CN108369771A - 用于汽车应用的远程控制 - Google Patents

Abstract

一种利用远程控制单元(20)远程控制对象(10)的方法，包括在第一坐标系(19)中定义至少第一表面S₁、S₂、S_i；将所述对象(10)的至少第一功能与所述第一表面S₁、S₂、S_i相关联；在远程控制单元(20)的位置处定义第二坐标系(29)；在所述第二坐标系(29)中定义静态指向向量(28)；确定指向向量(28)是否指向所述第一表面S₁、S₂、S_i；使得能够仅在指向向量(28)指向所述第一表面S₁、S₂、S_i的情况下，才在接收到它是否被激活的激活命令时由对象(10)选择性地激活所述第一操作。

Description

用于汽车应用的远程控制

技术领域

本发明涉及具有至少一个可以通过远程控制单元选择性地启用和/或禁用的功能的对象的远程控制。

背景技术

汽车通常具有带电子钥匙和电子锁的无线访问控制。这些钥匙包括应答器，用于经由射频(RF)信号与汽车的控制单元交换数据，以验证钥匙与汽车相匹配。如果钥匙匹配，那么门被解锁或锁定和/或发动机根据需要被启动。早期的系统在用户分别按下钥匙的解锁按钮或锁定按钮时，解锁或锁定所有的门。因此，门的锁定/解锁功能与相应的按钮相关联。目前，有一些系统可以测量钥匙到门的距离并且只打开钥匙旁边的门。

例如，如在WO 2014/053411中所建议的，钥匙也可以用于远程控制汽车的附加功能，例如，打开或关闭窗户或后备箱盖、接通或关断停车灯、打开车库门等。这些附加功能与由加速度传感器检测到的空间中钥匙的特定移动相关联。这些移动取代了致动与对应功能相关联的对应按钮。此外，钥匙的位置被确定并且用于确定哪个门或窗在钥匙旁边，以在检测到对应的命令的情况下激活该特定的窗或门锁。

发明内容

本发明要解决的问题是使像是例如汽车的对象的远程控制更直观。

独立权利要求中描述了问题的解决方案。从属权利要求涉及本发明的进一步改进。

本发明基于这样的观察，即现有技术的远程控制单元通过距离测量来选择要解锁的门或要降低或升高的窗。因此，如果用户想要打开例如左前门但是从汽车后面接近汽车，那么用户必须显著改变其位置。

根据本发明，人们可以简单地用远程控制单元指向汽车的表面，例如，指向人们想要打开的特定的门并照常按下解锁按钮，从而提供用于解锁汽车的激活命令。系统测量远程控制单元相对于汽车的朝向，从而确定远程控制单元是否例如使用其前端或者使用附连到或印刷在远程控制单元的壳体上的标记指向特定的门或区域，例如，门把手周围。在来自远程控制单元的对应命令时，只有远程控制单元指向的那个门被解锁。当然，像往常一样，汽车(即，对应的控制器)可以检查远程控制单元是否被授权解锁门或者激活与远程控制单元指向的表面相关联的其它功能，并且仅当它被授权时，才授予控制。在这个方案中，汽车仅仅是可远程控制的对象(例如，制造机器、机器人、船)的示例。在汽车的示例中，典型的功能是“解锁左前门”、“打开/关闭后备箱”、“解锁/锁定右前门”，这只是举几个例子。当然，这种方案可以泛化到对象的任何类型的远程控制。关于机器人，功能可以是例如用于安置物品的预定义的一系列移动。

标记或前端指向的方向可以由远程控制坐标系中的指向向量来表示。或者换句话说，指向向量在对象坐标系中的位置可以被认为是远程控制单元的位置(最终具有恒定的偏移量)。指向向量在对象坐标系中的方向因此表示远程控制单元的朝向。

用于实现该方案的方法可以包括以下步骤中的至少一些步骤：在早期，例如，作为第一步，定义第一坐标系。这是对象的坐标系。如果对象像汽车或船一样可移动，那么其坐标系因此分别随着对象平移和旋转而平移和旋转。此外，在所述坐标系中定义至少第一表面。表面可以是例如汽车门或窗户的表面。表面也可以是对象的壳表面或其一部分。该第一表面与第一功能相关联。保持在汽车的示例中，第一功能可以是“致动门锁”或“致动窗户驱动器”，或者在机器的示例中，第一功能可以是“移动杠杆”。现在确定远程控制单元相对于对象的朝向。为此，在被称为第二坐标系的远程控制单元的坐标系中定义向量。因此，向量随着远程控制单元在空间中移动(即，平移或旋转)而分别平移或旋转。向量可以例如是在按照预期被握在手中的情况下指向远程控制单元的向前方向的向量。为了便于参考，这个向量被称为“指向向量”，但它与电动力学中的“坡印亭(Poynting)向量”无关。它只是指向第二坐标系中的定义方向的向量。优选地，指向向量的方向例如通过标记或前端被指示在远程控制单元的壳体上。将指向向量导向特定表面可以通过由用户简单地旋转远程控制单元来完成。

