DE102009057739A1 - Operating device for vehicle, has operating element with control button, where place of user finger on control button is detected by detecting device - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Bedienelement, das eine Bedienfläche aufweist, und einer Erfassungseinrichtung, mit der ein Ort eines Fingers eines Benutzers auf der Bedienfläche erfassbar ist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Steuerung einer Fahrzeugkomponente durch Erfassen eines Fingers auf einer Bedienfläche einer Bedieneinrichtung und Steuern der Fahrzeugkomponente in Abhängigkeit von dem erfassten Finger.The The present invention relates to an operating device for a vehicle with a control that has a control surface and a detection device with which a location of a Finger of a user on the control surface detectable is. Moreover, the present invention relates a method for controlling a vehicle component by detecting a finger on a control surface of an operating device and controlling the vehicle component in dependence on the detected finger.
Aus
der Druckschrift
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Bedienvorrichtung der genannten Art für mehr Funktionen nutzen zu können.The Object of the present invention is an operating device of the type mentioned for more features to use.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Bedienvorrichtung nach Anspruch 1 oder 5 sowie ein Verfahren nach Anspruch 4 oder 8. Erfindungsgemäße Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the invention this problem solved by an operating device after Claim 1 or 5 and a method according to claim 4 or 8. Inventive Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird demnach bereitgestellt eine Bedienvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Bedienelement, das eine Bedienfläche aufweist, und einer Erfassungseinrichtung, mit der ein Ort eines Fingers eines Nutzers auf der Bedienfläche erfassbar ist, wobei mit der Erfassungseinrichtung auch ein Druck erfassbar ist, mit dem der Finger auf die Bedienfläche drückt, und von der Erfassungseinrichtung der erfasste Ort und der erfasste Druck bereitstellbar und ein dem erfassten Ort und dem erfassten Druck entsprechendes Bild auf einer von der Bedieneinheit und der Erfassungseinrichtung getrennten Anzeigeeinheit anzeigbar ist.According to the Accordingly, the present invention provides an operating device for a vehicle with a control that has a control surface and a detection device with which a location of a Finger of a user on the control surface is detectable, wherein with the detection device and a pressure is detected, with the finger presses on the control surface, and the detected location and the detected one of the detection means Printable and a the place and the recorded Print corresponding image on one of the control unit and the Detection device separate display unit can be displayed.
Alternativ ist vorgesehen eine Bedienvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Bedienelement, das eine Bedienfläche aufweist, einer Erfassungseinrichtung, mit der ein erster Finger eines Nutzers auf der Bedienfläche erfassbar ist, wobei mit der Erfassungseinrichtung auch ein zweiter Finger und/oder eine Bewegung eines der Finger oder beider Finger erfassbar ist und von der Erfassungseinrichtung ein Signal von den erfassten Fingern und/oder der erfassten Bewegung bereitstellbar und ein dem Signal und/oder der Bewegung entsprechendes Bild auf einer von der Bedieneinheit und der Erfassungseinrichtung getrennten Anzeigeeinheit anzeigbar ist.alternative is provided an operating device for a vehicle with a control element that has a control surface, a detection device with which a first finger of a user is detectable on the control surface, wherein with the detection device also a second finger and / or a movement of one of the fingers or both fingers is detectable and the detection device a signal from the detected fingers and / or sensed motion providable and corresponding to the signal and / or the movement Image on one of the control unit and the detector separate display unit can be displayed.
Ferner ist vorgesehen ein Verfahren zur Steuerung einer Fahrzeugkomponente durch Erfassen eines Orts eines Fingers eines Nutzers auf einer Bedienfläche eines Bedienelements und Steuern der Fahrzeugkomponente in Abhängigkeit von der Position des erfassten Orts des Fingers, sowie Erfassen eines Drucks, mit dem der Finger auf die Bedienfläche drückt, und Steuern der Fahrzeugkomponente auch in Abhängigkeit von dem erfassten Druck.Further is provided a method for controlling a vehicle component by detecting a location of a user's finger on a control surface a control element and controlling the vehicle component in dependence from the position of the detected location of the finger, as well as detecting a Pressure with which the finger presses on the control surface, and controlling the vehicle component also depending from the detected pressure.
