-
Die Erfindung betrifft eine Interaktionseinrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Interaktionseinrichtung zur berührungslosen Steuerung eines Hausgeräts.
-
Mittels einer Interaktionseinrichtung können eines oder mehrere Hausgeräte, beispielsweise ein Kühlschrank, ein Herd, ein Ofen, ein Vorratsverwaltungssystem oder eine Rezeptsammlung gesteuert werden. Die Interaktionseinrichtung umfasst einen Projektor, eine Tiefenkamera und eine Verarbeitungseinrichtung, die als eingebettetes System („embedded system“) ausgebildet ist. Mittels des Projektors kann eine Projektion beispielsweise auf eine Arbeitsfläche bereitgestellt werden. Die Projektion kann Informationen oder eine Steuerfläche darstellen. Die Tiefenkamera tastet einen Bereich vor oder über der Projektion ab und stellt dreidimensionale Daten eines abgetasteten Objekts bereit. Das Objekt kann insbesondere eine Hand eines Benutzers sein, die im Bereich der Projektion eine Geste macht. Die Verarbeitungseinrichtung ist dazu eingerichtet, die Geste im Kontext der Projektion zu erkennen. Die erkannte Geste kann zu einer Veränderung der Projektion und/oder der Bereitstellung einer Steuernachricht an eines der Hausgeräte führen.
-
Ein Computerprogramm, das zur Steuerung der Verarbeitungseinrichtung verwendet wird, kann weiterentwickelt werden und dabei gesteigerte Verarbeitungsressourcen erfordern. Außerdem können zusätzliche Computerprogramme bereitgestellt werden, die beispielsweise weitere Hausgeräte durch die Interaktionseinrichtung steuerbar machen. Auch diese Computerprogramme erfordern zusätzliche Ressourcen in Form von Speicher, Verarbeitungskapazität und/oder Bandbreite an einer Schnittstelle. Mittelfristig ist zu erwarten, dass die Verarbeitungseinrichtung unterdimensioniert ist. Eine projektierte Lebensdauer der Interaktionseinrichtung kann deutlich länger als eine zu erwartende Lebensdauer einer Verarbeitungseinrichtung sein.
-
DE 10 2013 206 340 A1 schlägt vor, ein Smartphone mit einer Anzeigevorrichtung und einer eingebauten Kamera als Interaktionseinrichtung für ein Hausgerät zu verwenden.
DE 10 2011 085 526 A1 betrifft die Verwendung eines Smartphones als drahtlos gekoppeltes Kochthermometer.
-
Eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht in der Angabe einer verbesserten Interaktionseinrichtung. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
-
Eine Interaktionseinrichtung zur Steuerung eines Hausgeräts umfasst einen Projektor zur Bereitstellung einer Projektion auf eine Oberfläche; eine Tiefenkamera, die zur Abtastung eines Objekts in einem Bereich zwischen der Oberfläche und der Interaktionseinrichtung eingerichtet ist; und eine Schnittstelle zur Verbindung mit einem Smart Device, wobei das Smart Device dazu eingerichtet ist, auf der Basis der Abtastung der Tiefenkamera eine Geste bezüglich der Projektion zu bestimmen.
-
Dadurch wird es möglich, anstelle einer fest eingebauten, als eingebettetes System ausgeführten Verarbeitungseinrichtung flexibel durch ein Smart Device wie ein Smartphone, einen Tablet Computer oder ein ähnliches Gerät für die Steuerung der Interaktionseinrichtung einzusetzen. Das Smart Device ist bevorzugt einem Benutzer zugeordnet, der das Gerät für eine Vielzahl weiterer Zwecke verwenden kann. Handelt es sich um ein Smart Phone oder ein Gerät mit entsprechender Funktionalität, so kann ein Benutzer insbesondere ein Telefonat oder Video-Telefonat führen, während an einem Hausgerät arbeitet. Einerseits kann dadurch die Steuerung eines Hausgeräts verbessert mit der Nutzung des Smart Device integriert werden, andererseits kann durch die Loslösung der Verarbeitungseinrichtung von der restlichen Hardware der Interaktionseinrichtung verbessert eine häufigere Erneuerung der Verarbeitungseinrichtung unterstützt werden. Gesamtkosten für die Interaktionseinrichtung können reduziert sein, wenn die Verarbeitungseinrichtung nicht mehr umfasst ist. Ein Smart Device hat typischerweise eine projektierte Nutzungsdauer im Bereich von einem bis ca. 4 Jahren. Die Interaktionseinrichtung kann als Küchen- oder Hausgerät eine projektierte Nutzungsdauer im Bereich von 10 bis 20 Jahren aufweisen. Durch das erfindungsgemäße Schnittstellenprinzip kann die Verarbeitungseinrichtung in Form des Smart Device praktisch beliebig oft und insbesondere immer dann, wenn Verarbeitungs- oder Speicherressourcen des Smart Device zu gering geworden sind, gegen ein leistungsfähigeres Modell ausgetauscht werden. Das Bereitstellen von sicherheitsrelevanten Aktualisierungen beispielsweise eines Betriebssystems oder einer Applikation kann hierbei deutlich einfacher sein als bei einer vollständig integrierten Lösung. Eine Pflege und Erweiterung eines auf dem Smart Device ablaufenden Computerprogrammprodukts können ebenfalls erleichtert sein. Nach dem Aufrüsten der Verarbeitungseinrichtung kann ein neues Computerprogramm ausgeführt werden, für das die Verarbeitungsleistung zuvor nicht ausgereicht hat. Neue Anwendungsfälle können so nachträglich eröffnet werden.
