-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur agilen, intuitiven Steuerung von Fahrzeugfunktionen.
-
Komfortfunktionen mit Bezug auf die Bedienbarkeit von Fahrzeugfunktionen für den Fahrzeugnutzer sind bekannt. So sind beispielsweise so genannte Komfort-Zugangs-Systeme bekannt, die es ermöglichen, ein Fahrzeug ohne aktive Nutzung des Fahrzeugschlüssels zu entriegeln und/oder zu starten, wofür fahrzeugseitig zumeist ein funkbasiertes System zur Lokalisierung des Schlüssels relativ zum Fahrzeug eingesetzt wird. Ein weiteres Beispiel für eine Komfort-Fahrzeugfunktion ist die automatische bzw. elektrische Heckklappenbetätigung. Hier wird ein berührungsloses Öffnen und Schließen der Fahrzeug-Heckklappe ermöglicht, indem fahrzeugseitig Sensorik eingebaut ist, die eine vorbestimmte Bewegung am Fahrzeug erkennt und bei Erkennung das Öffnen bzw. Schließen der Heckklappe triggert. Zusätzlich oder alternativ dazu können fahrzeugseitig und/oder am Fahrzeugschlüssel ein oder mehrere Bedienelemente verbaut sein, auf deren Betätigung hin sich die Heckklappe öffnet bzw. schließt. Ferner ist es bekannt, mithilfe entsprechender Bedienelemente im Fahrzeug weitere Fahrzeugfunktionen, wie z.B. öffnen bzw. schließen des Schiebe-/Hebedachs, aktivieren bzw. deaktivieren von Beleuchtungselementen etc. zu ermöglichen. Auch eine Gestensteuerung im Fahrzeug ist ein Beispiel für eine Komfort-Fahrzeugfunktion. Dazu erkennt beispielsweise eine Innenraumkamera im Fahrzeug eine vordefinierte Handbewegung eines Fahrzeuginsassen. Je nach erkannter Handbewegung kann eine Fahrzeugfunktion getriggert werden, die in relativem zeitlichem Bezug zu ein oder mehrerer vordefinierter Fahrzeugfunktion wie z.B. Senderwechsel, annehmen bzw. ablehnen eines eingehenden Anrufs, Lautstärkenregelung, etc. Nachteilig daran ist, dass für die vorgenannten Fahrzeugfunktionen eine kostenintensive Integration der erforderlichen Sensoren und/oder Bedienelemente im Fahrzeug erforderlich ist. Auch eine Nachrüstung der vorgenannten Komfortfunktionen ist nur mit hohem Aufwand möglich, da die entsprechenden Sensoren und/oder Bedienelemente im Fahrzeug nachgerüstet werden müssen. Eingebaute Sensorik hat den zusätzlichen Nachteil, dass zusätzliche Hardware im Fahrzeug verbaut werden muss, beispielsweise ein Steuergerät mit entsprechendem Gehäuse sowie eine dazugehörige Recheneinheit, was zu erhöhten Kosten und beispielsweise bei der Herstellung und Entsorgung zu einer Umweltbelastung führt. Zudem wird ein Energieverbrauch im Fahrzeug erforderlich.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Lösung bereitzustellen, die eine verbesserte, kostengünstige, agile, und intuitive Bereitstellung von Fahrzeugfunktionen im Fahrzeug ermöglicht.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch ein System zur agilen, intuitiven Steuerung von Fahrzeugfunktionen eines Fahrzeugs gelöst, umfassend:
- ein Wearable Device, das eingerichtet ist, Sensordaten zu erfassen, wobei die Sensordaten Bewegungsdaten und optische Daten eines Nutzers des Wearable Devices umfassen;
- eine Recheneinheit, die eingerichtet ist,
- - die erfassten Sensordaten zu verarbeiten;
- - einen funktionalen Bezug der verarbeiteten Sensordaten zum Fahrzeug zu ermitteln; und
- - eine Zuordnung zu einer vordefinierbaren Fahrzeugfunktion unter Berücksichtigung des ermittelten funktionalen Bezugs zu ermitteln;
wobei das Fahrzeug eine Steuereinheit umfasst, die eingerichtet ist, die vordefinierbare Fahrzeugfunktion entsprechend der ermittelten Zuordnung zu steuern bzw. zu regeln.
-
Das System umfasst zumindest ein Wearable Device. Der Begriff Wearable Device bzw. Wearable bzw. tragbares Computersystem umfasst im Rahmen des Dokuments insbesondere moderne tragbare Computersysteme, die während der Anwendung am Körper des Nutzers des Wearable Devices getragen werden, insbesondere Smart-Watches, aber auch Smart Glasses, Smart Bands, etc., die eine Vielzahl an Sensoren aufweisen, die in der Lage sind, Bewegungsdaten und optische Daten des Trägers des Wearable Devices zu erfassen und über eine Kommunikationseinheit drahtlos - beispielsweise über das eine Luft- bzw. Funkschnittstelle wie Bluetooth Low Energy (BLE) oder das Mobilfunknetz - zu übertragen.
-
Das Wearable Device umfasst eine Sensoreinheit, die eingerichtet ist, Sensordaten zu erfassen. Insbesondere können die Sensordaten Bewegungsdaten des Trägers des Wearable Devices umfassen. Zur Erfassung der Bewegungsdaten kann die Sensoreinheit kann dabei Sensordaten eines oder mehrerer der folgenden Sensoren erfassen:
- - einen Beschleunigungssensor bzw. Accelerometer, der eine Beschleunigung durch die Messung einer auf eine Masse oder Test-Masse wirkende Trägheitskraft bestimmt, so dass dieser die Beschleunigung, eine Geschwindigkeitszunahme bzw. - abnahme und/oder eine Bewegungsrichtung des Wearable Devices ermitteln kann; und/oder
- - einen Positionsermittlungssensor bzw. eine Positionsermittlungseinheit zur Erfassung bzw. Ermittlung der geografischen Position bzw. aktueller Positionsdaten mithilfe eines Navigationssatellitensystems. Bei dem Navigationssatellitensystem kann es sich um jedes gängige sowie künftige globale Navigationssatellitensystem bzw. Global Navigation Satellite System (GNSS) zur Positionsbestimmung und Navigation durch den Empfang der Signale von Navigationssatelliten und/oder Pseudoliten handeln. Beispielsweise kann es sich dabei handeln um das Global Positioning System (GPS), GLObal NAvigation Satellite System (GLONASS), Galileo, positioning system, und/oder BeiDou Navigation Satellite System, handeln. Im Beispiel von GPS kann der Positionsermittlungssensor bzw. die Positionsermittlungseinheit ein GPS-Modul umfassen, das eingerichtet ist, aktuelle GPS-Positionsdaten des Wearable Devices zu ermitteln; und/oder
- - einen Gyrosensor, der ein Beschleunigungs- bzw. Lagesensor ist, der eingerichtet ist, kleinste Beschleunigungen, Drehbewegungen und/oder Lageänderung einer Masse oder Test-Masse erfasst. Daten des Gyrosensors können mit Positionsdaten eines Navigationsmoduls kombiniert werden, wobei durch die Kombination von Gyrosensor-Daten und Positions-Daten beispielsweise Richtungsänderungen sehr genau bestimmt werden können; und/oder
- - einen Magnetfeldsensor, der eingerichtet ist, eine aktuelle Ausrichtung bzw. Bewegungsrichtung des Wearable Devices zu erfassen; und/oder
- - einen Näherungssensor bzw. Annäherungssensor zur Aktivierung bzw. Deaktivierung des Displays des Wearable Devices; und/oder
- - eine UWB-Sensorik, die vom Wearable Device zu mehreren Ankern bzw. UWB-Empfängern im Fahrzeug ein Signal sendet und abhängig von der Entfernung zu den Ankern zu unterschiedlichen Zeitpunkten am Fahrzeug empfangen wird, woraus die Recheneinheit die Position des Wearable Devices relativ zum Fahrzeug ermitteln kann; und/oder
- - zumindest ein weiterer Sensor, der eingerichtet ist, Bewegungsdaten des Wearable Devices zu erfassen.
-
Die Sensordaten umfassen zudem optische Daten des Trägers des Wearable Devices. Zur Erfassung der optischen Daten des Trägers des Wearable Device kann die Sensoreinheit Sensordaten eines optischen Sensors erfassen. Der optische Sensor emittiert Licht, beispielsweise im grünen Wellenlängenbereich, in das Gewebe, beispielsweise am Handgelenk und misst das reflektierende Licht. Die reflektierte Lichtintensität schwankt mit dem Pulsieren der Blutgefäße. Dadurch kann die Herzfrequenz des Trägers des Wearable Devices ermittelt werden. Mit anderen Worten kann die Sensoreinheit einen optischen Sensor zur Erfassung von Herzfrequenzdaten eines Trägers des Wearable Devices umfassen. Beispielsweise ist aus dem Stand der Technik eine Funktion bei Smart Watches bekannt, bei welcher an der die Smart Watch tragenden Hand zwei Handgesten unterschieden werden können. Die erste Handgeste umfasst das Zusammenführen von Daumen und Zeigefinger, die zweite Handgeste umfasst das Bilden einer Faust.
