DE102012025320B4 - Method for controlling an electrical device by detecting and evaluating a non-contact manual operation input of a hand of an operator as well as suitable control device and vehicle - Google Patents

Method for controlling an electrical device by detecting and evaluating a non-contact manual operation input of a hand of an operator as well as suitable control device and vehicle Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Steuern einer elektrischen Einrichtung (20, 20a, 20b) durch Erfassen und Auswerten einer berührungslosen manuellen Bedieneingabe einer Hand (2) einer Bedienperson, mit den Schritten- Erfassen einer Position der Hand (2) und einer Bewegung der Hand (2), wobei die Bewegung eine Drehbewegung ist;- Auswerten der erfassten Position und Drehbewegung;- Steuern der Einrichtung (20, 20a, 20b) basierend auf der Auswertung der . Position und der Drehbewegung; dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausrichtung eines mit der Hand (2) verbundenen Unterarms (1) in Bezug auf eine Mittenlängsachse (M) des Unterarms (1) erfasst und ausgewertet wird, das Steuern in Abhängigkeit einer Drehbewegung der Hand (2) um einen Winkel von mindestens 20 Grad um die Mittenlängsachse (M) erfolgt und eine Unterscheidung unter mehreren zu steuernden elektrischen Einrichtungen (20, 20a, 20b) erfolgt, indem vor der Auswertung der Drehbewegung eine Annäherungsbewegung in einen Nahbereich der zu steuernden Einrichtung (20, 20a, 20b) zu dessen Auswahl erfasst und ausgewertet wird.A method of controlling an electrical device (20, 20a, 20b) by detecting and evaluating a non-contact manual operation input of a hand (2) of an operator, comprising the steps of detecting a position of the hand (2) and a movement of the hand (2), wherein the movement is a rotational movement, - evaluating the detected position and rotational movement, - controlling the device (20, 20a, 20b) based on the evaluation of the. Position and rotational movement; characterized in that an orientation of a forearm (1) connected to the hand (2) with respect to a central longitudinal axis (M) of the forearm (1) is detected and evaluated, the control in response to a rotational movement of the hand (2) by an angle of at least 20 degrees about the central longitudinal axis (M) and a distinction among a plurality of electrical devices to be controlled (20, 20a, 20b) takes place by before the evaluation of the rotational movement an approaching movement in a vicinity of the device to be controlled (20, 20a, 20b ) is recorded and evaluated for its selection.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer elektrischen Einrichtung durch Erfassen und Auswerten einer berührungslosen manuellen Bedieneingabe einer Hand einer Bedienperson gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Steuervorrichtung zum Steuern der Einrichtung gemäß einem solchen Verfahren sowie ein entsprechendes Fahrzeug.The invention relates to a method for controlling an electrical device by detecting and evaluating a contactless manual operation input of a hand of an operator according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a control device for controlling the device according to such a method and a corresponding vehicle.

Die gattungsbildende Gebrauchsmusterschrift DE 20 2012 005 255 U1 zeigt eine Bedienvorrichtung mit einer Gestenüberwachungseinheit, wobei in Abhängigkeit einer standardisierten Geste eine Steuerung von einem Fahrzeug oder einem Haushaltsgerät erfolgen kann, und wobei die Geste z.B. durch eine bestimmte Hand- oder Fingerstellung charakterisiert ist und auch in einer bestimmten Richtung erfassbar ist. Dabei wird zwischen mehreren Betätigungsgesten und einer einzigen definierten Aktivierungsgeste unterschieden, wobei die Betätigungsgeste eine einfache intuitive Geste zum Bedienen der Bedienvorrichtung ist, so dass eine Steuerung z.B. durch eine Drehbewegung der Hand im oder gegen den Uhrzeigersinn erfolgen kann, und wobei die Aktivierungsgeste eine komplexe Geste zum Aktivieren der Bedienvorrichtung ist, z.B. eine spiralförmige Bewegung oder eine Zick-Zack-Bewegung.The generic utility model font DE 20 2012 005 255 U1 shows an operating device with a gesture monitoring unit, which can be controlled by a vehicle or a household appliance depending on a standardized gesture, and wherein the gesture is characterized for example by a specific hand or finger position and is detectable in a particular direction. In this case, a distinction is made between a plurality of actuation gestures and a single defined activation gesture, wherein the actuation gesture is a simple intuitive gesture for operating the operating device, so that control can take place, for example, by a rotary movement of the hand clockwise or counterclockwise, and wherein the activation gesture is a complex gesture for activating the operating device is, for example, a spiral movement or a zigzag movement.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2011 009 229 A1 zeigt eine Gestensteuerung von Beifahrersitz, Gurtbringer oder Leseleuchte eines Fahrzeugs, bei welcher mittels einer Bedieneinrichtung mit einer insbesondere zwei Infrarotsensoren oder kapazitive Sensoren aufweisenden Einheit zum Erfassen einer Geste ein Steuersignal erzeugt wird, um eine zuverlässige und komfortable Bedienung sicherzustellen. Die Geste kann z.B. eine gerichtete Handbewegung sein, wobei z.B. eine Handbewegung in Richtung auf den Gurtbringer zur Erzeugung des Steuersignals zum Ausfahren des Gurtbringers führt, oder z.B. eine Wischbewegung entlang einer Lampenschale zum Einstellen einer Leistungsstufe der Leseleuchte führt. Dabei können die Position und eine lineare Bewegungsrichtung der Hand geschätzt werden, was mit zufriedenstellender Genauigkeit mittels eines planaren oder dreidimensionalen Infrarot-Sensor-Arrays sichergestellt werden kann.The publication DE 10 2011 009 229 A1 shows a gesture control of passenger seat, Gurtbringer or reading light of a vehicle, in which by means of an operating device with a particular two infrared sensors or capacitive sensors having detection unit, a control signal is generated to ensure reliable and comfortable operation. The gesture may be, for example, a directed hand movement, for example, a hand movement in the direction of the belt feeder leads to the generation of the control signal for extending the Gurtbringers, or eg a wiping movement along a lamp shell for setting a power level of the reading light leads. In this case, the position and a linear direction of movement of the hand can be estimated, which can be ensured with satisfactory accuracy by means of a planar or three-dimensional infrared sensor array.

