-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Nutzereingabe an einem Sensorfeld.
-
Es ist bekannt Nutzereingaben über berührungsempfindliche Sensoren zu bestimmen. Zur Unterscheidung von unterschiedlichen Nutzerwünschen sind mehrere Sensoren in einem Sensorfeld zusammengefasst.
-
Aus der Offenlegung
DE 10 2015 112 444 A1 ist eine Bedieneinrichtung für ein Fahrzeug mit einem zwei Sensoren umfassenden Sensorfeld zur Bestimmung einer Nutzereingabe bekannt. Den Sensoren ist ein Benutzerwunsch zugeordnet, durch Berührung der Sensoren wird ein Benutzerwunsch bestimmt und durch einen einen Schwellwert überschreitenden Druck auf das Bedienfeld aktiviert.
-
Die Offenlegung
DE 102 27 286 A1 offenbart ein Sensorelement zur Insassenerkennung, wobei das Sensorelement mit einer Auswerteeinheit verbunden ist, die zur Mustererkennung des Sensorsignals konfiguriert ist.
-
Die
US 2013/0270896 A1 offenbart eine Anordnung mit mehreren, ein Aktivierungsfeld ausbildenden Näherungssensoren. Ein Steuergerät erzeugt ein Ausgabesignal bei Erkennung einer Veränderung der Signale der Näherungssensoren.
-
Aus der
GB 2525383A ist ein Sensor zur Erkennung einer Geste und ein Schlüsselsensor zur Erkennung eines Fahrzeugschlüssels eines Fahrzeugnutzers offenbart. Ein Steuergerät führt nach erfolgreicher Erkennung von Geste und Fahrzeugschlüssel eine Fahrzeugfunktion aus.
-
Aus der
US 2015/0199941 A1 ist eine Vorrichtung mit einem 3D Sensor offenbart, wobei ein durch Betätigung erzeugtes Signal zur Bestimmung mit einem Muster verglichen und bei Übereinstimmung eine Funktion ausgelöst wird.
-
Die
US 2016/0147310 A1 offenbart eine Tastatur mit Sensoren umfassenden Felder. Eine Recheneinheit empfängt das durch Berühren einer der Tasten bewirkte Signal zur Identifizierung der Taste, einer Positionsangabe auf dem Feld sowie einer während der Berührung erfolgten Bewegung.
-
Die
US 2011/40148770 A1 offenbart ein Verfahren zur Bestimmung einer Nutzereingabe an einem Touchbedienfeld, wobei durch eine Berührung des Touchbedienfelds bewirkte Sensorsignale mit hinterlegten Mustern verglichen werden. Aus den Mustern wird das den größten Ähnlichkeitsgrad mit den Sensorsignalen bestimmt und eine dem Muster zugeordnete Funktion ausgeführt.
-
In einer aus dem Stand der Technik bekannten, auch „First Win“ genannten Variante, wird die dem zuerst berührten Sensor eines Sensorfeldes zugewiesene Funktion ausgelöst. Dieses Verfahren kann oft zur Auslösung einer ungewollten Funktion führen, denn wischt ein Kunde bei der Suche über das Sensorfeld und bringt eine Bedienkraft zur Auslösung der Funktion an einer von der erstberührten verschiedenen Stelle des Sensorfelds auf, wird dennoch die Funktion des zuerst berührten Sensors bestimmt und ausgeführt.
-
In einer weiteren aus dem Stand der Technik bekannten, auch „Last Win“ genannten Variante, wird die dem zuletzt berührten Sensor zugeordnete Funktion ausgelöst ist. Rollt der Bediener bei Aufbringen der Bedienkraft den Finger unabsichtlich ab, so wird eine einem anderen Sensor zugeordnete Funktion unbeabsichtigt bestimmt und ausgeführt.
-
Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mittels welchen eine verbesserte Erkennung verschiedener Benutzerwünsche an einem mehrere Sensoren aufweisenden Bedienfeld ermöglicht ist.