简而言之，在所述第二坐标系中定义静态指向向量。静态只是意味着指向向量的坐标在第二坐标系中是不变的。指向向量在第一坐标系中不是静态的，因为第一和第二坐标系相对于彼此可移动。如果使用第二坐标系的坐标给出指向向量，那么这被称为“表示在第二坐标系中”或“定义在第二坐标系中”。如下面更详细解释的，指向向量也可以被表达在第一坐标系中。在这种情况下，它将被表示在第一坐标系中。

因此指向向量指示远程控制单元在空间中的朝向。向量(或者可替代地其尖端)的起始点指示远程控制单元的位置。该方法还包括确定指向向量在第一坐标系中的朝向。在数学上，这意味着确定将第一和第二坐标系的基(base)对准的旋转矩阵。优选地，此外指向向量的位置以及因此远程控制单元在第一坐标系中被确定，如下面更详细解释的。知道指向向量在第一坐标系中的位置和朝向使得能够确定指向向量是否指向在第一坐标系中定义的表面。可替代地，可以在第二坐标系中表示相应的表面。但是，在任何情况下，必须确定第一坐标系和第二坐标系之间的关系，即，用于映射两个坐标系的平移和旋转。确定平移并因此确定远程控制单元在第一坐标系中的位置(其相当于确定对象在第二坐标系中的位置)可以通过三角测量和/或三边测量来获得。

接下来，确定指向向量是否指向第一表面。例如，指向向量可以(至少)在其指向的方向上延伸，并且可以确定延伸是否与所述第一表面相交。如果是，那么它指向相应的表面，如果不是，那么它指向不同的方向。

如果指向向量指向第一表面并且如果由用户提供激活命令，那么可以激活第一功能。如下所述，其它条件可能适用。激活第一功能意味着激励致动器，例如，用于降低窗户的线性驱动器。激活第一功能当然也可以包括切断能量供应以停止移动或使得弹簧能够松弛并由此移动物品。在以上对象是汽车的示例中，通过激活相应的驱动器，相应的门可以被锁定(或解锁)或者相应的窗户可以被打开或关闭。

如以上所指示的，该方法还可以包括将至少第二操作与第二表面相关联，即，将第二功能与第二表面相关联。通过指向第二表面，激活命令可以激活第二功能。一般而言，人们可以说用指向向量指向与功能相关联的表面使得能够通过激活命令激活相应的功能。

总而言之，如果指向向量指向与特定功能相关联的表面并且如果远程控制单元或对象接收到激活命令，那么对应的功能被激活。当然，应该理解的是，指向和接收激活命令的两个事件应该同时发生或者在可能取决于功能的预定义时间间隔内发生。

因此，激活命令可以是抽象激活，因为激活命令不一定包括用于操作的信息(但是激活命令可以包括该信息)。例如，激活命令可以对于多个功能是有效的，并且只有与指向向量指向的表面相关联的功能被例如对象的控制单元激活。用户可以例如用远程控制单元指向物品的表面并且例如通过按压按钮提供激活命令。然后系统确定功能是否与远程控制单元指向的表面相关联并且激活对应的功能。由系统激活的功能因此是对远程控制单元相对于第一坐标系的朝向的响应。

例如，指向向量可以被选择为具有给定长度，例如，5m或10m，并且功能只有在需要时、在指示向量与和相应功能相关联的表面相交的情况下被激活。换句话说，如果远程控制单元和表面之间的距离小于向量的长度，那么通过将指向向量导向与所述功能相关联的表面的方向来选择用于激活的功能。在用户距离对象仍然太远的情况下，这将防止激活功能。

可替代地，与特定功能相关联的表面也可以与最大和/或最小距离相关联。在这种情况下，只有在第一坐标系中的参考点与第二坐标系中的参考点之间的距离低于最大距离和/或高于最小距离的情况下并且在指向向量指向所述表面的情况下，特定功能才可以通过相应指令被激活。第一坐标系中的参考点可以是例如相关表面中的点。可以为每个表面并且因此为每个功能定义参考点。第二坐标系中的参考点可以是例如其原点或者指向向量的起始点。两个参考点之间的距离因此是对象(最终具有偏移)与其远程控制单元之间的距离的测量结果。为了使其更形象：与例如打开后备箱盖相关联的表面可以与例如50厘米等的最小距离相关联，以避免当后备箱盖被自动打开时用户被后备箱盖撞击。此外，与门锁相关联的表面可以与例如100米的最大距离相关联，以避免在用户距离门仍然太远而不能审视门的情况下，门被解锁。除此之外，与重叠表面(或具有重叠投影的表面)相关联的功能可以通过定义不重叠的最大和最小距离、基于远程控制单元和对象或相应表面的距离来选择。

