DE102012223579A1

DE102012223579A1 - Geführte Gesteneingabe eines Benutzers

Info

Publication number: DE102012223579A1
Application number: DE201210223579
Authority: DE
Inventors: Dirk Sauer; Alessandro Sibilia
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2012-12-18
Filing date: 2012-12-18
Publication date: 2014-06-18

Abstract

Offenbart wird eine Vorrichtung zum Empfangen von Bedieneingaben eines Benutzers, umfassend: Eine Kamera mit angeschlossener Verarbeitungseinheit; ein mechanisches Bedienelement; wobei das Bedienelement bei einer Betätigung durch eine Hand oder einen Finger des Benutzers die Hand oder den Finger in seiner Bewegung führt, so dass der Benutzer eine geführte Geste ausführt und wobei das Bedienelement durch die Betätigung bewegt wird, Wobei die Kamera und die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet sind, die Geste des Benutzers zu erkennen und ihr eine Bedieneingabe zuzuweisen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Empfangen von Bedieneingaben eines Benutzers und ein Verfahren zu demselben Zweck.
Heutzutage bestehen Überlegungen Funktionen von Fahrzeugen durch Gesten eines Benutzers bedienbar zu machen. Dazu nimmt eine im Innenraum des Fahrzeugs angeordnete Kamera beispielsweise Handbewegungen des Fahrers auf und weist diesen Bedieneingaben zu. Durch eine Bedieneingabe kann beispielsweise die Innenraumtemperatur eingestellt werden oder eine Heckscheibenheizung aktiviert werden.
Die Bedienung von Fahrzeugfunktionen durch diese Art an Gesten ist allerdings für viele Fahrer oder auch Passagieren eines Fahrzeugs ungewohnt und muss erst erlernt werden. Dies schließt auch die Beschäftigung mit den zur Verfügung stehenden Typen von Gesten und den ihnen zugeordneten Bedieneingaben ein. Auch muss die korrekte Ausführung trainiert werden, damit die Gesten korrekt über die Kamera erkannt werden. Dieses erschwert die Einführung und Akzeptanz von Bedieneingaben über Gesten in Fahrzeugen.
Aus der US 6,266,057 B2 ist ein Verfahren bekannt, bei dem angezeigte Objekte auf einem Schreibtisch durch einen Benutzer beispielsweise verschoben werden. Diese Handlung wird über eine Kamera aufgenommen und als Eingabe gewertet. Eine der Eingabe entsprechende Aktion wird auf einem Computer ausgeführt. Die Objekte stellen generell einen Hinweis auf eine mögliche Manipulation dar, jedoch gibt es keinen Hinweis darauf, wie genau die entsprechende Geste ausgeführt werden könnte.
Die im Stand der Technik bekannten Bedienelemente wie Knöpfe und Schalter weisen hinter der Bedienfassade elektrische Bauteile und Verarbeitungselektronik auf, um die an den Bedienelementen vorgenommenen Eingaben in weiterverarbeitbare elektrische Signale umzuwandeln. Diese Bauteile und die Verarbeitungselektronik benötigen Baumraum, der gerade in einem Kraftfahrzeuginnenraum knapp bemessen ist. 1 zeigt diesbezüglich im Stand der Technik bekannte Bedienelemente. In einer Mittelkonsole 1' sind Bedienelemente 2a', 3a' und 4' eingelassen. Eine Blende 6' bildet einen oberen Abschluss. Zwei Leiterplatten 7a und 7b umfassen elektrische Bauteile und Verarbeitungselektronik um die Eingaben in die Bedienelemente aufzubereiten. Über Steckverbindungen 8a und 8b sind diese wiederum mit weiteren Verarbeitungseinheiten im Fahrzeug verbunden.
Aufgabe an den Fachmann ist es, Maßnahmen bereitzustellen, die Bedieneingaben über Gesten erleichtern.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
In einem Aspekt umfasst eine Vorrichtung zum Empfangen von Bedieneingaben eines Benutzers: Eine Kamera mit angeschlossener Verarbeitungseinheit; ein mechanisches Bedienelement; wobei das Bedienelement bei einer Betätigung durch eine Hand oder einen Finger des Benutzers die Hand oder den Finger in seiner Bewegung führt, und wobei das Bedienelement durch die Betätigung bewegt wird, wobei die Kamera und die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet sind, die Geste des Benutzers zu erkennen und ihr eine Bedieneingabe zuzuweisen.
Auf diese Weise ist es dem Benutzer möglich mit ihm bekannten mechanischen Bedienelementen, wie Knöpfen oder Schaltern, zu interagieren. Dabei führt er gleichzeitig und eventuell unbewusst die entsprechende Geste aus. Mit anderen Worten: Der Benutzer führt eine geführte Geste aus. Diese Interaktion wird von der Kamera erfasst und entsprechend interpretiert. Die mechanischen Bedienelemente selbst brauchen keine elektrische Erfassungseinrichtung für die Bewegung der Bedienelemente aufzuweisen. Die Eingabe des Benutzers erfolgt über die mithilfe der Kamera erkannten Geste. Die mechanischen Bedienelemente können als Dummies bezeichnet werden.
