DE102019205205B3

DE102019205205B3 - Interaktionseinrichtung

Info

Publication number: DE102019205205B3
Application number: DE102019205205.3A
Authority: DE
Inventors: Frank Schaefer; Philipp Kleinlein; Markus Helminger; Gerald Horst
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2019-04-11
Filing date: 2019-04-11
Publication date: 2020-09-03
Anticipated expiration: 2039-04-12
Also published as: US20220157304A1; WO2020207889A1; EP3954132A1

Abstract

Eine Interaktionseinrichtung zum Einsatz in einem Haushalt umfasst ein erstes und ein zweites Mikrofon, wobei vorzugsweise eine Richtcharakteristik des ersten Mikrofons zur Abtastung im Nahbereich und eine Richtcharakteristik des zweiten Mikrofons zur Abtastung im Fernbereich eingerichtet ist; und eine Verarbeitungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, auf der Basis von Abtastungen der Mikrofone eine gesprochene Anweisung zu bestimmen; und eine der Anweisung zugeordnete Steuerung durchzuführen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Interaktionseinrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Interaktionseinrichtung zur Steuerung eines Hausgeräts.
In einem Haushalt können verschiedene Hausgeräte verwendet werden, beispielsweise ein Geschirrspüler, ein Herd oder eine Dunstabzugshaube. Eines oder mehrere der Hausgeräte können mittels einer Interaktionseinrichtung gesteuert werden. Die Interaktionseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, eine gesprochene Anweisung zu bestimmen und eine zugeordnete Funktion eines der Hausgeräte zu steuern.
WO 2012 / 027 644 A2 beschäftigt sich mit dem akustischen Management von Geräten der Unterhaltungselektronik. WO 2017 / 205 657 A1 offenbart ein Spracheingabegerät, das Sprachbefehle empfangen und interpretieren kann. Aus der US 2013 / 0 258 813 A1 ist ein System vorbekannt, das örtlich selektiv Geräusche aufnehmen kann. DE 10 2008 0293 52 A1 erläutert eine Vorrichtung zum Lokalisieren einer Schallquelle.
US 2017 361 468 B2 beschreibt eine mobile Interaktionseinrichtung, die an unterschiedlichen Haushaltsgeräten angebracht werden kann. Eine solche Interaktionseinrichtung eignet sich aber nicht für alle realen Anwendungsfälle. Beispielsweise ist ein Abstand, aus dem eine sprachliche Anweisung akzeptiert wird, üblicherweise begrenzt. Interaktionseinrichtungen sind für gewöhnlich relativ teuer und unflexibel.
Eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht in der Angabe einer Technik, die eine verbesserte Interaktion mit einer Person erlaubt. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
Eine Interaktionseinrichtung zum Einsatz in einem Haushalt umfasst ein erstes und ein zweites Mikrofon, die zur akustischen Abtastung eines vorbestimmten Bereichs eines Haushalts eingerichtet sind; und eine Verarbeitungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, auf der Basis von Abtastungen der Mikrofone eine gesprochene Anweisung zu bestimmen; und eine der Anweisung zugeordnete Steuerung durchzuführen.
Durch die Verwendung zweier Mikrofone kann die Interaktionseinrichtung verbessert aus einem vergrößerten Entfernungsbereich angesprochen werden. Unter Ausnutzung üblicher Empfindlichkeiten von geeigneten Mikrofonen kann eine Ansprechbarkeit der Interaktionseinrichtung aus einem Bereich erreicht werden, dessen Größe dem einer üblichen Wohnung oder eines üblichen Zimmers einer Wohnung oder eines Wohnhauses entspricht.
Die Steuerung kann insbesondere ein Hausgerät betreffen. Bevorzugt wird eine Funktion des Hausgeräts ausgelöst oder ein Betriebsparameter des Hausgeräts aufgrund der gesprochenen Anweisung bereitgestellt oder verändert. Das Hausgerät kann beispielsweise einen Herd, einen Kühlschrank, eine Dunstabzugshaube oder einen Ofen umfassen. In einer weiteren Ausführungsform betrifft die Steuerung eine Funktion die Interaktionseinrichtung selbst, beispielsweise wenn die Interaktionseinrichtung ein Kochrezept schrittweise darstellt, eine Auskunft auf eine gesprochene Frage erteilt oder eine Telefonverbindung zu einem vorbestimmten Teilnehmer herstellt. Die Interaktionseinrichtung kann als Schnittstelle zwischen der Person und einer beliebigen Anzahl Geräte oder Informationsspeicher dienen.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind eine Richtcharakteristik des ersten Mikrofons zur akustischen Abtastung im Nahbereich und eine Richtcharakteristik des zweiten Mikrofons zur akustischen Abtastung im Fernbereich der Interaktionseinrichtung eingerichtet. Durch die unterschiedlichen Konfigurationen der beiden Mikrofone kann der Bereich verbessert akustisch abgetastet werden. Insbesondere kann eine Schallquelle im Nahbereich bevorzugt mittels des ersten und eine Schallquelle im Fernbereich bevorzugt mittels des zweiten Mikrofons abgetastet werden. Unerwünschte Schallquellen im jeweils anderen Bereich können verbessert ausgeblendet werden.
