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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fernbedienung gemäß Anspruch 1 und eine Schaltung für die Fernbedienung gemäß Anspruch 6.
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Aus der
DE 10 2006 042 014 A1 ist eine Fernbedienung bekannt, mit der sich Benutzer identifizieren lassen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, die Identifizierung der Benutzer zu vereinfachen.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Erkennung eines eine Fernbedienung haltenden Benutzers die Schritte Bewegen der Fernbedienung auf einer Referenzbahn mittels einer durch den zu erkennenden Benutzer durchgeführten Referenzbewegung, Erfassen von Referenzbewegungsdaten der Fernbedienung, die die Referenzbewegung der Fernbedienung durch den Benutzer auf der Referenzbahn zumindest teilweise beschreiben, Erfassen von Messbewegungsdaten der Fernbedienung, die eine Messbewegung der Fernbedienung im Raum zumindest teilweise beschreiben, und Erkennen des Benutzers basieren auf einer Gegenüberstellung der Referenzbewegungsdaten und der Messbewegungsdaten.
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Dem angegebenen Verfahren liegt die Überlegung zugrunde, dass ein Benutzer eine Fernbedienung beim Aufnehmen und Benutzen der Fernbedienung diese auf charakteristischen Bahnen bewegt. Beispielsweise nehmen bestimmte Benutzer eine Fernbedienung schnell auf, während andere Benutzer beim Aufnehmen und insbesondere Halten der Fernbedienung zittern. Wenn zu einem Benutzer bekannt ist, auf welcher charakteristischen Bahn er die Fernbedienung bei der bewegt Bedienung dieser bewegt, das heißt, seine Referenzbewegungsbahn, dann lässt er sich automatisch bei jeder weiteren Benutzung der Fernbedienung erkennen, ohne dass es einer weiteren Interaktion zur Nutzererkennung bedarf.
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Die Bewegungsdaten müssen die Bahn der Fernbedienung nicht vollständig und/oder direkt beschreiben. Es reicht dass Bewegungsdaten die Bahn zumindest teilweise hin mindestens einer Dimension in ihrer Lage der Fernbedienung und/oder in einer Beschleunigung der Fernbedienung und/oder Drehrate einer Drehrate der Fernbedienung beschreiben.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Steuervorrichtung eingerichtet, um eines der angegebenen Verfahren durchzuführen.
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In einer Weiterbildung der angegebenen Vorrichtung weist die angegebene Vorrichtung einen Speicher und einen Prozessor auf. Dabei ist das angegebene Verfahren in Form eines Computerprogramms in dem Speicher hinterlegt und der Prozessor zur Ausführung des Verfahrens vorgesehen, wenn das Computerprogramm aus dem Speicher in den Prozessor geladen ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Computerprogramm Programmcodemittel, um alle Schritte des angegebenen Verfahrens durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem elektronischen Gerät oder einer der angegebenen Vorrichtungen ausgeführt wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Computerprogrammprodukt einen Programmcode, der auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist und der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, das angegebene Verfahren durchführt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Fernbedienung eine Eingabeschnittstelle zur Eingabe einer Steuerinformation für ein zu steuerndes elektronisches Gerät, einen Sender zum Versenden der Steuerinformation an das zu steuernde Gerät, und eine der angegebenen Steuervorrichtungen.
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In einer Weiterbildung umfasst die angegebene Fernbedienung ein Kompasselement zur Erfassung einer Lage der Fernbedienung wenigstens als Teil der Messbewegungsdaten und der Referenzbewegungsdaten.
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In einer zusätzlichen Weiterbildung umfasst die angegebene Fernbedienung einen Beschleunigungssensor zur Erfassung einer Beschleunigung der Fernbedienung wenigstens als Teil der Messbewegungsdaten und der Referenzbewegungsdaten.
