DE102013219511A1

DE102013219511A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Eingabevorrichtung eines Bediensystems, Kraftfahrzeug, Computerprogramm, Computer-Programmprodukt

Info

Publication number: DE102013219511A1
Application number: DE201310219511
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Niem
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2015-04-02
Anticipated expiration: 2033-09-28
Also published as: DE102013219511B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Eingabevorrichtung (4) eines Bediensystems (2) eines Kraftfahrzeugs, das einen Gangwahlhebel (2) für ein insbesondere automatisches oder manuelles Schaltgetriebe aufweist, wobei die Eingabevorrichtung (4) eine Sensoreinrichtung (5) zum berührungsfreien Erfassen einer Freiraumgeste einer Hand eines Benutzers aufweist. Es ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung (5) den Gangwahlhebel (2) auf das Aufliegen einer Hand auf den Gangwahlhebel (2) überwacht, und dass eine Freiraumgeste einer Hand nur dann erfasst wird, wenn darauf erkannt wurde, dass die Hand auf dem Gangwahlhebel (2) aufliegt oder zuvor auflag.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Eingabevorrichtung eines Bediensystems eines Kraftfahrzeugs, das einen Gangwahlhebel für ein insbesondere automatisches oder manuelles Schaltgetriebe aufweist, wobei die Eingabevorrichtung eine Sensoreinrichtung zum berührungsfreien Erfassen einer Freiraumgeste einer Hand eines Benutzers aufweist.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Betreiben einer Eingabevorrichtung eines Bediensystems eines Kraftfahrzeugs, das einen Gangwahlhebel für ein insbesondere automatisches oder manuelles Schaltgetriebe aufweist, wobei die Eingabevorrichtung eine Sensoreinrichtung zum berührungsfreien Erfassen einer Freiraumgeste einer Hand eines Benutzers aufweist.
Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Vorrichtung, ein Computerprogramm sowie ein Computer-Programmprodukt.
Stand der Technik
In modernen Kraftfahrzeugen wird angestrebt, Freiraumgesten von Benutzers zu erfassen und als Steuerbefehle für ein Bediensystem zu erkennen. Sogenannte Infotainment-Systeme von Kraftfahrzeugen ermöglichen es dem Benutzer über eine Schnittstelle vielfältige Funktionen des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise die Einstellungen einer Klimaanlage oder einer Musikanlage zu bedienen. Zum Erfassen der Freiraumgesten sind Sensoreinrichtungen notwendig, die berührungsfrei die Hand eines Benutzers im Raum sowie deren Position und/oder Bewegung erfassen können. Eine Herausforderung ist es dabei, eine sichere Initialisierung beziehungsweise Erfassung der Ausgangsposition einer Hand im Sensorbild als Ausgangspunkt für eine durchgeführte Freiraumgeste festzulegen.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass ein in fast jedem Kraftfahrzeug vorgesehenes Element als Ausgangspunkt für die Initialisierung einer Freiraumgeste genutzt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung den Gangwahlhebel des Kraftfahrzeugs auf das Aufliegen einer Hand auf den Gangwahlhebel überwacht, und dass eine Freiraumgeste einer Hand nur dann erfasst wird, wenn darauf erkannt wurde, dass die Hand auf dem Gangwahlhebel aufliegt oder zuvor auflag. Erst dann also, wenn ein Benutzer seine Hand auf den Gangwahlhebel auflegt, wird eine Freiraumgeste erwartet, beziehungsweise das Erfassen der auf den Gangwahlhebel aufgelegten Hand wird als eine Initialisierung des Erkennens einer dann durchgeführten beziehungsweise folgenden Freiraumgeste genutzt. Erst wenn erkannt wurde, dass eine Freiraumgeste ihren Ausgangspunkt auf dem Gangwahlhebel hatte, wird also die durchgeführte Freiraumgeste ausgewertet und ein entsprechender Steuerbefehl ausgegeben. Üblicherweise ist der Gangwahlhebel mittig im Bereich der Mittelkonsole angeordnet und ist daher für einen Benutzer leicht erreichbar. Insbesondere befindet sich der Gangwahlhebel dabei in der Regel bereits in einem Bereich, in welchem