-
Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Darstellen eines virtuellen Fahrzeuginnenraums.
-
Bei der Konzeption und dem Entwurf neuer Fahrzeuginnenraumgestaltungen ist es von besonderer Relevanz, dass während des Gestaltungsprozesses ein räumliches Modell des Fahrzeuginnenraums zur Verfügung steht, da die optische Wirkung eines entworfenen Designs an einem Bildschirm häufig von dessen tatsächlicher optischer Wirkung abweicht.
-
Durch ein räumliches Modell des Fahrzeuginnenraums lassen sich Größen, Relationen, Farben, Materialien und Oberflächen der einzelnen Fahrzeuginnenraumkomponenten häufig besser von den Designern erfassen als an einem Bildschirm, sodass die Entwicklung stimmiger und optisch ansprechender Designkonzepte vereinfacht wird.
-
Räumliche Modelle eines Fahrzeuginnenraums wurden in der Vergangenheit unter Verwendung von verschiedenen Materialien, wie beispielsweise Gips, Ton, Lehm oder Holz, hergestellt. Da die Modellierung solcher Modelle jedoch einen hohen Kosten- und Zeitaufwand bedingt, ist man dazu übergegangen, entworfene Fahrzeuginnenraumkonzepte auf digitale Weise räumlich zu visualisieren. Virtuelle Fahrzeuginnenräume werden nicht nur während der Entwurfsphase von den zuständigen Designern verwendet, sondern werden auch zu Präsentationszwecken eingesetzt, wenn unternehmensinterne Entscheidungen über die Innenraumgestaltung eines neuen Fahrzeugs getroffen werden müssen.
-
Zur Bereitstellung eines virtuellen Fahrzeugmodells schlägt
DE 10 2014 009 701 A1 die Verwendung einer Virtual-Reality-Brille vor. Das vorgeschlagene Verfahren erlaubt jedoch lediglich die Darstellung des Fahrzeugs aus einer fahrzeugexternen Perspektive und ist somit bei der Innenraumgestaltung von Fahrzeugen nicht hilfreich.
-
Die Perspektive, aus welcher das räumliche Modell des Fahrzeuginnenraums dargestellt wird, ist sowohl für die Gestaltungsarbeit als auch für die Präsentation eines entworfenen Innenraumkonzepts von Bedeutung, damit dem Betrachter ein möglichst realitätsnaher Eindruck des Fahrzeuginnenraums vermittelt wird.
-
Hierzu schlägt
DE 10 2014 009 697 A1 vor, eine Virtual-Reality-Brille zur Wiedergabe eines virtuellen Fahrzeuginnenraums innerhalb eines Fahrzeugs zu verwenden, damit der Benutzer der Virtual-Reality-Brille den virtuellen Fahrzeuginnenraum von einem Fahrzeugsitz aus betrachten kann und die Möglichkeit hat, bestimmte Fahrzeuginnenraumkomponenten, wie beispielsweise das Lenkrad, haptisch wahrnehmen zu können. Nachteilig ist jedoch, dass das Fahrzeug die Position und die Geometrie der haptisch wahrnehmbaren Fahrzeuginnenraumkomponenten vorgibt, sodass unterschiedliche Fahrzeuge notwendig sind, um unterschiedliche virtuelle Fahrzeuginnenraumkonzepte realitätsnah wiedergeben zu können.
-
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit bereitzustellen, eine Vielzahl unterschiedlicher virtueller Fahrzeuginnenräume mittels eines Systems realitätsnah wiedergeben zu können.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein System gemäß Anspruch 1 beziehungsweise ein Verfahren gemäß Anspruch 9.
-
Das erfindungsgemäße System umfasst einen oder mehrere Fahrzeuginnenraumkomponenten, und eine digitale Brille, welche dazu eingerichtet ist, einem Benutzer einen virtuellen Fahrzeuginnenraum optisch wiederzugeben und bei der optischen Wiedergabe die eine oder die mehreren Fahrzeuginnenraumkomponenten zu berücksichtigen. Die eine oder die mehreren Fahrzeuginnenraumkomponenten sind dabei auf einer Plattform außerhalb eines Fahrzeugs angeordnet.
-
Das erfindungsgemäße System hat den Vorteil, dass die Anordnung und Ausrichtung der einen oder der mehreren Fahrzeuginnenraumkomponenten nicht bereits durch ein Fahrzeug vorgegeben sind. Somit kann das erfindungsgemäße System zur realitätsnahen Darstellung einer Vielzahl von virtuellen Fahrzeuginnenräumen genutzt werden. Die Anordnung des einen oder der mehreren Fahrzeuginnenraumkomponenten auf einer fahrzeugexternen Plattform erlaubt die Anpassung an verschiedene Fahrzeugtypen, Fahrzeugklassen und/oder Fahrzeugmodelle. Durch die Anpassung kann der Benutzer der Brille die eine oder die mehreren bereitgestellten Fahrzeuginnenraumkomponenten exakt an der Position haptisch wahrnehmen, an der er die eine oder die mehreren Fahrzeuginnenraumkomponenten aufgrund des optisch wiedergegebenen virtuellen Fahrzeuginnenraums erwartet. Das System kann zudem eine zweite oder auch weitere digitale Brillen umfassen, um so mehreren Personen eine gemeinsame Darstellung eines virtuellen Fahrzeuginnenraums zu ermöglichen.
