CN105980881A - 用于机动车的装配模块 - Google Patents

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CN105980881A CN201580006697.6A CN201580006697A CN105980881A CN 105980881 A CN105980881 A CN 105980881A CN 201580006697 A CN201580006697 A CN 201580006697A CN 105980881 A CN105980881 A CN 105980881A
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娜丁·斯迪彻林
斯蒂芬·莫尼戈
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亚力山大·齐格勒
艾克·林迪克
克里斯托夫·哈赫
奥利弗·米勒
诺伯特·海勒
吉恩·马拉博·约姆基尔
贝尔恩德·埃特
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Abstract

本发明涉及一种用于机动车(1)的装配模块(20)，该装配模块具有光学传感器系统(30)，该光学传感器系统适合于：a)监控位于车辆(1)外的探测区域(150)，从而确定用户(10)在附近；b)在探测区域(150)内执行距用户(10)的距离测量；以及c)在探测区域(150)内的预先限定的操作区域(160)中识别到用户(10)的情况下，触发用于执行机动车(1)上的动作的信号。

Description

用于机动车的装配模块
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的装配模块以及用于触发信号从而执行在机动车上的动作的方法。
背景技术
已知，在车辆中可执行环境监控，从而在车辆中实施动作。例如，在车辆中使用所谓的“无钥匙进入”和“无钥匙启动”功能。在此，例如通过无线电监控识别用户裤子口袋中相应的无线电钥匙例如处在车辆附近。然后，可作为动作而执行认证，在其中，可通过查询钥匙与车辆的一致性而确定。然后，可打开或关闭车辆。也已知例如电容式监控的其他方法。因此，例如可通过电容式的传感器确定用户用手握入门把手。这也可触发动作，例如根据用户随身携带的无线电钥匙认证用户。
对于已知的解决方案缺点在于，该方案总要求主动触发或主动开始。因此，当用户实际进行车辆抓握后才例如通过电容式传感器触发认证。同样也适合于自动打开汽车后盖，当用户距车辆相应足够近且具有相应的传感器系统时才打开。此外，已知的方法不足够敏感，使得基本上存在对姿势或用户错误解释的风险。
发明内容
本发明的目的在于，至少部分地消除前述的缺点。特别地，本发明的目的在于，以成本有利且简单的方式减少或完全避免错误触发用于执行机动车上的动作的相应信号。
上述目的通过具有权利要求1的特征的装配模块以及具有权利要求22的特征的方法实现。在从属权利要求、说明书和附图中给出本发明的其他特征和细节。在此，结合根据本发明的装配模块描述的特征和细节当然也适合于结合根据本发明的方法，并且反之亦然，使得在针对各个发明方面的公开内容方面总可相互参考。
根据本发明的用于机动车的装配模块配备有光学传感器系统，该光学传感器系统适合于：
a)监控位于车辆外的探测区域，从而确定用户在附近；
b)在探测区域内执行距用户的距离测量；以及
c)在探测区域内的预先限定的操作区域中识别到用户的情况下，触发用于执行机动车上的动作的信号。
根据本发明，探测区域再次细分成更小的操作区域。由此识别用户的两个级是可行的。一方面通过永久监控探测区域确定用户接近。在探测区域内，现在可进行更精确的监控，其特别选择性仅在下述情况下被执行，即，当在探测区域中识别到用户时。
该距用户的距离测量现在为通常二维地监控探测区域而带来额外的信息，特别是在第三维度上。即，该距用户的距离测量可以说允许基于二维探测区域在第三维度上监控操作区域的体积。由此可确保，例如操作区域之下的、即，操作区域与地面之间的小的元件，或操作区域之上的用户的身体部分不再导致触发信号。这特别导致较低成本且简单地降低错误触发的风险。
当然，可使用最不同的技术解决方案作为距离测量，如随后还说明的那样。针对距离测量的特别优选的解决方案是使用带有发出一个或多个脉冲式的激光闪光以及接收激光闪光的反射的所谓的“飞行时间”确定。然而，本发明当然不被限制于该技术解决方案，而可具有不同的技术设计方案。
现在根据本发明可行的是，至少将操作区域、优选也将探测区域设计成体积件。操作区域的或探测区域的体积件在此可被布置在地面上，或浮在该地面之上。
这允许使得能够有目的地触发用于执行车辆上的动作的信号。特别地，体积件例如可具有在地面以上的小的高度，使得仅用户的脚或仅脚尖可被识别成操作区域内的对象。仅在这样的情况下，触发相应的信号，从而执行在车辆上的动作。通过现在详细地且也在第三维度上可划界地区分在期望地定位人或用户与意外定位用户之间的区别，大大降低不期望地触发用于执行在机动车上的动作的信号的风险。这导致明显更高的可接受性，且特别导致避免在机动车上的不期望的动作。
根据本发明，装配模块可被固定在机动车上。光学传感器系统可理解成下述系统，即，其具有一个或多个传感器单元。通过传感器单元可按光学的方式实现对探测区域的监控。例如，传感器系统可具有光控传感器，其具有个单个的光敏的像素。由此可提供探测区域的图像，特别是二维图像，且基于对踏入探测区域中的用户的监控而改变各单个像素。换而言之，现在可纯光学地且首选连续地监控探测区域。
在本发明的意义下，探测区域是车辆旁边或外面的区域，其可以高可能性推测用户所期望的下一步动作。例如，这样的探测区域可被布置在车辆之后，且可结合针对汽车后盖的动作，例如打开汽车后盖的期望。此外可行的是，车辆旁边的相应的探测区域例如被构建在驾驶员车门或后部车门的区域中，特别在滑动门的区域中。在这样的情况下，用户以高可能性踏入探测区域可推断出对相应门的操作期望。