üblicherweise eine Benutzerschnittstelle zu einem Bediensystem erwartet wird. Erfindungsgemäß wird nunmehr der Gangwahlhebel berührungsfrei darauf überwacht, ob eine Hand auf ihm aufliegt oder nicht. Liegt eine Hand auf ihm auf, so wird eine anschließend durchgeführte Freiraumgeste erfasst und in Abhängigkeit von der erfassten Freiraumgeste auf einen entsprechenden Steuerbefehl erkannt. Bei der Freiraumgeste kann es sich um eine Geste der gesamten Hand handeln, die von dem Gangwahlhebel gelöst wurde, oder auch um eine Geste eines einzelnen oder mehrerer Finger der Hand, während der Handballen der Hand auf dem Gangwahlhebel liegenbleibt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine aktuelle Position und/oder Bewegung des Gangwahlhebels durch von der Sensoreinrichtung unabhängige Mittel ermittelt und mittels der Sensoreinrichtung, die die Position des Gangwahlhebels berührungsfrei überwacht, verifiziert wird. Hierbei ist vorgesehen, dass die Position des Gangwahlhebels durch von der Sensoreinrichtung separate Mittel ermittelt wird. Beispielsweise kann hierzu als Mittel ein Wählhebelsteuergerät genutzt werden, das üblicherweise den durch eine Betätigung des Gangwahlhebels vorgegebenen Steuerbefehl erfasst und umsetzt. Diese Daten werden erfindungsgemäß dazu genutzt, die Position oder auch die Bewegung des Gangwahlhebels zu ermitteln und mit den Daten der Sensoreinrichtung zu vergleichen. Dadurch ist es zunächst beispielsweise möglich, die Nutzbarkeit des Systems beziehungsweise Verfahrens sicherzustellen.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass, wenn die Sensoreinrichtung die ermittelte Position des Gangwahlhebels nicht verifiziert, darauf erkannt wird, dass eine Hand auf dem Gangwahlhebel aufliegt. Liegt eine Hand auf dem Gangwahlhebel auf, so ist es der insbesondere optisch arbeitenden Sensoreinrichtung nicht möglich, den Gangwahlhebel und damit dessen Position selbst zu erkennen. Dadurch können die genaue Position des Gangwahlhebels nicht erkannt und die Daten der von der Sensoreinrichtung unabhängigen Mittel nicht verifiziert werden. Dies wird dazu genutzt, bei einer Nicht-Verifizierung der Position des Gangwahlhebels darauf zu erkennen, dass eine Hand auf dem Gangwahlhebel aufliegt und eine Freiraumgeste erfasst werden kann beziehungsweise soll.
Bevorzugt ist weiterhin vorgesehen, dass eine Freiraumgeste nur dann erfasst wird, wenn der Gangwahlhebel nicht bewegt wird. Durch das vorgeschriebene Ermitteln der Position und/oder Bewegung des Gangwahlhebels wird festgestellt, ob der Gangwahlhebel ruht oder bewegt wird. Befindet sich der Gangwahlhebel in Bewegung, so ist die dazu notwendigerweise durchgeführte Bewegung der Hand an dem Gangwahlhebel nicht als Freiraumgeste zu erkennen, da dies zu einer Fehlbedienung führen würde. Daher ist hierzu vorgesehen, die Freiraumgeste nur dann zu erfassen, wenn der Gangwahlhebel ruht beziehungsweise nicht bewegt wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalendes Anspruchs 5 zeichnet sich durch ein speziell hergerichtetes Steuergerät aus, das Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung wenigstens einen optischen Sensor, insbesondere eine Kamera, zum Überwachen des Gangwahlhebels und zum Erfassen einer Freiraumgeste aufweist. Weiterhin weist die Vorrichtung als Mittel bevorzugt eine Erfassungseinrichtung zum Ermitteln der Position und/oder Bewegung des Gangwahlhebels auf, die separat von der Sensoreinrichtung ausgebildet ist. Insbesondere kann diese Erfassungseinrichtung in ein Wählhebelsteuergerät, das dem Gangwahlhebel zugeordnet ist, integriert sein. Die Vorrichtung und die Erfassungseinrichtung sind dabei bevorzugt über eine im Kraftfahrzeugbereich übliche Schnittstelle, insbesondere über ein CAN-System beziehungsweise einen CAN-Bus miteinander verbunden.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 7 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Vorrichtung aus. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile.