Die Richtcharakteristik des ersten Mikrofons kann beispielsweise relativ kreis- oder kugelförmig und die des zweiten Mikrofons relativ herz- oder nierenförmig sein. Anders ausgedrückt kann eine Richtwirkung des zweiten Mikrofons stärker als die des ersten Mikrofons sein. Das erste Mikrofon kann eine verbesserte Sensitivität gegenüber einer Schallquelle im Nahbereich aufweisen, während das zweite Mikrofon verbessert Schall von einer im Fernbereich angeordneten Schallquelle unter Ausblendung von Störgeräuschen erfassen kann. Dadurch können Schallquellen in unterschiedlichen Entfernungen verbessert abgetastet und voneinander unterschieden werden. Die Ansprechbarkeit der Interaktionseinrichtung innerhalb eines Haushalts kann verbessert sein.
Bevorzugt sind mehrere zweite Mikrofone vorgesehen, deren Richtcharakteristiken sich in unterschiedliche Richtungen erstrecken. Die Richtungen können insbesondere strahlenförmig in einer horizontalen Ebene verlaufen. Dadurch können verbessert jeweils Signale desjenigen Mikrofons ausgewertet werden, dessen Richtcharakteristik am genauesten auf die Schallquelle im Fernbereich weist. Störungen, die aus leicht unterschiedlichen Richtungen an der Interaktionseinrichtung eintreffen, können verbessert verworfen oder unterdrückt werden.
Die Interaktionseinrichtung kann außerdem eine Schnittstelle zur Anbindung eines mobilen Geräts mit einer Eingabevorrichtung und einer Ausgabevorrichtung umfassen. Unter Anbindung kann in diesem Zusammenhang zum Beispiel eine kommunikative Verbindung verstanden werden. Akustische Signale, die von der Interaktionseinrichtung aufgenommen werden, können also vom mobilen Gerät verarbeitet werden. Umgekehrt ist es natürlich auch möglich, dass das mobile Gerät beispielsweise eine Sprachausgabe vornehmen will, die dann über einen Lautsprecher der Interaktionseinrichtung ausgegeben wird. Das mobile Gerät kann insbesondere einen persönlichen digitalen Assistenten (PDA), ein mobiles Telefon, ein Smartphone oder einen Tablet Computer umfassen. Auf dem mobilen Gerät kann eine Applikation ablaufen, die eine Interaktion mit einem Benutzer realisiert. Dabei kann die Interaktion Gebrauch von der Ein- und/oder Ausgabevorrichtung des mobilen Geräts machen. Zusätzlich kann eines der ersten oder zweiten Mikrophone für die Interaktion verwendet werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird auf der Basis des ersten und des zweiten Mikrofons bestimmt, dass ein Benutzer eine vorbestimmte Schlüsselanweisung ausgesprochen hat, worauf hin eine Interaktion mittels des mobilen Geräts gesteuert wird. Anders ausgedrückt kann ein „Aufwecken“ der Interaktionseinrichtung aus einem Ruhezustand mittels des ersten und des zweiten Mikrofons gesteuert werden. Dabei kann eine beliebige Anweisung für das Aufwecken vorbestimmt werden. Eine Einschränkung auf eine vorbestimmte gesprochene Anweisung des mobilen Geräts - beispielsweise „Hey Siri“ oder „Alexa“ - kann so umgangen werden. Die Anweisung für das Aufwecken kann vorbestimmt oder durch einen Benutzer wählbar sein. Das Aufwecken kann mittels lokaler Verarbeitungsressourcen schnell und sparsam erfolgen. Eine anschließende Sprachsteuerung kann auf bekannte Weise mittels eines Dienstes in einer Cloud erfolgen.
Weiterhin ist eine Ablage für das mobile Gerät, das eine Anzeigevorrichtung aufweist, vorgesehen. Das mobile Gerät kann mechanisch an der Ablage angebracht werden. Dabei können eine drahtlose oder drahtgebundene Datenschnittstelle und/oder eine drahtlose oder drahtgebundene Energieschnittstelle zwischen dem mobilen Gerät und der Interaktionseinrichtung hergestellt werden.