-
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Bestimmung einer Nutzereingabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einer Vorrichtung gemäß Anspruch 7 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Vergleich der Sensorsignale mit für das Sensorfeld abgespeicherten Werten eines Signalmustern durchgeführt, ein mit den Sensorsignalen ein größten Ähnlichkeitsgrad aufweisendes Signalmuster ermittelt und eine dem ermittelten Signalmuster zugeordnete Funktion bestimmt. Bei Annäherung an einen der Sensoren als auch bei Berührung eines Sensors des Sensorfeldes geben auch umliegende Sensoren ein Signal aus. Die Signale der Sensoren weisen je nach Abstand zu dem Betätigungsmittel einen unterschiedlichen Signalhub auf. Insbesondere beeinflussen auch die Sensoren verbindende Leiterbahnen den Signalhub. Durch Berührung des Sensorfeldes in vorgegebenen Bereichen sollen vorgegebene Funktionen bestimmt werden. Die vorgegebenen Bereiche sind dabei die Sensorflächen selbst und/oder an die Sensorflächen angrenzende Bereiche. Zur Erzeugung von Signalmustern für ein Sensorfeld werden die vorgegebenen Bereiche berührt und die von den Sensoren ausgegebenen Werte als Signalmuster abgespeichert. Für verschiedene Positionen in dem vorgegebenen Bereich können entsprechende Werte als Signalmuster erzeugt und gespeichert werden. Den erzeugten Signalmustern eines Sensorfeldes werden jeweils entsprechende Funktionen zugeordnet und gespeichert. Berührt nun ein Nutzer das Sensorfeld, geben verschiedene Sensoren ein Signal aus. Unter Berührung ist im Sinne der Anmeldung nicht ausschließlich ein Kontakt zwischen einem Betätigungsmittel wie beispielsweise einem Finger mit dem Sensorfeld zu verstehen, sondern auch eine Annäherung des Betätigungsmittels. Ein mit einem Abstand zum Sensorfeld positionierter Finger führt bereits zu Ausgabe entsprechender Sensorsignale, die bereits als gültige Nutzereingabe erkannt werden können. Diese durch Annäherung oder Berührung bewirkten Sensorsignale werden mit den gespeicherten Signalmustern verglichen. Das Signalmuster mit dem in Bezug auf die Sensorwerte den höchsten, d.h. den nächstkommenden aufweisenden Ähnlichkeitsgrad wird ermittelt. Weiter wird die dem Signalmuster zugeordnete Funktion bestimmt und direkt oder nach einer weiteren Nutzereingabe ausgeführt. Beispielsweise weist ein Sitzbedienfeld mehreren Sensoren auf. Durch eine Berührung des Sensorfeldes werden Sensorsignale erzeugt. Das gespeicherte Signalmuster, das den höchsten Ähnlichkeitsgrad mit den Sensorsignalen aufweist, und eine dem Signalmuster zugeordnete Funktion wie beispielsweise eine Sitzverschiebung oder eine Sitzlehnenverstellung werden dann bestimmt. Zur Bestimmung des Ähnlichkeitsgrades können aus der Bildverarbeitung bekannte Methoden zum Vergleich von Bildern verwendet werden. In vorteilhafter Weise ermöglicht das Verfahren eine zuverlässige Auswertung von Einfach- und Mehrfachberührungen als auch Berührungen in Zwischenbereichen des Sensorfelds. Da in den Signalmustern Sensorkopplungen wie beispielsweise Leiterbahnen berücksichtigt sind, sind Fehlauslösungen durch Stimulation der Sensorkopplungen minimiert. Das Verfahren ermöglicht weiter eine zuverlässige Bedienung mit Handschuhen. Ein Handschuhfinger bewirkt typischerweise einen geringeren Signalhub an einem Sensor als ein bloßer Finger. Die Auswertung der einzelnen Sensorsignale zueinander und der Vergleich mit abgespeicherten Signalmustern liefert auch bei geringen Signalhüben eine zuverlässige Funktionsbestimmung. Weiter ermöglicht das Verfahren eine durch ein Abrollen eines Fingers bedingte fehlerhafte Funktionsbestimmung zu vermeiden, indem in den Signalmustern ein Abrollen dementsprechend berücksichtigt ist. Erfindungsgemäß erfolgt die Ausführung der dem Signalmuster zugeordneten Funktion nach einer weiteren Nutzereingabe. Die Ausführung einer Nutzereingabe eines Signalmusters, erfolgt nicht unmittelbar nach dessen Bestimmung sondern erst nach einer weiteren Nutzereingabe. Diese weitere Nutzereingabe vermeidet eine Funktionsauslösung durch ein unabsichtliches Berühren des Sensorfeldes.