Gegenüber diesen bekannten Knöpfen und Schaltern bietet der Einsatz eines „Dummies” den Vorteil, dass kein Baumraum für elektrische oder elektronische Komponenten hinter der Fassade benötigt wird. Ebenfalls kann der Verkabelungsaufwand entfallen. Darüber hinaus sind leicht Änderungen möglich.
In der Vorrichtung kann eine weitere oder können weitere Kameras vorgesehen sein, die mit der Verarbeitungseinheit verbunden sind und Aufnahmen zur Erkennung der Geste liefern. Es kann vorgesehen sein, dass die Kamera oder Kameras auch im Infrarotbereich arbeiten, um die Funktion bei Nacht zu gewährleisten. Hierfür kann auch eine Infrarotlichtquelle vorgesehen sein.
Bevorzugt entspricht die Bewegung des Bedienelements der Betätigung durch die Hand oder den Finger des Benutzers. Das Bedienelement wird somit vom Benutzer in der ihm gewohnten Weise betätigt.
Typischerweise ist das mechanische Bedienelement ein Drehknopf, der durch den Benutzer gedreht wird, wodurch der Benutzer die Bedieneingabe vornimmt. Diese wird durch die Kamera erfasst und entsprechend interpretiert. Genauso kann es sich bei dem Bedienelement um einen Schalter, der gedrückt wird, oder um einen Schieber, der vom Benutzer geschoben wird, handeln.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Geste des Benutzers eine Eigenschaft hat, die kontinuierlich durch die Geste dargestellt werden kann, insbesondere eine Drehung, und dass die Eigenschaft auf eine kontinuierliche Änderung einer Einstellung abgebildet wird, insbesondere die Änderung einer Temperatur. Der Winkel bei der Drehung einer Hand bei der Bedienung eines Drehknopfes oder die Strecke des Schiebens bei einem Schieber kann bei der Eingabe kontinuierlich ausgeführt werden. Dieser Verfeinerung der Eingabe wird eine entsprechend feine, d. h. kontinuierliche Ausgabe bereitgestellt, nämlich die kontinuierliche Änderung der Einstellung, die eben der Geste zugewiesen ist. Dementsprechend ist die Änderung der Einstellung umso größer, je mehr die Eigenschaft durch die Geste dargestellt wird.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass mithilfe der Kamera auch Markierungen, wie kleine Striche oder Zahlenangaben, auf dem Bedienelement erfasst werden. Anhand der Stellung dieser Markierungen und/oder deren Erkennbarkeit im Kamerabild kann die mithilfe der Geste erkannte Bedieneingabe bestätigt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass mithilfe der Markierungen die Bedieneingabe präzisiert wird. So kann beispielsweise die eingestellte Temperatur durch eine Drehgeste an einem Drehknopf durch die Erkennung der Markierungen auf dem Drehknopf und deren Stellung genauer erkannt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass der Kunde die den Gesten zugewiesenen Funktionen selbständig konfigurieren kann (z. B. Schalter der Sitzheizung einmal betätigen: Sitzheizung an; Schalter zweimal betätigen: Sitzheizung aus). Die Konfiguration kann auf einer Kundenkarte gespeichert werden. Wenn der Kunde ein anderes Fahrzeug verwendet kann die Konfiguration von der Kundenkarte wieder abgerufen werden und seine individuelle Konfiguration wieder hergestellt werden. Insgesamt kann eine Komplexitätsminimierung in der Entwicklung, eine Variantenminimierung und eine Qualitätserhöhung erreicht werden.
In einer Weiterbildung umfasst das Verfahren ferner: Eine Anzeige, die insbesondere angrenzend an das Bedienelement angeordnet ist und weiter insbesondere derart angeordnet ist, dass die Anzeige eine Betätigung des Bedienelements durch den Benutzer ermöglicht; Wobei dem Bedienelement jede Funktion einer Gruppe von Funktionen zugeordnet werden kann; Wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, einen Hinweis auf die dem Bedienelement jeweils zugeordnete Funktion auf einer Anzeige anzuzeigen, wobei der Hinweis insbesondere räumlich an das Bedienelement angrenzend angezeigt wird; Wobei die Kamera und die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet sind, die Geste des Benutzers zu erkennen und ihr in Abhängigkeit der zugeordneten Funktion eine Bedieneingabe zuzuweisen. In einem typischen Fall wird