Die Interaktionseinrichtung kann weiterhin eine Energieversorgung für das mobile Gerät umfassen. In einer Variante kann die Interaktionseinrichtung ein Netzteil zur Verbindung mit einem elektrischen Energieversorgungsnetz aufweisen. In einer zweiten Variante, die mit der ersten Variante kombiniert werden kann, umfasst die Interaktionseinrichtung einen transportablen Energiespeicher, insbesondere einen Akkumulator oder eine Batterie, aus welcher die Interaktionseinrichtung und/oder das mobile Gerät betrieben und/oder aufgeladen werden können.
Die Interaktionseinrichtung kann mehrere Elemente umfassen, die in unterschiedlichen Reihenfolgen vertikal aufeinander gestellt oder angebracht werden können. So können eine modulare Interaktionseinrichtung oder ein modulares Interaktionssystem geschaffen werden, die vertikal unterschiedlich konfiguriert werden können. Bevorzugt werden beim Zusammenfügen zweier Elemente zwischen ihnen jeweils eine Datenverbindung und/oder eine Energieverbindung hergestellt. Die Elemente können im Wesentlichen zylindrisch ausgeführt sein, sodass mehrere aufeinander gestellte Elemente im Wesentlichen wieder einen Zylinder ergeben können.
In einigen Ausführungsformen weist die Interaktionseinrichtung Dichtmittel, wie z.B. Dichtringe, auf, um die Interaktionseinrichtung vor Spritzwasser und stehendem Wasser auf der Stellfläche zu schützen. Auf diese Weise wird die Elektronik in der Interaktionseinrichtung vor Feuchtigkeit behütet.
Die Verarbeitungseinrichtung ist dazu eingerichtet, die Richtung einer Quelle der gesprochenen Anweisung zu bestimmen. Dies kann insbesondere auf der Basis von Phasenverschiebungen zwischen Signalen unterschiedlich ausgerichteter zweiter Mikrofone erfolgen. Mittels Verarbeitung von Signalen mehrerer Mikrofone kann ein Einfluss einer anderen Schallquelle verringert werden. Darüber hinaus kann auf der Basis von Signalen der Mikrofone eine Entfernung der Quelle der gesprochenen Anweisung bestimmt oder zumindest abgeschätzt werden. Optional kann eine Position der Quelle der gesprochenen Anweisung bezüglich der Interaktionseinrichtung bestimmt werden und weiter optional kann die Position bezüglich einer Begrenzung eines umgebenden Raums plausibilisiert werden. Ist die Position unplausibel, so kann die bestimmte Quelle verworfen und eine andere Quelle für die gesprochene Anweisung bestimmt werden.
In einer weiteren Ausführungsform sind eine akustische Ausgabevorrichtung, eine optische Ausgabevorrichtung und/oder eine optische Eingabeeinrichtung von der Interaktionseinrichtung umfasst. Die akustische Ausgabevorrichtung kann insbesondere wenigstens einen Lautsprecher, die optische Ausgabevorrichtung insbesondere eine Anzeige oder einen Projektor und die optische Eingabevorrichtung insbesondere eine virtuelle Tastatur umfassen. Eine virtuelle Tastatur kann eine Projektionseinrichtung zur Projektion vorbestimmter Bereiche auf eine Oberfläche und eine Abtasteinrichtung zur Bestimmung der Position eines Gegenstands, insbesondere einer Hand oder eines Fingers, bezüglich der Projektion umfassen.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Interaktionssystem eine hierin beschriebene Interaktionseinrichtung und eine Rotationseinrichtung. Dabei ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, die Ablage mittels der Rotationseinrichtung in die bestimmte Richtung der Quelle der gesprochenen Anweisung zu drehen. Die Rotationseinrichtung kann einerseits einen Austausch von Informationen vom oder zum Benutzer erleichtern oder verbessern. Andererseits kann er Benutzer verbessert den Eindruck erwerben, die Interaktionseinrichtung wende sich ihm zu, sodass er mit ihrer Aufmerksamkeit rechnen kann. Die Drehbewegung kann Teil eines Interaktionskonzepts sein, das beispielsweise eine Mimik eines dargestellten Gesichts als Ausgabemittel verwendet. In einer Ausführungsform ist die Interaktionsvorrichtung zur Ein- und/oder Ausgabe empathischer oder emotionaler Signale eingerichtet, um eine Interaktion mit dem Benutzer zu unterstützen oder zu verbessern. Die Drehbewegung wird bevorzugt auf ein Element übertragen, das eine optische Ausgabe für den Benutzer trägt. Dies kann beispielsweise einen Projektor oder eine Anzeigevorrichtung des mobilen Geräts oder der Interaktionseinrichtung betreffen. Merkmale oder Vorteile des Systems können auf die Vorrichtung übertragen werden oder umgekehrt.
