Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung des Kinetose- Effekts bei Passagieren von Kraftfahrzeugen mit den Merkmalen des Ober begriffs des Anspruchs 1 und ein System zum Betreiben einer Anzeigeeinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 15.

Zur Erhöhung der Fahrsicherheit eines Kraftfahrzeugs im Straßenverkehr weisen moderne Kraftfahrzeuge eine zunehmende Anzahl von Fahrerassistenz systemen auf, welche auf die Erhöhung der aktiven Sicherheit gerichtet sind. Diese Fahrerassistenzsysteme können einen autonomen und/oder semi autonomen Fahrmodus des Kraftfahrzeugs ermöglichen. In einem autonomen Fahrmodus kann das Kraftfahrzeug mit Hilfe verschiedener Sensoren des Fahrerassistenzsystems die Umgebung des Kraftfahrzeugs erfassen und das Kraftfahrzeug durch Vorgabe vorbestimmter Werte vollkommen automatisch steuern. In einem semi-autonomen Fahrmodus hingegen lenkt das Fahrer assistenzsystem durch Vorgabe eines vorbestimmten Lenkeinschlagwinkels automatisch. Dies ist beispielsweise bei einem semi-autonomen Einpark vorgang der Fall. Hierbei übernimmt das Fahrerassistenzsystem die Lenkung des Kraftfahrzeugs und der Fahrer betätigt das Gaspedal und die Bremse.

Insbesondere in einem autonomen Fahrmodus kann der Fahrer andere Tätigkeiten als die Steuerung des Kraftfahrzeuges ausüben. Zur Überprüfung des Kraftfahrzeugzustandes kann dabei eine Anzeige- und Bedieneinheit vorgesehen sein, die im Kraftfahrzeug festinstalliert ist oder die sich auf einem mobilen Endgerät befindet. Beim Betrachten und/oder Bedienen der Anzeige- und Bedieneinheit während der Fahrt, kann der Fahrer oder ein Beifahrer ein Unwohlsein empfinden. Eine sogenannte Kinetose (engl motion sickness) kommt durch einen Konflikt sensorischer Wahrnehmungen zustande. Der Ge sichtssinn empfindet beim Betrachten der Anzeigeeinheit eine weitgehende Unbeweglichkeit des eigenen Körpers relativ zur Umgebung, während der Gleichgewichtssinn die sich ständig mehr oder weniger ändernden

Beschleunigungen aufnimmt, denen der Fahrer oder ein Beifahrer real ausgesetzt ist. Diese widersprüchlichen Wahrnehmungen hinsichtlich Lage, Bewegung und Beschleunigung des eigenen Körpers führen zum Unwohlsein.

In der Schrift DE 101 56 219 CI werden für den Passagier über optische Wiedergabeeinrichtungen während der Fahrt Bildsignale bereitgestellt, die in Abhängigkeit von fahrtspezifischen Bewegungsdaten so modifiziert werden, dass für den Passagier der visuelle Eindruck der betrachteten Bilder mit den aktuell subjektiv wahrgenommenen Lage- und Bewegungswerten korreliert ist. Hierzu werden von einer Datenverarbeitungseinrichtung Signale von

Bewegungs- und Positionssensoren ausgewertet und die in digitaler Form vorliegenden Bildsignale für die Wiedergabe entsprechend abgewandelt.

Fahrtbedingte Lageveränderungen führen so beispielsweise zu entsprechenden Veränderungen der Bildlage bei der Wiedergabe, Beschleunigungen zu einer Änderung der Bildgröße.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Reduzierung des Kinetose- Effekts bei Passagieren beim Anblick einer Anzeigeeinheit

bereitzustellen, welches kinetösen Störungen entgegenwirkt und somit den Fahrkomfort erhöht.

Diese Aufgabe wird von einem Verfahren zur Reduzierung des Kinetose- Effekts bei Passagieren von Kraftfahrzeugen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem System zum Betreiben einer Anzeigeeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung genannt.

Demnach ist ein Verfahren zur Reduzierung des Kinetose- Effekts bei

Passagieren von Kraftfahrzeugen aufweisend einen autonomen und/oder semi autonomen Fahrmodus vorgesehen, wobei dem wenigstens einem Passagier über eine Anzeigeeinheit während der Fahrt ein aus Bilddaten erzeugtes Bild in einem Darstellungsbereich der Anzeigeeinheit dargestellt wird, und folgende Schritte vorgesehen sind:

- Schätzen einer zukünftigen Änderung der Beschleunigung des

Kraftfahrzeuges;

- Modifizieren der Bilddaten in Abhängigkeit von der geschätzten zukünftigen Änderung der Beschleunigung des Kraftfahrzeuges mittels eines

Korrekturalgorithmus derart, dass eine Relativbewegung zwischen dem dargestellten Bild und dem wenigstens einem Passagier verringert wird.