Außerdem ist vorgesehen ein Verfahren zur Steuerung einer Fahrzeugkomponente durch Erfassen eines ersten Fingers eines Nutzers auf einer Bedienfläche einer Bedieneinrichtung und Steuern der Fahrzeugkomponente in Abhängigkeit von dem erfassten Finger, sowie Erfassen eines zweiten Fingers und/oder einer Bewegung eines der Finger oder beider Finger, Anzeigen eines den erfassten Fingern und/oder der erfassten Bewegung entsprechenden Bilds und Steuern der Fahrzeugkomponente auch in Abhängigkeit von den erfassten Fingern und/oder der erfassten Bewegung.Furthermore is provided a method for controlling a vehicle component by detecting a first finger of a user on a control surface an operating device and controlling the vehicle component in dependence from the detected finger, and detecting a second finger and / or a movement of one of the fingers or both fingers, displaying a the detected fingers and / or the detected movement corresponding image and controlling the vehicle component also depending from the detected fingers and / or the sensed motion.
In vorteilhafter Weise ist es durch die Erfassung des Drucks, die der Finger auf die Bedienfläche ausübt, möglich, ein mehrstufiges Auslösen eines Signals zu realisieren. Durch die Erkennung eines weiteren Fingers und/oder einer Bewegung eines der Finger oder beider Finger ist es möglich, Gesten der Finger zu erfassen. Somit können intuitiv leicht Steuerwünsche mit den Fingern in die Bedienvorrichtung eingegeben werden.In Advantageously, it is through the detection of the pressure that the Fingers on the control surface, possible, to realize a multi-stage triggering of a signal. By detecting another finger and / or a movement one of the fingers or both fingers makes it possible to gestures to grasp the finger. Thus, intuitive control requests can be intuitive be entered with the fingers in the operating device.
Vorzugsweise besitzt die Erfassungseinrichtung für die Druckerfassung ein komprimierbares Streumedium, so dass eine Lichtstreuung darin durch Druck auf das Streumedium veränderbar und die Veränderung optisch erfassbar ist. Dabei ist es beispielsweise günstig, wenn das Streumedium ein offenporiges Schaummaterial aufweist.Preferably has the detection device for pressure detection a compressible scattering medium, allowing light scattering therein Pressure on the scattering medium changeable and the change is optically detectable. It is favorable, for example, if the scattering medium has an open-pore foam material.
Optional kann mit der Erfassungseinrichtung auch die Anzahl der Finger auf der Bedienfläche erfassbar sein. Ebenso kann es günstig sein, wenn mit der Erfassungseinrichtung eine Bewegung der Finger absolut oder relativ zueinander erfassbar ist. Weiterhin kann auch eine Kombination obiger Bedienvorrichtungen von Vorteil sein, wenn also nicht nur ein zweiter Finger und/oder eine Bewegung eines Fingers oder beider Finger, sondern auch der Ort und/oder Druck eines Fingers erfasst wird.optional can with the detection device also the number of fingers on the control surface be detected. It may also be cheap be when with the detection device, a movement of the fingers absolute or relative to each other is detectable. Furthermore, too a combination of above operating devices would be advantageous if not just a second finger and / or a finger movement or both fingers, but also the location and / or pressure of a finger is detected.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:The present invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings, in de show:
Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.The Below described embodiments represent preferred embodiments of the present invention represents.
Gemäß dem
Beispiel von
In
der Anzeige wird ein Videobild der Hand des Benutzers, die sich
am Ort des ZBE (zentrale Bedieneinheit) hier des Bedienelements
Damit
die bedienende Hand bzw. die bedienenden Finger in der Anzeige eingeblendet
werden können, werden sie mit der digitalen Videokamera
Das
Bedienelement
In
einer speziellen Ausführungsform können mit dem
Bedienelement
Eine
zweite Fingergeste
Eine
dritte Fingergeste
Eine
vierte Fingergeste
Wie
die obigen Beispiele zeigen, kann die erfindungsgemäße
Bedienvorrichtung somit eine Gestikerkennung beinhalten, bei der
Fingergesten auf der Bedienoberfläche eines Bedienelements
erfasst werden. Typische Gesten sind, wie in dem Beispiel von
Außerdem
kann die Bedienvorrichtung mit einer Annäherungskennung
zur Aktivierung bzw. Deaktivierung des Kamerasystems bei Annäherung der
Hand an die Bedienfläche ausgestattet sein. Dadurch kann
das Display bzw. die Anzeige
Die Bedienvorrichtung kann auf einem Optiksystem beruhen, das eine Handsegmentierung durch IR-Linienmuster ermöglicht. Bei dem Optiksystem wird beispielsweise eine Bedienfläche mit IR-Dioden beleuchtet. Die Bedienfläche wird beispielsweise mit einer speziellen Schaumschicht und einer Folie mit IR-Lack-Linienmuster realisiert. Eine IR-Kamera „schaut” über z. B. zwei Planspiegel auf die Bedienfläche.The Operating device may be based on an optical system that has a hand segmentation enabled by IR line pattern. In the optical system is For example, a control surface illuminated with IR diodes. The control surface is, for example, with a special Foam layer and a film realized with IR paint line pattern. An IR camera "looks" over z. Two Plan mirror on the control surface.