Das erfindungsgemäße Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 8 sieht vor, dass alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden, wenn das Programm auf einem Computer abläuft.
Das erfindungsgemäße Computer-Programmprodukt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode führt gemäß den Merkmalen des Anspruchs 9 das erfindungsgemäße Verfahren aus, wenn das Programm auf einem Computer abläuft.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden Dazu zeigt die einzige
Figur eine perspektivische Darstellung einer Mittelkonsole eines Kraftfahrzeugs.
Die Figur zeigt in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung den Blick auf eine Mittelkonsole eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug weist ein manuelles Schaltgetriebe auf, das mittels eines Gangwahlhebels 2 bedienbar ist, der an der Mittelkonsole 1 angeordnet ist, wie in der Figur dargestellt. An der Mittelkonsole 1 ist außerdem im Bereich des Armaturenbrett des Fahrzeugs ein Bediensystem 3 vorgesehen, das Bestandteil eines Infotainment-Systems des Kraftfahrzeugs ist, und zum Anzeigen und Einstellen und Bedienen von Fahrzeugfunktionen sowie Unterhaltungseinrichtungen vorgesehen ist.
Das Bediensystem 3 weist eine Eingabevorrichtung 4 auf, die neben einer Vielzahl von Drehschaltern und Tastern auch eine Sensoreinrichtung 5 aufweist, die zum berührungsfreien Erfassen einer Freiraumgeste einer Hand eines Benutzers ausgebildet ist. Die Sensoreinrichtung weist hierzu einen optischen Sensor in der Art eines Kamerasensors auf, der den Bereich der Mittelkonsole 1 erfasst, wie durch Linien 6 angedeutet, in dem auch der Gangwahlhebel 2 liegt. Die Sensoreinrichtung 5 ist dabei oberhalb des Gangwahlhebels 2 angeordnet, so dass die Sensoreinrichtung 5 den Gangwahlhebel 2 zumindest bereichsweise von oben erfasst.
Die Eingabevorrichtung 4 ist weiterhin mit einem Wählhebelsteuergerät 7 durch ein CAN-System gekoppelt. Das Wählhebelsteuergerät 7 erfasst die Stellung des Gangwahlhebels 2 und meldet diese an die Eingabevorrichtung 4. Der Eingabevorrichtung 4 ist somit die Position des Gangwahlhebels 2 bekannt.
Mittels der Sensoreinrichtung 5 wird nunmehr die Position des Gangwahlhebels 2 verifiziert. Erfasst der Kamerasensor den Gangwahlhebel 2 lässt sich durch entsprechende Algorithmen feststellen, ob sich dieser an der durch das Wählhebelsteuergerät 7 vorhergesagten Stelle befindet. Ist dies der Fall, so wird darauf erkannt, dass keine Freiraumgeste folgt und erkannt werden müsste.
Kann die Sensoreinrichtung 5 nicht verifizieren, dass sich der Gangwahlhebel 2 an der von dem Wählhebelsteuergerät 7 vorhergesagten Position befindet, weil die Sensoreinrichtung 5 den Gangwahlhebel 2 nicht erkennen kann, weil ein Benutzer seine Hand auf den Gangwahlhebel gelegt hat, so wird zunächst geprüft, ob der Gangwahlhebel zum Wechseln eines eingelegten Gangs betätigt wird. Erfasst das Wählhebelsteuergerät 7, dass der Gangwahlhebel 2 bewegt wird, so wird ebenfalls darauf erkannt, dass keine Freiraumgeste erfolgt und entsprechend wird die Bewegung der Hand in dem Erfassungsbereich des Kamerasensors nicht verfolgt oder ausgewertet.
Wird jedoch darauf erkannt, dass der Gangwahlhebel 2 in seiner Stellung ruht und die Position des Gangwahlhebels durch die Sensoreinrichtung 5 verifiziert wurde, so wird das Erfassen einer Freiraumgeste gestartet. Die Hand wird in dem Erfassungsbereich des Kamerasensors präzise verortet, so dass ein Ausgangspunkt für die darauffolgende Freiraumgeste der Hand oder eines oder mehrerer Finger der Hand erfasst und in Abhängigkeit der erfassten Freiraumgeste auf einen Steuerbefehl erkannt wird.