also eine Anzeige (beispielsweise ein LCD, OLED oder ähnliches Display) hinter dem mechanischen Bedienelement angeordnet. Der Benutzer sieht so das Display mit einem für ihn daraus hervortretenden Bedienelement. Es ist vorgesehen, dass Eingaben an dem Bedienelement verschiedenen Funktionen (beispielsweise Einstellung der Innenraumtemperatur, Auswahl eines Radiosenders) zugeordnet werden können. Die Anzeige zeigt für eine Benutzer dabei an, welcher Funktion das Bedienelement gerade zugeordnet ist, gegebenenfalls mit Hinweisen auf die Granularität möglicher Eingaben, also beispielsweise einer Temperaturskala oder einzelnen Strichen je °C oder Radiosender. Die Zuweisung beziehungsweise Interpretation der Bedieneingabe erfolgt dann in Abhängigkeit der zugeordneten Funktion. So wird einer Eingabe beispielsweise ein bestimmter Temperaturwert zugeordnet, wenn dem Bedienelement die Einstellung einer Innenraumtemperatur zugeordnet ist. Der Eingabe wird ein Radiosender zugeordnet, wenn dem Bedienelement die Auswahl eines Radiosenders zugeordnet ist.
In einem anderen Aspekt umfasst ein Verfahren zum Empfangen von Bedieneingaben eines Benutzers: Aufnehmen einer Betätigung eines mechanischen Bedienelements durch eine Geste einer Hand oder eines Fingers den Benutzer, wobei das Bedienelement die Betätigung durch die Hand oder den Fingers des Benutzers führt, so dass der Benutzer eine geführte Geste ausführt, wobei das mechanische Bedienelement durch die Betätigung bewegt wird; Erkennen einer Bedieneingabe des Benutzers anhand der Geste des Benutzers. Dabei kann die Bewegung des Bedienelements entsprechend der Betätigung durch die Hand oder den Finger des Benutzers sein.
Die Geste des Benutzers kann eine Eigenschaft haben, die kontinuierlich durch die Geste dargestellt werden kann, insbesondere eine Drehung, und wobei die Eigenschaft auf eine kontinuierliche Änderung einer Einstellung abgebildet wird, insbesondere die Änderung einer Temperatur.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt schematisch den Aufbau von im Stand der Technik bekannten Bedienelementen.
2 zeigt eine Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel in schematischer Draufsicht.
3 zeigt eine Schnittansicht der Vorrichtung gemäß 2.
Gleiche Bezugszeichen beziehen sich auf sich entsprechende Elemente über die Figuren hinweg.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
2 zeigt eine Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel in schematischer Draufsicht. In einer Mittelkonsole 1 sind Drehknöpfe 2a und 2b (auch Drehschalter genannt), Taster 3a, 3b, 3c und 3d (auch Drückschalter genannt) und ein weiterer Drehknopf 4 (hier auch Drehregler genannt) eingelassen. Bei diesen handelt es sich um Bedienelemente, die sich mechanisch ihrer gewohnten Funktionsweise entsprechend verhalten. Die Drehknöpfe 2a und 2b können beispielsweise der Einstellung einer Innenraumtemperatur für den Fahrer und Beifahrer dienen. Um die Fahrertemperatur einzustellen greift der Benutzer nun nach dem Drehknopf 2a und dreht diesen entsprechend der gewünschten Temperatur. Zwei Kameras 5a und 5b sind in einer Blende 6 montiert und auf die Mittelkonsole 1 gerichtet und nehmen die Drehgeste des Benutzers auf. Durch die Anordnung in der Blende 6 können die Kameras 5a und 5b nicht oder schwer verdeckt werden. Eine an die Kameras 5a und 5b angeschlossene Verarbeitungseinheit (nicht dargestellt) erkennt die Drehbewegung der Hand als Geste und Bedieneingabe. Entsprechend der durchgeführten Drehung der Hand wird ein Temperaturwert errechnet. Beispielsweise kann die Temperatur um 0,5°C bei jeder Viertelumdrehung der den Drehknopf 2a berührenden Finger erhöht werden.
3 zeigt eine Schnittansicht der Vorrichtung gemäß 2, entlang der Linie A. Wie direkt ersichtlich ist, umfasst die Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel keine Verarbeitungseinheiten und elektrischen Bauteile um Signale der Bedienelemente aufzubereiten, da die Erkennung der Eingabe über die Bildverarbeitung der Kameras erfolgt. Der Bauraum der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel ist damit wesentlich geringer als im Stand der Technik. Lediglich ein Steckverbinder 7c zur mechanischen Kopplung und gegebenenfalls Energieversorgung von Leuchtmitteln in der Mittelkonsole ist vorgesehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6266057 B2 [0004]