根据本发明，探测区域与操作区域之间可不同。在此，操作区域被布置在探测区域内，且优选地，操作区域被构建成比探测区域小、特别明显更小。由此，可源于基本上两级的识别。根据本发明，优选连续地且由此持续地实现对探测区域的监控。由此识别出用户踏入探测区域中。优选地，在该时间点，也在该时间点之后，才实现对探测区域内的更小的操作区域的监控。换而言之，对于探测区域，根据本发明的光学传感器系统处于基本的监控功能性状态。在此或取决于用户踏入探测区域，可发出激光闪光，从而允许关联预限定的操作区域。
操作体积可提出，光学传感器系统或整个装配模块被构建成，用于布置在车辆尾部上，例如在后窗玻璃之后，布置到把手板条中，到标牌中，到尾灯中，到驻车红色反光镜之后，布置到保险杆上和/或在两个部件之间的间隙中。替选地或额外地，装配模块可适合于被固定在车辆侧面上，例如在B柱中。由此，可通过光学传感器系统监控不同的探测区域，在其中用户通常接近机动车。特别地，光学传感器系统或整个装配模块可被隐藏在从外部不透明的层之后，然而其对于光学传感器系统的光是透光的。因此，光学传感器系统被安装在其上的保险杆例如可被涂漆。
优选地，光学传感器系统这样地被布置在机动车上，使得其很少被弄脏。例如，光学传感器系统例如可被布置在后窗玻璃之后在刮水器的擦抹区域中或被布置在把手板条上。替选地或额外地，装配模块可具有清洗喷头，可通过该清洗喷头清洁光学传感器系统。在此，当操纵前窗和/或后窗玻璃的刮水器时，清洗喷头例如总可以自动地清洁光学传感器系统。干净的光学传感器系统需要用于工作的更低的光强度，使得由此可节省能量。
发射的光的强度可取决于环境光的亮度。环境光的亮度可通过亮度传感器被确定。
在监控操作区域时可确定不同的用户意愿，因此不同的姿势可关联不同的用户意愿。因此例如可通过脚踏入操作区域而导致打开汽车后盖，而手在光学传感器附近的侧向运动促使挂车接合器的伸出。
可设想，必须在预定的移开持续时间内实现从操作区域中移开对象，由此提供信号。在预定的移开持续时间内移开对象可以是姿势的部分。移开持续时间的开始对于用户是可感知的。因此显示元件例如可拥有多个照明状态。在照明状态之一中，这样的显示元件可发射恒定亮度的光。在另一照明状态中，亮度例如可周期性地改变。因此例如，操纵持续时间开始，显示元件可发射恒定亮度的光。而在移开持续时间期间，显示元件例如可闪烁。仅当对象、特别是用户的身体部分在移开持续时间内被移出操作区域时，提供信号。
可提出，装配模块和/或机动车具有至少一个措施，其对于用户简化了揭晓在操作区域中的用户意愿，使得触发信号。
因此，装配模块可发出操纵持续时间将在短时间内结束的提示信号。该提示信号例如可通过显示元件的照明状态的交替而开始。该提示信号可对应于显示元件的另一照明状态。例如，在操纵持续时间结束时显示元件可闪烁。该措施对应于监控单元中的相应的方法预定目的。
同样地下述情况对于用户揭晓其用户意愿可以是有帮助的，即，用户被引导至操作区域。这特别是下述情况，即，用户通过携带大的物品而不能察觉地面上的操作区域的端面。对此，装配模块和/或机动车可具有下述措施，即，通过所述措施产生对于用户可感知的、特别可看见的、可听见的或可触觉到的信号。因此装配模块例如可具有诸如LED的发光元件。发光元件可被布置成使得发光元件作用为路标。发光元件例如可这样地被定向，使得其产生在地面上的记号，该记号引向操作区域。额外地或替选地，发光元件可并列地被布置。发光元件可顺序地被开启，其为用户指示：用户必须在操作区域上在哪个方向上移动。代替发光元件，在此也可使用已存在的、并列地被布置在机动车中的光电件，例如前照灯的、刹车灯的、方向指示灯等的发光元件。同样可设想的是，给用户提供用户必须在哪个方向上移动的声学上可听见的指导。对此，装配模块可具有扬声器。同样可设想的是，将方向改变告知ID-发送器，ID-发送器通过不同的振动给用户指路。若将方向改变告知用户，则光学传感器系统确定用户的位置和下述方向，即，用户必须在该方向上移动至操作区域，且可感知的措施促使发出相应的信号。
同样可对于用户有帮助的是，操作区域的位置和/或操纵持续时间的长度是可改变的。这特别在下述情况下是有帮助的，即，当身体受损的用户想揭晓其用户意愿时。这同样在下述情况下是有帮助的，即，当操作区域被布置在对于用户不利的位置上时。该不利的位置在此可以是持久的。例如，操作区域可在挂车接合器上结束。替选地，不利的位置可仅对于触发一次性工作信号是不利的，例如因为操作区域在小水坑上结束。为了改变操作区域的位置和/或操纵持续时间的长度，特别可设置预限定的用户操作。因此用户例如可通过在例如机动车控制装置的或ID-发送器的用户菜单中输入而改变操作区域的位置和/或操纵持续时间的长度。替选地，预限定的用户操作可被光学传感器系统识别。在另一替选方案中，装配模块可被转变成学习模式，在该学习模式中装配模块学习改变的操作区域位置和/或改变的操作区域长度。
同样对于用户可以有帮助的是，在没有识别到用户意愿的情况下结束第一操纵持续时间之后，重新监控操作区域，从而确定用户意愿而触发工作信号。这特别在下述情况下是有帮助的，即，当用户被偏转且未及时达到操作区域或执行了错误的姿势时。因此可提出，可多次、特别两次或三次相继地监控操作区域。可自动导入对操作区域的重新监控。替选地，可设置预限定的用户操作，从而重新监控操作区域另一操纵持续时间。对此，电容式传感器例如可通过用户起响应。替选地，可涉及由光学传感器系统识别的预限定的用户操作。
由光学传感器系统识别的、促使操作区域的位置的和/或操纵持续时间的改变和/或对操作区域重新监控从而识别用户意愿的、预限定的用户操作，例如可以是下述的用户操作：操纵和/或探测区域内的预定姿势，例如用户的身体部分的来回运动，设置了移开而身体部分不移开，用户在探测和/或操作区域中的和/或来自探测和/或操作区域的运动。特别地，身体部分可以是手或脚。此外可提出，用户离开探测区域预定的时间，且然后再次进入探测区域。