-
Zumindest eine Fahrzeuginnenraumkomponente kann eine Verstelleinrichtung aufweisen, mittels welcher die Position der entsprechenden Fahrzeuginnenraumkomponente veränderbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann zumindest eine Fahrzeuginnenraumkomponente eine Verstelleinrichtung aufweisen, mittels welcher die Ausrichtung der entsprechenden Fahrzeuginnenraumkomponente veränderbar ist. Hierzu kann die Verstelleinrichtung beispielsweise eine oder mehrere Schienen umfassen, entlang welcher die zumindest eine Fahrzeuginnenraumkomponente verschiebbar ist. Vorzugsweise ist die Verstelleinrichtung dazu eingerichtet, die zumindest eine Fahrzeuginnenraumkomponente entlang einer Achse oder entlang von zwei oder drei Achsen versetzen zu können. Alternativ oder zusätzlich kann die Verstelleinrichtung ein Gelenk umfassen, mittels welchem der Anstellwinkel beziehungsweise die Neigung der zumindest einen Fahrzeuginnenraumkomponente verstellbar ist. Vorzugsweise ist die Verstelleinrichtung dazu eingerichtet, die zumindest eine Fahrzeuginnenraumkomponente um eine Achse oder um zwei oder drei Achsen drehen zu können. Die Verstelleinrichtung kann beispielsweise manuell einstellbar sein oder elektrische Aktuatoren zur Einstellung einer Position und/oder Ausrichtung aufweisen. Die elektrischen Aktuatoren sind vorzugsweise dazu eingerichtet, um über ein Steuergerät gesteuert zu werden.
-
Die digitale Brille kann als Virtual-Reality-Brille ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die als Virtual-Reality-Brille ausgebildete digitale Brille signalleitend mit einer Recheneinheit, beispielsweise einem Personal Computer oder einem oder mehreren Servern, verbunden. Die signalleitende Verbindung kann dabei kabelgebunden oder kabellos ausgebildet sein. Die Recheneinheit kann dazu eingerichtet sein, die durch die digitale Brille wiederzugebende Darstellung zu berechnen und der digitalen Brille ein entsprechendes Signal zur optischen Wiedergabe der Darstellung des virtuellen Fahrzeuginnenraums zur Verfügung zu stellen. Die durch die als Virtual-Reality-Brille ausgebildete digitale Brille wiedergegebene Darstellung beinhaltet vorzugsweise auch eine virtuelle Darstellung der einen oder der mehreren bereitgestellten Fahrzeuginnenraumkomponenten. In einer alternativen Ausführungsform ist die digitale Brille als Augmented-Reality-Brille ausgebildet. Vorzugsweise ist die als Augmented-Reality-Brille ausgebildete digitale Brille dazu eingerichtet, ohne eine signalleitende Verbindung zu einer externen Recheneinheit einen virtuellen Fahrzeuginnenraum optisch wiedergeben zu können. Jedoch ist es auch möglich, dass der als Augmented-Reality-Brille ausgebildeten digitalen Brille ein entsprechendes Wiedergabesignal einer Recheneinheit zur Verfügung steht. Vorzugsweise ist die Augmented-Reality-Brille dazu eingerichtet, dem Benutzer eine Darstellung bereitzustellen, welche sowohl virtuelle Objekte als auch physisch vorhandene Objekte, wie die eine oder die mehreren bereitgestellten Fahrzeuginnenraumkomponenten, umfasst. Unabhängig davon, ob die digitale Brille als Virtual-Reality-Brille oder als Augmented-Reality-Brille ausgebildet ist, kann die digitale Brille einen oder mehrere Sensoren und/oder eine oder mehrere Kameras umfassen. Vorzugsweise umfasst die digitale Brille einen oder mehrere Positionssensoren, einen oder mehrere Geschwindigkeitssensoren, einen oder mehrere Beschleunigungssensoren und/oder einen oder mehrere Neigungssensoren. Durch diese Sensoren kann die Bewegung der digitalen Brille und somit die Bewegung des Kopfes des Benutzers überwacht werden, sodass bei einer Bewegung der digitalen Brille die wiedergegebene Darstellung des virtuellen Fahrzeuginnenraums entsprechend der neuen Perspektive verändert wird. Die mittels der Kamera ermittelten Umgebungsinformationen können ebenfalls bei der Wiedergabe des virtuellen Fahrzeuginnenraums berücksichtigt werden. Somit lassen sich beispielsweise Körperteile des Benutzers der digitalen Brille und deren Bewegungen in die Darstellung des virtuellen Fahrzeuginnenraums integrieren, sodass die Realitätsnähe der Darstellung weiter gesteigert wird.
-
Die eine oder mehreren Fahrzeuginnenraumkomponenten können einen oder mehrere Fahrzeugsitze umfassen. Der eine oder die mehreren Fahrzeugsitze dienen zum Erzeugen eines realitätsnahen Sitzempfindens bei dem Benutzer der digitalen Brille. Dies erfolgt einerseits über die Vorgabe einer Sitzposition und andererseits durch die Möglichkeit des Benutzers während des Betrachtens des virtuellen Fahrzeuginnenraums den einen oder die mehreren Fahrzeugsitze haptisch wahrnehmen zu können. Vorzugsweise wird der eine oder werden die mehreren bereitgestellten Fahrzeugsitze durch eine virtuelle Darstellung bei der optischen Wiedergabe durch die digitale Brille berücksichtigt oder der eine oder die mehreren bereitgestellten Fahrzeugsitze werden bei der optischen Wiedergabe durch die digitale Brille derart berücksichtigt, dass dieser oder diese durch die digitale Brille real wahrnehmbar ist beziehungsweise sind.