激活命令可以例如通过简单地按压按钮来提供。按钮仅仅是输入接收装置的示例。因此，可以使用单个简单按钮(＝输入接收装置)来激活两个或更多个功能，该两个或更多个功能是通过将指向向量指向与相应功能相关联的表面的方向来选择的。也可以使用用于接收用户的激活命令的其它输入接收装置，例如，语音识别模块、指纹传感器等。

指向向量的方向可以例如通过指向向量的方向的光束(例如，激光束)被可视化。更一般而言，可以在提供激活命令之前对特定功能的选择进行可视化。例如，远程控制单元可以包括用于提供光束的光源，例如，激光源。对应的光束使得能够精确地指向特定表面。光束可以根据需要由用户例如通过相同的输入接收装置(例如上述的按钮)被激活。例如，输入接收装置的第一次激活启用光束并且第二次激活提供用于通过指在相应表面上而选择的功能的激活命令。输入接收装置的所述第二次激活可以停用光源。

在远程控制单元指示指向向量指向第一表面或任何其它表面的情况下，远程控制单元的使用被简化。为此目的，对象可以如上所述确定指向向量的延伸是否与同远程控制单元可控制的相应功能相关联的第一表面或任何其它表面相交，或者是否不相交。结果可以例如通过RF通信信道提供给远程控制单元并指示给用户。当然，远程控制单元也可以确定指向向量是否指向表面中的一个表面。如果用户随后提供激活命令，那么对应的功能被激活。总而言之，该方法还可以包括在接收激活命令之前例如通过照亮对象的物品来可视化或以其它方式指示指向向量是否指向所述第一表面，其中如果指向向量指向第一表面，那么物品与第一功能相关联。同样，可以激活远程控制单元的指示装置，像是光源或显示器，其中在指向向量指向第一表面的情况下，指示装置与第一功能相关联。

在非常简单的实施例中，LED(或任何其它光源)可以指示指向向量是否指向表面中的至少一个表面。在更复杂的实施例中，远程控制也指示通过指向向量的方向选择哪个功能。例如，远程控制单元可以具有多个光源，例如，每个功能一个光源。另一种选择是使用集成在远程控制单元中的显示器来显示所选择的功能。

对功能是否通过将指向向量导向特定表面被选择进行可视化的另一个优选示例是选择性地照亮与相应功能相关联的物品。例如，如果用户将指向向量指向与门锁相关联的表面(功能＝锁定/解锁门)，那么像是例如手柄或(一个或多个)相应的门的物品可以被照亮。另一个示例将是在指向向量指向与后备箱盖相关联的表面的情况下接通后车牌照的照明。在这个示例中，物品是后车牌照，如果用户指向与“打开/关闭后备箱盖”功能相关联的表面，那么该后车牌照被照亮。在所有这些示例中，使得用户能够通过指向相关联的表面来选择功能，并且他在提供激活命令之前接收到关于选择的反馈。这有助于用户即使在相关联的表面小和/或靠近与另一个与功能相关联的表面的情况下，也能清楚地选择特定功能。

在用于对指示向量是否指向第一表面或另一个表面进行可视化的所有这些建议中，指示指向向量的延伸是否接近相应表面是有利的。例如，在延伸和表面之间的距离低于最大值的情况下，这也可以例如通过简单地使用不同的颜色来可视化。因此，回到光源(例如多色LED)指示指向向量是否指向表面的示例，如果指向向量的延伸不与表面相交但已经接近(距离低于最大值)，那么LED可以发射第一颜色的光，例如黄色光。如果远程控制单元被移动使得指向向量的延伸与相应的表面相交，那么光源可以切换到另一个可区分的状态，例如，发射第二颜色(例如，绿色)或开始闪烁。

特别地，如果对象是汽车，那么向量的延伸很可能与第一表面和第二表面相交。例如，如果用户位于左车门正前方并用远程控制瞄准该门以因此将指向向量导向门，那么指向向量将指向与左前门相关联的第一表面和与右前门相关联的第二表面。在指向向量指向两个表面的方向的情况下，只有与最靠近远程控制单元的表面相关联的那个功能被激活指令激活。在以上示例中，虽然向量也与和右前门相关联的表面相交，但是只有左前门(应该并且)将被解锁。通过包括关于远程控制在第一坐标系中的位置的附加信息，对象可以从众多的功能中选择特定功能。更一般而言，该方法还可以包括测试指向向量是否指向第一表面和第二表面。在它指向表面第一和第二表面的情况下，只有当与第二表面相比，远程控制单元更接近第一表面时，系统才激活第一功能，和/或只有当与第一表面相比，远程控制单元更接近第二表面时，系统才激活第二功能。

