DE102019116713B4

DE102019116713B4 - Verfahren, Vorrichtung und Fortbewegungsmittel für eine kinetosevermeidende Darstellung einer virtuellen Flüssigkeit in einer Datenbrille im Fortbewegungsmittel

Info

Publication number: DE102019116713B4
Application number: DE102019116713.2A
Authority: DE
Inventors: Markus Strassberger; Andreas Jarosch; Elisabeth Schmidt
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-06-19
Filing date: 2019-06-19
Publication date: 2021-01-28
Anticipated expiration: 2039-06-20
Also published as: DE102019116713A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Fortbewegungsmittel (80) für eine kinetosevermeidende Darstellung einer virtuellen Flüssigkeit (50) in einer Datenbrille (30) im Fortbewegungsmittel (80). Das Verfahren umfasst die Schritte: Ermitteln einer Lage und/oder einer Beschleunigung der Datenbrille (30) bezüglich eines Umfeldes des Fortbewegungsmittels (80) mittels einer ersten Sensorik (40), Erzeugen einer Bewegtbildsequenz der virtuellen Flüssigkeit (50) in Abhängigkeit der Lage und/oder der Beschleunigung der Datenbrille (30) und Anzeigen der Bewegtbildsequenz der virtuellen Flüssigkeit (50) in der Datenbrille (30) im Fortbewegungsmittel (80).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Fortbewegungsmittel für eine kinetosevermeidende Darstellung einer virtuellen Flüssigkeit in einer Datenbrille im Fortbewegungsmittel.
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren und Vorrichtungen zur Darstellung von Informationen in einem Fortbewegungsmittel mittels unterschiedlicher optischer Ausgabeeinheiten bekannt. Solche Ausgabeeinheiten können beispielsweise ein im Armaturenbrett des Fortbewegungsmittels angeordnetes Zentraldisplay, ein Display eines Kombiinstruments, ein Display einer Rücksitzbank, ein Head-up-Display des Fortbewegungsmittels oder eine informationstechnisch mit dem Fortbewegungsmittel gekoppelte Datenbrille sein. Ferner sind aus dem Stand der Technik Verfahren und Vorrichtungen zur Reduzierung eines Kinetoserisikos für einen Benutzer des Fortbewegungsmittels bekannt, welche u.a. auf einer Ausgabe von Bewegtbildinhalten in oben genannten optischen Ausgabeeinheiten basieren, wobei die Bewegtbildinhalte bevorzugt mit jeweiligen Bewegungen des Fortbewegungsmittels korrelieren. Insbesondere bei einer längeren Betrachtung von Informationen in einer Datenbrille im Fortbewegungsmittel, kann bei einem Betrachter dieser Informationen eine Kinetose oder auch Reisekrankheit hervorgerufen werden. Die Ursache hierfür ist meist eine Abweichung einer durch das menschliche Gleichgewichtsorgan empfundenen Bewegung (hier ausgelöst durch das Fortbewegungsmittel), von einer zeitgleichen Darstellung einer virtuellen Umgebung in der Datenbrille. Insbesondere bei einer längeren Betrachtung eines Displays der Datenbrille kann das Gehirn des Betrachters die durch das Gleichgewichtsorgan aufgenommene Bewegung nicht mit einer davon unabhängigen Informationsausgabe im Display in Einklang bringen. Dies kann beim Betrachter beispielsweise Übelkeit, Schwindel, Kopfschmerzen oder sogar Erbrechen hervorrufen.
Im Stand der Technik werden zur Vermeidung eines Kinetoserisikos Verfahren und Vorrichtungen vorgeschlagen, welche eine Korrelation zwischen der Wahrnehmung durch das Gleichgewichtsorgan und der visuellen Wahrnehmung durch das Auge während einer Fahrt im Fortbewegungsmittel herstellen bzw. verbessern können.
DE 10 2007 037 852 A1 offenbart ein Verfahren zur Reduzierung von Kinetose-Störungen bei einem Passagier eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Fahrt visuelle Effekte erzeugt werden, die einen der momentanen Bewegung des Fahrzeuges entsprechenden Bewegungseindruck vermitteln. Es wird weiter offenbart, dass die visuellen Effekte darin bestehen, dass veränderbare Muster und/oder Bildinformationen auf einer Anzahl von Vorrichtungen zur Bildwiedergabe dargestellt und/oder Helligkeiten und/oder Farben auf einer Anzahl von Oberflächen und/oder von einer Anzahl von Beleuchtungskörpern verändert werden.
DE 600 02 896 T2 offenbart eine Vorrichtung mit Sichtmarken gegen Kinetose, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sie aus einem rohrförmigen Behälter besteht, der undurchlässig oder transparent und in sich geschlossen ist und in dem mindestens zwei Substanzen mit unterschiedlichen Zuständen und/oder Massen eingeschlossen sind. Des Weiteren besteht die Vorrichtung aus einer Einrichtung zum Anordnen des rohrförmigen Behälters im peripheren Sichtfeld eines Auges oder der Augen eines Benutzers der Vorrichtung derart, dass mindestens eine sichtbare Grenzfläche, die durch die Substanzen gebildet wird, seitliche Sichtmarken bildet, so dass der Benutzer in seiner Umgebung eine Situation visuell wahrnehmen kann, die der entspricht, welche die Bogengänge des Innenohres wahrnehmen.