Die Patentschrift DE 10 2004 035 886 B4 zeigt ein Gurtbringersystem in einem Fahrzeug, welches eine Sensoreinrichtung mit einem berührungslos arbeitenden Bewegungsmelder aufweist, wobei bei einer definierten Bewegung ein Sensorsignal erzeugbar ist, und wobei die Bewegung z.B. eine definierte Verweilzeit oder Geschwindigkeit oder Richtung umfasst.The patent DE 10 2004 035 886 B4 shows a Gurtbringersystem in a vehicle having a sensor device with a non-contact motion detector, wherein in a defined movement, a sensor signal can be generated, and wherein the movement, for example, a defined residence time or speed or direction includes.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2008 060 768 A1 zeigt eine Verfahren zur Klassifizierung von detektierten artikulierten Objekten und/oder Teilen des artikulierten Objektes anhand wenigstens einer Bildaufnahme, wobei eine Pose sowie interne Freiheitsgrade des detektierten artikulierten Objektes und/oder Teiles des artikulierten Objektes ermittelt wer-den, wobei anhand einer Poseinformation des detektierten artikulierten Objektes und/oder Teiles des artikulierten Objektes Bildinhalte der wenigstens einen Bildaufnahme derart transformiert werden, dass in einer normierten Ansicht des detektierten artikulierten Objektes und/oder Teiles des artikulierten Objektes zumindest die internen Freiheitsgrade berücksichtigt werden.The publication DE 10 2008 060 768 A1 shows a method for classifying detected articulated objects and / or parts of the articulated object based on at least one image acquisition, wherein a pose as well as internal degrees of freedom of the detected articulated object and / or part of the articulated object are determined wer-the, on the basis of a pose information of the detected articulated Object and / or part of the articulated object image contents of the at least one image recording are transformed such that at least the internal degrees of freedom are taken into account in a normalized view of the detected articulated object and / or part of the articulated object.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2009 043 798 A1 zeigt Verfahren zum Erzeugen von Geräteeingaben. Das Verfahren umfasst das Beleuchten von Handgesten, die von einem Benutzer mit der nackten Hand im Vordergrund vor einer Hintergrundfläche ausgeführt werden, mit einer Infrarot (IR) Lichtquelle. Das Verfahren umfasst ferner das Erzeugen einer ersten Vielzahl auf der Grundlage des IR Lichtkontrastes zwischen der nackten Hand und der Hintergrundfläche und das Erzeugen einer zweiten Vielzahl von der nackten Hand zugehörigen Schattenbildern auf der Grundlage des IR Lichtkontrastes zwischen der nackten Hand und der Hintergrundfläche. Ferner umfasst das Verfahren das Bestimmen einer Vielzahl dreidimensionaler Merkmale der nackten Hand relativ zur Hintergrundfläche auf der Grundlage der Parallaxenverschiebung der nackten Hand in der ersten Vielzahl von Schattenbildern. Das Verfahren umfasst weiterhin das Bestimmen einer erzeugten Gesteneingabe aufgrund der Vielzahl von dreidimensionalen Merkmalen der nackten Hand und das Vergleichen der erzeugten Gesteneingabe mit einer Vielzahl von in einer Gestenbibliothek gespeicherten vordefinierten Gesteneingaben. Schließlich umfasst das Verfahren das Erzeugen wenigstens einer Geräteeingabe, die einem interaktiven Zusammenwirken mit angezeigtem visuellem Inhalt entspricht, aufgrund der erzeugten Gesteneingabe, die einer der gespeicherten vordefinierten Gesteneingaben entspricht.The publication DE 10 2009 043 798 A1 shows method for generating device inputs. The method includes illuminating hand gestures performed by a bare-handed user in front of a background surface with an infrared (IR) light source. The method further comprises generating a first plurality based on the IR light contrast between the naked hand and the background surface and generating a second plurality of naked-hand related shadow images based on the IR light contrast between the bare hand and the background surface. Further, the method includes determining a plurality of three-dimensional features of the naked hand relative to the background surface based on the parallax shift of the bare hand in the first plurality of shadow images. The method further comprises determining a generated gesture input based on the plurality of three-dimensional features of the naked hand and comparing the generated gesture input with a plurality of predefined gesture inputs stored in a gesture library. Finally, the method includes generating at least one device input corresponding to interactive interaction with displayed visual content based on the generated gesture input corresponding to one of the stored predefined gesture inputs.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2009 046 376 A1 zeigt ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug mit einer als Head-Up-Display (HUD) ausgebildeten Anzeigeeinrichtung zur Darstellung von Informationen auf einer Frontscheibe des Fahrzeugs und mit einer Eingabevorrichtung, die zur Eingabe von Daten mindestens ein manuell zu bedienendes Bedienelement aufweist, oder die zur Eingabe von Daten manuell bedienbar ist, wobei vorgesehen ist, dass das Bedienelement am Lenkrad und/oder in einem in unmittelbarer Nähe des Lenkrads liegenden Bereich eines Armaturenbretts angeordnet ist, oder dass die Eingabevorrichtung mindestens einen berührungslos arbeitenden Sensor aufweist, der einen Fahrzeuginnenraumbereich zur Registrierung von der Dateneingabe dienenden Hand- und/oder Fingertrajektorien des Fahrers erfasst. Die Erfindung betrifft ferner ein auf den Betrieb eines solchen Fahrerassistenzsystems gerichtetes Verfahren.The publication DE 10 2009 046 376 A1 shows a driver assistance system for a vehicle, in particular motor vehicle with a head-up display (HUD) designed display device for displaying information on a windshield of the vehicle and with an input device having at least one manually operated control element for inputting data, or which is manually operable for inputting data, it being provided that the operating element is arranged on the steering wheel and / or in a region of a dashboard in the immediate vicinity of the steering wheel, or that the Input device comprises at least one non-contact sensor that detects a vehicle interior area for registration of the data input serving hand and / or finger trajectories of the driver. The invention further relates to a method directed to the operation of such a driver assistance system.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum zuverlässigen Erkennen von berührungslosen manuellen Bedieneingaben bereitzustellen und Fehlauslösungen dabei effektiv zu vermeiden.It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for reliably detecting noncontact manual operator inputs and effectively avoiding false tripping.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Steuervorrichtung und einem Fahrzeug mit den Merkmalen der nebengeordneten Patentansprüche 9 und 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1 and by a control device and a vehicle having the features of the independent claims 9 and 10. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the dependent claims.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Steuern einer elektrischen Einrichtung durch Erfassen und Auswerten einer berührungslosen manuellen Bedieneingabe einer Hand einer Bedienperson, insbesondere zum Steuern einer Funktion eines Fahrzeugs durch einen Insassen des Fahrzeugs, mit den Schritten

  • - Erfassen einer Position der Hand und einer Bewegung der Hand, wobei die Bewegung eine Drehbewegung ist;
  • - Auswerten der erfassten Position und Drehbewegung;
  • - Steuern der Einrichtung basierend auf der Auswertung der Position und der Drehbewegung.
The invention is based on a method for controlling an electrical device by detecting and evaluating a non-contact manual operating input of a hand of an operator, in particular for controlling a function of a vehicle by an occupant of the vehicle, with the steps
  • - detecting a position of the hand and a movement of the hand, the movement being a rotational movement;
  • - evaluating the detected position and rotational movement;
  • - Controlling the device based on the evaluation of the position and the rotational movement.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen; dass eine Ausrichtung eines mit der Hand verbundenen Unterarms in Bezug auf eine Mittenlängsachse des Unterarms erfasst und ausgewertet wird und das Steuern in Abhängigkeit einer Drehbewegung der Hand um einen Winkel von mindestens 20 Grad um die Mittenlängsachse erfolgt.According to the invention is provided; that an orientation of a hand-connected forearm with respect to a central longitudinal axis of the forearm is detected and evaluated and the control is performed in response to a rotational movement of the hand by an angle of at least 20 degrees about the central longitudinal axis.

Durch das Erfassen und Auswerten einer Ausrichtung des Unterarms und der Hand, welche einer grundsätzlich beim Gestikulieren in Verbindung mit zwischenmenschlicher Kommunikation unüblichen, aber dennoch ergonomisch nicht nachteiligen Haltung entspricht, kann eine hohe Funktionssicherheit und Auswertegüte und damit auch eine zuverlässige Bedienbarkeit sichergestellt werden.By detecting and evaluating an orientation of the forearm and the hand, which corresponds to a fundamentally gesticulate in connection with interpersonal communication unusual, but nevertheless ergonomically not disadvantageous attitude, a high reliability and Auswertegüte and thus a reliable operability can be ensured.

Dabei ist die Ausrichtung der Mittenlängsachse des Unterarms bevorzugt über die Elle des Unterarms definiert. Die Elle liegt außen zwischen Ellenbogen und kleinem Finger und weist unabhängig von einem jeweiligen menschlichen Individuum eine zumindest annähernd lineare Erstreckung auf. Die Mittenlängsachse kann wahlweise auch durch Erfassen eines bevorzugt dreidimensionalen Bildes des Unterarms erfolgen und durch Interpolation zwischen einem virtuellen Punkt in der Mitte des Handgelenks und einem zentralen Punkts in einem um den Unterarm gelegten virtuellen Zylindermantel, insbesondere wenn der Ellenbogen nicht erkennbar ist, z.B. weil die entsprechende Person eine dicke Daunenjacke trägt.The alignment of the central longitudinal axis of the forearm is preferably defined via the ulna of the forearm. The ulna lies externally between the elbow and the small finger and has an at least approximately linear extension independently of a respective human individual. Optionally, the center longitudinal axis can also be obtained by detecting a preferably three-dimensional image of the forearm and by interpolating between a virtual point in the middle of the wrist and a central point in a virtual cylinder jacket placed around the forearm, especially if the elbow is not recognizable, e.g. because the appropriate person wears a thick down jacket.

