DE102021214736A1

DE102021214736A1 - Verfahren einer Steuereinrichtung eines Fahrzeugs zum Betreiben eines beweglichen Bauelements des Fahrzeugs, Steuereinrichtung, Fahrzeug und Computerprogramm

Info

Publication number: DE102021214736A1
Application number: DE102021214736.4A
Authority: DE
Inventors: Bernd Ette; Benedikt Beckmann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2021-12-20
Filing date: 2021-12-20
Publication date: 2023-06-22
Also published as: WO2023117241A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren einer Steuereinrichtung eines Fahrzeugs zum Betreiben eines beweglichen Bauelements des Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft auch eine Steuereinrichtung, ein Fahrzeug und ein Computerprogramm
Es ist vorgesehen, dass eine Trajektorie dem beweglichen Bauelement zugeordnet wird. Ein Steuersignal zum Betreiben des beweglichen Bauelements anhand der Trajektorie und einer Geste ermittelt, wobei das Ermitteln der Zuordnung und des Steuersignals anhand einer Tangente der Trajektorie und/oder eines Winkels, den eine Tangente der Trajektorie mit einer ausgezeichneten Richtung relativ zum Fahrzeug einschließt, erfolgt, um effektiv mit einfachen Mitteln die Annäherung an das Fahrzeug in die Ermittlung des Steuersignals einbeziehen zu können.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren einer Steuereinrichtung eines Fahrzeugs zum Betreiben eines beweglichen Bauelements des Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft auch eine Steuereinrichtung, ein Fahrzeug und ein Computerprogramm.
Für den schlüssellosen Zugang (Keyless Entry und Exit) zu einem Fahrzeug wird die Ultraweitband-, UWB-, Technologie oder andere abstandsmessende Systeme verwendet, beispielsweise basierend auf Niederfrequenztechnik (LF125 KHz), Bluetooth, und/oder Kameras. Dabei wird der Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem elektronischen Gerät oder einer Person ermittelt. Dieser Abstand kann zur Steuerung von beweglichen Bauelemente am Fahrzeug, wie Klappen und Türen, verwendet werden.
Das Öffnen einer Heckklappe eines Fahrzeugs aufgrund einer durchgeführten Handlung ist bekannt, wobei zum Öffnen der Heckklappe ein Stoß unterhalb eines Heckstoßfängers erfasst wird. Auch Radar, Kamera, Infrarot-Optik gehören zu den Sensoriken die im Erfassungsbereich einer Klappe oder Tür eines Fahrzeugs eingebaut werden. Dabei ist ein Erfassen beispielsweise eines Ablaufs einer Bewegung, also einer Geste, an einen Erfassungsbereiches eines jeweiligen Sensors gebunden. Beispielsweise weist ein kapazitiver Sensor einen Erfassungsbereich von 10 cm - 20 cm auf, in dem die Bewegung vollzogen werden muss, um vom Sensor erfasst zu werden. Auch die Erfassung an einem Türgriff einer Tür oder Klappe auf Basis kapazitiver oder optischer Sensorik hat einen begrenzten Erfassungsbereich, der sich im oben genannten Abstand unmittelbar vor der Tür oder Klappe befindet. Der Nutzer muss sich demgemäß stets dem Erfassungsbereich der gewählten Sensorik unterordnen, um eine Bedienhandlung auszuführen.
Der Erfassungsbereich für einen bestimmtes Zweck kann verändert, idem die Sensorik entsprechend angepasst wird. Beispielsweise kann statt oder zusätzlich zu einer kapazitiven Sensorik eine Erfassung mit Radar oder Optik, insbesondere Kameras, erfolgen, um den Erfassungsbereich zu verändern. Jedoch sind diese geänderten Erfassungssysteme zusätzlich, aufwändig und/oder teuer.
WO 2014/053411 A1 offenbart ein Verfahren einer Bedieneinrichtung, die einem Fahrzeug zugeordnet ist. Dabei wird die relative Position der Bedieneinrichtung in Bezug auf das Fahrzeug und ein Messsignal, das repräsentativ für eine Bewegung, eine Lage oder einen Bewegungsverlauf der Bedieneinrichtung ist, erfasst. Daraus wird eine Bedienbetätigung aus einer Menge vorgegebener Bedienbetätigungen ermittelt, wobei der jeweiligen Bedienbetätigung der Menge eine jeweilige Fahrzeugfunktion zugeordnet ist. Dabei können Gesten, die an unterschiedlichen Positionen in Bezug auf das Fahrzeug ausgeführt werden, als jeweils unterschiedliche Bedienbetätigungen interpretiert werden. Insbesondere werden der Bewegungsverlauf mit einem Soll-Bewegungsverlauf und die räumliche Lage des Messsignals mit einer Soll-Lage verglichen, um die Bedienbetätigung zu ermitteln.