Da die Bilddaten auf Basis einer geschätzten zukünftigen Änderung der Beschleunigung des Kraftfahrzeuges angepasst werden, erfolgt dies bereits, bevor Sensoren die Änderung detektieren würden. Der Fahrkomfort wird somit erhöht. Bei der Anzeigeeinheit kann es sich auch um eine Kombination aus Anzeige-und Bedieneinheit handeln. Da die zukünftige Änderung der

Beschleunigung ursächlich für die Relativbewegung ist, kann diese durch die Modifikation des Bildes verringert werden. Die Bilddaten werden somit dynamisch an die Bewegung des Kraftfahrzeuges angepasst und sind gleichgewichtskonform. Die zukünftige Änderung wird beispielsweise anhand der Position der Zahnstange des Lenkgetriebes, einer Pedalposition

(Gasanforderung, Bremsanforderung) oder in Notfällen basierend auf dem ESP-Signal geschätzt.

Vorzugsweise wird der Korrekturalgorithmus auf einem Steuergerät innerhalb des Kraftfahrzeuges, insbesondere auf einem Steuergerät eines Aktuators ausgeführt, das die geschätzte zukünftige Änderung der Beschleunigung bereitstellt. Der Regelkreis kann dadurch besonders schnell arbeiten, da die notwendigen Signale dem Algorithmus unmittelbar zur Verfügung stehen und nicht erst noch über das Fahrzeugnetzwerk angefragt werden müssen.

Es handelt sich bei der Beschleunigung bevorzugt um eine Querbeschleu nigung und/oder Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeuges. Die Modifizierung der Bilddaten umfasst vorzugsweise eine Vergrößerung, Verkleinerung, Verschiebung oder Drehung des dargestellten Bildes, sowie Kombinationen aus diesen Operationen, wobei die unterschiedlichen Operationen unterschied lichen Beschleunigungen zugeordnet sind. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Modifizierung der Bilddaten in der Weise erfolgt, dass eine Längsbeschleu nigung in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges eine Vergrößerung, und ein Abbremsen des Kraftfahrzeuges eine Verkleinerung des dargestellten Bildes bewirkt. Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn Querbeschleunigungen laterale Ver schiebungen und/oder Drehungen des dargestellten Bildes bewirken.

In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Beschleunigung um eine Querbeschleunigung, die von einer Steuereinheit einer Lenkung des Kraftfahrzeuges geschätzt wird, wobei die Schätzung erfolgt basierend auf wenigstens einem der Parameter ausgewählt aus der Liste von : Abweichung zwischen Ist-Position und Soll-Position des Aktuators; Kraftfahrzeug- geschwindigkeit; gemessene Querbeschleunigung. Vorzugsweise ist in diesem Fall die Steuereinheit eine Aktuatorsteuereinheit eines Lenkaktuators. Die zuvor genannte Position ist dann bevorzugt die Zahnstangenposition eines Zahnstangenlenkgetriebes. Dabei dient vorteilhafterweise die gemessene Querbeschleunigung als Referenz für die Schätzung, unter der Annahme, dass sich innerhalb einer kurzen Zeitspanne eine Reibung zwischen Kraftfahr zeugrad und Straßenoberfläche nicht ändert.

Der Korrekturalgorithmus berechnet vorzugsweise einen Korrekturwinkel, um den das Bild gedreht wird.

Es kann allgemein vorgesehen sein, die Anzeigeeinheit im Kraftfahrzeug fest zu installieren oder ein Mobilgerät einzusetzen, das von einem Fahrzeug netzwerk Daten empfängt. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die für das Mobilgerät zur Darstellung zur Verfügung gestellten Bilddaten zusätzlich an die Bewegung des Mobilgerätes relativ zum Kraftfahrzeug angepasst werden. Weiterhin ist ein System zum Betreiben einer Anzeigeeinheit zur Nutzung in einem Kraftfahrzeug aufweisend einen autonomen und/oder semi-autonomen Fahrmodus, vorgesehen, wobei das System

- eine Anzeigeeinheit mit einem Darstellungsbereich, in welchem Bilddaten als Bild dargestellt sind, und

- eine Steuereinheit, welche dazu ausgebildet ist, eine zukünftige Beschleu nigung des Kraftfahrzeugs zu schätzen, und in Abhängigkeit von dem Signal die Bilddaten zu modifizieren derart, dass eine Relativbewegung zwischen dem dargestellten Bild und einem Passagier verringert ist, umfasst.

