CN107045388A - 采集用于装置的输入的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及采集用于装置的输入的方法和系统，尤其涉及一种尤其在车辆内采集用于装置的输入的方法，其中，通过至少一个能够运动的用户设备产生变化的电磁场。通过探测单元探测电磁场的至少一个磁场参数，其中，探测到的磁场参数与用户设备相对于探测单元的几何布置方式相关。根据采集到的磁场参数确定用户设备的无线电标志码，并且根据一系列时间上相继确定的用户设备的无线电标志码确定标志码序列。为已确定的标志码序列分配输入手势，并且根据输入手势产生信号并且发送信号。本发明还涉及一种尤其在车辆内采集用于装置的输入的系统，所述系统具有至少一个能够运动的用户设备、探测单元、标志码确定单元、计算单元、分配单元和控制单元。

Description

采集用于装置的输入的方法和系统
技术领域
本发明涉及一种尤其在车辆内采集用于装置的输入的方法和系统。
背景技术
电子装置借助手势的操作可以极大地改进可操作性和舒适性，尤其相对于传统的借助按键、调节件或触摸屏上的开关面板的操作。尤其在车辆内一方面设有大量电子装置，该电子装置必须由驾驶员或其它车辆乘客进行操作，另一方面驾驶员应尽可能少地由于操作被从交通事件中转移注意力。手势控制的优点因此可以在该领域被特别好的利用。
为了检测手势可以跟踪操作物、例如用户的手的位置和运动。这可以通过摄像头系统或借助超声波传感器实现。还可建议，操作物自身装配有传感器，这传感器测量运动并且采集到的数据被传输给输入系统。
由此，CN 202584010 U描述了一种佩戴在用户的手腕上的手势识别系统，其中，数据、如速度和倾斜角被检测和传输。
DE 10 2013 226 682 A1描述了一种手环传感器和用于运行手环传感器的方法。在此，手环传感器支承在手臂上并且探测手相对于手臂或手环的位置和/或定位。数据被发出并且分析手部信号、尤其用于操作车辆的传动机构。
US 2012/0293410 A1描述了一种输入装置，其设计为可佩戴的环。可佩戴的环在外表面具有触摸板。在触摸板上可以进行输入，这种输入通过无线电被传输。此外，可以通过无线电传输加速度，使得也通过手实施的手势可以被识别。
US 2011/0310013 A1描述了一种装置，通过装置可以进行无接触的输入。为此，类似于手环的装置安置在用户的手腕上。接口包括用于探测用户的手相对于手环的运动的接近传感器和用于探测用户的手臂的运动的惯性传感器。
DE 10 2011 116 312 A1最后描述了一种输入装置，其采用衣物部分或装饰物的形式并且具有行程传感器和/或加速度传感器。根据由传感器检测的数据识别手势并且激活配属于手势的设备的功能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供前述类型的方法和系统，其可以被简单地操作并且要求用户较少的附加的耗费。
所述技术问题按照本发明通过一种尤其在车辆内采集用于装置的输入的方法解决。在所述方法中，通过至少一个能够运动的用户设备产生变化的电磁场。通过探测单元探测电磁场的至少一个磁场参数，其中，探测到的磁场参数与用户设备相对于探测单元的几何布置方式相关。根据采集到的磁场参数确定用户设备的无线电标志码，并且根据一系列时间上相继确定的用户设备的无线电标志码确定标志码序列。为已确定的标志码序列分配输入手势，并且根据输入手势产生信号并且发送信号。在此规定，产生激活信号，其中，检测用户的操作行为，并且检测激活信号并且根据激活信号实现对输入的检测。
由此有利地可以借助用户设备检测输入，其中，用户设备不必特别地设计用于按照本发明的手势操作的目的。尤其可以检测和分析用户设备的运动。输入在此尤其包括输入手势，根据输入手势产生和发送信号。