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In einer weiteren Weiterbildung umfasst die angegebene Fernbedienung einen Drehratensensor zur Erfassung einer Drehrate der Fernbedienung wenigstens als Teil der Messbewegungsdaten und der Referenzbewegungsdaten.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise wie diese erreicht werden, werden verständlicher im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
- Fig. leine Anordnung in der ein Benutzer eine Fernbedienung zur Bedienung eines zu steuernden Gerätes aufnimmt;
- 2 die Fernbedienung aus 1 in einer perspektivischen Ansicht;
- 3 einige Teile der Fernbedienung aus 2 in einer Explosionsansicht;
- 4 ein Diagramm, welches Bewegungsdaten der Fernbedienung aus 2 in Form einer Beschleunigung entgegen dem Boden für einen ersten Benutzer,
- 5 ein Diagramm, welches Bewegungsdaten der Fernbedienung aus 2 in Form einer Beschleunigung entgegen dem Boden für einen zweiten Benutzer, und
- 6 eine Steuervorrichtung zur Durchführung eines Verfahren zur Erkennung eines die Fernbedienung aus 2 haltenden Benutzers.
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In den Figuren werden gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nur einmal beschrieben. Die Figuren sind rein schematisch und geben vor allem nicht die tatsächlichen geometrischen Verhältnisse wieder.
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Es wird auf 1 Bezug genommen, die eine Anordnung 1 zeigt, in der ein Benutzer 2 eine Fernbedienung 3 zur Bedienung eines zu steuernden Gerätes 4 von einem Tisch 5 aufnimmt. Der Benutzer 2 ist hierbei in 1 ausschließlich durch seine Hand angedeutet.
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Das zu steuernde Gerät 4 umfasst eine Set-Top-Box 6 zur Wiedergabe von Medieninhalten und einen Bildschirm 7, auf dem die von der Set-Top-Box 6 wiedergegebenen Medien visuell dargestellt werden können. Derartige Geräte sind bestens bekannt, weshalb hier mit technischen Details nicht weiter in die Tiefe gegangen werden soll.
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Zur Steuerung der Medienwiedergabe ist auf dem Bildschirm 7 ein Menü 8 aus rasterförmig angeordneten Menüelementen 9 dargestellt. Von diesen Menüelementen 9 sind in 1 der Übersichtlichkeit halber nicht alle mit einem eigenen Bezugszeichen versehen. Mit der Fernbedienung 3 kann der Benutzer 2 zwischen den einzelnen Menüelementen 9 navigieren und einzelne Menpüelemente 9 beispielsweise zum Starten einer Medienwiedergabe auswählen. Zur Darstellung der Navigation ist das jeweilige Menüelement 9, zu welchem der Benutzer aktuell navigiert hat, mit einem Cursorelement 10 umrandet.
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Für eine möglichst benutzerfreundliche Menüführung sollte das Menü 8 in Abhängigkeit davon aufgebaut sein, welcher Benutzer 2 gerade das Menü führt. Beispielsweise können die einzelnen Menüelemente 1 des Menüs 8 Medien zugeordnet sein, die der Benutzer zur Wiedergabe bevorzugt - sogenannte Favoriten. Hierzu müsste im zu steuernden Gerät 4 allerdings bekannt sein, welcher Benutzer 2 die Fernbedienung 3 gerade in der Hand hält.
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Mit gängigen Methoden, wie einer Pineingabe oder dergleichen lassen sich zwar Benutzer grundsätzlich unterscheiden, allerdings sind diese für Alltagsgegenstände benutzerunfreundlich, weil die Anzahl der zu merkenden Pins, Passwörter und dergleichen für Mobiltelefone, Kreditkarten, Zugängen im Internet und dergleichen bereits sehr hoch ist. Die Gefahr, die Pin zu vergessen ist sehr hoch. Bevorzugt wäre eine Methode, bei der mit der Fernbedienung 3 ohne weitere Interaktion mit dem Benutzer 2 erkannt werden kann, welcher Benutzer 2 die Fernbedienung 3 in der Hand hält.
