DE102017218542A1 - Verfahren zur Sprachsteuerung von Fahrzeugfunktionen eines Kraftfahrzeugs von außerhalb des Kraftfahrzeugs, Dachantennenelement für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug mit einem Dachantennenelement - Google Patents

Verfahren zur Sprachsteuerung von Fahrzeugfunktionen eines Kraftfahrzeugs von außerhalb des Kraftfahrzeugs, Dachantennenelement für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug mit einem Dachantennenelement Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sprachsteuerung von Fahrzeugfunktionen eines Kraftfahrzeugs (20) von außerhalb des Kraftfahrzeugs (20). Dabei wird eine Dachantenne (10) bereitgestellt, die mindestens ein Mikrofon (12a bis 12f) und mindestens eine Sende-Empfangs-Einrichtung (14) für Nahfeldfunk umfasst (Schritt 100). Anschließend wird fortwährend innerhalb eines Sende-Bereichs der Sende-Empfangs-Einrichtung (14) abgefragt zur Detektion der Anwesenheit einer personalisierten Sendevorrichtung (26) eines Benutzers (22) (Schritt 110). Ein Benutzer (22) wird authentisiert durch Prüfen, ob die personalisierte Sendevorrichtung (26) eine zur Freigabe einer Sprachsteuerung des Kraftfahrzeugs (20) autorisierte Sendevorrichtung ist (Schritt 120). Bei erfolgreicher Authentifizierung wird eine Spracherkennung zum Erkennen einer Spracheingabe des Benutzers (22) (Schritt 150) aktiviert. Die Spracheingabe des Benutzers (22) wird mit dem mindestens einen Mikrofon (12a bis 12f) empfangen (Schritt 160) und anschließend ausgewertet zum Detektieren eines Steuerbefehls der Spracheingabe (Schritt 170). Schließlich wird ein Steuerbefehl ausgeführt zum Steuern mindestens einer Fahrzeugfunktion (Schritt 190). Die Erfindung betrifft überdies ein entsprechendes Dachantennenelement (10) sowie ein Kraftfahrzeug (20) mit einem derartigen Dachantennenelement (10).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sprachsteuerung von Fahrzeugfunktionen eines Kraftfahrzeugs von außerhalb des Kraftfahrzeugs. Sie betrifft überdies ein Dachantennenelement für ein Kraftfahrzeug, wobei das Dachantennenelement mindestens ein Mikrofon umfasst. Schließlich betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Dachantennenelement.
  • Bekannt ist eine Sprachsteuerung von Fahrzeugfunktionen innerhalb eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eine Anruffunktion oder eine Navigationseingabe. Eine einschränkte Steuerung von Fahrzeugfunktionen von außerhalb des Kraftfahrzeugs ist ebenfalls bekannt, beispielsweise durch Eingabe über ein Smartphone und/oder über den Fahrzeugschlüssel. Beispielsweise lassen sich alle Fenster eines Kraftfahrzeugs von außerhalb des Kraftfahrzeugs schließen, wenn eine bestimmte Taste des Fahrzeugschlüssels über eine vorgegebene Zeitdauer gedrückt gehalten wird.
  • Aus der DE 10 2014 225 803 A1 ist ein Verfahren zum Erkennen eines sich im Straßenverkehr im Einsatz befindlichen, Leuchtsignale abgebenden Einsatzfahrzeugs mittels einer in einem Fahrzeug vorgesehenen Erkennungsvorrichtung bekannt. Dabei kann die Erkennungseinrichtung mindestens eine akustische Sensoreinrichtung, mit der akustische Signale des Einsatzfahrzeugs erfassbar sind, umfassen, sodass anhand von Sirenensignalen erkannt werden kann, dass das Einsatzfahrzeug im Einsatz ist. Die Sensoreinrichtung kann mehrere akustische Mikrofone aufweisen, die in verschiedene Raumrichtungen ausgerichtet sind und insbesondere zumindest winkelsegmentweise 360° umfassen. Die mit den Mikrofonen erfassten Signale werden in das Fahrzeuginnere abgegeben.
  • Aus der DE 10 2008 062 735 A1 ist eine Kraftfahrzeug-Sicherheitseinheit bekannt, die eine Zustands-Erkennungseinheit mit zumindest einem akustischen Sensor sowie eine Auswerteeinheit zum Erkennen von Gefahrensituationen mittels von dem zumindest einen akustischen Sensor erfassten Geräuschen aufweist. Dazu können in einer Speichereinheit als akustische Referenzsignale Reifengeräusche, Motorgeräusche oder Sirenengeräusche gespeichert sein, aber auch nicht-technische Geräusche wie Stimmen oder Schreie. Der akustische Sensor befindet sich im Bereich des Motorraums des Kraftfahrzeugs.
  • Aus der DE 100 38 803 A1 ist ein System zum Öffnen eines Kraftfahrzeugs bekannt. Dabei wird eine Zugangsmöglichkeit zu einem Kraftfahrzeug geöffnet durch die Kombination eines Funksignals mit einem dem Kraftfahrzeug zugeordneten Code und einer Spracheingabe einer sich dem Fahrzeug nähernden Person. Zu diesem Zweck sind mehrere Mikrofone an verschiedenen Stellen der Fahrzeugkarosserie, insbesondere im Bereich der Heckklappe und der Blinkleuchten, angeordnet.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein möglichst ressourcenschonendes Verfahren zur Sprachsteuerung von Fahrzeugfunktionen eines Kraftfahrzeugs von außerhalb des Kraftfahrzeugs bereitzustellen. Sie besteht weiterhin darin, ein entsprechendes Dachantennenelement für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einem entsprechenden Dachantennenelement bereitzustellen.
  • Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 1, ein Dachantennenelement mit den Merkmalen von Patentanspruch 11 sowie ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen von Patentanspruch 12.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei dem aus der DE 100 38 803 A1 bekannten System zum Öffnen eines Kraftfahrzeugs eine komplette Realspracherkennung aktiv sein muss, welche sich zumindest gegenwärtig bei den gegebenen Ruhestromanforderungen in einem Kraftfahrzeug nicht umsetzen lässt. Aus Absatz [0006] der genannten Druckschrift geht hervor, dass die Spracheingabe dem Kraftfahrzeug die Information gibt, dass sich eine Person dem Kraftfahrzeug nähert und das Kraftfahrzeug öffnen möchte. Aufgrund dieser Information alleine ist jedoch aus Sicherheitsgründen ein Öffnen der Kraftfahrzeugs noch nicht möglich. Ein Funksignal von einer Funkfernbedienungseinrichtung gibt dem Kraftfahrzeug indessen die Information, ob die Person zum Öffnen des Kraftfahrzeugs berechtigt ist. Nur wenn der Code des von der Funkfernbedienung gesendeten Signals mit dem in dem Kraftfahrzeug gespeicherten, diesem Kraftfahrzeug zugeordneten Code übereinstimmt, wird die Öffnung des Kraftfahrzeugs freigegeben. Für die Sprache sind verschiedene Wörter, wie zum Beispiel „öffnen“, „Heckklappe auf“ oder „Tür auf“, gespeichert, auf die das Fahrzeug bei der Spracheingabe anspricht. Um dies zu ermöglichen, muss, wie erwähnt, fortwährend eine komplette Realspracherkennung aktiv sein. Entsprechend müsste der Zentralrechner des Kraftfahrzeugs ebenfalls permanent aktiv sein. Dies ist, wie erwähnt, aufgrund der gegenwärtigen Ruhestromanforderungen in einem Kraftfahrzeug in der Praxis nicht umsetzbar.
  • Um ein ressourcenschonenderes Verfahren zur Sprachsteuerung von Fahrzeugfunktionen eines Kraftfahrzeugs von außerhalb des Kraftfahrzeugs zu ermöglichen, geht deshalb die vorliegende Erfindung einen anderen Weg:
  • Hier wird zunächst fortwährend innerhalb eines Sende-Bereichs der Sende-Empfangs-Einrichtung abgefragt zur Detektion der Anwesenheit einer personalisierten Sendevorrichtung eines Benutzers. Bei Detektion einer personalisierten Sendevorrichtung eines Benutzers wird der Benutzer authentifiziert durch Prüfen, ob die personalisierte Sendevorrichtung eine zur Freigabe einer Sprachsteuerung des Kraftfahrzeugs autorisierte Sendevorrichtung ist. Erst bei erfolgreicher Authentifizierung wird eine Spracherkennung zum Erkennen einer Spracheingabe des Benutzers aktiviert.
