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Title:
DEVICE FOR NAVIGATING AN ACTUAL VEHICLE THROUGH AT LEAST ONE SECTION OF A TARGET TRAJECTORY, METHOD AND USE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/001576
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (2) for navigating an actual vehicle (1) through at least one section of a target trajectory (10), comprising a position determination device (3) for determining an actual position of the actual vehicle (1) in real time, and a control unit (4) for determining the actual vehicle parameters of the actual vehicle (1) in real time, and a storage unit (5) in which a target trajectory (10) taught in during a training journey or calculated by a simulation, and corresponding target vehicle parameters in relation to the respective target position on the target trajectory (10), are stored, a computing unit (6) being provided to create a three-dimensional, virtual target object which is designed such that it maps the target vehicle parameters of the actual vehicle (1) in relation to the actual position of the actual vehicle (1) in real time during travel by the actual vehicle (1), and an augmented reality display (7) being provided to display the three-dimensional, virtual target object in relation to the actual position of the actual vehicle (1) in real time and to display at least a section of the target trajectory (10), the section being selected in relation to the actual position of the actual vehicle (1). The invention further relates to a method, a use and a computer program.

Inventors:
RUCHTI MARTIN (DE)
Application Number:
EP2020/068981
Publication Date:
January 07, 2021
Filing Date:
July 06, 2020
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
B62D15/02; B60R1/00; B62D1/02
Foreign References:
JP2005186758A2005-07-14
JP2006099409A2006-04-13
DE102012017932A12013-03-14
DE102014011613A12016-02-11
EP1231110A22002-08-14
DE102008002598A12009-01-08
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Claims:
Patentansprüche

1 . Vorrichtung (2) zum Navigieren eines Ist-Fahrzeugs (1 ) durch zumindest einen Ab schnitt einer Soll-Trajektorie (10) umfassend

eine Positionsbestimmungsvorrichtung (3) zur Bestimmung einer Ist-Position des Ist- Fahrzeugs (1 ) in Echtzeit, und

eine Steuerungseinheit (4) zur Bestimmung der Ist-Fahrzeugparameter des Ist-Fahr zeugs (1 ) in Echtzeit, und

eine Speichereinheit (5) in der eine, durch eine Trainingsfahrt eingelernte oder durch eine Simulation berechnete, Soll-Trajektorie (10) sowie entsprechende Soll-Fahr zeugparameter in Bezug auf die jeweilige Soll-Position auf der Soll-Trajektorie (10) gespeichert sind,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine Recheneinheit (6) vorgesehen ist, zur Erstellung eines dreidimensionalen, virtu ellen Soll-Objektes, welches derart ausgebildet ist, dass es die Soll-Fahrzeugpara meter des Ist-Fahrzeugs (1 ) in Bezug auf die Ist-Position des Ist-Fahrzeugs (1 ) wäh rend der Fahrt des Ist-Fahrzeugs (1 ) in Echtzeit abbildet, und

ein Augmented-Reality-Display (7) vorgesehen ist, zum Darstellen des dreidimensio nalen, virtuellen Soll-Objektes in Bezug auf die Ist-Position des Ist-Fahrzeuges (1 ) in Echtzeit und zum Darstellen zumindest eines Abschnittes der Soll-Trajektorie (10), wobei der Abschnitt in Bezug auf die Ist-Position des Ist-Fahrzeugs (1 ) ausgewählt ist.

2. Vorrichtung (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass

das dreidimensionale, virtuelle Soll-Objekt als ein virtuelles Soll-Fahrzeug (16) oder als dreidimensionales, virtuelles Soll-Fahrzeugteilelement oder als virtueller Soll-An triebsstrang (20) ausgebildet ist, wobei das virtuelle, dreidimensionale Soll-Fahrzeug (16) oder das virtuelle, dreidimensionale Soll-Fahrzeugteilelement oder der virtuelle Soll-Antriebsstrang (20) mehrere virtuelle, dreidimensionale Soll-Fahrzeugelemente umfasst, wobei die virtuellen dreidimensionalen Soll-Fahrzeugelemente jeweils ver schiedene Soll-Fahrzeugparameter repräsentieren.

3. Vorrichtung (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) ferner dazu ausgebildet ist, einen Soll-Ist-Vergleich zur Ermittlung einer Soll-Ist-Abweichung zwischen den Ist-Fahrzeugparametern und den dazu kor respondierenden Soll-Fahrzeugparametern zu bewerkstelligen.

4. Vorrichtung (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass

die Vorrichtung (2) dazu ausgebildet ist, bei Vorliegen einer Soll-Ist-Abweichung eine Warnung auf dem Augmented-Reality-Display (7) anzuzeigen.

5. Vorrichtung (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass,

die Vorrichtung (2) dazu ausgebildet ist, die Warnung durch eine Markierung desjeni gen virtuellen, dreidimensionalen Soll-Fahrzeugelements auf dem Augmented-Rea lity-Display (7) anzuzeigen, welcher den Soll-Fahrzeugparameter mit der Soll-Ist-Ab- weichung repräsentiert.

6. Vorrichtung (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass

die Markierung als farbliche Einfärbung des virtuellen, dreidimensionalen Soll-Fahr zeugelements ausgebildet ist.

7. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, dass

die Warnung bei einer Soll-Ist-Abweichung zwischen einer Soll-Geschwindigkeit und Ist-Geschwindigkeit als im wesentlichen vertikaler Geschwindigkeitspfeil (17) ausge bildet ist.

8. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, dass

die Vorrichtung (2) dazu ausgebildet ist, auftretende Soll-Ist-Abweichungen in der Speichereinheit (5) des Ist-Fahrzeugs (1 ) zu speichern.

9. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass

die Vorrichtung (2) dazu ausgebildet ist, die Ist-Fahrzeugparameter des Ist-Fahr zeugs (1 ) als dreidimensionales, virtuelles Ist-Objekt, insbesondere als dreidimensionales, virtuelles Ist-Fahrzeug (1 ) oder als dreidimensionales, virtuelles Ist-Fahrzeugteilelement oder als Ist-Antriebsstrang, auf dem Augmented-Reality-Dis- play (7) darzustellen.

10. Vorrichtung (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass

die Vorrichtung (2) dazu ausgebildet ist, das dreidimensionale, virtuelle Soll-Objekt als auch das dreidimensionale, virtuelle Ist-Objekt auf dem Augmented-Reality-Dis- play (7) darzustellen.

11. Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass

die Soll-Fahrzeugparameter als Soll-Odometriedaten ausgebildet sind.

12. Verfahren zum Navigieren eines Ist-Fahrzeugs (1 ) gekennzeichnet durch die Schritte:

- Bestimmung einer Ist-Position des Ist-Fahrzeugs (1 ) in Echtzeit durch eine Po sitionsbestimmungsvorrichtung (3),

- Bestimmung der Ist-Fahrzeugparameter des Ist-Fahrzeugs (1 ) in Echtzeit durch eine Steuerungseinheit (4),

- Bereitstellen einer Speichereinheit (5) in der eine, durch eine Trainingsfahrt eingelernte oder durch eine Simulation berechnete Soll-Trajektorie (10) sowie entsprechende Soll-Fahrzeugparameter in Bezug auf die jeweilige Soll-Posi tion auf der Soll-Trajektorie (10) gespeichert sind,

- Erstellen eines dreidimensionalen, virtuellen Soll-Objektes durch eine Rechen einheit (6), wobei das dreidimensionale, virtuelle Soll-Objekt derart ausgebildet ist, dass es die Soll-Fahrzeugparameter des Ist-Fahrzeugs (1 ) in Bezug auf die Ist-Position des Ist-Fahrzeugs (1 ) während der Fahrt des Ist-Fahrzeugs (1 ) in Echtzeit abbildet, und

- Darstellen des dreidimensionalen, virtuellen Soll-Objektes in Bezug auf die Ist- Position in Echtzeit auf einem Augmented-Reality-Display (7) und

- Darstellen zumindest eines Abschnittes der Soll-Trajektorie (10) auf dem Aug mented-Reality-Display (7), wobei der Abschnitt in Bezug auf die Ist-Position des Ist-Fahrzeugs (1 ) ausgewählt wird.