Der Gangwahlhebel 2 dient somit bei dem beschriebenen Verfahren als Initialisierungspunkt für eine Freiraumgeste, die mittels der Sensoreinrichtung 5 erfasst wird. Das vorgeschlagene Verfahre erlaubt eine sehr schnelle und robuste Initialisierung für Freiraumgesten mit der Hand, indem die relative Position von Gangwahlhebel 2 und Kamerasensor der Sensoreinrichtung 5 durch Kenntnis der aktuellen Stellung des Gangwahlhebels 2 bekannt ist. Darüber hinaus ist die Position der Hand und der Auflage auf dem Gangwahlhebel 2 stabil und eindeutig rekonstruierbar, so dass auch eine davon ausgehende Freiraumgeste sicher erkannt wird. Der Start der Freiraumgestenerfassung wird also durch das Auflegen der Hand auf den Schaltknüppel initialisiert, wobei die Initialisierung nicht erfolgt, wenn erfasst wird, dass der Gangwahlhebel 2 betätigt wird.
Während es sich bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel um den Gangwahlhebel 2 eines Schaltgetriebes handelt, ist es selbstverständlich auch denkbar, den Gangwahlhebel eines automatischen Getriebes zu verwenden, der beispielsweise zwischen den Positionen P, N, und D hin und her schaltbar ist. Auch ist die Erfindung nicht auf einen Kamerasensor als Erfassungseinrichtung beschränkt. Grundsätzlich können auch andere, insbesondere optisch arbeitende Sensoren zur Erfassung von Freiraumgesten genutzt werden.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Eingabevorrichtung (4) eines Bediensystems (2) eines Kraftfahrzeugs, das einen Gangwahlhebel (2) für ein insbesondere automatisches oder manuelles Schaltgetriebe aufweist, wobei die Eingabevorrichtung (4) eine Sensoreinrichtung (5) zum berührungsfreien Erfassen einer Freiraumgeste einer Hand eines Benutzers aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (5) den Gangwahlhebel (2) auf das Aufliegen einer Hand auf den Gangwahlhebel (2) überwacht, und dass eine Freiraumgeste einer Hand nur dann erfasst wird, wenn darauf erkannt wurde, dass die Hand auf dem Gangwahlhebel (2) aufliegt oder zuvor auflag.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine aktuelle Position und/oder Bewegung des Gangwahlhebels (2) durch von der Sensoreinrichtung unabhängige Mittel ermittelt und mittels der Sensoreinrichtung (5), die die aktuelle Position des Gangwahlhebels berührungsfrei überwacht, verifiziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Sensoreinrichtung (5) die ermittelte Position des Gangwahlhebels (2) nicht verifiziert, darauf erkannt wird, dass eine Hand auf dem Gangwahlhebel (2) aufliegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Freiraumgeste nur dann erfasst wird, wenn der Gangwahlhebel (2) nicht bewegt wird.
Vorrichtung zum Betreiben einer Eingabevorrichtung (4) eines Bediensystems (3) eines Kraftfahrzeugs, das einen Gangwahlhebel (2) für ein insbesondere automatisches oder manuelles Schaltgetriebe aufweist, wobei die Eingabevorrichtung (4) eine Sensoreinrichtung (5) zum berührungsfreien Erfassen einer Freiraumgeste einer Hand eines Benutzers aufweist, gekennzeichnet durch ein speziell hergerichtetes Steuergerät, das Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (5) wenigstens einen optischen Sensor, insbesondere eine Kamera, zum Überwachen des Gangwahlhebels (2) und zum Erfassen einer Freiraumgeste aufweist.
Kraftfahrzeug mit einem Gangwahlhebel (2) für ein insbesondere automatisches oder manuelles Schaltgetriebe des Kraftfahrzeugs, mit einem eine Eingabevorrichtung (4) aufweisenden Bediensystem (3), wobei die Eingabevorrichtung (4) eine Sensoreinrichtung (5) zum berührungsfreien Erfassen einer Freiraumgeste einer Hand eines Benutzers aufweist, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6.
Computerprogramm, das alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 ausführt, wenn das Programm auf einem Computer läuft.
Computer-Programmprodukt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird.