DE102014019709A1

DE102014019709A1 - Verfahren zur Bedienung einer mechanischen Vorrichtung

Info

Publication number: DE102014019709A1
Application number: DE102014019709.3A
Authority: DE
Inventors: Uwe Hendrik Hill
Original assignee: Elmos Semiconductor SE
Current assignee: Elmos Semiconductor SE
Priority date: 2014-05-19
Filing date: 2014-05-19
Publication date: 2015-11-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bedienung einer mechanischen Vorrichtung, die über eine optische Gestenerkennungsvorrichtung verfügt. Die Vorrichtung kann die Position und Lage einer Hand oder eines anderen Körperteils eines Gestensprechers erkennen. Nach der Auswertung der somit erkannten Daten und dem Erkennen mindestens einer vorbestimmten Geste reagiert die Vorrichtung durch einen mechanischen Vorgang, beispielsweise die Entriegelung einer Tür auf diese Erkennung. Dabei bestimmt die Gestenerkennungsvorrichtung zumindest einen Abstand einer Hand oder eines anderen Körperteils eines Gestensprechers von der Vorrichtung. Zusätzlich bestimmt die Gestenerkennungsvorrichtung gleichzeitig zusätzlich mindestens einen weiteren Parameter dieser Hand oder des anderen Körperteils eines Gestensprechers. Im Beispiel der Entriegelung einer Kfz-Tür ist die Vorrichtung vorzugsweise in einem Rückspiegel untergebracht und die Erkennung wird nur durchgeführt, wenn sich die Hand oder das andere Körperteils eines Gestensprechers in einem vordefinierten Raumbereich (12, 13) befindet.

Description

Einleitung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bedienung einer mechanischen Vorrichtung, die über eine Gestenerkennungsvorrichtung verfügt. Die besagte Gestenerkennungsvorrichtung ist dabei in der Lage, die Position und/oder Lage und/oder Ausrichtung eines Gesteneingabeobjekts, insbesondere die einer Hand und/oder eines Fingers und/oder eines anderen Körperteils, eines Gestensprechers zu erkennen. Die Struktur eines Gesteneingabeobjekts, also ebenfalls die der besagten Hand und/oder eines Fingers und/oder eines anderen Körperteils eines Gestensprechers, kann ebenfalls erkannt werden. Unter Struktur ist hierbei beispielsweise eine geöffnete Hand im Gegensatz zu einer geschlossenen Hand zu verstehen. Solcherart Gesten sind beispielsweise in der Schrift DE 10 2012 010 627 A1 offenbart. Nach dem Erkennen einer vorbestimmten Geste oder einer vorbestimmten Gestensequenz, die mittels des besagten Gesteneingabeobjekts und/oder einer Hand und/oder eines Fingers und/oder eines anderen Körperteils eines Gestensprechers ausgeführt wurde, reagiert die Vorrichtung durch einen mechanischen Vorgang auf diese Erkennung, Eine solcher mechanischer Vorgang kann beispielsweise das Entriegeln einer Tür, das Öffnen einer Heckklappe eines Kfz, das Öffnen und/oder Schließen einer anderen verschließbaren Öffnung oder Änderung des Verschließungszustands, also beispielsweise das teilweise Öffnen und/oder Schließen der besagten Öffnung sein.
Im Stand der Technik sind verschiedene optische Verfahren zur Durchführung einer solchen Steuerung des Verschließungszustands einer Öffnung insbesondere einer Öffnung in einem Kfz bereits bekannt. Hier sind beispielhaft zu nennen ( EP 1901947 B1 , DE 10 2008 029 223 A1 , DE 10 2005 005 185 A1 , DE 10 2011 115 760 A1 ) Diese weisen jedoch allesamt den Nachteil auf, dass sie allesamt hinsichtlich der Reflektivität der Haut nicht in der Lage sind, unterschiedliche Hautfarben gleich gut zu erkennen. Insbesondere bei den in südlichen Breitengraden sehr häufig vorkommenden dunklen Hauttypen, kann es zu Erkennungsschwierigkeiten kommen, da die Reflektivität solcher Hauttypen herabgesetzt ist.
Aufgabe der Erfindung
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine sichere Gestenerkennung auch dann zu ermöglichen, wenn die Reflektivität der Haut herabgesetzt ist. Dies wird mit einem Verfahren entsprechend Anspruch 1 erreicht.