13. Verwendung der Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11 in einem Ist-Fahrzeug (1 ) zur Durchführung einer Versuchsfahrt, wobei das Ist- Fahrzeug (1 ) während der Versuchsfahrt gemäß einem Steuerungsplan gesteuert wird, wobei der Steuerungsplan eine Soll-Trajektorie (10) mit Soll-Positionen und Soll-Geschwindigkeiten für wenigstens einen Abschnitt der Soll-Trajektorie (10) um fasst.

14. Computerprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass die Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 das Verfahren nach Anspruch 12 durchführt.

Description:
Vorrichtung zum Navigieren eines Ist-Fahrzeugs durch zumindest einen Abschnitt einer Soll-Traiektorie, Verfahren und Verwendung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Navigieren eines Ist-Fahrzeugs durch zu mindest einen Abschnitt einer Soll-Trajektorie umfassend

eine Positionsbestimmungsvorrichtung zur Bestimmung einer Ist-Position des Ist- Fahrzeugs in Echtzeit, und

eine Steuerungseinheit zur Bestimmung der Ist-Fahrzeugparameter des Ist-Fahr zeugs in Echtzeit,

und eine Speichereinheit in der eine, durch eine Trainingsfahrt eingelernte oder durch eine Simulation berechnete, Soll-Trajektorie sowie entsprechende Soll-Fahr zeugparameter in Bezug auf die jeweilige Soll-Position auf der Soll-Trajektorie ge speichert sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Verwendung der Vorrichtung.

Fahrerassistenzsysteme werden heutzutage mit z.B. einem Spurhalteassistent und einer Geschwindigkeitskontrolle ausgestaltet. Dabei wird dem Fahrer über optische Mittel angezeigt, wenn er die Spur verlässt oder verlassen hat oder die Geschwindig keit zu hoch ist. Zu viele dieser Anzeigen, beispielsweise im Display oder auf der Windschutzscheibe führen jedoch dazu, dass der Fahrer dies nicht mehr als Hilfe an sieht, sondern sich zu sehr auf diese Anzeigen konzentriert/bzw. von diesen überfor dert ist und der Fahrer somit vom Straßengeschehen abgelenkt ist. Dies kann zu ver mehrten Unfällen führen.

Die DE 10 2008 002 598 A1 betrifft eine Vorrichtung und ein zur semiautonomen Un terstützung der Lenkbewegung eines Fahrzeuges, mit Unterstützungsmittel zur Be reitstellung von Informationen über Lenkstellungen einer Fahrzeuglenkung und über eine zurückgelegte Strecke bei einer Fahrzeugfahrt, wobei eine durch eine Lernfahrt eingelernte Soll-Bahn für eine festgelegte Umgebung in einer Recheneinheit ableg- bar ist und dass die Unterstützungsmittel dazu ausgelegt sind, auf die Soll-Bahn bei Erreichen einer vorgegebenen Position des Fahrzeuges in der festgelegten Umge bung zurückzugreifen und den Fahrer beim Führen des Fahrzeugs entlang der Soll- Bahn zu unterstützen. Ausgehend vom Stand der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung, Mittel für ein Fahrzeug bereitzustellen, mithilfe dessen der Fahrer eine verbesserte Fahrzeugnavi gation bewerkstelligen kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 so wie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 und eine Verwendung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.

Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 14.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen aufgelistet, die belie big geeignet miteinander kombiniert werden können, um weitere Vorteile zu erzielen.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Navigieren eines Ist-Fahrzeugs durch zumindest einen Abschnitt einer Soll-Trajektorie umfassend

eine Positionsbestimmungsvorrichtung zur Bestimmung einer Ist-Position des Ist- Fahrzeugs in Echtzeit, und

eine Steuerungseinheit zur Bestimmung der Ist-Fahrzeugparameter des Ist-Fahr zeugs in Echtzeit, und

eine Speichereinheit in der eine, durch eine Trainingsfahrt eingelernte oder durch eine Simulation berechnete Soll-Trajektorie sowie entsprechende Soll-Fahrzeugpara meter in Bezug auf die jeweilige Soll-Position auf der Soll-Trajektorie gespeichert sind,

wobei

eine Recheneinheit vorgesehen ist, zur Erstellung eines dreidimensionalen, virtuellen Soll-Objektes, welches derart ausgebildet ist, dass es die Soll-Fahrzeugparameter des Ist-Fahrzeugs in Bezug auf die Ist-Position des Ist-Fahrzeugs während der Fahrt des Ist-Fahrzeugs in Echtzeit abbildet, und

ein Augmented-Reality-Display vorgesehen ist, zum Darstellen des dreidimensiona len, virtuellen Soll-Objektes in Bezug auf die Ist-Position des Ist-Fahrzeuges in Echtzeit und zum Darstellen zumindest eines Abschnittes der Soll-Trajektorie, wobei der Abschnitt in Bezug auf die Ist-Position des Ist-Fahrzeugs ausgewählt ist.

Unter Soll-Trajektorie wird die bevorzugte, optimale Bahn verstanden die ein Fahrer auf der Fahrbahn fahren soll.

Ein virtuelles, dreidimensionales Objekt, ist ein auf einem Bildschirm darstellbares dreidimensionales Objekt.

Unter Positionsbestimmungsvorrichtung können am Fahrzeug angeordnete Senso ren verstanden werden. Ferner können alternativ oder zusätzlich auch GPS Daten herangezogen werden.

Eine Ist-Position ist die Position auf der sich der Ist-Fahrer zu einem aktuellen Zeit punkt befindet. Eine Soll-Position ist die Position auf der sich der Ist-Fahrer zu einem vorgegebenen Zeitpunkt tatsächlich befinden sollte, um auf der Soll-Trajektorie zu bleiben. Im Idealfall ist die Ist-Position die Soll-Position.

Die Ist-Fahrzeugparameter, wie eine aktuelle Geschwindigkeit, Lenkradeinstellung sind ebenfalls Fahrzeugparameter, die der Ist-Fahrer zu einem aktuellen Zeitpunkt eingestellt hat. Die Soll-Fahrzeugparameter, sind ebenfalls Fahrzeugparameter die der Ist-Fahrer zu einem vorgegebenen Zeitpunkt optimalerweise bei sich eingestellt haben sollte, um auf der Soll-Trajektorie zu bleiben.

Als Augmented-Reality Display sind hier auch virtuelle Brillen/Headsets oder andere virtuelle Darstellungsmöglichkeiten, beispielsweise auf einer dafür ausgebildeten An zeigeeinheit, zu verstehen.

Es wurde erkannt, dass bei herkömmlichen Anzeigen gerade bei Einblenden von Schriften in einem Augmented-Reality-Display diese zu sehr vom Straßenverkehr ab lenken.