  • Durch diese Vorgehensweise kann auf den einen hohen Ruhestrom erfordernden fortwährenden Betrieb einer Realspracherkennung verzichtet werden. Das fortwährende Abfragen innerhalb des Sendebereichs der Sende-Empfangs-Einrichtung zur Detektion der Anwesenheit einer personalisierten Sendevorrichtung eines Benutzers kann durch eine Funktechnik erfolgen, die um Größenordnungen weniger Ruhestrom benötigt als die erwähnte Realspracherkennung. Dadurch, dass erst nach erfolgreicher Authentifizierung die Spracherkennung zum Erkennen einer Spracheingabe des Benutzers aktiviert wird, lässt sich der Zeitraum, in dem die Spracherkennung aktiv sein muss, auf vergleichsweise minimale Zeiträume reduzieren. Dadurch lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch bei den aktuellen Ruhestromanforderungen in einem Kraftfahrzeug umsetzen, ohne befürchten zu müssen, dass entweder die Kraftfahrzeugbatterie zur Unzeit entleert ist oder das Verfahren zur Sprachsteuerung deaktiviert bleibt.
  • Entsprechend umfasst ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Sprachsteuerung von Fahrzeugfunktionen eines Kraftfahrzeugs von außerhalb des Kraftfahrzeugs folgende Schritte:
    1. a) Bereitstellen einer Dachantenne, die mindestens ein Mikrofon und mindestens eine Sende-Empfangs-Einrichtung für Nahfeldfunk umfasst;
    2. b) Fortwährendes Abfragen innerhalb eines Sende-Bereichs der Sende-Empfangs-Einrichtung zur Detektion der Anwesenheit einer personalisierten Sendevorrichtung eines Benutzers;
    3. c) Authentifizieren des Benutzers durch Prüfen, ob die personalisierte Sendevorrichtung eine zur Freigabe einer Sprachsteuerung des Kraftfahrzeugs autorisierte Sendevorrichtung ist;
    4. d) bei erfolgreicher Authentifizierung: Aktivieren einer Spracherkennung zum Erkennen einer Spracheingabe des Benutzers;
    5. e) Empfangen der Spracheingabe des Benutzers mit dem mindestens einen Mikrofon;
    6. f) Auswerten der von dem mindestens einen Mikrofon empfangenen Spracheingabe zum Detektieren eines Steuerbefehls der Spracheingabe; und
    7. g) Ausführen des Steuerbefehls zum Steuern mindestens einer Fahrzeugfunktion.
  • Bevorzugt wird in Schritt b) die Anwesenheit eines mobilen Endgeräts, insbesondere eines Smartphones, oder eines Fahrzeugschlüssels abgefragt. Dabei handelt es sich um mobile Endgeräte, die heutzutage nahezu jede Person mit sich führt, sodass das erfindungsgemäße Verfahren für nahezu jede Person ohne zusätzlichen Aufwand anwendbar ist.
  • In Schritt a) wird besonders bevorzugt als Sende-Empfangs-Einrichtung für Nahfeldfunk eine Bluetooth-Sende-Empfangs-Einrichtung, insbesondere für BT-LE oder BT-WLAN, bereitgestellt. Im Vergleich zum klassischen Bluetooth geht BT-LE mit einem deutlich geringeren Stromverbrauch und geringeren Kosten bei einem ähnlichen Kommunikationsbereich wie herkömmliches Bluetooth einher. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Sende-Empfangs-Einrichtungen für Nahfeldfunk (short range communication) gemäß dem Standard 802.11.
  • Während des Abfrageschritts befindet sich demnach die Spracherkennung in einem deaktivierten Modus, beispielsweise einem Schlafmodus, in dem sie nahezu keinen Ruhestrom verbraucht.