Durch die modulare Verbindbarkeit kann ein Benutzer Elemente der Interaktionseinrichtung derart anordnen, dass nur Elemente verdreht werden, von denen der Benutzer dies wünscht. Beispielsweise kann eine virtuelle Tastatur mitgedreht werden, falls auf einer Oberfläche um die Interaktionseinrichtung herum ausreichend Platz für die Projektion der Tastatur ist. Andernfalls kann die virtuelle Tastatur in eine vorbestimmte, unveränderliche Richtung projiziert werden. Im ersten Fall kann ein Element, der die virtuelle Tastatur darstellt, oberhalb der Rotationseinrichtung und im zweiten Fall unter ihr angeordnet sein.
Nach noch einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Geräts in einem Haushalt Schritte des Abtastens von Schall mittels mehrerer Mikrofone; des Bestimmens einer gesprochenen Anweisung auf der Basis von Abtastungen der Mikrofone; des Durchführens einer der Anweisung zugeordneten Steuerung; des Bestimmens einer Richtung einer Quelle der gesprochenen Anweisung und des Drehens einer Ablage für ein mobiles Gerät mit einer Anzeigevorrichtung in die bestimmte Richtung der Quelle der gesprochenen Anweisung mittels einer Rotationseinrichtung. Das Verfahren kann eine Ansprechbarkeit einer Interaktionseinrichtung durch einen Benutzer aus einem vergrößerten Bereich heraus ermöglichen.
Das Verfahren kann dazu eingerichtet sein, ganz oder teilweise auf einer hierin beschriebenen Vorrichtung oder auf einem hierin beschriebenen System abzulaufen. Dazu können die Vorrichtung oder das System insbesondere 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 oder das System übertragen werden oder umgekehrt.
Die hier beschriebene Erfindung kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn ein Nutzer bereits ein mobiles Gerät wie ein Smartphone oder einen Tablet-PC besitzt. Diese Geräte sind meist recht teuer und veralten schnell, sind jedoch relativ leistungsstark. Ein durchschnittlicher Nutzer würde diese Geräte durchaus auch gern zum Kochen verwenden, indem er sich auf diesen Geräten die Rezeptschritte anzeigen lässt. Hierbei ergeben sich jedoch verschiedene Probleme: Die Mikrofone an Smartphones sind aus gutem Grund so eingerichtet, dass sie bevorzugt akustische Signale aus der unmittelbaren Umgebung aufnehmen, aber für Spracheingaben aus der Entfernung wenig empfindlich sind. Darüber hinaus hat man beim Kochen häufig nasse oder schmutzige Finger, sodass man das Gerät nicht anfassen möchte. Zusätzlich kann es immer vorkommen, dass Flüssigkeiten auf der Stellfläche vorhanden sind oder dorthin spritzen. Da sich der Nutzer häufig beim Kochen bewegt, kann es passieren, dass er den Bildschirm des mobilen Geräts nicht von allen Positionen aus gut einsehen kann.
Die hier beschriebene Interaktionseinrichtung kann nun einen Beitrag zur Lösung dieser Probleme liefern. Sie kann optimiert sein, um Sprachanweisungen auch aus der Entfernung gut verstehen zu können. Sie kann eine Ablage für das mobile Gerät bereitstellen, so dass der Bildschirm vom Nutzer jederzeit gut eingesehen werden kann. Hierfür kann der Nutzer geortet und der Bildschirm entsprechend gedreht werden. Darüber hinaus kann ein gewisser Abstand zwischen dem mobilen Gerät und der Stellfläche erreicht werden, um das mobile Gerät vor Feuchtigkeit zu schützen. Die Interaktionseinrichtung braucht dabei keinen teuren Prozessor, weil auf den Prozessor des mobilen Geräts zurückgegriffen werden kann. Auf diese Weise wird durch die Interaktionseinrichtung das mobile Gerät gezielt durch die Eigenschaften ergänzt, die es besonders geeignet für eine Unterstützung eines Kochvorgangs in der Küche machen.
Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die beiliegenden Figuren genauer beschrieben, in denen:

1 ein beispielhaftes Interaktionssystem;
2 eine Interaktionseinrichtung in einer weiteren Ausführungsform;
3 beispielhafte Richtcharakteristiken von Mikrofonen; und
4 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens

1 zeigt ein Interaktionssystem 100, das zum Einsatz in einem Haushalt eingerichtet ist, in einer Darstellung nach Art einer Explosionszeichnung. Das Interaktionssystem 100 ist dazu eingerichtet, auf eine gesprochene Anweisung einer Person hin eine der Anweisung zugeordnete Steuerung durchzuführen, die insbesondere ein Hausgerät 105 betreffen und insbesondere das Ausführen einer geräteeigenen Funktion umfassen kann. Das Interaktionssystem 100 ist bevorzugt zur Verwendung in einem Haushalt eingerichtet und ist bevorzugt in einem Bereich des Haushalts aufgestellt, der akustisch zusammenhängend ist, beispielsweise in einer Küche, einer Wohnküche oder einem offenen Wohnbereich, der an einen Küchenbereich angrenzt.