Durch die Erfindung wird ein dreidimensionales, virtuelles Soll-Objekt erzeugt, wel ches beispielsweise die durchzuführenden Aktionen von dem Ist-Fahrer in Bezug auf die jeweilige Ist-Position auf dem Augmented-Reality-Display anzeigt. Beispielhaft bedeutet dies, dass bei einer zu fahrenden Linkskurve das Soll-Lenkrad mit der Soll- Lenkradstellung des Soll-Fahrzeugs nach links gedreht angezeigt wird.

Damit kann der Ist-Fahrer des Ist-Fahrzeugs intuitiv die Einstellung/Bewegungen an den realen Fahrzeugelementen, wie Lenkrad, Gaspedal nachvollziehen, die notwen dig sind, um mit dem Ist-Fahrzeug die Soll-Trajektorie sicher entlangzufahren bzw. bei einer Soll-Ist-Abweichung von der Soll-Trajektorie wieder zu dieser zurückzukom men.

Durch das intuitive Nachahmen kann vermieden werden, dass der Ist-Fahrer sich zu sehr auf die Anzeige der einzustellenden Soll-Fahrzeugparameter konzentriert bzw. von dieser überfordert ist. Er kann somit das Ist-Fahrzeug durch eine typische Auge- Hand-Fuß-Koordination auf der Soll-Trajektorie entlangsteuern.

Vorzugsweise ist das dreidimensionale, virtuelle Soll-Objekt als ein virtuelles Soll- Fahrzeug oder als dreidimensionales, virtuelles Soll-Fahrzeugteilelement oder als vir tueller Soll-Antriebsstrang ausgebildet, wobei das virtuelle, dreidimensionale Soll- Fahrzeug oder das virtuelle, dreidimensionale Soll-Fahrzeugteilelement oder der vir tuelle Soll-Antriebsstrang mehrere virtuelle, dreidimensionale Soll-Fahrzeugelemente umfasst, wobei die virtuellen dreidimensionalen Soll-Fahrzeugelemente jeweils ver schiedene Soll-Fahrzeugparameter repräsentieren.

Anhand dieser Darstellung kann der Ist-Fahrer besonders gut die Soll-Fahrzeugpara meter intuitiv erkennen.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist die Vorrichtung ferner dazu ausgebildet, ei nen Soll-Ist-Vergleich zur Ermittlung einer Soll-Ist-Abweichung zwischen den Ist- Fahrzeugparametern und den dazu korrespondierenden Soll-Fahrzeugparametern zu bewerkstelligen. Vorzugsweise ist weiterhin die Vorrichtung dazu ausgebildet, bei Vorliegen einer Soll-Ist-Abweichung eine Warnung auf dem Augmented-Reality-Dis play anzuzeigen. Dabei kann die Warnung optisch oder akustisch durch die Vorrichtung erzeugt wer den. Ferner kann die Warnung als Gegenüberdarstellung des abweichenden Ist- Fahrzeugparameters und des Soll- Fahrzeugparameters ausgebildet sein. Durch diese Darstellung auf dem Augmented-Reality-Display kann die Warnung schnell und einfach durch den Ist-Fahrer erfasst werden, und ggf. geeignete Gegenmaßnahmen getroffen werden.

Vorzugsweise ist die Vorrichtung dazu ausgebildet, die Warnung durch eine Markie rung desjenigen virtuellen, dreidimensionalen Soll-Fahrzeugelements auf dem Aug mented-Reality-Display anzuzeigen, welcher den Soll-Fahrzeugparameter mit der Soll-Ist-Abweichung repräsentiert. Die Markierung kann dabei als farbliche Einfär bung des virtuellen, dreidimensionalen Soll-Fahrzeugelements ausgebildet sein.

Beispielhaft wird also bei einer fehlerhaften Ist-Lenkradstellung, das dazu im Aug mented-Reality-Display dargestellte Soll-Lenkrad mit der benötigten Soll-Lenkradstel- lung vorzugsweise farblich markiert. Somit ist eine einfache Korrektur der Ist-Lenk- radstellung des Ist-Lenkrads durch den Ist-Fahrer möglich. Bei einer auftretenden Soll-Ist-Abweichung der Ist-Geschwindigkeit von der Soll-Geschwindigkeit kann hin gegen beispielsweise der Soll-Tachometer mit dem Soll-Tachometerzeiger der die sen Soll-Fahrzeugparameter virtuell repräsentiert, farblich markiert werden. Somit kann der Ist-Fahrer intuitiv erfassen, ob er beschleunigen oder abbremsen muss, um die gewünschte Soll-Geschwindigkeit zu erreichen.

Vorzugsweise ist die Warnung bei einer Soll-Ist-Abweichung zwischen einer Soll-Ge schwindigkeit und Ist-Geschwindigkeit als im wesentlichen vertikaler Geschwindig keitspfeil ausgebildet.

Ist in Bezug auf einen Ist-Fahrzeugparameter eine Soll-Ist-Abweichung festgestellt worden, so werden vorzugsweise Aktionen, das heißt Aktionswerte berechnet, mit denen eine Rückführung des aktuellen Ist-Fahrzeugparameters auf den Soll-Fahr zeugparameter ermöglicht wird. Diese Aktionswerte werden vorzugsweise als neue Soll-Fahrzeugparameter bestimmt und anhand des virtuellen, dreidimensionalen Soll- Fahrzeugs angezeigt. Somit werden anhand des virtuellen Soll-Fahrzeugs diejenigen Aktionen dargestellt, die der Ist-Fahrer zur Bewältigung der Soll-Trajektorie mit den entsprechenden Soll- Fahrzeugparametern durchführen muss. So wird beispiels weise bei einer notwendigen Erhöhung der Ist-Geschwindigkeit dies im Soll-Fahr zeug angezeigt, beispielsweise durch eine Anzeige am Tachometer des Soll-Fahr zeugs.

In bevorzugter Ausgestaltung ist die Vorrichtung dazu ausgebildet, auftretende Soll- Ist-Abweichungen in der Speichereinheit des Ist-Fahrzeugs zu speichern. Dadurch kann ein Güte-Maß für die spätere Auswertung generiert werden.

Vorzugsweise ist die Vorrichtung ferner dazu ausgebildet, die Ist-Fahrzeugparameter des Ist-Fahrzeugs als dreidimensionales, virtuelles Ist-Objekt, insbesondere als drei dimensionales, virtuelles Ist-Fahrzeug oder als dreidimensionales, virtuelles Ist-Fahr- zeugteilelement oder als Ist-Antriebsstrang, auf dem Augmented-Reality-Display dar zustellen. Besonders vorzugsweise ist die Vorrichtung dazu ausgebildet, das dreidi mensionale, virtuelle Soll-Objekt als auch das dreidimensionale, virtuelle Ist-Objekt auf dem Augmented-Reality-Display darzustellen. So kann beispielsweise das Soll- Fahrzeug bzw. das Soll-Objekt direkt im Vergleich zum Ist-Objekt dargestellt werden.

In bevorzugter Ausgestaltung sind die Soll-Fahrzeugparameter als Soll-Odometrieda- ten, insbesondere eine Soll-Lenkradstellung und/oder Soll-Geschwindigkeit und/oder Soll-Position in Bezug auf die Soll-Trajektorie ausgebildet.