  • Bevorzugt werden zwischen Schritt c) und Schritt d) folgende Teilschritte ausgeführt:
    • h1) Durch Auswerten des von der Sende-Empfangs-Einrichtung empfangenen Signals: Ermitteln einer Richtung, insbesondere einer Richtung und einer Entfernung, in der sich der Benutzer zum Kraftfahrzeug befindet; und
    • h2) Ausrichten eines Empfangsbereichs des mindestens einen Mikrofons in die ermittelte Richtung.
  • In Schritt h1) können zur Bestimmung der Richtung und der Entfernung, in der sich der Benutzer zum Kraftfahrzeug befindet, auch Signale anderer Sensoren, beispielsweise im Kraftfahrzeug vorhandener Ultraschall- oder Radarsensoren, bzw. Signale von im oder am Kraftfahrzeug montierten Kameras genutzt werden, um die Richtungs- und Entfernungsbestimmung noch weiter zu verfeinern. Durch diese Maßnahmen lässt sich das von dem mindestens einen Mikrofon empfangene Sprachsignal hinsichtlich seiner Qualität verbessern, insbesondere durch Richtungsselektion. Ohne diese Maßnahmen ist eine Spracherkennung im Außenraum nur schwer darstellbar, da die Realsprachqualität mit den typischen Umgebungsgeräuschen üblicherweise für eine Auswertung zu schlecht ist. Es ist darauf hinzuweisen, dass wesentlich die Bestimmung der Richtung ist, in der sich der Benutzer zum Kraftfahrzeug befindet. Eine Ortung hingegen ist nicht nötig. Für die Richtungseinschätzung ist eine Genauigkeit von 10° bis 20° ausreichend.
  • Besonders bevorzugt umfasst Schritt f) folgenden Teilschritt, falls die Dachantenne mehrere Mikrofone umfasst:
    • f1) Kombinieren der Empfangssignale der mehreren Mikrofone.
  • Durch diese Maßnahme lässt sich die Richtungsselektion weiter verbessern sowie eine Nebengeräuschunterdrückung und ein SNR (Signal-Noise-Ratio)-Gewinn realisieren. Insbesondere durch diese Maßnahmen lässt sich eine Reichweite von mindestens 2 m, bevorzugt mindestens 5 m, um das Fahrzeug herum erreichen. Durch die Verwendung mehrerer Mikrofone, deren Signale zusammen prozessiert werden und deren akustischer Kegel sich überlappt (beam forming) lassen sich die von einer Person abgegebenen Sprachsteuersignale besonders zuverlässig erfassen und für die Weiterverarbeitung auswerten.
  • Bei einer bevorzugten Weiterbildung umfasst Schritt d) folgenden Teilschritt:
    • d1) Einschalten des zumindest einen Mikrofons, wobei Schritt f) folgenden Teilschritt umfasst:
    • f2) in der Dachantenne: Ausführen eines ersten Spracherkennungsalgorithmus zum Detektieren eines benutzerspezifischen, antrainierten Triggersprachsignals, insbesondere Triggerworts.
  • Es wird demnach zunächst ein vereinfachter Spracherkennungsalgorithmus aktiviert. Dies ist möglich, indem das von dem Benutzer abgegebene Sprachsignal auf ein benutzerspezifisches, antrainiertes Triggersprachsignal hin untersucht wird. Dies ermöglicht die Ausführung dieses vereinfachten Spracherkennungsalgorithmus in der Dachantenne. Dies bedeutet, dass zur Durchführung des vereinfachten Spracherkennungsalgorithmus kein einen höheren Ruhestrom benötigendes Steuergerät des Kraftfahrzeugs „aufgeweckt“ werden muss. Vielmehr kann durch diesen benutzerspezifischen antrainierten, insbesondere auch eingeschränkten Sprachschatz die Spracherkennung via Korrelation auf dieses Triggersprachsignal komplett in der Dachantenne ablaufen, sodass keine Verbindung zu einem Backend-Rechner bzw. das Aufwecken weiterer Steuergeräte des Kraftfahrzeugs notwendig ist. Dies wird ermöglicht, indem ein benutzerspezifischer Befehlssatz antrainiert und in der Dachantenne gespeichert wird, auf den dann ein Korrelationsalgorithmus des vereinfachten Spracherkennungsalgorithmus sucht.