DE 10 2017 222 900 A1 und DE 10 2018 202 834 A1 offenbaren je ein Verfahren zum Erkennen eines Fahrzeugführers durch ein Bewegungsmuster. Das Verfahren umfasst das Bestimmen des Bewegungsmusters anhand von Daten, die aus einem Sensorsignal extrahiert wurden, und das Bestimmen, ob das Bewegungsmuster mit mindestens einem Fahrerbewegungsmuster übereinstimmt, um einen Fahrzeugführer zu identifizieren, wobei demgemäß das Steuern des mindestens einen Fahrzeugsystems veranlasst wird. Gemäß DE 10 2018 202 834 A1 wird ein Fahrgast bestimmt, der nicht einen Fahrer des Fahrzeugs einschließt. Die Verfahren umfassen das Steuern eines Fahrzeugsystems durch Ausführung einer Fahrzeugeinstellung, die mit dem erkannten Fahrzeugführer oder Fahrgast assoziiert sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren einer Steuereinrichtung eines Fahrzeugs, eine Steuereinrichtung eines Fahrzeugs, und ein Fahrzeug bereitzustellen, die einfach und zuverlässig ein Betreiben eines beweglichen Bauelements des Fahrzeugs ermöglichen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren einer Steuereinrichtung eines Fahrzeugs zum Betreiben eines beweglichen Bauelements des Fahrzeugs. Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch gelöst durch eine Steuereinrichtung eines Fahrzeugs, ein Fahrzeug und ein Computerprogramm.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren einer Steuereinrichtung eines Fahrzeugs zum Betreiben eines beweglichen Bauelements des Fahrzeugs. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: Empfangen von mittels eines Abstandssensors erfassten und einen Abstand zwischen dem Fahrzeug und einer fahrzeugexternen, tragbaren Nutzervorrichtung betreffenden Abstandsinformation, Koppeln der Steuereinrichtung mit der Nutzervorrichtung zum Übermitteln von Bewegungsinformationen an die Steuereinrichtung, Empfangen von der eine Bewegung der Nutzervorrichtung betreffenden Bewegungsinformation, Ermitteln einer Trajektorie relativ zum Fahrzeug anhand der Bewegungsinformation, Ermitteln einer Zuordnung der Trajektorie zu dem beweglichen Bauelement des Fahrzeugs, Erfassen einer Geste anhand der Bewegungsinformation, Ermitteln eines Steuersignals anhand der Trajektorie und der Geste, Betreiben des beweglichen Bauelements in Abhängigkeit von dem Steuersignal.
Die fahrzeugexterne, tragbare Nutzervorrichtung ist bevorzugt ein mobiles Endgerät, beispielsweise ein Mobiltelefon, ein Smartphone, eine Smartwatch, ein Tablet, eine Funkfernbedienung, ein elektronischer Fahrzeugschlüssel oder Ähnliches.
Der Abstandssensor ist bevorzugt ein Abstandssensor des Fahrzeugs, der zur Erfassung des Abstandes zwischen der Nutzervorrichtung und dem Fahrzeug eingerichtet ist. Der Abstandssensor ist dazu eingerichtet, erfasste Abstandsinformationen an die Steuereinrichtung zu übermitteln. Der Abstandssensor erfasst den Abstand bevorzugt über ein von der Nutzervorrichtung ausgesendetes Abstandserfassungssignal.
Das Koppeln erfolgt zur Übermittlung von Bewegungsinformationen an die Steuereinrichtung. Bevorzugt weist die Steuereinrichtung eine Kommunikationsschnittstelle auf oder ist mit einer Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs verbunden, um die Bewegungsinformationen der Nutzervorrichtung empfangen zu können. Die Nutzervorrichtung dient als Signalgeber zum Ermitteln und/oder Erfassen der Bewegungsinformation.
Die Trajektorie beschreibt einen zeitlich aufgelösten Annäherungsweg der Nutzervorrichtung an das Fahrzeug. Der Trajektorie korrespondiert somit zu einem Laufweg, den ein Nutzer oder eine Nutzerin von einem bestimmten Punkt aus hin zum Fahrzeug geht, wobei der Nutzer oder die Nutzerin die Nutzervorrichtung trägt beziehungsweise auf andere Art bei sich führt.
Erfindungsgemäß wird die Trajektorie dem beweglichen Bauelement zugeordnet. Die Trajektorie beziehungsweise der Laufweg gibt Aufschluss darüber, welches bewegliche Bauelement der Nutzer oder die Nutzerin betrieben wissen möchte. Somit kann der Trajektorie das bewegliche Bauelement zugeordnet werden. Vorteilhaft erfolgt mehrfach eine Ermittlung der Zuordnung, wobei bei einer ersten Ermittlung der Zuordnung der Trajektorie eine bestimmte Anzahl von beweglichen Bauelementen zugeordnet wird, die sich bei einer erneuten Ermittlung der Zuordnung reduziert, da die Zuordnung bei Annäherung der Nutzervorrichtung an das Fahrzeug und/oder eine Bedienstelle am Fahrzeug besser ermittelbar ist.
Erfindungsgemäß wird das Steuersignal anhand der Trajektorie und der Geste ermittelt. Somit wird das Steuersignal aus einer komplexen Geste ermittelt, die zwei Teilgesten, also den Laufweg und die Geste als solche, aufweist. Da die Geste immer an einem zu einem Ort korrespondierenden Punkt der Trajektorie ausgeführt wird, kann eine an verschiedenen Orten auf verschiedenen Trajektorien ausgeführte Geste zu einem Betreiben von unterschiedlichen beweglichen Bauelementen des Fahrzeugen führen. Somit wird nicht nur eine Geste an möglicherweise verschiedenen Orten erfasst und ausgewertet, sondern die Trajektorie und die Geste werden miteinander verknüpft, um das Steuersignal zu ermitteln.
Erfindungsgemäß erfolgt das Ermitteln der Zuordnung anhand einer Tangente der Trajektorie und/oder eines Winkels, den eine Tangente der Trajektorie mit einer ausgezeichneten Richtung relativ zum Fahrzeug einschließt. Damit kann ein effektives und zuverlässiges Ermitteln der Zuordnung stattfinden. Die Tangente der Trajektorie ist effektiv mit einfachen Mitteln anhand der Bewegungsinformation ermittelbar beziehungsweise berechenbar und gibt direkt Aufschluss über die Richtung, in die sich die Nutzervorrichtung an einem Ort, also einem Punkt der Trajektorie, bewegt. Die Richtung, in der sich die Nutzervorrichtung bewegt gibt wiederum Aufschluss über bewegliche Bauelemente, die der Nutzer oder die Nutzerin der Nutzervorrichtung wahrscheinlich betrieben wissen möchte und/oder auf die er oder sie sich zubewegt. Damit kann anhand der Tangente und/oder des Winkels die Menge möglicherweise zu betreibender beweglicher Bauelemente eingegrenzt werden, und/oder bewegliche Bauelemente von einem Betreiben ausgeschlossen werden. Alternativ oder zusätzlich erfolgt das Ermitteln des Steuersignals anhand einer Tangente der Trajektorie und/oder eines Winkels, den eine Tangente der Trajektorie mit einer ausgezeichneten Richtung relativ zum Fahrzeug einschließt, um das Ermitteln des Steuersignals zu vereinfachen und die Ermittlung aus der Trajektorie und der Geste effektiver vollziehen zu können. Zur Bestimmung des Winkels, den eine Tangente der Trajektorie mit einer ausgezeichneten Richtung relativ zum Fahrzeug einschließt, ist als ausgezeichnete Richtung des Fahrzeug eine Längsachse des Fahrzeugs bevorzugt. Durch die von der Ermittlung des Steuersignals separate Zuordnung kann eine schnellere Bedienung der Aktoren beziehungsweise beweglichen Bauelemente am Fahrzeug erfolgen, da das Steuersignal anhand des bereits zugeordneten beweglichen Bauelements effektiv und zuverlässig ermittelt werden kann. Ferner sind für die Ermittlung des Steuersignals keine ressourcenaufwändigen Rechnungen, beispielsweise mit Hilfe von neuronalen Netzen notwendig, da zur Ermittlung des Steuersignals die effektiv zu ermittelnde Tangente und/oder der Winkel zum Fahrzeug sowie die Geste ausschlaggebend sind.