Beschreibung der Erfindung.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird insbesondere dadurch gelöst, dass die Gestenerkennungsvorrichtung zumindest einen Abstand eines Gesteneingabeobjekts und/oder einer Hand und/oder eines Fingers und/oder eines anderen Körperteils eines Gestensprechers und einen weiteren Parameter dieses Gesteneingabeobjekts und/oder dieser Hand und/oder dieses Fingers und/oder des anderen Körperteils eines Gestensprechers gleichzeitig bestimmt. Bei dem zusätzlichen Parameter handelt es sich vorzugsweise um die Reflektivität dieses Gesteneingabeobjekts und/oder dieser Hand und/oder dieses Fingers und/oder des anderen Körperteils eines Gestensprechers. Vorzugsweise wird mit Hilfe der durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, die das erfindungsgemäße Verfahren durchführt, eine Objektklassifizierung vorgenommen wird. In manchen Fällen ist es sinnvoll die Messung der Reflektivität auf einen vorgegeben spektralen Bereich zu begrenzen und mit einem breitbandigen Sender (H) zu arbeiten. Dabei kann es beispielsweise sinnvoll sein, die obere Wellenlänge beispielsweise auf 2000 nm und/oder 1000 nm und/oder 750 nm und/oder 600 nm und/oder 500 nm und/oder 400 nm und/oder 300 nm und/oder 200 nm und/oder einen Wert zwischen diesen Werten zu begrenzen und die untere Wellenlänge beispielsweise auf 1000 nm und/oder 750 nm und/oder 600 nm und/oder 500 nm und/oder 400 nm und/oder 300 nm und/oder 200 nm und/oder 100 nm und/oder einen Wert zwischen diesen Werten zu begrenzen, wobei die untere Wellenlänge immer kürzer als die obere Wellenlänge sein sollte.
Die gemessenen Parameter sind vorzugsweise die Amplitude eines reflektierten Lichtstrahls und dessen Laufzeit. Damit werden vorzugsweise die Reflektivität des Gesteneingabeobjekts und/oder der Hand und/oder dieses Fingers und/oder des anderen Körperteils eines Gestensprechers bestimmt. Mit dem anderen Parameter kann dann auf den Abstand des Gesteneingabeobjekts zum Sensor geschlossen werden.
Werden mehr als ein derartiges Sensorsystem eingesetzt, so kann durch Triangulation im Bereich der Empfindlichkeitskeule auf den Ort längs des Großkreises gleichen Abstands zu den mindestens zwei Sensoren geschlossen werden, sofern nicht durch eine gerichtete Messung, der Ort des erfassten Objektes auf einen sehr schmalen Raumwinkelbereich begrenzt ist. In einem solchen Fall wird im Folgenden von einer Messkeule gesprochen, wobei die Messkeule auf einen vorgegeben Raumwinkelbereich begrenzt ist.
Werden mehr als zwei derartige Sensorsysteme eingesetzt, so kann durch Triangulation im Bereich der Empfindlichkeitskeulen auf den exakten Ort geschlossen werden. Dort müssen sich die Oberflächen aller drei Abstandskugeln und die Messkeulen überschneiden.
Diese Ortskoordinate kann im Rahmen einer Geste einer Veränderung unterliegen. Eine derartige Gestenerkennungsvorrichtung ermittelt also nicht nur den zwei und/oder dreidimensionalen Ort relativ zur Lage der Sensoren, sondern auch typischerweise die einfachen und/oder höheren zeitlichen Ableitungen, also Bewegungsgeschwindigkeiten und/oder Beschleunigungen desselben.
Darüber hinaus kann sich im Rahmen einer Geste die Reflektivität des Gesteneingabeobjekts und/oder der Hand und/oder dieses Fingers und/oder des anderen Körperteils eines Gestensprechers verändern. Dies kann typischerweise dadurch geschehen, dass sich die Struktur des Gesteneingabeobjekts und/oder der Hand und/oder dieses Fingers und/oder des anderen Körperteils eines Gestensprechers ändert. Öffnet sich beispielsweise die Hand des Gestensprechers, so vergrößert sich seine Fläche und damit Reflektivität. Diese Änderung des Parameters Reflektivität kann ebenso Teil einer Geste sein, wie die Reflektivität selbst.
Es ist bekannt, dass ein geeignetes System zur die Messung des Abstands und des weiteren Parameters beispielsweise nach einem Verfahren entsprechend EP 1913420 B1 oder EP 2631674 A1 möglich ist.
Der große Vorteil einer solchen Gestenerkennungsvorrichtung, die das erfindungsgemäße Verfahren durchführt, ist, dass auch Störparameter wie Regen und/oder Nebel sicher durch das System erkannt werden können. Eine beispielhafte Auswertung ist aus DE 10 2012 010 627 A1 bekannt.
Es ist also ein besonders kennzeichnendes Merkmal dieser Vorrichtung, dass sie über mindestens eine mechanische Teilvorrichtung verfügt, die durch eine solche Gestenerkennungsvorrichtung gesteuert werden kann. Vorzugsweise wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Autotür oder Heckklappe oder sonstige Öffnung in einem Auto oder einer Maschine oder einem Gegenstand bedient.