  • In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, wenn Schritt f) folgenden weiteren Teilschritt umfasst:
    • f3) Bei Detektion des Triggersprachsignals: Ausführen in einer nicht in der Dachantenne angeordneten, mit dem mindestens einen Mikrofon gekoppelten oder koppelbaren Steuervorrichtung eines zweiten Spracherkennungsalgorithmus zur Realspracherkennung, um den Steuerbefehl zu detektieren.
  • Demnach wird erst nach Detektion des Triggersprachsignals ein einen höheren Ruhestrombedarf aufweisendes Steuergerät des Kraftfahrzeugs „aufgeweckt“, indem dann die Realspracherkennung vorgenommen wird. Alternativ wird gegebenenfalls eine Verbindung zu einem Backend-Rechner aufgebaut, in dem dann die Realspracherkennung vorgenommen wird. In einem einfachen Beispiel könnte das Triggersprachsignal beispielsweise „Mein Audi“ lauten und das dem Triggersprachsignal folgende, gemäß dem zweiten Spracherkennungsalgorithmus zur Realspracherkennung auszuwertende Sprachsignal „Öffne die Heckklappe“.
  • Weiterhin bevorzugt wird zwischen Schritt f) und Schritt g) folgender Schritt ausgeführt:
    • i) Ausführen einer Funkschlüsselabfrage zur Prüfung einer Zugangsberechtigung des Benutzers.
  • Insbesondere dann, wenn der Benutzer mittels seines Sprachsignals einen Zugang zu dem Kraftfahrzeug schaffen möchte, ist es sinnvoll, seine Berechtigung dadurch zu prüfen, indem abgefragt wird, ob der Benutzer einen Funkschlüssel mit sich trägt (Kessy-Abfrage). Auf diese Weise kann auch bei missbräuchlicher Aufzeichnung der Sprachsignale eines Benutzers ein unberechtigter Zugang zuverlässig verhindert werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird in Schritt e) das Sprachsignal zusätzlich mit dem mobilen Endgerät empfangen und in Schritt f) ausgewertet. Ein Aufwecken des Kraftfahrzeugs, insbesondere ein Aufwecken von Steuergeräten des Kraftfahrzeugs, würde einen Zeitraum von 10 bis 30 s in Anspruch nehmen. Auf die vorgeschlagene Weise kann die ohnehin in dem mobilen Endgerät, beispielsweise einem Smartphone, vorhandene Rechenleistung für die Auswertung der Spracheingabe verwendet werden. Ein entsprechender, für die Verarbeitung in der Dachantenne vorgesehener Prozessor kann damit einfacher und somit kostengünstiger ausgebildet sein.
  • Bevorzugt wird auch Schritt f3) in dem mobilen Endgerät ausgeführt. Da das mobile Endgerät ohnehin in Betrieb ist, ergibt sich im Vergleich zum Aufwecken einer entsprechenden Steuervorrichtung in dem Kraftfahrzeug ein deutlicher Zeitvorteil. In diesem Zusammenhang kann dann alternativ über das mobile Endgerät der Kontakt zu einem Backend-Rechner zur Ausführung des Realspracherkennungsalgorithmus hergestellt werden.
  • Neben dem bereits oben erwähnten Beispiel, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren zum Öffnen des Kraftfahrzeugs eingesetzt wird, ergeben sich eine Vielzahl anderer Anwendungsmöglichkeiten, beispielsweise das pilotierte Parken, das Auf- und Abschließen des Kraftfahrzeugs, das Öffnen und Schließen von Fenstern und Verdeck, eine Außen- und Innenlichtsteuerung, eine Klimasteuerung, eine Fahrzeugabsenkung, ein Einklappen von Außenspiegeln, und dergleichen.