DE 10 2017 217 592 A1 offenbart ein System zum kinetosefreien Betrachten eines digitalen Inhalts in einem Fahrzeug, wobei eine drahtlos angebundene Datenbrille Steuergrößen von dem Fahrzeug empfängt und die anzuzeigende virtuelle 3D-Szene anhand der Steuerparameter berechnet.
US 7 128 705 B2 offenbart ein Verfahren zur Kinetose-Vermeidung, bei dem virtuelle Landschaften in Abhängigkeit von Sensordaten dargestellt werden.
US 2015 / 0 273 179 A1 offenbart ein System zur Kinetosevermeidung durch Sichtmarkierungen, welche mechanisch bzw. mithilfe von Flüssigkeiten auf Beschleunigungen reagieren.
Hock et al., „CarVR: Enabling in-car virtual reality entertainment", in: Proceedings of the 2017 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems, 2017, S. 4034-4044, schlägt eine Datenbrille in einem Fahrzeug vor, welche durch Übertragung der auf die Brille bzw. auf das Fahrzeug wirkenden Beschleunigungen auf eine Simulation einer Landschaft einer Kinetose entgegenwirkt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Kinetoserisiko für einen Benutzer einer Datenbrille im Fortbewegungsmittel durch eine mit jeweiligen Bewegungen des Fortbewegungsmittels gekoppelte Darstellung einer virtuellen Flüssigkeit in der Datenbrille besonders effektiv zu reduzieren. Dies wird insbesondere durch eine dargestellte virtuelle Flüssigkeit erzielt, die sich im Wesentlichen wie eine reale Flüssigkeit verhält und somit eine natürliche Bewegungswahrnehmung durch den Benutzer ermöglicht.
Die Lösung der vorstehend identifizierten Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren für eine kinetosevermeidende Darstellung einer virtuellen Flüssigkeit in einer Datenbrille in einem Fortbewegungsmittel vorgeschlagen. Das Fortbewegungsmittel kann beispielsweise ein Straßenfahrzeug (z.B. Motorrad, PKW, Transporter, LKW) oder ein Schienenfahrzeug oder ein Luftfahrzeug/Flugzeug und/oder ein Wasserfahrzeug sein. Die Datenbrille kann beispielsweise eine VR-Brille oder eine AR-Brille sein. Da eine Verwendung einer VR-Brille i.d.R. mit einer vollständigen Abschottung eines Sichtfeldes eines Benutzers von einer realen Umgebung einhergeht, kann das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft mit dieser Art von Datenbrille zur Kinetosevermeidung eingesetzt werden. Des Weiteren kann die Datenbrille drahtlos und/oder drahtgebunden informationstechnisch mit dem Fortbewegungsmittel verbunden sein. Eine drahtgebundene Anbindung der Datenbrille an das Fortbewegungsmittel kann beispielsweise über eine Busschnittstelle (z. B. ein CAN-, MOST-, FlexRay-, oder ein Ethernet-Schnittstelle) und/oder eine Videoschnittstelle eines Bordnetzes des Fortbewegungsmittels erfolgen. Die drahtlose Anbindung der Datenbrille an das Fortbewegungsmittel kann beispielsweise über eine WLAN-, Bluetooth-, Mobilfunk-, oder eine weitere Drahtloskommunikationsschnittstelle erfolgen.
In einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch eine erfindungsgemäße Auswerteeinheit eine Lage und/oder eine Beschleunigung der Datenbrille bezüglich eines Umfeldes des Fortbewegungsmittels mittels einer ersten Sensorik ermittelt. Die Auswerteeinheit kann ein Bestandteil der Datenbrille selbst, oder ein Bestandteil eines bestehenden oder eines eigenständigen Steuergerätes des Fortbewegungsmittels sein. Die Auswerteeinheit ist bevorzugt auf Basis eines Computerprogramms eingerichtet, nachfolgend beschriebene Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Zusätzlich kann die Auswerteeinheit informationstechnisch mit einer intern und/oder externen angebundenen Speichereinheit verbunden sein, in welcher durch die Auswerteeinheit empfangene und/oder verarbeitete Daten für eine nachgelagerte Verarbeitung abgelegt werden können. Die erste Sensorik kann beispielsweise einen aus dem Stand der Technik bekannten Lagesensor und einen aus dem Stand der Technik bekannten Beschleunigungssensor umfassen, welche informationstechnisch mit einem Dateneingang der Auswerteeinheit verbunden sein können.
