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Die
Erfindung betrifft die Steuerung zumindest einer steuerbaren Einrichtung
in einer räumlichen
Anordnung von realen Gegenständen.
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Die
Umgebung, in der sich Menschen aufhalten, weist zunehmend komplexere
und intelligentere technische Einrichtungen auf. Häufig betritt
eine Person eine Umgebung zum ersten Mal und steht vor der Aufgabe,
die vorhandenen Einrichtungen so zu steuern, dass ein gewünschtes
Ergebnis erzielt wird. Bei einem Vortrag vor einer Gruppe von Zuhörern möchte die
Person beispielsweise zunächst
die Fenster des Vortragsraumes gegen Lichteintritt von außen verdunkeln,
eine künstliche
Hintergrundbeleuchtung aktivieren und dann mit einer kombinierten
Präsentation
von Videodaten und Audiodaten beginnen. In der Regel greift die
Person dabei auf Daten und Informationen zurück, die sie selbst erstellt
oder zumindest selbst in die Umgebung mitgebracht hat. Üblicherweise
bringt die Person die Daten gespeichert auf einem Datenträger oder
auf einem tragbaren Computer mit. Um jedoch die vorhandenen technischen
Einrichtungen zu bedienen und außerdem die Daten vor Ort nutzbar
zu machen, ist in der Regel Hilfe von anderen Personen erforderlich,
die in der Bedienung geübt
sind.
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Bereits
vorgeschlagen wurden Fernbedienungen, die für eine Vielzahl von steuerbaren
Einrichtungen verwendbar sind. WO 00/17737 beschreibt eine Benutzer-Schnittstelle,
die innerhalb einer Wohnumgebung ortsabhängig ist. Informationsquellen
kommunizieren Automatisierungsbefehle oder andere Benutzer-Schnittstelleninformationen
zu einer Steuereinrichtung, z. B. eine Liste von Lichtern, die fernbedient
werden können.
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Auch
mit einer solchen Fernbedienung kann eine Person, die in eine unbekannte
Umgebung gelangt, die dort angeordneten steuerbaren Einrichtungen
nicht selbst steuern, ohne die Hilfe von anderen Personen in Anspruch
zu nehmen oder ohne die Umgebung zeitaufwändig zu studieren.
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EP 626 635 A2 beschreibt
ein Verfahren zum Bereitstellen einer grafischen Benutzerschnittstelle auf
einem Computersystem, wobei das Computersystem eine CPU, einen Speicher
und einen Grafikanzeigebildschirm aufweist. Unter anderem wird ein grafisches
Hintergrundbild eines ersten Raums und eines in dem ersten Raum
angeordneten Portals auf dem Grafikanzeigebildschirm wiedergegeben.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuerungssystem,
eine entsprechende Steuereinrichtung und ein Steuerverfahren anzugeben,
die es einem Benutzer erleichtern, zumindest eine steuerbare Einrichtung
in der Umgebung des Benutzers zu steuern.
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Es
wird vorgeschlagen, auf einer frei beweglichen Steuereinrichtung,
z. B. auf einem so genannten persönlichen Taschencomputer (Pocket-PC),
ein Bild der Anordnung von realen Objekten darzustellen, die sich
in der Umgebung des Benutzers befinden. Weiterhin werden auf der
Steuereinrichtung Daten-Objekte dargestellt. Der Benutzer kann die
Daten-Objekte und die sichtbar dargestellten realen Objekte einander
zuordnen und auf diese Weise die Ausführung von Steuerungsfunktionen
auslösen. Vorzugsweise
wird die jeweilige Steuerungsfunktion automatisch ausgeführt, wenn
die Objekte einander zugeordnet wurden.
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Aufgrund
der Darstellung der Anordnung von realen Objekten auf einer frei
beweglichen Steuereinrichtung wird für den Benutzer ein leicht erkennbarer Bezug
zwischen den Möglichkeiten
der Steuerung und der tatsächlichen
Umgebung hergestellt.
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Dabei
sind die steuerbaren Einrichtungen in der sichtbaren Darstellung
vorzugsweise besonders kenntlich gemacht, z. B. durch eine besondere
Farbgestaltung der Darstellung (zum Beispiel Darstellung der steuerbaren
Einrichtungen in einer anderen Farbe als die anderen realen Objekte),
durch zeitliche Variation (z. B. der Helligkeit) der Darstellung
von denjenigen Bildbereichen, in denen die steuerbaren Einrichtungen
dargestellt sind und/oder auf andere Weise.
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Beispielsweise
sieht der Benutzer in der Umgebung ein Gerät und findet es leicht in der
sichtbaren Darstellung wieder. Abhängig von der speziellen Ausgestaltung
der Steuereinrichtung kann er nun z. B. auf den Ort der Bildoberfläche tippen,
an dem das Gerät
dargestellt ist. Dadurch kann das Gerät für eine Bedienung ausgewählt sein.
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Außerdem stehen
dem Benutzer die dargestellten Daten-Objekte zur Auswahl zur Verfügung und
er kann eines oder mehrere der Daten-Objekte einer oder mehreren
der steuerbaren Einrichtungen zuordnen. Dabei hat die Zuordnung
der Daten-Objekte zu zumindest einer der steuerbaren Einrichtungen
eine Bedeutung, die die Steuerung der Einrichtung betrifft. Es können auch
mehrere Bedeutungen für
die Steuerung der Einrichtung existieren, von denen der Benutzer
dann eine oder mehrere auswählen kann.
Durch die Zuordnung kann daher automatisch oder nach weiteren Aktionen
des Benutzers eine Steuerung des Betriebes der zumindest einen steuerbaren
Einrichtung bewirkt werden.
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Das
zuvor beschriebene Konzept der Erfindung erleichtert die Steuerung
von komplexen Einrichtungen insbesondere in ungewohnten Umgebungen.
