Derartige optoakustische Informationseinheiten werden beispielsweise für eine Darstellung von Fahrzeugführungs-und Zustandsinformationen (Navigations- display zur Darstellung fahrtrelevanter Daten, wie Straßenkarte, Verkehrs- informationen, und Zielführungsinformationen, Betriebsdaten über das Fahr- zeug, wie Geschwindigkeit und Motortemperatur) sowie zur Darstellung von Fernsehbildern (Mediendisplay zur Darstellung fahrtunrelevanter Daten, bei- spielsweise Videofilme, TV-Übertragungen, Internetseiten) in modernen Autos eingesetzt und sind aus der Praxis in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Dabei werden auch unterschiedliche Verfahren zur Steuerung der Anzeige auf dem Display als wesentlicher Teil der optoakustischen Informa-

tionseinheit angewendet, die sich hauptsächlich in ihrem Komfort für den Fahrer als Hauptanwender unterscheiden. Wenn auch im Folgenden oft von der Anwendung im Auto oder allgemeiner im Verkehrsgeschehen auf dem Lande ausgegangen wird, beziehen sich die Ausführungen auch genauso auf Fahrzeuge für das Verkehrsgeschehen auf und in dem Wasser und in der Luft.

Überall dort, wo mit einem Fahrzeug ein Weg gefunden und über das Fahrzeug Informationen eingeholt sowie Passagiere transportiert werden müssen, sind derartige Informationseinheiten zur Komfortsteigerung des Fahrers und seiner Beifahrer einsetzbar. Am häufigsten werden derzeit jedoch noch separate Displays für die Navigationsanzeige und die Medienwiedergabe verwendet. Die Mediendisplays für die Passagiere im Fond werden beispiels- weise in die Kopfstützen der Vordersitze eingebaut, aus dem Wagendach herunter geklappt oder mit Hilfe eines flexiblen Tragarmes als Satellit ausgeführt. Für den Beifahrer wird das Display entweder ausklappbar im Bereich der Sonnenblende oder ausfahrbar in die Instrumentenkonsole eingebaut, wobei das Risiko besteht, dass das freie Sichtfeld des Fahrers eingeschränkt wird und der Fahrer ungewollt durch die Medienwiedergabe abgelenkt wird. Das Navigationsdisplay wird üblicherweise in die Mittelkonsole eingebaut oder unterhalb des Rückspiegels auf die Instrumentenkonsole gesetzt (diese Lösung wird oft bei nachrüstbaren Systemen angeboten).

Ein gänzlich anderer Ausführungsweg besteht darin, ein gemeinsames Display für die zeitlich alternative (selektive) Navigations-und Medienanzeige zu verwenden (Dual-View-Display, zu unterscheiden von der Bezeichnung"Dual- View"für Multimediapräsentationen im Split-Screen-oder Picture-in-Picture- Modus), welches durch zusätzliche optische und/oder elektrische Komponen- ten eine selektive Wiedergabe der beiden Informationsquellen in Richtung auf den Fahrer bzw. den Beifahrer gestattet. Dabei handelt es sich in der einfachsten Form um einen manuellen Umschalter in einem Adapterkabel, mit dem zwischen den unterschiedlichen Informationen hin-und hergeschaltet werden kann. Als Variante sind auch bereits Informationseinheiten bekannt, die fahrtunrelevante Daten ausschließlich im Stillstand des Fahrzeugs

anzeigen und während der Fahrt nur den gegebenenfalls vorhandenen Ton weiterlaufen lassen, was entsprechend unkomfortabel für den Beifahrer ist.

Aus der DE 197 37 942 A1 ist eine fest im Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs eingebaute Informationseinheit bekannt, bei der das Dual-View-Display ein Flüssigkristallelement aufweist, das in einer ersten Schaltstellung in einem großen Winkelbereich lichtdurchlässig und in einer zweiten Schaltstellung außerhalb eines kleinen Winkelbereichs lichtundurchlässig ist. Dabei ist der große Winkelbereich auf Fahrer und Beifahrer, der kleine Winkelbereich aber nur auf den Beifahrer ausgerichtet. In dem kleinen Winkelbereich ist das dargestellte Bild ständig sichtbar, wohingegen der große Winkelbereich in ausgeschalteter Stellung dunkel ist. Es ist immer nur ein Bildinhalt darstellbar, eine Umschaltung zwischen verschiedenen Bildinhalten muss daher manuell erfolgen. Um eine besonders hohe Differenz zwischen den Lichtdurch- lässigkeiten in Fahrer-und Beifahrerblickrichtung zu erhalten, kann die An- steuerspannung des Flüssigkristallelements in Abhängigkeit von der Temperatur geregelt werden. Dazu können innerhalb und außerhalb des kleinen Winkelbereichs Fotosensoren angeordnet sein, die die durchgelassene Lichtmenge detektieren und über eine Veränderung der Ansteuerspannung optimieren. Durch den kleinen Winkelbereich wird der Beifahrer, will er während der Fahrt einen Film betrachten, gezwungen, seinen Kopf stark zu. fixieren, was insbesondere durch die auftretenden Fahrbewegungen schnell zur Ermüdung führt. Über das Verfahren zur Anzeigesteuerung, also zum Um- schalten zwischen den beiden Einblickbereichen wird in der Offenlegungs- schrift keine Angabe gemacht, es ist aber davon auszugehen, dass es sich hierbei um eine manuell zu betätigende elektronische Umstellung handelt, die vom Fahrer und auch vom Beifahrer ausgeführt werden kann. Es muss also insbesondere der Fahrer zur möglichen Betrachtung der für ihn fahrtrelevanten Daten eine aktive Handlung ausführen, die entsprechende Bewegungen und auch Zeit benötigt. Vergleichbar ist dieser Vorgang mit dem manuellen Einschalten eines Verkehrssenders im Radio. Eine Ablenkung des Fahrers vom Fahrgeschehen und eine relativ große (in einer aktuellen Entscheidungs- situation gegebenenfalls zu große) Zeitspanne vom Wunsch oder der