In einem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Bewegtbildsequenz der virtuellen Flüssigkeit in Abhängigkeit der Lage und/oder der Beschleunigung der Datenbrille erzeugt. D.h., dass die durch die Bewegtbildsequenz dargestellte virtuelle Flüssigkeit unter Berücksichtigung einer durch die Auswerteeinheit ermittelten Information über die Lage und/oder die Beschleunigung der Datenbrille derart dargestellt werden kann, dass deren Aussehen und Verhalten im Wesentlichen einer realen Flüssigkeit entsprechen, welche durch dieselbe Lage und/oder dieselbe Beschleunigung beeinflusst wird. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass in der an die Auswerteeinheit angebundenen Speichereinheit ein mathematisches Modell für die virtuelle Flüssigkeit hinterlegt ist, welches die physikalischen Eigenschaften einer realen Flüssigkeit weitestgehend nachbildet. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass das mathematische Modell der virtuellen Flüssigkeit keine vollständige Beschreibung zum Nachahmen einer realen Flüssigkeit umfassen muss bzw. kann (aufgrund einer damit einhergehenden Komplexität), sondern dass eine Annäherung eines Aussehens und Verhaltens der virtuellen Flüssigkeit an eine reale Flüssigkeit für das erfindungsgemäße Verfahren ausreichend sein kann. Das mathematische Modell kann bevorzugt einen oder mehrere Eingangsparameter umfassen, über welche beispielsweise Informationen äußerer Einflussfaktoren auf die virtuelle Flüssigkeit in die Berechnung der virtuellen Flüssigkeit einfließen können. Hier können über die Eingangsparameter bevorzugt Informationen über die aktuelle Lage und/oder die aktuelle Beschleunigung des Fortbewegungsmittels in das mathematische Modell eingespeist werden. Die erfindungsgemäße Auswerteeinheit ist mittels des Computerprogramms in der Lage, basierend auf dem mathematischen Modell der virtuellen Flüssigkeit eine Mehrzahl von Bildern der virtuellen Flüssigkeit zu unterschiedlichen Zeitpunkten (z.B. in regelmäßigen Abständen von 1/25 s) zu berechnen. Die Mehrzahl von Bildern kann mittels des Computerprogramms in die beschriebene Bewegtbildsequenz überführt werden, durch welche somit ein dynamisches Verhalten der virtuellen Flüssigkeit dargestellt werden kann.
Des Weiteren kann das mathematische Modell der virtuellen Flüssigkeit vordefinierte Parameter zur Festlegung eines Aussehens und/oder eines Verhaltens der virtuellen Flüssigkeit berücksichtigen. Die vordefinierten Parameter können bevorzugt ebenfalls in der Speichereinheit abgelegt sein und insbesondere Werte zur Festlegung einer Farbe, einer Farbkombination, eines Farbverlaufs, einer Helligkeit, einer Transparenz, eines Kontrastes, einer Viskosität, usw. für die virtuelle Flüssigkeit umfassen.
Alternativ zum Verwenden eines mathematischen Modells zum Erzeugen der Bewegbildsequenz der virtuellen Flüssigkeit kann auch eine Mehrzahl vorgefertigter („vorgerenderter“) Teilbildsequenzen verwendet werden, welche jeweils eine oder mehrere lage- und/oder beschleunigungsabhängige Veränderungen der virtuellen Flüssigkeit repräsentieren können. Diese Teilbildsequenzen können ebenfalls in der Speichereinheit abgelegt sein und zur Laufzeit des Verfahrens durch die Auswerteeinheit in Abhängigkeit aktuell vorliegender Randbedingungen in geeigneter Weise ausgewählt und zur Bewegtbildsequenz kombiniert werden. Die Teilbildsequenzen können beispielsweise vorab aus dem mathematischen Modell berechnet worden sein. Alternativ können die Teilbildsequenzen auch ohne Berücksichtigung des mathematischen Modells beispielsweise auf Basis einer Computeranimation erzeugt werden. Weiter alternativ können auch Videoaufnahmen einer realen Flüssigkeit in geeignete Teilbildsequenzen zerlegt, in der Speichereinheit abgelegt werden und anschließend durch die Auswerteeinheit in geeigneter Weise während einer Ausführung des vorliegenden Verfahrens zusammengefügt werden.
Aufgrund einer für das Erzeugen der Bewegtbildsequenz potentiell erforderlichen hohen Rechenleistung kann es ggf. sinnvoll sein, die Bewegtbildsequenz außerhalb der Datenbrille im Fortbewegungsmittel zu berechnen. Dies kann wie oben beschrieben dadurch erfolgen, dass die Auswerteeinheit in einem bestehenden oder eigenständigen Steuergerät des Fortbewegungsmittels angeordnet wird. Alternativ kann die Auswerteeinheit auch aus einer ersten Auswerteeinheit des Fortbewegungsmittels und einer zweiten Auswerteeinheit der Datenbrille bestehen, wobei die erste Auswerteeinheit des Fortbewegungsmittels die Berechnung der Bewegtbildsequenz durchführen kann, während die zweite Auswerteeinheit der Datenbrille die Lage und/oder Beschleunigung der Datenbrille ermitteln kann. Es sei darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Verfahren hinsichtlich einer jeweiligen Anordnung der Auswerteeinheit und/oder einer potentiell eingesetzten verteilten Berechnung der Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht beschränkt ist.
In einem dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Bewegtbildsequenz in der Datenbrille im Fortbewegungsmittel angezeigt. Hierfür kann die Datenbrille ein oder mehrere Displays umfassen, welche jeweils eingerichtet sein können, identische oder voneinander unabhängige Bilder für ein linkes und ein rechtes Auge des Benutzers zu erzeugen. Die erzeugte Bewegtbildsequenz kann bevorzugt in Kombination mit weiteren Bild-und/oder Bewegtbildinhalten in der Datenbrille angezeigt werden. Die weiteren Bild- und/oder Bewegtbildinhalte können beispielsweise in der Datenbrille und/oder im Fortbewegungsmittel und/oder außerhalb des Fortbewegungsmittels gespeicherte und/oder erzeugte Modelle einer virtuellen Realität und/oder Multimediadaten (z. B. Bilder und Filme) sein. Die Bewegtbildsequenz der virtuellen Flüssigkeit kann diesen weiteren Inhalten in geeigneter Weise im Display der Datenbrille überlagert werden, wobei die Überlagerung beispielsweise auf einen oder mehrere vordefinierte Teilbereiche des Displays (z. B. in einem unteren oder oberen Bereich des Displays) beschränkt sein kann, so dass die weiteren Inhalte durch den Benutzer parallel wahrgenommen werden können. Alternativ oder zusätzlich zur Beschränkung der Bewegtbildsequenz der virtuellen Flüssigkeit auf einen oder mehrere vordefinierte Teilbereiche kann die Bewegtbildsequenz auch eine vordefinierte Transparenz aufweisen, so dass die weiteren Inhalte auch im Hintergrund der Bewegtbildsequenz weiterhin sichtbar sind.