Das Interaktionssystem 100 ist bevorzugt modular aufgebaut und umfasst eine Interaktionseinrichtung 110, die um eines oder mehrere Elemente 115-125 erweitert werden kann. Im Folgenden wird die Interaktionseinrichtung 110 bei Bedarf auch als Element betrachtet; außerdem kann die Interaktionseinrichtung 110 eines oder mehrere Elemente 115-125 umfassen. Jedes Element 110-125 ist zur Erfüllung einer oder mehrerer Funktionen eingerichtet, wobei eine Zuordnung von Funktionen zu Elementen 110-125 auch anders als im vorliegenden Beispiel gewählt sein kann. Dementsprechend kann ein für eine Funktion erforderliches Funktionsbauteil auch in oder an einem anderen als dem in 1 dargestellten Element 110-125 angeordnet sein. Die Elemente 110-125 können bevorzugt in der dargestellten Weise aufeinander gestapelt werden. Dabei kann zwischen benachbarten Elementen 110-125 jeweils eine Daten- und/oder Energieschnittstelle hergestellt sein, beispielsweise mittels eines Steckkontakts. Es ist bevorzugt, dass die Elemente 110-125 jeweils im Wesentlichen die Form eines geraden Kreiszylinders aufweisen und das Interaktionssystem 100 eine entsprechende Form hat. Dazu ist insbesondere bevorzugt, dass Durchmesser der Elemente 110-125 übereinstimmen. Eine Reihenfolge von Elementen 110-125 kann weiter bevorzugt variiert werden. Allerdings ist bevorzugt, dass das unterste Element die Interaktionseinrichtung 110 umfasst.
Das oberste Element 125 ist bevorzugt zur Anbringung eines mobilen Geräts 130 eingerichtet, das wenigstens eine Eingabeeinrichtung 135 und/oder wenigstens eine Ausgabevorrichtung 140 aufweist. Die Eingabevorrichtung 135 kann insbesondere ein Mikrofon, eine Kamera oder einen Touchscreen aufweisen. Die Ausgabevorrichtung 140 kann insbesondere Anzeigevorrichtung, bevorzugt als Teil eines Touchscreens, einen Lautsprecher oder eine Beleuchtungseinrichtung umfassen. Zur Anbringung des mobilen Geräts 130 am obersten Element 125 kann eine Ablage 145 vorgesehen sein, die vorliegend beispielhaft in Form eines Haltebügels oder einer Halteplatte ausgeführt ist. Eine Datenverbindung zwischen dem obersten Element 125 und dem mobilen Gerät 130 kann mittels einer Datenschnittstelle 150 erfolgen, die bevorzugt drahtlos ausgeführt ist, beispielsweise als Bluetooth- oder WLAN-Verbindung. Energie kann zwischen dem Modul 125 und dem mobilen Gerät 130 mittels einer Energieschnittstelle 155 ausgetauscht werden, die bevorzugt ebenfalls drahtlos ausgeführt ist, insbesondere mittels induktiver Energieübertragung, beispielsweise nach dem Qi-Standard. Dazu kann die Energieschnittstelle 155 in die Ablage 145 integriert sein, um möglichst nahe an einer Empfängerspule des mobilen Geräts 130 zu liegen. Die Datenschnittstelle 150 und/oder die Energieschnittstelle 155 können jeweils auch drahtgebunden ausgeführt sein, beispielsweise als USB-Steckverbindung. Das Element 125 kann einen Energiespeicher 160 umfassen, sodass es zum Betreiben oder Aufladen des mobilen Geräts 130 verwendet werden kann, ohne selbst physischen Kontakt zu den anderen Elementen 110-120 zu haben.
Das Element 120 kann einen Projektor 165 umfassen, der bevorzugt dazu eingerichtet ist, eine graphische oder textuelle Darstellung auf eine Oberfläche zu projizieren. Dabei kann der Projektor 165 insbesondere zur Projektion auf eine horizontale Oberfläche wie eine Arbeitsplatte oder auf eine vertikale Oberfläche wie eine Wand oder ein Möbel eingerichtet sein. Außerdem kann das Element 120 eine virtuelle Tastatur 170 umfassen, die unten mit Bezug auf 2 noch genauer beschrieben wird.