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Dies wird im Vorliegenden Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, dass die Fernbedienung 3 die Bahn 11 vermisst, auf der sich die Fernbedienung 3 geführt durch die Hand des Benutzers 2 bewegt.
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Bevor auf diese Idee näher eingegangen wird, wird zunächst anhand 2 die Fernbedienung 3 näher beschrieben.
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Die Fernbedienung 3 umfasst ein Gehäuse, das aus einer Oberschale 12 und einer Unterschale 13 zusammengesetzt ist, sowie ein erstes Tastenfeld 14 mit einer Vielzahl von Tasten 15 und ein zweites Tastenfeld 16 mit einer Vielzahl von Tasten 15. Von den Tasten 15 in den Tastenfeldern 14, 16 sind in den Figuren der Übersichtlichkeit halber nicht alle mit einem Bezugszeichen versehen.
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Beide Tastenfelder 14, 16 sind über ein Steuerkreuz 17 voneinander getrennt, das eine erste Taste 18, eine zweite Taste 19, eine dritte Taste 20 und eine vierte Taste 21 umfasst. Die vier Tasten sind zur Bewegung des Cursorelementes 10 auf dem Bildschirm 7 vorgesehen und daher in den vier möglichen Bewegungsrichtungen umfänglich und im Abstand von 90° um eine Bestätigungstaste 22 angeordnet. Mit der Bestätigungstaste 22 kann die Medienwiedergabe zu dem Menüelement 9 gestartet werden, welches aktuell mit dem Cursorelement 10 ausgewählt ist.
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Auf der Fernbedienung 3 können weitere Anzeigemittel 23, wie beispielsweise kleine Lämpchen, vorhanden sein, mit denen einem Benutzer der Fernbedienung 1 ein Funktionszustand der Fernbedienung 1 angezeigt werden kann.
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Anhand von 3 soll der technische Aufbau der Fernbedienung 3 zwischen der Oberschale 12 und der Unterschale 13 angerissen werden.
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Die Oberschale
12 durchdringen in
3 nicht weiter referenzierte Öffnungen, durch die die Tasten
5 geführt sind. Ein Druck auf die Tasten
5 wird von einer Gummimatte
24 aufgenommen und an nicht weiter dargestellte Schaltkontakte auf einer Leiterplatte
25 übertragen. Die Schaltkontakte erfassen den Druck, worauf eine auf der Leiterplatte
25 nicht weiter dargestellte Sendeeinrichtung ein Steuersignal über eine Sendediode
26 an das zu steuernde Gerät
4 sendet. In analoger Weise, also mit Schaltkontakten, kann auch die Erzeugung des Steuersignals über das Steuerkreuz
17 funktionieren. Alternative Techniken, wie beispielsweise mittels Magneten, wie in der
DE 10 2015 119 485 A1 beschrieben sind allerdings ebenfalls möglich. Da es zum Verständnis der Ausführung auf die Erzeugung des Steuersignal nicht ankommt, soll auf weiterführende Erläuterungen hierzu verzichtet werden.
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Zur Erfassung der oben genannten Bahn 11 sind auf der Leiterplatte 25 ferner ein als Kompass verwendeter Magnetfeldsensor 27, ein Beschleunigungssensor 28 und ein Gyrometer 29 angeordnet. Zur näheren Beschreibung der Wirkungsweise dieser Sensoren 27, 28, 29 soll nachstehend angenommen werden, dass sich die Fernbedienung 3 in einem Raum befindet, der durch Raumkoordinaten 30 mit einer x-Achse 31, einer y-Achse 32 und einer z-Achse 33 beschrieben wird. In diesem Raum weist die Fernbedienung 3 eine Lage 34 auf, die sich in den Raumkoordinaten 30 durch einen x-Lagevektor 35, einen y-Lagevektor 36 und einen z-Lagevektor 37 beschreiben lässt.