尤其不需要的是，使用用于实施输入手势的特别的操作物，而是可以使用已经广泛使用的可以发出无线电信号的设备、如手机、智能手表或健康手环。电磁场的产生以已知的方式例如通过蓝牙连接或类似方式实现。此外，手势可以通过利用实施发送的用户设备的电磁场在没有直接视觉联系的情况下被检测，这尤其在车辆内的通常狭窄的空间中是有利的。
已探测的场参数可以包括波长、传播方向、振幅、极化和/或相位，其中，不同的场部分、如电场和磁场可以考虑是相互独立或相互关联的。多个场参数尤其被探测，其中，由此可以鲁棒性地实施方法。已探测的场参数取决于用户设备和探测单元的布置方式的几何形状。例如可以设有多个探测单元，通过探测单元可以在不同的位置检测场参数。根据场参数确定无线电标志码，如接收信号强度指示(RSSI)值。无线电标志码尤其表示在一个位置上场参数的总和并且反映出在空间内的位置，其中，根据无线电标志码尤其可以确定用户设备的位置。
为了探测在此应用已知的方法。此外，产生电磁场的用户设备的位置可以以已知的方式实施。用户设备的电磁场或无线电标志码时间上相继地多次检测。以这种方式可以理解为用户设备的运动。
“输入手势”在本发明的意义下应理解为操作物的确定的位置或由操作物实施的确定的运动。操作物在这种情况下尤其是用户设备，该用户设备产生电磁场。输入手势可以根据已知的方式设计。它例如包括指示手势、摇动手势和多种必要时直接相继地实施的手势的组合。
输入手势可以在探测空间内实施，在探测空间内采集输入手势。该探测空间可以通过使用电磁场是非常大的并且例如包括车辆的整个内部空间。探测空间也可以如此定义，即，在确定的区域内检测的输入手势配属于确定的功能、如操作确定的装置。探测空间尤其不由如探测器的可见性的条件限定，如在检测输入手势时借助摄像头的情况。探测空间例如可以通过所使用的探测装置的技术上的探测有效距离限定或者通过屏蔽电磁辐射的装置限定。
输入手势按照本发明根据时间上相继确定的用户设备的无线电标志码确定，其中，首先其确定标志码序列。标志码序列的特征尤其在于由用户设备描述的运动路径，也就是其轨迹。在此，根据多个时间顺序上检测的用户设备的位置精确地确定轨迹。根据标志码序列也可模糊地检测轨迹，而无需为此确定空间内的位置。尤其可以由此与空间内的位置无关地检测手势，手势在探测空间内实施。
根据标志码序列、尤其根据确定的轨迹，还可以确定运动方向。运动方向尤其可以直接与可操作的装置相关联，当借助输入手势操作可控制的运动件时，运动件例如在显示面上显示。在这种情况下在实施输入手势的运动时在显示面上运动件运动。运动件可以例如设计在显示面上示出的滑动开关或旋转开关。这种运动件可以通过输入手势的运动被操作，这相当于运动件的滑动或转动，其中，相应的运动无接触地在探测空间内由用户实施。这种在显示面上显示的运动件的操作具有优点，使得用户不必接触(例如是接触敏感的表面时)确定的表面区域。而足够的是，用户以希望的方向实施配属于运动件的输入手势。输入手势在此尤其相当于一种运动，其例如在机械的操作件中实施，使得用户可以轻松地感知到输入手势。
根据输入手势产生的信号的输入尤其使得装置或装置的功能被控制。例如这可以是车辆的装置，但是也可以用户设备的功能或车辆外部的装置。
在此，“车辆外部”理解为以一种装置，该装置可分离地数据技术地与车辆相连，从而该装置虽然不是车辆的一部分，但是由车辆控制或者可以被操作。例如可以借助来自车辆的远程操作打开车库，并且按照本发明的方法实现借助适合的输入手势的这种操作。此外，所谓的智能家居的其它装置被操作，例如用于准备用来到屋内。
尤其不需要的是，在实施输入手势时接近待操作的装置。通过借助输入手势进行控制，则用户为了控制进行特别简单和直观的可输入性。