若重新监控操作区域从而确定用户意愿，则显示元件也示出该情况。若操作区域的位置改变，则显示元件示出该情况。对此，显示元件可具有诸如LED的多个照明件。一个或多个照明件分别使得操作区域至少部分可见。优选地，具有改变的位置的操作区域位于探测区域内。根据监控哪个操作区域，分析相应的像素。
可以的是，在认证期间或之后且在触发信号之前检查ID-发送器的位置。对此，可使用被ID-发送器发出的信号的强度。对此例如可使用接收信号强度指示器(RSSI)。通过确定被发出的信号的强度，例如可确定用户是处在机动车之前、旁边还是之后。由此可确保仅授权的用户自身进入探测区域且揭晓在操作区域中的其用户意愿。可设想，循环地查询RSSI。
下述情况可以是有利的，即，在根据本发明的装配模块中，光学传感器系统被构建成借助于超声波测量执行步骤b)。也可通过超声波进行已经提到的飞行时间计算。因此超声波反射例如可允许推导或计算确定在装配模块与用户或用户的身体部分之间的距离。由此，使用超声波涉及光学传感器系统的可能设计方案。然而在此关键的是，至少以光学的方式独立于用于监控操作区域的进一步被描述的技术解决方案地完成对探测区域的监控。然而下述情况是优选的，即，当以光学方式执行所有监控时，即，执行步骤a)和b)。
此外，下述情况可以是有利的，即，在根据本发明的装配模块中，光学传感器系统被构建成借助于雷达测量执行步骤b)。雷达测量也可以实现相应的距离信息。在此特别地，装配模块也可具有所谓的PDC(停车距离控制)功能。通过该方式可将也已经有的、且在机动车中的传感器集成到根据本发明的装配模块的光学传感器系统中。当然，用于根据步骤b)的距离确定的不同技术解决方案的组合也可在根据本发明的装配模块的范围中。
下述情况可以是有利的，即，在根据本发明的装配模块中，光学传感器模块被构建成借助于分析探测区域的从不同角度记录的至少两个图像而执行步骤b)。以该方式例如可通过相移或在知道角度的情况下通过计算的三角测量确定而完成相应的距离确定。该实施方式涉及用于针对光学识别的、针对随后还详细说明的激光闪光方法的替选方案。该解决方案当然也可与其他技术实施方式组合，从而通过根据本发明的装配模块执行步骤b)。
优选地，根据本发明的用于机动车的装配模块如下地被构建，即，光学传感器系统被构建成针对步骤b)实施两个下述分步骤，即：
b1)在探测区域内发出激光闪光；以及
b2)识别用户的激光闪光的反射。
根据本发明，使用激光闪光对于额外识别距用户的距离信息是特别重要的。在此，根据本发明，激光闪光现在可被用于，通过识别其反射而获得三维信息。而简单的光学传感器系统例如被设计成具有光控传感器的协助，激光闪光可额外于这样的光控传感器的二维信息而提供三维距离信息。由此可以在其距车辆或装配模块的距离方面限定探测区域或特别限定操作区域。
通过使用激光闪光可获得所描述的三维信息。在此，例如可使用所谓的“飞行时间”方法(TOF)。在此确定发出激光闪光与接收激光闪光反射之间的流逝的时间。通过关联光速，通过该时间差可进行距离计算或距离确定。这导致现在不再仅可基本实现对探测区域内或操作区域内的相应用户的识别，而且这与距离信息关联。
关于探测区域和操作区域，使用根据本发明的激光闪光导致，使得该区域现在可不仅被二维地构建成车辆外的面，探测区域和操作区域也可被构建成探测体积或操作体积。在此应注意，当然既可对于作为体积的探测区域又可对于作为体积的操作区域，识别从地面至最大高度的距离。然而下述情况也可以是有利的，即，当预定两个或更多个距离边界时，该距离边界现在可以说能够将悬而未决的探测区域或悬而未决的操作区域分别限定成体积。由此确保，意外的踏入操作区域不导致通过触发信号而可能意外触发动作。由此，姿势可更清楚地被识别和预限定，且不同于不应触发动作的其他姿势。下文中，应参考一示例简短地在工作方式方面描述根据本发明的方法或根据本发明的装配模块。
若装配模块例如位于车辆的尾部范围中，则其作用于触发作为相应的信号的用于自动打开汽车后盖的打开期望。对此，以连续的方式实现对位于机动车之后的探测区域的监控。若用户现在踏入该探测区域，则这被识别到，且例如可在先地开始认证步骤。若用户由于例如在其裤子口袋中有的无线电钥匙而被确认为授权用户，则现在可主动或被动地完成对操作区域的监控。若在操作区域内确定用户或用户的身体部分，则完成触发信号，该信号用于执行机动车上的动作，即，自动打开汽车后盖。换而言之，用户首先踏入探测区域，且然后必须自身或自身的身体部分运动到操作区域中，从而在此在激光闪光的帮助下在三维信息结构方面触发用于执行机动车上的动作的所望的信号。
根据本发明，现在针对执行本方法或构建装配模块实现明显更高的安全性。而在已知的解决方案中，可能在下述情况下产生错误打开，例如当车辆的用户以其无线电钥匙而停留在车辆之后时，然而不具有用于汽车后盖的打开期望。在这样的情况下可发生下述情况，即，用户意外运动到操作区域中，且在此以不期望的方式探测到打开期望或针对动作的触发期望。通过使用根据本发明的激光闪光，现在可以的是，三维信息允许明显更大程度地限制操作区域，特别限制其高度。由此，不同姿势的改进的可区别性是可行的，其从现在起明显降低了所描述的错误触发的风险。
根据本发明的装配模块的另一优点是，在激光闪光的帮助下在仅针对操作区域的三维信息的方面需要精细确定。由此，通过根据本发明的装配模块可以执行两级的方法，在其中，特别是不连续地，而是仅在探测区域内识别到用户时，激光闪光用于预限定的操作区域。
在根据本发明的意义下，激光闪光可理解成在激光概念下的每种形式的波长。在下述情况下构建针对激光的闪光，即，当激光是不连续地、而是只对于短于优选大致一秒的非常短的时间段发出时。优选地，甚至多次地完成发出激光闪光，使得也可称为脉冲式的激光闪光。对此在下文中还进一步描述。