-
Die eine oder mehreren Fahrzeuginnenraumkomponenten können ein Fahrzeuglenkrad umfassen. Das Fahrzeuglenkrad ist somit während des Betrachtens des virtuellen Fahrzeuginnenraums durch den Benutzer der digitalen Brille, beispielsweise durch eine Handberührung, haptisch wahrnehmbar und führt somit zu einer weiteren Steigerung der Realitätsnähe. Vorzugsweise wird das Fahrzeuglenkrad durch eine virtuelle Darstellung bei der optischen Wiedergabe durch die digitale Brille berücksichtigt oder das Fahrzeuglenkrad wird bei der optischen Wiedergabe durch die digitale Brille derart berücksichtigt, dass es durch die digitale Brille real wahrnehmbar ist.
-
Die eine oder mehreren Fahrzeuginnenraumkomponenten können ein oder mehrere Fußpedale, beispielsweise zwei oder drei Fußpedale, umfassen. Das eine oder die mehreren Fußpedale sind somit während des Betrachtens des virtuellen Fahrzeuginnenraums durch den Benutzer der digitalen Brille, beispielsweise durch eine Fußberührung, haptisch wahrnehmbar und führen somit zu einer weiteren Steigerung der Realitätsnähe. Vorzugsweise wird das eine oder werden die mehreren Fußpedale durch eine virtuelle Darstellung bei der optischen Wiedergabe durch die digitale Brille berücksichtigt oder das eine oder die mehreren Fußpedale werden bei der optischen Wiedergabe durch die digitale Brille derart berücksichtigt, dass dieses oder diese durch die digitale Brille real wahrnehmbar ist beziehungsweise sind.
-
Das System kann ferner ein Steuergerät aufweisen, welches signalleitend mit der digitalen Brille verbunden und dazu eingerichtet ist, die optische Wiedergabe der Brille zu beeinflussen. Mittels des Steuergeräts können beispielsweise unterschiedliche virtuelle Fahrzeuginnenräume eingestellt werden. Beispielsweise ist das Steuergerät dazu eingerichtet, die digitale Brille dazu zu veranlassen, den virtuellen Fahrzeuginnenraum unterschiedlicher Fahrzeugtypen optisch darzustellen. Im Sinne der Erfindung unterscheidet man beispielsweise folgende Fahrzeugtypen: Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Busse, Traktoren, Transporter sowie verschiedene Schiffstypen und Flugzeugtypen. Alternativ oder zusätzlich ist das Steuergerät dazu eingerichtet, die digitale Brille dazu zu veranlassen, den virtuellen Fahrzeuginnenraum unterschiedlicher Fahrzeugklassen optisch darzustellen. Im Sinne der Erfindung unterscheidet man beispielsweise folgende Fahrzeugklassen: Limousine, Kombi, Cabrio, Geländewagen, Sports-Utility-Vehicle, Sportwagen, Crossover-Utility-Vehicle, Nutzfahrzeug, Leichtfahrzeug, Kleinstwagen und Kleinwagen. Alternativ oder zusätzlich ist das Steuergerät dazu eingerichtet, die digitale Brille dazu zu veranlassen, den virtuellen Fahrzeuginnenraum unterschiedlicher Fahrzeugmodelle optisch darzustellen. Im Sinne der Erfindung unterscheidet man beispielsweise zwischen den verschiedenen Fahrzeugmodellen der einzelnen Fahrzeughersteller. Darüber hinaus kann das Steuergerät die digitale Brille dazu veranlassen, die optisch wiedergegebene Perspektive des virtuellen Fahrzeuginnenraums zu ändern, die optisch wiedergegebenen geometrischen Strukturen des virtuellen Fahrzeuginnenraums zu ändern, die optisch wiedergegebenen Oberflächenstrukturen des virtuellen Fahrzeuginnenraums zu ändern und/oder die optisch wiedergegebenen Farben des virtuellen Fahrzeuginnenraums zu ändern. Auf diese Weise kann über das Steuergerät eine Vielzahl unterschiedlicher virtueller Fahrzeuginnenräume dargestellt werden, wodurch das Entwerfen eines optisch ansprechenden Fahrzeuginnenraums erheblich vereinfacht wird. Ferner kann das erfindungsgemäße System hierdurch zur Präsentation verschiedener Fahrzeuginnenraumkonzepte genutzt werden, da das Umschalten zwischen vorbereiteten Darstellungen während der Präsentation mittels des Steuergeräts erfolgen kann.
-
Das Steuergerät kann signalleitend mit der einen oder den mehreren Fahrzeuginnenraumkomponenten verbunden und dazu eingerichtet sein, deren Position und/oder Ausrichtung zu verändern. Beispielsweise kann die digitale Brille zuerst den virtuellen Fahrzeuginnenraum eines Sportwagens optisch wiedergeben. Bei der Wiedergabe des virtuellen Fahrzeuginnenraums des Sportwagens befinden sich der Fahrzeugsitz und das Fahrzeuglenkrad in einer ersten Konfiguration, welche eine tiefe Sitzposition und eine gestreckte Körperhaltung bedingt. Nachfolgend kann die digitale Brille dann den virtuellen Fahrzeuginnenraum eines Geländewagens optisch wiedergeben. Bei der Wiedergabe des virtuellen Fahrzeuginnenraums des Geländewagens befinden sich der Fahrzeugsitz und das Fahrzeuglenkrad in einer zweiten Konfiguration, welche eine hohe Sitzposition und eine aufrechte Körperhaltung bedingt. Der Wechsel von der ersten Konfiguration zu der zweiten Konfiguration kann in dieser Ausführungsform mittels des Steuergeräts erfolgen.