Aus der Verwertung der geschätzten zukünftigen Beschleunigung des Kraft fahrzeugs ergeben sich die zuvor genannten Vorteile. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit eine Aktuatorsteuereinheit eines

Lenkaktuators. Zudem ist ein Kraftfahrzeug mit einem System zum Betreiben einer zuvor beschriebenen Anzeigeeinrichtung vorgesehen, wobei das

Kraftfahrzeug einen autonomen und/oder semi-autonomen Fahrmodus aufweist.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Gleichartige oder gleichwirkende Bauteile werden in den Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Es

zeigen :

Fig. 1 : ein schematisches Blockdiagramm zur an die Kraftfahrzeug

beschleunigung angepassten Anzeige einer Anzeigeeinheit, sowie

Fig. 2: eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur an die

Kraftfahrzeugbeschleunigung angepassten Anzeige einer

Anzeigeeinheit mittels eines Korrekturwinkels.

In der Figur 1 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben einer Anzeigeeinheit 1 zur Nutzung in einem Kraftfahrzeug gezeigt. Die Anzeigeeinheit 1 umfasst einen Darstellungsbereich, in welchem Bilddaten 2 in einem Bild 3 dargestellt werden. In dieser Ausführungsform handelt es sich bei der Anzeigeeinheit 1 um eine Virtual- Real ity(VR)- Brille. Eine Verarbeitungseinheit 4 empfängt Daten von einer Kamera 5 und Daten einer externen Quelle 6, beispielsweise GPS-Sensor aus denen in der Verarbeitungseinheit 4 ein Video erstellt wird. Eine Steuerein richtung 7 der VR-Brille empfängt von der Verarbeitungseinheit 4 die Bilddaten 2 sowie Fahrzeugzustandsinformationen 8 und Daten von einem Bewegungs sensor 9, der eine Bewegung des Passagiers (Fahrer oder Beifahrer) 10 detektiert. Eine Bewegung, insbesondere eine Beschleunigung des Fahrzeuges 11 ist dabei ursächlich für die Bewegung des Passagiers. Die Steuereinrichtung 7 ist dazu ausgebildet, die Bilddaten 2 in Abhängigkeit von der Bewegung des Fahrzeuges und des Passagiers innerhalb des Darstellungsbereichs auf der Anzeigeeinheit dynamisch darzustellen.

Dazu werden das von dem Passagier betrachtete Bild 3 quasi in Echtzeit, d. h. innerhalb eines physiologisch nicht wahrnehmbaren Zeitintervalls, laufend hinsichtlich zahlreicher Parameter rechnerisch korrigiert, wobei Richtung und Ausmaß dieser Korrektur von den Bewegungssensoren 9 gesteuert werden, die kontinuierlich die Bewegung des Fahrgasts erfassen.

Dabei wird beispielsweise bei scharfer Kurvenfahrt die Anzeige des Bildes 3 in dem Darstellungsbereich zur Seite verschoben, so dass für den Betrachter die Relativbewegung zwischen Bild und Augen verringert wird.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur angepassten Darstellung von Bilddaten. Die in einem Kraftfahrzeug vorhandenen

Aktuatoren (beispielsweise Kraftfahrzeugmotor, Bremse oder Lenksystem) schätzen anhand der ihnen zur Ansteuerung zur Verfügung gestellten

Fahrzeugsignale eine zukünftige Kraftfahrzeugzustandsänderung. Bei dieser kann es sich beispielsweise um eine Änderung der Beschleunigung des

Kraftfahrzeuges handeln. Die Aktuatoren sind mittels ihrer Schätzeinheiten dazu in der Lage eine Änderung der Beschleunigung zu erkennen, bevor ein Beschleunigungssensor diese tatsächlich misst. Diese Informationen werden vorliegend dazu genutzt, die Darstellung der Bilddaten an die Bewegung des Fahrzeugs anzupassen. Es ist gemäß einer möglichen Ausführungsform eine Aktuatorsteuereinheit 11 dargestellt, die Teil der Lenkung eines Kraftfahrzeuges ist. Der Aktuator wirkt über ein Zahnstangen-Lenkgetriebe, sowie über Spurstangen und anderen Bauteilen mittelbar auf die Kraftfahrzeugräder und bewirkt eine Verlagerung der Zahnstange quer zur Fahrtrichtung nach rechts oder links, wodurch die Räder um einen jeweiligen Schwenkpunkt verschwenkt werden.