Weiterhin wird die Aufgabe gelöst durch die Angabe eines Verfahrens zum Navigie ren eines Ist-Fahrzeugs mit den Schritten:

- Bestimmung einer Ist-Position des Ist-Fahrzeugs in Echtzeit durch eine Positi onsbestimmungsvorrichtung,

- Bestimmung der Ist-Fahrzeugparameter des Ist-Fahrzeugs in Echtzeit durch eine Steuerungseinheit,

- Bereitstellen einer Speichereinheit in der eine, durch eine Trainingsfahrt einge lernte oder durch eine Simulation berechnete Soll-Trajektorie sowie entspre chende Soll-Fahrzeugparameter in Bezug auf die jeweilige Soll-Position auf der Soll-Trajektorie gespeichert sind, - Erstellen eines dreidimensionalen, virtuellen Soll-Objektes durch eine Rechen einheit, wobei das dreidimensionale, virtuelle Soll-Objekt derart ausgebildet ist, dass es die Soll-Fahrzeugparameter des Ist-Fahrzeugs in Bezug auf die Ist-Position des Ist-Fahrzeugs während der Fahrt des Ist-Fahrzeugs in Echt zeit abbildet, und

- Darstellen des dreidimensionalen, virtuellen Soll-Objektes in Bezug auf die Ist- Position in Echtzeit auf einem Augmented-Reality-Display und

- Darstellen zumindest eines Abschnittes der Soll-Trajektorie auf dem Aug

mented-Reality-Display, wobei der Abschnitt in Bezug auf die Ist-Position des Ist-Fahrzeugs ausgewählt wird.

Die Soll-Fahrzeugparameter des Ist-Fahrzeugs werden in Bezug auf die Ist-Position während der Fahrt des Ist-Fahrzeugs in Echtzeit durch das virtuelle dreidimensionale Soll-Objekt dargestellt. Dadurch kann der Ist-Fahrer durch eine intuitive Auge-Hand- Fuß-Koordination das Ist-Fahrzeug auf der Soll-Trajektorie steuern.

Als Augmented-Reality Display sind hier auch virtuelle Brillen/Headsets oder andere virtuelle Darstellungsmöglichkeiten beispielsweise auf einer dafür ausgebildeten An zeigeeinheit zu verstehen.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders gut, um auf der erfindungs gemäßen Vorrichtung ausgeführt zu werden.

Ferner wird die Aufgabe gelöst durch eine Verwendung der wie oben beschriebenen Vorrichtung in einem Ist-Fahrzeug zur Durchführung einer Versuchsfahrt, wobei das Ist-Fahrzeug während der Versuchsfahrt gemäß einem Steuerungsplan gesteuert wird, wobei der Steuerungsplan eine Soll-Trajektorie mit Soll-Positionen und Soll-Ge schwindigkeiten für wenigstens einen Abschnitt der Soll-Trajektorie umfasst.

Hierbei wird mittels eines Testsystems die Soll-Trajektorie geplant und einem Test fahrer angezeigt. Das Testsystem beinhaltet somit eine vorgegebene Soll-Trajektorie, die zu jedem Zeitpunkt den vorgesehenen Zustand des Soll-Objekts, die Soll-Position und die Soll-Geschwindigkeit etc. anhand des virtuellen, dreidimensionalen Soll- Objektes anzeigt. Der Testfahrer kann anhand des angezeigten, virtuellen Soll-Ob jekts das Ist-Fahrzeug problemlos auf der Soll-Trajektorie steuern. Ferner wird mittels eines Soll-Ist-Vergleichs die Soll-Ist-Abweichung auf dem Augmented-Reality-Display zwischen Ist-Fahrzeugparametern und Soll-Fahrzeugparametern angezeigt.

Somit ist es auf einfache Art möglich, die Soll-Trajektorie durch den Testfahrer hoch genau abzubilden. Der Testfahrer erhält zu jedem Zeitpunkt Rückmeldung, ob seine Ist-Fahrzeugparameter innerhalb einer tolerierbaren Abweichung liegen.

Die Aufgabe wird zudem gelöst durch ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass die wie oben beschriebene Vorrichtung das obige Verfahren durchführt. Das erfindungsgemäße Computerprogramm kann beispielsweise über ein Netz wie das Internet, und/oder ein lokales Netz an dafür vorgesehene Fahrzeuge, welche eine solche Vorrichtung, insbesondere ein Augmented-Reality- Display auf weisen, verteilt werden. Ferner kann es als Update in Werkstätten in Fahrzeuge ein gespielt werden. Das erfindungsgemäße Computerprogramm kann beispielsweise auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein, z. B. einem berühr baren, magnetischen, elektrischen, elektromagnetischen, optischen und/oder anders artigen Speichermedium oder als Datenträgersignal ausgebildet sein.

Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren. Darin zeigen schematisch:

FIG 1 : das erfindungsgemäße Verfahren,

FIG 2: ein Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

FIG 3: ein Augmented-Reality-Display mit einer ersten Ausgestaltung einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung,

FIG 4: das Augmented-Reality-Display mit einer weiteren Ausgestaltung einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung, FIG 5: das Augmented-Reality-Display mit einer weiteren Ausgestaltung einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung,

FIG 6: das Augmented-Reality-Display mit einer weiteren Ausgestaltung einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung,

FIG7: das Augmented-Reality-Display mit einer weiteren Ausgestaltung einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung,

FIG 8: das Augmented-Reality-Display mit einer weiteren Ausgestaltung einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung,

FIG 9: das Augmented-Reality-Display mit einer weiteren Ausgestaltung einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung

FIG 10: eine Verwendung der Vorrichtung und des Verfahrens,

FIG 11 : eine Soll-Trajektorie und eine Ist-Trajektorie,

FIG 12: das Augmented-Reality-Display mit einer weiteren Ausgestaltung einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Bei spiele eingeschränkt. Variationen hiervon können vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung, wie er durch die nachfolgenden Patentan sprüche definiert wird, zu verlassen.

FIG 1 zeigt schematisch das erfindungsgemäße Verfahren.

In einem ersten Schritt S1 wird eine Soll-Trajektorie 10 (FIG 4) als auch entspre chende Soll-Fahrzeugparameter, welche in Bezug auf die Soll-Positionen auf der Soll-Trajektorie 10 (FIG 4) festgelegt sind, in einer Speichereinheit 5 (FIG 2) eines Ist-Fahrzeugs 1 (FIG 2) zur Verfügung gestellt.

Hierbei ist eine Soll-Trajektorie 10 (FIG 4) eine optimal gefahrene Bahnkurve auf ei ner vorab festgelegten Fahrbahn 15 (FIG 4) oder einem Fahrbahnabschnitt. Dabei sind unter optimal auch geringe Toleranzabweichungen zu verstehen. Diese Tole ranzabweichungen können im Hinblick beispielsweise auf Wetter (nass/trocken), Fahrbahnzustand etc. andere Werte aufweisen.

Die Soll-Trajektorie 10 (FIG 4) als auch die verschiedenen Soll-Fahrzeugparameter, welche in Bezug auf die Soll-Positionen festgelegt sind, wurden vorab durch eine Trainingsfahrt, welche durch einen Testfahrer mit einem entsprechend dafür ausge stalteten Fahrzeug, insbesondere einem Fahrzeug mit Sensorik, absolviert wurde, auf der Fahrbahn 15 eingelernt.

Die Soll-Fahrzeugparameter wurden in Bezug auf die Soll-Trajektorie 10(FIG 4) in der Speichereinheit 5 (FIG 2) des Ist-Fahrzeuges 1 (FIG 2) gespeichert. Die Soll- Fahrzeugparameter umfassen vorzugsweise eine Soll-Geschwindigkeit, ferner eine Soll-Radstellung oder ein Soll-Lenkrad 13 (FIG 4) mit einer Soll-Lenkradstellung, Soll-Positionen in Bezug auf die Soll-Trajektorie etc.