-
Das Steuergerät kann eine Anzeigeeinheit zur optischen Wiedergabe von Informationen und/oder ein oder mehrere Eingabeelemente zur Eingabe von Steuerbefehlen umfassen. Vorzugsweise ist das Steuergerät als Personal Computer, Tablet, Laptop oder Smartphone ausgebildet. Die Anzeigeeinheit kann als LCD-, TFT- oder LED-Display oder als Touchscreen ausgebildet sein. Das eine oder die mehreren Eingabeelemente können drucksensitiv ausgebildet sein und/oder einen oder mehrere Tasten oder einen Touchscreen umfassen. Alternativ kann das Steuergerät auch in der digitalen Brille integriert sein. Beispielsweise kann das Steuergerät eine Kamera und/oder einen oder mehrere Sensoren umfassen oder mit einer Kamera und/oder einem oder mehreren Sensoren signalleitend verbunden sein, sodass die Eingabe von Steuerbefehlen über Gesten und/oder Bewegungen des Benutzer der digitalen Brille erfolgen kann. Beispielsweise ist die digitale Brille dazu eingerichtet, eine Menüstruktur optisch wiederzugeben, deren Menüpunkte durch eine Geste und/oder eine Bewegung des Benutzers der digitalen Brille auswählbar sind.
-
Das System kann außerdem eine Ultraschallquelle umfassen, welche dazu eingerichtet ist, eine haptische Wahrnehmbarkeit des durch die digitale Brille optisch wiedergegebenen virtuellen Fahrzeuginnenraums für den Benutzer durch Ultraschallwellen zu erzeugen. Der von der Ultraschallquelle ausgesendete Ultraschall wird an den virtuellen Oberflächen des optisch wiedergegebenen Fahrzeuginnenraums von den Gliedmaßen des Benutzers, beispielsweise von dessen Fingern, reflektiert, sodass bei dem Benutzer ein Berührungsempfinden ausgelöst wird. Die Reflektion des Ultraschalls wird somit vom Benutzer als Berührung einer optisch dargestellten jedoch virtuellen Oberfläche wahrgenommen.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden eine oder mehrere Fahrzeuginnenraumkomponenten auf einer Plattform außerhalb eines Fahrzeugs und eine digitale Brille bereitgestellt und dem Benutzer der digitalen Brille ein virtueller Fahrzeuginnenraum unter Berücksichtigung der einen oder der mehreren bereitgestellten Fahrzeuginnenraumkomponenten optisch wiedergegeben.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass die Anordnung und Ausrichtung der einen oder der mehreren Fahrzeuginnenraumkomponenten nicht bereits durch ein Fahrzeug vorgegeben sind. Somit kann das erfindungsgemäße Verfahren zur realitätsnahen Darstellung einer Vielzahl von virtuellen Fahrzeuginnenräumen genutzt werden. Die Anordnung des einen oder der mehreren Fahrzeuginnenraumkomponenten auf einer fahrzeugexternen Plattform erlaubt die Anpassung an verschiede Fahrzeugtypen, Fahrzeugklassen und/oder Fahrzeugmodelle.
-
Bei dem Verfahren kann die Position und/oder die Ausrichtung von einer oder mehreren Fahrzeuginnenraumkomponenten geändert werden. Die Positionsänderung und/oder die Ausrichtungsänderung erfolgt vorzugsweise mittels einer oder mehreren Verstelleinrichtungen. Die eine oder die mehreren Verstelleinrichtungen können manuell einstellbar sein und/oder elektrisch angetriebene Aktuatoren umfassen. Beispielsweise umfasst das Verfahren das Steuern der elektrisch angetriebenen Aktuatoren mittels eines Steuergeräts. Das Steuergerät kann beispielsweise ein Personal Computer, ein Tablet, ein Laptop oder ein Smartphone sein. Alternativ oder zusätzlich umfasst das Verfahren das Austauschen von einer oder mehreren Fahrzeuginnenkomponenten. Durch die Änderung der Position und/oder der Ausrichtung können die bereitgestellten Fahrzeuginnenraumkomponenten entsprechend der optischen Wiedergabe durch die digitale Brille im Raum angeordnet werden, sodass der Benutzer der digitalen Brille die optisch dargestellten Fahrzeuginnenraumkomponenten exakt in den Bereichen haptisch wahrnehmen kann, in denen er diese aufgrund der optischen Darstellung des virtuellen Fahrzeuginnenraums auch erwartet. Das Austauschen von einer oder mehreren Fahrzeuginnenkomponenten kann zu einer weiteren Steigerung der Realitätsnähe führen. Beispielsweise umfassen die eine oder mehreren Fahrzeuginnenraumkomponenten einen oder mehrere Fahrzeugsitze, ein Fahrzeuglenkrad und/oder ein oder mehrere Fußpedale. Korrespondiert die Größe des bereitgestellten Fahrzeuglenkrads nicht mit der Größe des virtuell dargestellten Fahrzeuglenkrads würde es zu einer erheblichen Beeinträchtigung des Realitätsempfindens des Benutzers kommen. Durch die Möglichkeit das bereitgestellte Fahrzeuglenkrad austauschen zu können, wird diese Beeinträchtigung vermieden.