下述情况可以是有利的，即，在根据本发明的装配模块中，光学传感器系统被构建成在识别到探测区域中有用户的情况下触发用于开始ID-发送器与机动车之间的认证检查的信号，且仅在肯定的认证结果的情况下执行步骤b)至c)。这表示，根据本发明，传感器系统现在仅在下述情况下通过激光闪光的协助执行决定性的触发步骤，即，当授权的用户也实际位于探测区域内时。由此确保，在发出激光闪光方面仅在下述情况下执行高能量需求，即，授权的人也实际位于探测区域中的相应位置上。当然，在该实施方式中可行的是，仅在下述情况下执行认证步骤，即，当车辆被闭锁时。因此在未闭锁的车辆中可行的是，例如副驾驶或人员在裤子口袋内没有无线电模块的情况下触发相应的动作。
此外下述情况是有利的，即，在根据本发明的装配模块中光学传感器系统被构建成当已确定在探测区域中没有用户时抑制步骤b)至c)。替选地，当然也可在下述情况下主动完成对步骤b)至c)的允许或执行，即，当确定用户在探测区域中时。在这两个变型方案中明显的，可特别明显地降低能量需求。因此，仅在下述情况下执行针对根据本发明的降低错误触发风险所必需的精细确定，即，当用户也实际上在探测区域内时。特别在长时间停车情况下，当车辆例如处在飞机场的停车楼中几天或几周时，现在可保持针对监控探测区域的较低的能量需求。对于该连续监控避免针对产生例如激光闪光而必需的高能量需求，且仅在下述情况下执行，即，当实际识别到用户在探测区域内时。该实施方式特别是与根据前文的认证检查结合。由此避免对于每个运动通过探测区域的人员执行针对激光闪光的高能量需求。由此实现针对装配模块的连续运行所必需的能量需求的进一步改进的减少。
根据本发明进一步有利的是，在根据本发明的装配模块中光学传感器系统具有发射单元，该发射单元用于发出波长在红外范围中、波长特别在905nm加/减大致10nm范围中的激光闪光。波长在红外光范围中的激光闪光带来下述优点，即，其对于人眼是不可见的。通过该方式避免例如在停车楼中的光影响。该实施方式同样是有利的，因为用户不会发生光学察觉，且由此传感装置可以说是不可见的。也因为可通过使用红外范围中的激光闪光实现独立于环境照明。在该情况下红外范围同样是有利的，因为红外范围可更明显地且主要是更好地区别于环境漫射光或太阳光的反射。特别地，激光闪光在其中被发出的范围被实施成尽可能窄地限制的波长峰值。由此对于作为整体反射被光学传感器装置感知的宽的频谱，实现简单的且主要是通过计算方式过滤出被发出的和被反射的激光闪光。
同样地，可通过不同波长的光节省能量。因此可通过相比于接下来检查其他对识别用户提出的要求而波长更长的光，对探测区域监控直至一次性地识别到在探测区域中的任意对象。因此，首先例如可使用波长为905nm的光。若确定在探测区域中有对象，则例如可使用波长为800nm的光。替选地，在下述情况下该波长可变短，即，当对象从远区转换到近区中时。
在下述情况下可实现另一优点，即，当在根据本发明的装配模块中光学传感器系统具有至少一个光学滤光镜、特别是红外滤光镜时，用于光学过滤被发出的激光闪光和/或激光闪光的反射。下述情况是优选的，即，仅对于发射单元或仅对于接收单元设置有该光学滤光镜。由此可以减小在前文中已经描述的激光脉冲的波长频谱中的被发出的峰值的宽度。这导致可以通过特定的方式且简化地且特别通过计算方式接下来滤出来自宽的反射频谱的被发出的激光闪光。当然，也可以对于关联的接收单元使用相应的滤光镜。通过这样的光学滤光镜可在其波长方面减小被发出的激光闪光的频谱的宽度，可针对激光闪光使用更简单的且主要是成本更有利的光源。
同样地下述情况是有利的，即，当在根据本发明的装配模块中光学传感器系统具有至少一个起偏振镜时，用于偏振被发出的激光闪光和/或激光闪光的反射。该起偏振镜可满足类似于根据前文中的相应光学滤光镜的功能。在此也可以进一步列举激光闪光的被发出的激光，从而然后在宽接收反射频谱中更容易、更快速、且主要是优选纯计算地分析激光闪光的被反射的激光。在此，起偏振镜既可被布置在发射单元上，也可被布置在接收单元上或在这两个单元上。
下述情况是进一步有利的，即，在根据本发明的装配模块中光学传感器系统具有镜组，用于扩大被发出的激光闪光的强度的高斯分布，从而为探测区域的边缘提供足够高的强度。这可理解成，被发出的激光闪光的扇状散开优选被均匀化。因为发出激光闪光是发射到探测区域中，可针对该监控步骤或该(多数)否决步骤限定外部边界。该外部边界优选与预限定的操作区域的外部边界重合，这已经进行了描述，且被构建成小于探测区域。该外部边界现在用于允许在期望的操纵与非期望的操纵之间的划界。通过将高斯分布均匀化到边缘或边界上确保，在识别三维信息中通过激光闪光被尖锐划界地也在操作区域的边缘或边界上工作。在此可区分，激光光束的扩大在均匀化效果方面是纯几何性质的。在此未详尽地完成频率峰值的宽度的扩大。
在下述情况下可实现另一优点，即，当在根据本发明的装配模块中光学传感器系统具有圆柱形的或基本圆柱形的结构时。这导致特别紧凑的结构方式，其可特别简单地且容易地布置在车辆中或上。优选地，该结构的圆柱轴线相关联地例如沿着激光闪光的射出方向或其他射出方向被定向。这导致，在对装配模块以及由此还有光学发射单元进行装配时能够以简单和明确的方式实现所期望的且对于根据本发明的效果也有利的装配模块的定向。
下述情况同样是有利的，在根据本发明的装配模块中光学传感器系统被构建成用于重合、特别是完全重合探测区域和/或操作区域与被发出的激光闪光。可理解成整个探测区域或优选仅整个操作区域与激光闪光重合。由此确保，额外的距离信息的根据本发明的质量作为用于整个探测区域或整个操作区域的三维信息。在此再次注意，传感器系统的相应的发射单元优选地提供用于发出激光闪光的开口锥体。该光锥体作为体积扩展相应地也重合操作体积的或操作区域的以及探测体积的或探测区域的关联的体积扩展。
此外下述情况是有利的，即，当在根据本发明的装配模块中光学传感器系统具有控制装置时，该控制装置具有发射单元，用于发出激光闪光，其中，发射单元具有下述定向，即，射出方向与水平线成锐角，特别具有大于大致30°的角度。特别地，该角度向下定向。因为通常针对这样的实施方式的激光闪光以更高的强度应用，向下定向赢得安全性。特别地，通过该方式也可使用限定成激光等级高度的能量，其在碰到用户的眼睛时会造成伤害。通过向下定向射出方向，在使用这样的光学系统时明显降低进入人眼的风险。同时完成定向到操作区域上，其优选地被布置在地面上或地面的区域中或地面之上少许。若监控侧门，可相应地实现在门把手的区域中的光学监控。