从与向量的延伸相交的两个或更多个表面中选择表面的另一种可能性是定义表面的前侧和后侧，并且只有在向量指向预定义的所述侧时才激活与相应表面相关联的功能。这也使得能够实现安全方面，例如，机器的杠杆不应当在用远程控制来控制机器的用户的方向上摆动。回到车辆的示例，并且用户站在左前门正前方并水平指向那个左前门，向量的延伸将击中第一表面的外侧(＝例如前侧)和第二表面的后侧。此外，可以确保只有当向量指向表面的预定义侧时才激活特定功能。

确定步骤可以包括通过对象或至少在第一坐标系中(例如，通过生成)提供第一可观察向量场。即，如果对象移动，那么向量场相应地移动。例如，向量场可以是电磁场，并且可观察向量是例如所述电磁场的磁场向量和/或电场向量。在远程控制单元的位置处，所述向量场的场向量的方向由远程控制单元在第二坐标系中进行测量。将该测得的场向量与在远程控制单元的位置处的预测的场向量进行比较。仅仅为了避免歧义，位置相对于对象来定义(例如，相对于第一坐标系的原点来定义)，并且可以由对象和/或物品来确定或由外部位置指示装置来提供。作为替代，也可以使用对象在第二坐标系中的位置。

在测得的场向量和预测的场向量之间的围绕x、y和z轴的旋转角度可以被确定，并且对应于第二坐标系相对于第一坐标系的旋转，简而言之：

其中R是对应的旋转矩阵，是在处的预测的场向量，并且是在处测得的场向量。场向量可以被认为是归一化的，因为它们应该具有相同的长度。R可以被表示为

R(α，β，γ)＝R_x(α)·R_y(β)·R_z(γ) (2)

其中，R_x(α)是围绕x轴旋转的旋转矩阵并且α是对应的旋转角度，R_y(β)和R_z(γ)表示分别以角度β、γ围绕y、z轴旋转的旋转矩阵。

在3D中，矩阵R的阶数为3，并且等式(1)只有3个bles(α，β，γ)，因此它可以容易地求解。

在实践中，首先确定远程控制单元在第一坐标系中的位置和对应测得的场向量远程控制单元优选地例如经由RF通信信道将测得的场向量传送给对象。对象可以确定角度α，β和γ，从而确定第二坐标系相对于第一坐标系的朝向。相应地，如在第二坐标系中定义的初始定义的指向向量的朝向可以通过应用对应的(逆)旋转使用第一坐标系的基来表达：

其中，R^-1是R的逆，其可以通过简单地转置R来获得，即，R^-1＝R^T＝R(-α，-β，-γ)以及是指向向量在第一坐标系中的表示。

随后，可以确定指向向量是否指向第一表面S₁，或者更一般地，它是否指向与特定功能F_i相关联的任何表面S_i，其中i是表示表面和相关联功能的编号的整数。这种确定可以通过检查指向向量是否指向表面S_i来完成，即，通过简单地检查是否存在正数r使得以下等式成立：

再次，是远程控制单元的位置(在第一坐标系中定义的位置，即，)。S_i的指数1指示该表面被表示在第一坐标系中。当然，这个等式也可以在第二坐标系中求解：

其中是第二坐标系中的指向向量，r是正数并且S_i2是表示在第二坐标系中的第i个表面。

再次，如果存在正数r，那么指向向量指向表面S_i。这也被称为指向向量的延伸与表面S_i相交。

确定步骤还可以包括由远程控制单元在其相应位置处测量外部向量场的向量。这提供了关于远程控制单元相对于外部向量场的源的朝向的信息，并且因此使得能够补偿不完整或不准确的测量结果，即，补偿在对由对象生成的第一向量的场向量的方向的测量结果中的缺陷。例如，如果第一向量场是电磁向量场，那么仅确定所述第一向量场的场向量的三个线性独立分量的绝对值(例如，和)比确定符号(即，分量的朝向)更容易，因为绝对值是对由相应天线接收到的信号的测量。在简单的示例中，第一向量场是低频向量场，并且天线是被定向在三个线性独立方向上以用于测量相应分量的(至少)三个线圈。人们通常测量信号振幅的绝对值，但这并不使得能够确定对应向量分量的方向。通过包括关于远程控制单元对第三参考系(例如，地球的坐标系)的朝向的信息，人们可以排除不可能的解。例如，外部向量可以是地球重力场或地球磁场。这些场的方向可以通过现成的加速度传感器或磁场传感器容易地测量。核心思想是对象在空间中的朝向通常在一定程度上是已知的，并且这种信息虽然具有不确定性，但足以消除关于分量符号的不确定性。例如，汽车从不被“颠倒”操作，并且街道的坡度限制在几个百分点。因此，在例如±15°的精确度的情况下，第一坐标系的z轴的朝向是预先已知的。相应地，从对象被定向为“直立”的估计开始，人们可以通过求解以下式子来计算角度α、β和γ的近似：