-
Die optische Wiedergabe des virtuellen Fahrzeuginnenraums der digitalen Brille kann durch eine Kopfbewegung des Benutzers geändert werden. Eine Kopfbewegung des Benutzers führt stets zu einer geänderten Perspektive. Die Änderung der Perspektive kann somit durch eine Anpassung der optischen Wiedergabe von der digitalen Brille berücksichtigt werden. Die optische Wiedergabe des virtuellen Fahrzeuginnenraums der digitalen Brille kann auch durch eine Körperbewegung des Benutzers geändert werden. Vorzugsweise umfasst das Verfahren das Erkennen einer Körperbewegung des Benutzers mittels einer oder mehrerer Kameras. Die Realitätsnähe wird erheblich gesteigert, wenn der Benutzer und seine Bewegungen ebenfalls durch die digitale Brille optisch wiedergegeben werden. Somit kann dem Benutzer durch die digitale Brille beispielsweise die Ausführung seiner eigenen Armbewegung beim Greifen des Lenkrads wiedergeben werden. Außerdem kann die optische Wiedergabe des virtuellen Fahrzeuginnenraums der digitalen Brille durch eine Pupillenbewegung des Benutzers geändert werden. Hierzu umfasst das Verfahren vorzugsweise den Schritt des Erfassens der Pupillenbewegung des Benutzers, insbesondere durch eine oder mehrere Kameras der digitalen Brille. Darüber hinaus kann die optische Wiedergabe des virtuellen Fahrzeuginnenraums der digitalen Brille durch die Eingabe eines Steuerbefehls auf einem Steuergerät geändert werden. Das Steuergerät verfügt hierzu beispielsweise über eine Anzeigeeinheit zur optischen Wiedergabe von Informationen und/oder über ein oder mehrere Eingabeelemente zur Eingabe von Steuerbefehlen. Mittels des Steuergeräts kann beispielsweise zwischen alternativen virtuellen Fahrzeuginnenräumen für ein zukünftiges Fahrzeug umgeschaltet werden, um die unterschiedlichen Fahrzeuginnenräume unternehmensinternen Entscheidungsträgern zu präsentieren. Alternativ oder zusätzlich kann die optische Wiedergabe des virtuellen Fahrzeuginnenraums der digitalen Brille durch die Auswahl eines Steuerbefehls in einem dem Benutzer optisch angezeigten virtuellen Menü geändert werden. Hierzu umfasst das Verfahren vorzugsweise den Schritt des Erfassens von Gesten und/oder Bewegungen des Benutzers, sodass die Auswahl eines Steuerbefehls durch den Benutzer erkannt werden kann, ohne dass dieser ein physisches Eingabegerät verwenden muss.
-
Die optische Wiedergabe des virtuellen Fahrzeuginnenraums kann dadurch geändert werden, dass die optisch wiedergegebene Perspektive des virtuellen Fahrzeuginnenraums geändert wird. Dies ist notwendig, wenn der Benutzer seinen Kopf oder seine Pupillen bewegt. Alternativ oder zusätzlich können die optisch wiedergegebenen geometrischen Strukturen des virtuellen Fahrzeuginnenraums geändert werden. Eine solche Änderung kann beispielsweise zur virtuellen Darstellung von unterschiedlichen Ausstattungsvarianten eines Fahrzeugs Verwendung finden. Der virtuelle Fahrzeuginnenraum kann dabei in einer ersten Darstellung beispielsweise einen optisch auffälligen Ausstattungsgegenstand, wie einen Getränkehalter, ein Multimediagerät, beispielsweise ein Radiogerät oder ein Videogerät, ein Display, ein Kombinationsinstrument, ein Navigationssystem oder eine Dekorleiste darstellen, wobei in einer zweiten Darstellung des virtuellen Fahrzeuginnenraums an der entsprechenden Stelle lediglich eine Blende oder ein anderer Ausstattungsgegenstand, beispielsweise der zuvor dargestellte Ausstattungsgegenstand in einer anderen Größe oder mit einer abweichenden Geometrie, dargestellt ist. Außerdem können die optisch wiedergegebenen Oberflächenstrukturen des virtuellen Fahrzeuginnenraums geändert werden. Somit können beispielsweise verschiedene Oberflächenmaterialen und deren optische Erscheinung virtuell dargestellt werden. Alternativ oder zusätzlich können die optisch wiedergegebenen Farben des virtuellen Fahrzeuginnenraums geändert werden. Dies erlaubt die Auswahl von stimmigen Farbkombinationen für die einzelnen Komponenten eines Fahrzeuginnenraums. Außerdem können sich Kaufinteressierte verschiedene Farbvarianten für den Fahrzeuginnenraum virtuell darstellen lassen, um den Kaufinteressierten die Entscheidung für eine bestimmte Innenraumfarbgebung zu erleichtern.