Erfordernis der Datenbetrachtung bis zu deren Darstellung treten somit auf.

Des weiteren muss auch ständig die Umschaltung der verschiedenen Bildinhalte erfolgen.

Aus der DE 199 20 789 A1 ist eine umschaltfreie Informationseinheit bekannt, deren Display mit einem Zylinderlinsenraster arbeitet, das die gleichzeitige Betrachtung von zwei verschiedenen Bildinhalten aus unterschiedlichen Blick- richtungen ermöglicht. Im Prinzip kommen für diese richtungsselektive Wieder- gabe ähnliche Methoden in Betracht, wie sie auch für die selektive Wiedergabe eines linken und eines rechten Stereobildes in Rasterstreifenform bei auto- stereoskopischen 3D-Displays angewendet werden und allgemein bekannt sind, sodass es sich bei der zeitgleichen dualen Betrachtung im Auto um eine neue Anwendung handelt. Der Unterschied zur 3D-Wiedergabe besteht jedoch darin, dass der laterale Abstand zwischen den beiden Betrachtungszonen sehr groß ist (ca. 70 cm ; bei der Stereowiedergabe entspricht der laterale Abstand dem Augenabstand von ca. 65 mm), was entsprechende Anforderungen an die Rasterung stellt. Diese Ausführungsform hat den generellen Nachteil, dass die örtliche Bildauflösung reduziert wird, weil nur noch die Hälfte der Bildpunkte des Displays für die Navigationsanzeige bzw. für die Medienwiedergabe zur Verfügung steht. Bei der theoretisch möglichen zeitsequenziellen richtungs- selektiven Wiedergabe müsste die Bildwiederholrate für beide Bildinhalte halbiert werden. Dazu würden spezielle Displays mit einer sehr hohen Bild- wiederholrate (mehr als 120 Hz) für die flimmerfreie Wiedergabe der beiden Bilder (mehr als 60 Hz) benötigt werden. Mit heutigen Flachbildschirmen (LCD- Monitore, Plasmabildschirme, Elektrolumineszenz-Displays) kann diese Anfor- derung jedoch nicht erfüllt werden.

Aus der DE 197 46 764 A1, von der die vorliegende Erfindung als nächst- liegendem Stand der Technik ausgeht, ist eine ebenfalls auf dem Zylinderlin- senrasterprinzip aufbauende, aber umschaltbare Informationseinheit bekannt, bei der ein gerasterter Bildinhalt aus zwei verschiedenen Blickrichtungen betrachtet werden kann. Dies erfolgt durch die Verschiebung eines vorge-

spannten Exzenterhebels, über den die Zylinderlinsenrasterplatte zur Licht- ablenkung in unterschiedliche Richtungen seitlich verschiebbar ist. Durch die Darstellung jeweils nur eines Bildinhaltes vermindert sich zwar das Auflösungsproblem, problematisch bleibt jedoch die manuelle Umschaltbarkeit, die die bereits weiter oben erwähnten Komfort-und Zeiteinbußen mit sich bringt. Zudem bedingt das Verschieben'oder Verschwenken der Zylinder- rasterplatte nur eine Änderung des möglichen Einblickwinkels, eine Um- schaltung der Bildinhalte muss zusätzlich erfolgen. Zusammenfassend gesehen sind somit aus dem Stand der Technik nur Verfahren und sie umsetzende Systeme bekannt, bei dem der Einblickwinkel und unabhängig davon die dargestellte Information von Hand durch den bewusst umzu- setzenden Wunsch zumindest des Fahrers eingestellt werden kann. Dadurch wird in erhöhtem Maße die Aufmerksamkeit des Fahrers verlangt und vom Verkehrsgeschehen abgezogen sowie der Komfort erheblich eingeschränkt.

Die Aufgabe für die Erfindung ist daher darin zu sehen, ein gattungsgemäßes Verfahren zur Anzeigesteuerung von unterschiedlichen Informationen auf einem gemeinsamen Dual-View-Display anzugeben, das für den Fahrer bei der Betrachtung fahrtrelevanter Informationen den größtmöglichen Komfort bietet.

Dabei soll der Fahrer nicht durch die ungewollte Betrachtung der Medien- wiedergabe von seiner Aufgabe als Fahrzeugführer abgelenkt werden und somit eine hohe Fahrsicherheit gewährleistet werden. Weiterhin soll aber auch ein möglicher Beifahrer in seinem Komfort bei der Betrachtung fahrtun- relevanter Daten nicht unnötig und komfortmindernd belastet werden. Das Verfahren soll schnell und störungsunempfindlich in seinem Ablauf sein.