其中是在第一坐标系中的对象的归一化的估计的重力向量，并且是由远程控制单元测得的归一化重力向量。α、β和γ的近似解决了关于场向量的分量(例如，和)的符号的不确定性，因为分量的符号的变化以180°的旋转变换，并且重力向量的估计的不确定性要小得多。

用于确定矩阵R(或R^-1)的另一种方法是通过远程控制单元和对象在其相应的位置处测量外部向量场的向量，再次，这些测量结果可以由场向量来表示。例如，两者都可以例如通过在其相应位置处的加速度传感器测量(地球)重力场的方向。可以假设，两个测得的重力场向量是平行的，并且等式(1)可以针对角度α、β和γ求解。只有对于大的距离，两个测得的场向量之间的角度φ才必须包括在计算中(通过对应的附加旋转)，但是在如此大的距离处，对象可能在视线之外，并且用户因此不能将指向向量导向与对象的表面相关联的表面。

可以被对象和远程控制单元两者测量的另一个外部场是地球磁场。再次，对于小的距离(<1km，优选地<100m或者甚至<10m)，可以假定，如由对象和远程控制单元在它们相应位置处测得的地球磁场的磁场向量是基本上平行的。“在小的距离”的概念当然以来于位置，靠近磁极1km具有显著的影响。

本发明也可以用作任何种类的对象(例如，机器)的(半)自主操作期间的安全措施。例如，如果指向向量不指向在第一坐标系中定义的表面，那么机器的特定功能可以停止。在操作期间，表面可以相对于第二坐标系移动，并且如果指向向量跟随所述表面的移动，那么操作继续。如果指向向量没有跟随移动，那么用户可能转向并且操作停止。回到汽车的示例，自主操作可以是汽车的驻车。在该操作期间，用户必须审视移动。这可以通过监视指向向量的方向来验证。如果指向向量指向与操作相关联的表面，那么汽车继续驶入到停车位中，如果指向向量没有跟随移动，那么汽车停止，因为假定用户转向。

远程控制单元在第一坐标系中的位置可以通过三边测量来确定。为此目的，对象可以例如从三个不同位置顺序地发射至少三个信号，即，从第一位置发射第一信号、从第二位置发射第二信号和从第三位置发射第三信号。信号可以是例如射频信号，例如LF信号。远程控制单元接收信号并确定到第一、第二和第三位置的距离。由此，远程控制单元的位置可以被确定为分别以第一、第二或第三位置为中心并且具有第一、第二和第三距离作为半径的球体的相交点。该方案产生两个可能的相交点并因此产生位置，但是一个位置可能会被合理地排除，例如，远程控制单元应该在与人类用户的大小对应的高度。因此，可以排除低于地的位置，以及太高而不可能是被人类持有的远程控制单元的位置的位置。优选地，对象从第四位置发射第四信号，并且远程控制单元确定到所述第四位置的距离。以第四位置为中心并且具有第四距离作为半径的第四球体与其它三个球体的相交点是明确的并且可以用作远程控制单元在第一坐标系中的位置的估计。可替代地，远程控制单元可以发射由天线接收的信号。基于接收到的信号，可以确定远程控制单元与位置之间的距离。在射频信号的情况下，在第一至第三或第四位置处至少有一个天线，并且远程控制单元具有至少一个天线。

由于接收信号强度随距离增加而衰减，因此可以从接收信号强度的测量结果中确定距离。还有用于确定两个天线之间的距离的其它方法也可以使用，例如，飞行时间测量等。

附图说明

在下文中，将参考附图对实施例的示例通过示例的方式来描述本发明，而不限制总体发明性概念。

图1示出了具有对象和远程控制单元的系统。

图2示出了用于使用该系统的方法的流程图。

图3示出了确定步骤的流程图。

图4示出了可替代的确定步骤的流程图。

具体实施方式

图1示出了具有分别由致动器M₁、M₂和M_i(i是大于2的整数)表示的第一功能和可选的第二功能或其它功能的对象10。例如，如果对象是汽车，那么第一功能可以是锁定/解锁左前门。然后M₁将表示用于致动门锁的驱动器。M₂可以例如表示用于操作后备箱盖的驱动器。因此，第二功能可以是通过上下移动后备箱盖来打开或关闭后备箱。在示例中，对象10具有i个功能，其中i是大于2的整数，但是当然，可以由远程控制单元10控制的单个功能也足以利用本发明。换句话说，通常i满足关系i≥1。