此外下述情况是有利的，即，当在根据本发明的装配模块中光学传感器系统具有控制装置，该控制装置用于分析计算发出发射信号、特别是激光闪光与识别到发射信号、特别是激光闪光从用户在用户至光学传感器系统的距离上的反射之间的时间差。在此特别使用已经描述的飞行时间确定。在此，确定发出激光闪光的时间点。然后，确定激光闪光从用户的反射被光学传感器系统的相应接收单元感知的时间点。最后，可确定这两个时间点之间的时间差。该时间差可用于通过关联光速来确定距用户的实际距离。由此，在几何定位在探测区域内或在操作区域内的用户方面可实现三维信息。由此特别甚至可以获得在用于用户或用户身体部分的该三维信息方面的精确坐标。
此外下述情况是有利的，即，当在根据本发明的装配模块中触发用于执行在机动车上的下述动作中的至少一个的信号时：
-打开和/或关闭机车辆的汽车后盖，
-打开和/或关闭机动车的滑动门，
-打开和/或关闭机动车的侧门，
-打开和/或关闭机动车的车窗，
-打开和/或关闭机动车的发动机舱盖，
-打开和/或关闭机动车的油箱盖，
-开启和/或关掉机动车的立式采暖装置，
-开启和/或关掉机动车的挡风玻璃加热装置，
-开启和/或关掉机动车的照明功能，
-收回和/或翻出机动车的外后视镜，
-开启和/或关掉机动车的警报装置，
-调节在机动车中的用户特定的调节装置，特别是调节车辆座椅的座椅调节装置，
-收回和/或伸出挂车接合器。
上述列举为非穷举的列表。优选地，可自动实现打开和/或关闭各对象，即，汽车后盖、滑动门、侧门、车窗、发动机舱盖或相应的滑动式天窗。因此，车辆的用户例如现在可通过相应的姿势主动打开或关闭车辆的汽车后盖。根据本发明，自动和由此发动机驱动的打开和关闭车辆的侧门或滑动门也可通过这样配备的装配模块完成。同样适合于车窗的、滑动式天窗的、发动机舱盖的或油箱盖的机动运动。当然，也可考虑以动作进行车辆的绝大部分功能。在此，例如可以是在开启和关掉立式采暖装置方面的控制或调节。在冬天也可已经从车辆外部开启相应的挡风玻璃加热装置。也可通过根据本发明的装配模块开启或关掉下述照明功能，即，该照明功能带有在用户临时所处的区域中的改进照明。在停车过程之前或之后可通过根据本发明的装配模块自动收回和翻出车辆的外后视镜。也可在根据本发明的装配模块的帮助下操作机动车的警报装置。特别地，用户特定的调节装置，例如驾驶员座椅上的座椅调节装置，可通过根据本发明的装配模块事先被调节。
下述情况可以是另一优点，即，当在根据本发明的装配模块中光学传感器系统具有控制装置时，该控制装置具有：用于执行步骤a)的探测单元，用于执行步骤b)的发射单元，以及用于执行步骤c)的分析单元。由此，由根据本发明的光学传感器系统执行的所有方法步骤可通过控制装置的相应单元执行。当然，单个的单元也可共同被构建。因此，接收单元和探测单元例如可共同被构建成唯一的且共同的传感器单元。发射单元也可被双重构建用于不同的光类型。
根据前文的装配模块可如下扩展，即，发射单元具有用于发出激光闪光的至少一个激光光源，以及用于接收用户的激光闪光的反射的接收单元，激光光源特别用于相继脉冲式地发出多个激光闪光。由此实现对根据本发明的装配模块的进一步改进，因为现在不再仅能够获得唯一的定位，而是也能够获得在用户相对于操作区域的三维运动方面的详细信息。在此，激光闪光可例如由激光二极管发出。在此，每个相应的激光光源可具有一个或多个激光二极管。优选地，以每秒20个或更多的激光闪光的频率完成脉冲式发射。
下述情况可以是另一优点，即，所述至少一个激光光源被布置在接收单元旁边。特别地，对于多个激光光源，其全部均匀地或围绕接收单元地分布。由此可实现均匀照明。优选地，在发射单元与接收单元之间构建大的邻近区域，使得在已经描述的飞行时间测量中，发射单元和接收单元的射出方向与接收方向之间的角度变得可忽略。
此外下述情况可以是有利的，即，在根据本发明的装配模块中发射单元被构建成沿着至少两个在焦点上相遇的射出方向发出激光闪光，该焦点被布置在探测区域内，特别是被布置在操作区域内。相应地，激光闪光可分别单独以减小的能量被发出，使得所需的能量仅足够用于在探测区域内的焦点上的期望的反射工作。该焦点可以设置成点状的或也可被设置成体积件，其被构建在探测区域内。优选地，焦点的这样的体积件小于或等于操作体积形式的操作区域。
下述情况同样是有利的，即，在根据本发明的装配模块中将激光闪光发射到操作区域中，操作区域在探测区域内被构建成小于探测区域。由此，操作区域关联于激光闪光，使得在探测区域的非必要区域中总体来说不必再通过激光闪光完成三维精细监控。这特别减少了所需要的能量需求，激光闪光现在受限地用于仅必需的操作区域。
同样地，本发明的对象为用于触发用于执行机动车上的动作的信号的方法，该方法具有下述步骤：
a)监控位于车辆外的探测区域，从而确定用户在附近；
b)在探测区域内执行距用户的距离测量；以及
c)在探测区域内的预先限定的操作区域中识别到用户的情况下，触发用于执行机动车上的动作的信号。
特别地，根据本发明的方法被构建成用于在根据本发明的装配模块中运行。相应地，根据本发明的方法带来相同的优点，如参考根据本发明的装配模块详细描述的那样。优选地，针对步骤b)实施两个下述分步骤，即：
b1)在探测区域内发出激光闪光；以及
b2)识别用户的激光闪光的反射。
附图说明
在下文中给出本发明的其他优点、特征和细节，在下文中参考附图详细描述本发明的实施例。在此，在权利要求书和说明书中提及的特征分别单独自身或以任意组合对于本发明是重要的。附图示意地示出：
图1为具有根据本发明的装配模块和根据本发明的认证系统的机动车的尾部范围的俯视图，
图2以侧视图示出图1中的尾部范围，
图3以侧视图示出具有根据本发明的装配模块和根据本发明的认证系统的机动车的侧面区域，
