DE102004033480A1

DE102004033480A1 - Vorrichtung zur Überwachung einer Fahrzeugbedienung

Info

Publication number: DE102004033480A1
Application number: DE102004033480A
Authority: DE
Inventors: Lothar-Frank Smirnov
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-07-10
Filing date: 2004-07-10
Publication date: 2006-02-16
Also published as: CN1719895A; FR2872745A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Überwachung einer Bedieneinheit in einem Fahrzeug vorgeschlagen, bei der mittels einer Kamera die Bedieneinheit erfasst und eine Bedienung der Bedieneinheit in einer Anzeige abgebildet wird.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Überwachung einer Fahrzeugbedienung nach der Gattung des Hauptanspruchs. In Fahrzeugen sind neben der eigentlichen Fahraufgabe für den Fahrer eine Vielzahl von weiteren, zusätzlichen Eingaben vorzunehmen. So muss der Fahrer z.B. die Klimaregelung, ein Autoradio oder gegebenenfalls eine Navigationsvorrichtung steuern. Zwar sollen Bedienungsvorgänge für den Fahrer stets möglichst einfach sein, um eine Ablenkung des Fahrers zu minimieren, jedoch ist es im allgemeinen für den Fahrer erforderlich, die von ihm bedienten Elemente bei der Bedienung selbst im Blick zu halten. Hierfür muss der Fahrer den Blick von der Straße zumindest kurzfristig abwenden. Dies ist insbesondere bei längeren Bedienvorgängen problematisch, die dadurch gekennzeichnet sind, dass sie mehr als einen Bedienschritt erfordern. Um eine Ablenkung zu minimieren ist es bereits bekannt, dem Fahrer eine haptische Rückmeldung zu geben, so dass er durch Fühlen feststellen kann, welche Bedienung er vorgenommen hat, ohne dass ein Blickkontakt erforderlich ist. Jedoch muss der Fahrer hierfür zunächst das Bedienelement erfassen können, das er steuern will. Ferner sind Sprachbedienungen bekannt, bei denen ein Fahrer über gesprochene Befehle Fahrzeugsysteme steuern kann. Gegebenenfalls muss der Befehl jedoch wiederholt werden, da der Befehl in Folge von Störgeräuschen nicht oder falsch erkannt worden ist. Auch Dialekte oder Sprachfehler von bedienenden Personen können eine Sprachbedienung erschweren.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überwachung einer Fahrzeugbedienung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass ein Fahrer die Eingabe, die er über die Bedienelemente vornimmt, optisch überwachen kann, ohne dass er den Blick von der Straße abwenden muss. Die Bedienelemente können trotzdem an einer gewohnten Stelle im Fahrzeug verbleiben, z.B. in der Mittelkonsole, und müssen nicht in einem Sichtbereich des Fahrers angeordnet werden, in dem sie möglicherweise für ihn nur schlecht zugänglich sind. Indem eine Kamera im Fahrzeug ein Bild der Bedienelemente erfasst und dieses Bild an einer für den Fahrer gut sichtbaren Position zur Anzeige bringt, z.B. im Kombinationsinstrument oder in einem Head-Up-Display (HUD), kann der Fahrer die Bedienung selbst beobachten und insbesondere auch die Wechselwirkung zwischen seiner manuellen Bedienung und den Bedienelementen sowie möglichen Anzeigen hierzu problemlos erfassen. Die Ablenkung für den Fahrer wird dabei minimiert, so dass er sich weiterhin ganz auf das Fahrgeschehen konzentrieren kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung zur Überwachung einer Fahrzeugbedienung möglich. Besonders vorteilhaft ist, die Anzeige in einer direkten Sichtlinie des Fahrers anzubringen. Bevorzugt sind die Bedieneinheit und die Anzeigeeinheit zur Darstellung der Bedienung der Bedieneinheit hierbei räumlich getrennt an verschiedenen Orten im Fahrzeug angeordnet. Insbesondere ist die Einblendung in die Windschutzscheibe in Form eines Head-Up-Displays oder die Einblendung in eine flexible Anzeige in einem Kombinationsinstrument möglich, z.B. in einer Flüssigkristallanzeige.

Ferner ist es vorteilhaft, die Kamera an einem Fahrzeugdach anzuordnen, da von hier aus ein bestmöglicher Überblick über Bedienelemente vor dem Fahrer gewährleistet ist. Zudem ist bei einer Anordnung am Fahrzeugdach auch das Risiko minimal, dass die Kamera am Fahrzeugdach durch Hand- oder Armbewegungen des Fahrers oder des Beifahrers bzw. durch über die Kamera gelegte Objekte, wie z.B. Kleidungsstücke, abgedeckt werden könnte.