Claims

Vorrichtung zum Empfangen von Bedieneingaben eines Benutzers, umfassend: Eine Kamera mit angeschlossener Verarbeitungseinheit; ein mechanisches Bedienelement; wobei das Bedienelement bei einer Betätigung durch eine Hand oder einen Finger des Benutzers die Hand oder den Finger in seiner Bewegung führt, so dass der Benutzer eine geführte Geste ausführt und wobei das Bedienelement durch die Betätigung bewegt wird, Wobei die Kamera und die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet sind, die Geste des Benutzers zu erkennen und ihr eine Bedieneingabe zuzuweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bewegung des Bedienelements entsprechend der Betätigung durch die Hand oder den Finger des Benutzers ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mechanische Bedienelement einen Drehknopf, einen Schalter oder einen Schieber umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Betätigung ein Drehen des Drehknopfes beziehungsweise ein Drücken des Schalters beziehungsweise ein Schieben des Schiebers umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bedienelement über eine Fläche hinaussteht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Geste des Benutzers eine Eigenschaft hat, die kontinuierlich durch die Geste dargestellt werden kann, insbesondere eine Drehung der Hand, und wobei die Eigenschaft auf eine kontinuierliche Änderung einer Einstellung abgebildet wird, insbesondere die Änderung einer Temperatur.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Änderung umso größer ist, je mehr die Eigenschaft durch die Geste dargestellt wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Eine Anzeige, die insbesondere angrenzend an das Bedienelement angeordnet ist und weiter insbesondere derart angeordnet ist, dass die Anzeige eine Betätigung des Bedienelements durch den Benutzer ermöglicht; Wobei dem Bedienelement jede Funktion einer Gruppe von Funktionen zugeordnet werden kann und eine Funktion der Gruppe von Funktionen zugeordnet ist; Wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, einen Hinweis auf die dem Bedienelement jeweils zugeordnete Funktion auf einer Anzeige anzuzeigen, wobei der Hinweis insbesondere räumlich an das Bedienelement angrenzend angezeigt wird; Wobei die Kamera und die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet sind, die Geste des Benutzers zu erkennen und ihr in Abhängigkeit der zugeordneten Funktion eine Bedieneingabe zuzuweisen.
Verfahren zum Empfangen von Bedieneingaben eines Benutzers, umfassend: Aufnehmen einer Betätigung eines mechanischen Bedienelements durch eine Geste einer Hand oder eines Fingers des Benutzer, wobei das Bedienelement die Betätigung durch die Hand oder den Fingers des Benutzers führt, so dass der Benutzer eine geführte Geste ausführt, wobei das mechanische Bedienelement durch die Betätigung bewegt wird; Erkennen einer Bedieneingabe des Benutzers anhand der Geste des Benutzers.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Bewegung des Bedienelements entsprechend der Betätigung durch die Hand oder den Finger des Benutzers ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei die Geste des Benutzers eine Eigenschaft hat, die kontinuierlich durch die Geste dargestellt werden kann, insbesondere eine Drehung, und wobei die Eigenschaft auf eine kontinuierliche Änderung einer Einstellung abgebildet wird, insbesondere die Änderung einer Temperatur.