Alternativ oder zur Verifikation der Soll-Fahrzeugparameter in Bezug auf die Soll- Trajektorie 10 (FIG 4) können die Soll-Fahrzeugparameter auch durch eine Simula tion berechnet werden. Auch andere Soll-Fahrzeugparameter können vorgegeben sein, welche vorab zu erlernen oder zu berechnen sind.

Die Soll-Trajektorie 10 (FIG 4) mit den Soll-Fahrzeugparameter werden somit dem Ist-Fahrzeug 1 (FIG 2) in der Speichereinheit 5 (FIG 2) des Ist-Fahrzeugs 1 (FIG 2) zum Abruf zur Verfügung gestellt.

In einem zweiten Schritt S2 wird ein Ist-Fahrzeug 1 (FIG 2) mit einem Ist-Fahrer be reitgestellt, welches entlang der vorab eingespeicherten Soll-Trajektorie 10 (FIG 4) entlangfährt. Das Ist-Fahrzeug 1 (FIG 2) weist beim Entlangfahren der Soll-Trajektorie 10 (FIG 4) Ist-Positionen auf einer Ist-Trajektorie 19 (FIG 1 1 ) auf. Diese Ist-Positionen werden durch mehrere Ist-Fahrzeugparameter des Ist-Fahrzeugs 1 (FIG 2) erzeugt. Die Ist- Positionen in Bezug auf die Soll-Positionen und die Ist-Fahrzeugparameter werden dabei in Echtzeit durch beispielsweise eine Steuerungseinheit 4 (FIG 2) oder eine entsprechende Sensorik des Ist-Fahrzeugs 1 (FIG 2) ermittelt.

In einem dritten Schritt S3 wird ein dreidimensionales, virtuelles Soll-Fahrzeug 16 (FIG 7) durch eine Recheneinheit 6 (FIG 2) des Ist-Fahrzeuges 1 (FIG 2) erstellt, in dem die jeweiligen Soll-Fahrzeugparameter in Bezug auf die jeweilige Ist-Position und in Bezug auf die Ist-Fahrzeugparameter des Ist-Fahrzeugs 1 (FIG 2) in Echtzeit während der Fahrt des Ist-Fahrzeugs 1 (FIG 2) ermittelt werden. Die so ermittelten Soll-Fahrzeugparameter werden anhand des dreidimensionalen, virtuellen Soll-Fahr zeug 16 (FIG 7) dargestellt.

In einem vierten Schritt S4 wird ein Soll-Ist-Vergleich zur Ermittlung einer Soll-Ist-Ab- weichung zwischen den jeweiligen Ist-Fahrzeugparametern und den dazu korrespon dierenden Soll-Fahrzeugparametern durch die Recheneinheit 6 (FIG 2) durchgeführt. Dabei liegt vorzugsweise eine Soll-Ist-Abweichung erst dann vor, wenn der Ist-Fahr- zeugparameter von den Soll-Fahrzeugparameter über einem vorab definierten Wert liegt.

Zur Erfassung der Ist-Fahrzeugparameter und zur jeweiligen Ist-Position können am Ist-Fahrzeug 1 (FIG 2) teilweise Sensoren als Positionsbestimmungsvorrichtung 3 (FIG 2) angeordnet sein. Dabei kann die Positionsbestimmungsvorrichtung 3 (FIG 2) optional oder alternativ ergänzend auch als (GPS Global Navigationssystem) ausge bildet sein. Die Ist-Fahrzeugparameter wie die Ist-Lenkradstellung, Ist-Geschwindig keit können einer Steuereinheit entnommen werden, welche für gewöhnlich in den Ist-Fahrzeugen 1 (FIG 2) integriert ist.

In einem fünften Schritt S5 wird das in Echtzeit erzeugte virtuelle Soll-Fahrzeug 16 (FIG 7) mit den aktuellen Soll-Fahrzeugparametern sowie ggf. die berechneten Soll- Ist-Abweichungen auf einem Augmented-Reality-Display 7 (FIG 2) dargestellt. Als Augmented-Reality Display sind hier auch virtuelle Brillen/Headsets oder andere virtuelle Darstellungsmöglichkeiten beispielsweise auf einer dafür ausgebildeten An zeigeeinheit zu verstehen.

Die Darstellung kann je nach anzuzeigenden Soll-Fahrzeugparameter variieren.

Ist in Bezug auf einen Ist-Fahrzeugparameter eine Soll-Ist-Abweichung festgestellt worden, so werden vorzugsweise Aktionen, das heißt Aktionswerte berechnet, mit denen eine Rückführung des aktuellen Ist-Fahrzeugparameters auf den Soll-Fahr zeugparameter ermöglicht wird. Diese Aktionswerte werden als neue Soll-Fahrzeug parameter bestimmt und anhand des virtuellen, dreidimensionalen Soll-Fahrzeugs 16 (FIG 4) angezeigt.

Somit werden anhand des virtuellen Soll-Fahrzeugs 16 (FIG 4) diejenigen Aktionen dargestellt, die der Ist-Fahrer zur Bewältigung der Soll-Trajektorie mit den entspre chenden Soll- Fahrzeugparametern durchführen muss. So wird beispielsweise bei ei ner notwendigen Erhöhung der Ist-Geschwindigkeit dies im Soll-Fahrzeug 16 (FIG 4) angezeigt, beispielsweise durch eine Anzeige am Tachometer des Soll-Fahrzeugs 16 (FIG 4).

Alternativ kann anstatt des gesamten Soll-Fahrzeugs 16 (FIG 4) auch nur ein Soll- Fahrzeugteilelement, welches die Soll-Fahrzeugparameter dreidimensional abbildet, auf dem Augmented-Reality-Display 7 (FIG 2) virtuell abgebildet werden.

Unter einem Soll-Fahrzeugteilelement kann beispielsweise ein unvollständiges Soll- Fahrzeug 16 (FIG 4), beispielsweise nur die Cockpit-Ansicht aus einem solchen Soll- Fahrzeug 16 (FIG 4) verstanden werden. Solch ein Soll-Fahrzeugteilelement ist bei spielsweise ein Soll-Lenkrad 13 (FIG 4) mit einer Soll-Lenkradstellung sowie ein Soll- Tachometer 12 mit einem Soll-Zeiger 14 (FIG 4).

Dies bedeutet, dass ein dreidimensionales, virtuelles Soll-Fahrzeug 16 oder ein ent sprechendes dreidimensionales, virtuelles Soll-Fahrzeugteilelement erzeugt wird, welches die durchzuführenden Aktionen von dem Ist-Fahrer in Bezug auf die jeweilige Ist-Position auf dem Augmented-Reality-Display 7 (FIG 2) anzeigt. Beispiel haft bedeutet dies, dass bei einer zu fahrenden Linkskurve das Soll-Lenkrad 13 (FIG 4) mit der Soll-Lenkradstellung des Soll-Fahrzeugs 16 (FIG 7) nach links gedreht wird.

Damit kann der Ist-Fahrer des Ist-Fahrzeugs 1 (FIG 2) intuitiv die Bewegungen an den realen Fahrzeugelementen, wie Lenkrad, Gaspedal nachvollziehen, die notwen dig sind, um mit dem Ist-Fahrzeug 1 (FIG 2) die Soll-Trajektorie 10 (FIG 4) sicher ent langzufahren bzw. bei einer Soll-Ist-Abweichung von der Soll-Trajektorie 10 (FIG 4) wieder zu dieser zurückzukommen.