Es ist ferner vorteilhaft, eine Steuereinheit zum Generieren und Einblenden von Beschriftungen und/oder Symbolen vorzusehen. Diese Zusatzinformationen können z.B. mittels einer geeigneten Software erzeugt und in das dargestellte Videobild eingeblendet werden. Dies entspricht einer Art Labelling entspricht, ähnlich einer Augmented-Reality-Darstellung. Hierdurch kann die Bedienung der Bedienelemente erleichtert werden, da sich der Benutzer durch diese Einblendungen über die Funktionen der Bedienelemente informieren kann. So können ihm zusätzlich zu den Tastenbeschriftungen weitere Informationen oder Hilfestellungen für die Bedienung gegeben werden. Eine solche Einblendung kann z.B. auch eine Bedienungsanleitung beinhalten oder durch eine Bedienungsanleitung ergänzt werden. In einer besonderen Ausführungsform ist es auch möglich, die Tasten im wesentlichen beschriftungslos auszuführen und lediglich in der Einblendung eine entsprechende Tastenbeschriftung dem Fahrer anzugeben.

Ferner ist es vorteilhaft, nur dann die Kamera zu aktivieren und eine Anzeige vorzunehmen, wenn eine Benutzereingabe erfolgt ist. Hierdurch wird die Anzeige auf den Zeitraum beschränkt, in dem der Benutzer tatsächlich eine Eingabe vornehmen will. Besonders vorteilhaft ist es, die Kamera hierbei automatisch zu aktivieren, wenn sich eine Hand im Bereich des Sichtkegels der Kamera bewegt und damit der Benutzer höchstwahrscheinlich eine Eingabe über die Bedieneinheit vornehmen will.

Ferner ist bevorzugt eine weitere Schaltung vorgesehen, durch die die Kamera automatisch deaktiviert werden kann, wenn keine Bedienung der Bedieneinheit mehr erfasst wird, z.B. 15s nach der letzten erfassten Bedienung.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung für eine Bedieneinheit, die in der Mittelkonsole des Fahrzeugs angeordnet ist und die daher nicht im direkten Blickfeld des Fahrers liegt. Zudem wird es hierdurch dem Fahrer ermöglicht, auch durch den Beifahrer vorgenommene Eingaben zu überwachen.

Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
1 eine Aufsicht auf eine Instrumententafel im Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung einer Bedieneinheit in einem Fahrzeug,
2 einen schematischen Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung einer Bedieneinheit in einem Fahrzeug.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überwachung einer Bedieneinheit in einem Fahrzeug kann prinzipiell für beliebige Fahrzeuge verwendet werden. Insbesondere ist die Verwendung in einem Kraftfahrzeug vorteilhaft, bei dem neben den Funktionen zur Steuerung des Fahrzeugs dem Fahrer eine ganze Reihe von Komfortfunktionen zusätzlich angeboten werden. Im Folgenden ist daher die Erfindung am Beispiel einer Verwendung in einem Kraftfahrzeug erläutert.
In der 1 ist eine Aufsicht auf eine Instrumententafel 1 eines Kraftfahrzeugs dargestellt, oberhalb der die Windschutzscheibe 2 des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. In einer Mittelkonsole 3 befindet sich eine Bedieneinheit 4. Die Bedieneinheit 4 weist Drucktasten 5, eine Anzeige 6 sowie Drehregler 7 auf. Die Anzeige 6 sowie die Bedienelemente 5, 7 dienen bevorzugt dazu, eine Klimasteuerung im Fahrzeug vorzunehmen, eine Musikwiedergabe mittels Radio oder Datenträger, z.B. CD, zu steuern bzw. eine Fahrzeugnavigation durchzuführen. Darüber hinaus sind beliebige andere Funktionen möglich wie z.B. eine Telefonsteuerung oder eine Bordcomputerfunktionalität.
Eine Kamera 8 ist z.B. als eine CCD-Kamera oder als eine sonstige Videokamera zur elektronischen Bilderfassung ausgeführt. Die Kamera 8 ist auf die Bedieneinheit 4 gerichtet. In einem Erfassungsbereich 9 wird die Bedieneinheit 4 und eine Umgebung der Bedieneinheit 4 von der Kamera 8 überwacht. Die Kamera 8 ist bevorzugt am Fahrzeugdach angeordnet. Insbesondere ist sie etwa in der Fahrzeugmitte angeordnet, so dass die Bedieneinheit 4 möglichst derart erfasst wird, dass die Oberfläche der Bedieneinheit 4 unter dem Betrachtungswinkel der Kamera möglichst großflächig erscheint. Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, dass die optische Achse der Kamera möglichst senkrecht auf einer Oberfläche der Bedieneinheit 4 steht. Das von der Kamera 8 erfasste Bild wird über nicht gezeigte Datenleitungen zu der Anzeige 6 weitergeleitet.
In einem ersten Ausführungsbeispiel wird das erfasste Bild der Bedieneinheit 4 mittels einer Projektionseinheit 10 auf die Windschutzscheibe 2 projiziert. In einem Bereich vor dem Fahrer wird das Bild auf die Windschutzscheibe derart projiziert, dass die Projektion des Bildes den Blick des Fahrers auf das Fahrgeschehen möglichst nicht stört. In der Windschutzscheibe 2 erscheint dabei eine Darstellung 9' des von der Kamera erfassten Bereichs 9. Insbesondere wird hierbei die Bedieneinheit 4' dargestellt. Bedient der Benutzer die Bedieneinheit 4, so erscheint seine Hand ebenfalls in der Darstellung 9'. Der Fahrer kann damit durch Beobachtung der Darstellung 9' überwachen, welche Bedienungen er bzw. der Beifahrer an der Bedieneinheit 4 vornimmt. Bevorzugt kann der Fahrer damit auch die in der Anzeige 6 dargestellten Ausgaben wahrnehmen. In einer bevorzugten Ausführungsform erscheint zusätzlich in der Anzeige ein Textfenster 11, das in einer besonderen Ausführungsform einen Hinweisstrich 12 auf ein bestimmtes Bedienelement aufweist. In der Zeichnung nur als gestrichelte Linie angedeutet, wird zu dem Bedienelement, das über den Hinweisstrich 12 hervorgehoben ist, ein Hinweistext 13 in das Textfenster 11 eingeblendet. Diese Darstellung kann automatisch erfolgen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird sie jedoch zu dem Bedienelement dargestellt, das von einem Benutzer gerade berührt oder betätigt wurde bzw. wird. Ergänzend können auch Hinweissymbole, wie z.B. Warnsymbole, in die Darstellung 9' bezüglich der Bedienung eingeblendet werden. Eine solche Warnung kann z.B. vor einer Bedienung von Tasten zum Abschalten des Antiblockiersystems oder des Beifahrerairbags gegeben werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Anzeige der Abbildung der Bedieneinheit 4 zusätzlich oder auch ergänzend in einem Kombinationsinstrument 14 vor dem Fahrer erfolgen. Hierzu weist das Kombinationsinstrument 14 bevorzugt eine Flüssigkristallzelle 15 auf, in der die Anzeigendarstellung 19 eingeblendet wird.
Eine Aktivierung der Anzeige erfolgt in einer ersten Ausführungsformn über ein Bedienelement 21, das z.B. an einem Lenkrad 20 des Fahrzeugs angeordnet ist. Das Bedienelement 21 ist hierzu vorzugsweise als eine Drucktaste ausgeführt. Betätigt der Fahrer das Bedienelement 21, so wird eine Anzeige der Bedieneinheit 4 entweder in der Windschutzscheibe und/oder in dein Kombinationsinstrument 14 aktiviert. Statt dessen oder ergänzend hierzu kann auch eine Aktivierung über eine Spracheingabe erfolgen. Hierzu ist ein Mikrofon 22 an der Instrumententafel 1 angebracht, dessen empfangene akustische Signale ausgewertet und mit gespeicherten Befehlen verglichen werden. Wird z.B. der Befehl „Bedienüberwachung" oder „Anzeige" eingegeben, so wird die Kamera 8 aktiviert und die Anzeige der Bedieneinheit 4 wird durchgeführt. In einer weiteren Ausführungsform kann die Kamera 8 jedoch auch derartig ausgeführt sein, dass die Bilddarstellung dann aktiviert wird, wenn eine Bewegung, z.B. einer Hand eines Benutzers, vor der Bedieneinheit 4 erfasst wird. Eine Bewegung kann z.B. dadurch erfasst werden, dass sich das von der Kamera erfasste Bild flächig ändert, wenn in dem Sichtbereich der Kamera 8 die Hand des Benutzers erfasst wird. Alternativ kann eine Bewegung im Bereich der Anzeige auch durch einen in der Figur nicht gezeigten, am Fahrzeugdach angebrachten und auf die Bedieneinheit fokussierten Bewegungsmelder in bekannter Infrarot-Reflexionstechnik erfasst werden.
Ist für eine vorgegebene Zeit, z.B. für eine Minute, keine Bedienung mehr vorgenommen worden, so wird die Darstellung der Anzeige deaktiviert.
In einer weiteren Ausführungsform kann auch eine ergänzende Kamera 23 zur Überwachung des Fußraums 24 vor dem Fahrer vorgesehen sein. Insbesondere dient die ergänzende Kamera 23 zur Erfassung der Fußpedale 25, bzw. dort zusätzlich angebrachter weiterer Steuerungspedale zur Steuerung von Funktionen beliebiger Art.
In der 2 ist der schematische Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung einer Bedieneinheit 29 dargestellt. Die Kamera 30 liefert ein Bild der Bedieneinheit 29. Dieses Bild wird an die Anzeige 31 zur Ausgabe des Bildes weitergeleitet. Ferner werden Bildinformationen jedoch auch an eine Steuereinheit 32 weitergeleitet. Die Steuereinheit 32 kann die Kamera 30 aktivieren und deaktivieren. Ferner wertet sie die empfangenen Bildsignale aus und kann an die Anzeige 31 zusätzliche Informationen zur Einblendung in das angezeigte Bild weiterleiten. So können z.B. ergänzende Symbole oder Hinweistexte zur Bedienung bestimmter Bedienelemente weitergeleitet werden. Es kann auf diese Weise z.B. auch eine Beschriftung von Bedienelementen in die Anzeige eingeblendet werden. Bevorzugt wird hierzu die Kamera bei der Montage im Fahrzeug auf die Bedieneinheit ausgerichtet, so dass die Bedienelemente stets an gleicher Stelle in der Anzeige erscheinen. Die Positionen der Einblendungen in der Anzeige werden dann auf die festen Positionen der Bedienelemente abgestimmt.
Eine Steuerung zur Aktivierung oder Deaktivierung kann einerseits automatisch in Abhängigkeit von einer Bewegung eines Benutzers vor der Bedieneinheit erfolgen. Jedoch ist es auch möglich, die Anzeige über das Bedienelement 21 oder mittels Spareingabe über ein Mikrofon 22 zu aktivieren. In einer besonderen Ausführungsform können zusätzliche Hinweise zu den einzelnen Funktionen auch über einen Lautsprecher 34 an den Fahrer ausgegeben werden. Dies kann ergänzend oder statt einer zusätzlichen Einblendung von Hinweisen in die Anzeige erfolgen. Bevorzugt wird eine Bedienung der Bedieneinheit 29 auch über die Steuereinheit 32 erfasst und an andere Systeme der Fahrzeugelektronik bzw. der Fahrzeugsteuerung weitergeleitet, wie z.B. ein Autoradio oder eine Klimaanlage.
Anstelle nur einer Kamera können im Fahrzeug auch mehrere Kameras zur Überwachung mehrerer Bedienelemente oder Bedieneinheiten an verschiedenen Orten im Fahrzeug angeordnet sein. Ferner kann auch eine Bedieneinheit durch zwei Kameras überwacht werden, so dass ein jeweils günstigerer Blickwinkel ausgewählt werden kann.