Ebenso soll eine optoakustische Informationseinheit zur Umsetzung insbeson- dere des erfindungsgemäßen Verfahrens einfach und robust in ihrem Aufbau und in ihrer Handhabung sein. Darüber hinaus soll sie, insbesondere das verwendete Display, kostengünstig und zugänglich für aktuelle Medien- darstellungen sein. Die Lösungen für diesen Aufgabenkomplex sind den beiden nebengeordneten Hauptansprüchen zu entnehmen. Vorteilhafte Wei-

terbildungen werden in jeweiligen Unteransprüchen aufgezeigt und im Folgenden im Zusammenhang mit der Erfindung näher erläutert.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Dual-View-Betrieb wird automatisch die aktuelle Blickrichtung des Fahrers fortlaufend detektiert. Wird festgestellt, dass der Fahrer das Dual-View-Display anblickt, werden sofort die für den Fahrer fahrtrelevanten Informationen angezeigt. Dadurch hat der Fahrer stets die benötigten Informationen zur Verfügung, ohne dass er Handlungen durchführen muss. Er wird vom System beobachtet und kann seine Ent- scheidung, fahrrelevante Informationen erhalten zu wollen, intuitiv durch die Wahl seiner Blickrichtung anzeigen. Untersuchungen zur Fahrsicherheit haben gezeigt, dass dem Fahrer maximal eine Sekunde Zeit für das Ablesen der Instrumente zur Verfügung steht ; wenn die Aufmerksamkeit länger als eine Sekunde auf die Anzeigen gerichtet ist, steigt das Unfallrisiko signifikant. Die Unterbrechung der Medienpräsentation für den Beifahrer wird sich also im Anwendungsfall in engen zeitlichen Grenzen halten, sodass das erfindungs- gemäße Verfahren einen hohen Betrachtungskomfort für den Beifahrer garan- tiert. Dadurch, dass jedes Mal, wenn der Fahrer das Dual-View-Display anblick, die fahrtrelevanten Daten angezeigt werden, erfolgt auch ein Erzie- hungsprozess. Der Fahrer kann fahrtunrelevante Daten, die einem Beifahrer in den Phasen des abgewendeten Blicks angeboten werden, nicht betrachten.

Sie verschwinden automatisch, wenn der Fahrer das Dual-View-Display anschaut. Der Fahrer wird also durch eine Medienabspielung visuell nicht abgelenkt und die Fahrsicherheit ist gewährleistet. Untersuchungen mit Navigationssystemen haben auch eine systematische Abhängigkeit der Blickfrequenz von der Komplexität der aktuellen Navigation aufgezeigt. Im Normalfall bedeutet die Unterbrechung der Medienpräsentation beim Blick des Fahrers auf das Dual-View-Display (kurzzeitige Umschaltung in den Navi- gationsmodus) keine große Beeinträchtigung für den Beifahrer ; auch übliche Filmpräsentationen im Fernsehen werden durch sehr viel länger andauernde Werbeblöcke unterbrochen. Bei einer häufigeren Unterbrechung wird der

Beifahrer ohnehin auf seine Medienpräsentation verzichten und das Verkehrs- geschehen beobachten.

Die nahezu verzögerungsfreie Darstellung fahrtrelevanter Daten beim Blick- kontakt des Fahrers mit dem Dual-View-Display kann durch eine entsprechen- de Detektionstechnik erreicht werden. Der Fahrer wird für ihn störungsfrei von eine Videokamera beobachtet. Die Auswertung der detektierten Bilder erfolgt dann binär als Ja-oder Nein-Entscheidung, da vom System lediglich zu entscheiden ist, ob der Fahrer das Gebiet des Displays anblick oder nicht.

Dadurch kann eine Datenverarbeitung in Echtzeit erreicht werden. Eine geringe Verzögerung ergibt sich dann lediglich durch den Steuerbefehl zum Umschalten des Bildinhaltes. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden also beide Informationsquellen alternativ unter Nutzung der vollen Bildauf- lösung des Displays angezeigt, die Umschaltung zwischen beiden Informa- tionsquellen erfolgt automatisch in Abhängigkeit von der aktuellen Blickrichtung des Fahrers. Aufgrund der selektiven, nicht-zeitgleichen Darstellung der unter- schiedlichen Bildinhalte für Fahrer und Beifahrer kann die volle örtliche Auflösung des Displays in üblicher Ausrichtung des Displays (Querformat) genutzt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit technisch einfach mit handelsüblichen Bauteilen zu realisieren und zeigt gegenüber den bekannten Ansätzen für ein Dual-View-Display zusammenfassen folgende Vorzüge : - Es können handelsübliche Flachbildschirme verwendet werden.

- Das Dual-View-Display kann im üblichen Breitbildformat (4 : 3,16 : 9,...) verwendet werden. Das ist besonders vorteilhaft, wenn für den Beifahrer TV-Programme oder Spielfilme von DVD dargestellt werden sollen (aufgrund der vertikalen Ausrichtung der Farbfilterstreifen ist für die bekannte Lösung mit einem Trennraster bei heutigen handelsüblichen Flachbildschirmen ein Betrieb im unvorteilhaften Hochformat not- wendig).

- Es ist keine besondere Bildsignalaufbereitung, wie beispielsweise spal- ten-oder zeilenweises Verkämmen der Bilder für Fahrer und Beifahrer, erforderlich.

- Es gibt keinen Verlust an Bildauflösung und Helligkeit : Fahrer und Beifahrer sehen die volle Auflösung und Lichtstärke des Displays, beispielsweise 1024 x 786 Punkte.

- Es gibt keine so gravierenden Realisierungsbarrieren wie in den stereobasierten Ansätzen aufgrund der dort zu realisierenden extremen Distanz zwischen den Betrachtungszonen.

- Es wird durch den automatischen Verfahrensablauf ein optimaler Komfort für den Fahrer bei gleichzeitiger Gewährleistung der Fahr- sicherheit geboten.

In der Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die optoakustische Informationseinheit neben dem Dual-View-Display, einer Programmeinheit für die darzustellenden Informationen und einer Anzeige- steuereinheit zur Ausführung der aus der Datenverarbeitung resultierenden Anforderungen auch eine videobasierte Detektionseinheit zur fortlaufenden, automatischen Ermittlung der aktuellen Blickrichtung des Fahrers aufweist, die zumindest eine in unmittelbarer Nähe des Displays angeordnete Videokamera, die auf den Fahrer ausgerichtet ist, und eine auf die Anzeigesteuereinheit führende Auswerteeinheit umfasst. Somit handelt es sich um ein einfaches und kostengünstiges System, das auch für eine Nachrüstung geeignet ist. Dabei kann das Dual-View-Display bevorzugt in die Mittelkonsole eines Fahrzeugs integriert werden. Die Videokamera kann direkt oberhalb des Displays in einer Blende angeordnet sein. Möglich ist auch eine Integration direkt in den Displayrand oder-bei transparenten Displays-eine Positionierung hinter den Bildschirm.

Durch den automatischen Umschaltmodus im erfindungsgemäßen Verfahren hat der Fahrer keine Gelegenheit, ablenkende Bildinhalte direkt zu betrachten.

Es besteht allerdings unter Umständen das Risiko, dass der Fahrer die

Medienpräsentation im peripheren Blickfeld verfolgt und von der Beobachtung des Verkehrsgeschehens abgelenkt wird. Dies kann verhindert werden, wenn die Informationen richtungsselektiv angezeigt werden, wobei die fahrtrele- vanten Informationen nur dem Fahrer und die fahrtunrelevanten Informationen nur dem Beifahrer angezeigt werden. Eine solche richtungsselektive Beleuchtung für ein Dual-View-Display ist beispielsweise aus der DE 197 35 177 A1 bekannt. Für die Realisierung kann ein Rückbeleuchtungs- system mit zwei alternativen Beleuchtungsrichtungen, von denen die eine zum Fahrer und die andere zum Beifahrer verläuft, integriert sein. Zur Realisierung kann beispielsweise ein handelsübliches Transmissionspaneel (LCD-Display) mit modifizierter Rückbeleuchtung verwendet werden. Die technische Lösung für die richtungsselektive Rückbeleuchtung besteht vorzugsweise in zwei auf den Fahrer bzw. Beifahrer ausgerichteten weißen LED-Arrays. LEDs ermög- lichen eine nahezu verzögerungsfreie Aktivierung/Deaktivierung der Beleuch- tung, sind zudem langlebig und weisen einen hohen Wirkungsgrad auf. Bei einer Aktivierung der fahrtrelevanten Daten wird gleichzeitig die auf den Fahrer ausgerichtete Beleuchtungseinrichtung aktiviert. In den Phasen der Medien- darstellung hingegen wird die auf den Beifahrer ausgerichtete Beleuchtungs- einrichtung aktiviert. Dabei klammert diese auf jeden Fall den Fahrer aus. Die auf diesen ausgerichtete Beleuchtungseinrichtung kann jedoch auch den Beifahrer erfassen, sodass dieser auch die fahrtrelevanten Informationen betrachten kann.

Mittels einer vorgesehenen manuellen Bedieneinrichtung, beispielsweise ein einfacher Umschalter, zum wahlweisen Aktivieren, Deaktivieren und Umschal- ten zwischen den unterschiedlichen Informationen kann der Beifahrer auswählen, ob er in den Unterbrechungen seiner Medienpräsentation einen dunklen Bildschirm oder das Navigationsdisplay angeboten bekommen möchte. Darüber hinaus kann die Anzeigesteuerung auch aus dem auto- matischen Vorgang herausgenommen und vom Fahrer oder Beifahrer manuell situationsadäquat konfiguriert werden. Beispielsweise kann das Dual-View- Display permanent die Navigationsinformation darstellen, wenn kein Beifahrer

an Bord ist. Bei langer Autobahnfahrt mit Beifahrer kann der Navigationsmodus zeitweise abgeschaltet werden, um ungewollte Unterbrechungen der Filmprä- sentation zu verhindern. Im automatisch gesteuerten Umschalten des darge- stellten Bildinhalts kann darüber hinaus bereits enthalten sein, dass dauerhaft die fahrtrelevanten Informationen angezeigt werden, wenn die aktuelle Blickrichtung des Fahrers nicht ermittelt werden kann. Dies kann beispiels- weise dann der Fall sein, wenn die natürliche Beleuchtung des Fahrers nicht für eine Bilderfassung ausreicht (Dämmerung, Tunneldurchfahrt) oder extrem schwankt (Fahrt durch eine Baumallee mit seitlich einfallendem Sonnenlicht).

Der Beifahrer muss dann eine vorübergehende Unterbrechung seiner Medienpräsentation in Kauf nehmen. Besondere Kundenwünsche bezüglich des Schaltverhaltens bei extremen Lichtverhältnissen können in der Software berücksichtigt werden. Auch bei ungünstigen Lichtverhältnissen und insbeson- dere natürlich bei Nachtfahrten kann jedoch ein sicherer Betrieb des Navigationsdisplays gewährleistet werden, wenn der Fahrer aktiv, insbe- sondere mit Infrarotlicht, beleuchtet wird. Dafür kann in ummittelbarer Nähe des Displays eine auf den Fahrer ausgerichtete Beleuchtungseinrichtung, insbesondere mit Infrarotlichtquellen, angeordnet sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Videokamera und die auf den Fahrer ausgerichtete Beleuchtungseinrichtung hinter einer infrarotlicht- durchlässigen Scheibe, insbesondere im Displaybereich, angeordnet sind. Es kann somit kommerziell ein Komplettsystem zur Verfügung gestellt werden, bei dem im Displayrand die Videokamera und die Infrarotbeleuchtung bereits integriert sind. Damit entfallen Einzelinstallationen und störende Verka- belungen.

Neben der Integration eines richtungsselektiven Beleuchtungssystems zur Erhöhung der Verkehrssicherheit durch verringerte Ablenkung des Fahrers kann im Verfahren nach der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Dauer des mit dem Dual-View-Display vom Fahrer hergestellten Blickkontaktes detektiert und oberhalb eines vorgegebenen Schwellwertes ein Warnsignal von einer akustischen und/oder optischen Warneinrichtung abgegeben wird. Aus

Untersuchungen ist bekannt, dass ein Autofahrer maximal für eine Zeitdauer von einer Sekunde auf das Navigationsdisplay oder andere Instrumente schauen darf. Bei längerem Blick auf die Anzeigen steigt das Unfallrisiko jedoch signifikant an. Die genannte Ausführungsform der Erfindung senkt dagegen das Unfallrisiko im Vergleich zu heutigen permanent eingeschalteten Navigationsdisplays erheblich, weil der Fahrer nach Ablauf einer Sekunde akustisch oder optisch (beispielsweise durch ein blinkendes Display) aufgefordert wird, wieder in Fahrtrichtung zu schauen. Diese Maßnahme kann auch im Rahmen eines Fahrerassistenzsystems dazu verwendet werden, den Fahrer durch Sprachausgabe aufzufordern, nach vorne zu schauen, wenn er seinen Blick zu lange auf das Navigationsdisplay richtet.

Für die Software für das Verfahren nach der Erfindung mit einer videobasierten Erkennung der Blickzuwendung in Richtung auf das Dual-View-Display kommen pixelbasierte Verfahren (Vergleich von Bildmustern und Kanten- mustern) und merkmalsbasierte Verfahren (Finden und Auswerten der Position der Augenwinkel, Nasenlöcher, Mundwinkel etc. bzw. der Pupille und ggf. zusätzlicher Lichtreflexe auf der Cornea) in Frage. Das angewendete Detek- tionsverfahren wird dabei so ausgewählt, dass es möglichst robust ist gegenüber Veränderungen der Umgebungsbeleuchtung (Fahrt bei Sonnen- schein oder bei Nacht). Zur Einhaltung der Echtzeitbedingung umfasst der verwendete Algorithmus möglichst wenige Rechenoperationen, sodass eine Implementierung auf einer Mikroprozessorplattform möglich ist. Diesem Erfordernis kommt auch das binäre Entscheidungsschema für den Umschalt- automatismus entgegen. Um auch bei Nachtfahrten einsetzbar zu sein, ist, wie bereits erwähnt, eine aktive Beleuchtung des Fahrers mit Infrarot-LEDs erforderlich. Die Auswertung basiert dann zwangsläufig nur auf der Verwendung von Intensitätsbildern ohne natürliche Farbinformationen.

Zur Verdeutlichung der weiteren Softwarewahl und der Erfindung wird anhand von Figuren im speziellen Beschreibungsteil an Ausführungsbeispielen der

Betriebsablauf des Verfahrens nach der Erfindung im automatisierten Modus beschrieben. Dabei zeigt die : Figur 1 eine in einem Auto installierte Informationseinheit zur Durchfüh- rung des Verfahrens nach der Erfindung, Figur 2 ein Blockdiagramm des Grundprinzips des Verfahrens nach der Erfindung, Figur 3 ein Blockdiagramm des Verfahrens nach der Erfindung mit zusätzlicher Kamera, Figur 4 Kantenbilder als Referenz-und Aktuellbilder, Figur 5 Beispiele für Bewegungsvektoren, Figur 6 die Messung bei der vereinfachten Cornea-Reflex-Methode und Figur 7 die Berechnung des Toleranzwertes für die vereinfachte Cornea- Reflex-Methode Die Figur 1 zeigt in einer Fotomontage die Anordnung einer blickgesteuerten Informationseinheit VIU nach der Erfindung mit einem Dual-View-Display DISP in der Mittelkonsole MC eines Autos. Über dem Dual-View-Display DISP sind Infrarot-LEDs und eine Videokamera hinter einer infrarotlichtdurchlässigen Blende IRB angeordnet. Diverse Schalter einer manuellen Bedienvorrichtung MUD ermöglichen eine Auswahl verschiedener Betriebsmodi, beispielsweise "Navigation dauerhaft an"NavOn,"automatischer Umschaltbetrieb"Automatik und"Navigation dauerhaft aus"NavOff). Diese Schalter können als einfache mechanische Taster oder auch als frei konfigurierbare Touchscreen-Elemente in das Display integriert sein. Weitere Funktionselemente sind hinter dem Dual- View-Display DISP angeordnet und auf dem Bild nicht sichtbar.

Im Folgenden werden Initialisierung und Betrieb der Blicksteuerung als essenzielle Grundprinzipien des Verfahrens nach der Erfindung beschrieben.

Beim natürlichen Sehen werden kleinere Änderungen der Blickrichtung durch eine entsprechende Drehung des Augapfels in Bezug auf den Kopf bewirkt.

Bei größeren Blickbewegungen oder bei einer längeren Fixationsdauer findet zusätzlich eine Drehung des gesamten Kopfes in Richtung auf das fixierte Objekt statt. Die bekannten Verfahren zur Blickmessung haben das Ziel, die Ausrichtung der Sehachse, d. h. den aktuellen Drehwinkel des Augapfels mit Bezug auf ein externes Referenzobjekt, in einem möglichst großen Blickwinkel- bereich stabil zu messen (Cornea-Reflex-Methode, vergleiche DE 199 53 835 C1 und die dort zitierten Druckschriften) oder minimale Blickbewegungen relativ zur Ausrichtung des Kopfes zu erfassen (Limbus-Tracking-Methode, vergleiche DE 199 53 835 C1 und die dort zitierten Druckschriften). Bei dem hier beschriebenen Verfahren nach der Erfindung geht es im Unterschied zu den bekannten Blickmessverfahren darum, eine Ja/Nein-Entscheidung in Bezug auf die Fixation eines ausgewählten Objekts (das Display) mit möglichst geringem Aufwand und geringer Störanfälligkeit zu treffen. Deshalb kann die bevorzugte Ausführungsform des implementierten Detektionsverfahrens auf der Auswertung einer Summe von äußerlich sichtbaren und über eine Kamera zu erfassenden Bildmerkmalen beruhen, die auf eine Blickzuwendung schließen lassen. Das Grundprinzip hierzu stellt der Referenzbildvergleich dar (vergleiche Figur 2). Vor Beginn der Fahrt schaltet der Fahrer das Dual-View- Display mit einem Druckschalter in unmittelbarer Nähe des Displays ein. In diesem Augenblick nimmt die in unmittelbarer Nähe des Monitors angebrachte Kamera ein Bild des Fahrers auf, das als Referenzbild für die zu detektierende Blickzuwendung gespeichert wird. Während der Fahrt wird das Referenzbild mit den aktuellen Videobildern verglichen, um eine Blickzuwendung in Richtung auf das Dual-View-Display zu erkennen.

Beim Bildvergleich wird ein Ähnlichkeitswert ermittelt. Dieser Wert kann durch einen Intensitätsvergleich der Bildpunkte in einem vordefinierten Bereich (vorzugsweise ein Block von Bildpunkten, der den Bereich der Augen umfasst) berechnet werden. In einem ersten Schritt wird der vordefinierte Bereich durch ein Blockmatching-Verfahren im aktuellen Kamerabild P gesucht (durch Vergleich der Intensitätswerte in Bildblöcken des Referenzbildes Pref und des aktuellen Kamerabildes P). Für den"Best Match" (beste Übereinstimmung)

werden anschließend die aufsummierten absoluten Differenzen der Intensitäts- werte in den korrespondierenden Blöcken des aktuellen Bildes P und des Referenzbildes Pref zu einem Ähnlichkeitswert zusammengefasst. Um das Verfahren möglichst unempfindlich gegen Veränderungen des Umgebungs- lichtes zu machen, kann es vorteilhaft sein, nicht mit stark beleuchtungs- abhängigen Intensitätswerten, sondern mit Bildkonturen zu arbeiten. Dazu werden mit Hilfe von Kantenoperatoren (z. B. dem"Canny Edge"-Detector oder dem"Sobel"-Operator) die signifikanten Konturen im Referenzbild Pref und im aktuellen Videobild P extrahiert. Anschließend wird nach der oben beschrie- benen Methode-aber auf Grundlage der Kantenbilder-ein Ähnlichkeitswert für den"Best Match"ermittelt. Wenn der so ermittelte Ähnlichkeitswert eine vordefinierte Ähnlichkeitsschwelle (Schwellwert THR) erreicht, wird ein Signal ausgelöst, das die Bildquelle des Displays DISP von der Medienquelle MEDIA auf die Navigationsanzeige NAV umschaltet. Gleichzeitig wird die auf den Fahrer DRV ausgerichtete Rückbeleuchtung BL1 des Displays DISP einge- schaltet. Sobald der Fahrer DRV den Kopf/Blick wieder vom Dual-View-Display DISP abwendet, wird die Rückbeleuchtung BL1 ausgeschaltet und die Medienquelle MEDIA zugeschaltet.

Dieses um eine gerichtete Rückbeleuchtung erweiterte Grundprinzip einer blickgesteuerten Informationseinheit VIU mit einem Dual-View-Display DISP ist In der Figur 2 als Blockdiagramm dargestellt. Wenn das Referenzbild Pref und das aktuelle Kamerabild P der Videokamera CAM vom Fahrer DRV hinreichend übereinstimmen (die Differenz ist kleiner als ein Schwellwert THR, ja/nein-Entscheidung), wird auf eine Blickzuwendung geschlossen. In diesem Fall wird die Navigationsanzeige NAV auf das Dual-View-Display DISP durchgeschaltet und die auf den Fahrer DRV ausgerichtete Rückbeleuchtung BL1 eingeschaltet. Die Rückbeleuchtung BL2 für den Beifahrer PASS und die Medienquelle MEDIA werden vorübergehend ausgeschaltet

Die im folgenden beschriebenen Verfahren dienen dazu, die Blickzuwendung des Fahrers auf das Dual-View-Display möglichst zuverlässig von Blickzu- wendungen auf Objekte der Fahrumgebung (beim Blick durch die Windschutz- scheibe) bzw. im Auto (beim Blick auf den Rückspiegel und die restlichen Instrumente) zu unterscheiden. Besonders kritisch sind solche Blickzuwen- dungen, die eine vergleichbare seitliche Drehung des Kopfes und der Augen erfordern wie der Blick auf das Dual-View-Display (gleiche azimutale Ausrichtung).

Das erste modifizierte Verfahren umfasst eine Gegenprobe mit einer zusätzlichen Kamera. Eine zusätzliche Videokamera CAM2 (vergleiche Figur 3) wird vorzugsweise unterhalb des inneren Rückspiegels in gleicher azimutaler Lage (bezogen auf den Kopf des Fahrers) wie die Videokamera CAM1 des Dual-View-Displays DISP angebracht. Bei der initialen Kalibrierung des Systems wird ein Referenzbild Prefi beim Blick in die Richtung von Videokamera CAM1 sowie ein Referenzbild Pref2 beim Blick in die Richtung von Videokamera CAM2 aufgenommen. Während des Betriebs werden zwei Ähnlichkeitswerte SIM1 und SIM2 durch Vergleich der aktuellen Kamerabilder P1/P2 mit den zugehörigen Referenzbildern Prefi/Pref2 ermittelt. Die Berech- nung erfolgt für beide Signalquellen nach einem der oben beschriebenen Verfahren. Auf eine Blickzuwendung zum Dual-View-Display DISP wird nur dann geschlossen, wenn Videokamera CAM1 einen besseren Ähnlichkeitswert SIM1 liefert als Videokamera CAM2 (SIM1 > SIM2) und dieser Ähnlichkeitswert zudem den vordefinierten Schwellwert für die Ähnlichkeit THR erreicht.

Die Figur 4 zeigt die Kantenbilder der oberen, im Rückspiegelbereich angeordneten Kamera CAM2 und der unteren, im Bereich des Dual-View- Displays DISP angeordneten Kamera CAM1 (jeweils links das Referenzbild Prefi/Pref2 und rechts das aktuelle Bild P1/P2) für den Fall, dass der Fahrer DRV auf das Dual-View-Display DISP schaut, das heißt, in Richtung auf Videokamera CAM1. Die eingezeichneten Rechtecke markieren die für die

Berechnung der Ähnlichkeitswerte SIM1 und SIM2 verwendeten Blockgrenzen im Augenbereich. Es ist zu erkennen, dass die oberen Blöcke deutlich von einander abweichen und die unteren Blöcke einander sehr ähnlich sind. In diesem Fall signalisiert das Verfahren nach der Erfindung eine Blickzuwendung zum Dual-View-Display DISP und steuert die entsprechenden Umschaltungen an.

Eine andere Methode zur Verbesserung der Detektionssicherheit stellt die Auswertung von Bewegungsvektoren ("Visual Flow") dar (vergleiche Figur 5).

Die bisher dargestellten Methoden werten statische Bildmerkmale für die Detektion einer möglichen Blickzuwendung aus. Die Zuverlässigkeit des Verfahrens nach der Erfindung kann jedoch durch Berücksichtigung des natürlichen Bewegungsablaufs im Zuge der Blickzuwendung noch verbessert werden (dynamische Blickzuwendungsgeste durch Drehung des Kopfes und der Augen, Bewegung der Augenlider). Zu diesem Zweck werden zeitlich aufeinander folgende Bilder der einen oder beider Videokameras mit Methoden der Bewegungsvektorschätzung (Visual Flow) analysiert. Solche Methoden sind z. B. im Zusammenhang mit der digitalen Bilddatenkompression (z. B. der bewegungskompensierten Prädiktion bei der Datenkompression nach MPEG- 2) und der digitalen Formatkonversion (bewegungsadaptive örtliche/zeitliche Bildinterpolation) bekannt. Es gibt bereits echtzeitfähige Hardwarelösungen für die Bewegungsschätzungen-zumeist auf der Grundlage eines Block- matchingverfahrens. Bei als bekannt vorausgesetzter Aufnahmegeometrie (Position der Videokameras, des Dual-View-Displays und des Fahrers) und der Annahme, dass der Fahrer die überwiegende Zeit nach vorne schaut, kann allein aus der Richtung der Bewegungsvektoren auf eine mögliche Blickzuwendung geschlossen werden. In Verbindung mit der Auswertung statischer Bildmerkmale kann das Ergebnis der Bewegungsvektorschätzung im Rahmen einer Konsistenzprüfung zur Verbesserung der Zuverlässigkeit der Blickzuwendungsdetektion verwendet werden. Die Bewegungsvektoren weisen in der Tendenz nach unten (negativer Mittelwert der vertikalen Komponente

der Vektoren), wenn eine Blickzuwendung in Richtung auf das in der Mittelkonsole angebrachte Dual-View-Display stattfindet.