-
Durch das Verfahren kann ein virtueller Fahrzeuginnenraum eines ersten Fahrzeugtyps und ein virtueller Fahrzeuginnenraum eines zweiten Fahrzeugtyps optisch wiedergegeben werden. Außerdem kann ein virtueller Fahrzeuginnenraum einer ersten Fahrzeugklasse und ein virtueller Fahrzeuginnenraum einer zweiten Fahrzeugklasse optisch wiedergegeben werden. Im Sinne der Erfindung unterscheidet man beispielsweise folgende Fahrzeugklassen: Limousine, Kombi, Cabrio, Geländewagen, Sports-Utility-Vehicle, Sportwagen, Crossover-Utility-Vehicle, Nutzfahrzeuge, Leichtfahrzeug, Kleinstwagen und Kleinwagen. Darüber hinaus kann ein virtueller Fahrzuginnenraum eines ersten Fahrzeugmodells und ein virtueller Fahrzeuginnenraum eines zweiten Fahrzeugmodells optisch wiedergegeben werden. Im Sinne der Erfindung unterscheidet man beispielsweise zwischen den verschiedenen Fahrzeugmodellen der einzelnen Fahrzeughersteller. Die Position und/oder Ausrichtung der einen oder der mehreren Fahrzeuginnenraumkomponenten können entsprechend eines ausgewählten Fahrzeugtyps, einer ausgewählten Fahrzeugklasse und/oder eines ausgewählten Fahrzeugmodells eingestellt werden.
-
Ferner umfasst das Verfahren den Schritt des Erzeugens einer haptischen Wahrnehmbarkeit des durch die digitale Brille optisch wiedergegebenen virtuellen Fahrzeuginnenraums für den Benutzer mittels Ultraschallwellen. Vorzugsweise umfasst das Verfahren den Schritt des Aussendens von Ultraschallwellen derart, dass diese an den virtuellen Oberflächen des optisch wiedergegebenen Fahrzeuginnenraums von den Gliedmaßen des Benutzers reflektiert werden, sodass bei dem Benutzer ein Berührungsempfinden ausgelöst wird. Durch die Reflektion des Ultraschalls kann der Benutzer eine Berührung einer optisch dargestellten jedoch virtuellen Oberfläche wahrnehmen.
-
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
-
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
-
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Systems zum Darstellen eines virtuellen Fahrzeuginnenraums; und
-
2 ein Blockdiagramm zu einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Darstellen eines virtuellen Fahrzeuginnenraums.
-
Gemäß 1 umfasst das erfindungsgemäße System 10 zum Darstellen eines virtuellen Fahrzeuginnenraums 24 eine digitale Brille 22, ein erstes Steuergerät 38, ein zweites Steuergerät 42, eine Ultraschallquelle 48 sowie mehrere Fahrzeuginnenraumkomponenten 12–20, nämlich hier zwei Fahrzeugsitze 12, 14, ein Fahrzeuglenkrad 16 und zwei Fußpedale 18, 20. Sämtliche Fahrzeuginnenraumkomponenten 12–20 sind auf einer Plattform 26 außerhalb eines Fahrzeugs angeordnet.
-
Die digitale Brille 22 ist dazu eingerichtet, einem Benutzer einen virtuellen Fahrzeuginnenraum 24 optisch wiederzugeben und bei der optischen Wiedergabe die bereitgestellten Fahrzeuginnenraumkomponenten 12–20 zu berücksichtigen.
-
Der Fahrzeugsitz 12 weist eine Verstelleinrichtung 28 auf, mittels welcher die Position und die Ausrichtung Fahrzeugsitzes 12 veränderbar ist. Der Fahrzeugsitz 14 weist eine Verstelleinrichtung 30 auf, mittels welcher die Position und die Ausrichtung Fahrzeugsitzes 14 veränderbar ist. Die Verstelleinrichtungen 28, 30 weisen jeweils drei Schienen auf, wobei jede Schiene ein Verschieben des jeweiligen Fahrzeugsitzes 12, 14 entlang einer Achse ermöglicht. Darüber hinaus weisen die Verstelleinrichtungen 28, 30 jeweils ein Gelenk auf, welches eine Drehung des jeweiligen Fahrzeugsitzes 12, 14 um drei verschiedene Achsen ermöglicht.
-
Das Fahrzeuglenkrad 16 weist eine Verstelleinrichtung 32 auf, mittels welcher die Position und die Ausrichtung des Fahrzeuglenkrades 16 veränderbar ist. Darüber hinaus ist das Fahrzeuglenkrad 16 auswechselbar. Das Fußpedal 18 weist eine Verstelleinrichtung 34 auf, mittels welcher die Position und die Ausrichtung des Fußpedals 18 veränderbar ist. Das Fußpedal 20 weist eine Verstelleinrichtung 36 auf, mittels welcher die Position und die Ausrichtung des Fußpedals 20 veränderbar ist.
-
Sämtliche Verstelleinrichtungen 28–36 weisen einen elektrischen Aktuator auf, mittels welchem die Position und die Neigung der entsprechenden Fahrzeuginnenraumkomponente 12–20 über das erste Steuergerät 38 und das zweite Steuergerät 42 gesteuert werden kann.
-
Die digitale Brille 22 ist als Augmented-Reality-Brille ausgebildet und dazu eingerichtet, ohne eine signalleitende Verbindung zu einer externen Recheneinheit den virtuellen Fahrzeuginnenraum 24 optisch wiedergeben zu können und mit signalleitender Verbindung dem Benutzer eine Darstellung bereitzustellen, welche sowohl virtuelle Objekte als auch physisch vorhandene Objekte, nämlich die bereitgestellten Fahrzeuginnenraumkomponenten 12–20, umfasst. Die als Augmented-Reality-Brille ausgebildete digitale Brille 22 ist kabellos und signalleitend mit dem ersten Steuergerät 38 und dem zweiten Steuergerät 42 sowie mit den Verstelleinrichtungen 28–36 der Fahrzeuginnenraumkomponenten 12–20 verbunden.