在按照本发明的方法的设计方案中，变化的电磁场包含用户设备的识别数据。识别数据在此以已知的方式产生并且通过电磁场发出。由此有利的是，输入手势仅由确定的用户设备确认或区分，所述用户设备描述出确定的轨迹。
以这种方式例如可以借助确定的用户设备操作确定的装置，其可以为不同的用户配属用于操作各个功能的权限或者为输入手势定义不同的轨迹，分别根据由哪个用户设备描述出轨迹。这实现了按照本发明的用于不同用户和/或用户设备的方法的个性化的设计方案。
在另外的设计方案中，还检测激活信号并且根据激活信号实现对输入的检测。由此可以有利地在确定的时间激活姿势识别，例如用于在用户设备在用户无意操作的情况下发生运动时避免进行手势识别。
在改进方案中，通过用户的语音输入检测激活信号。这有利地可以快速且简单地激活手势控制。例如，用户可以通过说出语音指令触发激活信号。此外由此可以在操作方案中、尤其在也包括语音控制的车辆内进行集成。
在又一设计方案中，可以按照已知方法产生激活信号，其中尤其采集用户的操作，或者自动触发激活信号的产生。
在一个设计方案中，根据无线电标志码确定用户设备的位置。在此尤其可以使用三角测量法。该方法能够以有利的方式实现用于用户设备的快速和准确的位置确定，例如用于检测轨迹，借助轨迹可以准确地识别手势。例如可以在车辆的内部空间中布置多个相互间隔的探测单元，其中借助探测单元可以通过各个探测单元检测到的信号确定用户设备的位置。
此外可以利用已知的无线电探向的方法，其中，必要时可以确定空间位置的参数、如距离。此外可以在探测电磁场的信号时通过天线使用RSSI值，用于确定用户设备的位置。
在本发明的另外的设计方案中，还确定用户设备的速度和/或加速度，并且还根据已确定的用户设备的速度和/或加速度产生信号。由此可以有利地除了运动路径还考虑输入手势的动态的实施。
例如，用户可以快速或慢速地实施输入手势，并且由此输入强度或速度参数。这可以实现不同的控制，其中，设置参数通过缓慢地实施输入手势可以被准确地设置，同时快速地实施输入手势可以实现粗略的设置。
在改进方案中，根据与假设数量的序列比较，将已确定的标志码序列配属输入手势。这有利地实现了输入手势的简单识别。
假设数量例如可以包括所有潜在的可识别的输入手势的数量，尤其以参数化的形式，从而可以简单地实施确定的标志码序列的分配。假设数量在此可以包括和预设或配置参考序列和/或参考轨迹的数量，例如通过用户的输入或通过学习新的输入手势。
在设计方案中，根据当前情景确定假设数量。由此可以有利地将假设数量与当前的情况、例如车辆的行驶情况或者确定的可操作的装置的活动情况相匹配。
当前情景例如可以根据数据进行确定，所述数据包含关于车辆当前的、之前的或预测的移动的信息。此外，为了确定情景可以采集，车辆的哪个装置被激活和可操作、哪个另外的装置可以被控制和/或哪个功能当前被可操作的装置执行，例如哪个程序当前正被计算机运行。假设数量则可以如此匹配，使得潜在的可识别的输入手势与系统的当前状态相匹配。还可以提供个性化的假设数量，用于确定的用户设备或确定的用户。
在另外的设计方案中，在序列比较时确定相似值，并且使相似值与认可度阈值相比较。由此可以有利地确定，如何可靠地至少识别输入手势，从而产生和/或发出信号。
在此，根据已知的方法确定相似值，尤其在输入手势分配确定的标志码序列时。相似值提供了，如何准确地使确定的标志码序列与假设数量的元素相适应，也就是说，如何可靠地识别输入手势。认可度阈值可以静态地规定或者动态地确定，如根据情境、用户的偏好和/或可操作的装置的关键程度。例如，为提出对输入手势的相似值的更高的要求，通过车辆的与安全相关的装置操作。此外，可以根据用户的输入确定认可度阈值，如根据设置参数。
在改进方案中，根据激活信号将请求信号传输给用户设备。用户设备根据请求信号产生电磁场。电磁场在此尤其可以具有确定的特性。