-
In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens wird eine Nutzereingabe nur als gültig erkannt, sofern der Ähnlichkeitsgrad einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Liegt der größte Ähnlichkeitsgrad der Sensorsignale zu einem der gespeicherten Signalmuster unterhalb dem vorgegebenen Schwellwert, wird die Nutzereingabe als ungültig verworfen. In diesem Fall weist die Nutzereingabe mit keinem der Signalmuster eine ausreichende Ähnlichkeit auf. In vorteilhafter Weise wird durch den Vergleich mit dem Schwellwert eine mit einer zufälligen Nutzereingabe ausgelöste Funktion vermieden.
-
In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens werden nur die oberhalb einem vorgegebenen Mindestwert liegende Differenzen zwischen den Sensorsignale und zugehörigen Werten des Signalmusters zur Ermittlung des Ähnlichkeitsgrad herangezogen. Zur Bestimmung des Ähnlichkeitsgrad werden beispielsweise nur Differenzen zwischen den Sensorsignale und zugehörigen Werten des Signalmusters berücksichtigt, die in Bezug zum Maximalwert der Differenzen einen vorgegebenen Prozentwert aufweisen. In vorteilhafter Weise wird durch das Verfahren ein Rauschen der Sensorwerte unterdrückt.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Ähnlichkeitsgrad in Abhängigkeit einer Differenz zwischen den Sensorsignalen und zugehörigen Werten eines der Signalmuster ermittelt. Hierzu wird für jedes Sensorsignal der Sensoren in dem Sensorfeld die Differenz zum zugehörigen Wert des Signalmusters bestimmt. Sensorsignale und das Signalmuster sind mit einem Sensorfeld gleicher Sensoranordnung erzeugt. Das Sensorsignal und die Werte des Signalmusters sind durch die Position der ausgebenden Sensoren definierbar. Der dem Sensorsignal zugehörige Wert des Signalmusters ist der Wert des Signalmusters, der im Sensorfeld von einem Sensor in der gleichen Position wie das Sensorsignal selbst erzeugt wird. Das Sensorfeld ist beispielsweise als Matrix mit in Zeilen und Spalten angeordneten Sensoren aufgebaut, der dem Sensorsignal zugehörige Wert des Signalmusters ist der in Zeilen- und Spaltennummer entsprechende Wert. Die Berechnung des Ähnlichkeitsgrads in Abhängigkeit der Differenz zwischen den Sensorsignalen und zugehörigen Werten eines der Signalmuster ermöglicht eine zuverlässige Ermittlung einer durch die Nutzereingabe bestimmten Funktion.
-
In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens werden zur Bestimmung des Ähnlichkeitsgrads die oberhalb einem vorgegebenen Mindestwert liegende Differenzen zwischen den Sensorsignale und zugehörigen Werten des Signalmusters aufsummiert.. Zur Bestimmung des Ähnlichkeitsgrad werden beispielsweise nur Differenzen zwischen den Sensorsignalen und zugehörigen Werten des Signalmusters berücksichtigt, die in Bezug zum Maximalwert der Differenzen einen vorgegebenen Prozentwert aufweisen. In vorteilhafter Weise wird durch das Verfahren ein Rauschen der Sensorwerte unterdrückt.