Die Aktuatorsteuereinheit 11 empfängt die Fahrzeuggeschwindigkeit 12 und weitere Bezugssignale, wie die gemessene laterale Beschleunigung 13 oder ein ähnliches Sensorsignal aus dem Fahrzeugnetzwerk 14. Zudem wird eine Abweichung zwischen der Ist-Position und der Soll-Position des Aktuators 15 in der Aktuatorsteuereinheit bestimmt. Diese Position kann für den vorliegenden Fall insbesondere die Zahnstangenposition sein. Die Signale 12, 13, 15 dienen als Eingabe in einen Korrekturalgorithmus 16. Die laterale Beschleunigung bzw. deren Änderung sind von der Reibung zwischen den Kraftfahrzeugrädern und der Straßenoberfläche abhängig. Der Korrekturalgorithmus 16 verwendet daher die Querbeschleunigung als Referenz und schätzt daraus die Änderung der Querbeschleunigung unter der Annahme, dass sich innerhalb einer kurzen Zeitspanne die Reibung nicht ändert. Der Referenzwert wird dabei regelmäßig aktualisiert. Aus der geschätzten zukünftigen Änderung der Querbeschleu nigung wird ein Korrekturwinkel 17 für die Bilddaten berechnet. Dieser

Korrekturwinkel 17 wird über das Fahrzeugnetzwerk 14 an eine Anzeigeeinheit 18 übermittelt, die daraus die adaptierten Bilddaten berechnet. Die

Anzeigeeinheit 18 umfasst einen Darstellungsbereich, in welchem die adaptierten Bilddaten als Bild dargestellt werden. Die Bilddaten werden um einen Mittelpunkt mit dem Korrekturwinkel rotiert. Diese Rotation wirkt dabei in Richtung der Querbeschleunigung um die Relativbewegung zwischen

Passagier und dargestelltem Bild zu reduzieren.

Die Anzeigeeinheit 18 kann dabei ein im Auto festinstalliertes Gerät (z. B. Video-Display und/oder Head-Up-Display) und/oder ein Mobilgerät (z. B. VR- Brille und/oder Smartphone) sein. Festinstallierte Anzeigeeinheiten empfangen unmittelbar über das Fahrzeugnetzwerk 14 den Korrekturwinkel 17. Mobil geräte haben hingegen Zugriff auf die Korrekturinformation über eine kabellose Verbindung. Bei Mobilgeräten werden die Bilddaten bevorzugt noch zusätzlich an die Bewegung des Mobilgerätes relativ zum Kraftfahrzeug angepasst. Ein im Mobilgerät integrierter Bewegungssensor liefert die dafür notwendigen Bewegungsinformation.

Das Verfahren zur Korrektur der Bilddaten funktioniert unabhängig von der Art der Beschleunigung. Hier wurde nur exemplarisch die Korrektur für eine Querbeschleunigung dargestellt. Eine Korrektur der Beschleunigung in

Längsrichtung erfolgt analog dazu.

Der Korrekturalgorithmus kann auch auf einem anderen Steuergerät innerhalb des Kraftfahrzeuges ausgeführt werden. Der Vorteil in der Benutzung der Aktuatorsteuereinheit liegt darin, dass die Signale sehr schnell verarbeitet werden können und dass der Regelkreis schneller ist als bei einem anderen Steuergerät, das die notwendigen Signale mit niedriger Geschwindigkeit über das Fahrzeugnetzwerk empfängt.

Die Bilddaten können beispielsweise digitalisierte Filme bzw. Videosequenzen sein. Es kann Text und/oder eine Grafik dargestellt werden. Ebenso können Bildinformationen aus der realen Fahrumgebung mittels Umfeldsensorik erzeugt und als Ausgangsdaten benutzt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Bereitstellung von interaktiven virtuellen oder augmentierten Umgebungen (Virtual Reality (VR), Augmented Reality (AR)) als Datenquelle. Der Passagier bewegt sich dann nicht vor einem zweidimensionalen Bild wie bei Video/DVD sondern in einer dreidimensionalen Umgebung, die zumindest teilweise künstlich generiert wird und entsprechend an die Relativbewegung angepasst wird.