Durch das intuitive Nachahmen kann vermieden werden, dass der Ist-Fahrer sich zu sehr auf die Anzeige der einzustellenden Soll-Fahrzeugparameter konzentriert bzw. von dieser überfordert ist. Er kann somit das Ist-Fahrzeug 1 (FIG 2) durch eine typi sche Auge-Hand-Fuß-Koordination auf der Soll-Trajektorie 10 (FIG 4) entlangsteu ern.

Dabei kann es sich vorzugsweise um eine eher praktische Darstellung eines Fahr zeuges handeln, bei dem die einzustellenden Soll-Fahrzeugparameter eher schema tisch dargestellt werden, um den Ist-Fahrer eine schnelle Übersicht zu ermöglichen.

In einem sechsten Schritt S6 kann im Fall von einer Soll-Ist-Abweichung zusätzlich eine optische oder akustische Warnung durch die Vorrichtung 2(FIG 2), insbeson dere die Recheneinheit 6 (FIG 2) erzeugt werden, welche auf dem Augmented-Rea lity-Display 7 (FIG 2) angezeigt wird. Dabei kann die Warnung als Gegenüberdarstel lung des abweichenden Ist-Fahrzeug Parameters und des Soll- Fahrzeugparameters ausgebildet sein.

Ferner kann die Vorrichtung 2 (FIG 2), insbesondere die Recheneinheit 6 (FIG 2) dazu ausgebildet sein, die Warnung durch eine Markierung zumindest eines virtuel len Soll-Fahrzeugelements auf dem Augmented-Reality-Display 7 (FIG 2) anzuzei gen, wobei das zumindest eine virtuelle Soll-Fahrzeugelement den von dem Soll-Ist- Vergleich abweichenden Soll-Fahrzeugparameter repräsentiert. Beispielhaft wird also bei einer fehlerhaften Ist-Lenkradstellung, das dazu im Aug- mented-Reality-Display 7 (FIG 2) dargestellte Soll-Lenkrad 13 mit der benötigten Soll-Lenkradstellung vorzugsweise farblich markiert. Somit ist eine einfache Korrektur der Ist-Lenkradstellung des Ist-Lenkrads durch den Ist-Fahrer möglich. Bei einer auf tretenden Soll-Ist-Abweichung der Ist-Geschwindigkeit von der Soll-Geschwindigkeit kann hingegen beispielsweise der Soll-Tachometer mit dem Soll-Tachometerzeiger der diesen Soll-Fahrzeugparameter virtuell repräsentiert, farblich markiert werden.

Somit kann der Ist-Fahrer intuitiv erfassen, ob er beschleunigen oder abbremsen muss, um die gewünschte Soll-Geschwindigkeit zu erreichen.

In einem siebten Schritt S7 wird optional bei Vorliegen einer Soll-Ist-Abweichung diese in der Speichereinheit 5 (FIG 2) des Ist-Fahrzeugs 1 (FIG 2) gespeichert, um somit ein Güte-Maß für eine spätere Auswertung zu haben.

Ferner kann das dreidimensionale virtuelle Soll-Fahrzeug 16 (FIG 7) oder das Soll- Fahrzeugteilelement zusammen mit einem Abschnitt der Soll-Trajektorie 10 (FIG 4) innerhalb einer Navigationskarte angezeigt werden. Das heißt, dass anstatt eines sich, entsprechend der Geschwindigkeit bewegenden Punktes auf der Navigations karte das dreidimensionale virtuelle Soll-Fahrzeug 16 (FIG 7) oder das Soll- Fahr zeugteilelement angezeigt werden. Somit werden dem Ist-Fahrer gleich die aktuelle Ist-Position und die Soll-Trajektorie 10 in Bezug auf die Navigationskarte angezeigt.

Durch die Anzeige dieses dreidimensionalen, virtuellen Soll-Fahrzeugs 16 oder der Soll-Fahrzeugparameter kann der Ist-Fahrer das Ist-Fahrzeug 1 (FIG 2) intuitiv ge mäß der angezeigten Soll-Fahrzeugparameter durch eine Auge-Hand-Fuß-Koordina- tion steuern.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 2 (FIG 2) und das Verfahren wird er weni ger vom Verkehrsgeschehen abgelenkt. Der Ist-Fahrer kann durch eine intuitive Auge-Hand-Fuß-Steuerung die Soll-Trajektorie 10 (FGI 4) sowie die dazu notwendi gen Soll-Fahrzeugparameter bequem einhalten. FIG 2 zeigt ein Ist-Fahrzeug 1 mit einer solchen Vorrichtung 2. Dabei weist die Vor richtung 2 die Positionsbestimmungsvorrichtung 3 zur Bestimmung einer Ist-Position des Ist-Fahrzeugs 1 in Echtzeit auf. Dies können beispielsweise Sensoren sein oder die Position kann als GPS-Signal bestimmt werden.

Ferner weist das Ist-Fahrzeug 1 die Steuerungseinheit 4 zur Bestimmung der Ist- Fahrzeugparameter des Ist-Fahrzeugs 1 in Echtzeit auf. Die Steuerungseinheit 4 kann beispielsweise Teil eines Fahrerassistenzsystems sein. Ebenso kann die Positi onsbestimmungsvorrichtung 3 Teil des Fahrerassistenzsystems sein.

Ferner weist das Ist-Fahrzeug 1 eine Speichereinheit 5 auf, in der die durch eine Trainingsfahrt eingelernte oder durch eine Simulation berechnete Soll-Trajektorie 10 (FIG 4) und die dazu erlernten oder simulierten Soll-Fahrzeugparameter gespeichert sind.

Zudem weist die Vorrichtung 2 eine Recheneinheit 6 zur Erstellung eines dreidimen sionalen, virtuellen Soll-Objektes auf, wobei das Soll-Objekt derart ausgebildet ist, dass es die Soll-Fahrzeugparameter in Bezug auf die Ist-Position des Ist-Fahr zeugs 1 während der Fahrt des Ist-Fahrzeugs 1 in Echtzeit darstellt.

Zudem ist ein Augmented-Reality-Display 7 vorgesehen, zum Darstellen des dreidi mensionalen, virtuellen Soll-Objektes in Bezug auf die Ist-Position in Echtzeit und zum Darstellen zumindest eines Abschnittes der Soll-Trajektorie 10 (FIG 4), wobei der Abschnitt in Bezug auf die Ist-Position des Ist-Fahrzeugs 1 ausgewählt ist.

In FIG 3 ist eine solche Recheneinheit 6 beispielshaft gezeigt. Die Recheneinheit 6 weist einen Mikrocomputer 8 auf, der gemäß einem vorgegebenen Programm betrie ben wird. Der Mikrocomputer 8 weist eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) 9 auf, die verschiedene Arten des Verarbeitens und Steuerns gemäß einem vorgegebenen Programm durchführt, ein ROM, das ein Nur-Lese-Speicher ist, in dem Programme für die CPU 8 gespeichert sind, und ein RAM, das ein lesbarer/schreibbarer Speicher ist, in dem verschiedene Arten von Daten gespeichert sind. Die Recheneinheit 6 weist ferner eine Schnittstelle 1 1 auf, die mit dem Mikrocomputer 7 gekoppelt ist. Die Schnittstelle 11 ist mit dem Augmented-Reality-Display 7 zum T ransfer zumindest des erzeugten Soll-Objektes sowie gegebenenfalls weiterer Daten an das Aug mented-Reality-Display 7 gekoppelt. Das Augmented-Reality-Display 7 ist dazu aus gebildet, das virtuelle, dreidimensionale Soll-Objekt und einen ausgewählten Ab schnitt der Soll-Trajektorie 10 (FIG 4) darzustellen.