Als eine elektrische Einrichtung ist dabei bevorzugt jede Einrichtung zu verstehen, welche auf irgendeine Art und Weise manuell bedient werden kann, z.B. ein Radio, eine Lüftung, eine Beleuchtung, eine Freisprecheinrichtung, ein Navigationsgerät. Das Verfahren kann zur digitalen Aktivierung oder Deaktivierung einer Funktion einer solchen Einrichtung eines Fahrzeugs dienen, oder auch zum genauen Einstellen eines Levels einer bestimmten bereits aktivierten Funktion.As an electrical device, it is preferable to understand any device which can be manually operated in any way, e.g. a radio, a ventilation, a lighting, a hands-free device, a navigation device. The method may be for digitally enabling or disabling a function of such a device of a vehicle or for accurately setting a level of a particular already activated function.

Bevorzugt erfolgt ein Steuern in Reaktion auf eine Ausrichtung des Unterarms, die während der Drehbewegung konstant ist. Das Auswerten der Ausrichtung des Unterarms liefert bereits eine gute Sicherheit und Genauigkeit beim Erfassen und Steuern, jedoch kann die Sicherheit und Genauigkeit weiter erhöht werden, wenn ein Steuern nur dann erfolgt, falls der Unterarm während der Drehbewegung in einer konstanten Ausrichtung gehalten wird. Eine solche Bewegung ist üblicherweise keine willkürliche Bewegung, trotzdem ist sie leicht erlernbar und in ergonomischer Hinsicht nicht nachteilig.Preferably, control is in response to an orientation of the forearm that is constant during rotational movement. Evaluating the orientation of the forearm already provides good safety and accuracy in detection and control, but safety and accuracy can be further increased if control only occurs if the forearm is held in a constant orientation during rotation. Such a movement is usually not an arbitrary movement, yet it is easy to learn and ergonomically not disadvantageous.

Ein Verschwenken des Handgelenks ist dabei nicht erforderlich. Vielmehr ist es eine bevorzugte Variante des Verfahrens, dass ein Steuern in Abhängigkeit einer Bewegung erfolgt, bei welcher das Handgelenk starr bleibt und die Hand nicht gegenüber dem Unterarm verschwenkt wird, sondern ausschließlich um die Mittenlängsachse gedreht wird. Mit anderen Worten wird die Hand während der Drehbewegung in einer zumindest annähernd konstanten Ausrichtung zu der Mittenlängsachse gehalten. Die Haltung der Hand zumindest annähernd in Verlängerung des Unterarms ist eine eher bewusste als natürliche bzw. willkürliche Haltung, insbesondere von Insassen eine Fahrzeugs, so dass sich bei dieser Variante des Auswertens und Steuerns sehr wenig Fehlauslösungen oder ungenaue Auswertungen ergeben.A pivoting of the wrist is not required. Rather, it is a preferred variant of the method that a control in response to a movement takes place, in which the wrist remains rigid and the hand is not pivoted relative to the lower arm, but is rotated exclusively about the central longitudinal axis. In other words, the hand is held during the rotational movement in an at least approximately constant alignment with the central longitudinal axis. The attitude of the hand at least approximately in extension of the forearm is a more conscious than natural or arbitrary attitude, in particular of occupants a vehicle, so that there are very few false triggering or inaccurate evaluations in this variant of the evaluation and control.

Eine Positionserfassung der Hand ist zweckdienlich, um Fehleingaben auszuschließen. Eine Drehbewegung einer Hand, bei welcher die Hand in Richtung der Mittenlängsachse des Unterarms ausgerichtet bleibt, ist z.B. das manuelle Einschalten des Abblendlichts an einem Tastschalter links vom Lenkrad. Durch eine solche Bedienung, die selbst bei Fahrzeugen mit automatischer Abblendlichteinstellung meist weiterhin noch möglich ist, soll eine andere Funktion nicht ausgelöst werden, also das erfindungsgemäße Verfahren gerade nicht zu einem Steuern einer elektrischen Einrichtung führen.A position detection of the hand is useful to exclude incorrect entries. A rotational movement of a hand, in which the hand remains aligned in the direction of the central longitudinal axis of the forearm, is, for example, the manual switching on of the low beam on a push-button to the left of the steering wheel. By such an operation, which is still possible even in vehicles with automatic low-beam adjustment usually still, should a other function will not be triggered, so the method according to the invention just do not lead to a control of an electrical device.

Bevorzugt wird der Unterarm der Hand während der Drehbewegung in einer zumindest annähernd konstanten Position gehalten, um eine Einrichtung zu steuern. Für eine Auswahl einer von mehreren Einrichtungen kann wahlweise zwar eine translatorische Bewegung und/oder eine Schwenkbewegung des Unterarms erfasst und ausgewertet werden, und wahlweise können auch kombinierte Bewegungen definiert werden, um eher selten genutzte oder besonders spezifische Funktionen zu steuern, jedoch ist es für die Genauigkeit der Auswertung und des Steuervorgangs zweckdienlich, wenn der Unterarm in einer Position verbleibt, wobei die Position auch eine von mehreren definierten Positionen sein kann.Preferably, the forearm of the hand is held in an at least approximately constant position during the rotational movement to control a device. Optionally, for a selection of one of a plurality of devices, a translatory movement and / or a pivoting movement of the forearm may be detected and evaluated, and optionally combined movements may be defined to control infrequently used or specific functions, however, it is for the Accuracy of the evaluation and the control process expedient when the forearm remains in one position, the position may also be one of several defined positions.

Bevorzugt erfolgt ein Steuern der Einrichtung nur dann, wenn auch die Ausrichtung von Fingern der Hand während der Drehbewegung nicht verändert wird. Hierdurch kann eine Fehlbedienung mit guter Sicherheit ausgeschlossen werden. Gemäß einer Variante des Verfahrens kann ein Steuern in weiterer Abstufung in Abhängigkeit davon erfolgen, ob einer oder mehrere Finger eine bestimmte Ausrichtung einnehmen, jedoch wird auch hierbei bevorzugt erfasst, ob die Finger dabei in einer konstanten Ausrichtung verbleiben, insbesondere in Bezug auf die Mittenlängsachse.Preferably, the device is controlled only if the orientation of fingers of the hand during the rotational movement is not changed. As a result, a malfunction with good security can be excluded. According to a variant of the method, a further gradation control can be carried out depending on whether one or more fingers occupy a specific orientation, but here too it is preferably detected whether the fingers remain in a constant orientation, in particular with respect to the central longitudinal axis.

Das Steuern kann dabei ein Ein- oder Ausschalten umfassen, wobei die Bedieneingabe als eine Initialgeste aufgefasst werden kann, oder wahlweise auch das Regeln im Sinne einer Feinjustage. Die Feinjustage kann über eine Auswertung der Handdrehung erfolgen, wodurch z.B. eine dynamische Parametrierung einer Helligkeit in einem Fahrzeuginnenraum, einer Lüftungsstromstärke bei einem spezifischen Mannanströmer, einer Lautstärke eines Radios oder einer Temperatur im Fahrzeuginnenraum erfolgen kann. Sowohl für die Initialgeste als auch für das dynamische Parametrieren kann die Bedieneingabe im Sinne eines virtuellen Drehstellers erfolgen. D.h., eine Person kann frei im Raum ohne Berührung eine bestimmte Einrichtung bedienen über einen virtuellen Drehsteller, insbesondere auch indem sie mit dem Unterarm auf die Einrichtung weist.The control can include switching on or off, wherein the operator input can be interpreted as an initial gesture, or optionally also the rules in the sense of a fine adjustment. The fine adjustment can be done via an evaluation of the hand rotation, whereby e.g. a dynamic parameterization of a brightness in a vehicle interior, a ventilation current at a specific Mannanströmer, a volume of a radio or a temperature in the vehicle interior can be done. Both for the initial gesture and for the dynamic parameterization, the operator input can be in the sense of a virtual turntable. That is, a person can freely operate in the room without touching a particular device via a virtual turntable, especially by pointing with his forearm on the device.