Weitere Detektionsverfahren basieren auf der direkten Blickmessung. Mit den bislang beschriebenen Methoden sind Blickzuwendungen durch Augenbewe- gungen ohne eine nennenswerte Kopfdrehung schwer zu detektieren.

Derartige Blickzuwendungen sind insbesondere dann zu erwarten, wenn das Dual-View-Display nicht in der Mittelkonsole, sondern höher angebracht wird (im oder auf dem Hauptinstrumentenbrett). Für diesen Fall soll eine vereinfachte Form der bekannten Cornea-Reflex-Methode (vergleiche DE 199 53 835 C1 und die dort zitierten Druckschriften) eingesetzt werden. Die vereinfachte Form sieht vor, dass die zur Erzeugung des Lichtreflexes erforderlichen Leuchtdioden in der unmittelbaren Nähe der Kameraachse angeordnet sind. Auf diese Weise erscheint die Pupille als heller Fleck im Kamerabild (vergleichbar mit dem Rotaugen-Effekt beim Fotografieren mit einem Blitzlichtgerät) ; zudem liegt der Lichtreflex beim Blick in die Kamera im Zentrum des Pupillenbildes und lässt sich dort durch eine Intensitäts- Schwellwertoperation lokalisieren (vergleiche Figur 6).

In der in Figur 6 skizzierten Ausführungsform befindet sich das Dual-View- Display DISP unmittelbar über der blickmessenden Videokamera CAM1.

Infrarot-Leuchtdioden IR-LED sind direkt unterhalb der Videokamera CAM1 angeordnet. In der oberen Darstellung in Figur 6 blickt der Fahrer DRV direkt in die Kamera bzw. auf das Dual-View-Display DISP. Das Kamerabild P des Auges EYE des Fahrers DRV zeigt einen zentralen Reflexpunkt auf der Hornhaut des Auges mit Iris und Pupille. In der unteren Darstellung in Figur 6 blickt der Fahrer seitlich am Dual-View-Display DISP vorbei. Deutlich ist im entsprechenden Kamerabild P der dezentrale Reflexpunkt auf der Hornhaut zu erkennen.

Zur Detektion einer Blickzuwendendung zum Dual-View-Display DISP kann somit ein größtenteils aufnahmegeometrisch bestimmter Toleranzbereich angegeben werden, in dem sich der Lichtreflex bezogen auf das Zentrum der Pupille befinden muss, wenn der Fahrer auf das Dual-View-Display schaut. In der Figur 7 ist die Berechnung eines Toleranzwertes b'für eine gegebene Aufnahmegeometrie unter Annahme der allgemein bekannten Gullstrandschen Werte für das schematische Durchschnittsauge dargestellt. Im Unterschied zur bekannten Cornea-Reflex-Methode ist für die hier beschriebene Anwendung also keine individuelle Kalibrierung des Messverfahrens erforderlich ; statt- dessen wird vom Gullstrandschen Durchschnittsauge und einfach messbaren Größen des technischen Aufbaus ausgegangen, was das Detektionsverfahren bedeutend vereinfacht. Weiterhin wird vereinfachend angenommen, dass sich das Auge EYE um den Krümmungsmittelpunkt der Hornhaut (Cornea) dreht.

Der gesuchte Toleranzwert b'berechnet sich dann nach dem Strahlensatz zu : b'= c B/C F/A.

Dabei bedeuten : A= Abstand der messenden Videokamera (Hauptebene) vom Auge des Fahrers (z. B. 70 cm) B = Abstand des Displayrandes von der optischen Achse der Videokamera C = Abstand des Displayrandes vom Auge des Fahrers (=-A) c = Abstand der Pupillenebene vom Krümmungsmittelpunkt der Cornea (4,1 mm, nach Gullstrand) F = Abstand der (fiktiven) Bildebene der Videokamera vom Linsenzentrum (= Brennweite, z. B. 4 mm) und b'= Abstand des Lichtreflexes vom Zentrum der Pupille im Kamerabild.

Bezugszeichenliste A Abstand CAM/EYE b'Toleranzwert B Abstand Rand DISP/CAM BL1 Rückbeleuchtung DRV BL2 Rückbeleuchtung PASS c Abstand Pupillenebene/Krümmungsmittelpunkt der Cornea C Abstand Rand DISP/EYE CAM Videokamera DISP Dual-View-Display DRV Fahrer EYE Auge des Fahrers F Abstand der Bildebene CAM/Linsenzentrum IRB infrarotlichtdurchlässige Blende<BR> IR-LED Infrarot-Leuchtdiode MEDIA Medienquelle MC Mittelkonsole MUD manuelle Bedienvorrichtung NAV Navigationsanzeige P aktuelles Kamerabild Pref Referenzbild PASS Beifahrer SIM Ähnlichkeitswert THR Schwellwert für Ähnlichkeitswert SIM V blickgesteuerte Informationseinheit