  • Bevorzugt wird der nach dem Triggersprachsignal folgende Teil der Spracheingabe in einer Speichervorrichtung zwischengespeichert, um diesen für den Realspracherkennungsalgorithmus zur Verfügung zu stellen. Diese Speichervorrichtung befindet sich bevorzugt in der Dachantenne.
  • Ein erfindungsgemäßes Dachantennenelement für ein Kraftfahrzeug, das mindestens ein Mikrofon umfasst, umfasst weiterhin mindestens eine Sende-Empfangs-Einrichtung für Nahfeldfunk sowie eine Steuervorrichtung, die mit der mindestens einen Sende-Empfangs-Einrichtung und dem mindestens einen Mikrofon gekoppelt ist, wobei die Steuervorrichtung ausgelegt ist, erst nach Detektion einer für eine Spracheingabe autorisierten personalisierten Sendevorrichtung eines Benutzers eine Spracherkennung zum Erkennen einer Spracheingabe des Benutzers zu aktivieren. Die Erfindung betrifft überdies ein Kraftfahrzeug mit einem entsprechenden Dachantennenelement. Die in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend, soweit anwendbar, für das erfindungsgemäße Dachantennenelement und das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
  • Im Nachfolgenden werden nunmehr Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Diese zeigen:
    • 1 in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dachantennenelements;
    • 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Sprachsteuerung von Fahrzeugfunktionen eines Kraftfahrzeugs von außerhalb des Kraftfahrzeugs; und
    • 3 einen Signalflussgraphen eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dachantennenelements 10. Dieses umfasst eine Vielzahl von Mikrofonen 12a bis 12f, die in unterschiedliche Raumrichtungen orientiert sind. Das Dachantennenelement 10 umfasst weiterhin eine Sende-Empfangs-Einrichtung 14 für Nahfeldfunk, insbesondere BT-LE, die mit einer Steuervorrichtung 16 gekoppelt ist. Letztere ist überdies ebenfalls mit allen Mikrofonen 12a bis 12f gekoppelt.
  • Die Steuervorrichtung 16 ist mit einer Speichervorrichtung 18 gekoppelt, in der benutzerspezifische, antrainierte Triggersprachsignale, insbesondere Triggerworte, abgespeichert sind. In der Speichervorrichtung 18 können weiterhin mittels der Mikrofone 12a bis 12f aufgezeichnete Sprachsignale gespeichert werden, beispielsweise um sie zu gegebener Zeit einem Algorithmus zur Realspracherkennung bereitzustellen. Die Steuervorrichtung 16 ist ausgelegt, erst nach Detektion einer für eine Spracheingabe autorisierten personalisierten Sendevorrichtung eines Benutzers mittels der Sende-Empfangs-Einrichtung 14 eine Spracherkennung zum Erkennen einer Spracheingabe des Benutzers zu aktivieren.
  • Ein Beispiel für ein benutzerspezifisches antrainiertes Triggersprachsignal kann beispielsweise der Ausdruck „Mein Audi“ sein.
  • 2 zeigt in schematischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug mit einem in 1 dargestellten Dachantennenelement 10. In einem typischen Anwendungsbeispiel der vorliegenden Erfindung versucht ein Benutzer 22 eine Getränkekiste 24, die er mit beiden Händen trägt, im Kofferraum des Kraftfahrzeugs 20 zu deponieren. Der Benutzer 22 trägt ein Smartphone 26 in einer Brusttasche. Die bis zum Öffnen der Heckklappe ablaufenden Prozesse werden detaillierter unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Diese zeigt einen Signalflussgraphen für ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Zunächst wird in einem Schritt 100 eine Dachantenne 10 bereitgestellt, die mindestens ein Mikrofon 12a bis 12f und mindestens eine Sende-Empfangs-Einrichtung 14 für Nahfeldfunk umfasst. In einem Schritt 110 wird fortwährend innerhalb eines Sendebereichs der Sende-Empfangs-Einrichtung 14 abgefragt zur Detektion der Anwesenheit einer personalisierten Sendevorrichtung 26 eines Benutzers 22, beispielsweise eines Smartphones oder eines Fahrzeugschlüssels.