Beispielsweise bringt der Benutzer seine persönliche Steuereinrichtung in
die Umgebung mit, wobei auf der Steuereinrichtung von ihm und/oder
für ihn
zuvor erstellte Daten-Objekte gespeichert sein können. Eine Anpassung der Daten-Objekte
an die jeweilige Umgebung kann automatisch erfolgen, sofern dies
nötig ist.
Durch die Anpassung kann beispielsweise ein in dem Daten-Objekt
definierter Funktionsablauf an den konkret in der Umgebung vorhandenen
Typ einer steuerbaren Einrichtung angepasst werden.
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Die
Daten-Objekte können
von unterschiedlicher Art sein. Insbesondere kann es sich bei den Daten-Objekten
um Folgendes handeln:
- – Informationen über mögliche Zustände der
steuerbaren Einrichtungen,
- – Informationen über Effekte,
die durch den Betrieb zumindest einer der steuerbaren Einrichtungen
erzielt werden können,
und/oder
- – Daten,
die zu einer der steuerbaren Einrichtungen übertragen werden können.
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Wird
eine der Informationen ausgewählt, reicht
es im Allgemeinen aus, dass die Steuereinrichtung ein oder mehrere
definierte Steuersignale sendet, um den gewünschten Zustand oder Effekt
zu erzielen. Informationen darüber,
durch welche Aktionen im Einzelnen der Zustand oder Effekt erzielt
wird, können
beispielsweise in der steuerbaren Einrichtung und/oder einer anderen
Einrichtung gespeichert sein. Im einfachsten Fall ist das Daten-Objekt
daher lediglich die Information über
die Art des Zustand oder Effekts, beispielsweise die Bezeichnung
des Zustands wie "aus" oder "Licht" (in dem oben beschriebenen
Beispiel).
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Wird
dagegen ein Daten-Objekt ausgewählt, das übertragbare
Daten enthält,
können
insbesondere diese Daten selbst zu der entsprechenden steuerbaren
Einrichtung übertragen
werden. Beispielsweise ist eine Datei in der Steuereinrichtung gespeichert, die
eine Präsentation
enthält.
Z. B. wird ein Symbol für
ein entsprechendes Daten-Objekt
von der Bild-Anzeigeeinrichtung dargestellt. Wählt der Benutzer dieses Symbol
aus und ordnet es der steuerbaren Einrichtung (z. B. einem Beamer)
zu, werden automatisch die Daten der Datei zu der steuerbaren Einrichtung
(in dem Beispiel zu dem Beamer) übertragen.
Optional kann außerdem
vordefiniert sein, dass mit der Übertragung
der Daten ein Signal übertragen wird,
wobei das Signal dazu führt,
dass die Präsentation
mit den übertragenen
Daten beginnt.
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Es
wird ein Steuerungssystem mit einer räumlichen Anordnung von realen
dreidimensionalen Objekten vorgeschlagen, wobei die Anordnung zumindest
eine steuerbare Einrichtung aufweist, und mit einer Steuereinrichtung
zum Steuern der zumindest einen steuerbaren Einrichtung, wobei die
Steuereinrichtung
- (a) frei beweglich ist,
- (b) eine Signaleinrichtung zum drahtlosen Übertragen von Steuersignalen
aufweist,
- (c) eine Benutzer-Schnittstelle mit einer Bild-Anzeigeeinrichtung
aufweist, wobei Orte der Bild-Anzeigeeinrichtung ausgewählt werden
können,
- (d) eine Bildsteuerung aufweist, die die Bild-Anzeigeeinrichtung
derart steuert, dass die räumliche
Anordnung der realen Objekte als Bild der Anordnung dargestellt
wird und dass Daten-Objekte sichtbar dargestellt werden, wobei eine
Bild-Orientierung
und eine Bild-Position der in dem Bild dargestellten räumlichen
Anordnung der realen Objekte einer tatsächlichen Orientierung und einer
tatsächlichen
Position der Steuereinrichtung in der räumlichen Anordnung entsprechen,
- (e) so ausgestaltet ist, dass sie bei Auswahl von zumindest
zwei Orten der Bild-Anzeigeeinrichtung
die an den ausgewählten
Orten dargestellten Objekte einander zuordnet, und
- (f) eine Signalerzeugungseinrichtung zur Erzeugung von Steuersignalen
aufweist, wobei die Signalerzeugungseinrichtung mit der Signaleinrichtung
verbunden ist und wobei die Signalerzeugungseinrichtung der Zuordnung
der Objekte entsprechende Steuersignale erzeugt.
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Außerdem wird
ein Verfahren zum Steuern zumindest einer steuerbaren Einrichtung
in einer räumlichen
Anordnung von realen dreidimensionalen Objekten vorgeschlagen, wobei
die Anordnung zumindest eine steuerbare Einrichtung aufweist und wobei
von einer frei beweglichen Steuereinrichtung zum Steuern der zumindest
einen steuerbaren Einrichtung die räumliche Anordnung der realen
Objekte als Bild der Anordnung dargestellt wird und Daten-Objekte
sichtbar dargestellt werden, wobei eine Bild-Orientierung und eine Bild-Position
der in dem Bild dargestellten räumlichen
Anordnung der realen Objekte einer tatsächlichen Orientierung und einer tatsächlichen
Position der Steuereinrichtung in der räumlichen Anordnung entsprechen,
wobei eine Auswahl von Objekten, die dargestellt werden, als Zuordnung
der Objekte zueinander erkannt wird, wobei von der Steuereinrichtung
ein Steuersignal erzeugt wird, das einen der Zuordnung entsprechenden
Effekt bewirkt oder bewirken kann, und wobei das Steuersignal von
der Steuereinrichtung drahtlos gesendet wird.