Wird die Vorrichtung beispielsweise in einem Rückspiegel, der in einer Autotür untergebracht ist, eingebaut, so kann sie beispielsweise den Bereich vor einer beispielhaften Autotür überwachen. Die Empfindlichkeitskeule kann durch optische und/oder durch Datenselektion in einem Auswerteschaltkreis beispielsweise so eingestellt werden, dass diese Empfindlichkeitskeule parallel zur beispielhaften Autotür in Höhe des Türgriffs liegt. An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Messkeule sich aus der Schnittmenge der Menge der durch die Sendekeule erfassten Punkte im Raum mit der Menge der durch die Empfangskeule erfassten Punkte im Raum ergibt. Der Empfindlichkeitsbereich kann beispielsweise durch einen erlaubten Lichtlaufzeitbereich längs der Messkeule eingeschränkt werden. Hierdurch wird ein Abstandsbereich definiert, der für die Gestenerkennung zugelassen wird. Statt einer Einschränkung der Gestenerkennung hinsichtlich des Abstands sind auch Einschränkungen hinsichtlich des Raumwinkelbereiches und/oder eines Winkels und/oder eines Raumwinkels und/oder ganz allgemein hinsichtlich eines Raumbereiches denkbar, wobei diese Einschränkung lediglich innerhalb des Messbereiches des Systems selbst liegen sollte. Der so definierte Raumbereich, in dem Gesten erkannt werden kann ansonsten eine mehr oder weniger beliebige Form und Struktur haben. Vorzugsweise wird man sich jedoch auf möglichst wenige Formparameter dieses Raumbereiches beschränken, um die notwendige Rechenleistung zu begrenzen.
In der Regel wird mehr als ein Sensor verwendet. In diesem Fall kann die Beschränkung auch durch Filterung der Daten erfolgen. Hierbei werden dann nur solche Daten weiterverarbeitet, deren Koordinaten innerhalb einer zulässigen Punktmenge der Messkeule liegen. Kann die Messkeule geschwenkt werden, so werden dann nur solche Daten weiterverarbeitet, deren Koordinaten innerhalb der Vereinigungsmenge einer zulässigen Punktmenge der Messkeulen mit einer zulässigen Ausrichtung liegen
Durch die Datenselektion kann somit nun ein räumlicher Bereich definiert werden, der unmittelbar vor dem Türgriff oder einem irgendwie sonst ausgezeichneten Bereich vor der Tür liegt. Das Auto braucht im Extremfall also nicht einmal mehr einen Türgriff aufzuweisen, was ein wesentlicher Teil der Erfindung ist.
Es ist von Vorteil, wenn der Nutzer durch ein akustisches und/oder visuelles und/oder mechanisches Rückkopplungssignal über den Zustand der Gestenerkennung informiert wird. Beispielsweise ist es denkbar, dass sich auf der Außenseite der Tür ein Bildschirm und zwar insbesondere ein gebogener Bildschirm und zwar vorzugsweise ein mit seiner Oberfläche dem Krümmungsverlauf der Türfläche folgender Bildschirm befindet, der durch Darstellen eines Rückkopplungssymbols dem Nutzer über den von der Vorrichtung interpretierten Messwert gibt. Ein solches Rückkopplungssymbol sollte in mindestens einem, besser zwei Rückkopplungsparametern modifiziert werden. Dabei sollten diese Rückkopplungsparameter mit gemessenen Parameter, wie beispielsweise die die drei Ortskoordinaten des Gesteneingabeobjekts, also der Hand oder des Fingers etc. korrelieren. Solche Rückkopplungsparameter können beispielsweise die Größe, Farbe, Helligkeit, Schärfe, virtuelle dreidimensionale Ausrichtung, Form (z. B. rund <-> eckig) etc. sein. Die Möglichkeiten sind mannigfaltig. Nähert sich das Eingabeobjekt einem Punkt, der im Gegensatz zum Stand der Technik nicht mit dem Ort des Sensors identisch sein muss, an, so wird beispielsweise einer dieser Parameter des Rückkopplungssignals, beispielsweise seine Größe, verändert. Beispielsweise wird es bei Annäherung an einem Punkt auf der Tür größer oder bei Entfernung kleiner.
Es ist vom optischen Anspruch her im Falle einer Autotür oder einer Heckklappe oder einer sonstige Öffnung in einem Auto oder einer Maschine oder einem Gegenstand besonders günstig, wenn auf einer Seite und zwar typischer Weise auf der Außenseite keine direkt mechanisch-manuell zu bedienende Öffnungsvorrichtungen mehr die Oberfläche des Gegenstandes unterbrechen. Insbesondere ist es vom künstlerischen Standpunkt her wünschenswert, dass die Tür etc. zumindest auf der Außenseite keinen Türgriff mehr aufweist, sondern von der betreffenden Seite ausschließlich über eine Gestenerkennung geöffnet werden kann. Im Falle eines Kfz oder einer Wohnungstür ist es sinnvoll, wenn die Gestenerkennung durch mindestens eine weitere Sicherheitsmaßnahme ergänzt wird. Dies dürfte im einfachsten Fall ein weiteres drahtlos elektromagnetisch und/oder akustisch übermitteltes Signal sein, das beispielsweise von einem elektronischen Schlüssel übermittelt wird. Dieser elektronische Schlüssel kann auch ein Gestenerkennungsobjekt sein, dass beispielsweise mit Sensoren über Lage und Position im Raum bestückt ist und diese Daten und/oder deren zeitliche Ableitungen neben anderen Daten zur Verschlüsselung nutzt und an die erfindungsgemäße Vorrichtung übermittelt.