-
Der Projektor und die Tiefenkamera können insbesondere über die Schnittstelle als Geräte für das Smart Device bereitgestellt sein. Insbesondere der Projektor kann dadurch auch von einer anderen als einer für das Steuern von Hausgeräten dedizierten Applikation verwendet werden. Eine Softwareschnittstelle oder ein Treiber zur Verwendung der Tiefenkamera oder des Projektors durch eine Applikation auf dem Smart Device können offengelegt und durch beliebige Applikationen verwendet werden.
-
Bevorzugt umfasst das Smart Device eine Verarbeitungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln auszuführen, wobei das Computerprogrammprodukt dazu eingerichtet ist, auf der Basis der Abtastung der Tiefenkamera die Geste bezüglich der Projektion zu bestimmen.
-
Die Interaktionseinrichtung kann ferner eine Schnittstelle zur Verbindung mit einem Hausgerät aufweisen, wobei eine Funktion des Hausgeräts in Abhängigkeit einer erkannten Geste gesteuert werden kann. Die Schnittstelle kann drahtgebunden oder drahtlos ausgeführt sein. In einer Variante ist die Schnittstelle zu einer zentralen Einrichtung wie einem Server oder einem Dienst in einer Cloud ausgeführt und das Hausgerät verfügt über eine korrespondierende Schnittstelle. Die Interaktionseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, mehrere Geräte konzertiert zu steuern oder Informationen von mehreren Geräten miteinander zu verknüpfen.
-
Die Interaktionseinrichtung kann ferner eine Halterung für das Smart Device umfassen, wobei die Halterung an einem Gehäuse für den Projektor und die Tiefenkamera angebracht sein kann. Insbesondere kann die Halterung mit dem Gehäuse integriert ausgeführt sein. Das Bedienen eines Küchengeräts mittels der Interaktionseinrichtung kann für einen Benutzer dadurch einfacher sein. Außerdem kann das Smart Device stets an einer prominenten Stelle aufgehoben sein, während die Interaktionseinrichtung verwendet wird. Eine Nutzung des Smart Device für eine andere Funktion als die Steuerung eines Hausgeräts kann erleichtert sein.
-
Die Interaktionseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, vertikal nach unten auf die Oberfläche einer Arbeitsfläche zu projizieren, wobei die Halterung um eine Hochachse gedreht werden kann. Insbesondere kann die Interaktionseinrichtung im Bereich einer horizontalen Fläche über der Arbeitsfläche angebracht sein. Diese Fläche kann insbesondere die Unterseite eines Küchenmöbels wie eines Regalbretts oder eines Oberschranks umfassen. Während die Interaktionseinrichtung kompakte Abmessungen aufweisen kann, kann das an gleicher Stelle angebrachte Smart Device relativ groß sein und sich in einer Position befinden, in der es in einem Kopfbereich einer an der Arbeitsfläche arbeitenden Person liegt. Durch die seitliche Drehbarkeit kann das Smart Device aus dem Kopfbereich entfernt werden, ohne dass die physische Integration mit den restlichen Komponenten aufgegeben wird. In einer ersten Variante kann die Projektion des Projektors in Abhängigkeit der Drehung ebenfalls gedreht werden. In einer anderen Variante bleibt die Projektion unabhängig von einem Drehwinkel der Halterung um die Hochachse konstant.