Es sei darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch dann vorteilhaft angewendet werden kann, wenn bereits ein Kinetosezustand des Benutzers vorliegt. Mit anderen Worten kann das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur zur Vermeidung einer bislang noch nicht eingetretenen Kinetose eingesetzt werden, sondern auch zur Reduzierung einer bereits vorliegenden Kinetose.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die erste Sensorik eine zweite Sensorik und eine dritte Sensorik, wobei mittels der zweiten Sensorik eine Lage und/oder eine Beschleunigung des Fortbewegungsmittels bezüglich des Umfeldes des Fortbewegungsmittels und mittels der dritten Sensorik eine Lage und/oder Beschleunigung der Datenbrille bezüglich des Fortbewegungsmittels ermittelt wird. Die zweite Sensorik kann beispielsweise eine Sensorik des Fortbewegungsmittels sein, während die dritte Sensorik eine Sensorik des Fortbewegungsmittels und/oder der Datenbrille sein kann. Konkret kann die zweite Sensorik einen am Fortbewegungsmittel angeordneten Lagesensor und einen am Fortbewegungsmittel angeordneten Beschleunigungssensor umfassen. Die dritte Sensorik kann beispielsweise einen in bzw. an der Datenbrille angeordneten Lagesensor und einen in bzw. an der Datenbrille angeordneten Beschleunigungssensor umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die dritte Sensorik auch eine Kamera des Fortbewegungsmittels sein, welche in einer Fahrgastzelle des Fortbewegungsmittels angeordnet und in Richtung des Benutzers der Datenbrille ausgerichtet ist. Durch eine informationstechnische Anbindung der zweiten Sensorik und/oder der dritten Sensorik an die erfindungsgemäße Auswerteeinheit, ist die Auswerteeinheit in der Lage, auf Basis von Informationen der jeweiligen Lage- und Beschleunigungssensoren und/oder auf Basis von Informationen der Kamera eine aktuelle Lage und/oder Beschleunigung der Datenbrille bezüglich des Umfeldes des Fortbewegungsmittels zu ermitteln.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die erste Sensorik eine Sensorik eines Systems für einen autonomen Fahrbetrieb des Fortbewegungsmittels. Alternativ oder zusätzlich wird die Bewegbildsequenz der virtuellen Flüssigkeit auf Basis einer durch das System für den autonomen Fahrbetrieb prädizierten zukünftigen Lage und/oder Beschleunigung des Fortbewegungsmittels erzeugt. Durch das Verwenden der prädizierten zukünftigen Lage und/oder Beschleunigung kann zudem eine zeitliche Verschiebung zwischen den Bewegungen der virtuellen Flüssigkeit und den Ursachen für die Bewegungen der virtuellen Flüssigkeit erreicht werden. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Latenzzeit aufgrund von Berechnungszeiten für das erfindungsgemäße Verfahren kompensiert werden, indem die virtuelle Flüssigkeit auf Basis einer Lage- und/oder Beschleunigungsinformation erzeugt wird, welche um einen Betrag der Latenzzeit in der Zukunft liegt. Darüber hinaus ist es auch denkbar, eine größere zeitliche Verschiebung in Richtung zukünftiger Werte für die Lage- und/oder Beschleunigung des Fortbewegungsmittels zu verwenden, um den Benutzer der Datenbrille bereits vor einem tatschlichen Eintreten der Lage- und/oder Beschleunigungsänderungen des Fortbewegungsmittels auf diese Lage- und/oder Beschleunigungsänderungen vorzubereiten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird beim Erzeugen der Bewegtbildsequenz eine 2D-Darstellung und/oder eine Pseudo-3D-Darstellung oder eine 3D-Darstellung (nach einem stereoskopischen Verfahren) der virtuellen Flüssigkeit erzeugt. Insbesondere durch die Möglichkeit auf Basis der Datenbrille eine stereoskopische 3D-Darstellung der virtuellen Flüssigkeit anzeigen zu können, kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine besonders realistische Darstellung der virtuellen Flüssigkeit erreicht werden, wodurch ein sich anbahnender oder ein bereits vorliegender Kinetosezustand eines Benutzers besonders effektiv vermieden bzw. reduziert werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung repräsentiert die virtuelle Flüssigkeit ein virtuelles Wasservolumen, welches sich innerhalb eines vordefinierten virtuellen Raumes befindet, wobei insbesondere eine Interaktion des virtuellen Wasservolumens mit einer oder mehreren Begrenzungsflächen des virtuellen Raums in der Datenbrille zur Anzeige gebracht wird. Dies kann beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass der vordefinierte virtuelle Raum bzw. dessen Begrenzungsflächen in Form eines nach oben geöffneten Behältnisses