Um die Tür und/oder Zugangsöffnung zu öffnen ist es neben der Verifikation der Zutrittsberechtigung sinnvoll, eine zu erkennende erste Gestensequenz und/oder Geste für die Entriegelung und eine zweite Gestensequenz und/oder Geste für die Öffnung der Tür zu verlangen. Diese kann durch den besagten elektronischen Schlüssel, also durch einen personalisierten und/oder personalisierbaren Sender an die Gestenerkennungsvorrichtung übermittelt werden.
Die Gestenerkennungsvorrichtung bewertet dabei typischerweise die erkannte Geste und/oder Gestensequenzen mit einem Vertrauensmaß. Dieses Vertrauensmaß wird zur Entscheidung über die Akzeptanz oder den Verwurf einer Gesten- bzw- Gestensequenzhypothese verwendet. Nur Gesten bzw. Gestensequenzen mit einem Vertrauensmaß oberhalb eines Schwellwertes werden für die Steuerung akzeptiert. Dabei kann es vorkommen, dass Gesten bzw. Gestensequenzen verworfen werden, ob wohl es sich um korrekte Gesten bzw. Gestensequenzen handelt. Die Häufigkeit eines solchen fehlerhaften Verwurfes einer korrekten Geste oder Gestensequenz wird im Folgenden als False-Rejection-Rate bezeichnet. Umgekehrt können Vorfälle als korrekte Gesten bzw. Gestensequenzen akzeptiert werden, die keine korrekten Gesten bzw. Gestensequenzen sind. Diese werden im Folgenden als False-Acceptance-Rate bezeichnet. Die False-Rejection-Rate und die False-Acceptance-Rate sind kritische Parameter des Systems, die typischerweise als gegenläufige Anforderungen zu sehen sind.
Für eine Optimierung ist es daher beispielsweise sinnvoll, mit einer ersten Geste die Gestenerkennungsvorrichtung zu aktivieren und mit einer zweiten und ggf. folgenden Geste und/oder Gestensequenz, eine Kommandosequenz zu übermitteln, die beispielsweise dann die Tür entriegelt und öffnet. Dabei ist es sinnvoll, wenn der erste Schwellwert zur Erkennung der ersten Geste und/oder Gestensequenz höher liegt, um eine zu häufige Fehlerkennung bei einem Nichtvorliegen der ersten Geste bzw. Gestensequenz, zu verhindern, also eine höhere False-Rejection-Rate zugunsten einer niedrigeren False-Rejection-Rate in Kauf zu nehmen. Dabei bezieht sich die Lage des Schwellwertes der ersten Geste und/oder Gestensequenz auf eine höhere Lage als die des zweiten Schwellwertes zur Erkennung der zweiten Geste bzw. Gestensequenz. Hierdurch weist die Erkennung der zweiten Geste bzw. Gestensequenz eine niedrigere False-Rejection-Rate auf und eine höhere False-Acceptance-Rate.
Es ist also ein besonderes Merkmal der Erfindung, wenn auch Abstände zu anderen Objekten als der Abstand des Gesteneingabeobjekts und/oder der Hand und/oder dieses Fingers und/oder des anderen Körperteils eines Gestensprechers durch die Gestenerkennungsvorrichtung und/oder Positionen dieser anderen Objekte erfasst werden können. Diese werden mit der Koordinate des Gesteneingabeobjekts und/oder der Hand und/oder dieses Fingers und/oder des anderen Körperteils eines Gestensprechers verrechnet und in Beziehung gesetzt. In manchen Fällen ist es weckmäßig, wenn sogar nur das Vorhandensein solcher Objekte in einem bestimmten Abstandsbereich und/oder Raumwinkelbereich und/oder Raumbereich und/oder Raumwinkelbereich erkannt und ggf. dem Nutzer signalisiert wird.
Diese Eigenschaft kann dann auch dazu genutzt werden, neben der Gestenerkennung weitere Funktionen durchzuführen. Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise in einem Rückspiegel eingebaut, so kann sie auch zur Detektion von Objekten in dem Totenwinkel eines Autos verwendet werden. Der bevorzugte Einbauort der erfindungsgemäßen Vorrichtung oder von Teilen derselben in einem Rückspiegel oder einem ähnlichen vorstehenden Teil einer Autokarosserie ist daher wesentlicher Teil dieser Offenbarung.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen noch weiter erläutert.
1 zeigt die Positionierung der Sensoren (1, 2) an den Türen (3, 4) eines Kfz (5) in den Rückspiegeln (6, 7).
2 zeigt die gleiche Situation wie in 1 jedoch nun ohne die Türgriffe (8, 9). Diese sind durch Bildschirme (10, 11) ersetzt, die das besagte Rückkopplungssignal geben.
3 zeigt die räumlich begrenzten Bereiche (12, 13) der Gestenerkennung relativ zur Tür
4 zeigt eine erfindungsgemäße Gestenerkennungsvorrichtung.