图4以另一侧视图示出图3中的装配模块，
图5示出根据本发明的装配模块的一实施方式，
图6示出图5的在操作区域内有用户的实施方式，
图7示出根据本发明的装配模块的另一实施方式，
图8示出根据本发明的装配模块的另一实施方式，以及
图9示出根据本发明的装配模块的另一实施方式。
具体实施方式
在附图中，以相同的参考标记表示具有相同功能和工作方式的部件。
一方面在图1和2中且另一方面在图3和4中分别示出，根据本发明的装配模块20和根据本发明的认证系统16如何用在机动车1中。在此，在图1和2中示出用在具有汽车后盖2的机动车1的尾部范围中。装配模块20的光学传感器系统30被布置在汽车后盖2的区域中，例如在汽车后盖2的把手板条中。通过光学传感器系统30产生在机动车1外的探测区域150。光学传感器系统30在机动车1停放时持久地监控探测区域150。若在图1和2中示出还在探测区域150外的带有ID-发送器13的用户10接近机动车1和光学传感器系统30，则用户10进入探测区域150。若识别到在探测区域150中有用户10，则优选触发用于开始认证检查的信号。
通过光学传感器系统30识别到用户10接近机动车1，且在识别到探测区域150中有用户10的情况下，触发用于开始认证检查的信号，则用户不必主动导入认证检查。由此，用户10不必将ID-发送器13拿在手中，而将ID-发送器13例如在口袋中随身携带足以。由此涉及到被动无钥匙进入检查。
通过光学传感器系统30监控探测区域150，可一方面确保在用户10到达机动车1之前触发用于开始认证检查的信号。在此，通常在用户10比操作区域160更靠近机动车1之前完成认证检查。另一方面，探测区域150被限制于预定的空间部分，其例如在俯视图中仅包括几个平方面，使得仅很少地触发用于开始认证检查的信号。由此可及时且有目的地触发用于开始认证检查的信号。
在俯视图中，探测区域150具有两个边31、32，其朝向光学传感器系统30地相互靠近。同样地，探测区域150具有底33，其在探测区域21远离光学传感器系统30的一侧上限定探测区域21。探测区域21在底33上结束。该底33被构建成直的。两个边31、32形成角度α。通过在机动车1的方向上变细的探测区域150，及时且然而很少触发用于开始认证检查的信号可被特别好地实现。
在图1中，角度α在30°与60°之间。由此防止在侧面经过机动车1的用户10进入探测区域150中。由底33至光学传感器系统30的距离产生的长度L为1.5m。通过长度L和角度α也得出作为探测区域150的点至光学传感器系统30的最大距离的x。探测区域150通过所选择的参数被限制，使得仅需要很低的电功率来监控探测区域150。如在图2中所示的那样，探测区域150在机动车1停放在其上的地面15上结束。由此，探测区域150具有倾斜的截锥体。在图2中形成的角度β对应于在侧视图中的探测区域21的角度。在此，角度α被选择成不同于角度β，使得探测区域150被构建成椭圆形的。
通过将探测区域150划分成远区24和近区23实现仅需要很低的电功率的另一可能性，其中，近区23具有比远区24距传感器系统30更小的距离。若用户10首先进入远区24，则光学传感器系统30确定对象位于远区24中。此外，光学传感器系统30检查对象是否具有预定的大小。若对象具有预定的大小，且对象运动到探测区域150的近区23中，则在近区23中额外从对象距光学传感器50的距离测量中推测出对象是否接近光学传感器。若是在接近，则识别到用户10，且触发用于开始ID-发送器13与机动车1的进入控制系统14之间的认证检查的信号。
通过该信号促使进入控制系统14将唤醒信号发送到ID-发送器13。然后，ID-发送器13将认证码传送到进入控制系统14。进入控制系统14比较认证码与所存储的码。若两个码一致，则认证成功且触发解锁信号。在此可涉及用于机动车1的所有门的解锁信号，或然而也可仅涉及用于汽车后盖2的解锁信号。
此外在图1和2中示出第一操作区域160。在成功认证之后，光学传感器系统30监控第一操作区域160。若用户10在第一操作区域160中实施预限定的运动，且例如以脚11踏入第一操作区域160一定的持续时间且在预限定的操纵持续时间内，则触发工作信号。工作信号为用于打开汽车后盖2的信号。在此可以的是，汽车后盖2的门锁8被解锁且通过密封部的压力轻微跳起。另一方面可设想，通过工作信号同时激活发动机打开辅助，使得汽车后盖2完全打开。
操作区域160优选可见地被构建在地面15上。对此，在该实施方式中设置第一显示元件43，使得操作区域160对于用户10是可见的。对此，第一显示元件43可发射可见的光。第一显示元件43在成功认证之后被控制。在图1和2中，第一操作区域160处在探测区域150的近区23内。操作区域160比探测区域150的空间范围更小。
可以的是，第一操作区域160是唯一的操作区域。可选地且因此图1中虚线所示地，额外示出第二操作区域160。在该情况下，用户10必须在预限定的操纵持续时间内在两个操作区域160中实施预限定的运动，从而提供工作信号。装配模块20的第二显示元件45用于使得第二操作区域160可见。
在图3和4中示出另一实施例，示出如何使用根据本发明的装配模块20。只要在下文中未说明，则在图3和4中所示的装配模块20的工作方式和功能对应于在图1和2中所示的装配模块20的工作方式和功能。在图3和4中，装配模块20被布置在车辆侧面的B柱4中。通过探测区域150监控接近机动车1的侧门3。工作信号可用于打开侧门3。用于提供工作信号的预限定的运动可以是用户10的手12在门把手5的范围中的预限定的运动。
不同于图1和2的实施例，在图3和4中所示的实施例中，在机动车1外的探测区域150完全位于地面15之上。探测区域150具有平的基面。图3和4的实施例的操作区域160包括门把手5的区域。唯一的操作区域160处在探测区域150之外。
图5示出根据本发明的装配模块20的一实施方式，该装配模块在机动车1被布置在后侧上。该装配模块20配备有控制装置100，该控制装置是光学传感器系统30的部分。该实施方式的控制装置100具有探测单元110、发射单元120和接收单元130。