  • Solange keine personalisierte Sendevorrichtung 26 detektiert wird, wiederholt sich der Schritt 110. Wird in Schritt 115 jedoch eine personalisierte Sendevorrichtung 26 detektiert, zweigt das Verfahren weiter zu Schritt 120, in dem ein Benutzer 22 authentifiziert wird durch Prüfen, ob die personalisierte Sendevorrichtung 26 eine zur Freigabe einer Sprachsteuerung des Kraftfahrzeugs 20 autorisierte Sendevorrichtung ist. In einem folgenden Schritt 130 wird das von der Sende-Empfangs-Einrichtung 14 empfangene Signal ausgewertet, um eine Richtung zu ermitteln, insbesondere eine Richtung und eine Entfernung, in der sich der Benutzer 22 zum Kraftfahrzeug 20 befindet. In Schritt 140 wird der Empfangsbereich des mindestens einen Mikrofons 12a bis 12f in die ermittelte Richtung ausgerichtet, beispielsweise ohne mechanisches Schwenken der Mikrofone, vielmehr durch Schwenkung des Empfangsbereichs allein durch Softwaretechnik.
  • Wird in einem Schritt 145 keine erfolgreiche Authentifizierung festgestellt, zweigt das Verfahren zurück zu Schritt 110. Wird hingegen der Benutzer 22 erfolgreich authentifiziert, geht das Verfahren weiter zu Schritt 150, in dem eine Spracherkennung zum Erkennen einer Spracheingabe des Benutzers 22 aktiviert wird. In einem anschließenden Schritt 160 wird eine Spracheingabe des Benutzers22 mit dem mindestens einen Mikrofon 12a bis 12f empfangen. In einem darauffolgenden Schritt 170 wird die von dem mindestens einen Mikrofon 12a bis 12f empfangene Spracheingabe ausgewertet zum Detektieren eines Steuerbefehls der Spracheingabe. Dabei kann zunächst in der Dachantenne 10 ein erster Spracherkennungsalgorithmus zum Erkennen eines benutzerspezifischen antrainierten Triggersprachsignals, insbesondere Triggerworts, ausgeführt werden. Anschließend, d.h. nach Detektion des Triggersprachsignals, kann in einer nicht in der Dachantenne 10 angeordneten, mit dem mindestens einen Mikrofon 12a bis 12f gekoppelten oder koppelbaren Steuervorrichtung ein zweiter Spracherkennungsalgorithmus zur Realspracherkennung ausgeführt werden, um den Steuerbefehl zu detektieren. Diese Steuervorrichtung kann in dem Kraftfahrzeug 20, einem Backend-Rechner oder dem mobilen Endgerät 26 des Benutzers 22 angeordnet sein. Die für die Realspracherkennung benötigten Sprachsignale des Benutzers 22 können in der Speichervorrichtung 18 zwischengespeichert worden sein.
  • In einem darauffolgenden Schritt 180 kann eine Funkschlüsselabfrage zur Prüfung einer Zugangsberechtigung des Benutzers 22 ausgeführt werden. Schließlich wird in einem Schritt 190 der Steuerbefehl zum Steuern der mindestens einen Fahrzeugfunktion ausgeführt.
