2尤其具有平视显示器，该平视显示器使用机动车1的挡风玻璃的一部分作为显示面11并且包含计算单元9。平视显示器还具有图像产生和光学单元16，该图像产生和光学单元设置用于，基于由计算单元9提供的图形数据产生图像并且将该图像投影到显示面11上，所述图形数据例如形式为图形文件或者形式为控制指令。
47.人机接口设备2还具有输入接口5，其例如可以设计为旋转轮。机动车1的用户可以操纵、即旋转该旋转轮或者说输入接口5，以便产生滚动输入信号。
48.人机接口设备2还包含传感器系统6，该传感器系统例如可以设计为摄像机系统，以便检测机动车1的周围环境7并且对其进行成像。
49.第一和第二图形元素3、4显示在显示区域11上，其中，第一图形元素3例如当前被用户选择并且位于显示面11的显示区域中。
50.可选地，人机接口设备2或计算单元9可以具有计算机可读的存储介质17，根据改进方案的计算机程序存储在该计算机可读的存储介质上。计算单元9例如可以实施该计算机程序，以便使得人机接口设备2实施根据改进方案的方法。
51.根据在图2中示出的根据改进方案的用于人机交互的方法的流程图，更详细地阐述人机接口设备2的功能。
52.在该方法的步骤12中，借助图像产生和光学单元16以通过计算单元9控制的方式将第一图形元素3插入到用户的视场中、即插入到显示面11的与当前选择的对象相对应的显示区域中。
53.在该方法的步骤13中，用户例如操纵旋转轮5以产生滚动输入信号。
54.在该方法的步骤14中，借助传感器系统6确定机动车1的周围环境7中的标示方向8。该标示方向8例如可以相应于车道标记线。此外，在步骤14中，根据标示方向8确定滚动路径10。
55.例如，滚动路径10可以相应于与标示方向8具有共同消失点的线。
56.在该方法的步骤15中，响应于滚动输入信号地沿着滚动路径10移动第一和第二图形元素3、4。图形元素3、4尤其可以是图形对象或者元素的列表的一部分，用户可以借助操纵输入接口5来浏览或翻滚该列表。通过翻滚，例如将第一图形元素3移动出显示区域，并且将第二图形元素4移动到显示区域中并且尤其是选择第二图形元素。备选地，也可以选择另外的图形元素，方式为同样将第二图形元素移动、即翻滚出显示区域，并且将所述另外的图形元素移动到显示区域中并使其例如停留在该处。
57.通过该改进方案，通过将图形元素的移动更好地嵌入机动车用户的视线区域内来提高驾驶员的安全性。通过借助ar可以在一定程度上将图形内容以直线或曲线的形式显示在道路上，可以使机动车用户在浏览图形元素期间将其视线集中在道路上。通过对滚动路径进行匹配、尤其是动态匹配，可以最小化驾驶员的注意力分散。通过使用ar系统，还可以实现进一步的用户交互，例如手写识别，以便从图形元素列表中选择特定位置，或者手势控制。
58.在驾驶期间使用ar眼镜系统可以改善用户与机动车的交互并且改善安全性。在实施方式中，用户例如可以通过视线移动、语音指令、开关、按钮或触敏部件来与输入接口通信。
59.该改进方案可以像应用于可部分或完全自动化地运行的车辆那样也应用于可完全手动运行的机动车。
60.附图标记列表
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机动车
[0062]2ꢀꢀꢀꢀꢀ
人机接口设备
[0063]
3，4
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图形元素
[0064]5ꢀꢀꢀꢀꢀ
输入接口
[0065]6ꢀꢀꢀꢀꢀ
传感器系统
[0066]7ꢀꢀꢀꢀꢀ
周围环境
[0067]8ꢀꢀꢀꢀꢀ
标示方向
[0068]9ꢀꢀꢀꢀꢀ
计算单元
[0069]
10
ꢀꢀꢀꢀ
滚动路径
[0070]
11
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显示面
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12-15 方法步骤
[0072]
16
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图像产生和光学单元
[0073]
17
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计算机可读的存储介质