探测单元110可监控被布置机动车1之后的探测区域150。对此，探测单元110例如具有光控传感器。额外的发射单元120也可用于通过人造光监控探测区域，从而实现相应地独立于环境照明。在此也可使用脉冲式的闪光。
根据本发明，现在额外设置用于发出激光闪光122的发射单元120。现在根据图5和6更详细地描述通过根据本发明的装配模块20变得可行的、待执行的方法步骤。
在图5中可以看到用户10如何例如以身体部分或完全进入探测区域150。因为探测区域150通过探测单元110基本连续被监控，光学传感器系统30在控制装置100的协助下识别用户10的该运动。现在可优选地在两级方法中完成发出激光闪光122，从而实现针对用户10的额外位置信息。在此，用户10的位置现在可关联于操作区域160。在此，优选地以射出方向124发出激光闪光120，该激光闪光与操作区域160重合，或以均匀的强度分布照明该操作区域。
如从图6中可看到的那样，激光闪光122至少部分地被用户10反射。激光闪光122的被反射的光现在可被接收单元130接收和分析。特别地，基于所谓的飞行时间测量完成分析计算，使得存在关联于操作区域160的、用于更精确地定位用户10的、额外的距离信息。
通过根据图6用户10现在以被识别到在操作区域160内，可触发用于执行在机动车1上的动作的信号。在此例如可涉及打开机动车1的汽车后盖或侧滑动门。
图7以侧视图示意性地示出根据本发明的装配模块20的另一实施方式。装配模块配备有光学系统30，其又具有控制装置100。在此可很好地看到，发射单元120被布置在探测单元110之上，其中，探测单元110在此在功能上也构成接收单元130。为了执行各个方法步骤、特别是分析，该实施方式的控制装置100还具有分析单元140。
如在图7中可很好地看到的那样，现在通过在激光闪光122的协助下的精细位置确定，可监控关于探测区域150的或操作区域160的体积信息。在此示出用户10的脚11的运动。若用户10的脚11沿着三个所示的位置运动，则脚首先进入探测区域150的体积中。优选地，仅在该时间点在两级方法中完成沿着射出方向124发出脉冲式的激光闪光122，直至识别到用户10的脚11位于操作区域160的体积中。现在可触发用于执行在机动车上的动作的信号。
此外可看到，根据图7构建水平线H与激光闪光122的射出方向124之间的角度，该角度示出成向下的锐角。由此可从上向下地监控，使得可优选甚至完全排除伤害人眼睛的风险。
在图8中示出根据本发明的装配模块20的实施方式，在其中，发射单元120具有多个激光光源126。该各个激光光源126在此被布置成环形且均匀围绕接收单元130分布，该接收单元在此也构成探测单元110。这导致在发出激光闪光122方面特别均匀的光分布。同时，通过减小发射单元120与接收单元130之间的距离，可忽略用于接下来按飞行时间方法进行计算分析的角度。
图9示出根据本发明的装配模块20的另一实施方式。在此，设计有多个激光光源126相互间隔地用于发射单元120。由此产生多个、在此示意性示出两个射出方向124，其具有在操作区域160内的焦点B。这导致，可通过减少的能量运行激光光源126，因为仅在焦点B上提供相应的能量密度，用于在用户10上的所期望的反射。这除了降低能量需求外也降低对例如人眼的伤害的危险，因为仅在焦点B上实现高能量密度。在此应注意，焦点B也可被构建成操作区域160内的体积件。
对实施方式的上述说明仅在示例的范围中描述了本发明。当然只要技术上意义，实施方式的各单个特征可自由地相互组合，而不脱离本发明的范围。
附图标记列表
1 机动车
2 汽车后盖
3 侧门
4 B柱
5 门把手
8 门锁
10 用户
11 脚
12 手
13 ID-发送器
14 进入控制系统
15 地面
16 认证系统
20 装配模块
23 近区
24 远区
30 光学传感器系统
31 探测区域的边
32 探测区域的边
33 底
43 第一显示元件
45 第二显示元件
100 控制装置
110 探测单元
120 发射单元
122 激光闪光
124 射出方向
126 激光光源
130 接收单元
140 分析单元
150 探测区域
160 操作区域
α 探测区域的两个边之间的角度
β 角度
H 水平线
B 焦点
L 长度
x 探测区域的点的最大间距

Claims (24)

1.一种用于机动车(1)的装配模块(20)，该装配模块具有光学传感器系统(30)，该光学传感器系统适合于：
a)监控位于车辆(1)外的探测区域(150)，从而确定用户(10)在附近；
b)在探测区域(150)内执行距用户(10)的距离测量；以及
c)在探测区域(150)内的预先限定的操作区域(160)中识别到用户(10)的情况下，触发用于执行机动车(1)上的动作的信号。
2.根据权利要求1所述的装配模块(20)，其特征在于，光学传感器系统(30)被构建成借助于超声波测量执行步骤b)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的装配模块(20)，其特征在于，光学传感器系统(30)被构建成借助于雷达测量执行步骤b)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装配模块(20)，其特征在于，光学传感器系统(30)被构建成借助于分析探测区域(150)的从不同角度记录的至少两个图像而执行步骤b)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装配模块(20)，其特征在于，光学传感器系统(30)被构建成针对步骤b)实施两个下述分步骤，即：
b1)在探测区域(150)内发出激光闪光(122)；以及
