Continental AR-HUD: Augmented Reality Head-up-Display

Continental zeigt ein Head-up-Display mit Augmented Reality für bessere Fahrerinformation.
Continental zeigt ein Head-up-Display mit Augmented Reality für bessere Fahrerinformation.

Bereits Mitte des Monats hatten wir über Augmented Reality Head-up-Display (AR-HUD) von Continental geschrieben. Jetzt wurden weitere Informationen über das Anzeigesystem bekanntgegeben, das die Außenansicht der Verkehrssituation vor dem Fahrzeug mit virtuellen Hinweisen über fahrrelevante Informationen für den Fahrer kombiniert.

„Das optische System AR-HUD ermöglicht, dem Fahrer im direktem Sichtfeld augmentiert anzuzeigen, welchen Status die Fahrerassistenzsysteme haben und welche Bedeutung diese Information hat“, so Dr. Pablo Richter, Experte für HUD-Technologie bei der Continental Division Interior. „Dazu wird das AR-HUD als neuer Teil der Mensch-Maschine-Schnittstelle bereits im heutigen Vorserienstand eng mit der Umgebungssensorik von Fahrerassistenzsystemen sowie GPS-Daten, Kartenmaterial und Fahrdynamikdaten vernetzt.“

In einem Demonstrationsfahrzeug hat Continental diese neue Technologie auf einem fortgeschrittenen Vorentwicklungsstand erstmals beispielhaft umgesetzt. Im gewählten Fahrzeug sind Radarsensoren hinter dem vorderen Stoßfänger und eine CMOS Monokamera am Rückspiegelfuß integriert. Zu den für das AR-HUD als anwendungsrelevant ausgewählten Fahrerassistenzsystemen (Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) gehört neben der Spurverlassenswarnung (Lane Departure Warning, LDW), der adaptive Tempomat (Adaptive Cruise Control, ACC) sowie die Routenhinweise des Navigationssystem.

„Erkennt eines der Fahrerassistenzsysteme eine relevante Situation, so machen virtuelle grafische Hinweise im AR-HUD den Fahrer darauf aufmerksam“, erläutert Richter weiter. „Neben dem unmittelbaren Sicherheitsgewinn, den das bedeutet, stellt diese Form des Dialogs eine Schlüsseltechnologie für das automatisierte Fahren dar. Die Augmentierung macht es dem Mensch am Steuer leichter, Vertrauen in die neuen Fahrfunktionen aufzubauen.“

Im jetzt vorgestellten AR-HUD sind zwei Bildebenen in unterschiedlichen Projektionsabständen realisiert, die auch als Nah- bzw. Statusebene und fernliegende bzw. Augmentierungsebene bezeichnet werden. Die nahliegende Statusebene scheint vor dem Fahrer am Ende der Motorhaube zu schweben und bietet dem Fahrer ausgewählte Status-Informationen, wie die aktuelle Geschwindigkeit, geltende Streckenbeschränkungen wie Überholverbote und Tempolimits oder die aktuelle Einstellungen des ACC. Um diese Informationen ablesen zu können, muss der Fahrer den Blick nur leicht um knapp 6 Grad absenken. Die Status-Informationen erscheinen in einem Sichtfeld der Größe 5x1 (entsprechend 210 mm x 42 mm) in 2,4 m Projektionsabstand. Dies entspricht dem virtuellen Bildes eines „klassischen“ Head-up-Displays und basiert auf einer Spiegeloptik und einer bildgebenden Einheit (PGU, Picture Generating Unit). Letztere besteht aus einem TFT-Display (Thin Film Transistor), dessen Inhalt mittels LEDs hinterleuchtet wird. Diese Einheit wurde äußerst kompakt im oberen Bereich des AR-HUD-Moduls integriert. Mit der Spiegeloptik wird der Inhalt des Displays für die virtuelle Darstellung vergrößert. Realisiert wird dies mit Hilfe eines gekrümmten Spiegels. Zur Verwirklichung zweier Bildebenen in unterschiedlichen Projektionsabständen im AR-HUD nutzt Continental eine geschickt gewählte optische Auslegung. Hier überlagern sich die jeweiligen Strahlengänge beider Ebenen intern leicht. Der Strahlengang der nahliegenden Ebene nutzt lediglich die obere Randzone des großen AR-HUD Spiegels (die große Asphäre) ohne einen weiteren sogenannten Faltspiegel. Dieser Teil des AR-HUD-Systems entspricht dem heute von Continental als zweite HUD-Generation in Serienfahrzeugen integrierten Stand der Technik.