in der Datenbrille dargestellt werden, während sich das virtuelle Wasservolumen in Übereinstimmung mit einer aktuellen Lage und/oder Beschleunigung der Datenbrille innerhalb des virtuellen Raums bewegt. So kann ein durch das virtuelle Wasservolumen repräsentierter Wasserspiegel beispielsweise im Zuge einer durch das Fortbewegungsmittel durchfahrenen Linkskurve an einer rechten Begrenzungsfläche des virtuellen Raums ansteigen, während er im Zuge einer durch das Fortbewegungsmittel durchfahrenen Rechtskurve an einer linken Begrenzungsfläche des virtuellen Raums ansteigen kann. Analog kann der Wasserspiegel im Zuge eines Beschleunigungsvorgangs des Fortbewegungsmittels im Bereich einer dem Benutzer zugewandten vorderen Begrenzungsfläche des virtuellen Raumes ansteigen, während er im Zuge eines Bremsvorgangs des Fortbewegungsmittels im Bereich einer entfernt vom Benutzer liegenden, hinteren Begrenzungsfläche des virtuellen Raumes ansteigen kann. Darüber hinaus können auf Basis des erfindungsgemäßen Verfahrens beliebige Kombinationen oben genannter Darstellungen des virtuellen Wasserspiegels in Abhängigkeit der Lage und/oder Beschleunigung der Datenbrille zur Anzeige gebracht werden. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann der virtuelle Raum transparente Begrenzungsflächen aufweisen (ähnlich einem Aquarium), so dass das virtuelle Wasservolumen unabhängig von einer aktuellen Lage und/oder Beschleunigung der Datenbrille jeweils in optimaler Weise durch den Benutzer erfasst werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird beim Erzeugen der Bewegtbildsequenz der virtuellen Flüssigkeit zusätzlich ein auf der virtuellen Flüssigkeit schwimmendes virtuelles Objekte erzeugt. Das virtuelle Objekt kann beispielsweise in Form einer Boje oder eines Bootes ausgestaltet werden, welches sich physikalisch korrekt nachgebildet auf der virtuellen Flüssigkeit bewegt. Darüber hinaus sind beliebige weitere Ausgestaltungen des virtuellen Objektes denkbar. Ferner kann auch eine Mehrzahl virtueller Objekte auf der virtuellen Flüssigkeit dargestellt werden. Durch das virtuelle Objekt kann eine Bewegung der virtuellen Flüssigkeit noch weiter verdeutlicht werden, wodurch ein Kinetoserisiko für den Benutzer der Datenbrille weiter gesenkt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt das Anzeigen bzw. Einblenden der virtuellen Flüssigkeit im Display in Abhängigkeit der Lage der Datenbrille bezüglich des Fortbewegungsmittels und/oder bezüglich des Umfeldes des Fortbewegungsmittels. Zu diesem Zweck können in der an die Auswerteeinheit angebundenen Speichereinheit beispielsweise vordefinierte Schwellenwerte für jeweilige Neigungen und/oder Ausrichtungen der Datenbrille abgelegt sein, welche durch die Auswerteeinheit mit den durch die erste Sensorik erfassten Lage- bzw. Beschleunigungsinformationen abgeglichen werden können. Auf diese Weise kann die virtuelle Flüssigkeit immer dann angezeigt werden, wenn die Lage der Datenbrille aufgrund einer aktuellen Kopf- bzw. Körperhaltung des Benutzers zu einem erhöhten Kinetoserisiko führen kann (z. B. durch eine Liegeposition des Benutzers). Entsprechend kann die virtuelle Flüssigkeit immer dann aus der Anzeige im Display entfernt werden, wenn aktuell kein Kinetoserisiko bzw. - zustand vorliegt. Alternativ oder zusätzlich kann das Anzeigen der virtuellen Flüssigkeit in Abhängigkeit eines aktuellen Kinetoserisikos für einen Benutzer der Datenbrille erfolgen. Neben der Berücksichtigung der Lage der Datenbrille kann ein aktuelles Kinetoserisiko beispielsweise auf Basis einer aktuellen Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels, einer durch das Fortbewegungsmittel befahrenen Route, einer Innenraumtemperatur, einer Sonneneinstrahlung usw. mittels der Auswerteeinheit ermittelt werden. Weiter alternativ oder zusätzlich kann das Anzeigen der virtuellen Flüssigkeit in Abhängigkeit einer Benutzereingabe und/oder einer automatischen Identifikation des Benutzers erfolgen. Auf diese Weise wird ein Benutzer in die Lage versetzt, die kinetosevermeidende bzw. -reduzierende Darstellung der virtuellen Flüssigkeit zu einem für ihn optimalen Zeitpunkt manuell zur Anzeige zu bringen bzw. diese bei Nichtbedarf im Display zu deaktivieren. Die Benutzereingabe kann beispielsweise über ein Bedienelement des Fortbewegungsmittels und/oder der Datenbrille und/oder über ein Bedienelement eines mit dem Fortbewegungsmittel informationstechnisch gekoppelten mobilen Endgerätes erfolgen. Die automatische Identifikation des Benutzers zum