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Bei
der zumindest einen steuerbaren Einrichtung handelt es sich vorzugsweise
um ein elektrisches und/oder elektronisches Gerät. Solche Geräte sind
insbesondere in Büros, in
Räumen
für öffentliche Veranstaltungen
und/oder Wohnräumen
angeordnet. Beispiele für
solche Geräte
werden in der folgenden Beschreibung gegeben.
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Unter
einer Auswahl von Objekten, die einander zugeordnet werden, bzw.
unter einer Auswahl von Orten der Bild-Anzeigeeinrichtung, an denen
die Objekte dargestellt sind, wird jegliche Interaktion eines Benutzers
mit der Steuereinrichtung verstanden, die von der Steuereinrichtung
eindeutig interpretierbar ist. Die Bild-Anzeigeeinrichtung kann
z. B. ein Bildschirm sein, insbesondere ein sogenannter Touch-Screen.
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Ist
die Bild-Anzeigeeinrichtung an einer Anzeige-Oberfläche berührungsempfindlich,
kann durch Berührung
der Anzeige-Oberfläche
ein Signal erzeugt und einem Ort der Berührung zugeordnet werden, sodass
ein Ort der Bild-Anzeigeeinrichtung ausgewählt ist. Ferner kann die Zuordnungseinrichtung
so ausgestaltet sein, dass durch Berührungen der Anzeige-Oberfläche in einem
ersten Bildbereich und in einem zweiten Bildbereich erzeugte Signale ausgewertet
werden und an den Orten der Berührung dargestellte
Objekte einander zugeordnet werden. Diese Ausgestaltung der Steuereinrichtung
erlaubt eine besonders einfache Handhabung und ist übersichtlich
für den
Benutzer. Auf vordefinierte Arten von Aktionen des Benutzers, die
die Zuordnung bewirken, wird noch näher eingegangen.
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Die
Steuereinrichtung bzw. das Steuerungssystem können universell für verschiedenartige
Umgebungen oder speziell für
bestimmte Umgebungen ausgestaltet sein, beispielsweise für Umgebungen
in Wohnräumen,
in Büros,
in Produktionsräumen,
in Operationssälen
oder in öffentlichen
Umgebungen. Die Steuereinrichtung kann parallel zu beispielsweise
fest installierten Steueranlagen (z. B. einem Steuerpult in einem
Vorführraum)
verwendet werden, sodass die parallel betriebene Einrichtung nicht
in ihrer Steuerfunktion beeinträchtigt
wird.
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Die
Steuereinrichtung ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung
ein Gerät
mit so kleinen Abmessungen, dass es in eine Hosentasche und/oder
andere Tasche eines Kleidungsstücks passt.
Z. B. betragen die Abmessungen höchstens
8 cm × 18
cm × 3
cm (Breite × Höhe × Dicke)
bei einer im Wesentlichen quaderförmigen Gestaltung mit z. B. abgerundeten
Ecken. Beispielsweise kann ein konventioneller PDA (Personal Digital
Assistant), ein portabler Computer (z. B. Notebook-Computer oder Tablet-Personalcomputer)
oder ein Mobiltelefon als die Steuereinrichtung ausgestaltet sein.
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Vorzugsweise
weist die Anordnung von realen dreidimensionalen Objekten eine Mehrzahl
von steuerbaren Einrichtungen auf, z. B. Beleuchtungseinrichtungen,
Bilddarstellungseinrichtungen (z. B. zur Darstellung von Präsentationen,
sogenannte Beamer), Verdunklungseinrichtungen (z. B. Antriebe für Jalousien
an Fenstern) und/oder Lautsprechereinrichtungen, die vorzugsweise
alle in dem ersten Bildbereich dargestellt werden. Außerdem werden
vorzugsweise für
das räumliche
Erscheinungsbild wesentliche und/oder markante, nicht steuerbare
Objekte sichtbar dargestellt. An den nicht steuerbaren Objekten
kann sich der Benutzer einerseits orientieren. Andererseits ist
es möglich,
dass der Benutzer einem der nicht steuerbaren Objekte ein Daten-Objekt
zuordnet. Auf diese Weise kann in der räumlichen Anordnung an und/oder
in dem nicht steuerbaren Objekt ein Effekt erzielt werden. Z. B.
ordnet der Benutzer einem Tisch ein Daten-Objekt "Licht" zu. Im Ergebnis wird
von der Steuereinrichtung und/oder nach Übertragung von Steuersignalen
der Steuereinrichtung zu einer zweiten, ortsfesten Steuereinrichtung
eine geeignete Beleuchtungsquelle ausgewählt und angesteuert, sodass
der Tisch beleuchtet wird. Ein weiteres Beispiel ist die Zuordnung
eines Daten-Objekts "Präsentation" zu einer Wandfläche einer
Zimmerwand. Im Ergebnis wird ein Beamer automatisch so ausgerichtet,
dass die Präsentation
an der gewählten Wandfläche stattfindet.
Noch ein weiteres Beispiel ist die Zuordnung eines Daten-Objekts, das Bilddaten (z.
B. digitale Daten von zweidimensionalen Bildaufnahmen, etwa von
einer in der Steuereinrichtung integrierten Kamera) aufweist zu
einer Bilddarstellungseinrichtung in der räumlichen Anordnung (z. B. einem
Fernsehgerät).
Im Ergebnis werden die Bilddaten durch die in der Steuereinrichtung
erfolgte Zuordnung von der Bilddarstellungseinrichtung dargestellt.
Schließlich
sei noch ein weiteres Beispiel genannt: Die Zuordnung eines Daten-Objekts,
das Audiodaten (z. B. Musikdaten und/oder Daten einer Rundfunksendung)
aufweist (z. B. Audiodaten im MP3-Format) zu einer Lautsprechereinrichtung
in der räumlichen
Anordnung (z. B. zu dem genannten Fernsehgerät mit einem oder mehreren Lautsprechern).