-
Es ist weiter bevorzugt, dass die Interaktionseinrichtung eine Vorrichtung zur Bereitstellung elektrischer Energie für das Smart Device aufweist. Elektrische Energie kann drahtgebunden übermittelt werden, beispielsweise mittels eines USB-Anschlusses. Ein entsprechender Steckkontakt kann insbesondere an der hierin beschriebenen Halterung vorgesehen sein. Alternativ kann auch eine drahtlose Energieversorgung vorgesehen sein, bei der eine Induktionsspule zur Kopplung mit einer korrespondierenden Spule des Smart Device vorgesehen ist.
-
Insbesondere wenn die Schnittstelle nach dem USB-Standard ausgeführt ist, können außer elektrischer Energie auch Daten zwischen dem Smart Device und den anderen Komponenten übermittelt werden. In einer anderen Ausführungsform ist die Schnittstelle drahtlos ausgeführt. Dabei können beispielsweise ein WLAN- oder Bluetooth-Standard unterstützt werden. Ein mechanisches Koppeln oder Entkoppeln des Smart Device mit der Interaktionseinrichtung können dadurch vereinfacht sein.
-
Es weiterhin bevorzugt, dass der Projektor dazu eingerichtet ist, den Inhalt eines Bildschirms des Smart Device auszugeben. Außerdem ist bevorzugt, dass die Tiefenkamera dazu eingerichtet ist, eine Berührung der Projektion auf die gleiche Weise auszuwerten wie eine berührungsempfindliche Oberfläche des Bildschirms. Mit anderen Worten können die Tiefenkamera und der Projektor zusammen einen Touchscreen des Smart Device realisieren. Ein Benutzer kann dadurch sein Smart Device mittels der Interaktionseinrichtung verbessert bedienen. Insbesondere kann er zwischen unterschiedlichen Applikationen wechseln und mehrere Aufgaben gleichzeitig wahrnehmen. Beispielsweise können parallel zum Steuern eines Küchengeräts ein Anruf getätigt oder eine Internetrecherche durchgeführt werden.
-
Ein System umfasst eine hierin beschriebene Interaktionseinrichtung und ein Smart Device, das dazu eingerichtet ist, auf der Basis der Abtastung der Tiefenkamera eine Geste bezüglich der Projektion zu bestimmen.
-
Die Verarbeitungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, ein hierin beschriebenes Verfahren ganz oder teilweise auszuführen. Dazu kann die Verarbeitungseinrichtung einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen und das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auch auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf die Vorrichtung übertragen werden oder umgekehrt.
-
Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die beiliegenden Figuren genauer beschrieben, in denen:
- 1 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Systems mit einer Interaktionseinrichtung;
- 2 eine Interaktionseinrichtung in einer beispielhaften Ausführungsform; und
- 3 beispielhafte Ansichten einer Interaktionseinrichtung in einer weiteren Ausführungsform
darstellt.
-
1 zeigt ein System 100 zur Steuerung eines Hausgeräts 105. Das System 100 umfasst ein Smart Device 110 und eine Interaktionseinrichtung 115. Das Smart Device 110 kann insbesondere ein Smartphone, einen Tablet Computer oder ein sonstiges mobiles Gerät umfassen, das universell zur Ausführung eines Computerprogrammprodukts eingerichtet ist. Bevorzugt handelt es sich um ein einem vorbestimmten Benutzer zugeordnetes Gerät („personal device“), das ein Benutzer üblicherweise mit sich führt. Die Interaktionseinrichtung 115 umfasst bevorzugt ein Gehäuse 120, in welchem ein Projektor 125 und eine Tiefenkamera 130 und eine Schnittstelle 135 angeordnet sind. Die Schnittstelle 135 kann drahtgebunden oder drahtlos ausgeführt sein und in unterschiedlichen Ausführungsformen zur Kontaktierung beliebiger Geräte oder nur des Smart Device 110 eingerichtet sein. Optional ist ein Anschlussgerät 140 vorgesehen. In einer Ausführungsform ist am Gehäuse 120 eine Halterung 145 für das Smart Device 110 vorgesehen.