Claims

Vorrichtung zur Überwachung einer Fahrzeugbedienung mit einer Kamera (8, 30) zur Erfassung einer Bedieneinheit (4, 29) und mit einer Anzeige (9', 19, 31) zur Darstellung einer von der Kamera (8, 30) erfassten Betätigung der Bedieneinheit (4, 29).
Vorrichtung zur Überwachung einer Fahrzeugbedienung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige (9', 19, 31) in einem Kombinationsinstrument (14) angeordnet ist und/oder als ein Head-Up-Display ausgeführt ist.
Vorrichtung zur Überwachung einer Fahrzeugbedienung, nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (8, 30) an einem Fahrzeugdach angeordnet ist.
Vorrichtung zur Überwachung einer Fahrzeugbedienung, nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (32) zum Generieren und Einblenden von Beschriftungen (12, 13) und/oder Symbolen in der Anzeige (9', 19, 31) zur Erleichterung einer Betätigung der Bedieneinheit (4, 29).
Vorrichtung zur Überwachung einer Fahrzeugbedienung, nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige durch eine Betätigung der Bedieneinheit (4, 29) oder einer Eingabeeinheit (21, 22) aktivierbar ist.
Vorrichtung zur Überwachung einer Fahrzeugbedienung nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (32) zur Aktivierung einer Anzeige einer von der Kamera erfassten Betätigung der Bedieneinheit (4, 29), wenn eine Bewegung der Hand des Benutzers zumindest im Bereich der Bedieneinheit erfasst wurde.
Vorrichtung zur Überwachung einer Fahrzeugbedienung nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (32) zur Deaktivierung einer Anzeige, wenn keine Bedienung innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums erfasst wird.
Vorrichtung zur Überwachung einer Fahrzeugbedienung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinheit (4) in einer Mittelkonsole des Fahrzeugs angeordnet ist.