Im Ergebnis werden die Audiodaten von der Lautsprechereinrichtung
akustisch wiedergegeben.
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Insbesondere
kann vordefiniert sein, in welcher Weise der Benutzer die Anzeige-Oberfläche berühren muss,
um die an den entsprechenden Berührungsorten
dargestellten Objekte einander zuzuordnen. Beispielsweise erfolgt
die Zuordnung durch eine so genannte Drag & Drop Aktion, etwa durch Aufsetzen
der Spitze eines Stiftes oder Griffels an einem ersten Berührungsort
und Ziehen der Spitze entlang der Anzeige-Oberfläche zu einem zweiten Berührungsort,
an dem die Spitze wieder von der Anzeige-Oberfläche abgehoben wird. Alternativ
oder zusätzlich
kann eine Zuordnung dadurch möglich
sein, dass die Spitze nacheinander an den entsprechenden Berührungsorten
(z. B. in dem ersten Bildbereich und in dem zweiten Bildbereich)
aufgesetzt wird. Dabei kann vordefiniert sein, in welchem Bildbereich
die Spitze zuerst aufgesetzt werden muss, um die Zuordnung zu bewirken.
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Es
ist ein Vorteil der Erfindung, dass die Darstellung der räumlichen
Anordnung realer Objekte an die momentane Situation angepasst werden
kann. Insbesondere können
Bildinformationen zur Darstellung der räumlichen Anordnung erzeugt
werden. Wenn eine vordefinierte Bedingung erfüllt wird und/oder ein vordefiniertes
Ereignis eintritt, wird aus den Bildinformationen automatisch die
Darstellung der räumlichen
Anordnung erzeugt. Vorzugsweise wird zumindest ein Teil der Bildinformationen
automatisch zu der Steuereinrichtung übertragen, z. B. ebenfalls
dann, wenn die vordefinierte Bedingung erfüllt wird.
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Die
vordefinierte Bedingung kann beispielsweise verlangen, dass sich
die Steuereinrichtung in einem Raum mit der Anordnung befindet und/oder dass
ein bestimmter Abstand zu einem Teil der Anordnung erreicht oder
unterschritten ist. Das vordefinierte Ereignis kann beispielsweise
darin bestehen, dass die Steuereinrichtung ein Signal einer der
Anordnung zugeordneten Sendeeinrichtung empfängt. Es ist somit möglich, das
Bild der räumlichen
Anordnung in einer geeigneten Situation zu erzeugen und in anderen
Situationen auf derselben Steuereinrichtung ein Bild einer anderen
räumlichen
Anordnung darzustellen. Der Benutzer kann daher seine persönliche Steuereinrichtung
in der Art einer universellen Fernbedienung bei sich führen und
bei Bedarf auch in einer für
den Benutzer neuen Umgebung verwenden. Dadurch hat der Benutzer
sämtliche
Möglichkeiten, die
auch sonst eine persönliche
portable Einrichtung bietet (z. B. ein PDA oder ein Mobiltelefon).
Beispielsweise kann der Benutzer darin gespeicherte Informationen
auf einfache Weise Elementen der räumlichen Anordnung zuordnen.
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Gemeinsam
mit den Bildinformationen können
weitere Informationen über
Eigenschaften der Objekte in der räumlichen Anordnung erzeugt
werden und damit zur Verfügung
stehen. Beispielsweise kann es sich bei den weiteren Informationen
um Typenbezeichnungen und/oder Eigenschafts-Profile der Objekte
handeln, sodass die Steuereinrichtung ermitteln kann, welche Steuerfunktionen
sie in Bezug auf die Objekte ausführen kann.
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Aus
den genannten Gründen
ist es möglich, dass
der Benutzer z. B. lediglich einen Raum betritt und die Steuereinrichtung
automatisch in einen Zustand gebracht wird, in dem der Benutzer
die in dem Raum angeordneten Objekte von seiner Steuereinrichtung aus
steuern kann. Dabei können
auch zumindest Teile der hierfür
benötigten
Informationen und/oder Daten bereits vorher in der Steuereinrichtung
gespeichert sein.
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Für die Ausführung der
Steuerungsfunktionen kann eine Gruppe von Aktionen in Form von Makros
erstellt und abgespeichert werden. Z. B. ist durch ein Makro definiert,
dass zunächst
die Beleuchtung ausgeschaltet wird und anschließend eine visuelle Präsentation
beginnt. Wenn auf der Steuereinrichtung Makros zur Verfügung stehen,
kann der Benutzer diese in unterschiedlichen Umgebungen ausführen. Die
notwendigen Anpassungen an die jeweils aktuelle, steuerbare Umgebung
und Verknüpfungen
mit der Umgebung erfolgen vorzugsweise vollautomatisch. Durch Ausführung des
Makros werden in unterschiedlichen Umgebungen gleiche oder ähnliche
Wirkungen erzielt.
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In
einem gesonderten Bildbereich (beispielsweise einem dritten Bildbereich)
der Bild-Anzeigeeinrichtung
können
die Makros dargestellt werden. Dies ermöglicht eine Zuordnung der Makros
zu den realen Objekten, zu den Daten-Objekten und/oder umgekehrt.
Wird beispielsweise durch Drag und Drop ein Daten-Objekt einem Makro
zugeordnet, kann das Daten-Objekt als Eingangsinformation für die Ausführung des
Makros aufgefasst werden. Z. B. kann auf diese Weise eine visuelle
Präsentation
gestartet werden, wenn das Daten-Objekt die zu präsentierenden
Informationen enthält.