Im
Betrieb erfolgt dann eine Auswertung des Linienmusters zur Erkennung
der Hand bzw. der einzelnen Finger auf der Bedienfläche
mit Methoden der Bildverarbeitung. Anschließend erfolgt
eine Analyse der Fingerbewegungen im Sinne von Touchgesten (Wischen,
Schieben, Drehen etc.). Im Einzelnen werden hierzu beispielsweise
die Linienmuster der Bedienfläche gelernt. Sodann wird überprüft,
ob das Linienmuster gestört ist und es wird ein Umriss
beispielsweise eines Fingers auf der Bedienfläche generiert. Durch
Interpolation der Umrisse mit Hilfe von Splines kann der Finger
bildhaft ausgeschnitten werden. Es erfolgt schließlich
auf dem Headunitdisplay, d. h. der Anzeige
Das
Bedienelement
Die Handsegmentierung sollte so verfeinert sein, dass sie auch in Fällen ohne Kontrast zwischen Hand und Hintergrund funktioniert. So sollte beispielsweise auch ein schwarzer Lederhandschuh auf der schwarz bzw. dunkel erscheinenden Bedienfläche automatisch segmentiert werden können. Auch müsste das Bedienelement so realisiert sein, dass unterschiedliche Umlichtbedingungen sich nicht auf die Segmentierung auswirken.The Hand segmentation should be so refined that it can also be used in cases works without contrast between hand and background. So should For example, a black leather glove on the black or dark appearing control surface automatically segmented can be. Also, the control would have so be realized that different ambient light conditions are not affect the segmentation.
Das Bedienelement bzw. die Bedienfläche ist beispielsweise ergonomisch gekrümmt. Es eignet sich dann beispielsweise ein textiles Material, das sich leicht auf die gekrümmte Oberfläche applizieren lässt. Hiermit lässt sich auch eine geringe Bautiefe des Bedienelements erreichen.The Operating element or the operating surface is, for example ergonomically curved. It is then suitable for example a textile material that is easy on the curved Surface can be applied. Hereby lets also reach a small depth of the control.
Gemäß einer
weiteren ebenfalls bevorzugten Ausführungsform wird das
Bedienelement
Der
Urethanschaum
Eine alternative Lösung des druckempfindlichen Bedienelements kann darin bestehen, dass das Bedienelement eine transparente Platte aufweist, die von einer Stirnseite her beispielsweise durch eine LED beleuchtet wird. Berührt nun ein Finger die Oberfläche der transparenten Platte, so wird das Licht an der Oberfläche anders gebrochen als im unberührten Zustand. Entsprechendes Streulicht lässt sich an der dem Finger gegenüberliegenden Seite der transparenten Platte detektieren. Drückt der Benutzer stärker auf die transparente Platte, so erhöht sich die Fläche, an der eine Reflexionsänderung stattfindet, und diese Änderung ist wiederum an der dem Finger gegenüberliegenden Seite der transparenten Platte detektierbar.A alternative solution of the pressure-sensitive control element may be that the control is a transparent plate has, for example, from an end face by an LED is illuminated. Now touch a finger the surface the transparent plate, so will the light on the surface broken differently than in the pristine state. The same Stray light can be at the opposite of the finger Detect the side of the transparent plate. Press that Users stronger on the transparent plate, so increases the area where a reflection change takes place, and this change is again at the finger opposite Side of the transparent plate detectable.