Anzeigen der virtuellen Flüssigkeit in der Datenbrille kann insbesondere dann vorteilhaft verwendet werden, wenn unterschiedliche Benutzer der Datenbrille im Fortbewegungsmittel unterschiedlich starke Neigungen zur Kinetose aufweisen, wobei jeweilige Informationen über die unterschiedlichen Neigungen zur Kinetose mittels im Vorfeld durchgeführter Benutzereingaben im Fortbewegungsmittel und/oder in der Datenbrille hinterlegt werden können. Eine automatische Identifizierung eines jeweiligen Benutzers kann beispielsweise auf Basis der oben beschriebenen Kamera in der Fahrgastzelle des Fortbewegungsmittels und/oder auf Basis einer Auswertung von Kennungen jeweiliger mobiler Endgeräte jeweiliger Benutzer im Fortbewegungsmittel erfolgen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung für eine kinetosevermeidende Darstellung einer virtuellen Flüssigkeit in einer Datenbrille in einem Fortbewegungsmittel vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst eine Auswerteeinheit mit einem Dateneingang und einem Datenausgang. Die Auswerteeinheit kann als Prozessor, digitaler Signalprozessor, Mikrocontroller, o.ä., ausgestaltet sein und informationstechnisch an eine interne und/oder externe Speichereinheit angebunden sein, in welcher u.a. von der Auswerteinheit empfangene Daten und/oder durch die Auswerteeinheit berechnete Daten abgelegt werden können. Das Durchführen der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte kann mittels eines die Verfahrensschritte realisierenden Computerprogramms umgesetzt werden, welches durch die Auswerteeinheit ausgeführt wird. Die Auswerteeinheit ist in Verbindung mit dem Dateneingang eingerichtet, eine Lage und/oder eine Beschleunigung der Datenbrille bezüglich eines Umfeldes des Fortbewegungsmittels zu ermitteln. Die Auswerteeinheit ist weiter eingerichtet, eine Bewegtbildsequenz der virtuellen Flüssigkeit in Abhängigkeit der Lage und/oder Beschleunigung der Datenbrille zu erzeugen und in Verbindung mit dem Datenausgang die Bewegtbildsequenz in der Datenbrille im Fortbewegungsmittel anzuzeigen.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fortbewegungsmittel vorgeschlagen, welches eine Vorrichtung gemäß dem zweitgenannten Erfindungsaspekt umfasst. Die Merkmale, Merkmalskombinationen sowie die sich aus diesen ergebenden Vorteile entsprechen den in Verbindung mit dem erstgenannten und zweitgenannten Erfindungsaspekt ausgeführten derart ersichtlich, dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:

1 ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 eine schematische Übersicht über Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit einem Fortbewegungsmittel;
3 ein erstes Beispiel für eine Anzeige einer virtuellen Flüssigkeit in einem Display einer VR-Brille; und
4 ein zweites Beispiel für eine Anzeige einer virtuellen Flüssigkeit in einem Display einer VR-Brille.

1 zeigt ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens für eine kinetosevermeidende Darstellung einer virtuellen Flüssigkeit in einer VR-Brille in einem Fortbewegungsmittel. Im Schritt 100 des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels einer erfindungsgemäßen Auswerteeinheit der VR-Brille, die hier ein Mikrocontroller ist, eine Lage und eine Beschleunigung der VR-Brille bezüglich eines Umfeldes des Fortbewegungsmittels mittels eines Lage- und Beschleunigungssensors der VR-Brille ermittelt. Im Schritt 200 des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels der Auswerteeinheit eine 3D-Bewegtbildsequenz der virtuellen Flüssigkeit in Abhängigkeit der Lage und der Beschleunigung der VR-Brille erzeugt. Zu diesem Zweck ist in einer an die Auswerteeinheit informationstechnisch angebundenen Speichereinheit ein mathematisches Modell abgelegt, welches die physikalischen Eigenschaften einer realen Flüssigkeit im Wesentlichen nachbildet. Auf Basis des mathematischen Modells ist die Auswerteeinheit somit eingerichtet, jeweilige Einzelbilder der Bewegtbildsequenz der virtuellen Flüssigkeit zu berechnen. Im Sinne einer realistischen bzw. flüssigen Darstellung der Bewegtbildsequenz in der VR-Brille werden mittels der Auswerteeinheit 25 Einzelbilder der virtuellen Flüssigkeit pro Sekunde erzeugt. Im Schritt 300 des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Bewegtbildsequenz in Kombination mit einer Darstellung eines virtuellen Raums in der VR-Brille angezeigt. Zu diesem Zweck wird die Bewegtbildsequenz in einem vordefinierten unteren Bereich eines Displays der VR-Brille mit einem Transparenzgrad von 50% angezeigt.