-
Das System umfasst zumindest ein Fahrzeug. Der Begriff Fahrzeug umfasst im Rahmen des Dokuments mobile Verkehrsmittel, die dem Transport von Personen (Personenverkehr), Gütern (Güterverkehr) oder Werkzeugen (Maschinen oder Hilfsmittel) dienen. Insbesondere umfasst der Begriff Fahrzeug Kraftfahrzeuge sowie Kraftfahrzeuge, die zumindest teilweise elektrisch angetrieben sein können (Elektroauto, Hybridfahrzeuge).
-
Das Fahrzeug kann von einem Fahrzeugführer gesteuert werden. Darüber hinaus oder alternativ dazu kann das Fahrzeug ein zumindest teilweise automatisiert fahrendes Fahrzeug sein. Unter dem Begriff „automatisiertes fahrendes Fahrzeug“ bzw. „automatisiertes Fahren“ kann im Rahmen des Dokuments ein Fahren mit automatisierter Längs- oder Querführung oder ein autonomes Fahren mit automatisierter Längs- und Querführung verstanden werden. Bei dem automatisierten Fahren kann es sich beispielsweise um ein zeitlich längeres Fahren auf der Autobahn oder um ein zeitlich begrenztes Fahren im Rahmen des Einparkens oder Rangierens handeln. Der Begriff „automatisiertes Fahren“ umfasst ein automatisiertes Fahren mit einem beliebigen Automatisierungsgrad. Beispielhafte Automatisierungsgrade sind ein assistiertes, teilautomatisiertes, hochautomatisiertes oder vollautomatisiertes Fahren. Diese Automatisierungsgrade wurden von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) definiert (siehe BASt-Publikation „Forschung kompakt“, Ausgabe 11/2012). Beim assistierten Fahren führt der Fahrer dauerhaft die Längs- oder Querführung aus, während das System die jeweils andere Funktion in gewissen Grenzen übernimmt. Beim teilautomatisierten Fahren übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum und/oder in spezifischen Situationen, wobei der Fahrer das System wie beim assistierten Fahren dauerhaft überwachen muss. Beim hochautomatisierten Fahren übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum, ohne dass der Fahrer das System dauerhaft überwachen muss; der Fahrer muss aber in einer gewissen Zeit in der Lage sein, die Fahrzeugführung zu übernehmen. Beim vollautomatisierten Fahren kann das System für einen spezifischen Anwendungsfall das Fahren in allen Situationen automatisch bewältigen; für diesen Anwendungsfall ist kein Fahrer mehr erforderlich. Die vorstehend genannten vier Automatisierungsgrade entsprechen den SAE-Level 1 bis 4 der Norm SAE J3016 (SAE - Society of Automotive Engineering). Ferner ist in der SAE J3016 noch der SAE-Level 5 als höchster Automatisierungsgrad vorgesehen, der in der Definition der BASt nicht enthalten ist. Der SAE-Level 5 entspricht einem fahrerlosen Fahren, bei dem das System während der ganzen Fahrt alle Situationen wie ein menschlicher Fahrer automatisch bewältigen kann.
-
Das System umfasst zumindest eine Recheneinheit. Die Recheneinheit ist eingerichtet, die erfassten Sensordaten zu verarbeiten. Das Verarbeiten der Sensordaten kann eine Vorverarbeitung der Roh-Sensordaten umfassen.
-
Darüber hinaus kann das Verarbeiten der Sensordaten die Ermittlung einer vordefinierbaren bzw. vordefinierten Bewegung des Nutzers des Wearable Devices umfassen. Diese Daten werden im Rahmen dieses Dokuments auch Bewegungsdaten genannt. Beispiele einer vordefinierten Bewegung als Bewegungsdaten des Nutzers des Wearable Devices können ein Schritt zur Seite, ein Sprung, ein Winken oder jede andere, durch die Sensoren erfassbare, vordefinierbare bzw. vordefinierte Bewegung sein.
-
Die Ermittlung der vordefinierbaren bzw. vordefinierten Bewegung des Nutzers des Wearable Devices kann mithilfe geeigneter Machine-Learning-Algorithmen, beispielsweise unter Zuhilfenahme von Machine-Learning-Verfahren erstellten Modellen - z.B. durch überwachtes Lernen bzw. supervised learning oder unüberwachtes Lernen bzw. unsupervised learning - erfolgen.
-
Darüber hinaus oder alternativ dazu kann das Verarbeiten der Sensordaten die Ermittlung vordefinierter bzw. vordefinierbarer Gesten des Nutzers bzw. Trägers des Wearable Devices umfassen. Die Ermittlung der vordefinierten Gesten kann mithilfe der vorgenannten Bewegungsdaten, die durch ein oder mehrere der vorgenannten Bewegungssensoren erfasst werden können, sowie mithilfe der optischen Daten des optischen Sensors bzw. optischen Herzfrequenzsensors unter Zuhilfenahme geeigneter Machine-Learning-Algorithmen, erfolgen. Insbesondere können mithilfe der vorgenannten Sensoren subtile Unterschiede in einer Muskelbewegung und in einer Sehnenaktivität des Trägers des Wearable Devices erkannt werden. Eine solche Vorgehensweise ist - wie vorstehend beschrieben - aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise können die zwei unterschiedlichen Handgesten analog zum Morsecode bzw. Morsealphabet, bei dem durch entsprechende Aneinanderreihung von kurzen und langen Tonsignalen Buchstaben gebildet werden, durch eine beliebige Aneinanderreihung der vorstehend genannten Gesten „Daumen und Zeigefinger zusammenführen“ und „Faust Bilden“ eine beliebige Vielzahl an unterschiedlichen Fahrzeugfunktionen abgebildet werden. Mit den beschriebenen Kombinationen mit der Bewegungsgeste bzw. dem funktionalen Bezug, dem örtlichen Bezug und dem zeitlichen Bezug, dem Ort am Fahrzeug und dem zeitlichen Aspekt sind die Möglichkeiten enorm vielfältig.
-
Vorteilhafter Weise wird es dem Nutzer des Wearable Devices dadurch ermöglicht, mittels subtiler Gesten - im Beispiel der Smart Watch - der die Smart Watch tragenden Hand beispielsweise durch Zusammendrücken von Zeigefinger und Daumen, durch Schließen einer Faust, etc., eine vordefinierte bzw. vordefinierbare Bewegung mit minimalsten Aufwand durchzuführen.
-
Beim Ermitteln des funktionalen Bezugs kann auch eine zeitliche Limitierung zur Erfassung der Bewegung und/oder Geste und/oder beliebigen Kombination aus Bewegungs- und/oder Gestenfolge erfolgen. Beispielsweise kann der funktionale Bezug erfordern, dass die Geste/Bewegung/beliebige Kombination dieser innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums abgeschlossen sein muss, ansonsten wird kein funktionaler Bezug erkannt. So kann beispielsweise vordefiniert sein, dass eine Gesten-Kombination aus „Daumen und Zeigefinger zusammenführen“ in Kombination mit „Bilden einer Faust“ innerhalb von 2 Sekunden durchgeführt werden muss, um die Fahrzeugfunktion „Kofferraum öffnen“ zu triggern.
-
Die so ermittelte vordefinierbare bzw. vordefinierte Bewegung bzw. vordefinierbare bzw. vordefinierte Geste - also dem ermittelten funktionalen Bezug - kann einer vordefinierbaren bzw. vordefinierten Fahrzeugfunktion zugeordnet sein. Darüber hinaus kann eine beliebige Kombination einer vordefinierten Bewegung bzw. vordefinierten Geste einer vordefinierten Fahrzeugfunktion zugeordnet sein. Beispielsweise kann der Nutzer des Fahrzeugs hinter dem Fahrzeug stehen. Der Nutzer des Fahrzeugs kann eine Smartwatch an einer Hand tragen. Der Nutzer des Fahrzeugs kann diese Hand heben, um einen Nachbarn zu grüßen. Diese Handbewegung wäre keiner vordefinierten Fahrzeugfunktion zugeordnet sein. Wenn der Nutzer des Fahrzeugs hingegen mit dieser Hand beispielsweise zunächst eine vordefinierte Handgeste durchführt und daraufhin diese Hand hebt, kann diese Kombination aus Geste und Bewegung der Fahrzeugfunktion „Kofferraum öffnen“ zugeordnet sein.
-
Darüber hinaus ist die Recheneinheit eingerichtet, einen funktionalen Bezug der verarbeiteten Sensordaten zum Fahrzeug zu ermitteln.
-
Der funktionale Bezug kann sich insbesondere ergeben durch ein oder mehrere der folgenden Bedingungen:
- - erkannte Bewegung bzw. Bewegungsfolge des Nutzers des Wearable Devices, wie vorstehend erläutert;
- - erkannte Geste bzw. Gestenfolge des Nutzers des Wearable Devices, wie vorstehend erläutert.
-
Darüber hinaus ist die Recheneinheit - bei erkanntem funktionalem Bezug - eingerichtet, eine Zuordnung zu einer vordefinierten Fahrzeugfunktion unter Berücksichtigung des ermittelten funktionalen Bezugs zu ermitteln. Dies kann beispielsweise mithilfe einer in einer geeigneten Speichereinheit hinterlegten, permanent aktualisierbaren Zuordnung erfolgen.
-
Die vordefinierte bzw. vordefinierbare Fahrzeugfunktion kann dabei eine oder mehrere der folgenden Fahrzeugfunktionen umfassen:
- A. Außenbereich bzw. Außenraum des Fahrzeugs:
- - Öffnen/Schließen einer Ladeklappe bzw. einer Tankklappe des Fahrzeugs;
- - Entriegeln eines Ladesteckers von einer Ladebuchse des Fahrzeugs;
- - Öffnen/Schließen einer Heckklappe des Fahrzeugs;
- - Öffnen/Schließen einer beliebigen Klappe des Fahrzeugs;
- - Öffnen/Schließen einer oder mehrerer automatischer Türen des Fahrzeugs;
- - Steuern einer Einstiegshilfe des Fahrzeugs;
- - Öffnen/Schließen einer Garage/eines Zufahrtstors über eine Funkschnittstelle des Fahrzeugs;
- - Öffnen/Schließen eines oder mehrerer Fenster des Fahrzeugs;
- - Öffnen/Schließen eines oder mehrerer Sonnenrollos und/oder Verschattungen des Fahrzeugs;
- - Öffnen/Schließen eines Schiebehebedachs des Fahrzeugs;
- - Aus-/Einfahren einer Anhängerkupplung des Fahrzeugs;
- - Ent-/Verriegeln bzw. Sichern des Fahrzeugs;
- - Ein-/Ausschalten einer Standheizung und/oder Standlüftung und/oder Standkühlung des Fahrzeugs;
- - Ein-/Ausschalten eines Parklichts und/oder Standlichts und/oder Warnblinkers des Fahrzeugs;
- - Aktivieren/Deaktivieren eines beliebigen Lichteffekts des Fahrzeugs;
- - Triggern einer Kameraaufzeichnung (Foto oder Film);
- - Aktivieren/Deaktivieren eines Sounds des Fahrzeugs;
- - Ansteuern einer Fanfare des Fahrzeugs;
- - Einstellung einer Sitzposition und/oder Lenksäule des Fahrzeugs mit Bezug auf eine personalisierte Einstellung des Trägers des Wearable Devices;
- - Ansteuern einer Niveauregulierung des Fahrzeugs;
- - Triggern eines Einpark-/Ausparkvorgangs des Fahrzeugs;
- - Steuern eines Garagenparkers zum automatischen Ein- und Ausparken des Fahrzeugs;- Befehl zum Stoppen des Fahrzeugs bei Garagenparkern (automatisches Ein- und Ausparken);
- - etc.
- B. Innenbereich bzw. Innenraum des Fahrzeugs:
- - Scrollen, wischen, auswählen und/oder schieben im Fahrzeuginnenraum, beispielsweise als Ersatz zur Gestikkamera im Fahrzeuginnenraum;
- - Telefongespräch annehmen bzw. ablehnen bzw. abbrechen;
- - Verändern der Lautstärke von Audioausgaben im Fahrzeug;
- - Aktivieren/Deaktivieren einer Anzeige einer Anzeigeeinheit im Fahrzeug;
- C. Head-up-Display
- - Aktivieren/Deaktivieren einer Funktion des Head-up-Displays;
- - Aktivieren/Deaktivieren eines Inhalts, das über das Head-up-Display ausgegeben wird;
- - etc.
- D. Statusabfragen mit Bezug auf das Fahrzeug:
- - Abfragen eines Ladezustands eines Energiespeichers, beispielsweise einer Batterie eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs;
- - Abfragen eines Reifenzustands zumindest eines Reifens des Fahrzeugs;
- - Abfragen eines allgemeinen Zustands des Fahrzeugs;
- - Abfragen eines Status der Zentralverriegelung des Fahrzeugs;
- - Abfragen eines Status einer Diebstahl-Warnanlage des Fahrzeugs;
- - Abfragen eines Tankfüllstands eines Tanks des Fahrzeug;
- - Abfragen einer Reichweite mit aktuellem Tankfüllstand und/oder aktuellem Ladezustand des Fahrzeugs;
- - etc.
-
Die vorstehend genannten vordefinierten bzw. vordefinierbaren Fahrzeugfunktionen sind lediglich beispielhaft aufgeführt, grundsätzlich können durch die in diesem Dokument beschriebene Vorgehensweise beliebige Fahrzeugfunktionen gesteuert bzw. geregelt werden und beliebige Stati des Fahrzeugs abgerufen werden.
-
Das Fahrzeug umfasst eine Steuereinheit. Die Steuereinheit ist eingerichtet, die vordefinierbare Fahrzeugfunktion entsprechend der ermittelten Zuordnung zu steuern bzw. zu regeln.
-
Vorteilhafterweise kann somit eine besonders agile, flexible und intuitive Steuerung und/oder Regelung einer Vielzahl von Fahrzeugfunktionen erfolgen, ohne dass es teurer Sensorik und/oder Bedienelemente im Fahrzeug bedarf. Dies ermöglicht eine bessere Bedienbarkeit von Funktionen in und um das Fahrzeug unter Nutzung neuester Technologien im Bereich von Wearable Devices, die die erforderliche Sensorik ohnehin bereitstellen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist, dass die Steuerung bzw. Regelung der Fahrzeugfunktionen Handsfree, d.h. ohne erforderliche Eingabe des Nutzers des Wearable Devices über das Device selbst erfolgen kann, da eine Geste, beispielsweise eine Handgeste eines Nutzers einer Smartwatch als Wearable Device die vorstehend genannte(n) Fahrzeugfunktion(en) triggern kann, ohne dass es einer Bedienung der Smartwatch über das Display bedarf. Dies ist für den Nutzer des Wearable Devices besonders komfortabel. Neue Fahrzeugfunktionen können beliebig hinzugefügt bzw. angepasst bzw. geändert werden, ohne dass aufwändige und teure Anpassungen bzw. Einbauten im Fahrzeug erfolgen müssen.
-
Vorzugsweise umfassen das Fahrzeug und das Wearable Device jeweils eine Kommunikationseinheit, wobei das Fahrzeug und das Wearable Device eingerichtet sind, eine Bluetooth Low Energy (BLE)-Verbindung untereinander aufzubauen.
-
BLE ist eine Funktechnik, mit der eine Kommunikation zwischen zwei Kommunikationsteilnehmern möglich ist. BLE hat im Vergleich zum klassischen Bluetooth einen sehr geringen Stromverbrauch.
-
Beispielsweise kann das Wearable Device bereits als Digital Key bzw. digitaler Fahrzeugschlüssel aus dem Stand der Technik bekannte Weise für das Fahrzeug eingerichtet sein. Mittels der BLE-Technik ist es dem Träger des Wearable Devices somit ohne jegliche initiale Eingabe bzw. Anforderung einer initialen Verbindung zwischen dem Fahrzeug und dem Wearable Device möglich, durch Annäherung an das Fahrzeug durch eine Geste Handsfree die vorstehend genannte(n) Fahrzeugfunktion(en) zu steuern bzw. zur regeln, wobei gleichzeitig die Sicherheit mit Bezug auf die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und dem Wearable Device durch die Digital Key Sicherheitsanforderungen gewährleistet sind.
-
Für das Beispiel einer Smartwatch als Wearable Device ist es somit ausreichend, für den Nutzer der Smartwatch eine Handgeste in BLE-Kommunikationsreichweite zum Fahrzeug durchzuführen, um die vorstehend genannte(n) Fahrzeugfunktion(en) zu triggern. So kann der Nutzer beispielsweise eine Faust mit der Hand, an der die Smartwatch angebracht ist, bilden, um das Fahrzeug zu entriegeln und/oder zu verriegeln. Als anderes Beispiel kann das Zusammenführen von Daumen und Zeigefinger mit der die Smartwatch tragenden Hand einen Ladezustand eines Energiespeichers des Fahrzeugs auf einem Display der Smartwatch ausgeben.
-
Vorzugsweise ist die Recheneinheit zudem eingerichtet, einen örtlichen Bezug der verarbeiteten Sensordaten zum Fahrzeug zu ermitteln, wobei der ermittelte örtliche Bezug bei Ermittlung der Zuordnung zu der vordefinierbaren Fahrzeugfunktion unter Berücksichtigung des ermittelten funktionalen Bezugs berücksichtigt wird. Der örtliche Bezug kann beispielsweise unter Verwendung der Ultra-Breitband-Technologie (UWB, siehe unten) erfolgen.
-
Die Übermittlung der Daten vom Wearable Device ans Fahrzeug kann beispielsweise unter der Verwendung der Ultra-Breitband-Technologie (UWB) erfolgen. Hierbei handelt es sich um eine Nahbereichsfunkkommunikation, bei der extrem große Frequenzbereiche mit einer Bandbreite von mindestens 500 MHz oder von mindestens 20% des arithmetischen Mittelwertes von unterer und oberer Grenzfrequenz des genutzten Frequenzbandes genutzt werden. Vorteilhafterweise kann durch die Verwendung der UWB-Technologie eine hochpräzise Bestimmung der Positionen des Wearable Devices zum Fahrzeug erzielt werden. Dabei können die Daten vom Wearable Device zum Fahrzeug lokal über eine geeignete Funkschnittstelle, z.B. Bluetooth Low Energy (BLE) oder das Mobilfunknetz, übertragen werden. Der örtliche Bezug kann sich aus der hochpräzisen Bestimmung der Position des Wearable Devices bzw. des Trägers des Wearable Devices zum Fahrzeug ergeben. Dabei kann die Position des Wearable Devices zum Fahrzeug je nach Systemauslegung in Zonen erfolgen. Dabei sind beispielsweise im Außenbereich des Fahrzeugs eine Heckzone, eine Frontzone sowie Seitenzonen denkbar. Darüber hinaus ist auch die Ermittlung des örtlichen Bezugs durch eine präzise Position des Wearable Devices mit Bezug auf das Fahrzeug möglich, beispielsweise 1 Meter (m) vor der Fahrertür oder nah an der Ladeklappe. Auch die Ermittlung des örtlichen Bezugs im Fahrzeuginnenraum ist entweder als präzise Position im Fahrzeuginnenraum möglich. In einem anderen Beispiel kann auch der Fahrzeuginnenraum in Zonen untereilt werden, z.B. Fahrersitz, Beifahrersitz, Fondbereich rechts, etc. Zur Ermittlung des örtlichen Bezugs kann das Wearable Device eine UWB-Sensorik bzw. einen UWB-Sensor umfassen, die/der vom Wearable Device zu mehreren Ankern bzw. UWB-Empfängern im Fahrzeug ein Signal sendet und abhängig von der Entfernung zu den jeweiligen Ankern zu unterschiedlichen Zeitpunkten am Fahrzeug empfangen wird, woraus die Recheneinheit die Position des Wearable Devices relativ zum Fahrzeug ermittelt.
-
Durch die Hinzunahme des örtlichen Bezugs wird die Agilität und Flexibilität der Steuerung der Fahrzeugfunktionen weiter erhöht, da im Beispiel der Smartwatch als Wearable Device der Träger dieser beispielsweise mit einer vordefinierbaren Handgeste auf der Fahrerseite des Fahrzeugs stehend das Öffnen der Fahrertür auslösen kann, auf der Beifahrerseite des Fahrzeugs stehend das Öffnen der Beifahrertür, im Heckbereich des Fahrzeugs stehend das Öffnen des Kofferraums auslösen kann, etc.
-
Vorzugsweise ist die Recheneinheit zudem eingerichtet, einen zeitlichen Bezug der verarbeiteten Sensordaten zum Fahrzeug zu ermitteln, wobei der ermittelte zeitliche Bezug bei Ermittlung der Zuordnung zu der vordefinierbaren Fahrzeugfunktion unter Berücksichtigung des ermittelten funktionalen Bezugsberücksichtigt wird.
-
Der zeitliche Bezug kann dabei beispielsweise die Ermittlung einer Dauer einer Geste des Trägers des Wearable Devices und/oder einer zeitlichen Größe, beispielsweise eines Start- und Stoppzeitpunkts umfassen. Im Beispiel der Smartwatch kann der Träger dieser beispielsweise mit einer Handgeste das Öffnen eines Fahrzeugfensters initiieren, wobei mit Lösen der Handgeste der Vorgang abgebrochen wird, so dass das Öffnen des Fahrzeugfensters mit Lösen der Handgeste abgebrochen wird. Somit wird die Agilität und Flexibilität der Steuerung der Fahrzeugfunktionen weiter erhöht.
-
Darüber hinaus oder alternativ dazu kann der zeitliche Bezug auch dazu dienen, Funktionssicherheitsziele zu erreichen. Ein Funktionssicherheitsziel kann erfordern, dass die korrekte Funktionalität einer Fahrzeugfunktion entlang der gesamten Wirkkette dieser sichergestellt wird. In einer klassischen Bordnetzkommunikation kann es sich dabei um ein Alive-Signal handeln. Das Alive-Signal ist ein Signal des Wearable Devices, das zyklisch seinen Wert verändert, um dem Fahrzeug zu signalisieren, dass das Wearable Device immer noch „Alive“ ist. Dies ermöglicht dem Fahrzeug sicherzustellen, dass ein Signal-Status beispielsweise einer Handgeste des Wearable Devices nicht in der Wirkkette „eingefroren“ ist.
-
Für das Beispiel der Smartwatch kann der Träger dieser beispielsweise mit dem Bilden einer Faust den Start einer Aktion, beispielsweise eines automatisierten Parkvorgangs des Fahrzeugs initiieren. Das Funktionssicherheitsziel kann nun erfordern, dass während des automatisierten Parkvorgangs des Fahrzeugs als Funktionssicherheitsziel der Träger der Smartwatch während des automatisierten Parkvorgangs zyklisch Daumen und Zeigefinger zusammenführt und wieder löst, um zu signalisieren, dass der automatisierte Parkvorgang weiter durchgeführt werden soll. Bei Nicht-Durchführung des vorgenannten Funktionssicherheitsziels würde der automatisierte Parkvorgang aus Sicherheitsgründen beendet. Durch ein erneutes Bilden einer Faust kann der Träger der Smartwatch das Ende der Aktion, hier des automatisierten Parkvorgangs triggern. Eine solche Vorgehensweise zeigt eine kombinatorische Steuerung von Fahrzeugfunktionen.
-
Vorteilhafter Weise wird somit die Agilität und Flexibilität der Steuerung der Fahrzeugfunktionen weiter erhöht, wobei gleichzeitig die Sicherheit bei der Steuerung der Fahrzeugfunktionen gewährleistet ist.
-
Vorzugsweise umfasst der örtliche Bezug zudem oder alternativ dazu die Erkennung einer Richtung der Bewegungsdaten des Nutzers des Wearable Devices, wobei die erkannte Richtung bei der Ermittlung der Zuordnung zu der vordefinierbaren Fahrzeugfunktion unter Berücksichtigung des ermittelten funktionalen Bezugs berücksichtigt wird.
-
Dazu kann die vorstehend genannte UWB-Technologie eingesetzt werden. Die UWB-Technologie ermöglicht neben der hochpräzisen Bestimmung der Positionen des Wearable Devices zum Fahrzeug auch eine Richtung einer Bewegung des Wearable Devices zum Fahrzeug. Die Ermittlung bzw. Erkennung der Richtung der Bewegungsdaten des Nutzers des Wearable Devices kann somit beispielsweise durch das Einsetzen der UWB-Technologie auf aus dem Stand der Technik bekannte Weise erfolgen. Im Beispiel der Smartwatch als Wearable Device kann der Träger der Smartwatch beispielsweise durch eine Handgeste und ein Zeigen auf die hintere Türe der Fahrerseite des Fahrzeugs das Öffnen des Fensters an der hinteren Fahrertüre des Fahrzeugs initiieren. Durch dieselbe Handgeste und ein Zeigen auf die vordere Fahrertüre des Fahrzeugs kann der Träger das Öffnen des Fensters der vorderen Türe der Fahrerseite des Fahrzeugs initiieren.
-
Vorteilhafter Weise wird somit die Agilität und Flexibilität bei der Steuerung der Fahrzeugfunktionen weiter erhöht.
-
Die vorstehend erläuterten Ansätze des funktionalen Bezugs, des zeitlichen Bezugs und des örtlichen Bezugs (Position und/oder Richtung) können auf beliebige Weise miteinander kombiniert werden. Darüber hinaus können die vorstehend genannten Beispiele der Gesten zur Steuerung der Fahrzeugfunktionen mit beliebigen Bewegungen des Trägers des Wearable Devices kombiniert werden. Beispielsweise kann ein Träger des Wearable Devices auf die Fahrertüre zeigen, eine Geste ausführen und eine Bewegung nach oben durchführen. Dadurch kann das Schließen des Fensters der Fahrertüre initiiert werden. Bei gleicher Vorgehensweise - zeigen auf die Fahrertüre, durchführen derselben Geste - aber Bewegung nach unten kann das Öffnen des Fensters der Fahrertüre initiiert werden.
-
Darüber hinaus oder alternativ dazu können der funktionale Bezug und/oder der zeitliche Bezug und/oder der örtliche Bezug auch mit anderen Technologien beliebig verknüpft werden. Beispielsweise kann eine Verknüpfung mit einer aus dem Stand der Technik bekannten Sprachverarbeitung erfolgen. Dazu kann ein Mikrofon im Wearable Device eingesetzt werden. Somit können die vorgenannten Vorgehensweisen mit Sprachbefehlen kombiniert werden, um Fahrzeugfunktionen zu triggern. Im Beispiel der Smartwatch kann der Träger dieser durch das Bilden einer Faust in Nähe des Fahrzeugs ein Sprachverarbeitungsmodul in der Smartwatch aktivieren. Nachfolgend kann der Träger der Smartwatch beispielsweise eine Frage stellen, z.B. „Wie ist der Ladezustand des Fahrzeugs?“ und/oder „Wie lange dauert der Ladevorgang noch?“, worauf die Fahrzeugfunktion das Ausgeben der entsprechenden Fahrzeugdaten umfassen kann. Darüber hinaus oder alternativ dazu kann die Verknüpfung mit einer Spracheingabe eine weitere Detaillierung mit Bezug auf die Fahrzeugfunktionen erfolgen, indem beim obigen Beispiel einer Geste zum Öffnen der Fenster in Kombination mit dem Sprachbefehl „nur Fahrerfenster öffnen“ das Öffnen des Fahrerfensters triggern kann, wohingegen bei alleiniger Geste alle Fahrzeugfenster geöffnet würden.
-
Gemäß einem zweiten Aspekt wird die zugrundeliegende Aufgabe durch ein Verfahren zur agilen, intuitiven Steuerung von Fahrzeugfunktionen eines Fahrzeugs gelöst, umfassend:
- Erfassen, an einem Wearable Device, von Sensordaten, wobei die Sensordaten Bewegungsdaten und optische Daten eines Nutzers des Wearable Devices umfassen;
- Verarbeiten, mittels einer Recheneinheit der erfassten Sensordaten;
- Ermitteln, durch die Recheneinheit eines funktionalen Bezugs der verarbeiteten Sensordaten zum Fahrzeug;
- Ermitteln durch die Recheneinheit, einer Zuordnung zu einer vordefinierbaren Fahrzeugfunktion unter Berücksichtigung des ermittelten funktionalen Bezugs;
- Steuern bzw. Regeln, durch eine Steuereinheit des Fahrzeugs, der ermittelten vordefinierbaren Fahrzeugfunktion entsprechend der ermittelten Zuordnung.
-
Vorzugsweise umfassen das Fahrzeug und das Wearable Device jeweils eine Kommunikationseinheit, wobei das Fahrzeug und das Wearable Device eingerichtet sind, eine Bluetooth Low Energy-, BLE-, Verbindung untereinander aufzubauen.
-
Vorzugsweise ist die Recheneinheit zudem eingerichtet, einen örtlichen Bezug der verarbeiteten Sensordaten zum Fahrzeug zu ermitteln, wobei der ermittelte örtliche Bezug bei Ermittlung der Zuordnung zu der vordefinierbaren Fahrzeugfunktion unter Berücksichtigung des ermittelten funktionalen Bezugs berücksichtigt wird.
-
Vorzugsweise ist die Recheneinheit zudem eingerichtet, einen zeitlichen Bezug der verarbeiteten Sensordaten zum Fahrzeug zu ermitteln, wobei der ermittelte zeitliche Bezug bei Ermittlung der Zuordnung zu der vordefinierbaren Fahrzeugfunktion unter Berücksichtigung des ermittelten funktionalen Bezugs berücksichtigt wird.
-
Vorzugsweise umfasst der örtliche Bezug die Erkennung einer Richtung der erfassten Bewegungsdaten des Nutzers des Wearable Devices, wobei die erkannte Richtung bei der Ermittlung der Zuordnung zu der vordefinierbaren Fahrzeugfunktion unter Berücksichtigung des ermittelten funktionalen Bezugs berücksichtigt wird.
-
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus dem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und der beiliegenden Figuren verdeutlicht. Es ist ersichtlich, dass - obwohl Ausführungsformen separat beschrieben werden - einzelne Merkmale daraus zu zusätzlichen Ausführungsformen kombiniert werden können.
- 1 zeigt schematisch ein System zur agilen, intuitiven Steuerung von Fahrzeugfunktionen eines Fahrzeugs;
- 2 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zur agilen, intuitiven Steuerung von Fahrzeugfunktionen eines Fahrzeugs.
-
1 zeigt schematisch ein System 100 zur agilen, intuitiven Steuerung von Fahrzeugfunktionen eines Fahrzeugs 110.
-
Das System 100 umfasst zumindest ein Wearable Device 120. Der Begriff Wearable Device bzw. Wearable bzw. tragbares Computersystem 120 umfasst im Rahmen des Dokuments insbesondere moderne tragbare Computersysteme, die während der Anwendung am Körper des Nutzers des Wearable Devices 120 getragen werden, insbesondere Smart-Watches, aber auch Smart Glasses, Smart Bands, etc., die eine Vielzahl an Sensoren aufweisen, die in der Lage sind, Bewegungsdaten und optische Daten des Trägers des Wearable Devices 120 zu erfassen und über eine Kommunikationseinheit drahtlos - beispielsweise über das eine Luft- bzw. Funkschnittstelle 130 wie Bluetooth Low Energy (BLE) und/oder das Mobilfunknetz - zu übertragen.
-
Das Wearable Device 120 umfasst eine Sensoreinheit 122, die eingerichtet ist, Sensordaten zu erfassen. Insbesondere können die Sensordaten Bewegungsdaten des Trägers des Wearable Devices 120 umfassen. Zur Erfassung der Bewegungsdaten kann die Sensoreinheit 122 kann dabei Sensordaten eines oder mehrerer der folgenden Sensoren erfassen und somit ein oder mehrere der folgenden Sensoren umfassen:
- - einen Beschleunigungssensor bzw. Accelerometer, der eine Beschleunigung durch die Messung einer auf eine Masse oder Test-Masse wirkende Trägheitskraft bestimmt, so dass dieser die Beschleunigung, eine Geschwindigkeitszunahme bzw. - abnahme und/oder eine Bewegungsrichtung des Wearable Devices 120 ermitteln kann; und/oder
- - einen Positionsermittlungssensor bzw. eine Positionsermittlungseinheit zur Erfassung bzw. Ermittlung der geografischen Position bzw. aktueller Positionsdaten mithilfe eines Navigationssatellitensystems. Bei dem Navigationssatellitensystem kann es sich um jedes gängige sowie künftige globale Navigationssatellitensystem bzw. Global Navigation Satellite System (GNSS) zur Positionsbestimmung und Navigation durch den Empfang der Signale von Navigationssatelliten und/oder Pseudoliten handeln. Beispielsweise kann es sich dabei handeln um das Global Positioning System (GPS), GLObal NAvigation Satellite System (GLONASS), Galileo, positioning system, und/oder BeiDou Navigation Satellite System, handeln. Im Beispiel von GPS kann der Positionsermittlungssensor bzw. die Positionsermittlungseinheit ein GPS-Modul umfassen, das eingerichtet ist, aktuelle GPS-Positionsdaten des Wearable Devices 120 zu ermitteln; und/oder
- - einen Gyrosensor, der ein Beschleunigungs- bzw. Lagesensor ist, der eingerichtet ist, kleinste Beschleunigungen, Drehbewegungen und/oder Lageänderung einer Masse oder Test-Masse erfasst. Daten des Gyrosensors können mit Positionsdaten eines Navigationsmoduls kombiniert werden, wobei durch die Kombination von Gyrosensor-Daten und Positions-Daten beispielsweise Richtungsänderungen sehr genau bestimmt werden können; und/oder
- - einen Magnetfeldsensor, der eingerichtet ist, eine aktuelle Ausrichtung bzw. Bewegungsrichtung des Wearable Devices 120 zu erfassen; und/oder
- - einen Näherungssensor bzw. Annäherungssensor zur Aktivierung bzw. Deaktivierung des Displays des Wearable Devices 120; und/oder
- - eine UWB-Sensorik bzw. UWB-Sensor 128 am Wearable Device 120, die/der vom Wearable Device 120 zu mehreren UWB-Ankern bzw. UWB-Empfängern 118 A ... 118 N im Fahrzeug 110 ein Signal sendet und abhängig von der Entfernung zu den Ankern 118 A ... 118 N zu unterschiedlichen Zeitpunkten am Fahrzeug 110 empfangen wird, woraus die Recheneinheit die Position des Wearable Devices 120 relativ zum Fahrzeug 110 ermitteln kann; und/oder;
- - zumindest ein weiterer Sensor, der eingerichtet ist, Bewegungsdaten des Wearable Devices zu erfassen.
-
Die Sensordaten umfassen zudem optische Daten des Trägers des Wearable Devices 120. Zur Erfassung der optischen Daten des Trägers des Wearable Device kann die Sensoreinheit Sensordaten eines optischen Sensors erfassen und somit einen optischen Sensor umfassen. Der optische Sensor emittiert Licht, beispielsweise im grünen Wellenlängenbereich, in das Gewebe, beispielsweise am Handgelenk und misst das reflektierende Licht. Die reflektierte Lichtintensität schwankt mit dem Pulsieren der Blutgefäße. Dadurch kann beispielsweise die Herzfrequenz des Trägers des Wearable Devices 120 ermittelt werden. Mit anderen Worten umfasst die Sensoreinheit 122 einen Herzfrequenzsensor, der eingerichtet sein kann, die Herzfrequenz des Trägers des Wearable Devices zu erfassen.
-
Das System 100 umfasst zumindest ein Fahrzeug 110. Der Begriff Fahrzeug 110 umfasst im Rahmen des Dokuments mobile Verkehrsmittel, die dem Transport von Personen (Personenverkehr), Gütern (Güterverkehr) oder Werkzeugen (Maschinen oder Hilfsmittel) dienen. Insbesondere umfasst der Begriff Fahrzeug 110 Kraftfahrzeuge sowie Kraftfahrzeuge, die zumindest teilweise elektrisch angetrieben sein können (Elektroauto, Hybridfahrzeuge).
-
Das System umfasst zumindest eine Recheneinheit 114, 124. Die Recheneinheit 114, 124 ist eingerichtet, die erfassten Sensordaten zu verarbeiten. Das Verarbeiten der Sensordaten kann eine Vorverarbeitung der Roh-Sensordaten umfassen.
-
Darüber hinaus kann das Verarbeiten der Sensordaten die Ermittlung einer vordefinierbaren bzw. vordefinierten Bewegung des Nutzers des Wearable Devices 120 umfassen bzw. einer vordefinierbaren bzw. vordefinierten Bewegung eines Arms des Nutzers des Wearable Devices 120, wobei das Wearable Device 120 am Arm des Nutzers angebracht ist. Diese Daten werden im Rahmen dieses Dokuments auch Bewegungsdaten genannt. Beispiele einer vordefinierten Bewegung als Bewegungsdaten des Nutzers des Wearable Devices 120 können ein Schritt zur Seite, ein Sprung, eine Sprungabfolge oder jede andere, durch die Sensoren erfassbare, vordefinierbare bzw. vordefinierte Bewegung sein.
-
Die Ermittlung der vordefinierbaren bzw. vordefinierten Bewegung des Nutzers des Wearable Devices 120 kann mithilfe geeigneter Machine-Learning-Algorithmen, beispielsweise unter Zuhilfenahme von Machine-Learning-Verfahren erstellten Modellen - z.B. durch überwachtes Lernen bzw. supervised learning oder unüberwachtes Lernen bzw. unsupervised learning - erfolgen.
-
Darüber hinaus oder alternativ dazu kann das Verarbeiten der Sensordaten die Ermittlung vordefinierter bzw. vordefinierbarer Gesten des Nutzers bzw. Trägers des Wearable Devices 120 umfassen. Die Ermittlung der vordefinierten Gesten kann mithilfe der vorgenannten Bewegungsdaten, die durch ein oder mehrere der vorgenannten Bewegungssensoren erfasst werden können, sowie mithilfe der optischen Daten des optischen Sensors bzw. optischen Herzfrequenzsensors unter Zuhilfenahme geeigneter Machine-Learning-Algorithmen, erfolgen. Insbesondere können mithilfe der vorgenannten Sensoren subtile Unterschiede in einer Muskelbewegung und in einer Sehnenaktivität des Trägers des Wearable Devices erkannt werden
-
Vorteilhafter Weise wird es dem Nutzer des Wearable Devices 120 dadurch ermöglicht, mittels subtiler Gesten - im Beispiel der Smart Watch - der die Smart Watch tragenden Hand beispielsweise durch Zusammendrücken von Zeigefinger und Daumen, durch Schließen einer Faust, etc., eine vordefinierte bzw. vordefinierbare Bewegung mit minimalsten Aufwand durchzuführen.
-
Die so ermittelte vordefinierbare bzw. vordefinierte Bewegung bzw. vordefinierbare bzw. vordefinierte Geste kann einer vordefinierbaren bzw. vordefinierten Fahrzeugfunktion zugeordnet sein. Darüber hinaus kann eine beliebige Kombination einer vordefinierten Bewegung bzw. vordefinierten Geste einer vordefinierten Fahrzeugfunktion zugeordnet sein. Beispielsweise kann der Nutzer des Fahrzeugs 110 hinter dem Fahrzeug 110 stehen. Der Nutzer des Fahrzeugs 110 kann eine Smartwatch 120 an einer Hand tragen. Der Nutzer des Fahrzeugs 110 kann diese Hand heben, um einen Nachbarn zu grüßen. Diese Handbewegung wäre keiner vordefinierten Fahrzeugfunktion zugeordnet sein. Wenn der Nutzer des Fahrzeugs 110 hingegen mit dieser Hand eine vordefinierte Handgeste durchführt und daraufhin diese Hand hebt, kann diese Kombination aus Geste und Bewegung der Fahrzeugfunktion „Kofferraum öffnen“ zugeordnet sein.
-
Darüber hinaus ist die Recheneinheit 114, 124 eingerichtet, einen funktionalen Bezug der verarbeiteten Sensordaten zum Fahrzeug 110 zu ermitteln.
-
Der funktionale Bezug kann sich insbesondere ergeben durch ein oder mehrere der folgenden Bedingungen:
- - erkannte Bewegung bzw. Bewegungsfolge des Nutzers des Wearable Devices 120, wie vorstehend erläutert;
- - erkannte Geste bzw. Gestenfolge des Nutzers des Wearable Devices 120, wie vorstehend erläutert.
-
Darüber hinaus ist die Recheneinheit 114, 124 - bei erkanntem funktionalem Bezug - eingerichtet, eine Zuordnung zu einer vordefinierten Fahrzeugfunktion zu ermitteln. Dies kann beispielsweise mithilfe einer in einer geeigneten Speichereinheit hinterlegten, permanent aktualisierbaren Zuordnung erfolgen.
-
Die vordefinierte bzw. vordefinierbare Fahrzeugfunktion kann dabei eine oder mehrere der folgenden Fahrzeugfunktionen umfassen:
- B. Außenbereich bzw. Außenraum des Fahrzeugs 110:
- - Öffnen/Schließen einer Ladeklappe bzw. einer Tankklappe des Fahrzeugs 110;
- - Entriegeln eines Ladesteckers von einer Ladebuchse des Fahrzeugs 110;
- - Öffnen/Schließen einer Heckklappe des Fahrzeugs 110;
- - Öffnen/Schließen einer beliebigen Klappe des Fahrzeugs 110;
- - Öffnen/Schließen einer oder mehrerer automatischer Türen des Fahrzeugs 110;
- - Steuern einer Einstiegshilfe des Fahrzeugs 110;
- - Öffnen/Schließen einer Garage über eine Funkschnittstelle des Fahrzeugs 110;
- - Öffnen/Schließen eines oder mehrerer Fenster des Fahrzeugs 110;
- - Öffnen/Schließen eines oder mehrerer Sonnenrollos und/oder Verschattungen des Fahrzeugs 110;
- - Öffnen/Schließen eines Schiebehebedachs des Fahrzeugs 110;
- - Aus-/Einfahren einer Anhängerkupplung des Fahrzeugs 110;
- - Ent-/Verriegeln bzw. Sichern des Fahrzeugs 110;
- - Ein-/Ausschalten einer Standheizung und/oder Standlüftung und/oder Standkühlung des Fahrzeugs 110;
- - Ein-/Ausschalten eines Parklichts und/oder Standlichts und/oder Warnblinkers des Fahrzeugs 110;
- - Aktivieren/Deaktivieren eines beliebigen Lichteffekts des Fahrzeugs 110;
- - Triggern einer Kameraaufzeichnung (Foto oder Film);
- - Aktivieren/Deaktivieren eines Sounds bzw. einer Audioausgabe des Fahrzeugs 110;
- - Ansteuern einer Fanfare des Fahrzeugs 110;
- - Einstellung einer Sitzposition und/oder Lenksäule des Fahrzeugs 110 mit Bezug auf eine personalisierte Einstellung des Trägers des Wearable Devices 120;
- - Ansteuern einer Niveauregulierung des Fahrzeugs 110;
- - Triggern eines Einpark-/Ausparkvorgangs des Fahrzeugs 110;
- - Steuern eines Garagenparkers zum automatischen Ein- und Ausparken des Fahrzeugs 110;
- - Befehl zum Stoppen des Fahrzeugs 110 bei Garagenparkern (automatisches Ein- und Ausparken);
- - etc.
- B. Innenbereich bzw. Innenraum des Fahrzeugs 110:
- - Scrollen, wischen, auswählen und/oder schieben im Fahrzeuginnenraum, beispielsweise als Ersatz zur Gestikkamera im Fahrzeuginnenraum;
- - Telefongespräch annehmen bzw. ablehnen bzw. abbrechen;
- - Verändern der Lautstärke von Audioausgaben im Fahrzeug 110;
- - Aktivieren/Deaktivieren einer Anzeige einer Anzeigeeinheit im Fahrzeug 110;
- C. Head-up-Display des Fahrzeugs 110:
- - Aktivieren/Deaktivieren einer Funktion des Head-up-Displays;
- - Aktivieren/Deaktivieren eines Inhalts, das über das Head-up-Display ausgegeben wird;
- - etc.
- D. Statusabfragen mit Bezug auf das Fahrzeug 110:
- - Abfragen eines Ladezustands eines Energiespeichers, beispielsweise einer Batterie eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs 110;
- - Abfragen eines Reifenzustands zumindest eines Reifens des Fahrzeugs 110;
- - Abfragen eines allgemeinen Zustands des Fahrzeugs 110;
- - Abfragen eines Status der Zentralverriegelung des Fahrzeugs 110;
- - Abfragen eines Status einer Diebstahl-Warnanlage des Fahrzeugs 110;
- - Abfragen eines Tankfüllstands eines Tanks des Fahrzeug 110;
- - Abfragen einer Reichweite mit aktuellem Tankfüllstand und/oder aktuellem Ladezustand des Fahrzeugs 110;
- - etc.
-
Die vorstehend genannten vordefinierten bzw. vordefinierbaren Fahrzeugfunktionen sind lediglich beispielhaft aufgeführt, grundsätzlich können durch die in diesem Dokument beschriebene Vorgehensweise beliebige Fahrzeugfunktionen gesteuert bzw. geregelt werden und/oder beliebige Stati des Fahrzeugs 110 - wie vorstehend aufgeführt - abgerufen werden.
-
Das Fahrzeug 110 umfasst eine Steuereinheit 112. Die Steuereinheit 112 ist eingerichtet, die vordefinierbare Fahrzeugfunktion entsprechend der ermittelten Zuordnung zu steuern bzw. zu regeln.
-
Vorteilhafterweise kann somit eine besonders agile, flexible und intuitive Steuerung und/oder Regelung einer Vielzahl von Fahrzeugfunktionen erfolgen, ohne dass es teurer Sensorik und/oder Bedienelemente im Fahrzeug 110 bedarf. Dies ermöglicht eine bessere Bedienbarkeit von Funktionen in und um das Fahrzeug 110 unter Nutzung neuester Technologien im Bereich von Wearable Devices, die die erforderliche Sensorik ohnehin bereitstellen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist, dass die Steuerung bzw. Regelung der Fahrzeugfunktionen Handsfree, d.h. ohne erforderliche Eingabe des Nutzers des Wearable Devices 120 über das Device 120 selbst erfolgen kann, da eine Geste, beispielsweise eine Handgeste eines Nutzers einer Smartwatch als Wearable Device 120 die vorstehend genannte(n) Fahrzeugfunktion(en) triggern kann, ohne dass es einer Bedienung der Smartwatch über das Display bedarf. Dies ist für den Nutzer des Wearable Devices 120 besonders komfortabel. Neue Fahrzeugfunktionen können beliebig hinzugefügt bzw. angepasst bzw. geändert werden, ohne dass aufwändige und teure Anpassungen bzw. Einbauten im Fahrzeug 110 erfolgen müssen.
-
Vorzugsweise umfassen das Fahrzeug 110 und das Wearable Device 120 jeweils eine Kommunikationseinheit 116, 126, wobei das Fahrzeug 110 und das Wearable Device 120 eingerichtet sind, eine Bluetooth Low Energy (BLE)-Verbindung untereinander aufzubauen.
-
BLE ist eine Funktechnik, mit der eine Kommunikation zwischen zwei Kommunikationsteilnehmern möglich ist. BLE hat im Vergleich zum klassischen Bluetooth einen sehr geringen Stromverbrauch.
-
Beispielsweise kann das Wearable Device 120 bereits mit einer Funktion als Digital Key bzw. digitaler Fahrzeugschlüssel auf aus dem Stand der Technik bekannte Weise für das Fahrzeug 110 eingerichtet sein. Mittels der BLE-Technik ist es dem Träger des Wearable Devices 1220 somit ohne jegliche initiale Eingabe bzw. Anforderung einer initialen Verbindung zwischen dem Fahrzeug 110 und dem Wearable Device 120 möglich, durch Annäherung an das Fahrzeug 110 durch eine Geste Handsfree die vorstehend genannte(n) Fahrzeugfunktion(en) zu steuern bzw. zur regeln, wobei gleichzeitig die Sicherheit mit Bezug auf die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug 110 und dem Wearable Device 120 durch die Digital Key Sicherheitsanforderungen gewährleistet sind.
-
Für das Beispiel einer Smartwatch als Wearable Device 120 ist es somit ausreichend, für den Nutzer der Smartwatch eine Handgeste in BLE-Kommunikationsreichweite zum Fahrzeug 110 durchzuführen, um die vorstehend genannte(n) Fahrzeugfunktion(en) zu triggern. So kann der Nutzer beispielsweise eine Faust mit der Hand, an der die Smartwatch angebracht ist, bilden, um das Fahrzeug 110 zu entriegeln und/oder zu verriegeln. Als anderes Beispiel kann das Zusammenführen von Daumen und Zeigefinger mit der die Smartwatch tragenden Hand einen Ladezustand eines Energiespeichers des Fahrzeugs 110 auf einem Display der Smartwatch ausgeben.
-
Vorzugsweise ist die Recheneinheit 114, 124 zudem eingerichtet, einen örtlichen Bezug der verarbeiteten Sensordaten zum Fahrzeug 110 zu ermitteln, wobei der ermittelte örtliche Bezug bei Ermittlung der Zuordnung zu der vordefinierbaren Fahrzeugfunktion unter Berücksichtigung des ermittelten funktionalen Bezugs berücksichtigt wird.
-
Die Übermittlung der Daten vom Wearable Device 120 ans Fahrzeug 110 kann beispielsweise unter der Verwendung der Ultra-Breitband-Technologie (UWB) erfolgen. Hierbei handelt es sich um eine Nahbereichsfunkkommunikation, bei der extrem große Frequenzbereiche mit einer Bandbreite von mindestens 500 MHz oder von mindestens 20% des arithmetischen Mittelwertes von unterer und oberer Grenzfrequenz des genutzten Frequenzbandes genutzt werden. Vorteilhafterweise kann durch die Verwendung der UWB-Technologie eine hochpräzise Bestimmung der Positionen des Wearable Devices 120 zum Fahrzeug 110 erzielt werden. Dabei können die Daten vom Wearable Device 120 zum Fahrzeug 110 lokal über eine geeignete Funkschnittstelle, z.B. Bluetooth Low Energy (BLE) übertragen werden. Der örtliche Bezug kann sich aus der hochpräzisen Bestimmung der Position des Wearable Devices 120 bzw. des Trägers des Wearable Devices 120 zum Fahrzeug 110 ergeben. Dabei kann die Position des Wearable Devices 120 zum Fahrzeug 110 je nach Systemauslegung in Zonen erfolgen. Dabei können beispielsweise im Außenbereich des Fahrzeugs 110 eine Heckzone, eine Frontzone sowie Seitenzonen definiert werden. Darüber hinaus ist auch die Ermittlung des örtlichen Bezugs durch eine präzise Position des Wearable Devices 120 mit Bezug auf das Fahrzeug 110 möglich, beispielsweise 1 Meter (m) vor der Fahrertür des Fahrzeugs 110. Auch die Ermittlung des örtlichen Bezugs im Fahrzeuginnenraum ist entweder als präzise Position im Fahrzeuginnenraum möglich. In einem anderen Beispiel kann auch der Fahrzeuginnenraum in Zonen untereilt werden, z.B. Fahrersitz, Beifahrersitz, Fondbereich rechts, etc.
-
Durch die Hinzunahme des örtlichen Bezugs wird die Agilität und Flexibilität der Steuerung der Fahrzeugfunktionen weiter erhöht, da im Beispiel der Smartwatch als Wearable Device 120 der Träger dieser beispielsweise mit einer vordefinierbaren Handgeste auf der Fahrerseite des Fahrzeugs 110 stehend das Öffnen der Fahrertür auslösen kann, auf der Beifahrerseite des Fahrzeugs 110 stehend das Öffnen der Beifahrertür, im Heckbereich des Fahrzeugs 110 stehend das Öffnen des Kofferraums auslösen kann, etc.
-
Vorzugsweise ist die Recheneinheit 114, 124 zudem eingerichtet, einen zeitlichen Bezug der verarbeiteten Sensordaten zum Fahrzeug 110 zu ermitteln, wobei der ermittelte zeitliche Bezug bei Ermittlung der Zuordnung zu der vordefinierbaren Fahrzeugfunktion unter Berücksichtigung des ermittelten funktionalen Bezugs berücksichtigt wird.
-
Der zeitliche Bezug kann dabei beispielsweise die Ermittlung einer Dauer einer Geste des Trägers des Wearable Devices 120 und/oder einer zeitlichen Größe, beispielsweise eines Start- und Stoppzeitpunkts umfassen. Im Beispiel der Smartwatch kann der Träger dieser beispielsweise mit einer Handgeste das Öffnen eines Fahrzeugfensters initiieren, wobei mit Lösen der der Handgeste der Vorgang abgebrochen wird, so dass das Öffnen des Fahrzeugfensters mit Lösen der Handgeste abgebrochen und das Fenster nur zu einem vom Nutzer der Smartwatch gewünschtem Zustand geöffnet wird. Somit wird die Agilität und Flexibilität der Steuerung der Fahrzeugfunktionen weiter erhöht.
-
Darüber hinaus oder alternativ dazu kann der zeitliche Bezug auch dazu dienen, Funktionssicherheitsziele zu erreichen. Ein Funktionssicherheitsziel kann erfordern, dass die korrekte Funktionalität einer Fahrzeugfunktion entlang der gesamten Wirkkette dieser sichergestellt wird. In einer klassischen Bordnetzkommunikation kann es sich dabei um ein Alive-Signal handeln. Das Alive-Signal ist ein Signal des Wearable Devices 120, das zyklisch seinen Wert verändert, um dem Fahrzeug 110 zu signalisieren, dass das Wearable Device 120 immer noch „Alive“ ist. Dies ermöglicht dem Fahrzeug 110 sicherzustellen, dass ein Signal-Status beispielsweise einer Handgeste des Wearable Devices 120 nicht in der Wirkkette „eingefroren“ ist.
-
Für das Beispiel der Smartwatch kann der Träger dieser beispielsweise mit dem Bilden einer Faust den Start einer Aktion, beispielsweise eines automatisierten Parkvorgangs des Fahrzeugs 110 initiieren. Das Funktionssicherheitsziel kann nun erfordern, dass während des automatisierten Parkvorgangs des Fahrzeugs 110 als Funktionssicherheitsziel der Träger der Smartwatch während des automatisierten Parkvorgangs zyklisch Daumen und Zeigefinger zusammenführt und wieder löst, um zu signalisieren, dass der automatisierte Parkvorgang weiter durchgeführt werden soll. Bei Nicht-Durchführung des vorgenannten Funktionssicherheitsziels (zyklisches Zusammenführen und Lösen von Daumen und Zeigefinger) würde der automatisierte Parkvorgang aus Sicherheitsgründen beendet. Durch ein erneutes Bilden einer Faust kann der Träger der Smartwatch das Ende der Aktion, hier des automatisierten Parkvorgangs triggern. Eine solche Vorgehensweise zeigt eine agile kombinatorische Steuerung von Fahrzeugfunktionen.
-
Vorteilhafter Weise wird somit die Agilität und Flexibilität der Steuerung der Fahrzeugfunktionen weiter erhöht, wobei gleichzeitig die Sicherheit bei der Steuerung der Fahrzeugfunktionen gewährleistet ist.
-
Vorzugsweise umfasst der örtliche Bezug zudem oder alternativ dazu die Erkennung einer Richtung der Bewegungsdaten des Nutzers des Wearable Devices 120, wobei die erkannte Richtung bei der Ermittlung der Zuordnung zu der vordefinierbaren Fahrzeugfunktion unter Berücksichtigung des ermittelten funktionalen Bezugs berücksichtigt wird.
-
Dazu kann die vorstehend genannte UWB-Technologie eingesetzt werden. Die UWB-Technologie ermöglicht neben der hochpräzisen Bestimmung der Positionen des Wearable Devices 120 zum Fahrzeug 110 auch eine Richtung einer Bewegung des Wearable Devices 120 zum Fahrzeug 110. Die Ermittlung bzw. Erkennung der Richtung der Bewegungsdaten des Nutzers des Wearable Devices 120 kann somit beispielsweise durch das Einsetzen der UWB-Technologie auf aus dem Stand der Technik bekannte Weise erfolgen. Im Beispiel der Smartwatch als Wearable Device 120 kann der Träger der Smartwatch beispielsweise durch eine Handgeste und ein Zeigen auf die hintere Türe der Fahrerseite des Fahrzeugs 110 das Öffnen des Fensters an der hinteren Fahrertüre des Fahrzeugs 110 initiieren. Durch dieselbe Handgeste und ein Zeigen auf die vordere Fahrertüre des Fahrzeugs 110 kann der Träger das Öffnen des Fensters der vorderen Türe der Fahrerseite des Fahrzeugs 110 initiieren.
-
Vorteilhafter Weise wird somit die Agilität und Flexibilität bei der Steuerung der Fahrzeugfunktionen weiter erhöht.
-
Die vorstehend erläuterten Ansätze des funktionalen Bezugs, des zeitlichen Bezugs und des örtlichen Bezugs (Position und/oder Richtung) können auf beliebige Weise miteinander kombiniert werden. Darüber hinaus können die vorstehend genannten Beispiele der Gesten zur Steuerung der Fahrzeugfunktionen mit beliebigen Bewegungen des Trägers des Wearable Devices 120 kombiniert werden. Beispielsweise kann ein Träger des Wearable Devices auf die Fahrertüre zeigen, eine Geste ausführen und eine Bewegung nach oben durchführen. Dadurch kann beispielsweise das Schließen des Fensters der Fahrertüre initiiert werden. Bei gleicher Vorgehensweise - zeigen auf die Fahrertüre, durchführen derselben Geste - aber Bewegung nach unten kann das Öffnen des Fensters der Fahrertüre initiiert werden.
-
Darüber hinaus oder alternativ dazu können der funktionale Bezug und/oder der zeitliche Bezug und/oder der örtliche Bezug auch mit anderen Technologien beliebig verknüpft werden. Beispielsweise kann eine Verknüpfung mit einer aus dem Stand der Technik bekannten Sprachverarbeitung erfolgen. Dazu kann ein Mikrofon im Wearable Device 120 eingesetzt werden. Somit können die vorgenannten Vorgehensweisen mit Sprachbefehlen kombiniert werden, um Fahrzeugfunktionen zu triggern. Im Beispiel der Smartwatch kann der Träger dieser durch das Bilden einer Faust in Nähe des Fahrzeugs 110 ein Sprachverarbeitungsmodul in der Smartwatch aktivieren. Nachfolgend kann der Träger der Smartwatch beispielsweise eine Frage stellen, z.B. „Wie ist der Ladezustand des Fahrzeugs?“ und/oder „Wie lange dauert der Ladevorgang noch?“, worauf die Fahrzeugfunktion das Ausgeben der entsprechenden Fahrzeugdaten umfassen kann. Darüber hinaus oder alternativ dazu kann die Verknüpfung mit einer Spracheingabe eine weitere Detaillierung mit Bezug auf die Fahrzeugfunktionen erfolgen, indem beim obigen Beispiel einer Geste zum Öffnen der Fenster in Kombination mit dem Sprachbefehl „nur Fahrerfenster öffnen“ das Öffnen des Fahrerfensters triggern kann, wohingegen bei alleiniger Geste alle Fahrzeugfenster geöffnet würden.
-
2 zeigt ein Verfahren 200 zur agilen, intuitiven Steuerung von Fahrzeugfunktionen eines Fahrzeugs, dass von einem System 100 wie mit Bezug auf 1 beschrieben ausgeführt werden kann.
-
Das Verfahren 200 umfasst:
- Erfassen 210, an einem Wearable Device 120, von Sensordaten, wobei die Sensordaten Bewegungsdaten und optische Daten eines Nutzers des Wearable Devices 120 umfassen;
- Verarbeiten 220, mittels einer Recheneinheit 114, 124 der erfassten Sensordaten;
- Ermitteln 230, durch die Recheneinheit 114, 124 eines funktionalen Bezugs der verarbeiteten Sensordaten zum Fahrzeug 110;
- Ermitteln 240 durch die Recheneinheit 114, 124, einer Zuordnung zu einer vordefinierbaren Fahrzeugfunktion unter Berücksichtigung des ermittelten funktionalen Bezugs;
- Steuern bzw. Regeln 250, durch eine Steuereinheit 112 des Fahrzeugs 110, der ermittelten vordefinierbaren Fahrzeugfunktion entsprechend der ermittelten Zuordnung.
-
Das Fahrzeug 110 und das Wearable Device 120 können jeweils eine Kommunikationseinheit 116, 126 umfassen, wobei das Fahrzeug 110 und das Wearable Device 120 eingerichtet sind, eine Bluetooth Low Energy-, BLE-, Verbindung untereinander aufzubauen.
-
Die Recheneinheit 112, 122 kann zudem eingerichtet sein, einen örtlichen Bezug der verarbeiteten Sensordaten zum Fahrzeug 110 zu ermitteln, wobei der ermittelte örtliche Bezug bei Ermittlung der Zuordnung der verarbeiteten Sensordaten zu der vordefinierbaren Fahrzeugfunktion berücksichtigt wird.
-
Die Recheneinheit 112, 122 kann zudem eingerichtet sein, einen zeitlichen Bezug der verarbeiteten Sensordaten zum Fahrzeug 110 zu ermitteln, wobei der ermittelte zeitliche Bezug bei Ermittlung der Zuordnung der verarbeiteten Sensordaten zu der vordefinierbaren Fahrzeugfunktion berücksichtigt wird.
-
Der örtliche Bezug kann die Erkennung einer Richtung der erfassten Bewegungsdaten des Nutzers des Wearable Devices 120 umfassen, wobei die erkannte Richtung bei der Ermittlung der Zuordnung der verarbeiteten Sensordaten zu der vordefinierbaren Fahrzeugfunktion berücksichtigt wird.