Das Element 115 umfasst bevorzugt eine Rotationseinrichtung 175, die dazu eingerichtet ist, einen Drehwinkel um eine Hochachse bezüglich eines oben oder unten anliegenden Elements 110, 120, 125 zu verändern. Die Rotationseinrichtung 175 kann dazu insbesondere einen Elektromotor oder einen Ultraschallmotor umfassen. Mittels des Elements 115 können bevorzugt oberhalb angebrachte Elemente 120, 125 sowie gegebenenfalls das mobile Gerät 130, gegenüber einem unterhalb angebrachten Element 110 oder einem Untergrund um die Hochachse gedreht werden.
Das Element 110 umfasst bevorzugt eine Verarbeitungseinrichtung 180 und eine Energieversorgung 182, die bevorzugt ein Netzteil zur Verbindung mit einem Energieversorgungsnetz umfasst. Optional ist eine akustische Ausgabevorrichtung 184 vorgesehen, insbesondere in Form eines Lautsprechers. Außerdem sind ein wenigstens erstes Mikrofon 186 und wenigstens ein zweites Mikrofon 188 vorgesehen. Mehrere erste und/oder zweite Mikrofone 186, 188 können in unterschiedliche Richtungen weisen, um jeweils bevorzugt Schall aus der jeweiligen Richtung abzutasten. Die mehreren ersten und/oder zweiten Mikrofone 186, 188 können auch an unterschiedlichen Stellen des Interaktionssystems 100 angebracht sein, beispielsweise auf einem Umfang um die Hochachse. Die Verarbeitungseinrichtung 180 ist bevorzugt dazu eingerichtet, Signale der Mikrofone 186, 188 zu analysieren. Außerdem soll die Verarbeitungseinrichtung 180 dazu eingerichtet sein, auf der Basis der Signale eine gesprochene Anweisung zu bestimmen und weiter bevorzugt eine der Anweisung zugeordnete Steuerung zu veranlassen oder durchzuführen. Die Steuerung kann insbesondere ein Hausgerät 105 betreffen, das sich im gleichen Haushalt befinden kann.
Dabei kann eine Übermittlung von Steuersignalen direkt oder über eine externe Stelle 192 erfolgen, die mittels einer insbesondere drahtlosen Datenschnittstelle mit der Verarbeitungseinrichtung 180 verbunden sein kann. Die externe Stelle 192 kann auch einen Teil oder die gesamte Verarbeitung der von den Mikrofonen 186, 188 gelieferten Signale übernehmen. Die externe Stelle 192 kann als Server oder Dienst, insbesondere in einer Cloud, realisiert sein. In einer weiteren Ausführungsform betrifft die Steuerung die externe Stelle 192 und kann beispielsweise ein Abfragen oder Ändern von Informationen umfassen.
2 zeigt ein beispielhaftes Interaktionssystem 100 in einer weiteren Ausführungsform. Das mobile Gerät 130 ist hier beispielhaft als Tablet Computer ausgeführt und das Interaktionssystem 100 umfasst nur das erste Element 120 und das dritte Element 125. Am dritten Element 135 ist die Ablage 145 als Nut ausgeführt, in welche das mobile Gerät 130 teilweise eingeführt werden kann. Das erste Element 120 umfasst die virtuelle Tastatur 170, die bevorzugt eine Projektionseinrichtung 205 zur Projektion einer Darstellung auf eine Oberfläche und eine Abtasteinrichtung 210 zur Erfassung eines Objekts im Bereich der Darstellung umfasst. Die Darstellung umfasst bevorzugt wenigstens ein Feld 215 und das Objekt kann insbesondere einen Finger oder eine Hand eines Benutzers umfassen. Mehrere dargestellte Felder 215 können eine vorbestimmte Anordnung aufweisen und beispielsweise eine Tastatur bilden. Eine Berührung eines der Felder 215 durch das Objekt kann mittels der Abtasteinrichtung 210 erfasst werden, die beispielsweise als Infrarot-Kamera ausgeführt sein kann.
3 zeigt beispielhafte Richtcharakteristiken von Mikrofonen 186, 188. 3a zeigt eine herzförmige erste Richtcharakteristik 305, die einem ersten Mikrofon 186 zugeordnet sein kann, und 3b eine supernieren- oder achtförmige zweite Richtcharakteristik 310, die einem zweiten Mikrofon 188 zugeordnet sein kann. Beide Darstellungen sind polar und zeigen eine Empfindlichkeit des Mikrofons 186, 188 als Abstand von einem Mittelpunkt (ein großer Abstand entspricht einer hohen Empfindlichkeit und umgekehrt), in Abhängigkeit von einer Richtung, aus der Schall auf das Mikrofon 199, 188 einwirkt. Das Mikrofon 186, 188 ist jeweils in Richtung 0° orientiert und nimmt Schall aus dieser Richtung am empfindlichsten auf.