对于每个功能M₁、M₂、M_i，在第一坐标系19中定义表面S₁、S₂和S_i。表面S₁，S₂和S_i与相应的功能相关联。人们也可以说每个功能M_j与表面S_j(j≤i)链接。关于链接的信息可以例如存储在查找表中。可以选择表面S_j以在实践中与链接的功能对应，例如，如果功能M₂是升高或降低窗户，那么与所述功能链接的表面S₂可以是所述窗户的表面。或者，如果功能M_j是打开或关闭后备箱盖，那么链接的表面S_j可以是后备箱盖的壳体表面。表面S_j可以不一定精确地表示壳体表面；它也可以是要控制的物品到例如平面上的投影(参见BronsteinSemedjajev，Handbook of Mathematics，第5版，Springer Berlin Heidelberg 2007，第3.3.1和3.5.4.3章)。这减少了存储器要求和数值工作量。

第一对象10定义第一参考系，即，“附连”到对象10的第一坐标系19。在这个意义上，第一坐标系19是对象的坐标系。它的原点和朝向可以被任意设定，只要它不相对于对象移动即可。

对象10的控制器15连接到四个天线11到14以用于发射和/或接收RF信号(四个天线中的一个是可选的，附加的天线使得能够增强距离测量的精度)。控制器也连接到致动器M₁，M₂至M_i以用于响应于由远程控制单元20提供的信号来控制第一功能和第二功能。

远程控制单元20还包括控制器25，控制器25连接到天线21、22以用于接收和/或传送RF信号从而与对象10通信。远程控制单元20定义第二参考系，即，可以定义“附连”到远程控制单元的第二坐标系29。如果远程控制单元由用户到处携带或者枢转，那么第二坐标系29相对于第一坐标系19移动，并且在第二坐标系中定义的指向向量28相应地移动。为了便于将指向向量28导向目标，例如，指向表面S_j中的一个，远程控制单元可以包括用于发射与指向向量28的方向对准或至少平行的光束30的光源。用户可以通过致动输入接收装置27来提供激活命令，输入接收装置27在图中由开关27表示。

为了激活特定功能M_j，用户用指向向量28指向对应的表面S_j，并经由输入接收装置提供激活命令。指向向量28的朝向由控制器15、25中的至少一个来确定，并且如果指向向量28指向表面S_j中的一个，那么相关联的功能M_j被激活，例如，被激励。

图2示出了用于确定指向向量28是否指向表面S_j中的一个的方法。在第一步骤100中，定义第一坐标系19和第二坐标系29以及指向向量28。接下来，例如，在向所述输入接收装置27提供输入时，在第一坐标系中确定指向向量28的位置及其朝向(步骤110)。基于位置和朝向确定指向向量28是否指向表面S_j中的一个。只有在指向向量28指向表面S_j中的一个的情况下，与所述表面S_j相关联的功能M_j才被激活。这由步骤120表示，称为激活步骤。

确定步骤110可以包括图3中所示的方法步骤中的至少一些。特别地，确定步骤110可以包括由对象10或至少在第一坐标系中提供第一可观察向量场，如方框111所指示的。接下来，在远程控制单元(例如，指向向量28的)的位置处，由远程控制单元20在第二坐标系中测量所述向量场的场向量的方向(方框112)。这可以通过对应的方向天线21、22来获得。仅绘出了两个天线，但是当然至少三个天线是优选的，以完全确定在远程控制单元的位置处的向量场的空间朝向。将这个测得的场向量与在远程控制单元20的位置处的预测的场向量进行比较(由方框113表示)，从而确定用于将第一坐标系19与第二坐标系29对准的旋转R，简而言之，R可以从以下确定：

其中R是对应的旋转矩阵，是处的预测的场向量，并且是在处测得的场向量。再次，场向量可以被认为是归一化的，因为它们必须具有相同的长度。

优选地，首先以及在步骤111中确定远程控制单元20在第一坐标系19中的位置和对应的测得的场向量例如，远程控制单元20在第一坐标系中的位置可以使用三边测量来确定：为此目的，天线11至14(参见图1)中的每一个广播由远程控制单元20例如使用天线21、22中的至少一个接收的信号。基于信号的信号强度指示符(RSSI值)，计算从远程控制单元到相应天线11至14的距离。距离d₁至d₄使得能够在第一坐标系中定位远程控制单元20，并由此定位用于距离测量的信号可以顺序地传送以便能够清楚地区分它们。可替代地，如果信号以不同频率发送，那么可以进行清楚的区分。

在可替代实施例中，方法步骤110可以包括由远程控制单元和对象测量外部向量场的向量(方框115，参见图4)，再次，这些测量结果可以由场向量来表示。例如，两者都可以表示(地球)重力场的方向。假设对象或远程控制单元相对于地球的加速度向量为零或已知，则可以通过加速度传感器非常容易地测量重力场。可以假定，两个测得的重力场向量是平行的，并且可以针对角度α，β和γ来求解等式(1)。仅对于大的距离，两个测得的场向量之间的角度φ才必须包括在计算中(通过对应的附加旋转)，但是在这些距离处对象可能在视线之外，并且用户因此不能将指向向量导向与对象的表面相关联的表面。如果在远程控制单元的(即，指向向量的)位置处的还不知道，那么也进行测量。对这些测得的场向量进行比较(方框116)，从而确定用于将第一坐标系19与第二坐标系29对准的旋转R，简而言之，R可以从以下确定：

