CN106988643A - 用于外部操作交通工具的执行器的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于借助光学传感器（20）外部操作交通工具（10）的执行器的方法。设置下述步骤：在光学传感器（20）的接近区域（22）中检测人员的接近；在光学传感器（20）的检测区域（24）之内识别人员的脚步有针对性地接近光学传感器（20）的操作区域（26）；以及当识别出到光学传感器（20）的操作区域（26）中的脚步（36，48）时，操作执行器（14）。本发明基于下述任务，简化通过姿势操作交通工具的执行器。

Description

用于外部操作交通工具的执行器的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于外部操作交通工具的执行器的方法、一种用于外部操作交通工具的执行器的设备、以及一种交通工具。

背景技术

在交通工具中，日益重视的是，简化从交通工具外部操纵、在此尤其操作执行器、如后盖板。

DE 20 2009 018 206 U1公开一种用于借助至少两个彼此间隔开的传感器来操作交通工具的门或盖板的设备，其中门仅在下述情况下打开：对象、如脚的运动借助至少一个预先确定的方向变换被探测到。

DE 10 2013 200 457 A1公开一种用于交通工具的操纵设备，所述操纵设备具有姿势监控单元，其中运动姿势包括两个运动部段，并且第一运动部段在空间上转移到第二运动部段中并且运动方向相反或彼此成角度。

DE 10 2014 204 911 A1公开一种用于操作交通工具的关闭元件的方法，其中关闭元件仅在下述情况下被操作：姿势对应于朝向某个部位定向的运动过程，所述运动过程包括物体的返回运动或物体在预先确定的时间段期间在该部位上的停留。

在用于打开行李舱的全部已知的解决方案中，需要特殊的运动、如用脚踢的姿势等。

发明内容

现在，本发明基于下述任务：简化通过姿势操作交通工具的执行器。

所述任务通过根据权利要求1的方法、根据权利要求8的设备或根据权利要求12的交通工具来解决。

根据本发明的用于借助光学传感器外部操作交通工具的执行器的方法包括下述步骤：

- 在光学传感器的接近区域中检测人员的接近；

- 在光学传感器的检测区域之内识别人员的脚步有针对性地接近光学传感器的操作区域；

- 当识别出到光学传感器的操作区域中的脚步时，操作执行器。

根据本发明的方法具有下述优点：例如对后盖板的打开期望与在踏到目标上的情况下或在脚踢运动的情况下相比可以更及早地进行。借助于接近识别，仅当人员接近姿势传感器时，传感器系统才应借助间距信息激活。已经观察至检测区域的脚步的方向。当脚步和脚尖未指向光学传感器的方向时，识别出人员从旁边经过。此外，可以考虑图像中的两只脚或腿用于评估。在脚停在目标区域中之前，即在识别到至操作区域的一个或多个脚步时，打开或还有关闭后盖板已经进行。在从旁边经过时的错误识别变得更鲁棒，因为观察到两个脚和其运动方向。对在旁边经过的识别能够在利用两个脚或腿进行分析的情况下明显改进，并且对在旁边经过的识别更及早地进行，使得减小由交通工具需要的能量。打开或关闭后盖板通过脚步识别来改进，因为有针对性的第二脚步已经能够引起操作执行器或引起打开/关闭后盖板或门。提出一种用于提前识别和评估是否在随后的时间中在交通工具上执行姿势的方法。对姿势的所述及早的识别允许在操纵时大程度地减小死区时间。此外，不需要特殊的姿势、如踏到目标上、成角度的运动或脚踢运动。通过识别人员的各个脚步，能够提前识别人员的意图，即接近通过执行器操作的对象、如后盖板。这能够实现在没有特殊姿势的情况下通过正常行走的操作。

接近区域和/或检测区域能够匹配于由光学传感器探测到的环境条件。检测区域的和/或接近区域的动态的匹配在识别到障碍物、例如窄的停车场空地的情况下进行。动态的匹配在接近识别的持续运行中执行。如果在交通工具后方的接近区域受到停车的交通工具限制，那么区域动态地变小。因此，该方法能够简单地并且快速地匹配于改变的环境。

光学传感器的帧率能够匹配于所识别的脚步速度。间距测量匹配于人员的脚步速度。如果人员快速地跑向检测区域，那么间距图像的图像信息例如能够以高达20帧/秒进行。如果人员跑地更慢，那么帧率例如能够减小至10帧/秒。