Die erste Richtcharakteristik 305 zeigt eine einigermaßen konstante Empfindlichkeit des ersten Mikrofons 186 in einem vorderen Halbkreis zwischen 270° und 90° an. Schall aus Richtungen, die auf einem hinteren Halbkreis liegen, also dem Bereich von 270° über 180° nach 90°, kann beispielsweise mittels eines Dämpfungselements wie Schaumstoff oder Watte unterdrückt werden.
Die zweite Richtcharakteristik 310 zeigt eine starke Ausrichtung auf Schall aus der Richtung 0°. Eine weitere Vorzugsrichtung erstreckt sich in Richtung 180°, wobei bevorzugt Schall aus dem hinteren Halbkreis gedämpft wird. Zwei weitere, weniger starke Empfindlichkeitskeulen erstecken sich senkrecht dazu in 270° und 90° Richtungen. Schall aus diesen Richtungen kann entweder gedämpft oder verarbeitungstechnisch erkannt werden.
Die Richtcharakteristiken 305, 310 zeigen, dass das erste Mikrofon 186 gut zur Erfassung von Schall aus einem Nahbereich eingerichtet ist, während das zweite Mikrofon 188 gut zur Erfassung von Schall aus einem Fernbereich eingerichtet ist. Zur optimalen Abtastung einer Schallquelle kann ein Mikrofon 186, 188 so gedreht werden, dass seine 0°-Richtung auf die Schallquelle weist. Sind mehrere unterschiedlich ausgerichtete Mikrofone 186, 188 vorgesehen, so können Signale desjenigen Mikrofons 186, 188, das am besten in Richtung der Schallquelle ausgerichtet ist, bevorzugt ausgewertet werden. Die Lage einer Schallquelle bezüglich der Mikrofone 186, 188 kann durch Betrachtung von Phasenverschiebungen und/oder Amplituden von Signalen unterschiedlicher Mikrofone 186, 188 bestimmt werden, wobei die Signale auf Schall aus der gleichen Schallquelle zurückgehen.
Andere als die dargestellten Richtcharakteristiken 305, 310 sind ebenfalls möglich, wobei die erste Richtcharakteristik 305 des ersten Mikrofons 186 bevorzugt breiter bezüglich es Richtungsspektrums als die zweite Richtcharakteristik 310 des zweiten Mikrofons 188 ist. Beispielsweise kann die erste Richtcharakteristik 305 auch kreisförmig sein und die zweite Richtcharakteristik 310 kann auch rein nierenförmig sein.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm beispielhaften eines Verfahrens 400, das mittels eines Interaktionssystems 100 durchgeführt werden kann. In einem Schritt 405 kann Schall von einer Schallquelle mittels der Mikrofone 186, 188 erfasst werden. Dazu können Signale mehrerer erster und/oder zweiter Mikrofone 186, 188 bereitgestellt werden, die bevorzugt auf dieselbe Schallquelle zurückgehen. Alle anderen Signale können als Störsignale betrachtet werden. In einem Schritt 410 erfolgt eine Verarbeitung der Signale. Hier kann eine Richtung bestimmt werden, aus welcher der Schall die Interaktionseinrichtung 110 erreicht. Außerdem kann ein das Signal um Störsignale befreit werden, um ein Nutzsignal zu verbessern. Optional wird eine Position der Schallquelle bestimmt. Sollte die bestimmte Position nicht realistisch sein, so kann eine weitere Verarbeitung unterbleiben oder mit geänderten Parametern oder Annahmen wiederholt werden.
Auf der Basis des Nutzsignals kann in einem Schritt 415 eine gesprochene Anweisung bestimmt werden. Sollte der Schall, der die von den Mikrofonen 186, 188 bereitgestellten Signale bewirkt hat, zu keiner gesprochenen Anweisung korrespondieren, so kann eine weitere Verarbeitung ausgesetzt werden. Handelt es sich um eine gesprochene Anweisung, der keine bekannte Funktion oder Steuerung zugeordnet ist, so kann eine entsprechende Meldung an den Sprecher der Anweisung ausgegeben werden. Andernfalls kann die Steuerung bestimmt werden, die der gesprochenen Anweisung zugeordnet ist. Diese Anweisung kann in einem Schritt 420 ausgeführt werden. Beispielsweise können in diesem Schritt ein Parameter eines Hausgeräts 105 verändert oder eine Funktion des Hausgeräts 105 ausgelöst werden.