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Beispielsweise
befindet sich die Steuereinrichtung in der räumlichen Anordnung (z. B. in
einem Zimmer mit der zumindest einen steuerbaren Einrichtung). Darüber hinaus
können
mehrere räumliche Anordnungen,
z. B. in verschiedenen Zimmern, mit jeweils zumindest einer steuerbaren
Einrichtung vorhanden sein. Wird die Steuereinrichtung aus einer ersten
räumlichen
Anordnung in eine zweite räumliche
Anordnung gebracht, kann von dem Steuerungssystem automatisch eine
neue Zuordnung für
zumindest eines der Daten-Objekte erstellt werden und/oder aktiviert
werden. Beispielsweise besteht in der ersten räumlichen Anordnung eine Zuordnung zwischen
dem Daten-Objekt
und einer steuerbaren Einrichtung, die Bestandteil der ersten räumlichen Anordnung
ist. Die Tatsache, dass die Steuereinrichtung in die zweite räumliche
Anordnung gebracht wird, löst
automatisch die Zuordnung des Daten-Objekts zu einer entsprechenden
steuerbaren Einrichtung in der zweiten räumlichen Anordnung aus. Z. B. werden
im Ergebnis Audiodaten von der steuerbaren Einrichtung in der zweiten
räumlichen
Anordnung wiedergegeben, wenn die Steuereinrichtung in diese Anordnung
gebracht wird. Entsprechendes kann für einen ersten und einen zweiten
räumlichen
Bereich gelten, wobei der erste Bereich der ersten räumlichen Anordnung
zugeordnet ist und der zweite Bereich der zweiten räumlichen
Anordnung zugeordnet ist. Die Steuereinrichtung muss folglich nicht
in die Anordnung gebracht werden, sondern lediglich in den zugeordneten
Bereich. Die neue Zuordnung oder die Aktivierung der Zuordnung kann
von der Steuereinrichtung und/oder von einer anderen Einrichtung
des Steuerungssystems vorgenommen werden.
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Die
Darstellung der räumlichen
Anordnung durch die Bild-Anzeigeeinrichtung der Steuereinrichtung
zeigt insbesondere die Positionen und/oder Orientierungen einer
Mehrzahl der realen Objekte von einem tatsächlichen oder hypothetischen
Betrachtungsort, an dem sich ein Betrachter der räumlichen Anordnung
befinden kann. Dabei muss der Betrachtungsort nicht tatsächlich für einen
Betrachter zugänglich
sein. Bevorzugtermaßen
entsprechen die Positionen, Orientierungen und Formen der Objekte in
der Darstellung den realen Objekten, und zwar insbesondere als eine
perspektivische Darstellung. Insbesondere kann die Darstellung der
räumlichen
Anordnung wiederholt verändert
werden, um Veränderungen
in der realen räumlichen
Anordnung sichtbar darzustellen. Dies gilt auch dann, wenn die Veränderungen
in der realen räumlichen
Anordnung nicht oder nur indirekt sichtbar sind. Beispielsweise
kann eines der realen Objekte (z. B. eine Leuchte) in einer anderen
Farbe dargestellt werden, wenn es mit einem Betrieb begonnen hat.
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Die
räumliche
Anordnung von realen dreidimensionalen Objekten wird abhängig von
einer Position und von einer Orientierung der Steuereinrichtung relativ
zu der räumlichen
Anordnung dargestellt. Insbesondere kann für den Benutzer der Steuereinrichtung
dadurch ein Bild der räumlichen
Anordnung auf der Bild-Anzeigeeinrichtung erzeugt werden, das der aus
der momentanen Position und/oder momentanen Blickrichtung des Benutzers
erkennbaren Ansicht der räumlichen
Anordnung ähnlich
ist. Der Benutzer wird daher beispielsweise beim Betreten oder kurz
nach dem Betreten eines Raumes schnell erkennen, wo sich die steuerbaren
Einrichtungen in dem Raum befinden und wie er diese steuern kann.
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Insbesondere
kann die Darstellung der räumlichen
Anordnung automatisch an eine veränderte Position und/oder veränderte Orientierung
der Steuereinrichtung angepasst werden, z. B. wenn sich der Benutzer
mit der Steuereinrichtung in dem Raum bewegt. Dabei kann insbesondere
ein in dem Raum installiertes, an sich bekanntes Tracking-System verwendet
werden, wobei die Steuereinrichtung in dem Tracking-System registriert
ist.
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Die
Zuordnungseinrichtung, die Signalerzeugungseinrichtung, die Bildsteuerung
und/oder ein für die
sichtbare Darstellung der räumlichen
Anordnung verwendetes Modell können
in Form von Hardware und/oder Software realisiert werden. Vorzugsweise sind
sie in Form von Software realisiert.
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Ein
Computerprogramm kann Programmcode-Mittel aufweisen, um bei Ablauf
auf einem in der Steuereinrichtung angeordneten Computer das erfindungsgemäße Verfahren
gemäß einer
der zuvor beschriebenen Ausgestaltungen auszuführen, wenn das Computerprogramm
bei Ablauf auf einem in einer frei beweglichen Steuereinrichtung
angeordneten Computer ausgeführt
wird. Das Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert
sein.
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Auf
einem Datenträger
kann eine Datenstruktur gespeichert sein, die nach einem Laden in
einen Arbeits- und/oder Hauptspeicher eines in einer frei beweglichen
Steuereinrichtung angeordneten Computers das Verfahren nach einem
der vorhergehenden Ansprüche
ausführt.
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Ein
Computerprogramm-Produkt kann auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherte
Programmcode-Mitteln aufweisen, um alle Schritte gemäß einer
der beschriebenen Verfahrensvarianten durchzuführen, wenn das Programm auf
einem in einer frei beweglichen Steuereinrichtung angeordneten Computer
ausgeführt
wird. Dabei wird unter einem Computer-Programmprodukt das Programm
als handelbares Produkt verstanden. Es kann grundsätzlich in
beliebiger Form vorliegen, so zum Beispiel auf Papier oder einem
computerlesbaren Datenträger
und kann insbesondere über
ein Datenübertragungsnetz verteilt
werden.
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Die
Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Sie
ist jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele
beschränkt.
Im Folgenden beschriebene Merkmale der Erfindung können einzeln
oder in Kombination bei den zuvor beschriebenen Ausgestaltungen
der Erfindung vorgesehen sein. Die einzelnen Figuren der Zeichnung
zeigen:
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1 eine
Steuereinrichtung,
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2 eine
Bild-Anzeigeeinrichtung der in 1 dargestellten
Steuereinrichtung,
-
3 schematisch
eine Anordnung von realen Objekten und eine Steuereinrichtung,
-
4 eine
Architektur einer bevorzugten Steuereinrichtung,
-
5 ein
Beispiel für
die Gestaltung eines dreidimensionalen Modells, unter dessen Verwendung
die Anordnung von realen Objekten auf einer Bild-Anzeigeeinrichtung dargestellt werden
kann, und
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6 ein
Flussdiagramm, das die Gewinnung und Verarbeitung von Informationen
für eine Konfiguration
einer Benutzer-Schnittstelle darstellt.
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Die
in 1 dargestellte Steuereinrichtung 1 weist
ein Gehäuse 2,
einen berührungsempfindlichen Bildschirm
(Touch Screen) 3 und weitere Bedienungselemente 4a bis 4e auf. Über eine
Funkschnittstelle 5, beispielsweise zur Übertragung
von Funksignalen im Infrarotwellenlängenbereich, kann die Steuereinrichtung 1 Funksignale
senden und empfangen. Mit den Funksignalen können von der Steuereinrichtung 1 Steuersignale
zur Steuerung einer oder mehrerer Einrichtungen übertragen werden.
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Aus 2 ist
ein Beispiel für
eine Ansicht des Bildschirms 3 erkennbar. Ein erster Bildbereich 3a des
Bildschirms 3 enthält
ein perspektivisches, einer dreidimensionalen Ansicht ähnliches
Bild, das eine Anordnung von realen Objekten zeigt. In dem Bild
der Anordnung sind unter anderem ein Projektionsgerät 6,
eine Projektionsfläche 7 und
eine Lichtquelle 9 erkennbar. Der Benutzer kann den Betriebszustand
der jeweiligen realen Objekte durch Berühren (z. B. Antippen) der Bildoberfläche verändern: Durch
Berühren
des Bildes der Lichtquelle 9 kann die Lichtquelle 9 eingeschaltet
oder ausgeschaltet werden. Durch Berühren des Bildes des Projektionsgerätes 6 kann
die Projektion von Licht aus dem Projektionsgerät 6 begonnen oder
beendet werden. Durch Berühren
des Bildes der Projektionsfläche 7 kann
die Projektion auf die Projektionsfläche 7 gerichtet werden.
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In
einem zweiten Bildbereich 3b des Bildschirms 3 sind
Daten-Objekte dargestellt. Beispielsweise betrifft jede Zeile der
Darstellung eines der Daten-Objekte. Am Anfang der Zeilen ist jeweils
ein Symbol 10a, 10b des Daten-Objekts dargestellt.
Im weiteren Verlauf der Zeile ist jeweils Text 10c, 10d (z. B.
ein Name und/oder eine kurze Beschreibung) des Daten-Objekts dargestellt.
Bei den Daten-Objekten handelt es sich z. B. um mögliche Zustände einer steuerbaren
Einrichtung und/oder um Daten, die zur Erreichung eines Zustandes
einer steuerbaren Einrichtung erforderlich sind.
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Beispielsweise
kann das Symbol ein Lichtsymbol sein, gefolgt von einer Beschreibung „Licht ein". Wird dieses Daten-Objekt
(etwa durch eine Drag und Drop-Aktion des Benutzers) einer Einrichtung
zugeordnet, die Licht erzeugen kann, wird die Einrichtung entsprechend
eingeschaltet. Wird dieses Daten-Objekt einem in dem ersten Bildbereich 3a dargestellten
realen Objekt zugeordnet, das nicht Licht erzeugen kann, wird geprüft, ob eine
Lichtquelle vorhanden ist, die das reale Objekt beleuchten kann. Ist
dies der Fall, wird die Lichtquelle eingeschaltet.
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Ein
anderes Beispiel für
ein Daten-Objekt ist eine Datei, in der Daten einer Präsentation
gespeichert sind. In der entsprechenden Zeile in dem zweiten Bildbereich 3b werden
beispielsweise ein auf die Art der Datei hinweisendes Dateisymbol
und der Name der Datei angezeigt. Wird die Datei beispielsweise
dem Projektionsgerät 6 zugeordnet,
werden die Daten der Datei zu dem Projektionsgerät 6 übertragen
und wird die Präsentation
durch das Projektionsgerät 6 gestartet.
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In
einem dritten Bildbereich 3c werden vorbereitete Steuerungsabläufe mit
jeweils einer Mehrzahl von Steueraktionen dargestellt, insbesondere Makros.
Auf dem Bildschirm 3 ist für jeden der Steuerungsabläufe beispielsweise
ein kurzer beschreibender Text 10e, 10f dargestellt.
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Durch
Zuordnung eines der Steuerungsabläufe zu einer steuerbaren Einrichtung
wird die in dem Steuerungsablauf definierte Steuerung ausgeführt. Dabei
können
auch andere steuerbare Einrichtungen beteiligt sein. Zum Beispiel
wird zunächst
die Lichtquelle 9 ausgeschaltet und dann das Projektionsgerät 6 gestartet,
wenn der Steuerungsablauf der Lichtquelle 9 oder dem Projektionsgerät 6 zugeordnet
wird.
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In 3 ist
eine Anordnung von realen Objekten mit dem Bezugszeichen 8 bezeichnet.