一旦旋转R被确定，就可以非常容易地确定指向向量是否指向表面S_j中的至少一个。当然，该方法可以包括如关于图3所解释的确定步骤和关于图4所解释的确定步骤。在这种情况下，人们对于每个旋转角度获得两个矩阵，并且因此获得两个值。仅在角度之间的差低于预定义的最大值时才可以比较和接受这些角度。在这种情况下，人们可以例如利用对应角度的平均值或利用确定步骤之一的结果来继续(可选的步骤117)。

附图标记列表

10 对象，例如，汽车、船、机器

11 天线

12 天线

13 天线

14 天线

15 控制器

19 第一坐标系

20 远程控制单元

21 天线

22 天线

25 控制器

27 输入接收装置(例如，开关)

28 指向向量

29 第二坐标系

30 光束

100 定义步骤

110 确定步骤

111 提供第一可观察向量场

112 测量场向量的方向

113 确定用于将第一坐标系19与第二坐标系29对准的旋转R

115 由远程控制单元和对象测量外部向量场的向量

116 比较测得的场向量以确定用于将第一坐标系19与第二坐标系29对准的旋转R

117 比较旋转的角度(可选)

120 激活步骤

M₁ 第一功能

M₂ 第二功能

M_i 第i功能

S₁ 第一表面

S₂ 第二表面

S_i 第i表面

d₁ 距离

d₂ 距离

d₃ 距离

d₄ 距离

Claims (15)

1.一种利用远程控制单元(20)远程控制对象(10)的方法，所述方法包括：

-在第一坐标系(19)中定义至少第一表面(S₁，S₂，S_i)，其中所述第一坐标系(19)是所述对象的坐标系，

-将所述对象(10)的至少第一功能(M₁，M₂，M_i)与所述第一表面(S₁，S₂，S_i)相关联，

-在所述远程控制单元(20)的位置处定义第二坐标系(29)，其中所述第二坐标系(29)是所述远程控制单元的坐标系，

-在所述第二坐标系(29)中定义静态的指向向量(28)，

-确定所述指向向量(28)是否指向所述第一表面(S₁，S₂，S_i),

-仅在所述指向向量(28)指向所述第一表面(S₁，S₂，S_i)的情况下，才在接收到激活命令时由所述对象(10)激活所述第一功能(M₁，M₂，M_i)。

2.如权利要求1所述的方法，

其特征在于所述方法还包括：

确定所述远程控制单元(20)在所述对象的坐标系(19)中的位置。

3.如权利要求1或2所述的方法，

其特征在于所述方法还包括：

-将至少第二功能(M₂)与第二表面(S₂)相关联，

-仅在所述指向向量(28)指向所述第二表面(S₂)的情况下，才在接收到激活命令时由所述对象(10)激活所述第二功能(M₂)。

4.如权利要求3所述的方法，

其特征在于：

单个激活命令使得能够激活所述对象(10)的至少第一和第二功能(M₁，M₂，M_i)，并且所述功能(M₁，M₂，M_i)中只有与所述指向向量(28)指向的表面(S₁，S₂，S_i)相关联的那些功能才被激活。

5.如权利要求3或4所述的方法，

其特征在于，所述方法还包括：

测试所述指向向量是否指向(29)所述第一表面(S₁)和第二表面(S₂)，以及以下中的至少一项：

-仅在与所述第二表面(S₂)相比，所述远程控制单元(20)更接近所述第一表面(S₁)的情况下，才激活所述第一功能(M₁)，以及

-仅在与第一表面(S₂)相比，所述远程控制单元(20)更接近所述第二表面(S₂)时，才激活所述第二功能(S₂)。

6.如权利要求1至5中的任一项所述的方法，

其特征在于，

-最小和/或最大距离与所述至少一个第一表面(S₁，S₂)相关联，以及

-激活步骤还包括：测试所述远程控制单元(20)到第三坐标系或所述第一坐标系(19)中的参考点的距离是否大于所述最小距离和/或是否小于所述最大距离，并且仅在所述距离大于所述最小距离和/或小于所述最大距离的情况下，才激活与所述至少一个第一表面(S₁，S₂，S_i)相关联的功能(M₁，M₂，M_i)。