FIG 4 zeigt ein Augmented-Reality-Display 7 mit einer ersten Ausgestaltung einer er findungsgemäßen Vorrichtung 2 (FIG 2).

Vorab wurde durch eine Testfahrt mit einem Testfahrer oder eine Simulation eine Soll-Trajektorie 10 in Bezug auf eine Fahrbahn 15 festgelegt. Ferner wurden zu jeder Soll-Position auf der Soll-Trajektorie 10 Soll-Fahrzeugparameter während der Test fahrt /der Simulation bestimmt.

Die Fahrzeugparameter sind hier virtuelle, dreidimensionale Fahrzeugelemente, wel che hier als Lenkrad für die Lenkradstellung und als Tachometer mit Tachometerzei ger für die Geschwindigkeit ausgebildet sind.

Mittels der Vorrichtung 2 (FIG 2) werden nun dreidimensionale virtuelle Soll-Fahrzeu gelemente anhand der Ist-Position des Ist-Fahrzeuges 1 (FIG 1 ) sowie der Ist-Fahr- zeugparameter und der Soll-Trajektorie 10 mit den Soll-Fahrzeugparametern durch die Recheneinheit 6 (FIG 4) generiert.

Hier werden als Soll-Fahrzeugelemente der Soll-Tachometer 12 mit einem Soll-Zei ger 14 für die Soll-Geschwindigkeit sowie ein Soll-Lenkrad 13 mit einer Soll-Lenk radstellung für die einzuschlagende Lenkradstellung dargestellt. Diese Darstellung bewegt sich mit Fortschreiten der Fahrt des Ist-Fahrzeuges 1 (FIG 2) entlang der Soll-Trajektorie 10. Dabei werden die Soll-Geschwindigkeit und das Soll-Lenkrad 13 mit der Soll-Lenkradstellung und die Soll-Position anhand der vorab ausgewählten dreidimensionalen virtuellen Soll-Fahrzeugelemente angezeigt.

Diese Soll-Fahrzeugparameter des Ist-Fahrzeugs 1 (FIG 2) werden in Bezug auf die Ist-Position während der Fahrt des Ist-Fahrzeugs 1 (FIG 2) in Echtzeit dargestellt. Dadurch kann der Ist-Fahrer durch intuitive Auge-Hand-Fuß-Koordination das Ist- Fahrzeug 1 (FIG 2) auf der Soll-Trajektorie 10 steuern.

FIG 5 zeigt das Augmented-Reality-Display 7 mit einem weiteren Beispiel einer Vor richtung 2.

Die Fahrzeugparameter sind hier- wie in FIG 4- ebenfalls virtuelle, dreidimensionale Fahrzeugelemente, welche hier als Lenkrad für die Lenkradstellung und als Tacho meter mit Tachometerzeiger für die Geschwindigkeit ausgebildet sind.

In diesem Beispiel wurde durch einen Soll-Ist-Vergleich zwischen der Soll-Geschwin digkeit und der Ist-Geschwindigkeit eine Soll-Ist-Abweichung festgestellt.

Dabei zeigt ein Soll-Zeiger 14 eine Soll-Geschwindigkeit von 100km/h an.

Durch eine Einfärbung des Soll-Tachometers 12 sowie der Einfärbung des Soll-Zei gers 14 im Soll-Tachometer 12 kann der Ist-Fahrer intuitiv erfassen, dass er eine zu hohe Geschwindigkeit aufweist.

Ferner ist optional zusätzlich ein vertikaler Geschwindigkeitspfeil 17 neben dem Soll- Tachometer 12 angegeben, um den Ist-Fahrer zusätzlich darauf aufmerksam zu ma chen, dass die Ist-Geschwindigkeit reduziert werden muss. Der Geschwindigkeits pfeil 17 kann animiert ausgeführt werden, beispielsweise blinkend. Die Länge des Geschwindigkeitspfeils 17 kann optisch ein Maß für die Abweichung darstellen und sich entsprechend einer Erhöhung oder Verringerung der Abweichung verlängern o- der verkürzen.

FIG 6 zeigt das Augmented-Reality-Display 7 mit einem weiteren Beispiel einer Vor richtung 2 (FIG 2). Hier ist eine Abweichung der Ist-Position von der Soll-Position vor handen. Diese wird auf dem Augmented-Reality-Display 7 durch Anzeigen der Ab weichung des, von der Recheneinheit 6 erzeugten virtuellen Soll-Objektes, von der Soll-Trajektorie 10 dargestellt, das heißt, das virtuelle Soll-Objekt wird nun nicht auf, sondern gemäß dem Abweichungsgrad, neben der Soll-Trajektorie 10 dargestellt. Das Soll-Lenkrad 13 mit der Soll-Lenkradstellung zeigt dem Ist-Fahrer an, wie er das Lenkrad zu drehen hat, um schnellstmöglichst wieder auf die Soll-Trajektorie 10 zu gelangen. Somit kann der Ist-Fahrer intuitiv erfassen, welche Aktionen er ausführen muss.

FIG 7 zeigt das Augmented-Reality-Display 7 mit einem weiteren Beispiel einer Vor richtung 2 (FIG 2). Hier wird das Soll-Objekt als ein auf der Soll-Trajektorie 10 fahren des Soll-Fahrzeug 16 ausgestaltet, welches die Soll-Fahrzeugparameter in Bezug auf die Ist-Position des Ist-Fahrzeuges 1 (FIG 2) während der Fahrt des Ist-Fahr zeugs 1 (FIG 2) in Echtzeit darstellt. Hier wird, bezogen auf die Radstellung der Soll- Räder 19, eine Soll-Ist-Abweichung bei dem Ist-Fahrzeug 1 (FIG 2) festgestellt.

Durch Markierung der Soll-Räder 19 kann dem Ist-Fahrer angezeigt werden, wie im Ist-Fahrzeug 1 (FIG 2) die Ist-Räder eingestellt/angestellt werden müssen. Dadurch kann der Ist-Fahrer beispielsweise auf der Soll-Trajektorie 10 ohne Abweichung wei terfahren oder bei bereits vorhandener Abweichung diese kompensieren.

FIG 8 zeigt das Augmented-Reality-Display 7 mit einem weiteren Beispiel einer Vor richtung 2 (FIG 2). Hier wird das virtuelle Soll-Objekt als virtuelles Cockpit mit ani mierter Grafik ausgestaltet.

Die Soll-Trajektorie 10 wird hier gestrichelt dargestellt.

Ferner ist die Soll-Lenkradstellung 13, die benötigt wird damit das Ist-Fahrzeug 1 (FIG 2) entlang der Soll-Trajektorie 10 fährt, virtuell dargestellt. Zur Anzeige einer Än derung der Soll-Lenkradstellung des Soll-Lenkrads 13 wird das Soll-Lenkrad 13 ani miert gedreht. Ahmt der Ist-Fahrer mit dem realen Ist-Lenkrad diese Bewegung nach, so bleibt er auf der Soll-Trajektorie 10.

Führt der Ist-Fahrer, wie in FIG 9 mit dem realen Ist-Lenkrad eine Bewegung oder keine Bewegung aus, welche zu einer Soll-Ist-Abweichung zwischen der Soll- Lenk radstellung des Soll-Lenkrads 13 und der Ist-Lenkradstellung des Ist-Lenkrads führt oder führen kann, so wird das virtuelle Soll-Lenkrad 13 mit der Soll- Lenkradstellung farblich eingefärbt. Dadurch kann der Ist-Fahrer intuitiv gemäß dieser Information handeln.