在识别到有针对性的接近之后，能够将线投影到地面上，所述线标记光学传感器的操作区域。因为由于用于操作执行器的脚步识别不需要运动到点或小的区域上，所以现在线或梯形并且在地面上不存在点是足够的。借此，操作区域的可视性即使在强的阳光照射时也能够得以确保。

可以规定：当通过交通工具的无钥匙进入系统完成对人员的成功认证时，投影线和/或操作执行器。因此检查人员的身份或人员的权力以用于打开交通工具。这例如能够经由无钥匙进入方法进行。当存在用于打开交通工具的权力时，方法继续进行。如果不存在用于打开交通工具的权力时，方法中断。

此外可以规定：为了识别脚步的有针对性的接近，基于光学传感器的数据执行物体识别，其中探测一对脚和各个脚的脚步顺序。当涉及一对脚、即两只脚或也为两条腿时，针对所述脚或腿的脚步的有针对性的运动研究待检测的物体。因此，能够防止例如通过在旁边经过的动物或对象、诸如屏蔽物的错误操纵。在用于打开后盖板的姿势的过程中，在检测区域中等待一个脚或腿，并且同时在扩展的检测区域中搜索位于后方的脚或腿。可以规定：为了后盖板的所要的打开或关闭期望，始终在岔开的部位中等待两个脚或还有腿。

此外可以规定：针对脚步顺序的运动识别，使用根据面重心确定的轨迹点。面重心可简单地确定，这即使在小的计算能力的情况下也允许快速的处理。在每个图像中，为每只脚或每条腿计算面重心，并且将这些点关于图像顺序连接成两条轨迹。现在根据所述轨迹能够执行简单地并且准确地识别运动。

根据本发明的用于外部操作交通工具的执行器的设备具有光学TOF传感器和控制单元，其中光学TOF传感器和控制单元被设立用于在光学TOF传感器的接近区域中检测人员的接近，规定：光学TOF传感器和控制单元被设立用于在光学TOF传感器的检测区域之内识别人员的脚步有针对性地接近光学TOF传感器的操作区域，并且控制单元被设立用于，当识别出到光学TOF传感器的操作区域中的脚步时，操作执行器。与在上文描述相同的优点和改型方案适用。TOF（Time of Flight，渡越时间）传感器的特性在此是尤其合适的，因为不仅输出脚或腿的间距，而且能够如在上文中描述的那样处理光学图像。

能够设有光源，所述光源被设立用于光学地标记操作区域。这能够除了示出目标区域之外还被用于，给予接近的人员关于确认地识别用于打开交通工具和/或用于执行用于操作盖板或门的方法的权力的反馈。

光源可以被设立用于将线投影到地面上。因为由于用于操作执行器的脚步识别不需要运动到点或小的区域上，所以现在线或梯形并且在地面上不存在点是足够的。借此，即使在强的阳光照射时也能够确保操作区域的可视性。

控制设备能够被设立用于基于光学TOF传感器的数据执行物体识别。如在上文中描述的那样，物体识别允许有针对性地识别和分析脚步和/或脚位置，这简化和加速人员的操纵。

根据本发明的具有执行器的交通工具具有如在上文中描述的设备。与上文描述相同的优点和改型方案适用。

可以规定，执行器操作交通工具的后盖板并且用于外部操作执行器的设备被布置在交通工具的尾部区域中。这是有益的应用情况，因为例如在购物之后两只手是占用的并且后盖板的打开在不使用手的情况下和在没有脚的姿势的情况下是更简单的。

本发明的其他优选的设计方案从其余的、在从属权利要求中提到的特征中得出。

只要在个别情况下没有另作说明，本发明的不同的在本申请中提到的实施方式能够与优点相互组合。

附图说明

下面，在实施例中根据所属的附图阐述本发明。其中：

图1示出用于外部操作交通工具的执行器的设备的示意图；

图2示出在有障碍物的情况下用于外部操作交通工具的执行器的设备的示意图；和

图3示出传感器数据的示意图。

具体实施方式

图1示出交通工具10的区域，诸如轿车的后部保险杠的局部。此外将载重车辆、公交车、摩托车、轨道交通工具以及空运和水运交通工具视作为交通工具。

交通工具10包括用于外部操作交通工具10的执行器14的设备12。执行器14例如是用于打开或关闭行李舱盖板的电动机。设备12包括控制设备16，所述控制设备与执行器14直接地或经由其他元件、诸如其他控制设备连接。此外，设备12包括光源18以及光学TOF传感器20（Time of Flight，渡越时间）。