Auf der Basis der im Schritt 410 erfolgten Richtungsbestimmung kann in einem Schritt 425 die Rotationseinrichtung 175 dazu verwendet werden, zumindest einen Teil des Interaktionssystems 100 zu verdrehen. Das Verdrehen erfolgt bevorzugt derart, dass eine Eingabeeinrichtung 135, 170, 186, 188 und/oder eine Ausgabeeinrichtung 140, 165, 184, 170 in Richtung der Schallquelle orientiert wird. Die Schallquelle umfasst üblicherweise einen Benutzer und das Verdrehen kann eine verbesserte Interaktion mit dem Benutzer ermöglichen. In einer anderen Ausführungsform kann der Benutzer auch auf andere Weise geortet werden, beispielsweise mittels einer Kamera.
Bezugszeichenliste

100: Interaktionssystem
105: Hausgerät
110: Interaktionseinrichtung
115: erstes Element
120: zweites Element
125: drittes Element
130: mobiles Gerät
135: Eingabevorrichtung
140: Ausgabevorrichtung
145: Ablage
150: Datenschnittstelle
155: Energieschnittstelle
160: Energiespeicher
165: Projektor
170: virtuelle Tastatur
175: Rotationseinrichtung
180: Verarbeitungseinrichtung
182: Energieversorgung
184: Lautsprecher
186: erstes Mikrofon
188: zweites Mikrofon
190: externe Stelle
205: Projektor
210: Abtasteinrichtung
215: Feld
305: erste Richtcharakteristik
310: zweite Richtcharakteristik
400: Verfahren
405: Schall erfassen
410: Schall orten
415: Anweisung bestimmen
420: Anweisung ausführen
425: Interaktionseinrichtung drehen

Claims

Interaktionseinrichtung (110) zum Einsatz in einem Haushalt, umfassend: - ein erstes (186) und ein zweites Mikrofon (188), die zur akustischen Abtastung eines vorbestimmten Bereichs eines Haushalts eingerichtet sind; - eine Verarbeitungseinrichtung (180), die dazu eingerichtet ist, auf der Basis von Abtastungen der Mikrofone (186, 188) eine gesprochene Anweisung zu bestimmen; und - eine der Anweisung zugeordnete Steuerung durchzuführen; gekennzeichnet durch - eine Ablage (145) für ein mobiles Gerät (130) mit einer Anzeigevorrichtung (140) und eine Rotationseinrichtung (175), - wobei die Verarbeitungseinrichtung (180) dazu eingerichtet ist, die Richtung einer Quelle der gesprochenen Anweisung zu bestimmen und die Ablage mittels der Rotationseinrichtung (175) in die bestimmte Richtung der Quelle der gesprochenen Anweisung zu drehen.
Interaktionseinrichtung (110) nach Anspruch 1, wobei eine Richtcharakteristik (305) des ersten Mikrofons (186) zur akustischen Abtastung in einem Nahbereich und eine Richtcharakteristik (310) des zweiten Mikrofons (188) zur akustischen Abtastung in einem Fernbereich der Interaktionseinrichtung (110) eingerichtet ist.
Interaktionseinrichtung (110) nach Anspruch 2, wobei mehrere zweite Mikrofone (188) vorgesehen sind, deren Richtcharakteristiken (305, 310) sich in unterschiedliche Richtungen erstrecken.
Interaktionseinrichtung (110) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Schnittstelle zur Anbindung des mobilen Geräts (130).
Interaktionseinrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Energieversorgung (155, 160) für das mobile Gerät (130).
Interaktionseinrichtung (110) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Interaktionseinrichtung (110) mehrere Elemente (120-125) umfasst, die in unterschiedlichen Reihenfolgen vertikal aufeinander gestellt werden können.
Interaktionseinrichtung (110) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend eine akustische Ausgabevorrichtung (184), eine optische Ausgabevorrichtung (165, 170) und/oder eine optische Eingabeeinrichtung (170).
Verfahren (400) zum Steuern eines Geräts (130) in einem Haushalt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: - Abtasten (405) von Schall mittels mehrerer Mikrofone (186, 188); - Bestimmen (415) einer gesprochenen Anweisung auf der Basis von Abtastungen der Mikrofone (186, 188); und - Durchführen (420) einer der Anweisung zugeordneten Steuerung; gekennzeichnet durch die Schritte - Bestimmen einer Richtung einer Quelle der gesprochenen Anweisung und - Drehen einer Ablage (145) für ein mobiles Gerät (130) mit einer Anzeigevorrichtung (140) in die bestimmte Richtung der Quelle der gesprochenen Anweisung mittels einer Rotationseinrichtung (175).