Eine Steuereinrichtung 1 weist ein dreidimensionales Modell 12 der
Anordnung, Daten-Objekte 13 und
eine Zuordnungseinrichtung 11 auf. Löst ein Benutzer der Steuereinrichtung 1 eine
Zuordnung eines der Daten-Objekte zu einem in dem dreidimensionalen
Modell 12 enthaltenen realen Objekt aus, wird die Anordnung
von realen Objekten entsprechend gesteuert.
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Eine
bevorzugte Steuereinrichtung 1 hat folgenden Aufbau (4):
eine Sende- und Empfangseinrichtung 17 zum Senden und zum
Empfangen von Funksignalen ist mit einer Bildsteuerung 15 und
einer Signal-Erzeugungseinrichtung 14 verbunden. Die Bildsteuerung 15 ist
wiederum mit der Signal-Erzeugungseinrichtung 14 und einer
Bild-Anzeigeeinrichtung 23 verbunden.
Die Bild-Anzeigeeinrichtung 23 ist über eine Auswahl-Erkennungseinrichtung 16 mit einer
Zuordnungseinrichtung 11 verbunden. Die Zuordnungseinrichtung 11 ist
wiederum mit der Signal-Erzeugungseinrichtung 14 verbunden.
Eine oder mehrere der genannten Einrichtungen können mit einem nicht in 4 dargestellten
zentralen Datenprozessor verbunden sein und/oder in Form von Software
implementiert sein, die von einem solchen Datenprozessor ausgeführt wird.
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Um
ein dreidimensionales Modell der Anordnung von realen Objekten zu
erzeugen und/oder an eine konkrete Umgebung anzupassen, empfängt die Sende-
und Empfangseinrichtung 17 Funksignale und leitet die entsprechenden
Informationen an die Bildsteuerung 15 weiter. Die Bildsteuerung 15 erzeugt
(beispielsweise entsprechend einer aktuellen Position und Orientierung
der Steuereinrichtung 1 relativ zu der Anordnung) ein Bild
der Anordnung auf der Bild-Anzeigeeinrichtung 23. Außerdem steuert die
Bildsteuerung 15 die Bild-Anzeigeeinrichtung 23 so
an, dass Daten-Objekte dargestellt werden. Eine Auswahl von zumindest
zwei Orten an einer Bildoberfläche
der Bild-Anzeigeeinrichtung 23 wird von der Auswahl-Erkennungseinrichtung 16 erkannt
und es werden entsprechende Signale an die Zuordnungseinrichtung 11 ausgegeben,
sodass die an diesen Orten dargestellten Objekte einander zugeordnet
werden. Die Zuordnungseinrichtung 11 gibt Informationen über die
Zuordnung an die Signal-Erzeugungseinrichtung 14 aus.
Die Signal-Erzeugungseinrichtung 14 erzeugt daraus unter
Berücksichtigung
weiterer Informationen (wie z. B. den Objekten zugeordnete Daten,
Steuerbefehle und/oder Funktionen) Steuersignale, die über die
Sende- und Empfangseinrichtung 17 gesendet werden.
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5 zeigt
ein Beispiel für
die Gestaltung eines dreidimensionalen Modells 3M der räumlichen Anordnung
von realen dreidimensionalen Objekten. Das Modell 3M ist
Teil der Steuereinrichtung, kann beispielsweise als Software implementiert
sein und wird für
die sichtbare Darstellung der räumlichen
Anordnung auf der Bild-Anzeigeeinrichtung verwendet. Dreidimensionale
Modelle von räumlichen
Anordnungen sind für
andere Zwecke bekannt (etwa für CAD-Anwendungen).
Sie betreffen in der Regel jedoch fiktive, d. h. nicht tatsächlich existierende
Objekte. Solche dreidimensionalen Modelle können genutzt werden, um die
Steuerung von realen Einrichtungen vor allem in neuen, unbekannten
Umgebungen zu vereinfachen. Das hier verwendete dreidimensionale
Modell kann wie bei den bekannten Anwendungen programmiert sein.
Auf Unterschiede und Ausgestaltungen wird noch näher eingegangen.
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Innerhalb
eines komplexen Gebäudes
G (zum Beispiel eines Bürogebäudes mit
Vortragsräumen
und Konferenzräumen)
kann z. B. jeweils für
einen der verschiedenen Räume
des Gebäudes
eines der Modelle 3M existieren.
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Für das Modell 3M werden
Gruppen von Informationen bereitgestellt. Eine solche Gruppe betrifft das
geometrische Modell GM, das die Informationen über die Größe, Position und Orientierung
der realen Objekte in der räumlichen
Anordnung enthält.
Diese Informationen können
auf einem zentralen Server eines Raumes oder eines Gebäudes gespeichert
sein und zu der Steuereinrichtung übertragen werden.
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Eine
weitere Gruppe betrifft das Raummodell M des jeweiligen Raumes,
in dem sich die Anordnung der realen Objekte befindet. Das Modell
M enthält
Informationen, unter anderem über
die Abmessungen des Raumes, die Position und Größe von Wänden, Trennwänden, festen
Einbauten, Fenstern und Türen.
Auch diese Informationen können
auf einem zentralen Server eines Raumes oder eines Gebäudes gespeichert
sein und zu der Steuereinrichtung übertragen werden.
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Ferner
werden in Gruppe O für
das Modell 3M Informationen über die Eigenschaften und/oder möglichen
Funktionen derjenigen realen Objekte zur Verfügung gestellt, die durch Interaktion
mit der Steuereinrichtung steuerbar sind. Bei der Erstellung des dreidimensionalen
Modells 3M werden für
die Gruppe O Informationsstrukturen D über steuerbare Einrichtungen
verwendet. Die Strukturen D können
für eine
bestimmte steuerbare Einrichtung jeweils unter anderem Funktionsprofile
P (z. B. Listen von Funktionen) und Dienste S (z. B. Betriebsarten)
aufweisen. Die Informationen über
die Eigenschaften und/oder Funktionen eines Objekts können insbesondere
von dem Objekt selbst bereitgestellt werden.