-
Der Projektor 125 ist dazu eingerichtet, eine Projektion 150 auf eine Oberfläche 155 zu werfen. Die Oberfläche 155 kann insbesondere die einer Arbeitsplatte, eines Möbels oder einer Wand sein. Die Tiefenkamera 130 ist dazu eingerichtet, ein Objekt 160 dreidimensional abzutasten. Ein Abtastbereich liegt dabei bevorzugt zwischen der Interaktionseinrichtung 115 und der Projektion 150 auf der Oberfläche 155. Das Objekt 160 kann insbesondere eine Hand eines Benutzers umfassen. Mittels der Tiefenkamera 130 können optische Informationen vom Objekt 160 abgetastet werden, welche die Bestimmung einer Geste erlauben können. Die Geste kann eine Handhaltung, eine Position der Hand oder eine Bewegung umfassen. Insbesondere kann die Position der Hand bezüglich der Projektion 150 ausgewertet werden. In einer ersten Variante arbeitet die Tiefenkamera 130 auf der Basis einer stereoskopischen Aufnahme. In einer anderen Ausführungsform ist eine Beleuchtungsvorrichtung vorgesehen, die Licht, insbesondere im unsichtbaren Bereich, auf das Objekt 160 wirft, und eine Kamera für zurückgeworfenes Licht. Ein Abstand zwischen der Interaktionseinrichtung 115 und dem Objekt 160 kann auf der Basis einer Zeitverzögerung zwischen dem Aussenden und dem Empfangen von Licht und der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts bestimmt werden.
-
Das Anschlussgerät 140 ist dazu eingerichtet, Signale des Projektors 125, der Tiefenkamera 130 und des Smart Device 110 bzw. der Schnittstelle 135 aneinander anzupassen. Umfasst das Anschlussgerät 140 eine Verarbeitungseinrichtung, so arbeitet diese üblicherweise lediglich auf Protokolldaten, Nutzdaten hingegen, die insbesondere anzuzeigende Informationen der Projektion 150 oder abgetastete Informationen der Tiefenkamera 130 umfassen, werden üblicherweise nicht vom Anschlussgerät 140 verarbeitet, sondern nur weitergeleitet.
-
Es wird vorgeschlagen, das Smart Device 110 mit einem Computerprogrammprodukt auszustatten, welches dazu eingerichtet ist, die Aufgaben einer üblicherweise mit dem Projektor 125 und der Tiefenkamera 130 integrierten Interaktionseinrichtung 115 wahrzunehmen. Insbesondere soll das Smart Device 110 dazu eingerichtet sein, das Objekt 160 zu erkennen oder eine Geste des Objekts 160 zu bestimmen und diese bevorzugt in Kontext mit der Projektion 150 zu setzen. Außerdem ist das Smart Device 110 bevorzugt dazu eingerichtet, eine Ausgabe mittels des Projektors 125 und/oder eine Eingabe mittels der Tiefenkamera 130 zu verarbeiten und für die Steuerung eines oder mehrerer Hausgeräte 105 zu verwenden. Eine Datenübertragung zwischen dem Smart Device 110 und dem Hausgerät 105 erfolgt bevorzugt über die Schnittstelle 135. Alternativ oder zusätzlich kann eine drahtlose Schnittstelle 165 vorgesehen sein, die beispielsweise dem WLAN- oder Bluetooth-Standard folgen kann. Über einer der Schnittstellen 135, 165 können eines oder mehrere Hausgeräte 105 kontaktiert werden.
-
2 zeigt eine Interaktionseinrichtung 115 in einer beispielhaften Ausführungsform. Das Smart Device 110 ist hier in einer Halterung 145 aufgenommen, die nicht mit dem Gehäuse 120 der Interaktionseinrichtung 115 verbunden ist. Stattdessen kann die Halterung 145 frei positionierbar sein. Eine Kommunikation zwischen dem Smart Device 110 und der restlichen Interaktionseinrichtung 115 erfolgt alternativ drahtgebunden oder drahtlos. Die Halterung 145 kann insbesondere dazu eingerichtet sein, das Smart Device 110 auf der Oberfläche 155 zu halten, auf die der Projektor 125 die Projektion 150 wirft. Dabei kann das Smart Device 110 so orientiert sein, dass ein umfasster Bildschirm 205 von einem Benutzer im Bereich der Oberfläche 155 gut abgelesen werden kann. Eine Ausgabe auf dem Bildschirm 205 kann parallel zu der mittels der Interaktionseinrichtung 115 erfolgen. Alternativ können Ausgaben auf dem Bildschirm 205 und auf der Oberfläche 155 unterschiedlichen Zwecken oder unterschiedlichen auf dem Smart Device 110 ablaufenden Applikationen zugeordnet sein. In einer Variante umfasst die Halterung 145 eine Vorrichtung 210 zur Bereitstellung elektrischer Energie für das Smart Device 110. Die Vorrichtung 210 kann beispielsweise drahtgebunden mit einem Steckkontakt oder drahtlos mit einer Induktionsspule ausgeführt sein. In einer Ausführungsform werden elektrische Energie und Daten über dieselbe Schnittstelle 135 zwischen dem Smart Device 110 und der Halterung 145 übertragen.