-
Die Steuergeräte 38, 42 sind dazu eingerichtet, die optische Wiedergabe der digitalen Brille 22 zu beeinflussen. Um die optische Wiedergabe der digitalen Brille 22 beeinflussen zu können, weist das als Tablet ausgebildete Steuergerät 38 einen Touchscreen auf, welcher als Anzeigeeinheit 40 zur optischen Wiedergabe von Informationen und als Eingabeelement 40 zur Eingabe von Steuerbefehlen dient. Das als Laptop ausgebildete Steuergerät 42 weist eine als LCD-Display ausgebildete Anzeigeeinheit 44 und mehrere als Tasten ausgebildete Eingabeelemente 46 auf.
-
Die Steuergeräte 38, 42 sind außerdem signalleitend mit den Verstelleinrichtungen 28–36 der Fahrzeuginnenraumkomponenten 12–20 verbunden und dazu eingerichtet, die Position und Ausrichtung der Fahrzeuginnenraumkomponenten 12–20 zu verändern.
-
Die Ultraschallquelle 48 ist dazu eingerichtet, eine haptische Wahrnehmbarkeit des durch die digitale Brille 22 optisch wiedergegebenen virtuellen Fahrzeuginnenraums 24 für den Benutzer durch Ultraschallwellen 50 zu erzeugen. Die ausgesendeten Ultraschallwellen 50 werden an den Oberflächen des virtuellen Fahrzeuginnenraums von den Fingern des Benutzers reflektiert, sodass der Benutzer eine Berührung wahrnimmt.
-
Die 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Darstellen eines virtuellen Fahrzeuginnenraums. Zum Bereitstellen eines entsprechenden Systems umfasst das Verfahren die folgenden Schritte:
- 52) Bereitstellen eines Fahrzeugsitzes, eines Fahrzeuglenkrades und zweier Fußpedale auf einer Plattform außerhalb eines Fahrzeugs; und
- 54) Bereitstellen einer digitalen Brille, welche als Virtual-Reality-Brille ausgebildet ist.
-
Dem Benutzer der digitalen Brille kann nunmehr mit dem folgenden Schritt ein virtueller Fahrzeuginnenraum angezeigt werden:
- 56) optisches Wiedergeben eines virtuellen Fahrzeuginnenraums eines Geländewagens unter Berücksichtigung des Fahrzeugsitzes, des Fahrzeuglenkrades und der zwei Fußpedale.
-
Zur Steigerung der Realitätsnähe wird der folgende Schritt ausgeführt, damit der Benutzer den virtuellen Fahrzeuginnenraum nicht lediglich optisch sondern zusätzlich auch haptisch wahrnehmen kann:
- 58) Erzeugen einer haptischen Wahrnehmbarkeit des durch die digitale Brille optisch wiedergegebenen virtuellen Fahrzeuginnenraums für den Benutzer mittels Ultraschallwellen.
-
Die Position und Ausrichtung des Fahrzeugsitzes, des Fahrzeuglenkrades und der zwei Fußpedalen stimmen jedoch noch nicht mit dem Modell des virtuellen Fahrzeuginnenraums überein. Damit der Benutzer der digitalen Brille die einzelnen Fahrzeuginnenraumkomponenten auch an den Positionen berühren kann, an denen er dies aufgrund des wiedergegebenen virtuellen Innenraums des Geländewagens erwartet, werden mittels eines Steuergeräts folgende Schritte ausgeführt:
- 60) Einstellen der Position des Fahrzeugsitzes und des Fahrzeuglenkrads entsprechend des ausgewählten Geländewagens; und
- 62) Einstellen der Ausrichtung des Fahrzeuglenkrads und der zwei Fußpedalen entsprechend des ausgewählten Geländewagens.
-
Das verwendete Steuergerät ist signalleitend mit Verstelleinrichtungen der Fahrzeuginnenraumkomponenten verbunden, sodass nach der Auswahl der Einstellungen folgende Schritte ausgeführt werden können:
- 64) Ändern der Position des Fahrzeugsitzes und des Fahrzeuglenkrads mittels elektrisch angetriebenen Aktuatoren; und
- 66) Ändern der Ausrichtung des Fahrzeuglenkrads und der zwei Fußpedale mittels elektrisch angetriebenen Aktuatoren.
-
Da das zuletzt bereitgestellte Fahrzeuglenkrad nicht mit dem Fahrzeuglenkrad des Geländewagens übereinstimmt, nämlich weder hinsichtlich der Lenkradgröße noch hinsichtlich der Lenkradgeometrie, wird der folgende Schritt ausgeführt:
-
- 68) Austauschen des Fahrzeuglenkrades.
-
Es werden somit die folgenden Schritte ausgeführt:
- 70) optisches Wiedergeben eines virtuellen Fahrzeuginnenraums eines Personenkraftwagens;
- 72) optisches Wiedergeben eines virtuellen Fahrzeuginnenraums eines Geländewagens; und
- 74) optisches Wiedergeben eines virtuellen Fahrzeuginnenraums eines speziellen Geländewagenmodells.