Dabei kann für unterschiedliche zu steuernde Einrichtungen jeweils ein Raum definiert werden, in welchem die manuelle Bedieneingabe erfolgen muss, damit die Einrichtung überhaupt angesteuert wird, sei es eine Initialgeste oder eine Feinjustage betreffend. Hierdurch können Fehleingaben effektiver ausgeschlossen werden.In this case, a space can be defined for different devices to be controlled, in which the manual operator input must be made, so that the device is ever driven, be it an initial gesture or a fine adjustment regarding. As a result, incorrect entries can be ruled out more effectively.

Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel erfolgt das Steuern in Abhängigkeit einer erfassten und ausgewerteten Ausrichtung der Mittenlängsachse des Unterarms, die zumindest annähernd horizontal oder zumindest annähernd vertikal oder zumindest annähernd 45 Grad gegenüber einer horizontalen Ebene ist.According to an advantageous embodiment, the control takes place as a function of a detected and evaluated orientation of the central longitudinal axis of the lower arm, which is at least approximately horizontal or at least approximately vertical or at least approximately 45 degrees with respect to a horizontal plane.

Der rechte Unterarm einer Bedienperson kann z.B. nach links zur Schulter geführt werden, um einen Gurtbringer zu aktivieren. Wird dabei trotz der unergonomischen Anordnung des Unterarms die Hand zumindest annähernd in Verlängerung des Unterarms ausgerichtet, kann auf eindeutige Weise der Befehl erkannt und umgesetzt werden. Eine Fehlauslösung, z.B. beim Ergreifen eines Türöffners, kann mit guter Sicherheit vermieden werden, da beim Ergreifen eines Türöffners die Hand in Bezug auf den Unterarm verschwenkt wird.The right forearm of an operator may e.g. be led to the left to the shoulder to activate a Gurtbringer. If, in spite of the unergonomic arrangement of the forearm, the hand is aligned at least approximately in extension of the forearm, the command can be clearly recognized and implemented. A false trip, e.g. When grasping a door opener, can be avoided with good security, since when grasping a door opener, the hand is pivoted with respect to the forearm.

Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel erfolgt das Steuern in Abhängigkeit einer erfasste und ausgewerteten Drehbewegung, die über 25 Grad beträgt, bevorzugt 30 bis 50 Grad, weiter bevorzugt 40 bis 50 Grad, besonders bevorzugt etwa 45 Grad. Durch die Beschränkung auf Drehbewegungen, welche über einem Winkel von 25, 30 oder 40 Grad liegen, kann eine Fehlauslösung mit noch größerer Sicherheit vermieden werden. Je größer die Drehbewegung, desto unwahrscheinlicher ist es, dass eine willkürliche Bewegung eines Insassen eines Fahrzeugs zum Steuern der Einrichtung führt.According to an advantageous embodiment, the control takes place as a function of a detected and evaluated rotational movement, which is over 25 degrees, preferably 30 to 50 degrees, more preferably 40 to 50 degrees, particularly preferably about 45 degrees. By limiting to rotational motions which are over an angle of 25, 30 or 40 degrees, false tripping with even greater certainty can be avoided. The greater the rotational movement, the less likely it is that an arbitrary movement of an occupant of a vehicle results in control of the device.

Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird in Abhängigkeit einer erfassten und ausgewerteten Drehbewegung im Uhrzeigersinn die Einrichtung aktiviert oder ein zu steuernder Parameter der Einrichtung vergrößert, und/oder in Abhängigkeit einer erfassten und ausgewerteten Drehbewegung gegen den Uhrzeigersinn die Einrichtung deaktiviert oder ein zu steuernder Parameter der Einrichtung verkleinert. Durch diese Verfahrensausgestaltung kann eine besonders intuitive Bedienung einer Einrichtung ermöglicht werden. Eine Drehbewegung im Uhrzeigersinn wird intuitiv in Verbindung mit einem Drehregler gebracht, der eine Stellgröße erhöht, z.B. die Lautstärke eines Radios. Ein Bediener kann also die ihm intuitiv bekannte Bedieneingabe blind ausführen, also ohne die zu bedienende Einrichtung berühren zu müssen. Es kann also durch die Bedieneingabe eine Parametrierung erfolgen, insbesondere stufenlos.According to an advantageous embodiment, depending on a detected and evaluated rotational movement in the clockwise direction, the device activates or increases a parameter to be controlled of the device, and / or deactivated depending on a detected and evaluated counterclockwise rotation of the device or reduced to control a parameter of the device , By this method embodiment, a particularly intuitive operation of a device can be made possible. A clockwise rotation is intuitively associated with a knob that increases a manipulated variable, e.g. the volume of a radio. An operator can therefore blindly execute the intuitively known operating input, that is, without having to touch the device to be operated. It can therefore be done by the operator input parameterization, in particular continuously.

Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel erfolgt das Steuern in Abhängigkeit einer erfasste und ausgewerteten zweistufigen Drehbewegung, wobei die zweistufige Drehbewegung durch eine erste Drehung in einer ersten Richtung und eine nach einem Innehalten ausgeübte zweite Drehung in oder entgegen der ersten Richtung gebildet ist. Hierdurch kann eine größere Funktionalität mittels einer leicht erlernbaren intuitiven Bewegung bedient werden. Beispielsweise kann über die erste Drehbewegung ein Radio eingeschaltet werden und über die zweite Drehbewegung sofort die Lautstärke des Radios geregelt werden, ohne dass der Bediener die Position der Hand verändern muss. Hierdurch kann eine Bedienung auch besonders schnell und einfach erfolgen. Eine zweistufige Drehbewegung durch eine erste Drehung in einer ersten Richtung und eine nach einem Innehalten ausgeübte zweite Drehung entgegen der ersten Richtung kann z.B. für das Einschalten eines Radios in einem MUTE-Modus, also einem stummen Modus, vorgesehen sein, in welchem ein Fahrzeuginsasse nur mit Verkehrs- oder Warnmeldungen informiert wird:According to an advantageous embodiment, the control takes place as a function of a detected and evaluated two-stage rotary movement, wherein the two-stage rotary movement is formed by a first rotation in a first direction and a second rotation after a pause in or against the first direction. This allows greater functionality to be served by means of an easily learned intuitive movement. For example, a radio can be switched on via the first rotary movement and the second rotary movement can be used to control the volume of the radio without the operator having to change the position of the hand. As a result, an operation can also be done very quickly and easily. A two-stage rotary movement by a first rotation in a first direction and a second rotation after a pause against the first direction can eg be provided for switching on a radio in a MUTE mode, ie a silent mode, in which a vehicle occupant only with Traffic or warning messages are informed:

Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel erfolgt das Steuern in Abhängigkeit einer erfassten und ausgewerteten Ausrichtung von mindestens einem Finger der Hand, wobei bevorzugt erfasst und ausgewertet wird, ob einer oder mehrere der Finger in Richtung der Mittenlängsachse ausgerichtet sind oder ob die Finger eine Faust bilden. Hierdurch kann auf einfache Weise eine taktile manuelle Bedieneingabe, z.B. an einem Lüfter oder einem Radio, von einer berührungslosen manuellen Bedieneingabe unterschieden werden, denn bei der taktilen Bedieneingabe werden Knöpfe oder Drehregler üblicherweise nur mittels Daumen und Zeigefinger gedreht. Eine berührungslose Bedieneingabe, welche sich besonders für das erfindungsgemäße Verfahren eignet, ist daher z.B. durch in Mittenlängsachse ausgerichtete, insbesondere gestreckte, Finger oder durch eine in Mittenlängsachse ausgerichtete Faust gekennzeichnet. Durch die Auswertung einer Ausrichtung mindestens eines Fingers kann auch die Zuverlässigkeit und Genauigkeit des Verfahrens erhöht werden, insbesondere indem diejenige Einrichtung gesteuert wird, auf welche mit einem Finger gewiesen wird.According to an advantageous embodiment, the control is effected as a function of a detected and evaluated orientation of at least one finger of the hand, wherein it is preferably detected and evaluated whether one or more of the fingers are aligned in the direction of the central longitudinal axis or if the fingers form a fist. Thereby, a tactile manual operation input, e.g. on a fan or a radio, are distinguished from a non-contact manual control input, because in the tactile operator input buttons or knobs are usually rotated only by means of thumb and forefinger. A non-contact operating input which is particularly suitable for the method according to the invention is therefore, e.g. characterized by aligned in the center longitudinal axis, in particular elongated, fingers or aligned in the center longitudinal axis fist. By evaluating an alignment of at least one finger, the reliability and accuracy of the method can also be increased, in particular by controlling the device pointed to by a finger.

Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel erfolgt das Steuern in Abhängigkeit einer erfassten und ausgewerteten Ausrichtung von mindestens zwei Fingern der Hand, wobei erfasst und ausgewertet wird, ob die Finger zum Greifen eines virtuellen Drehstellers ausgerichtet sind. Das Erfassen eines Greifens eines virtuellen Drehstellers kann durch Auswerten der Ausrichtung von mindestens zwei Fingern zueinander erfolgen. D.h., eine Ausrichtung der Finger wird dahingehend erfasst und ausgewertet, ob die Finger, insbesondere drei der Finger, bevorzugt Zeige- und Mittelfinger und Daumen, sich um einen virtuellen Drehknopf anordnen. Die Finger können so gebogen werden, als würden sie sich um einen Drehknopf legen. Die Finger können auch direkt aufeinander gedrückt angeordnet werden, wobei das Erfassen und Auswerten sich auf die relative Lage der Fingerspitzen zueinander bezieht. Vorteilhaft ist dabei, insbesondere für die Eindeutigkeit und Genauigkeit der Auswertung, dass es sich hierbei um eine unnatürliche Bewegung handelt, also eine ganz und gar nicht willkürliche Bewegung, die aber ergonomisch ausführbar und leicht reproduzierbar und einer Bedienperson auch bekannt ist (die Bedienperson kann sie sich daher auch gut merken). Dies liefert eine gute Bediensicherheit und eine hohe Akzeptanz der Art der Bedienung durch die Bedienperson.According to an advantageous embodiment, the control takes place as a function of a detected and evaluated orientation of at least two fingers of the hand, wherein it is detected and evaluated whether the fingers are aligned for gripping a virtual turntable. The detection of a gripping of a virtual turntable can be done by evaluating the alignment of at least two fingers to each other. That is, an alignment of the fingers is detected and evaluated as to whether the fingers, in particular three of the fingers, preferably the index and middle fingers and the thumb, are arranged around a virtual knob. The fingers can be bent as if they were around a knob. The fingers can also be arranged directly pressed against each other, wherein the detection and evaluation refers to the relative position of the fingertips to each other. It is advantageous, in particular for the uniqueness and accuracy of the evaluation, that this is an unnatural movement, that is a wholly non-arbitrary movement, but ergonomically executable and easily reproducible and an operator is also known (the operator can therefore remember well). This provides good operator safety and high acceptance of the type of operation by the operator.

Erfindungsgemäß erfolgt eine Unterscheidung unter mehreren zu steuernden elektrischen Einrichtungen, indem vor der Auswertung der Drehbewegung eine Annäherungsbewegung in einen Nahbereich der zu steuernden Einrichtung zu dessen Auswahl erfasst und ausgewertet wird. Bevorzugt wird auch ein Verbleiben der Hand in dem Nahbereich erfasst, und ein Steuern einer bestimmten Einrichtung erfolgt in Abhängigkeit davon, ob die Hand in dem Nahbereich der Einrichtung verbleibt. Wird die Hand aus dem Nahbereich wegbewegt, so kann das Steuern der Einrichtung abgebrochen werden, selbst wenn die Hand noch eine auswertbare Drehbewegung vollzieht. Durch diese strikte Abgrenzung der Bedieneingaben in Bezug auf einzelne Nahbereiche kann eine Bedieneingabe eindeutiger zugeordnet werden und mehrere elektrische Einrichtungen können berührungslos gesteuert werden, selbst wenn diese nahe zueinander, insbesondere nebeneinander an einer Armatur, angeordnet sind.According to the invention, a distinction is made between a plurality of electrical devices to be controlled, in that, before the evaluation of the rotational movement, an approach movement into a near zone of the device to be controlled for its selection is detected and evaluated. Preferably, the hand remains in the near zone is also detected, and control of a particular device is made depending on whether the hand remains in the vicinity of the device. If the hand is moved away from the near range, then the control of the device can be canceled, even if the hand still performs an evaluable rotational movement. As a result of this strict delineation of the operating inputs with respect to individual near zones, an operator input can be assigned more clearly and a plurality of electrical devices can be controlled without contact, even if they are arranged close to one another, in particular adjacent to one another.

Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird die Ausrichtung des Unterarms in Bezug auf eine von mehreren zu steuernden elektrischen Einrichtungen erfasst und ausgewertet und diejenige Einrichtung gesteuert, auf welche die Mittenlängsachse gerichtet ist. Hierdurch kann auf einfache und intuitive und auch eindeutige Weise eine Steuerung mehrerer Einrichtungen erfolgen.According to an advantageous embodiment, the orientation of the lower arm is detected and evaluated with respect to one of a plurality of electrical devices to be controlled, and the device to which the central longitudinal axis is directed is controlled. This can be done in a simple and intuitive and also clear way, a control of several facilities.

Die Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung zum Steuern einer elektrischen Einrichtung durch Erfassen und Auswerten einer berührungslosen manuellen Bedieneingabe einer Hand einer Bedienperson gelöst, insbesondere einer Vorrichtung zum Steuern einer Funktion eines Fahrzeugs durch einen Insassen des Fahrzeugs, mit

  • - einer Erfassungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, eine Position der Hand und eine Bewegung der Hand zu erfassen, wobei die Bewegung eine Drehbewegung ist;
  • - einer Auswerteeinrichtung zur Auswertung der erfassten Position und Drehbewegung der Hand;
  • - einer Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe eines der ausgewerteten Position und Bewegung zugeordneten Steuersignals zum Steuern der Einrichtung; wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die Erfassungseinrichtung dazu ausgebildet ist, eine Ausrichtung eines mit der Hand verbundenen Unterarms in Bezug auf eine Mittenlängsachse des Unterarms zu erfassen, wobei die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet ist, die Ausrichtung auszuwerten, und wobei die Ausgabeeinrichtung dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit einer Drehbewegung der Hand um einen Winkel von mindestens 20 Grad um die Mittenlängsachse ein Steuersignal an die Einrichtung zu liefern. Dabei erfolgt eine Unterscheidung unter mehreren zu steuernden elektrischen Einrichtungen (20, 20a, 20b) dadurch, dass die Erfassungseinrichtung (11, 11a, 11b) weiterhin dazu ausgebildet ist, vor der Auswertung der Drehbewegung eine Annäherungsbewegung in einen Nahbereich der zu steuernden Einrichtung (20, 20a, 20b) zu dessen Auswahl zu erfassen und die Auswerteeinrichtung (12) weiterhin dazu ausgebildet ist, die Annäherungsbewegung in einen Nahbereich der zu steuernden Einrichtung (20, 20a, 20b) zu dessen Auswahl auszuwerten.
The object is also achieved by a device for controlling an electrical device by detecting and evaluating a non-contact manual operating input of a hand of an operator, in particular a device for controlling a function of a vehicle by an occupant of the vehicle
  • a detection means adapted to detect a position of the hand and a movement of the hand, the movement being a rotary movement;
  • - An evaluation device for evaluating the detected position and rotational movement of the hand;
  • an output device for outputting a control signal associated with the evaluated position and movement for controlling the device; wherein according to the invention it is provided that the detection device is designed to align one with the hand connected to the associated lower arm with respect to a central longitudinal axis of the lower arm, wherein the evaluation device is adapted to evaluate the alignment, and wherein the output device is adapted to a control signal in response to a rotational movement of the hand by an angle of at least 20 degrees about the central longitudinal axis to deliver the device. In this case, a distinction is made between a plurality of electrical devices to be controlled ( 20 . 20a . 20b ) in that the detection device ( 11 . 11a . 11b ) is further adapted, before the evaluation of the rotational movement, to approach into a vicinity of the device to be controlled ( 20 . 20a . 20b ) for its selection and the evaluation device ( 12 ) is further adapted to move the approaching movement into a vicinity of the device to be controlled ( 20 . 20a . 20b ) to evaluate its selection.