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Der Magnetfeldsensor 27 ist in der vorliegenden Ausführung auf der Leiterplatte 25 fixiert und in der gleichen Lage 34 orientiert, wie die Fernbedienung 3 selbst. Die Fernbedienung 3 durchdringt das Erdmagnetfeld 38. Aufgrund der lagegleichen Orientierung des Magnetfeldsensors 27 zu Fernbedienung 3 erfasst der Magnetfeldsensor 27 vom Erdmagnetfeld 38 Erdmagnetfeldkomponenten 39, die in den drei Lagevektoren 35, 36, 37 der Lage 34 der Fernbedienung 3 orientiert sind. Das wären eine x-Erdmagnetfeldkomponente 40 kollinear zum x-Lagevektor 35, eine y-Erdmagnetfeldkomponente 41 kollinear zum y-Lagevektor 36 und eine z-Erdmagnetfeldkomponente 42 kollinear zum z-Lagevektor 37. Damit wird durch die erfassten Erdmagnetfeldkomponenten 39 die Lage 34 der Fernbedienung 3 im Raum beschrieben.
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Wenn im Zusammenhang mit dem Steuerkreuz
17 Magnete, wie in der
DE 10 2015 119 485 A1 beschrieben, verwendet werden, sollte der Magnetfeldsensor
27 so weit wie möglich entfernt von diesen auf der Leiterplatte
25 angeordnet werden, um Messfehler bedingt durch die Magnete zu reduzieren.
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Hebt der Benutzer 2 die Fernbedienung 3 an, so wirkt auf die Fernbedienung 3 eine Beschleunigung 43, die mit dem Beschleunigungssensor 28 erfasst wird. Der Beschleunigungssensor 28 ist in der vorliegenden Ausführung wie der Magnetfeldsensor 27 auf der Leiterplatte 25 fixiert und in der gleichen Lage 34 orientiert, wie die Fernbedienung 3. Der Beschleunigungssensor 28 erfasst so Beschleunigungskomponenten 44 der auf die Fernbedienung 3 wirkenden Beschleunigung 43, die jeweils in den drei Lagevektoren 35, 36, 37 der Fernbedienung 3 ausgerichtet sind. Das wären eine x-Beschleunigungskomponente 45 kollinear zum x-Lagevektor 35, eine y-Beschleunigungskomponente 46 kollinear zum y-Lagevektor 36 und eine z-Beschleunigungskomponente 47 kollinear zum z-Lagevektor 37.
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Beim Führen der Fernbedienung 3 auf der Bahn 11 wird die Fernbedienung auch gedreht. Das Gyrometer 29 erfasst die Drehung, indem es die Winkelbeschleunigung um die einzelnen Lagevektoren 35, 36, 37 misst. Im einzelnen erfasst das Gyrometer 29 eine x-Winkelbeschleunigung 48 um den x-Lagevektor 35, eine y-Winkelbeschleunigung 49 um den y-Lagevektor 36 und eine z-Winkelbeschleunigung 50 um den z-Lagevektor 37.
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Mit der Fernbedienung 3 der 2 und 3 kann die oben erläuterte Idee, die Bahn 11 zu vermessen, auf der sich die Fernbedienung 3 geführt durch die Hand des Benutzers 2 bewegt umgesetzt und aus den erfassten Bewegungsdaten der Benutzer 2 erkannt werden. Der Grundgedanke dieser Idee soll anhand der 4 und 5 näher erläutert werden, in rein zur beispielhaften Erläuterung die z-Beschleunigungskomponente 47 über die Zeit 51 entsprechend in 4 für den Benutzer 2 und in 5 für einen sich vom Benutzer 2 unterscheidenden Benutzer aufgetragen ist.
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Unter der Annahme, dass es sich beim Benutzer 2 um einen betagten Benutzer in 4 handelt, der sich einerseits langsam bewegt und andererseits die Fernbedienung 3 zitternd in der Hand hält, lässt sich aus dem Verlauf der z-Beschleunigungskomponente 47 über die Zeit 51 erkennen, dass der Benutzer 2 eine bestimmte Anhebezeit 52 benötigt, bis er die Fernbedienung 3 in die finale Position gehoben hat, an der er das Gerät 4 steuern wird. In der finalen Position hält der Benutzer 2 die Fernbedienung 3 nicht still sondern zittert, was sich in der z-Beschleunigungskomponente 47 durch eine Schwingung 53 mit einem bestimmten Spitze-zu-Spitze-Abstand 54 niederschlägt.
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Unter der Annahme, dass es sich bei dem sich vom Benutzer 2 unterscheidenden Benutzer in 5 um einen jungen Benutzer handelt, der sich vergleichsweise schnell und sicher bewegt, so ist ersichtlich, dass die Anhebezeit 52 deutlich kürzer ist, und dass die z-Beschleunigungskomponente 47 über die Zeit 51 keine Schwingungen enthält, weil dieser Benutzer die Fernbedienung 3 ruhig in der Hand hält.
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In einem Anwendungszenario, in dem die Fernbedienung 3 in einem eng abgegrenzten Personenkreis, beispielsweise in einem Drei- bis Vierpersonenhaushalt zum Einsatz kommt, können sich allein aus diesem Unterschied bereits zwei Personen sicher voneinander trennen lassen.
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Anhand von 6 soll ein Beispiel für die Erkennung des Benutzers 2 basierend auf den über die Sensoren 27, 28, 29 erfassten Bewegungsdaten 40, 41, 42, 45, 46, 47, 48, 49, 50 beschrieben werden. Diese Erkennung findet in einer Erkennungsschaltung 61 statt, die Teil der Fernbedienung 3 ist und beispielsweise ebenfalls auf der Leiterplatte 25 angeordnet sein kann.
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Zunächst werden die Bewegungsdaten 40, 41, 42, 45, 46, 47, 48, 49, 50 in einem Wandlungsabschnitt 70 zu einem Vektor 72 gewandelt. Die weitere Funktion der Erkennungsschaltung 61 hängt von der Stellung eines Lernschalters 74 ab. In einer ersten Stellung 76, die in 6 mit einer durchgezogenen Linie dargestellt ist, ist die Erkennungsschaltung 61 in einem Zustand, in dem sie einen Benutzer erkennen kann. In einer zweiten Stellung 78, die in 6 mit einer gestrichelten Linie dargestellt ist, ist die Erkennungsschaltung 61 in einem Zustand, in dem sie einen neuen Benutzer erlernen kann.
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Zunächst soll die Funktion der Erkennungsschaltung 61 in der zweiten Stellung 78 des Lernschalters 74 erläutert werden. Ein Benutzer, welcher später von der Erkennungsschaltung 61 erkannt werden soll, bewegt in diesem Zustand die Fernbedienung 1 auf der Bahn 11 zur Referenz. Die Erkennungsschaltung 61 empfängt die Bewegungsdaten 40, 41, 42, 45, 46, 47, 48, 49, 50 während der Benutzer die Fernbedienung 3 auf der Referenzbahn bewegt, formt hieraus den Vektor 72 und legt ihn für verschiedene Zeitpunkte in einem Speicher 80 ab.
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Befindet sich der Schalter in der ersten Stellung 76, wird der Vektor 72 nicht im Speicher 80 hinterlegt, sondern an ein Vergleichsglied 82 ausgeben. Dieses Vergleichsglied 82 vergleicht den Vektor 72 mit abgespeicherten Vektoren 84 aus dem Speicher 80 an verschiedenen Zeitpunkten und gibt ein den Benutzer identifizierendes Identifikationssignal 62 aus, sollte zu diesem Benutzer ein entsprechend abgespeicherter Vektor im Speicher 80 vorhanden sein.
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Als Vergleichsglied 82 für den Vergleich des Vektors 72 mit den abgespeicherten Vektoren 84 kommen alle Techniken in Betracht, die geeignet sind, Ähnlichkeiten zwischen dem Vektor 72 und den abgespeicherten Vektoren 84 zu ermitteln.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006042014 A1 [0002]
- DE 102015119485 A1 [0029, 0032]