-
Damit eine realitätsnahe Darstellung erfolgen kann, ist es notwendig, dass sich die optische Wiedergabe des virtuellen Fahrzeuginnenraums der digitalen Brille ändert, wenn der Benutzer seinen Kopf bewegt und somit die Blickperspektive ändert oder wenn der Benutzer durch eine Pupillenbewegung seine Blickrichtung ändert. Hierzu werden die folgenden Schritte ausgeführt:
- 76) Ändern der optischen Wiedergabe des virtuellen Fahrzeuginnenraums der digitalen Brille durch eine Kopfbewegung des Benutzers;
- 78) Ändern der optischen Wiedergabe des virtuellen Fahrzeuginnenraums der digitalen Brille durch eine Pupillenbewegung des Benutzers.
-
Die Kopfbewegungen des Benutzers werden durch Beschleunigungssensoren der digitalen Brille erfasst. Die Pupillenbewegungen des Benutzers werden durch Kameras der digitalen Brille erfasst. Ferner werden die Körperbewegungen des Benutzers durch Kameras der digitalen Brille erfasst, um den Körper des Benutzers sowie dessen Bewegungen in den virtuellen Fahrzeuginnenraum integrieren zu können. Hierzu wird der folgende Schritt ausgeführt:
- 80) Ändern der optischen Wiedergabe des virtuellen Fahrzeuginnenraums der digitalen Brille durch eine Körperbewegung des Benutzers.
-
Es kann auch eine Veränderung des virtuellen Fahrzeuginnenraums durch eine Befehlseingabe an einem Steuergerät erfolgen. Hierzu wird folgender Schritt ausgeführt:
- 82) Ändern der optischen Wiedergabe des virtuellen Fahrzeuginnenraums der digitalen Brille durch die Eingabe eines Steuerbefehls auf einem Steuergerät.
-
Das Steuergerät ist jedoch für den Benutzer der digitalen Brille nicht sichtbar. Dieser kann jedoch über ein virtuelles Menü, beispielsweise durch die Ausführung von Gesten, die optische Wiedergabe des virtuellen Fahrzeuginnenraums ändern. Hierzu wird der folgende Schritt ausgeführt:
- 84) Ändern der optischen Wiedergabe des virtuellen Fahrzeuginnenraums der digitalen Brille durch die Auswahl eines Steuerbefehls in einem dem Benutzer optisch angezeigten virtuellen Menü.
-
Das Ändern der optischen Wiedergabe des virtuellen Fahrzeuginnenraums umfasst beispielsweise zur Darstellung verschiedener Ausstattungsvarianten den folgenden Schritt:
- 86) Ändern der optisch wiedergegebenen geometrischen Strukturen des virtuellen Fahrzeuginnenraums.
-
Zur Darstellung verschiedener Fahrzeuginnenraummaterialien umfasst das Ändern der optischen Wiedergabe des virtuellen Fahrzeuginnenraums den folgenden Schritt:
- 88) Ändern der optisch wiedergegebenen Oberflächenstrukturen des virtuellen Fahrzeuginnenraums.
-
Zur Darstellung verschiedener zur Verfügung stehender Innenraumfarben oder Farbkombinationen umfasst das Ändern der optischen Wiedergabe des virtuellen Fahrzeuginnenraums den folgenden Schritt:
- 90) Ändern der optisch wiedergegebenen Farben des virtuellen Fahrzeuginnenraums.
-
Da die bereitgestellten Fahrzeuginnenraumkomponenten außerhalb eines Fahrzeugs angeordnet sind, kann das System nach der Darstellung des virtuellen Fahrzeuginnenraums des Geländewagens, nach Vornahme der oben beschriebenen Einstellungen der bereitgestellten Fahrzeuginnenraumkomponenten, zur Darstellung eines virtuellen Fahrzeuginnenraums einer Oberklassenlimousine verwendet werden. Hierzu werden folgende Schritte ausgeführt:
- 92) optisches Wiedergeben eines virtuellen Fahrzeuginnenraums eines Oberklassewagens;
- 94) optisches Wiedergeben eines virtuellen Fahrzeuginnenraums eines speziellen Oberklassemodells.
-
Die hier beschriebenen Fahrzeugmodelle in Form eines Geländewagens und einer Oberklassenlimousine sind beispielhaft, es können auch andere Fahrzeugmodelle beziehungsweise Kombinationen zum Einsatz gelangen.
-
Die Erfindung stellt somit ein System und ein Verfahren bereit, welche eine realitätsnahe Visualisierung der Innenräume unterschiedlicher Fahrzeuge erlauben und somit universell von Fahrzeuginnenraumdesignern bei der Gestaltung von Fahrzeuginnenraumkonzepten und während Designpräsentationen verwendet werden können.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- System
- 12
- Fahrzeugsitz des Fahrers
- 14
- Fahrzeugsitz des Beifahrers
- 16
- Fahrzeuglenkrad
- 18
- Fußpedal
- 20
- Fußpedal
- 22
- digitale Brille
- 24
- virtueller Fahrzeuginnenraum
- 26
- Plattform
- 28
- Verstelleinrichtung des Fahrzeugsitzes des Fahrers
- 30
- Verstelleinrichtung des Fahrzeugsitzes des Beifahrers
- 32
- Verstelleinrichtung des Fahrzeuglenkrads
- 34
- Verstelleinrichtung des Fußpedals
- 36
- Verstelleinrichtung des Fußpedals
- 38
- Steuergerät
- 40
- Anzeigeeinheit und Eingabeelement
- 42
- Steuergerät
- 44
- Anzeigeeinheit
- 46
- Eingabeelemente
- 48
- Ultraschallquelle
- 50
- Ultraschallwelle
- 52–94
- Verfahrensschritte
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102014009701 A1 [0005]
- DE 102014009697 A1 [0007]