Bevorzugt kann die Erfassungseinrichtung die Drehbewegung mit einer Genauigkeit von mindestens 5 Grad erfassen. Dies liefert den Vorteil, dass eine Bedieneingabe differenziert ausgewertet werden kann und ein stufenweises Einstellen einer Einrichtung möglich ist, z.B. die Helligkeit einer Innenraumbeleuchtung. Weiter bevorzugt ist die Erfassungseinrichtung dazu ausgebildet, die Drehbewegung in einem Bereich von 0 bis 180 Grad zu erfassen. Eine Drehbewegung des Unterarms bzw. der Hand im Bereich von 180 Grad ist eine sehr unübliche Bewegung, die jedoch ergonomisch noch leicht durchführbar ist, und kann bevorzugt für besondere Befehlseingaben verwendet werden, wie z.B. das Öffnen des Dachs eines Cabrios. Eine Drehbewegung des Unterarms bzw. der Hand im Bereich von 90 Grad hingegen fällt leichter und kann bevorzugt für häufigere Befehlseingaben verwendet werden, wie z.B. bei Stillstand des Fahrzeugs das Öffnen oder Schließen einer Kofferraumabdeckung oder einer Schiebetür.Preferably, the detection device can detect the rotational movement with an accuracy of at least 5 degrees. This provides the advantage that an operator input can be evaluated differentiated and a stepwise setting of a device is possible, e.g. the brightness of an interior lighting. More preferably, the detection means is adapted to detect the rotational movement in a range of 0 to 180 degrees. A rotational movement of the forearm or hand in the range of 180 degrees is a very unusual movement, which, however, is ergonomically still feasible, and may preferably be used for special instruction inputs, such as e.g. opening the roof of a convertible. By contrast, rotary movement of the forearm or hand in the region of 90 degrees is easier and can preferably be used for more frequent command inputs, e.g. when the vehicle is stationary, the opening or closing of a boot cover or a sliding door.

Die Erfassungseinrichtung kann dabei neben einer Bewegung und einer Position der Hand bzw. des Unterarms auch eine Ausrichtung der Hand bzw. des Unterarms erfassen, und auch eine Bewegungsrichtung kann erfasst werden.The detection device can detect not only a movement and a position of the hand or forearm but also an orientation of the hand or forearm, and also a direction of movement can be detected.

Die Steuervorrichtung kann dabei auch eine Regelungsfunktion übernehmen. Mit anderen Worten kann die Steuervorrichtung über die Erfassungseinrichtung erfasste Bewegungen auswerten und in Steuersignale umsetzen, gleichzeitig kann aber auch eine Regelung unabhängig von irgendwelchen Bewegungen erfolgen, z.B. in einem Fahrzeug eine Lautstärkeregelung in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit, oder eine Helligkeit von Leuchten bzw. vom Fahrzeuginnenraum in Abhängigkeit einer Helligkeit der Umgebung des Fahrzeugs.The control device can also assume a control function. In other words, the control device can evaluate movements detected by the detection device and convert them into control signals, but at the same time a regulation can also take place independently of any movements, e.g. in a vehicle, a volume control function of the vehicle speed, or a brightness of lights or the vehicle interior depending on a brightness of the environment of the vehicle.

Bevorzugt ist die Erfassungseinrichtung dazu ausgebildet, eine Ausrichtung eines mit der Hand verbundenen Unterarms sowie die Ausrichtung der Hand in Bezug auf den Unterarm gleichzeitig mit dem Erfassen der Drehbewegung zu erfassen.Preferably, the detection means is adapted to detect an alignment of a hand-connected forearm and the orientation of the hand with respect to the forearm simultaneously with the detection of the rotational movement.

Die mit Bezug zu dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgestellten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die beanspruchte Steuervorrichtung sowie das beanspruchte Fahrzeug.The embodiments presented with reference to the method according to the invention and their advantages apply correspondingly to the claimed control device and the claimed vehicle.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen, wobei gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:

  • 1a, 1b, 1c in einer perspektivischen Ansicht jeweils eine Hand an einem Unterarm einer Bedienperson in einer Ausrichtung, die als eine Bedieneingabe bei einem Verfahren zum Steuern einer elektrischen Einrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erfasst werden kann;
  • 2 in einer Seitenansicht eine Hand an einem Unterarm einer Bedienperson, welche axial fluchtend zu einer Mittenlängsachse des Unterarms ausgerichtet ist;
  • 3 in einer schematischen Darstellung eine Steuervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
  • 4 in einer schematischen Darstellung eine Steuervorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the claims, the following description of preferred embodiments and from the drawings, wherein identical or functionally identical elements are provided with identical reference numerals. Showing:
  • 1a . 1b . 1c in a perspective view in each case a hand on a forearm of an operator in an orientation that can be detected as an operating input in a method for controlling an electrical device according to an embodiment of the invention;
  • 2 in a side view, a hand on a forearm of an operator, which is aligned axially in alignment with a central longitudinal axis of the forearm;
  • 3 in a schematic representation of a control device according to an embodiment of the invention; and
  • 4 in a schematic representation of a control device according to another embodiment of the invention.

In der 1a ist ein sich in Richtung einer Mittenlängsachse M erstreckender Unterarm 1 mit einer Hand 2 mit Fingern 3 gezeigt, welcher gegenüber einer natürlichen Haltung gegen den Uhrzeigersinn nach links um die Mittenlängsachse M gedreht wird, wie durch den Pfeil angedeutet. Das Handgelenk der Hand 2 bleibt dabei starr in Bezug auf die Mittenlängsachse M ausgerichtet. Die Finger 3 einschließlich des Daumens sind zumindest annähernd in Richtung der Mittenlängsachse M ausgestreckt. Die gezeigte Ausrichtung und Bewegung kann als Bedieneingabe erfasst und ausgewertet werden.In the 1a is a towards a central longitudinal axis M extending forearm 1 with one hand 2 with fingers 3 which is opposite to a natural counterclockwise attitude to the left about the central longitudinal axis M is rotated as indicated by the arrow. The wrist of the hand 2 remains rigid with respect to the central longitudinal axis M aligned. The finger 3 including the thumb are at least approximately in the direction of the central longitudinal axis M stretched out. The alignment and movement shown can be recorded and evaluated as operator input.

In der 1b ist eine Hand 2 an einem Unterarm 1 gezeigt, bei welcher ein Zeigefinger 3 sowie ein Daumen zumindest in Richtung einer Mittenlängsachse M des Unterarms 1 ausgestreckt ist, und die anderen drei Finger sind zumindest teilweise angewinkelt. Die Hand 2 wird wie durch den Pfeil angedeutet in Richtung der Mittenlängsachse M bewegt. Die gezeigte Ausrichtung und Bewegung kann als Auswahl und/oder als Bedieneingabe einer bestimmten elektrischen Einrichtung erfasst und ausgewertet werden.In the 1b is a hand 2 on a forearm 1 shown in which an index finger 3 and a thumb at least in the direction of a central longitudinal axis M of the forearm 1 is outstretched, and the other three fingers are at least partially angled. The hand 2 is indicated as indicated by the arrow in the direction of the central longitudinal axis M emotional. The orientation and movement shown can be detected and evaluated as a selection and / or as an operator input of a specific electrical device.