Ein weiterer Vorteil ist, dass das Fahrzeug keine weitere Sensorik aufzuweisen braucht, außer den Abstandssensor und eine Kommunikationsschnittstelle zur Datenübertragung mit der Nutzervorrichtung. Das Betreiben des beweglichen Bauelements erfolgt ohne zusätzliche Sensorik wie Kameras und führt zur gewollten Aktion am Fahrzeug.
Bevorzugt können auch Verfahrensschritte mehrfach und/oder in unterschiedliche Reihenfolge durchgeführt werden. Besonders bevorzugt können das Ermitteln einer Zuordnung der Trajektorie zu dem beweglichen Bauelement des Fahrzeugs und das Erfassen einer Geste anhand der Bewegungsinformation mehrfach und/oder in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden. Beispielsweise kann eine Geste Aufschluss über eine mögliche Zuordnung geben, womit das Erfassen der Geste dem Ermitteln der Zuordnung vorgeht. Damit wird das Verfahren effektiver durchgeführt. Bevorzugt erfolgt nach der Zuordnung ein erneutes Erfassen einer Geste, beispielsweise in einem kleineren Abstand zwischen Nutzervorrichtung und Fahrzeug. Damit wird die Zuverlässigkeit des Ermittelns der Zuordnung erhöht.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Koppeln und/oder Empfangen der Bewegungsinformation nach einem initialen Empfangen einer Abstandsinformation mit einem vorbestimmten und zu einer Initialisierungsstelle korrespondierenden Abstandsinformationswert erfolgt. Der vorbestimmte Abstandsinformationswert kann beispielsweise einen Radius und/oder eine Halbachse um das Fahrzeug beschreiben, womit eine Menge von Initialisierungsstellen in einer bevorzugt kreis- oder ellipsenförmigen Anordnung definiert wird. Passiert die Nutzervorrichtung eine Initialisierungsstelle von einer zu dem Radius oder der Halbachse korrespondiere Menge von Initialisierungsstellen, werden die Nutzervorrichtung und die Steuereinrichtung miteinander zum Übermitteln von Bewegungsinformationen an die Steuereinrichtung gekoppelt. Beim Koppeln findet bevorzugt eine Autorisierung statt. Sowohl die Nutzervorrichtung als auch das Fahrzeug können das Koppeln initiieren.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Ermitteln der Zuordnung der Trajektorie zu dem beweglichen Bauelement des Fahrzeugs und/oder das Ermitteln des Steuersignals unter Berücksichtigung von einer der Trajektorie zugeordneten Zuordnungsstelle erfolgt. Die Zuordnungsstelle ist ein Ort in der Umgebung des Fahrzeuges. Eine Zuordnung einer Trajektorie zu einer Zuordnungsstelle heißt, dass die sich in der Umgebung des Fahrzeugs bewegende Nutzervorrichtung die Zuordnungsstelle bevorzugt in einem vorbestimmten Toleranzbereich passiert. Wird die Zuordnungsstelle passiert, erfolgt bevorzugt eine Feststellung, welche beweglichen Bauelement des Fahrzeugs wahrscheinlich betrieben werden sollen und/oder welche beweglichen Bauelement des Fahrzeugs wahrscheinlich nicht betrieben werden sollen. Die Zuordnungsstelle beeinflusst somit die Ermittlung der Zuordnung, indem beim Passieren der Zuordnungsstelle eine Menge beweglicher Bauelemente des Fahrzeugs eingeschränkt wird. Vorteilhaft kann beim Passieren der Zuordnungsstelle ein einziges beweglicher Bauelemente zugordnet werden. Dabei führt bevorzugt schon eine Geste an der Zuordnungsstelle zum Betreiben des beweglichen Bauelements, beispielsweise zur Öffnung einer Tür. Alternativ oder zusätzlich erfolgt das Ermitteln des Steuersignals unter Berücksichtigung der Zuordnungsstelle, um beispielsweise beim Ermitteln des Steuersignals die Möglichkeit zum Betreiben eines bestimmtes beweglichen Bauelements auszuschließen oder höher zu priorisieren.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Erfassen der Geste und/oder das Ermitteln des Steuersignals unter Berücksichtigung von einer der Trajektorie zugeordneten Bedienstelle erfolgt. Die Bedienstelle ist ein Ort in der Umgebung des Fahrzeuges. Eine Zuordnung einer Trajektorie zu einer Bedienstelle heißt, dass die sich in der Umgebung des Fahrzeugs bewegende Nutzervorrichtung die Bedienstelle bevorzugt in einem vorbestimmten Toleranzbereich passiert. Wird die Bedienstelle passiert, erfolgt bevorzugt eine Modifikation einer Menge an wahrscheinlich auszuführenden und/oder zu erfassenden Gesten, um beispielsweise an einer bestimmten Bedienstelle bestimmte Gesten von der Erfassung auszuschließen und/oder zu priorisieren. Alternativ oder zusätzlich erfolgt das Ermitteln des Steuersignals unter Berücksichtigung der Bedienstelle. Damit kann eine erhöhte Zuverlässigkeit beziehungsweise Sicherheit der Gestenbedienung am Fahrzeug erzielt werden.