Zusätzlich kann ein über dem Soll-Lenkrad 13 angeordneter Richtungspfeil 18 die Richtung anzeigen, in der das Soll-Lenkrad 13 gedreht werden muss.

Tritt keine Soll-Ist-Abweichung im Bezug auf einen der Soll-Fahrzeugparameter auf, so wird auf eine farbliche Einfärbung verzichtet.

FIG 10 zeigt die Verwendung der Vorrichtung 2 und des Verfahrens in einem Ist- Fahrzeug 1 (FIG 2) zur Durchführung einer Versuchsfahrt. Dabei wird das Ist-Fahr zeug 1 (FIG 2) während der Versuchsfahrt gemäß einem Steuerungsplan gesteuert, wobei der Steuerungsplan eine Soll-Trajektorie 10 mit Soll-Positionen und Soll-Ge schwindigkeiten für wenigstens einen Abschnitt der Soll-Trajektorie 10 umfasst.

Hierbei wird mittels eines Testsystems die Soll-Trajektorie 10 geplant und einem Testfahrer angezeigt. Dabei entspricht der Testfahrer dem Ist-Fahrer in den vorheri gen Beispielen.

Das Testsystem beinhaltet somit eine vorgegebene Soll-Trajektorie 10, die zu jedem Zeitpunkt den vorgesehenen Zustand des Soll-Objekts, die Soll-Position und die Soll- Geschwindigkeit etc. anhand des virtuellen, dreidimensionalen Soll-Objektes anzeigt. Mittels einer Datenverbindung zu dem Augmented-Reality-Display 7 im

Ist-Fahrzeug 1 (FIG 2) wird das virtuelle Soll-Objekt dem Testfahrer auf dem Aug mented-Reality-Display 7 angezeigt. Der Testfahrer kann anhand des angezeigten, virtuellen Soll-Objekts das Ist-Fahrzeug 1 (FIG 2) problemlos auf der Soll-Trajektorie 10 steuern.

Ferner wird mittels eines Soll-Ist-Vergleichs die Soll-Ist-Abweichung zwischen Ist- Fahrzeugparametern und Soll-Fahrzeugparametern durch markieren derjenigen Soll- Fahrzeugelemente die diese Abweichung repräsentieren, angezeigt. Ferner können neue Soll-Fahrzeugparameter berechnet und angezeigt werden, die diese Abwei chung kompensieren. Somit kann durch eine typische Auge-Hand-Fuß-Koordination des Testfahrers durch Einhaltung der Soll-Fahrzeugparameter auf die Soll-Trajektorie 10 (FIG 2) zugesteu ert werden oder auf dieser weitergefahren werden.

Die Soll-Trajektorie 10 (FIG 2) wurde dabei zuvor von einem Testfahrer oder einem Simulationssystem erfasst.

Somit ist es auf einfache Art möglich, die Soll-Trajektorie 10 durch den Testfahrer hochgenau abzubilden. Der Testfahrer erhält zu jedem Zeitpunkt Rückmeldung, ob seine Ist-Fahrzeugparameter innerhalb einer tolerierbaren Abweichung liegen.

Es können anhand des auf dem Augmented -Reality-Display 7 dargestellten virtuellen Soll-Objekts zudem mögliche Aktionen angezeigt werden, die vom Testfahrer im Ist- Fahrzeug 1 (FIG 2) abzubilden sind, um möglichst schnell wieder auf der Soll-Trajek torie 10 zu fahren.

FIG 1 1 zeigt eine Soll-Trajektorie 10 mit einer Soll-Position und einer Ist-Trajektorie 19 mit einer Ist-Position eines Ist-Fahrzeugs 1 (FIG 2). Dabei wurde anhand eines Soll-Ist-Vergleichs eine Soll-Ist-Abweichung der Soll-Position von der Ist-Position be rechnet. Anhand eines Algorithmus können nun die Soll-Fahrzeugparameter be stimmt werden, die den Ist-Fahrer schnellstmöglichst auf die Soll-Trajektorie 10 zu rückführen. Diese werden dem Ist-Fahrer anhand des auf dem Augmented-Reality- Display 7 (FIG 4) angezeigten Soll-Objekt angezeigt. Ahmt der Ist-Fahrer diese in dem realen Ist-Fahrzeug 1 (FIG 2) nach, so wird er schnellstmöglichst auf die Soll- Trajektorie zurückgeführt.

FIG 12 zeigt das Augmented-Reality-Display 7 mit einer weiteren Ausgestaltung ei ner erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 (FIG 2). Hierbei ist das Soll-Objekt als Soll-An triebsstrang 21 und das Ist-Objekt als Ist-Antriebsstrang 20, welches auf einer Ist- Trajektorie 19 fährt, ausgebildet. Dabei kann der Soll-Antriebsstrang 21 anders farb lich vom Ist-Antriebsstrang 20 ausgebildet sein, um die Stellung des Soll-Lenkrads 13 mit der Soll-Lenkradstellung und damit der Radstellung zu verdeutlichen. Zusätzlich kann noch ein virtuelles Soll-Lenkrad 13 mit der einzuschlagenden Soll-Lenkradstel- lung auf dem Augmented-Reality-Display 7 angezeigt werden.

Durch die Ausbildung als Antriebsstrang kann die einzustellende Stellung der Räder besonders gut gezeigt werden. Der Ist-Fahrer kann zudem leicht die einzustellende Stellung des Soll-Lenkrades 13 erkennen.

In diesem Beispiel wurde zudem durch einen Soll-Ist-Vergleich zwischen der Soll-Ge schwindigkeit und der Ist-Geschwindigkeit eine Soll-Ist-Abweichung festgestellt. Dies kann beispielsweise durch den Ist-Fahrer behoben werden, indem er mehr Gas gibt. Eine Gaspedalstellung 22 zeigt an, wieviel Gas gegeben werden muss, um die Ist- Geschwindigkeit an die gewünschte Soll-Geschwindigkeit anzupassen. Dazu kann über der Gaspedalstellung 22 ein Pfeil angeordnet sein, welcher auf diese Erhöhung hinweist. Dadurch kann das Ist-Fahrzeug 1 (FIG 2) auf der Soll-Trajektorie 10 blei ben.

Durch die Anzeige des Soll-Objektes als Antriebsstrang kann der Ist-Fahrer leicht die Soll-Lenkradstellung erfassen. Ferner kann durch eine überlappende Darstellung von Ist-Antriebsstrang und Soll-Antriebsstrang die Abweichung der Radstellung intuitiv vom Ist-Fahrer erfasst werden.

Bezuqszeichen

1 Ist-Fahrzeug

Vorrichtung

Positionsbestimmungsvorrichtung

Steuerungseinheit

Speichereinheit

Recheneinheit

Augmented-Reality-Display

8 Mikrocomputer

9 Zentralverarbeitungseinheit

10 Soll-Trajektorie

1 1 Schnittstelle

12 Soll-Tachometer

13 Soll-Lenkrad mit einer Soll-Lenkradstellung

14 Soll-Zeiger

15 Fahrbahn

16 Virtuelles Soll-Fahrzeug

17 Geschwindigkeitspfeil

18 Richtungspfeil

19 Ist-Trajektorie

20 Ist-Antriebsstrang

21 Soll-Antriebsstrang

22 Pfeil

S1.....S7 Verfahrensschritte