这有利的是，电磁场的产生可以通过用户设备根据需要进行控制。在这种情况下，电磁场尤其不是持续地由用户设备产生，而是在有需要时进行请求。例如借助用户设备可以进行操作，或者用户的输入意图可以被识别。这尤其可以根据上述激活信号实现。
电磁场可以通过用户设备根据请求信号产生、例如以在用户设备上的请求答复的形式。在此尤其可以传输数据，如用户设备或用户的识别数据。此外，信号可以以一种方式通过电磁场传输，该方式可以特别有利地确定位置。
所述技术问题按照本发明还通过一种尤其在车辆内采集用于装置的输入的系统解决。所述系统具有至少一个能够运动的用户设备，通过用户设备能够产生且能够发送变化的电磁场。所述系统还具有探测单元，通过探测单元探测电磁场的至少一个磁场参数，其中，探测到的磁场参数与用户设备相对于探测单元的几何布置方式相关。所述系统还具有标志码确定单元，根据采集到的磁场参数能够借助标志码确定单元确定用户设备的无线电标志码；以及还具有计算单元，根据一系列时间上相继确定的用户设备的无线电标志码能够借助计算单元确定标志码序列。所述系统还具有分配单元，通过分配单元为已确定的标志码序列分配输入手势。所述系统还具有控制单元，通过控制单元根据输入手势能够产生信号并且能够发送信号。
按照本发明的系统尤其设计为，执行前述的按照本发明的方法。所述系统由此具有与按照本发明的方法相同的优点。
在按照本发明的系统的设计方案中，能够运动的用户设备以手环的形式、尤其作为智能手表而固定在用户的肢体上。此外，电子设备例如可以用于健康手环或移动电话。
由此在这种用户设备中当前典型地可以有利地产生电磁场，用于通过输入手势检测输入。此外，按照本发明的方法可以实施用于特定的用户设备。
通过在用户的四肢上的固定、尤其在用户的手腕或腿的位置上的固定，用户设备不需要为了实施输入手势而握在手中。这尤其在车辆中是有利的，用户不必抓取用户设备，而是可以在不需转移注意力的情况下直接实施输入手势。
在另外的设计方案中，探测单元包括至少三个空间上相互分离的天线阵列。这以有利的方式可以确定用户设备和多个天线阵列的多个无线电标志码，并且尤其为用户设备确定准确的位置。
在改进方案中，能够输出的信号能够传输给能够运动的用户设备、车辆的装置和/或车辆外部装置。这可以有利地操作不同装置的功能。
在本发明的另外的设计方案中，变化的电磁场被用户设备能够主动地或被动地产生。这可以有利地使用不同形式的用户设备用于手势识别。如前所述，电磁场可以使用主动的发射器，该发射器可以自主地产生的电磁场、如智能手表、健康手环或移动电话。但是也可以由外部感应实现电磁场的产生、如被动的射频识别(RFID)传输器，其中，采用外部的电磁场导致无线电信号的输出。
附图说明
结合实施例根据附图阐述本发明。在附图中：
图1示出具有按照本发明的系统的实施例的车辆，和
图2示出按照本发明的方法的实施例。
具体实施方式
根据图1阐述按照本发明的系统的实施例。
在车辆1中安置有用户设备2，该用户设备产生变化的电磁场F。在所示实施例中涉及一种用户的智能手表，也就是作为腕表佩戴在手腕上的设备，其尤其可以通过无线电实现电子数据处理和与其它数据处理设备的通信。用户设备2在该实施例中明确配属于用户。尤其使用蓝牙用于传输数据。在另外的实施例中，通过用户设备2被动地产生电磁场，尤其借助RFID(射频识别)。
车辆1还包括具有探测单元3a、3b、3c的探测装置3。所述探测装置3与控制单元4相连，所述控制单元还与标志码确定单元5、计算单元6、分配单元7和装置8相连。车辆1的装置8在所示实施例中是收音机8。
根据图2阐述按照本发明的方法的实施例。在此，由根据图1所述的按照本发明的系统的实施例出发。