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein bestimmtes Steuersignal ermittelbar ist anhand einer Kombination einer die Trajektorie charakterisierende Größe aus einer Menge von Trajektorien charakterisierenden Größen und der Geste aus einer Menge von Gesten, wobei die Menge von Trajektorien charakterisierenden Größen und/oder die Menge von Gesten nach dem Ermitteln eines Steuersignals anpassbar ist. Die die Trajektorie charakterisierende Größe ist bevorzugt der Winkel zwischen einer Tangente und/oder der Abstand zwischen Nutzervorrichtung und Fahrzeug. Die Menge von Gesten umfasst Gesten, die nach der Zuordnung zwischen Trajektorie und beweglichen Bauelement noch zur Erfassung in Betracht kommen. Somit erfolgt das Ermitteln des Steuersignals aus einer Merkmalsextraktion, wobei die Merkmale der Trajektorie und der Geste ermittelt werden. Das Anpassen der Menge von Trajektorien charakterisierenden Größen und/oder der Menge von Gesten nach dem Ermitteln eines Steuersignals erfolgt, um eine Anlernbarkeit das Ermitteln des Steuersignals den persönlichen Vorlieben des Nutzers der Nutzervorrichtung anzupassen. Das Verfahren beschreibt somit, wie selbst anlernbare Gesten von Personen im Umfeld des Fahrzeug bewertet werden können. Weiterhin ist für die Umsetzung der Gesten für den Nutzer kein wesentlicher zeitlichen Anlernprozess erforderlich.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Ermitteln eines Steuersignals einem Nutzer und/oder einer bestimmten Nutzervorrichtung zugeordnet ist, um eine Personalisierung des Verfahren zu erzielen. Bevorzugt ist die Ermittlung des Steuersignals für einen Nutzer und/oder eine Nutzergruppe beziehungsweise eine Nutzervorrichtung und/oder eine Mehrzahl von Nutzervorrichtungen anlernbar.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind folgende Schritte vorgesehen: Ermitteln eines vorläufigen Steuersignals nach dem Ermitteln der Zuordnung der Trajektorie zu dem beweglichen Bauelement, und Validieren des vorläufigen Steuersignals anhand des aus der Trajektorie und der Geste ermittelten Steuersignals. Damit kann ein schnelleres Betreiben des beweglichen Bauelements erzielt werden, da das bewegliche Bauelement aufgrund des vorläufigen Steuersignals bereits betrieben wird oder ein Betreiben vorbereitet wird. Bevorzugt ist ein Abbruch oder ein Rückgängigmachen des Betreibens möglich, wenn eine Validierung nicht erfolgt.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung eines Fahrzeugs zum Betreiben eines beweglichen Bauelements des Fahrzeugs, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, das oben beschriebene Verfahren durchzuführen. Bevorzugt ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, die mit Bezug zu dem Verfahren beschriebenen bevorzugten Verfahrensschritte durchzuführen, um die damit verbundenen Vorteile zu erzielen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, umfassend wenigstens ein bewegliches Bauelement und eine Steuereinrichtung wie zuvor beschrieben. Bevorzugt ist das Fahrzeug dazu eingerichtet, die mit Bezug zu dem Verfahren beschriebenen bevorzugten Verfahrensschritte durchzuführen, um die damit verbundenen Vorteile zu erzielen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Steuereinrichtung eines Fahrzeugs mit einem beweglichen Bauelement die Steuereinrichtung veranlasst, das oben beschriebene Verfahren durchzuführen. Bevorzugt umfasst das Computerprogramm Befehle, die bei der Ausführung des Programms die Steuereinrichtung veranlasst die mit Bezug zu dem Verfahren beschriebenen bevorzugten Verfahrensschritte durchzuführen, um die damit verbundenen Vorteile zu erzielen.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 eine Durchführungsform eines Verfahrens für eine Steuereinrichtung eines Fahrzeugs zum Betreiben eines beweglichen Bauelements;
2 eine schematische Darstellung Fahrzeugs und einer Nutzervorrichtung; und
3 eine Mehrzahl von Szenarien zur Darstellung einer Anwendung einer Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

1 zeigt eine Durchführungsform eines Verfahrens 100 für eine Steuereinrichtung 201 eines Fahrzeugs 200 zum Betreiben eines beweglichen Bauelements 204 des Fahrzeugs 204.
Zum Beginn des dargestellten Verfahrens 100 erfolgt ein Empfangen 101 von mittels eines Abstandssensors 202 erfassten und einen Abstand zwischen dem Fahrzeug 200 und einer fahrzeugexternen, tragbaren Nutzervorrichtung 210 betreffenden Abstandsinformation.
Anschließend erfolgt ein Koppeln 102 der Steuereinrichtung 201 mit der Nutzervorrichtung 210 zum Übermitteln von Bewegungsinformationen an die Steuereinrichtung 201. Dabei ist unerheblich, ob das Fahrzeug 200 oder die Nutzervorrichtung 210 das Koppeln 102 initiiert.
Nach dem Koppeln 102 erfolgt ein Empfangen 103 von der eine Bewegung der Nutzervorrichtung 210 betreffenden Bewegungsinformation. Dies erfolgt wie mit Bezug zu 3 näher erläutert nach einem initialen Empfangen 101 einer Abstandsinformation mit einem vorbestimmten und zu einer Initialisierungsstelle 302, 302a, 302b, 302c korrespondierenden Abstandsinformationswert. Vorzugsweise entspricht der Abstandsinformationswert einen Radius oder einer Halbachse von 10 m um das Fahrzeug beziehungsweise die Initialisierungsstelle ist 302, 302a, 302b, 302c 10 m vom Fahrzeug entfernt. Die Nutzervorrichtung 210 umfasst einen Beschleunigungssensor, um einen Bewegungsablauf der Nutzervorrichtung 210 betreffende Bewegungsinformation zu erfassen, die an die Steuereinrichtung 210 übermittelt werden. Das Koppeln 102 ist die Grundlage für das weitere Verfahren und insbesondere für ein Erfassen 106 und Auswerten einer Geste.