Mit den oben einzeln vorgestellten Funktionen kann auch ein so genanntes „Multi-Touch-Pad” aufgebaut werden. Dieses Pad ist beispielsweise mit mehreren Fingern gleichzeitig bedienbar, wobei unter den Fingern befindliche „Buttons” optisch hervorgehoben werden. Das Multi-Touch-Pad verfügt außerdem über eine „Fühlhaptik”, d. h. durch eine Schaummatte kann der Fingerdruck gefühlt werden. Die Stärke des Fingerdrucks wird ausgewertet, so dass ein mehrstufiges Auslösen eines Signals möglich wird. Außerdem sind mit geeigneter Bildverarbeitung Fingergesten erkennbar und klassifizierbar. So sind spezielle Fingerbewegungen wie Schieben, Zoomen, Drehen usw. auswertbar.With The above individually presented functions can also be a so-called "multi-touch pad" built become. For example, this pad is multi-fingered at the same time operable, under the fingers located "buttons" visually be highlighted. The multi-touch pad also has a "feeling of touch", d. H. through a foam mat the finger pressure can be felt. The strenght Finger pressure is evaluated, allowing a multi-stage triggering a signal is possible. Besides, are with suitable image processing Finger gestures recognizable and classifiable. So are special finger movements like sliding, zooming, turning etc. evaluable.
Die oben beschriebene Technologie ermöglicht ein robustes Verfahren für die Handsegmentierung. Das Verfahren mit IR-Gittermuster-Segmentierung gelingt auch unter kontrastarmen Bedingungen, z. B. dunkle Hände, Handschuhe, Nagellack, Pflaster etc. Darüber hinaus funktioniert die Segmentierung unter realen Umlichtbedingungen im Fahrzeug (z. B. bei Sonneneinstrahlung). Die Darstellungsqualität der überlagerten Hand ist durch einen geeigneten Segmentierungsalgorithmus optimiert. Die Bedienfläche des Bedienelements lässt sich mit einfachen Mitteln zuverlässig herstellen. So kann eine Soft-Touch-Folie im Siebdruck mit speziellen IR-transparenten Buntfarben mit beliebigen Mustern bedruckt werden. Damit ergibt sich eine Designfreiheit hinsichtlich Farbe und Deko. Darüber hinaus sind beliebige IR-sichtbare Muster durch Verwendung von abgestimmten IR-Lacken möglich. Die mechanischen Eigenschaften (Kratzfestigkeit, Verschmutzung etc.) sind für andere Anwendungen, z. B. Tür-Bedienelemente mit spezieller Form für den jeweiligen Autotyp abgesichert.The technology described above allows for a robust hand segmentation process tion. The method with IR lattice pattern segmentation succeeds even under low-contrast conditions, eg. Dark hands, gloves, nail varnish, paving, etc. In addition, the segmentation works under real ambient light conditions in the vehicle (eg in sunlight). The presentation quality of the overlaid hand is optimized by a suitable segmentation algorithm. The control surface of the control element can be reliably produced by simple means. For example, a soft-touch film can be screen-printed with special IR-transparent colored inks of any pattern. This results in a design freedom in terms of color and decoration. In addition, any IR-visible patterns are possible by using matched IR coatings. The mechanical properties (scratch resistance, contamination, etc.) are for other applications, eg. B. Door controls with special shape for the respective car type secured.
Darüber hinaus kann mit der obigen Technologie eine Bauraumoptimierung erreicht werden. Freiheitsgrade bei der Anordnung der Planspiegel und der Kamera erlauben ein flexibles, kompaktes Packaging (weniger Bautiefe, da Kamera direkt unter Bedienfeld). Außerdem ist eine IR-Beleuchtung in die Kamera integrierbar, womit kein zusätzlicher Bauraum erforderlich ist.About that In addition, with the above technology, a space optimization can be achieved become. Degrees of freedom in the arrangement of the plane mirror and the Camera allow a flexible, compact packaging (less overall depth, there camera directly under control panel). There is also an IR light integrated into the camera, so no additional space is required.
- 11
- Benutzeruser
- 22
- Anzeigedisplay
- 33
- Bedienelementoperating element
- 44
- Fingerfinger
- 55
- Kameracamera
- 6, 7, 8, 96 7, 8, 9
- Fingergestenfinger gestures
- 1010
- Trägercarrier
- 1111
- reflektierende Oberflächereflective surface
- 1212
- Urethanschaumurethane
- 1313
- Schutzmembranprotective membrane
- 14, 1514 15
- Lichtleiteroptical fiber
- 1616
- Druckbereichpressure range
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