  • 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
    • DE 102014225803 A1 [0003]
    • DE 102008062735 A1 [0004]
    • DE 10038803 A1 [0005, 0008]

Claims (12)

  1. Verfahren zur Sprachsteuerung von Fahrzeugfunktionen eines Kraftfahrzeugs (20) von außerhalb des Kraftfahrzeugs (20), folgende Schritte umfassend: a) Bereitstellen einer Dachantenne (10), die mindestens ein Mikrofon (12a bis 12f) und mindestens eine Sende-Empfangs-Einrichtung (14) für Nahfeldfunk umfasst (Schritt 100); b) Fortwährendes Abfragen innerhalb eines Sende-Bereichs der Sende-Empfangs-Einrichtung (14) zur Detektion der Anwesenheit einer personalisierten Sendevorrichtung (26) eines Benutzers (22) (Schritt 110); c) Authentifizieren des Benutzers (22) durch Prüfen, ob die personalisierte Sendevorrichtung (26) eine zur Freigabe einer Sprachsteuerung des Kraftfahrzeugs (20) autorisierte Sendevorrichtung ist (Schritt 120); d) bei erfolgreicher Authentifizierung: Aktivieren einer Spracherkennung zum Erkennen einer Spracheingabe des Benutzers (22) (Schritt 150); e) Empfangen der Spracheingabe des Benutzers (22) mit dem mindestens einen Mikrofon (12a bis 12f) (Schritt 160); f) Auswerten der von dem mindestens einen Mikrofon (12a bis 12f) empfangenen Spracheingabe zum Detektieren eines Steuerbefehls der Spracheingabe (Schritt 170); und g) Ausführen des Steuerbefehls zum Steuern mindestens einer Fahrzeugfunktion (Schritt 190).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) die Anwesenheit eines mobilen Endgeräts (26), insbesondere eines Smartphones, oder eines Fahrzeugschlüssels abgefragt wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) als Sende-Empfangs-Einrichtung (14) für Nahfeldfunk eine Bluetooth-Sende-Empfangs-Einrichtung, insbesondere für BT-LE oder BT-WLAN, bereitgestellt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Schritt c) und Schritt d) folgende Teilschritte ausgeführt werden: h1) durch Auswerten des von der Sende-Empfangs-Einrichtung (14) empfangenen Signals: Ermitteln einer Richtung, insbesondere einer Richtung und einer Entfernung, in der sich der Benutzer (22) zum Kraftfahrzeug (20) befindet (Schritt 130); und h2) Ausrichten eines Empfangsbereichs des mindestens einen Mikrofons (12a bis 12f) in die ermittelte Richtung (Schritt 140).
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt f) folgenden Teilschritt umfasst, falls die Dachantenne (10) mehrere Mikrofone (12a bis 12f) umfasst: f1) Kombinieren der Empfangssignale der mehreren Mikrofone (12a bis 12f).
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt d) folgenden Teilschritt umfasst: d1) Einschalten des zumindest einen Mikrofons (12a bis 12f); wobei Schritt f) folgenden Teilschritt umfasst: f2) in der Dachantenne (10): Ausführen eines ersten Spracherkennungsalgorithmus zum Detektieren eines benutzerspezifischen, antrainierten Triggersprachsignals, insbesondere Triggerworts.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt f) folgenden weiteren Teilschritt umfasst: f3) bei Detektion des Triggersprachsignals: Ausführen in einer nicht in der Dachantenne (10) angeordneten, mit dem mindestens einen Mikrofon (12a bis 12f) gekoppelten oder koppelbaren Steuervorrichtung eines zweiten Spracherkennungsalgorithmus zur Realspracherkennung, um den Steuerbefehl zu detektieren.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Schritt f) und Schritt g) folgender Schritt ausgeführt wird: i) Ausführen einer Funkschlüsselabfrage zur Prüfung einer Zugangsberechtigung des Benutzers (22) (Schritt 180).
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt e) das Sprachsignal zusätzlich mit dem mobilen Endgerät (26) empfangen und in Schritt f) ausgewertet wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9 in Rückbezug auf Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt f3) in dem mobilen Endgerät (26) ausgeführt wird.
  11. Dachantennenelement (10) für ein Kraftfahrzeug (20), wobei das Dachantennenelement (10) mindestens ein Mikrofon (12a bis 12f) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Dachantennenelement (10) weiterhin umfasst: - mindestens eine Sende-Empfangs-Einrichtung (14) für Nahfeldfunk, sowie - eine Steuervorrichtung (16), die mit der mindestens einen Sende-Empfangs-Einrichtung (14) und dem mindestens einen Mikrofon (12a bis 12f) gekoppelt ist, - wobei die Steuervorrichtung (16) ausgelegt ist, erst nach Detektion einer für eine Spracheingabe autorisierten personalisierten Sendevorrichtung (26) eines Benutzers (22) eine Spracherkennung zum Erkennen einer Spracheingabe des Benutzers (22) zu aktivieren.
  12. Kraftfahrzeug (20) mit einem Dachantennenelement (10) nach Anspruch 11.
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