-
In einer modifizierten Ausführungsform wird die weitere Nutzereingabe durch eine auf das Sensorfeld aufgebrachte vordefinierte Druckkraft bewirkt. Mit Berührung des Sensorfeldes wird über die Bestimmung eines Signalmusters eine Funktion bestimmt und sozusagen vorgewählt. Erst durch eine bewusste Erhöhung der Druckkraft auf das Sensorfeld wird die Funktion ausgelöst. Die vordefinierte Druckkraft kann durch Federn oder Drucksensoren bestimmt werden. Die Drucksensoren sind beispielsweis als kapazitive, piezoelektrische, induktive oder resistive Sensoren ausgeführt. Ein unabsichtliches Ausführen einer Funktion ist damit wirksam vermieden.
-
In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die bestimmten Sensorsignale normiert. Bei der Normierung werden die ermittelten Sensorsignale durch den Maximalwert der ermittelten Sensorsignale geteilt, so dass der größte Signalwert jeweils 1 beträgt. Als Voraussetzung zur Bestimmung des Ähnlichkeitsgrades werden auch die ermittelten Sensormuster dementsprechend normiert. Aufgrund von Toleranzen der Sensoren, werden bei identischer Berührung unterschiedlich hohe Signalhübe ausgegeben, durch die Normierung werden Toleranzen der Sensoren bezüglich Ansprechverhalten ausgeglichen. Zusätzlich oder alternativ ist vorgesehen eine Skalierung der Sensoren durchzuführen, so dass jeder Sensor des Sensorfeldes bei einem identischen Berührvorgang den gleich großen Signalhub ausgibt.
-
In einer weiteren Ausbildung des Verfahrens werden die Sensorsignale im unbetätigten Zustand auf null justiert. Die Sensorsignale setzen sich aus einem statischen und einem durch Betätigung ausgelösten dynamischen Wert zusammen. Die Justierung bewirkt, dass im unbetätigten Zustand alle Sensorsignale den Wert null aufweisen. Die auch Baselining genannte Justierung auf null, verhindert eine falsche Auswertung der Sensorsingale durch ein Signaloffset.
-
Das erfindungsgemäße System umfasst eine Recheneinheit, die dazu eingerichtet ist, die Sensorsignale mit für das Sensorfeld abgespeicherten Werten eines Signalmusters zu vergleichen, ein mit den Sensorsignalen einen größten Ähnlichkeitsgrad aufweisendes Signalmuster und eine dem Signalmuster zugeordnete Funktion zu bestimmten. In vorteilhafter Weise ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung eine zuverlässige Ermittlung einer durch eine Nutzereingabe am Sensorfeld bestimmten Funktion. Erfindungsgemäß erfolgt eine Ausführung der dem ermittelten Signalmuster zugeordneten Funktion erst nach einer weiteren Nutzereingabe.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Sensorfeld Sensoren zur Verstellung eines Fahrzeugsitzes, zur Betätigung einer Headunit, eines Kombinstruments, einer Dachbedieneinheit und/oder einer Klimaanlage. Das Sensorfeld bietet eine nutzerfreundliche Bedienung verschiedenster Fahrzeugfunktionen. Das Sensorfeld ist dabei beispielsweise entweder an einer Tür, am Lenkrad, in der Mittelkonsole oder am Dach anordenbar. In vorteilhafter Weise ist das Sensorfeld an verschiedensten Einbauorten integrierbar und ersetzt eine Vielzahl von Einzelschaltern.