TOF传感器20具有接近区域22，所述接近区域能够包括多个子区域。接近区域能够对应于传感器20的最大的作用范围或者限于距交通工具10或传感器20大约两米的区域，所述最大的作用范围例如能够为大致两米。接近区域22在一定程度上是虚拟区域，所述虚拟区域例如经由图像处理和/或物体识别在控制设备16中限定和使用。接近区域22用于检测物体、诸如人员的第一次接近并且启动方法。

沿交通工具10的方向，检测区域24相邻于接近区域22，所述检测区域也在侧向由接近区域22包围。在检测区域24中，通过传感器18和控制设备16能够识别出人员的脚步朝着传感器18的有针对性的接近。接近区域22也如接近区域22那样在一定程度上是虚拟区域。

沿交通工具10的方向，操作区域26相邻于检测区域24，所述操作区域也在侧向由接近区域22包围。操作区域26能够通过从光源18到交通工具10附近的地面上的梯形的光投影来标记。由此，想要操作执行器14的人员了解，她必须向哪里移动。光源18能够包含正方形的光学元件，使得通过在交通工具10中的成角度的布置，在地面上出现梯形的投影。

下面，描述用于外部操作交通工具10的执行器14的方法。当交通工具10停放时，传感器18监控接近区域22。只要例如由传感器18觉察到，那么将用于分析的信号和/或图像发送给控制设备16。

现在，观察人员的接近。传感器18或控制设备16遵循一种算法，以便不仅识别接近，而且探测脚步，并且从脚步的方向推断出人员的意图，以便因此能够实现快速的处理。

第一脚步28、在此为人员的左脚的第一脚步28已经指向交通工具10的方向。但是所述第一脚步仍未被检测到，因为所述第一脚步位于接近区域22之外。随后的脚步30进入到接近区域22中并且由传感器20检测到。传感器20首先仅仅将一条消息发送给控制设备16，所述控制设备现在促使通过交通工具10的无钥匙进入系统对人员的认证。当人员不具有权力时，方法不继续进行。通过传感器20的监控能够在预先给定的时间内暂停，以便因此等待人员的继续行走。在成功认证人员时，控制设备16促使光源18的激活，使得将梯形投影到地面上。同样，现在将传感器20的数据传递给控制设备16用于分析，所述数据为间距或3D数据和图像或2D数据。

根据脚步30的方向也能够探测出在旁边经过的人员。在这种情况下，脚不指向交通工具10，而是旋转大约90度。如果由控制设备16识别出在旁边经过的人员，那么方法如没有权力那样进行。

在这期间，人员具有朝向传感器20的方向的另一脚步32。下一脚步34进入到检测区域24中。现在，准确地分析人员的脚步。在接近区域22和检测区域24之间的边界是自适应的并且特别是能够根据人员的行走速度来调整。在人员非常快速地移动的情况下，例如检测区域24能够增大。

传感器数据的时间分辨率例如能够为大约每秒五至三十图像或帧。根据人员的行走速度，这能够例如在每秒十至二十图像的范围中调整。

当进行下一脚步36时，设备12探测到位于后面的脚34，所述脚34指向交通工具10，并且探测到前面的脚朝向交通工具10的运动。现在，设备12已经能够推断出操作执行器14的期望并且已经促使操作，同时脚仍移动。这允许在没有死区时间或附加运动的情况下非常流畅的操作。在此提到的脚步也可以视作为脚。

在图2中示出另一情形，其中在交通工具10后方存在障碍物37。相应地，现在接近区域22和检测区域24的大小被匹配，使得进行压缩，以至于所述区域匹配于障碍物37。

由于障碍物37，人员以脚步38、40和42首先从侧面向交通工具10移动。所述脚步仍未被检测到，因为仍处于动态匹配的接近区域22之外。脚步44几乎朝向交通工具10，并且被传感器20检测到。即使在成功认证的情况下也可以规定：还不激活光源18，因为可能的是，人员虽然是有权力的，但是希望从交通工具10旁边经过。