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Mit
dem dreidimensionalen Modell ist eine Visualisierung der räumlichen
Anordnung in dem Raum möglich.
Hierzu kann die Steuereinrichtung aus dem dreidimensionalen Modell
ein zweidimensionales Bild mit einer z. B. dreidimensional wirkenden Darstellung
erzeugen und auf der Bild-Anzeigeeinrichtung darstellen, wobei das
zweidimensionale Bild abhängig
von der Position und/oder Orientierung der Steuereinrichtung oder
der Bild-Anzeigeeinrichtung sein kann.
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Um
das dreidimensionale Modell bei Veränderungen der Positionen und/oder
Orientierungen der realen Objekte anzupassen, können an sich bekannte Navigationssysteme
und/oder Tracking-Systeme verwendet werden.
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6 zeigt
ein Beispiel, wie Informationen für eine Konfiguration der Benutzer-Schnittstelle gewonnen
und verarbeitet werden können.
Das Flussdiagramm beginnt an dem mit S0 bezeichneten Punkt. Zunächst werden
Informationen über
die Umgebung der Steuereinrichtung gewonnen (Schritt S1), z. B.
Informationen über
den Raum, in dem sich die Steuereinrichtung befindet, und über die
Anordnung der realen Gegenstände
in dem Raum. Anschließend
werden in Schritt S2 die gewonnenen Informationen verarbeitet. In
dem folgenden Schritt S3 wird das dreidimensionale Modell der Umgebung
erzeugt.
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In
Schritt S4 wird entschieden, ob eine steuerbare Einrichtung in der
Anordnung vorhanden ist. Wenn dies der Fall ist, wird die Prozedur
in Richtung des mit „Y" bezeichneten Pfeils
mit Schritt S5 fortgesetzt. Andernfalls (mit „N" bezeichneter Pfeil) endet die Prozedur
mit Schritt S9.
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In
Schritt S5 und Schritt S6 werden die zu der steuerbaren Einrichtung
gehörenden
Informationen über
die Funktionen und/oder Art der Einrichtung eingeholt, insbesondere
von einer zentralen Einrichtung des Gebäudes (beispielsweise einem
Steuerrechner) angefordert und zu der Steuereinrichtung übertragen.
Aus diesen Informationen werden in Schritt S7 Daten-Objekte erzeugt,
die auf der Bild-Anzeigeeinrichtung dargestellt werden können. Z.
B. sind die Daten-Objekte Steuerelemente zur Steuerung der Einrichtung,
wie z. B. Dialoge, Kontextmenüs und/oder
Schalter (z. B. sogenannte Radio-Knöpfe, englisch: Radio Buttons).
Dabei wird der Einrichtung jeweils eine einzigartige Identifizierungsinformation zugeordnet,
die die Einrichtung eindeutig identifiziert und die beispielsweise
ebenfalls in Schritt S5 oder Schritt S6 eingeholt wurde. Somit lassen
sich gleichartige Einrichtungen eindeutig voneinander unterscheiden.
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Ferner
erlaubt es die Identifizierungsinformation (z. B. eine Nummer oder
Adresse, etwa ein Universal Resource Locator, URL), nach einer entsprechenden
durch den Benutzer ausgelösten
Zuordnung weitere Daten-Objekte der steuerbaren Einrichtung zuzuordnen
und die entsprechenden Steuerbefehle bzw. Steuersignale zu erzeugen.
Aufgrund der eindeutigen Identifizierungsinformation kann die Steuerung
der Einrichtung gleichzeitig von der Steuereinrichtung, von einem
zentralen Server und z. B. unmittelbar an der Einrichtung selbst
ermöglicht
werden.
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Die
Steuerung der Einrichtung muss jedoch nicht durch Zuordnung weiterer
Daten-Objekte erfolgen.
Z. B. können
einfache Aktionen (wie beispielsweise das Ein- und Ausschalten einer
steuerbaren Einrichtung) auch ohne Zuordnung eines weiteren Daten-Objekts
bewirkt werden, indem die auf der Bild-Anzeigeeinrichtung dargestellte
steuerbare Einrichtung ausgewählt
wird. Bei komplexeren steuerbaren Einrichtungen kann außerdem bei
dem Auswählen
ein Kontextmenü angezeigt
werden, aus dem verschiedene Funktionen ausgewählt werden können.
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In
dem auf Schritt S7 folgenden Schritt S8 wird entschieden, ob eine
weitere steuerbare Einrichtung in der Anordnung vorhanden ist. Wenn
dies der Fall ist, wird die Prozedur in Richtung des mit „Y" bezeichneten Pfeils
wieder mit Schritt S5 fortgesetzt. Andernfalls (mit „N" bezeichneter Pfeil)
endet die Prozedur mit Schritt S9.
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Insbesondere
kann für
die Übertragung
der Informationen über
die steuerbaren Einrichtungen ein an sich bekanntes Protokoll verwendet
werden (z. B. Transmission Control Protocol, TCP). Werden die Informationen
gemäß dem Protokoll
von der Steuereinrichtung empfangen, kann derjenige Teil der Benutzer-Schnittstelle,
der die steuerbare Einrichtung betrifft, automatisch erstellt bzw.
konfiguriert werden. Andernfalls kann der Teil der Benutzer-Schnittstelle beispielsweise
durch einen Dialog mit dem Benutzer konfiguriert werden. Dabei gibt
der Benutzer zumindest einen Teil der Informationen für die Konfiguration in
die Steuereinrichtung und/oder in eine andere Einrichtung ein. Auch
können
hierfür
Informationen über die
Einrichtung aus einer zentralen Datenbank abgerufen werden, die über ein
Kommunikationsnetz (z. B. das Internet) erreichbar ist.