在第一步骤S1中，通过用户设备2尤其借助无线电发出与变化的电磁场F有关的数据。在此，数据在该实施例中包括用户设备2的识别数据，该识别数据实现对用户设备2和所属用户的明确的识别。在所示情况下使得用户设备2与车辆1存在较长的数据技术的连接并且基本上持续地由用户设备2产生电磁场F。在另外的实施例中备选或附加地，产生请求信号并且传输给用户设备2。用户设备2随后根据请求信号产生电磁场F。在此，电磁场F尤其产生为使得特别好地适用于确定位置。
在第二步骤S2中，电磁场F通过探测装置3的天线阵列3a、3b、3c进行探测，其中尤其采集被传输的数据和电磁场F的不同的场参数以及用于所有天线阵列3a、3b、3c的RSSI(接收信号强度指示)无线电标志码。尤其如此采集场参数，使得标志码确定单元5以此为基础通过已知方法确定发出信号的用户设备2的无线电标志码。
根据标志码确定单元5确定的用户设备2的无线电标志码，在实施例中通过相对于天线阵列3a、3b、3c的坐标确定用户设备2的位置。尤其在此实施三角测量法或者对由天线阵列3a、3b、3c探测到的信号标志进行分析，以便得到用户设备2的位置。
在另外的实施例中，当接收到激活信号时，首先激活探测装置3，例如，用户可以通过语音指令激活手势控制，这导致激活信号的产生。此外，车辆1的装置8或者装置8的各个功能产生激活信号。备选或附加的是，在这种情况下可以产生前述的请求信号并且传输给用户设备2。如果用户设备的电磁场被动地产生，则这可以在接收到激活信号后实现。
产生磁场S1和探测与确定位置S2的步骤在所示实施例中以较短的时间间隔重复实施。
在第三步骤S3中，通过计算单元6确定用户设备2的轨迹。这根据时间上相继确定的无线电标志码实现，根据确定的无线电标志码确定标志码序列。因为在该实施例中根据无线电标志码分别确定用户设备2的位置，所以还确定了轨迹。在此，轨迹包括关于移动路径的数据，该移动路径描述了在确定的时间内的用户设备2，同时持续地相继地确定位置的数量。用于确定轨迹的位置的数量在此可以静态地规定或者变化地确定，可以用于采集不同时间段的手势输入。
在另外的实施例中，当沿轨迹运动时，由计算单元附加地采集用户设备2的速度和/或加速度。
在第四步骤S4中，通过分配单元根据用户设备2的轨迹、必要时也根据用户设备2的速度和/或加速度实现手势输入的识别。在此，在所示实施例中确定当前的情景，其中尤其考虑，车辆的装置8当前可以借助手势操作。根据当前的情景确定假设数量，该假设数量尤其包括用于所有潜在可识别的且可解释的手势输入的参考轨迹的“手势数据库”。
根据采集到的轨迹，确定假设数量的手势输入并且分配相似值。在此，相似值说明轨迹以何种概率对应于已知的输入手势。此外检测，相似值是否超过了认可度阈值并且仅在这种情况下将手势输入判定为足够可靠识别的。
在步骤S5中，最后根据识别的手势输入产生信号并且传输给车辆1的装置8、在这种情况下是收音机8。例如，用户可以设定收音机8的音量，方法是，他通过用户设备2实施确定方向的移动。
按照本发明的方法的上述实施例涉及根据轨迹进行手势的详尽的识别，时间上相继地确定用户设备2的多个位置用于确定轨迹。备选或附加地，实施手势的模糊的识别，其中，不确定用户设备2的具体位置。取而代之的是，在此假设数量包括无线电标志码的参考序列的数量，无线电标志码相当于手势输入。这尤其可以加快和简化方法，因为不必实施用于确定位置的计算。
附图标记列表
1 车辆
2 用户设备
3 探测装置
3a、3b、3c 探测单元；天线阵列
4 控制单元
5 标志码确定单元
6 计算单元
7 分配单元
8 装置；收音机
F 电磁场
S1 产生磁场
S2 探测和确定位置
S3 确定轨迹
S4 分配
S5 产生信号和输出信号

Claims (14)

1.一种尤其在车辆(1)内采集用于装置(8)的输入的方法，其中，
通过至少一个能够运动的用户设备(2)产生变化的电磁场；
通过探测单元(3)探测电磁场的至少一个磁场参数，其中，探测到的磁场参数与用户设备(2)相对于探测单元(3)的几何布置方式相关；
根据采集到的磁场参数确定用户设备(2)的无线电标志码；
根据一系列时间上相继确定的用户设备(2)的无线电标志码确定标志码序列；
为已确定的标志码序列分配输入手势，并且
根据输入手势产生信号并且发送信号，
其特征在于，
产生激活信号，其中，检测用户的操作行为，
检测激活信号并且根据激活信号实现对输入的检测。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，变化的电磁场包含用户设备(2)的识别数据。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，通过用户的语音输入检测激活信号。
4.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，根据无线电标志码确定用户设备(2)的位置。
5.按照权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，还确定用户设备(2)的速度和/或加速度，并且还根据已确定的用户设备(2)的速度和/或加速度产生信号。
6.按照权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，根据与假设数量的序列比较，为已确定的标志码序列配属输入手势。
7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，根据当前情景确定假设数量。
8.按照权利要求6或7之一所述的方法，其特征在于，在序列比较时确定相似值，并且使相似值与认可度阈值相比较。
9.按照权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，根据激活信号将请求信号传输给用户设备(2)；并且用户设备(2)根据请求信号产生电磁场。
10.一种尤其在车辆(1)内采集用于装置(8)的输入的系统，所述系统具有，
至少一个能够运动的用户设备(2)，通过用户设备(2)能够产生且能够发送变化的电磁场；
探测单元(3)，通过探测单元(3)探测电磁场的至少一个磁场参数，其中，探测到的磁场参数与用户设备(2)相对于探测单元(3)的几何布置方式相关；
标志码确定单元(5)，根据采集到的磁场参数能够借助标志码确定单元(5)确定用户设备(2)的无线电标志码；
计算单元(6)，根据一系列时间上相继确定的用户设备(2)的无线电标志码能够借助计算单元(6)确定标志码序列；
分配单元(7)，通过分配单元(7)为已确定的标志码序列分配输入手势，和
控制单元(4)，通过控制单元(4)根据输入手势能够产生信号并且能够发送信号，
其特征在于，
能够产生激活信号，其中，能够检测用户的操作行为，
能够检测激活信号并且根据激活信号实现对输入的检测。
11.按照权利要求10所述的系统，其特征在于，能够运动的用户设备(2)以手环的形式、尤其作为智能手表而固定在用户的肢体上。
12.按照权利要求10或11所述的系统，其特征在于，探测单元(3)包括至少三个空间上相互分离的天线阵列(3a、3b、3c)。
13.按照权利要求10至12之一所述的系统，其特征在于，能够输出的信号能够传输给能够运动的用户设备(2)、车辆(1)的装置(8)和/或车辆外部装置。
14.按照权利要求10至13之一所述的系统，其特征在于，变化的电磁场被用户设备(2)主动地或被动地产生。
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