b2)识别用户(10)的激光闪光(122)的反射。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装配模块(20)，其特征在于，光学传感器系统(30)被构建成，在探测区域(150)中识别到用户(10)的情况下，触发用于开始ID-发送器(13)与机动车(1)的进入控制系统(14)之间的认证检查的信号，且仅在肯定的认证结果的情况下执行步骤b)至d)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装配模块(20)，其特征在于，光学传感器系统(30)被构建成，当确定在探测区域(150)中没有用户(10)时抑制步骤b)至c)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装配模块(20)，其特征在于，光学传感器系统(30)具有发射单元(120)，用于发出波长在红外范围中、特别是具有在905nm+-大致10nm范围中的波长的激光闪光(122)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装配模块(20)，其特征在于，光学传感器系统(30)具有至少一个光学滤光镜，特别是红外滤光镜，用于光学过滤被发出的激光闪光(122)和/或激光闪光(122)的反射。
10.根据前述权利要求中任一项所述的装配模块(20)，其特征在于，光学传感器系统(30)具有至少一个起偏振镜，用于偏振被发出的激光闪光(122)和/或激光闪光(122)的反射。
11.根据前述权利要求中任一项所述的装配模块(20)，其特征在于，光学传感器系统(30)具有镜组，用于扩大被发出的激光闪光(122)的强度的高斯分布，从而为探测区域(150)边缘提供足够高的强度。
12.根据前述权利要求中任一项所述的装配模块(20)，其特征在于，光学传感器系统(30)具有圆柱形的或基本圆柱形的结构。
13.根据前述权利要求中任一项所述的装配模块(20)，其特征在于，光学传感器系统(30)被构建成用于重合、特别完全重合探测区域(150)和/或操作区域(160)与被发出的激光闪光(122)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的装配模块(20)，其特征在于，光学传感器系统(30)具有带有发射单元(120)的控制装置(100)，该发射单元用于发出激光闪光(122)，其中，发射单元(120)具有下述定向，即，发射方向(124)与水平线(H)成锐角，特别是具有大于大致30°的角度。
15.根据前述权利要求中任一项所述的装配模块(20)，其特征在于，光学传感器系统(30)具有控制装置(100)，用于分析计算发出发射信号、特别是激光闪光(122)与识别到发射信号、特别是激光闪光(122)从用户(10)在用户(10)至光学传感器系统(30)的距离上的反射之间的时间差。
16.根据前述权利要求中任一项所述的装配模块(20)，其特征在于，触发用于执行在机动车(1)上的下述动作中的至少一个的信号：
-打开和/或关闭机动车(1)的汽车后盖，
-打开和/或关闭机动车(1)的滑动门，
-打开和/或关闭机动车(1)的侧门，
-打开和/或关闭机动车(1)的车窗，
-打开和/或关闭机动车(1)的发动机舱盖，
-打开和/或关闭机动车(1)的油箱盖，
-开启和/或关掉机动车(1)的立式采暖装置，
-开启和/或关掉机动车(1)的挡风玻璃加热装置，
-开启和/或关掉机动车(1)的照明功能，
-收回和/或翻出机动车(1)的外后视镜，
-开启和/或关掉机动车(1)的警报装置，
-调节在机动车(1)中的用户特定的调节装置、特别是驾驶员座椅的座椅调节装置，
-收回和/或伸出挂车接合器。
17.根据前述权利要求中任一项所述的装配模块(20)，其特征在于，光学传感器系统(30)具有控制装置(100)，该控制装置具有：用于执行步骤a)的探测单元(110)，用于执行步骤b)的发射单元(120)，以及用于执行步骤c)的分析单元(140)。
18.根据权利要求17所述的装配模块(20)，其特征在于，发射单元(120)具有用于发出激光闪光(122)的至少一个激光光源(126)，以及用于接收用户(10)的激光闪光(122)的反射的接收单元(130)，发射单元特别用于相继地脉冲式地发出多个激光闪光(122)。
19.根据权利要求18所述的装配模块(20)，其特征在于，所述至少一个激光光源(126)被布置在接收单元(130)旁边。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的装配模块(20)，其特征在于，发射单元(120)被构建成沿着至少两个在焦点(B)上相遇的发射方向(124)发出激光闪光(122)，该焦点被布置在探测区域(150)内、特别被布置在操作区域(160)内。
21.根据前述权利要求中任一项所述的装配模块(20)，其特征在于，实现将激光闪光(122)发射到操作区域(160)中，该操作区域在探测区域(150)内被构建成小于探测区域(150)。
22.一种用于触发信号的方法，该信号用于执行在机动车(1)上的动作，该方法具有下述步骤：
a)监控位于车辆(1)外的探测区域(150)，从而确定用户(10)在附近；
b)在探测区域(150)内执行距用户(10)的距离测量；以及
c)在探测区域(150)内的预先限定的操作区域(160)中识别到用户(10)的情况下，触发用于执行机动车(1)上的动作的信号。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，针对步骤b)，实施下述两个分步骤：
b1)在探测区域(150)内发出激光闪光(122)；以及
b2)识别用户(10)的激光闪光(122)的反射。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，该方法被构建成用于在具有权利要求1至21中任一项的特征的装配模块(20)中运行。
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