-
Das Gehäuse 120 mit dem Projektor 125 und der Tiefenkamera 130 ist bevorzugt dazu eingerichtet, hängend oder schwebend über einer Arbeitsplatte 215 oder einer anderen Arbeitsfläche angebracht zu werden. Dazu kann das Gehäuse 120 insbesondere an einem Oberschrank 220, oder einer Dunstabzugshaube angebracht werden. Die Projektion 150 erfolgt dabei bevorzugt auf die Oberfläche 155 der Arbeitsplatte 215. In einer Ausführungsform ist in die Arbeitsplatte 215 ein Herd oder ein anderes Hausgerät 105, insbesondere ein Küchengerät, eingelassen oder integriert.
-
3 zeigt beispielhafte Ansichten einer Interaktionseinrichtung 115 in einer weiteren Ausführungsform. Hierbei ist die Halterung 145 am Gehäuse 120 angebracht oder integriert mit diesem ausgeführt. Rein beispielhaft wird dabei die Bauform des Gehäuses 120 der Ausführungsform von 2 zu Grunde gelegt. In einer ersten Darstellung im oberen Bereich von 3 ist die Halterung 145 einer üblichen Arbeitsposition eines Benutzers an der Arbeitsplatte 215 zugewandt. In einer mittigen Darstellung von 3 ist zusätzlich ein Smart Device 110 in der Halterung 145 aufgenommen. In einer unteren Darstellung ist die Halterung 145 zusammen mit dem Smart Device 110 verdreht dargestellt.
-
Die Halterung 145 ist bevorzugt derart am Gehäuse 120 angebracht oder ausgebildet, dass eine Interaktion eines Benutzers mit dem darin aufgenommenen Smart Device 110 ermöglicht ist. Gleichzeitig sollen Informationen zwischen dem Smart Device 110 und einer Komponente der Interaktionseinrichtung 115 unterstützt sein. Bevorzugt soll ferner eine Übertragung elektrischer Energie an das Smart Device 110 ermöglicht sein. Die Halterung 145 erlaubt bevorzugt die Nutzung aller Elemente des Smart Device 110. Insbesondere ein Touchscreen, eine Taste, ein Mikrofon, ein Lautsprecher oder eine Kamera können durch die Halterung 145 zugänglich gehalten sein. Das Smart Device 110 kann beispielsweise mittels einer elastischen Spannvorrichtung an der Halterung 145 gehalten sein. Derartige Spannbacken können auch in einer Halterung 145 eines Smart Device 110 in einem Kraftfahrzeug Anwendung finden. Die Halterung 145 kann dabei teleskopartig auseinandergezogen werden, um an Smart Devices 110 unterschiedlicher Größen angepasst zu werden. Ein elastisches Element kann die Halterung 145 wieder zusammenziehen, um das Smart Device 110 mittels Klemmwirkung zu halten.
-
In der in 3 unten dargestellten Ausführungsform ist die Halterung 145 um eine Hochachse 305 drehbar gestaltet. Dies kann vorteilhaft sein, um das Smart Device 110 einem Benutzer zuzuwenden, der an verschiedenen Seiten der Arbeitsplatte 215 bzw. der Interaktionseinrichtung 115 stehen kann. Außerdem kann ein Kopfbereich des Benutzers durch das seitliche Verschwenken frei gehalten werden. In einer ersten Variante bewirkt das Verschwenken der Halterung 145 auch ein Drehen der Projektion 150 um die Hochachse 305. Die Projektion 150 kann stufenlos oder in vorbestimmten Stufen von beispielsweise 90° gedreht werden. Unabhängig davon kann die Halterung 145 stufenlos oder in vorbestimmten Winkelstufen verschwenkt bzw. gedreht werden. In einer anderen Ausführungsform ist die Orientierung der Projektion 150 unabhängig von einer Verschwenkung der Halterung 145 um die Hochachse 305.
-
Bezugszeichenliste
-
- 100
- System
- 105
- Hausgerät
- 110
- Smart Device
- 115
- Interaktionseinrichtung
- 120
- Gehäuse
- 125
- Projektor
- 130
- Tiefenkamera
- 135
- Schnittstelle
- 140
- Anschlussgerät
- 145
- Halterung
- 150
- Projektion
- 155
- Oberfläche
- 160
- Objekt
- 165
- Schnittstelle
- 205
- Bildschirm
- 210
- Vorrichtung zur Bereitstellung elektrischer Energie
- 215
- Arbeitsplatte
- 220
- Oberschrank
- 305
- Hochachse
-
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 102013206340 A1 [0004]
- DE 102011085526 A1 [0004]