In der 1c ist ein sich in Richtung einer Mittenlängsachse M erstreckender Unterarm 1 mit einer Hand 2 mit Fingern 3 gezeigt, welcher gegenüber einer natürlichen Haltung im Uhrzeigersinn nach rechts um die Mittenlängsachse M gedreht wird, wie durch den Pfeil angedeutet. Das Handgelenk der Hand 2 bleibt dabei starr in Bezug auf die Mittenlängsachse M ausgerichtet. Die Finger 3 einschließlich des Daumens sind zumindest annähernd in Richtung der Mittenlängsachse M ausgestreckt. Die gezeigte Ausrichtung und Bewegung kann als Bedieneingabe erfasst und ausgewertet werden.In the 1c is a forearm extending in the direction of a central longitudinal axis M. 1 with one hand 2 with fingers 3 shown which is rotated clockwise relative to a natural attitude about the central longitudinal axis M, as indicated by the arrow. The wrist of the hand 2 remains rigid with respect to the central longitudinal axis M aligned. The finger 3 including the thumb are at least approximately in the direction of the central longitudinal axis M stretched out. The alignment and movement shown can be recorded and evaluated as operator input.

In der 2 ist ein sich entlang einer Mittenlängsachse M erstreckender Unterarm 1 mit einer Hand 2 und Fingern 3 gezeigt. 2 veranschaulicht die starre Haltung des Handgelenks bzw. der Hand 2 in Bezug auf den Unterarm 1. Die Hand 2 wird nicht verschwenkt gegenüber dem Unterarm 1, selbst wenn eine Drehbewegung um die Mittenlängsachse M erfolgt. Diese Bewegung bzw. Bedieneingabe kann mit guter Sicherheit erfasst werden.In the 2 is a forearm extending along a central longitudinal axis M. 1 with one hand 2 and fingers 3 shown. 2 illustrates the rigid posture of the wrist or hand 2 in relation to the forearm 1 , The hand 2 is not pivoted against the forearm 1 even if a rotational movement about the center longitudinal axis M he follows. This movement or operator input can be detected with good security.

In der 3 ist eine Steuervorrichtung 10 gezeigt, welche eine Erfassungseinrichtung 11, eine Auswerteeinrichtung 12 und eine Ausgabeeinrichtung 13 aufweist, wobei die Steuervorrichtung 10, insbesondere die Ausgabeeinrichtung 13, in Verbindung mit einem Fahrzeugsystem 30 steht, welches einen Geschwindigkeitssensor 31 und einen Helligkeitssensor 32 aufweist. Die Auswerteeinheit 12 ist in direkter Verbindung mit dem Fahrzeugsystem 30, so dass die Steuervorrichtung 10 selbst dazu ausgebildet ist, von der erfassten Bedieneinhabe unabhängige Variablen wie z.B. eine Fahrzeuggeschwindigkeit oder eine Helligkeit der Umgebung zu erfassen. Die Steuervorrichtung 10 steht in Verbindung mit einer ersten zu steuernden elektrischen Einrichtung 20, und wahlweise auch in Verbindung mit weiteren zu steuernden elektrischen Einrichtungen 20a, 20b. Das Steuern der elektrischen Einrichtungen 20, 20a, 20b kann wahlweise direkt über die Steuervorrichtung 10 erfolgen, oder über den Umweg des Fahrzeugsystems 30.In the 3 is a control device 10 shown which a detection device 11 , an evaluation device 12 and an output device 13 has, wherein the control device 10 , in particular the output device 13 in connection with a vehicle system 30 stands, which is a speed sensor 31 and a brightness sensor 32 having. The evaluation unit 12 is in direct communication with the vehicle system 30 so that the control device 10 itself is designed to detect independent of the detected control input variables such as a vehicle speed or a brightness of the environment. The control device 10 is in communication with a first electrical device to be controlled 20 , and optionally also in conjunction with other electrical devices to be controlled 20a . 20b , Controlling the electrical equipment 20 . 20a . 20b Optionally, directly via the control device 10 or via the detour of the vehicle system 30 ,

In der 4 ist eine Steuervorrichtung 10 gezeigt, welche eine Vielzahl von Erfassungseinrichtungen 11, 11a, 11b, eine Auswerteeinrichtung 12 und eine Ausgabeeinrichtung 13 aufweist, wobei die Steuervorrichtung 10, insbesondere die Auswerteeinrichtung 12, in Verbindung mit einem Fahrzeugsystem 30 steht, welches einen Geschwindigkeitssensor 31 und einen Helligkeitssensor 32 aufweist. Die Steuervorrichtung 10 weist ferner eine Zeitmesseinrichtung 14 auf, über welche ermittelbar ist, wie lange eine bestimmte Haltung einer Hand und eines Unterarms eingenommen wird. Die Zeitmesseinrichtung 14 steht in Verbindung mit der Auswerteeinheit 12 und ermöglicht ein Steuern einer elektrischen Einrichtung in Abhängigkeit einer zeitlichen Variable bei einer Bedieneingabe, also z.B. der Geschwindigkeit einer Drehbewegung oder dem Verharren des Unterarms bzw. der Hand in einer bestimmten Haltung. Die Steuervorrichtung 10 steht in Verbindung mit mindestens einer zu steuernden elektrischen Einrichtung 20. Das Steuern der elektrischen Einrichtungen 20, 20a, 20b erfolgt direkt über die Steuervorrichtung 10.In the 4 is a control device 10 shown a variety of detection devices 11 . 11a . 11b , an evaluation device 12 and an output device 13 has, wherein the control device 10 , in particular the evaluation device 12 in connection with a vehicle system 30 stands, which is a speed sensor 31 and a brightness sensor 32 having. The control device 10 also has a time measuring device 14 on how to determine how long a particular posture of a hand and forearm is taken. The time measuring device 14 is in connection with the evaluation unit 12 and allows controlling an electrical device as a function of a temporal variable at an operator input, so for example the speed of a rotary motion or the persistence of the forearm or the hand in a certain attitude. The control device 10 is in connection with at least one electrical device to be controlled 20 , Controlling the electrical equipment 20 . 20a . 20b takes place directly via the control device 10 ,

Claims (10)

Verfahren zum Steuern einer elektrischen Einrichtung (20, 20a, 20b) durch Erfassen und Auswerten einer berührungslosen manuellen Bedieneingabe einer Hand (2) einer Bedienperson, mit den Schritten - Erfassen einer Position der Hand (2) und einer Bewegung der Hand (2), wobei die Bewegung eine Drehbewegung ist; - Auswerten der erfassten Position und Drehbewegung; - Steuern der Einrichtung (20, 20a, 20b) basierend auf der Auswertung der . Position und der Drehbewegung; dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausrichtung eines mit der Hand (2) verbundenen Unterarms (1) in Bezug auf eine Mittenlängsachse (M) des Unterarms (1) erfasst und ausgewertet wird, das Steuern in Abhängigkeit einer Drehbewegung der Hand (2) um einen Winkel von mindestens 20 Grad um die Mittenlängsachse (M) erfolgt und eine Unterscheidung unter mehreren zu steuernden elektrischen Einrichtungen (20, 20a, 20b) erfolgt, indem vor der Auswertung der Drehbewegung eine Annäherungsbewegung in einen Nahbereich der zu steuernden Einrichtung (20, 20a, 20b) zu dessen Auswahl erfasst und ausgewertet wird.A method of controlling an electrical device (20, 20a, 20b) by detecting and evaluating a non-contact manual operation input of a hand (2) of an operator, comprising the steps of detecting a position of the hand (2) and a movement of the hand (2), wherein the movement is a rotational movement; - evaluating the detected position and rotational movement; Controlling the device (20, 20a, 20b) based on the evaluation of the. Position and rotational movement; characterized in that an orientation of a forearm (1) connected to the hand (2) with respect to a central longitudinal axis (M) of the forearm (1) is detected and evaluated, the control in response to a rotational movement of the hand (2) by an angle of at least 20 degrees about the central longitudinal axis (M) and a distinction among a plurality of electrical devices to be controlled (20, 20a, 20b) takes place by before the evaluation of the rotational movement an approaching movement in a vicinity of the device to be controlled (20, 20a, 20b ) is recorded and evaluated for its selection. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuern in Abhängigkeit einer erfassten und ausgewerteten Ausrichtung der Mittenlängsachse (M) des Unterarms (1) erfolgt, die zumindest annähernd horizontal oder zumindest annähernd vertikal oder zumindest annähernd 45 Grad gegenüber einer horizontalen Ebene ist.Method according to Claim 1 , characterized in that the control in response to a detected and evaluated alignment of the central longitudinal axis (M) of the forearm (1) which is at least approximately horizontal or at least approximately vertical or at least approximately 45 degrees with respect to a horizontal plane. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuern in Abhängigkeit einer erfasste und ausgewerteten Drehbewegung erfolgt, die über 25 Grad beträgt, bevorzugt 30 bis 50 Grad, weiter bevorzugt 40 bis 50 Grad, besonders bevorzugt etwa 45 Grad.Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that the control in response to a detected and evaluated rotational movement takes place, which is over 25 degrees, preferably 30 to 50 degrees, more preferably 40 to 50 degrees, particularly preferably about 45 degrees. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit einer erfassten und ausgewerteten Drehbewegung im Uhrzeigersinn die Einrichtung (20, 20a, 20b) aktiviert oder ein zu steuernder Parameter der Einrichtung (20, 20a, 20b) vergrößert wird, und/oder dass in Abhängigkeit einer erfassten und ausgewerteten Drehbewegung gegen den Uhrzeigersinn die Einrichtung (20, 20a, 20b) deaktiviert oder ein zu steuernder Parameter der Einrichtung (20, 20a, 20b) verkleinert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in dependence on a detected and evaluated rotary movement in the clockwise direction, the device (20, 20a, 20b) is activated or a parameter of the device (20, 20a, 20b) to be controlled is increased, and / or that the device (20, 20a, 20b) is deactivated or a parameter to be controlled in dependence on a detected and evaluated counterclockwise rotary movement Device (20, 20a, 20b) is reduced. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuern in Abhängigkeit einer erfasste und ausgewerteten zweistufigen Drehbewegung erfolgt, wobei die zweistufige Drehbewegung durch eine erste Drehung in einer ersten Richtung und eine nach einem Innehalten ausgeübte zweite Drehung in oder entgegen der ersten Richtung gebildet ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the control takes place in dependence on a detected and evaluated two-stage rotary movement, wherein the two-stage rotary motion formed by a first rotation in a first direction and a force applied after a second rotation in or against the first direction is. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuern in Abhängigkeit einer erfassten und ausgewerteten Ausrichtung von mindestens einem Finger (3) der Hand (2) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the control takes place as a function of a detected and evaluated alignment of at least one finger (3) of the hand (2). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuern in Abhängigkeit einer erfassten und ausgewerteten Ausrichtung von mindestens zwei Fingern (3) der Hand (2) erfolgt und erfasst und ausgewertet wird, ob die Finger (3) zum Greifen eines virtuellen Drehstellers ausgerichtet sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the control in response to a detected and evaluated alignment of at least two fingers (3) of the hand (2) takes place and is detected and evaluated whether the fingers (3) for gripping a virtual turntable are aligned. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung des Unterarms (1) in Bezug auf eine von mehreren zu steuernden elektrischen Einrichtungen (20, 20a, 20b) erfasst und ausgewertet wird und diejenige Einrichtung (20, 20a, 20b) gesteuert wird, auf welche die Mittenlängsachse (M) gerichtet ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the alignment of the lower arm (1) with respect to one of a plurality of electrical devices to be controlled (20, 20a, 20b) is detected and evaluated and that means (20, 20a, 20b) controlled is, on which the center longitudinal axis (M) is directed. Steuervorrichtung (10) zum Steuern einer elektrischen Einrichtung (20, 20a, 20b) durch Erfassen und Auswerten einer berührungslosen manuellen Bedieneingabe einer Hand (2) einer Bedienperson, mit - einer Erfassungseinrichtung (11, 11a, 11b), die dazu ausgebildet ist, eine Position der Hand (2) und eine Bewegung der Hand (2) zu erfassen, wobei die Bewegung eine Drehbewegung ist; - einer Auswerteeinrichtung (12) zur Auswertung der erfassten Position und Drehbewegung der Hand (2); - einer Ausgabeeinrichtung (13) zur Ausgabe eines der ausgewerteten Position und Bewegung zugeordneten Steuersignals zum Steuern der Einrichtung (20, 20a, 20b); dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (11, 11a, 11b) dazu ausgebildet ist, eine Ausrichtung eines mit der Hand (2) verbundenen Unterarms (1) in Bezug auf eine Mittenlängsachse (M) des Unterarms (1) zu erfassen, wobei die Auswerteeinrichtung (12) dazu ausgebildet ist, die Ausrichtung auszuwerten, wobei die Ausgabeeinrichtung (13) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit einer Drehbewegung der Hand (2) um einen Winkel von mindestens 20 Grad um die Mittenlängsachse (M) ein Steuersignal an die Einrichtung (20, 20a, 20b) zu liefern und wobei eine Unterscheidung unter mehreren zu steuernden elektrischen Einrichtungen (20, 20a, 20b) dadurch erfolgt, dass die Erfassungseinrichtung (11, 11a, 11b) weiterhin dazu ausgebildet ist, vor der Auswertung der Drehbewegung eine Annäherungsbewegung in einen Nahbereich der zu steuernden Einrichtung (20, 20a, 20b) zu dessen Auswahl zu erfassen und die Auswerteeinrichtung (12) weiterhin dazu ausgebildet ist, die Annäherungsbewegung in einen Nahbereich der zu steuernden Einrichtung (20, 20a, 20b) zu dessen Auswahl auszuwerten.Control device (10) for controlling an electrical device (20, 20a, 20b) by detecting and evaluating a non-contact manual operation input of a hand (2) of an operator, comprising - a detection device (11, 11a, 11b) adapted to a Position of the hand (2) and to detect a movement of the hand (2), wherein the movement is a rotary movement; - An evaluation device (12) for evaluating the detected position and rotational movement of the hand (2); an output device (13) for outputting a control signal associated with the evaluated position and movement for controlling the device (20, 20a, 20b); characterized in that the detecting means (11, 11a, 11b) is adapted to detect an alignment of a forearm (1) connected to the hand (2) with respect to a central longitudinal axis (M) of the forearm (1), the evaluating means (12) is adapted to evaluate the orientation, wherein the output device (13) is adapted to a control signal to the device (20) in dependence on a rotational movement of the hand (2) by an angle of at least 20 degrees about the central longitudinal axis (M) , 20a, 20b) and wherein a distinction is made between a plurality of electrical devices (20, 20a, 20b) to be controlled in that the detection device (11, 11a, 11b) is further adapted to approach an approaching movement before the evaluation of the rotational movement to detect a vicinity of the device to be controlled (20, 20a, 20b) for its selection and the evaluation device (12) is further adapted to the approach movement in a Close range of the device to be controlled (20, 20a, 20b) to evaluate its selection. Fahrzeug mit einer Steuervorrichtung nach und mindestens einer elektrischen Einrichtung (20, 20a, 20b), die mit der Steuervorrichtung gekoppelt ist und mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 steuerbar ist.Vehicle having a control device according to and at least one electrical device (20, 20a, 20b), which is coupled to the control device and by means of a method according to one of Claims 1 to 8th is controllable.
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