Ein optischer Sender (H) wird mit einem ersten bandbegrenzten Signal (S5) gespeist. Dieser strahlt in den vorgegebenen Raumbereich (12, 13) ein. Ein Objekt in diesem Raumbereich reflektiert das so eingestrahlte Licht. Dieses reflektierte Licht wird von einem Empfänger (D) empfangen. Ein Kompensationssender (K), der durch ein Kompensationssignal (S3) gespeist wird, strahlt ebenfalls in den Empfänger (D) direkt und/oder indirekt ein. Das Kompensationssignal (S3) ist dabei typischerweise komplementär zum Sendesignal (S3). Das bedeutet, dass es eine schwächere Einstrahlung des reflektierten Signals in den Empfänger (D) so ausgleicht, dass die Gesamtbestrahlung des Empfängers (D) stets annähernd bis auf einen Regelfehler und Systemrauschen konstant ist. Das Licht des Kompensationssenders (K) und des Senders (H) überlagern sich daher in dem Empfänger (D). Der Empfänger (D) erzeugt korreliert mit der Bestrahlung durch Kompensationssender (K) und Sender (H) ein Empfängerausgangssignal (S0). Dieses hängt daher von den überlagerten empfangenen optischen Signalen des Senders (H) und des Kompensationssenders (K) ab. Ein Regler (CT) regelt das Sendesignal (S5) und/oder das Kompensationssendesignal (S3) in Amplitude und Phase und/oder in Amplitude und Verzögerung gegeneinander so aus, dass das Empfängerausgangssignal (S0) bis auf einen Regelfehler und Systemrauschen keine korrelierenden Anteile des Spektrums des Sendesignals (S5) mehr enthält. Es ist hier besonders herauszustreichen, dass ein Regler (CT) das Sendesignal (S5) und/oder das Kompensationssendesignal (S3) in Amplitude und Phase und/oder in Amplitude und Verzögerung lediglich in der zuvor beschriebenen Weise ausregelt. Das Empfängerausgangssignal (S0) muss dementsprechend nicht zwangsweise ein Gleichsignal sein. Ganz besonders geeignet ist dabei ein Laser als optischer Sender (H). Um nun den Raum abzuscannen, ist es sinnvoll, wenn ein mikrooptisches Element, insbesondere ein mikromechanischer Spiegel den Lichtstrahl des Senders (H) ablenkt. Dies geschieht insbesondere durch zeilenweises Abscannen. Dabei wird die Auflösung im Bereich eines relevanten Objekts, beispielsweise der eine Geste ausführenden Hand, durch einstellen eines geringeren Zeilenabstands in diesem Bereich erhöht. Dies geschieht so, dass die Verteilungsfunktion der Messpunkte innerhalb des Messbereiches der Vorrichtung nicht homogen ist. Es ist ja typischerweise so, dass nach dem Umpositionieren des Lichtstrahls des Senders (H) zu einem neuen Messpunkt eine Messung vorgenommen wird und dann eine erneute Umpositionierung des Lichtstrahls des Senders (H) erfolgt, worauf sich die nächste Messung am nächsten Messpunkt anschließt usw.. Es erfolgt also eine diskrete Abtastung innerhalb des interessierenden Raumwinkelbereiches, wobei die Verteilung der Messpunkte innerhalb des interessierenden Raumwinkelbereiches nicht homogen sein muss. Vielmehr kann eine Verteilungsfunktion so definiert werden dass sie eine bestimmte Dichte von Messpunkte pro Raumwinkelsegment vorgibt. Dabei kann diese Verteilungsfunktion von den bereits erkannten Objekten und/oder Gesten und deren zeitliche und räumlichen einfachen und höheren Ableitungen und Integralen und einer ggf. vorzugebenden Gewichtungsfunktion abhängen.
Dabei gibt der Regler (CT) mindestens zwei Regelsignale als Messwerte für den Abstand und einen weiteren Parameter, typischerweise die empfangene Amplitude, aus. Da die mikromechanische Scan-Einrichtung gleichzeitig über ein oder zwei sphärische Koordinaten zum Zeitpunkt der Messung verfügt, kann auf diese Weise eine dreidimensionale Erkennung durchgeführt werden. Eine Auswerteeinheit, die Teil der Gestenerkennungsvorrichtung ist, wertet diese mindestens zwei, vorzugsweise vier Signale zur Erkennung einer Geste und/oder Gestensequenz aus. Eine solche Messmethode, bei der ein Regelkreis die zu messende physikalische Größe, hier die Lichtintensität, an einem Sensor, hier der Empfänger (D), nachstellt, wird im Folgenden kompensierend regelnde Messung genannt. Im konkreten handelt es sich hier um eine kompensierend regelnde Messung der Laufzeit und der Amplitude.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012010627 A1 [0001, 0011]
EP 1901947 B1 [0002]
DE 102008029223 A1 [0002]
DE 102005005185 A1 [0002]
DE 102011115760 A1 [0002]
EP 1913420 B1 [0010]
EP 2631674 A1 [0010]

Claims

Verfahren zur Bedienung einer mechanischen Vorrichtung, die über eine optische Gestenerkennungsvorrichtung verfügt, die die Position und/oder Lage und/oder Ausrichtung eines Gesteneingabeobjekts und/oder einer Hand und/oder eines Fingers und/oder eines anderen Körperteils eines Gestensprechers oder die Struktur eines Gesteneingabeobjekts und/oder einer Hand und/oder eines Fingers und/oder eines anderen Körperteils eines Gestensprechers erkennen kann, und die nach dem Erkennen mindestens einer vorbestimmten Geste, die mittels eines Gesteneingabeobjekts und/oder einer Hand und/oder eines Fingers und/oder eines anderen Körperteiles eines Gestensprechers und/oder mehrerer anderer Körperteile eines Gestensprechers ausgeführt wurde, durch mindestens einen mechanischen Vorgang auf diese Erkennung reagiert, a. wobei die Gestenerkennungsvorrichtung zumindest einen Abstand eines Gesteneingabeobjekts und/oder einer Hand und/oder eines Fingers und/oder eines anderen Körperteils eines Gestensprechers von der Vorrichtung die den mechanischen Vorgang durchführt bestimmt und b. wobei die Gestenerkennungsvorrichtung zusätzlich mindestens einen weiteren Parameter dieses Gesteneingabeobjekts und/oder dieser Hand und/oder dieses Fingers und/oder des anderen Körperteils eines Gestensprechers gleichzeitig bestimmt und c. wobei die Vorrichtung dem Nutzer ein Rückkopplungssignal, insbesondere eine optische und/oder eine akustische Rückmeldung, übermittelt und d. wobei das Rückkopplungssignal mit zumindest einem seiner Rückkopplungsparameter eine Rückmeldung über einen gemessenen Abstand und/oder den gemessenen zweidimensionalen Ort und/oder den gemessenen dreidimensionalen Ort des Gesteneingabeobjekts und/oder einer Hand und oder eines Fingers und oder eines Fußes und/oder eines anderen Körperteiles eines Gestensprechers und/oder mehrerer anderer Körperteile eines Gestensprechers gibt und e. wobei die Vorrichtung eine Rückkopplung über den gemessenen dreidimensionalen Ort durch Änderung dreier Parameter, insbesondere durch Änderung der Darstellung in x- und y-Koordinate und/oder durch Änderung der Darstellungsgröße eines Rückkopplungssymbols auf einem Bildschirm, bereitstellt und f. wobei dieser Bildschirm gekrümmt und/oder Teil der Außenhülle einer Autotür und/oder des Deckels einer anderen verschließbaren Öffnung sein kann.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, a. wobei nur Bewegungen innerhalb eines vorgegebenen Abstandsintervalls und/oder einem vorgegebenen Raumwinkel und/oder innerhalb eines vorgegebenen Winkels und/oder innerhalb eines vorgegebenen Raumbereiches, dessen Lage von der Vorrichtung, die den mechanischen Vorgang durchführt, bestimmt ist, für die Gestenerkennung genutzt werden.
Verfahren zur Bedienung einer mechanischen Vorrichtung, die über eine optische Gestenerkennungsvorrichtung verfügt, die die Position und/oder Lage und/oder Ausrichtung eines Gesteneingabeobjekts und/oder einer Hand und/oder eines Fingers und/oder eines anderen Körperteils eines Gestensprechers oder die Struktur eines Gesteneingabeobjekts und/oder einer Hand und/oder eines Fingers und/oder eines anderen Körperteiles eines Gestensprechers und/oder mehrerer anderer Körperteile eines Gestensprechers erkennen kann, und die nach dem Erkennen mindestens einer vorbestimmten Geste, die mittels eines Gesteneingabeobjekts und/oder einer Hand und/oder eines Fingers und/oder eines anderen Körperteiles eines Gestensprechers und/oder mehrerer anderer Körperteile eines Gestensprechers ausgeführt wurde, durch einen mechanischen Vorgang auf diese Erkennung reagiert, a. wobei die Gestenerkennungsvorrichtung zumindest einen Abstand eines Gesteneingabeobjekts und/oder einer Hand und/oder eines Fingers und/oder eines anderen Körperteils eines Gestensprechers relativ zu einem beweglichen Objekt bestimmt und b. wobei die Gestenerkennungsvorrichtung zusätzlich mindestens einen weiteren Parameter dieses Gesteneingabeobjekts und/oder dieser Hand und/oder dieses Fingers und/oder des anderen Körperteiles eines Gestensprechers und/oder mehrerer anderer Körperteile eines Gestensprechers gleichzeitig bestimmt. c. wobei die Vorrichtung dem Nutzer ein Rückkopplungssignal, insbesondere eine optische und/oder eine akustische Rückmeldung, übermittelt und d. wobei das Rückkopplungssignal mit zumindest einem seiner Rückkopplungsparameter eine Rückmeldung über einen gemessenen Abstand und/oder den gemessenen zweidimensionalen Ort und/oder den gemessenen dreidimensionalen Ort des Gesteneingabeobjekts und/oder einer Hand und oder eines Fingers und oder eines Fußes und/oder eines anderen Körperteiles eines Gestensprechers und/oder mehrerer anderer Körperteile eines Gestensprechers gibt und e. wobei die Vorrichtung eine Rückkopplung über den gemessenen dreidimensionalen Ort durch Änderung dreier Parameter, insbesondere durch Änderung der Darstellung in x- und y-Koordinate und/oder durch Änderung der Darstellungsgröße eines Rückkopplungssymbols auf einem Bildschirm, bereitstellt und f. wobei dieser Bildschirm gekrümmt und/oder Teil der Außenhülle einer Autotür und/oder des Deckels einer anderen verschließbaren Öffnung sein kann.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, a. wobei es sich bei dem beweglichen Objekt um eine Tür und/oder eine Autotür, handelt.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, a. wobei nur Bewegungen innerhalb eines vorgegebenen Abstandsintervalls und/oder innerhalb eines vorbestimmten Winkelsegments und/oder innerhalb eines vorgegebenen Raumwinkels und/oder innerhalb eines vorgegebenen Raumbereiches, dessen Lage von der Vorrichtung, die den mechanischen Vorgang durchführt, bestimmt ist, für die Gestenerkennung genutzt werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, a. wobei der weitere Parameter die Reflektivität des Gesteneingabeobjekts und/oder der Hand und/oder dieses Fingers und/oder des anderen Körperteiles eines Gestensprechers und/oder der mehreren anderen Körperteile eines Gestensprechers und/oder eines anderen Objektes ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, a. wobei der weitere Parameter die Reflektivität des Gesteneingabeobjekts und/oder der Hand und/oder dieses Fingers und/oder des anderen Körperteiles eines Gestensprechers und/oder der mehreren anderen Körperteile eines Gestensprechers und/oder eines anderen Objektes in einem spektralen Bereich ist, wobei der spektrale Bereich, in dem die Messung erfolgt zwischen einer unteren und einer oberen Wellenlänge liegt.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, a. wobei die Messung mindestens eines Abstands und eines weiteren Parameters durch kompensierend regelnde Messung der Laufzeit und der Amplitude erfolgt.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, a. wobei ein optischer Sender (H) mit einem ersten bandbegrenzten Signal (S5) gespeist wird in den vorgegebenen Raumbereich einstrahlt und b. wobei das von einem Objekt innerhalb dieses vorgegebenen Raumbereichs reflektierte Licht zumindest teilweise von einem Empfänger (D) empfangen wird und c. wobei ein Kompensationssender (K), der durch ein Kompensationssignal (S3) gespeist wird, ebenfalls in den Empfänger (D) einstrahlt und d. wobei das Kompensationssignal (S3) komplementär zum Sendesignal (S3) ist und e. wobei sich das Licht des Kompensationssenders (K) und des Senders (H) in dem Empfänger (D) überlagern und f. wobei der Empfänger (D) ein Empfängerausgangssignal (S0) erzeugt, das von den überlagerten empfangenen optischen Signalen des Senders (H) und des Kompensationssenders (K) abhängt und g. wobei ein Regler (CT) das Sendesignal (S5) und/oder das Kompensationssendesignal (S3) in Amplitude und Phase und/oder in Amplitude und Verzögerung so ausregelt, dass das Empfängerausgangssignal (S0) bis auf einen Regelfehler und Systemrauschen keine korrelierenden Anteile des Spektrums des Sendesignals (S5) mehr enthält und h. wobei der Regler mindestens zwei Regelsignale als Messwerte für den Abstand und einen weiteren Parameter entsprechend Anspruch 1 ausgibt.
Verfahren nach Anspruch 9 a. wobei eine Auswerteeinheit, die Teil der Gestenerkennungsvorrichtung ist, diese mindestens zwei Signale zur Erkennung einer Geste und/oder Gestensequenz auswertet.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10 a. wobei ein Regler (CT) das Sendesignal (S5) und/oder das Kompensationssendesignal (S3) in Amplitude und Phase und/oder in Amplitude und Verzögerung so ausregelt, dass das Empfängerausgangssignal (S0) kein Gleichsignal ist.
Verfahren nach Anspruch 9 und/oder 10 a. wobei ein optischer Sender (H) ein Laser ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12 a. wobei der Sendestrahl eines optischen Senders (H) durch ein mikrooptisches Element, insbesondere einen mikromechanischen Spiegel, abgelenkt wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch a. wobei die Verteilungsfunktion der Messpunkte definiert als Messpunkte pro Raumwinkelsegment innerhalb des Messbereiches der Vorrichtung nicht homogen ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche wobei die zu bedienende mechanische Vorrichtung eine Autotür oder Heckklappe oder sonstige Öffnung in einem Auto oder einer Maschine oder einem Gegenstand oder Gebäude umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12 wobei eine Autotür oder Heckklappe oder sonstige Abdeckung einer Öffnung in einem Auto oder in einer Maschine oder in einem Gegenstand auf der außen liegenden Seite ausschließlich durch eine Gestenerkennung einer Sequenz von mindesten einer ersten und einer zweiten Geste bzw. Gestensequenzen in Kombination mit einem weiteren drahtlos elektromagnetisch und/oder akustisch übermittelten Signal geöffnet wird.
Verfahren nach Anspruch 16 wobei vor der Durchführung der Gestenerkennung eine zu erkennende erste Gestensequenz durch einen personalisierten und/oder personalisierbaren Sender, insbesondere einen elektronischen Schlüssel, an die Gestenerkennungsvorrichtung übermittelt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche wobei es sich bei dem mechanischen Vorgang um das Entriegeln und/oder Öffnen einer Zugangsöffnung, insbesondere einer Tür und/oder einer Autotür, handelt.
Vorrichtung zur Vermessung der Lage und/oder Position von Objekten a. wobei die Vorrichtung ein Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche durchführen kann und b. wobei die Vorrichtung auch Abstände zu anderen Objekten als der Abstand des Gesteneingabeobjekts und/oder der Hand und/oder dieses Fingers und/oder des anderen Körperteiles eines Gestensprechers und/oder der mehreren anderen Körperteile eines Gestensprechers erkennen kann durch die Gestenerkennungsvorrichtung und/oder Positionen dieser anderen Objekte erfassen kann und/oder c. wobei die Vorrichtung auch das Vorhandensein anderer Objekte als des Gesteneingabeobjekts und/oder der Hand und/oder dieses Fingers und/oder des anderen Körperteiles eines Gestensprechers und/oder der mehreren anderen Körperteile eines Gestensprechers in einem vordefinierten Raumbereich erkennen und signalisieren kann
Vorrichtung nach Anspruch 19 wobei die Vorrichtung auch zur Detektion von Objekten in dem Totenwinkel eines Autos verwendet werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 19 wobei die Vorrichtung oder Teile derselben in einem Rückspiegel oder einem vorstehenden Teil einer Autokarosserie angebracht sind.
Vorrichtung zur Vermessung der Lage und/oder Position von Objekten a. wobei die Vorrichtung mindestens eine Messung mindestens eines Abstands und eines weiteren Parameters durch kompensierend regelnde optische Messung der Lichtlaufzeit und der Lichtamplitude mittels mindestens eines Lichtstrahls, insbesondere eines Laserstrahls durchführt und b. wobei die Vorrichtung ein steuerbares mikromechanisches und/oder mikrooptisches Element, insbesondere einen mikromechanischen Spiegel, aufweist und c. wobei die Vorrichtung eine Steuerung, die Teil der Vorrichtung ist und/oder ein externes Steuersignal zur Steuerung dieses mikromechanischen und/oder mikrooptischen Elements, insbesondere eines mikromechanischen Spiegels, aufweist und d. wobei der Lichtstrahl in seiner Form und/oder Ausrichtung durch dieses steuerbare mikromechanische und/oder mikrooptische Element, insbesondere den mikromechanischen Spiegel, durch die Steuerung und/oder das externe Steuersignal verändert werden kann.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch a. wobei der weitere Parameter die Reflektivität eines Objektes ist
Vorrichtung nach den beiden unmittelbar vorhergehenden Ansprüchen, a. mit einem optischen Sender (H), der mit einem ersten bandbegrenzten Signal (S5) gespeist wird und in einen vorgegebenen Raumbereich einstrahlt, b. mit einem Empfänger (D), der das durch ein Objekt (O) zumindest teilweise reflektierte oder durch ein Objekt (O) transmittierte Licht zumindest des Senders (H) empfängt, c. mit einem Kompensationssender (K), der durch ein Kompensationssignal (S3) gespeist wird und der in den Empfänger (D) ebenfalls einspeist, d. wobei das Kompensationssignal (S3) komplementär zum Sendesignal (S3) ist und e. wobei sich das Licht des Kompensationssenders (K) und des Senders (H) in dem Empfänger (D) überlagern und f. mit einem Empfängerausgangssignal (S0), das der Empfänger (D) erzeugt und das von den überlagerten empfangenen optischen Signalen des Senders (H) und des Kompensationssenders (K) abhängt und g. mit einem Regler (CT), der das Sendesignal (S5) und/oder das Kompensationssendesignal (S3) in Amplitude und Phase und/oder in Amplitude und Verzögerung so ausregelt, dass das Empfängerausgangssignal (S0) bis auf einen Regelfehler und Systemrauschen keine korrelierenden Anteile des Spektrums des Sendesignals (S5) mehr enthält und h. mit mindestens zwei Regelsignalen als Ausgangssignal, die der Regler (CT) als Messwerte für den Abstand und einen weiteren Parameter ausgibt.
Vorrichtung nach Anspruch 22 wobei die Vorrichtung oder Teile derselben in einem Rückspiegel oder einem vorstehenden Teil einer Autokarosserie angebracht sind.