7.如权利要求1至6中的任一项所述的方法，

其特征在于，所述方法还包括：

定义所述第一表面(S₁，S₂，S_i)的前侧和后侧，并且仅在所述指向向量(28)指向预定义的所述第一侧和后侧的情况下才激活所述第一功能(M₁，M₂，M_i)。

8.如权利要求1至7中的任一项所述的方法，

其特征在于：

所述指向向量(28)通过由所述远程控制单元(20)在所述指向向量(28)的方向上发射的光束(30)被可视化。

9.如权利要求1至8中的任一项所述的方法，

其特征在于：

所述方法还包括：通过以下中的至少一项，在接收激活命令之前可视化或以其它方式指示所述指向向量(28)是否指向所述第一表面(S₁，S₂，S_i)：

a.如果所述指向向量(28)指向所述第一表面(S₁，S₂，S_i)，那么照亮所述对象(10)的物品，其中所述物品与所述第一功能相关联，

b.如果所述指向向量(28)指向所述第一表面(S₁，S₂，S_i)，那么激活所述远程控制单元(20)的指示装置，其中所述指示装置与所述第一功能相关联。

10.如权利要求1至9中的任一项所述的方法，

其特征在于：

第一功能(M₁，M₂，M)仅在所述指向向量(28)指向所述第一表面的预定义侧的情况下才激活。

11.如权利要求1至10中的任一项所述的方法，

其特征在于，确定步骤还包括：

-由所述对象(10)生成至少第一电磁场，

-提供关于在所述第一坐标系(19)中的在所述远程控制单元(20)的位置处的所述第一电磁场的电场向量和/或磁场向量的空间朝向的预测信息，

-通过所述远程控制单元(20)在所述第二坐标系(29)中测量在所述远程控制单元(20)的位置处的预测的磁场向量和/或电场向量的空间朝向，

-从电场向量和/或磁场向量的测得的空间朝向与预测的空间朝向之间的角度关系，获得所述指向向量(28)在第一坐标系(19)中的表示。

12.如权利要求11所述的方法，

其特征在于，所述方法还包括：

-将测得的电场向量和/或磁场向量传送到所述对象(10)和/或将预测的电场向量和/或磁场向量传送到所述远程控制单元(20)的控制器(25)，

-确定用于对准第一和第二坐标系(19，29)的旋转，

-将确定的旋转应用于所述指向向量(28)在所述第二坐标系(29)中的表示，从而获得所述指向向量(28)在所述第一坐标系(19)中的表示，

-基于所述指向向量(28)在所述第一坐标系(19)中的表示，确定所述指向向量(28)是否指向所述至少一个第一表面(S₁，S₂，S_i)。

13.如权利要求11或12所述的方法，

其特征在于，所述方法还包括：

-通过所述远程控制单元(20)在所述第二坐标系(29)中测量至少一个外部参考向量的朝向，

-基于由所述远程控制单元测得的所述至少一个外部参考向量的朝向以及关于所述至少一个外部参考向量在所述第一坐标系中的朝向的假设，来补偿由所述远程控制单元(20)在所述第二坐标系(29)中进行的对所述至少一个外部参考向量的朝向的测量中的缺陷。

14.如权利要求1至13中的一项所述的方法，

其特征在于，确定步骤还包括：

-由所述对象(10)在所述第一坐标系(19)中确定至少一个外部参考向量的朝向，

-由所述远程控制单元(20)在所述第二坐标系(29)中测量所述至少一个外部参考向量的的朝向，

-确定用于将如由所述对象(10)测得的在所述第一坐标系(19)中表示的所述至少一个外部参考向量与如由所述远程控制单元(20)测得的在所述第二坐标系(29)中表示的所述至少一个外部参考向量对准的旋转，以及

-将确定的旋转应用于所述指向向量(28)在所述第二坐标系(29)中的表示，从而获得所述指向向量(28)在所述第一坐标系(19)中的表示，以及

-基于所述指向向量(28)在第一坐标系(19)中的表示，确定所述指向向量(28)是否指向所述至少一个第一表面(S₁，S₂，S_i)。

15.一种系统，至少包括：

-对象(10)，具有用于与远程控制单元(20)通信以远程地激活所述对象(10)的至少一个功能(M₁，M₂，M_i)的装置，

-所述远程控制单元(20)，具有用于接收来自用户的激活命令的输入接收装置(27)，以及具有用于与所述对象(10)通信(21，22)以向所述对象(10)提供用于至少一个功能(M₁，M₂，M_i)的至少一个激活命令的装置，

其特征在于，

(i)所述对象(10)和/或所述远程控制单元(20)被配置为确定所述远程控制单元(20)相对于所述对象(10)的位置以及所述远程控制单元(20)相对于所述对象(10)的朝向，以及

(ii)所述系统被配置为仅在所述远程控制单元(20)的预定义的指向向量(28)指向与所述至少一个功能(M₁，M₂，M_i)中的至少一个功能相关联的表面(S₁，S₂，S_i)的情况下，才在经由所述输入接收装置(27)接收到激活命令时激活所述至少一个功能(M₁，M₂，M_i)。