-
In einer weitergebildeten Ausführungsform sind die Sensoren des Sensorfeldes als kapazitive oder induktive Sensoren ausgebildet. Diese Sensoren sind weit verbreitet und bieten bei hoher Qualität eine kostengünstige Herstellung von Sensorfeldern.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Dabei zeigen:
- 1 Sensorfeld einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 2 Schnitt A-A durch die erfindungsgemäße Vorrichtung aus 1 in einem ersten Betriebszustand,
- 3 Schnitt A-A durch die erfindungsgemäße Vorrichtung aus 1 in einem zweiten Betriebszustand,
- 4 Sensorsignale bewirkt durch eine erste Betätigung des Sensorfelds aus 1,
- 5 Sensorsignale bewirkt durch eine zweite Betätigung des Sensorfelds aus 1,
- 6 Signalmuster eines Sensorfelds mit 4 Tasten und
- 7 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
Gemäß 1 ist eine erfindungsmäße Vorrichtung 1 mit einem Sensorfeld umfassend zwölf Sensoren A-L dargestellt. Die Sensoren sind als Sensortasten ausgebildet, die bei Berührung entsprechende Sensorsignale erzeugt.
-
2 stellt einen schematisierten Schnitt A-A durch die Vorrichtung aus 1 dar. In dem Sensorfeld 3 sind die Sensoren 5 A bis L angeordnet, wobei in dem Schnitt die Sensoren E bis H aus 1 zu sehen sind. Das Sensorfeld 3 ist einem Sensorgehäuse 7 angeordnet. In dem Gehäuse 7 ist das Sensorfeld 3 auf Federn 9 verschieblich gelagert. Die Vorrichtung umfasst weiter eine Recheneinheit 11, die über nicht gezeigte elektrische Verbindungen mit den Sensoren 5 verbunden ist. In dem Gehäuse 7 ist desweitern ein Kontaktschalter 13 angeordnet. Das als Finger 15 dargestellte Betätigungsmittel berührt den mit F bezeichneten Sensor 5. Der berührte Sensor F sendet ein Sensorsignal aus, des Weiteren geben auch die den Sensor F umgebenden Sensoren durch Annäherung des Fingers 15 Signale aus. Die Recheneinheit 11 empfängt die Sensorsignale und ermittelt eine durch die Nutzereingabe bestimmte Funktion.
Die nun von der Recheneinheit 11 bestimmte Funktion wird ausgeführt, sobald der Nutzer gemäß 3 das Sensorfeld mit einer über eine bloße Berührung hinausgehende vorgegebene Druckkraft beaufschlagt, so dass die Federn 9 zusammengedrückt werden und der Kontaktschalter 13 geschlossen wird. Zur Ausführung der vorab ermittelten Funktion steuert die Recheneinheit 11 beispielsweise einen Aktor an, der beispielsweise eine Verschiebung eines Fahrzeugsitzes bewirkt.
-
4 zeigt beispielhaft Sensorsignale 16 des Sensorfeldes 3 der Vorrichtung 1 aus 1, die bei Berührung des Sensors F gemäß 2 und 3 ausgegeben werden. Wie deutlich zu erkennen ist, gibt der unmittelbar berührte Sensor F das Signal mit dem größten Hub 17 aus. Jedoch auch die umliegenden Sensoren 5 geben durch Annäherung des Fingers Signale aus.
-
In 5 sind die Sensorsignale 16 dargestellt, die bei gleichzeitiger Berührung der Sensoren F und H des Sensorfeldes 3 erzeugt werden. Erwartungsgemäß weisen die Signale 19, 21 der Sensoren F und H den größten Hub auf, die gleichzeitige Erregung der umliegenden Sensoren führt zu dem dargestellten Höhenprofil. Die Nutzereingabe umfasst in diesem Beispiel ein gleichzeitiges Berühren der Sensoren F und H mit zwei Fingern.
-
Zur Ermittlung der durch die Nutzereingabe bestimmten Funktion ermittelt die Recheneinheit 11 einen Ähnlichkeitsgrad der empfangenen Sensorsignale 16 mit für das Sensorfeld 3 gespeicherten Signalmustern. Die in der Recheneinheit 11 gespeicherten Signalmuster weisen entsprechend der 4 und der 5 ein Höhenprofil mit 12 Signalwerten auf. Eine exemplarische Darstellung für verschiedene gespeicherte Signalmuster 23 für ein von der 1 abweichendes Sensorfeld mit 4 Tasten zeigt 6. Entsprechende Signalmuster 23 für ein Sensorfeld mit 12 Tasten gemäß 1 sind in der Recheneinheit 11 abgespeichert.
-
Signalmuster 23 werden durch gezielte Betätigung der Sensoren A bis L auf einem Referenzsensorfeld erzeugt und gespeichert. Gleichfalls werden Signalmuster 23 für eine gleichzeitige Betätigung der Sensoren A bis L erzeugt, beispielsweise für die gleichzeitige Betätigung der Sensoren F und H gemäß 5. Darüber hinaus werden auch Signalmuster 23 für Betätigungen erzeugt, die nur teilweise die Sensoren 5 als auch die Sensorzwischenräume berühren. Jedem der Signalmuster 23 wird dann eine Funktion zugeordnet.
-
Berührt nun ein Nutzer das Sensorfeld 3 werden die Sensorsignale 16 der Sensoren 5 durch die Recheneinheit 11 ermittelt. Die Recheneinheit 11 vergleicht die ermittelten Sensorsignale 16 mit den abgespeicherten Signalmustern 23 und ermittelt das den Sensorsignalen 16 am nächsten liegende Signalmuster 23. Mit anderen Worten wird das Signalmuster 23 bestimmt, das mit den Sensorsignalen 16 den höchsten Ähnlichkeitsgrad aufweist. Die Sensorsignale 16 müssen dabei einen über einem vorgegebenen Schwellwert liegenden Ähnlichkeitsgrad zu einem der gespeicherten Signalmuster 23 aufweisen, ansonsten wird die Nutzereingabe als ungültig verworfen. Liegt der Ähnlichkeitsgrad über dem vorgegebenen Schwellwert, wird anhand dem bestimmten, den größten Ähnlichkeitsgrad aufweisenden Signalmuster 23 eine Funktion bestimmt. Die Funktion wird mit dem Schließen des Kontaktschalters 13 ausgeführt, siehe 3. Zur Ausführung der Funktion steuert die Recheneinheit 11 beispielsweise einen Aktor zur Sitzverstellung oder zur Steuerung einer Klimaanlage an.
-
Der Ähnlichkeitsgrad, der alternativ auch als Ähnlichkeitsfaktor bezeichenbar ist, wird in Abhängigkeit einer Differenz zwischen den Sensorsignalen
16 und zugehörigen Werten von gespeicherten Signalmustern
23 des Sensorfeldes
3 bestimmt. Der Ähnlichkeitsgrad a berechnet sich aus einem Sättigungsfaktor h nach der Gleichung, a=1-h, wobei für h beispielsweise gilt:
-
Unter den Sensorsignalen 16 ist jeweils der Signalhub der Sensoren 5 zu verstehen, unter den Werten des Signalmusters 23 ist der Hub des zughörigen Werts eines zu vergleichenden Signalmusters 23 zu verstehen.
-
Die Sensorsignale 16 des Sensorfeldes 3 werden als Matrix mit Zeilen und Spalten betrachtet, wobei A für die Sensorsignale und B für die zugehörigen Werte des Signalmusters 23 steht. Die gespeicherten Werte des Signalmusters 23 sind als Matrix mit der gleichen Anzahl von Zeilen und Spalten wie die der Sensorsignale aufgebaut. Jedes durch eine Zeilen- und Spaltennummer beschriebenes Sensorsignal 16 ist ein zugehöriger Wert des Signalmusters 23 mit der gleichen Zeilen- und Spaltennummer zugeordnet. Dem Signalwert 16 der Zeile 2 und Spalte1 ist ein Wert des Signalmusters 23 in Zeile 2 und Spalte 1 zugeordnet.
-
Die Sensorsignale 16 als auch die Werte des Signalmusters 23 werden mit dem jeweils höchsten Wert der Matrix skaliert, so dass der maximale Hub 1 beträgt.
Zur Bestimmung des Sättigungsfaktors h werden Beträge der Differenzen zwischen Sensorsignalen 16 und entsprechenden Werten eines der Signalmuster 23 aufsummiert und durch den aufsummierten Wert aller Sensorsignale 16 dividiert.
-
Die Berechnung liefert Werte für den Sättigungsfaktor h zwischen 0 und 1. Ein Ähnlichkeitsgrad a vom Wert 1 gibt damit einen maximalen Ähnlichkeitsgrad und der Wert 0 einen minimalen Ähnlichkeitsgrad zwischen den Sensorsignalen 16 und den Werten des Signalmusters 23 wieder.
In einer alternativen Berechnung wird der Term im Nenner der obigen Gleichung quadriert, wodurch im Bereich geringer Ähnlichkeit die Ähnlichkeitsgrade gut unterscheidbar sind. In einer Abwandlung werden nur Differenzen zwischen den Sensorsignalen 16 und zugehörigen Werten des Signalmusters 23 aufsummiert, die einen vorgegebenen Mindestwert erreichen. Der Mindestwert ist dabei beispielsweise als ein vorgegebener Prozentsatz vom Maximalwert der Sensorsignale 16 definiert.
-
In einer weiteren Ausführungsform wird in obiger Geleichung der Term der Differenz zwischen den Sensorsignalen 16 und zugehörigen Werten eines der Signalmuster 23 als Argument einer Funktion verwendet, womit beispielsweise mit einer nichtlinearen Funktion die Gewichtung auf höhere Differenzen und damit auf weniger verrauschte Werte gelegt werden kann.
-
In 7 ist ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt S100 werden Sensorsignale 16 ermittelt, die bei Berührung des Sensorfeldes 3 mit einem Betätigungsmittel von Sensoren 5 erzeugt werden. Die Sensorsignale 16 weisen einen statischen Anteil und einen dynamischen Anteil auf. Der statische Anteil, beispielsweise eine Grundkapazität, wird in einem Schritt S200 von den ermittelten Sensorwerten subtrahiert, so dass in weiteren Verfahrensschritten nur die dynamischen Teile weiterverarbeitet werden.
-
Weiterer werden in dem Schritt S300 die Sensorwerte 16 mit einem Skalierfaktor verrechnet, der Sensortoleranzen ausgleicht. Der Skalierfaktor bewirkt, dass alle Sensorsignale 16 bei einer identischen Berührung den gleichen Signalhub aufweisen.
-
In einem nächsten Verfahrensschritt S400 werden die unterhalb einem vorgegebenen Mindestwert liegenden Sensorsignale 16 von der weiteren Betrachtung ausgeschlossen. Dieser Mindestwert muss so niedrig gewählt werden, dass selbst Berührungen des Sensorfeldes mit einem Handschuh noch erkannt werden.
-
In einem weiteren Verfahrensschritt S500 werden die Sensorsignal mit dem gemessenen Maximalwert normiert, so dass der maximale Sensorsignalwert eins beträgt.
-
In einem Verfahrensschritt S600 werden die gemessenen und aufbereiteten Sensorsignale 16 mit zugehörigen Werten von gespeicherten Signalmustern 23 verglichen und ein Ähnlichkeitsgrad zwischen Sensorsignalen 16 und gespeicherten Signalmustern 23 wird ermittelt.
Im Verfahrensschritt S700 wird das Signalmuster 23 aus der Menge der gespeicherten Signalmuster ermittelt, das den größten Ähnlichkeitsgrad zu den Sensorsignalen 16 aufweist. In einem Schritt S800 wird der ermittelt größte Ähnlichkeitsgrad mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen. Liegt der größte Ähnlichkeitsgrad unterhalb dem vorgegebenen Schwellwert, wird die Nutzereingabe in Schritt S900 als ungültig verworfen. Liegt der größte Ähnlichkeitsgrad oberhalb dem vorgegebenen Schwellwert, dann wird im Schritt S1000 einem dem Signalmuster 23 zugehörige Funktion ermittelt.
-
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