2 zeigt eine schematische Übersicht über Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit einem Fortbewegungsmittel 80. Das Fortbewegungsmittel 80 umfasst eine erfindungsgemäße Auswerteeinheit 10, die hier ein Mikrocontroller ist. Die Auswerteeinheit 10 ist informationstechnisch mit einer externen Speichereinheit 20 verbunden, in welcher durch die Auswerteeinheit 10 empfangene und berechnete Daten abgelegt werden. Mittels eines Dateneingangs 12 der Auswerteeinheit 10 ist die Auswerteeinheit 10 informationstechnisch über ein Bordnetz des Fortbewegungsmittels 80 mit einer ersten Sensorik 40 verbunden. Die erste Sensorik 40 setzt sich aus einem Lage- und Beschleunigungssensor 42 und einer Kamera 44 zusammen, wobei die Kamera 44 derart in einer Fahrgastzelle des Fortbewegungsmittels 80 angeordnet ist, dass sie einen Benutzer einer VR-Brille 30 im Fortbewegungsmittel 80 erfassen kann. Die Auswerteeinheit 10 ist über den Dateneingang 12 und einen Datenausgangs 14 mit einer ersten Bluetooth-Einheit 90 des Fortbewegungsmittels 80 informationstechnisch verbunden. Die durch den Benutzer verwendete VR-Brille 30 verfügt über eine zweite Bluetooth-Einheit 95 und ein Display 35. Mittels der ersten Bluetooth-Einheit 90 und der zweiten Bluetooth-Einheit 95 ist die VR-Brille 30 über eine Bluetooth-Verbindung 60 informationstechnisch mit dem Fortbewegungsmittel 80 bzw. der Auswerteeinheit 10 verbunden. Auf diese Weise ist die Auswerteeinheit 10 eingerichtet, oben beschriebene erfindungsgemäße Verfahrensschritte auszuführen und ein Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens an die VR-Brille 30 zu übertragen. Die VR-Brille 30 ist auf Basis des durch die Auswerteeinheit 10 empfangenen Ergebnisses des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet, eine virtuelle Flüssigkeit in Abhängigkeit der aktuellen Lage und der aktuellen Beschleunigung der VR-Brille 30 im Display 35 der VR-Brille 30 anzuzeigen.
3 zeigt ein erstes Beispiel für eine Anzeige einer virtuellen Flüssigkeit 50 in einem Display 35 einer VR-Brille. Die hier dargestellte virtuelle Flüssigkeit 50 wird in Form einer 2D-Darstellung berechnet und angezeigt. Im linken Bild in 3 wird das Verhalten der virtuellen Flüssigkeit 50 beim Durchfahren einer Rechtskurve durch das Fortbewegungsmittel 80 veranschaulicht. Durch die auftretenden Querbeschleunigungskräfte wird die virtuelle Flüssigkeit 50 analog einem Verhalten einer realen Flüssigkeit derart dargestellt, dass sie sich im linken Bereich des Displays 35 ansammelt. Zusätzlich ist eine Querneigung des Fortbewegungsmittels 80 mittels einer Horizontlinie 70 dargestellt, die ebenfalls die Darstellung der virtuellen Flüssigkeit 50 beeinflusst.
Im mittleren Bild in 3 wird das Verhalten der virtuellen Flüssigkeit 50 bei einer Geradeausfahrt des Fortbewegungsmittels 80 veranschaulicht. Aufgrund hier nicht vorhandener Querbeschleunigungskräfte wird die virtuelle Flüssigkeit 50 analog einem Verhalten einer realen Flüssigkeit derart dargestellt, dass sie sich im Wesentlichen gleichmäßig im Bereich des Displays 35 verteilt. Zusätzlich ist eine nicht vorhandene Querneigung des Fortbewegungsmittels 80 mittels einer Horizontlinie 70 dargestellt, die ebenfalls die Darstellung der virtuellen Flüssigkeit 50 beeinflusst.
Im rechten Bild in 3 wird das Verhalten der virtuellen Flüssigkeit 50 beim Durchfahren einer Linkskurve durch das Fortbewegungsmittel 80 veranschaulicht. Durch die auftretenden Querbeschleunigungskräfte wird die virtuelle Flüssigkeit 50 analog einem Verhalten einer realen Flüssigkeit derart dargestellt, dass sie sich im rechten Bereich des Displays 35 ansammelt. Zusätzlich ist eine Querneigung des Fortbewegungsmittels 80 mittels einer Horizontlinie 70 dargestellt, die ebenfalls die Darstellung der virtuellen Flüssigkeit 50 beeinflusst.
4 zeigt ein zweites Beispiel für eine Anzeige einer virtuellen Flüssigkeit 50 in einem Display 35 einer VR-Brille 30 in einem Fortbewegungsmittel. Die hier dargestellte virtuelle Flüssigkeit 50 wird in Form einer stereoskopischen 3D-Darstellung berechnet und angezeigt. Die virtuelle Flüssigkeit 50 befindet sich in dieser Darstellung in einem virtuellen Raum 55, dessen Wände bzw. Begrenzungsflächen transparent dargestellt sind. Die VR-Brille 35 verfügt über eine zweite Bluetooth-Einheit 95, welche eingerichtet ist, eine Bluetooth-Verbindung mit dem Fortbewegungsmittel herzustellen und vom Fortbewegungsmittel Multimedia-Streaming-Daten zu empfangen und die empfangenen Daten in Kombination mit der virtuellen Flüssigkeit 50 im Display 35 der VR-Brille 30 anzuzeigen. Aufgrund eines aktuell durchgeführten Bremsvorgangs des Fortbewegungsmittels bewegt sich ein durch die virtuelle Flüssigkeit 50 repräsentiertes Wasservolumen innerhalb des virtuellen Raums 55 von einem Benutzer der VR-Brille 30 weg. Dies ist in 4 durch einen entsprechend geneigten Wasserspiegel des virtuellen Wasservolumens innerhalb des virtuellen Raums 55 erkennbar.