Anhand der Bewegungsinformation erfolgt ein Ermitteln 104 einer Trajektorie 301a, 301b, 301 c der Nutzervorrichtung 210 relativ zum Fahrzeug 200.
Anschließend erfolgt ein Ermitteln einer Zuordnung 105 der Trajektorie 301a, 301b, 301c zu dem beweglichen Bauelement 204 des Fahrzeugs 200. Das Ermitteln der Zuordnung 105 der Trajektorie 301a, 301 b, 301c zu dem beweglichen Bauelement 204 des Fahrzeugs 200 erfolgt wie mit Bezug zu 3 erläutert unter Berücksichtigung von einer der Trajektorie 301a, 301 b, 301c zugeordneten Zuordnungsstelle 303a.1, 303a.2, 303a.3, 303b, 303c.
Nach dem Ermitteln der Zuordnung 105 der Trajektorie 301a, 301 b, 301c zu dem beweglichen Bauelement 204 erfolgt ein Ermitteln 109 eines vorläufigen Steuersignals. Anhand des vorläufigen Steuersignals wird ein Betreiben 108 des beweglichen Bauelements 204 bereits ausgeführt oder vorbereitet.
Es folgt ein Erfassen 106 einer Geste anhand der Bewegungsinformation. Das Erfassen 106 der Geste erfolgt wie mit Bezug zu 3 erläutert unter Berücksichtigung von einer der Trajektorie 301a, 301b, 301c zugeordneten Bedienstelle 304a, 304b, 304c. Also wird eine Geste durch Auswertung der Bewegungsinformation und der Abstandsinformation relativ zur Position des beweglichen Bauelements 204 ermittelt.
Anhand der Trajektorie 301a, 301b, 301c und der Geste erfolgt ein Ermitteln 107 eines Steuersignals. Dabei wird anhand einer Kombination einer die Trajektorie 301a, 301b, 301c charakterisierende Größe aus einer Menge von Trajektorien 301a, 301b, 301c charakterisierenden Größen und der Geste aus einer Menge von Gesten ein bestimmtes Steuersignal ermittelt, wobei die Menge von Trajektorien 301a, 301b, 301c charakterisierenden Größen und/oder die Menge von Gesten nach dem Ermitteln 107 eines Steuersignals angepasst wird, indem beispielsweise von einer jeweiligen Grundmenge von Trajektorien 301a, 301b, 301c charakterisierenden Größen und von Gesten ein bestimmtes Element, also eine bestimmte eine Trajektorie 301a, 301b, 301c charakterisierende Größe oder Geste, aus der jeweiligen Menge entfernt wird. Das Ermitteln 107 eines Steuersignals ist einem Nutzer und/oder einer bestimmten Nutzervorrichtung 210 zugeordnet.
Anhand des aus der Trajektorie 301a, 301b, 301c und der Geste ermittelten Steuersignals erfolgt ein Validieren 110 des vorläufigen Steuersignals. Um das Betreiben 108 des beweglichen Bauelements 204 zu vollziehen.
In Abhängigkeit von dem Steuersignal erfolgt ein Betreiben 108 des beweglichen Bauelements 204. Das Steuersignal wird dabei anhand einer Tangente Ta, Tb, Tc der Trajektorie 301a, 301b, 301c und/oder eines Winkels, den eine Tangente Ta, Tb, Tc der Trajektorie mit einer ausgezeichneten Richtung L relativ zum Fahrzeug 200 einschließt, ermittelt 107.
Damit ist ein Verfahren 100 zur Gestenerkennung an Fahrzeugen 200 und bevorzugt an einem Schließsystem angegeben, wobei eine komplexe Geste, umfassend die Trajektorie 301a, 301b, 301c und eine Geste also solche, zum Betreiben 108 des beweglichen Bauelements 204 erfasst und ausgewertet wird. Das Betreiben 108 des beweglichen Bauelements 204 umfasst bevorzugt wenigstens eine der folgenden Aktionen: Öffnen und/oder Schließen einer variablen Anzahl von Türen; Öffnen und/oder Schließen einer Kofferraumklappe; Öffnen und/oder Schließen einer Tankklappe; Öffnen und/oder Schließen einer Fensterscheibe und/oder eines Schiebedachs; automatisches Herausfahren eines Türgriffs; Auswerfen, Öffnen, Schließen von Türen; Entriegeln eines Ladesteckers.
2 zeigt eine schematische Darstellung Fahrzeugs 200 und einer Nutzervorrichtung 210.
Das Fahrzeug 200 umfasst eine Steuereinrichtung 201 und einen Abstandssensor 202. Die Steuereinrichtung 201 ist zum Empfangen von mittels des Abstandssensors 202 erfassten und einen Abstand zwischen dem Fahrzeug 200 und einer fahrzeugexternen, tragbaren Nutzervorrichtung 210 betreffenden Abstandsinformation eingerichtet. Die Steuereinrichtung 201 kann einen Speicher aufweisen (nicht dargestellt) oder mit einem Speicher verbunden sein, in dem zum Ermitteln 107 eines Steuersignals benötigten Informationen gespeichert sind. Die Steuereinrichtung 201 weist eine Kommunikationsschnittstelle 203 zum Herstellen einer Datenkommunikationsverbindung mit einer Nutzervorrichtung 210 auf. Die Datenkommunikationsverbindung ist in 2 durch eine gestrichelte Linien verdeutlicht. Die Steuereinrichtung 201 ist zum Durchführen des Verfahrens 100 wie mit Bezug zu 1 erläutert eingerichtet. Das Fahrzeug 200 weist ein bewegliches Bauelement 204 auf. Das bewegliche Bauelement 204 ist von der Steuereinrichtung 201 durch ein Steuersignal betreibbar.
Die Nutzervorrichtung 210 umfasst eine Steuereinheit 211. Die Steuereinheiten 211 ist mit einer Kommunikationsvorrichtung 213 zum Herstellen einer Datenkommunikationsverbindung mit einem Fahrzeug 200 verbunden oder verbindbar. Die Nutzervorrichtung 210 umfasst einen Beschleunigungssensor 214, beispielsweise aufweisend eine inertiale Messeinheit (Inertial Measurement Unit, IMU), ein Gyroskop und/oder einen Magnetfeldsensor. Der Beschleunigungssensor 214 ist zum Erfassen von Bewegungsinformationen eingerichtet. Die Bewegungsinformation beschreiben die Bewegung der Nutzervorrichtung 210 im Raum. Die Steuereinheiten 211 und/oder die Kommunikationsvorrichtung 213 ist zum Senden von eine Bewegung der Nutzervorrichtung 210 betreffenden Bewegungsinformation eingerichtet.
3 zeigt eine Mehrzahl von Szenarien zur Darstellung einer Anwendung einer Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens 100.
Jedes der drei dargestellten Szenarien umfasst eine Trajektorie 301a, 301 b, 301c. Jede Trajektorie 301a, 301 b, 301c beginnt an einer Anfangsstelle 31 0a, 310b, 310c, beispielsweise dem Zuhause, dem Büro oder einer Sportstätte, die ein Nutzer oder eine Nutzerin besucht. Der Nutzer oder die Nutzerin führt eine Nutzervorrichtung 210 bei sich. Jede der Trajektorien 301a, 301b, 301c beschreibt einen Weg der Nutzervorrichtung 210 von der Anfangsstelle 310a, 310b, 310c zu einem mit Bezug zu 2 beschriebenen Fahrzeug 200. Somit sind die Trajektorien 301a, 301b, 301c repräsentativ für den Laufweg des Nutzers oder der Nutzerin von der Anfangsstelle 310a, 310b, 310c zum Fahrzeug.
Bewegt sich die Nutzervorrichtung 210 entlang einer der Trajektorien 301a, 301b, 301c, passiert die Nutzervorrichtung 210 eine als Ellipse mit gestrichelter Linie dargestellte Menge von Initialisierungsstellen 302. Die Trajektorie 301a, beginnend von Anfangsstelle 310a passiert die als „x“ dargestellte Initialisierungsstelle 302a. Die Trajektorie 301b, beginnend von Anfangsstelle 310b passiert die als „x“ dargestellte Initialisierungsstelle 302b. Die Trajektorie 301c, beginnend von Anfangsstelle 310c passiert die als „x“ dargestellte Initialisierungsstelle 302c. Die Initialisierungsstellen 302, 302a, 302b, 302c sind mit einem bestimmten Abstand zum Fahrzeug 200 angeordnet und repräsentieren den erster Kontakt zwischen Nutzervorrichtung 210 und Fahrzeug 200 bei der Annäherung der Nutzervorrichtung 210 an das Fahrzeug 204 in einem Abstand von etwa 10 m. Das Passieren der Initialisierungsstelle 302, 302a, 302b, 302c kennzeichnet bereits die Trajektorie 301a, 301b, 301c beziehungsweise den Laufweg. Eine das Passieren der Initialisierungsstelle 302, 302a, 302b, 302c beschreibende Zahl wird bevorzugt inkrementell abgespeichert, um bei Wiederholungen bei der nächsten Annäherung beispielsweise am nächsten Tag wieder zur Verfügung zu stehen.
Beim weiteren Annähern der Nutzervorrichtung 210 an das Fahrzeug 200 passiert die Nutzervorrichtung eine oder mehrere der Trajektorie 301a, 301b, 301c zugeordneten Zuordnungsstellen 303a.1, 303a.2, 303a.3, 303b, 303c. Die Trajektorie 301a, beginnend von Anfangsstelle 310a passiert die als „+“ dargestellten Zuordnungsstellen 303a.1, 303a.2, 303a.3. Die Trajektorie 301b, beginnend von Anfangsstelle 310b passiert die als „+“ dargestellte Zuordnungsstelle 303b. Die Trajektorie 301c, beginnend von Anfangsstelle 310c passiert die als „+“ dargestellte Zuordnungsstelle 303c. Die Zuordnungsstellen 303a.1, 303a.2, 303a.3, 303b, 303c sind auf den Trajektorie 301a, 301b, 301c dem Fahrzeug 200 näher als die Initialisierungsstellen 302, 302a, 302b, 302c, bevorzugt sofern die Trajektorie 301a, 301b, 301c die als Ellipse mit gestrichelter Linie dargestellte Menge von Initialisierungsstellen 302 nicht verlässt.
Jeder Trajektorie 301a, 301b, 301c sind eine oder mehrere Zuordnungsstellen 303a.1, 303a.2, 303a.3, 303b, 303c zugeordnet. Die Zuordnungsstellen 303a.1, 303a.2, 303a.3, 303b, 303c werden als zweiter Kontakt zwischen Nutzervorrichtung 210 und Fahrzeug 200 bei der Annäherung der Nutzervorrichtung 210 an das Fahrzeug 204 aufgefasst und dienen dem Ermitteln 105 einer Zuordnung zwischen Trajektorie 301a, 301b, 301c und einem möglicherweise zu betreibenden beweglichen Element 204 am Fahrzeug 200.
Beispielsweise kann beim Passieren der Zuordnungsstelle 303a.1 ausgeschlossen werden, dass die Beifahrertür (in Fahrtrichtung rechts) geöffnet werden soll, also beendet Zuordnungsstelle 303a.1 eine Erfassung an der Bedienstelle „Beifahrertür“. Das Passieren der Zuordnungsstelle 303a.2 schließt das Betreiben eines Öffnungsmechanismus der Motorhaube aus. Das Passieren der Zuordnungsstelle 303a.3 stellt fest beziehungsweise selektiert, den Zugang parallel zur Fahrertür (in Fahrtrichtung links) oder hinteren Tür links oder auch ein Vorbeigehen am Fahrzeug 200. Mögliche erfassbare Gesten sind dabei Anhalten, Drehen und Schütteln der Nutzervorrichtung 204 (Stop, Turn, Shake) oder umgekehrt Drehen, Anhalten und Schütteln der Nutzervorrichtung 204 (Turn, Stop, Shake).
Bei den Zuordnungsstellen 303a.1, 303a.2, 303a.3, 303b, 303c erfolgt zur besseren Zuordnung ein Ermitteln einer Tangente Ta, Tb, Tc, die den Winkel der Annäherung der Nutzervorrichtung 210 an das Fahrzeug 200 beschreibt. Alternativ wird anhand der Trajektorie 301a, 301b, 301 c eine Winkelvorhersage getroffen.
Beim weiteren Annähern der Nutzervorrichtung 210 an das Fahrzeug 200 passiert die Nutzervorrichtung 210 eine der Trajektorie 301a, 301b, 301c zugeordnete Bedienstelle 304a, 304b, 304c, an der eine Geste erfasst wird.
Die Trajektorie 301a, beginnend von Anfangsstelle 310a passiert die als „o“ dargestellte Bedienstellen 304a. Die Trajektorie 301b, beginnend von Anfangsstelle 310b passiert die als „o“ dargestellte Bedienstellen 304b. Die Trajektorie 301c, beginnend von Anfangsstelle 310c passiert die als „o“ dargestellte Bedienstellen 304c. Die Bedienstellen 304a, 304b, 304c sind auf der Trajektorie 301a, 301b, 301c dem Fahrzeug 200 näher als die Initialisierungsstellen 302, 302a, 302b, 302c und als die Zuordnungsstellen 303a.1, 303a.2, 303a.3, 303b, 303c, bevorzugt sofern die Trajektorie 301a, 301b, 301c die als Ellipse mit gestrichelter Linie dargestellte Menge von Initialisierungsstellen 302 nicht verlässt.
Die Bedienstelle 304a, 304b, 304c bestimmen bevorzugt die möglichen Gesten, die erfassbar sind und entsprechen somit einen dritten Kontakt zwischen Nutzervorrichtung 210 und Fahrzeug 200 bei der Annäherung der Nutzervorrichtung 210 an das Fahrzeug 204 zum Betreiben des beweglichen Bauelements 204. Der Winkel zwischen einer ausgezeichneten Richtung L des Fahrzeugs 200 und dem Laufweg bestimmen die möglichen Gesten. Jedes bewegliche Bauelement 204, also jede Klappe, Tür, Tankklappen oder Ähnliches kann somit im nahen Erfassungsbereich und hinsichtlich des Winkels beziehungsweise der Tangente Ta, Tb, Tc ausgewertet werden.
Dabei ist bevorzugt eine Anzahl mehrerer sequentieller beziehungsweise komplexer Gesten im Umkreis der Bedienstelle 304a, 304b, 304c zum Ermitteln 107 des Steuersignals entscheidend, wobei der Winkel des Laufweges beziehungsweise die Richtung einer Tangente T1, T2, T3 und die Geste als solche die sequentielle Geste definieren. Eine Reihenfolge der Gesten wird nicht vorgegeben. Es wird auf Erkennung einer ersten Geste gewartet, beispielsweise einem Anhalten (Stop) an der Bedienstelle 304b. Dann wird die erkannte Tür entriegelt und auf eine zweite Geste gewartet. Falls diese zweite Geste innerhalb einer Zeit t oder dem Öffnen der Tür per Hand nicht erfolgt, wird das Fahrzeug 200 wieder verschlossen.
Die komplexe Gesten zum Betreiben 108 kann sich im Ablauf und den Winkeln des Laufweges zum Fahrzeug 200 unterscheiden. Eine mögliche Gestenunterscheidung am Beispiel „Fahrertür öffnen“ kann sein 1. „StopAndTurn“ (Anhalten und Drehen) wenn man sich von der Motorhaube des Fahrzeugs 200 zur Fahrertür bewegt, 2. „TurnAndStop“ (Drehen und Anhalten) wenn man sich aus Richtung Kofferraum des Fahrzeugs 200 annähert, oder 3. „FinalStop“ (Stehenbleiben) wenn man sich aus einem Winkel von 90° relativ zur Richtung L annähert. Diese Bewegungsart und deren Reihenfolgen wie sich Personen aus den Winkeln zum Fahrzeug 200 annähern sind unterschiedlich und werden der Person beziehungsweise der Nutzervorrichtung 210 zugeordnet.
In anderen Worten ist Erfassungsstart einer komplexen Geste für eine Bedienstelle 304a, 304b, 304c ist der erste Austausch der Abstandsinformation, beginnend bei der Initialisierungsstelle 302a, 302b, 302c. Es folgt die Verfolgung der Annäherung der Nutzervorrichtung 210 an die möglichen Bedienstellen 304a, 304b, 304c am Fahrzeug 200, die an den Zuordnungsstellen 303a.1, 303a.2, 303a.3, 303b, 303c abgeglichen werden. Die Gestenarten und die Reihenfolgen der Gesten wird dem Laufweg zur Bedienstelle 304a, 304b, 304c untergeordnet, d.h., die Trajektorie 301a, 301b, 301c zu einer Bedienstelle 304a, 304b, 304c bestimmt die Zuordnung und/oder die erfassbaren Geste und/oder nach einer Zuordnung kann bevorzugt nur noch eine bestimmte Geste oder können nur noch bestimmte Gesten erfasst werden. Im nahen Erfassungsbereich, also an den Bedienstellen 304a, 304b, 304c, wird die Gestenart und Reihenfolge verifiziert. Erlernbare Gesten sind die Anzahl aller Trajektorie 301 a, 301 b, 301c, also aller Annäherungen aus den Winkeln zum Fahrzeug 200, und die Gesamtheit aller Gesten im nahen Erfassungsbereich der Bedienstelle 304a, 304b, 304c. Anlernbare Gesten sind auch im weiteren Erfassungsbereich von 4 m möglich, beispielsweise an den Zuordnungsstellen 303a.1, 303a.2, 303a.3, 303b, 303c. Gesten und/oder Trajektorie 301a, 301b, 301c können auch an die örtlichen Gegebenheiten im Umfeld des Fahrzeugs 200 Adaptiert werden, beispielsweise Treppen oder Aufzüge.
Bezugszeichenliste

100: Verfahren
101: Empfangen von Abstandsinformation
102: Koppeln
103: Empfangen von Bewegungsinformation
104: Ermitteln einer Trajektorie
105: Ermitteln einer Zuordnung
106: Erfassen
107: Ermitteln eines Steuersignals
108: Betreiben
109: Ermitteln eines vorläufigen Steuersignals
110: Validieren
200: Fahrzeug
201: Steuereinrichtung
202: Abstandssensor
203: Kommunikationsschnittstelle
204: bewegliches Bauelement
210: Nutzervorrichtung
211: Steuereinheit
213: Kommunikationsvorrichtung
214: Beschleunigungssensor
301a, 301b, 301c: Trajektorie
302, 302a, 302b, 302c: Initialisierungsstelle
303a.1, 303a.2, 303a.3, 303b, 303c: Zuordnungsstelle
304a, 304b, 304c: Bedienstelle
310a, 310b, 310c: Anfangsstelle
L: Richtung
Ta, Tb, Tc: Tangente

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2014053411 A1 [0005]
DE 102017222900 A1 [0006]
DE 102018202834 A1 [0006]

Claims

Verfahren (100) einer Steuereinrichtung (201) eines Fahrzeugs (200) zum Betreiben eines beweglichen Bauelements (204) des Fahrzeugs (200), das Verfahren (100) aufweisend die Schritte: - Empfangen (101) von mittels eines Abstandssensors (202) erfassten und einen Abstand zwischen dem Fahrzeug (200) und einer fahrzeugexternen, tragbaren Nutzervorrichtung (210) betreffenden Abstandsinformation, - Koppeln (102) der Steuereinrichtung (201) mit der Nutzervorrichtung (210) zum Übermitteln von Bewegungsinformationen an die Steuereinrichtung (201), - Empfangen (103) von der eine Bewegung der Nutzervorrichtung (210) betreffenden Bewegungsinformation, - Ermitteln (104) einer Trajektorie (301a, 301b, 301c) relativ zum Fahrzeug (200) anhand der Bewegungsinformation, - Ermitteln einer Zuordnung (105) der Trajektorie (301a, 301b, 301c) zu dem beweglichen Bauelement (204) des Fahrzeugs (200), - Erfassen (106) einer Geste anhand der Bewegungsinformation, - Ermitteln (107) eines Steuersignals anhand der Trajektorie (301a, 301b, 301c) und der Geste, - Betreiben (108) des beweglichen Bauelements (204) in Abhängigkeit von dem Steuersignal, dadurch gekennzeichnet, dass - das Ermitteln (105) der Zuordnung und/oder das Ermitteln (107) des Steuersignals anhand einer Tangente (Ta, Tb, Tc) der Trajektorie (301a, 301b, 301c) und/oder eines Winkels, den eine Tangente (Ta, Tb, Tc) der Trajektorie mit einer ausgezeichneten Richtung (L) relativ zum Fahrzeug (200) einschließt, erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - das Koppeln (102) und/oder Empfangen (103) der Bewegungsinformation nach einem initialen Empfangen (101) einer Abstandsinformation mit einem vorbestimmten und zu einer Initialisierungsstelle (302, 302a, 302b, 302c) korrespondierenden Abstandsinformationswert erfolgt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das Ermitteln der Zuordnung (105) der Trajektorie (301a, 301b, 301c) zu dem beweglichen Bauelement (204) des Fahrzeugs (200) und/oder das Ermitteln (107) des Steuersignals unter Berücksichtigung von einer der Trajektorie (301a, 301b, 301c) zugeordneten Zuordnungsstelle (303a.1, 303a.2, 303a.3, 303b, 303c) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das Erfassen (106) der Geste und/oder das Ermitteln (107) des Steuersignals unter Berücksichtigung von einer der Trajektorie (301a, 301b, 301c) zugeordneten Bedienstelle (304a, 304b, 304c) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - ein bestimmtes Steuersignal ermittelbar ist anhand einer Kombination einer die Trajektorie (301a, 301b, 301c) charakterisierenden Größe aus einer Menge von Trajektorien (301a, 301b, 301c) charakterisierenden Größen und der Geste aus einer Menge von Gesten, wobei die Menge von Trajektorien (301a, 301b, 301c) charakterisierenden Größen und/oder die Menge von Gesten nach dem Ermitteln (107) eines Steuersignals anpassbar ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das Ermitteln (107) eines Steuersignals einem Nutzer und/oder einer bestimmten Nutzervorrichtung (210) zugeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch - Ermitteln (109) eines vorläufigen Steuersignals nach dem Ermitteln der Zuordnung (105) der Trajektorie (301a, 301b, 301c) zu dem beweglichen Bauelement (204), und - Validieren (110) des vorläufigen Steuersignals anhand des aus der Trajektorie (301a, 301b, 301c) und der Geste ermittelten Steuersignals.
Steuereinrichtung (201) eines Fahrzeugs (200) zum Betreiben eines beweglichen Bauelements (204) des Fahrzeugs (200), wobei die Steuereinrichtung (201) dazu eingerichtet ist, das Verfahren (100) nach einem der vorherigen Ansprüche durchzuführen.
Fahrzeug (200), umfassend wenigstens ein bewegliches Bauelement (204) und eine Steuereinrichtung (201) nach Anspruch 8.
Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Steuereinrichtung (201) eines Fahrzeugs (200) mit einem beweglichen Bauelement (204) die Steuereinrichtung (201) veranlasst, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.