脚步46完全指向交通工具10或传感器20。现在，激活光源18。因为脚步46也已经进入到检测区域24中，所以人员的脚步现在被准确地分析。借助下一脚步48或借助其识别，类似于图1的描述，触发执行器14。

在图3中示出传感器20的图像或帧。传感器20具有三十乘以三十的像点或像素，所述像点或像素在视图的边缘绘制。示出第一脚50和第二脚52。当在此使用术语脚时，也能够一同包括腿的一部分、诸如小腿。所述图像不包含直接的间距信息，而是为靠近人员的脚范围的2D图。

为了图像处理，能够探测两个脚的相对位置和定向。在第一脚步中识别出两个脚，以便因此识别出人员的接近。两个脚50和52分开观察，以便得到关于人员的运动方向的更好的结论。对于每个如图3中所示的传感器图像，为每个脚50或52计算相应的面重心54或56。根据时间上依次的面重心54和56，形成运动轨迹，根据所述运动轨迹可以简单地追踪并且也预测两只脚50、52的运动。

所描述的方法步骤在控制设备16中或在交通工具10的其他计算单元中实施。

综上所述，提出一种用于提前识别和评估是否应在下一时间在交通工具10上操作执行器14的新型方法。通过所述及早识别人员的意图，能够放弃操纵中的死区时间。

附图标记列表：

10 交通工具

12 设备

14 执行器

16 控制设备

18 光源

20 传感器

22 接近区域

24 检测区域

26 操作区域

28 脚步

30 脚步

32 脚步

34 脚步

36 脚步

37 障碍物

38 脚步

40 脚步

42 脚步

44 脚步

46 脚步

48 脚步

50 脚

52 脚

54 面重心

56 面重心

Claims (13)

1.用于借助光学传感器（20）外部操作交通工具（10）的执行器的方法，具有下述步骤：

- 在所述光学传感器（20）的接近区域（22）中检测人员的接近；

- 在所述光学传感器（20）的检测区域（24）之内识别人员的脚步有针对性地接近所述光学传感器（20）的操作区域（26）；

- 当识别出到所述光学传感器（20）的操作区域（26）中的脚步（36，48）时，操作所述执行器（14）。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接近区域（22）和/或所述检测区域（24）匹配于由所述光学传感器（20）探测到的环境条件。

3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述光学传感器（20）的帧率匹配于所识别的脚步速度。

4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在识别到有针对性的接近之后，将线投影到地面上，所述线标识所述光学传感器（20）的操作区域（26）。

5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当通过所述车辆（10）的无钥匙进入系统完成对人员的成功认证时，投影所述线和/或操作所述执行器（14）。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了识别脚步的有针对性的接近，基于所述光学传感器（20）的数据执行物体识别，其中探测一对脚和各个脚的脚步顺序。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，针对所述脚步顺序的运动识别，使用根据面重心（50，52）确定的轨迹点。

8.用于外部操作交通工具（10）的执行器（14）的设备，具有光学TOF传感器（20）和控制单元（16），其中所述光学TOF传感器（20）和所述控制单元（16）被设立用于在所述光学TOF传感器（20）的接近区域（22）中检测人员的接近，其特征在于，所述光学TOF传感器（20）和所述控制单元（16）被设立用于在所述光学TOF传感器（20）的检测区域（24）之内，识别人员的脚步有针对性地接近所述光学TOF传感器（20）的操作区域（26），并且所述控制单元（16）被设立用于，当识别出到所述光学TOF传感器（20）的操作区域（26）中的脚步（36，48）时，操作所述执行器（14）。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，设有光源（18），所述光源被设立用于光学地标记所述操作区域。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述光源（18）被设立用于将线投影到地面上。

11.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述控制设备（16）被设立用于基于所述光学TOF传感器（20）的数据执行物体识别。

12.一种具有执行器的交通工具，其特征在于，设有根据权利要求8至11中任一项所述的设备（12）。

13.根据权利要求12所述的交通工具，其特征在于，所述执行器（14）操作所述交通工具（10）的后盖板，并且用于外部操作所述执行器（14）的设备（12）被布置在所述交通工具（10）的尾部区域中。