Bezugszeichenliste

10: Auswerteeinheit
12: Dateneingang
14: Datenausgang
20: Speichereinheit
30: VR-Brille
35: Display
40: erste Sensorik
42: Lage- und Beschleunigungssensor
44: Kamera
50: virtuelle Flüssigkeit
55: virtueller Raum
60: Bluetooth-Verbindung
70: Horizontlinie
80: Fortbewegungsmittel
90: erste Bluetooth-Einheit
95: zweite Bluetooth-Einheit
100 - 300: Verfahrensschritte

Claims

Verfahren für eine kinetosevermeidende Darstellung einer virtuellen Flüssigkeit (50) in einer Datenbrille (30) in einem Fortbewegungsmittel (80) umfassend die Schritte • Ermitteln (100) einer Lage und/oder einer Beschleunigung der Datenbrille (30) bezüglich eines Umfeldes des Fortbewegungsmittels (80) mittels einer ersten Sensorik (40), • Erzeugen (200) einer Bewegtbildsequenz der virtuellen Flüssigkeit (50) in Abhängigkeit der Lage und/oder der Beschleunigung der Datenbrille (30), und • Anzeigen (300) der Bewegtbildsequenz der virtuellen Flüssigkeit (50) in der Datenbrille (30) im Fortbewegungsmittel (80).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Datenbrille (30) • eine VR-Brille oder eine AR-Brille ist, und/oder • drahtlos und/oder drahtgebunden informationstechnisch mit dem Fortbewegungsmittel (80) verbunden ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei • die erste Sensorik (40) eine zweite Sensorik (42) und eine dritte Sensorik (44) umfasst, • mittels der zweiten Sensorik (42) eine Lage und/oder eine Beschleunigung des Fortbewegungsmittels (80) bezüglich des Umfeldes des Fortbewegungsmittels (80) ermittelt wird, und • mittels der dritten Sensorik (44) eine Lage und/oder Beschleunigung der Datenbrille (30) bezüglich des Fortbewegungsmittels (80) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei • die erste Sensorik (40) eine Sensorik eines Systems für einen autonomen Fahrbetrieb des Fortbewegungsmittels (80) ist, und/oder • die Bewegbildsequenz der virtuellen Flüssigkeit (50) auf Basis einer durch das System für den autonomen Fahrbetrieb prädizierten zukünftigen Lage und/oder Beschleunigung des Fortbewegungsmittels (80) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Erzeugen (200) der Bewegtbildsequenz der virtuellen Flüssigkeit (50) zusätzlich in Abhängigkeit vordefinierter Parameter für die virtuelle Flüssigkeit (50) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei beim Erzeugen der Bewegtbildsequenz • eine 2D-Darstellung, und/oder • eine Pseudo-3D-Darstellung, oder • eine 3D-Darstellung der virtuellen Flüssigkeit (50) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erzeugte Bewegtbildsequenz in Kombination mit weiteren Bild- und/oder Bewegtbildinhalten in der Datenbrille (30) angezeigt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die virtuelle Flüssigkeit (50) ein virtuelles Wasservolumen repräsentiert, welches sich innerhalb eines vordefinierten virtuellen Raums (55) befindet, wobei insbesondere eine Interaktion des virtuellen Wasservolumens mit einer oder mehreren Begrenzungsflächen des virtuellen Raums (55) in der Datenbrille (30) zur Anzeige gebracht wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei beim Erzeugen der Bewegtbildsequenz der virtuellen Flüssigkeit (50) zusätzlich ein auf der virtuellen Flüssigkeit (50) schwimmendes virtuelles Objekt erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei • die zweite Sensorik (42) eine Sensorik des Fortbewegungsmittels (80) ist, und/oder • die dritte Sensorik (44) eine Sensorik des Fortbewegungsmittels (80) und/oder der Datenbrille (30) ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Anzeigen (300) der virtuellen Flüssigkeit (50) in Abhängigkeit • der Lage der Datenbrille (30) bezüglich des Fortbewegungsmittels (80) und/oder bezüglich des Umfeldes des Fortbewegungsmittels (80), und/oder • eines aktuellen Kinetoserisikos für einen Benutzer der Datenbrille (30), und/oder • einer Benutzereingabe, und/oder • einer automatischen Identifikation des Benutzers erfolgt.
Vorrichtung für eine kinetosevermeidende Darstellung einer virtuellen Flüssigkeit (50) in einer Datenbrille (30) in einem Fortbewegungsmittel (80) umfassend: • eine Auswerteeinheit (10), • einen Dateneingang (12), und • einen Datenausgang (14), wobei die Auswerteeinheit (10) eingerichtet ist, • in Verbindung mit dem Dateneingang (12) o eine Lage und/oder eine Beschleunigung der Datenbrille (30) bezüglich eines Umfeldes des Fortbewegungsmittels (80) mittels einer ersten Sensorik (40) zu ermitteln, • eine Bewegtbildsequenz der virtuellen Flüssigkeit (50) in Abhängigkeit der Lage und/oder Beschleunigung der Datenbrille (30) zu erzeugen, und • in Verbindung mit dem Datenausgang (14) die Bewegtbildsequenz der virtuellen Flüssigkeit (50) in der Datenbrille (30) im Fortbewegungsmittel (80) anzuzeigen.
Fortbewegungsmittel (80) umfassend eine Vorrichtung nach Anspruch 12.