EP3084562A1 - Armbandsensor und verfahren zum betreiben eines armbandsensors - Google Patents

Armbandsensor und verfahren zum betreiben eines armbandsensors

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Publication number
EP3084562A1
EP3084562A1 EP14805510.6A EP14805510A EP3084562A1 EP 3084562 A1 EP3084562 A1 EP 3084562A1 EP 14805510 A EP14805510 A EP 14805510A EP 3084562 A1 EP3084562 A1 EP 3084562A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hand
sensor
signal
unit
bracelet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14805510.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander KIRILENKO
Vitali FRIBUS
Karsten Straßburg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP3084562A1 publication Critical patent/EP3084562A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/017—Gesture based interaction, e.g. based on a set of recognized hand gestures

Definitions

  • the present invention relates to a wristband sensor, a method for operating a wristband sensor, an evaluation unit and a method for operating an evaluation unit according to the main claims.
  • HMI human-machine interface
  • HMI human-machine interface
  • the present invention provides an improved possibility for communication between a human and a machine, in particular through the use of a bracelet sensor, a method for operating a bracelet sensor and an evaluation unit and a method for operating an evaluation unit according to the main claims.
  • Advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims and the description below.
  • the wristband sensor comprises a wristband having a hand sensor and a transmitter unit, the hand sensor being adapted to sense a position and / or position of the hand with respect to an arm a hand Signal provide and wherein the transmitting unit is adapted to transmit the hand signal, in particular to send out wirelessly.
  • a bracelet for example, a flexible or stretchable element can be understood, which can be attached to the arm, wrist or hand on a person such as a driver of a motor vehicle.
  • the bracelet may, for example, enclose the body part in question or be attached only to a portion of the body part concerned, for example by means of an adhesive or in combination with a fastening to a garment of the person concerned.
  • the bracelet can be attached to a cuff of a shirt of the person.
  • a hand sensor may be understood to mean a sensor which is capable of detecting a position, a course of movement and / or a position of the hand in relation to the arm or individual parts of the hand and one of the detected position and / or detected Position to provide appropriate information in the form of a hand signal.
  • parts of the hand such as individual fingers with each other and in relation to the arm in their position or position or a movement can be detected, for example, to capture a gesture of the hand as a whole.
  • a transmitting unit can be understood as meaning an electrical or electronic component which is coupled to the hand-held sensor in order to pick up the hand signal and is furthermore able to transmit the hand signal to a device arranged externally to the wristband sensor.
  • the transmitting unit can have a radio interface in order to transmit the hand signal wirelessly in the form of a radio signal.
  • the approach proposed here is based on the recognition that the simple detection of a position and / or position of the hand or a gesture of the hand is possible by a sensor which is arranged in the immediate spatial area of the hand. In this way it can be avoided that an error-prone interpretation of the movements of the hand takes place by technically complex evaluation of images and a corresponding distinction of the hand against the background. Rather, by the hand sensor, which is attached to the wristband, for example, on the wrist or arm of the person concerned, the Position and / or position of the hand can be detected very reliable and robust. At the same time allows the approach presented here using the bracelet sensor a very inexpensive and technically easy way to detect the position and / or position of the hand with respect to the arm. In this way, the approach presented here can be used quickly in a mass market such as automotive technology.
  • An embodiment of the present invention is particularly favorable, in which the hand-held sensor is designed as a current and / or voltage sensor in order to detect a muscle current and / or a muscle tension during a movement of the hand and / or an arm and in response to the detected muscle current and / or or the detected muscle tension to provide the hand signal.
  • the hand-held sensor is designed as a current and / or voltage sensor in order to detect a muscle current and / or a muscle tension during a movement of the hand and / or an arm and in response to the detected muscle current and / or or the detected muscle tension to provide the hand signal.
  • Such an embodiment of the present invention offers the advantage that the movements of the hand can be traced or interpreted very reliably by the evaluation of a muscle current or a muscular tension.
  • technically very simple, reliable and inexpensive sensors can be used to form the hand sensor.
  • the hand-held sensor may be designed as a pressure sensor, acceleration sensor and / or motion sensor to detect a movement, position, position and / or position change of the hand and in response to the detected movement, position, position and / or position change to provide the hand signal to the hand.
  • the hand-held sensor can be designed as an optical sensor in order to detect a movement, position, position and / or position change of the hand and to provide the hand signal in response to the detected movement, position, position and / or position change of the hand.
  • Such an embodiment of the present invention has the advantage that the movements, position, position and / or position change of the hand can also be independent of a current and / or voltage measurement, for example, measurement errors in the measurement of muscle flow and / or muscle tension avoid that could occur with a moist skin surface.
  • a current and / or voltage measurement for example, measurement errors in the measurement of muscle flow and / or muscle tension avoid that could occur with a moist skin surface.
  • through the use and evaluation of different physical quantities to determine the movements, position, position or position change of the hand made a very safe and unambiguous statement about the movement of the hand.
  • a gesture can be understood to mean a course of movement of the hand or of individual components of the hand such as fingers or a static arrangement of the hand in relation to the arm or individual parts of the hand with respect to one another or with respect to the arm.
  • a fast evaluation and interpretation of the movement of the hand is already possible by the differentiation of different gestures in the wristband sensor and at the same time a data volume to be transmitted by the transmitting unit in the hand signal can be reduced.
  • At least one localization unit may be provided which is adapted to receive at least one location signal, in particular the one position Hand represented in relation to a reference unit.
  • the hand-held sensor can be designed to detect the position and / or position of the hand in response to a received localization signal.
  • the transmitting unit may be configured to transmit the hand signal in response to a received location signal.
  • a localization signal may, for example, be understood to mean a signal from a reference unit which serves or can be used to determine a position of the bracelet sensor in relation to the reference unit.
  • Such an embodiment of the present invention has the advantage that an evaluation of the movement and / or position of the hand, for example, can only be done in a spatial monitoring area, so that a person can move the hand outside of this spatial monitoring area arbitrarily, without the movements of the hand then be interpreted as evaluation-relevant gestures.
  • the error rate is reduced, thus increasing, for example, the traffic safety of a vehicle, if not desired interpretations of movement and / or position of the hand omitted.
  • the hand sensor can also be designed to the position and / or position the hand then detect when (for example, after a received localization signal) an activation gesture of the hand was detected.
  • the transmitting unit may be designed to transmit the hand signal when (for example after a received localization signal) an activation gesture of the hand has been detected.
  • an activation gesture can be understood, for example, as a predefined course of movement of the hand.
  • this predefined course of movement of the hand is detected by the hand-held sensor, this can be interpreted as the execution of a corresponding activation gesture, so that a subsequent movement and / or position of the hand can be detected and interpreted, and subsequently a corresponding information is provided in the hand signal .
  • a corresponding hand signal can be transmitted by means of the transmitting unit.
  • a feedback unit with an acknowledgment can be provided.
  • the feedback unit is designed to output a haptic, optical and / or acoustic user signal to a user of the bracelet sensor in response to a received by the receiving unit feedback signal.
  • the feedback unit can be designed to output a different haptic, optical and / or acoustic user signal for different receivable signals that can be received in the receiving unit.
  • Such a feedback signal can be, for example, a vibration as a haptic signal, a flashing light as an optical signal and / or a buzzer as an acoustic signal.
  • An embodiment of the present invention is also advantageous as a method for operating a bracelet sensor according to a variant presented here, characterized in that the method comprises the following steps:
  • Emitting the hand signal in particular wireless transmission of the hand signal to operate the bracelet sensor.
  • an embodiment of the present invention is also conceivable as an evaluation unit for evaluating a hand signal provided by a variant of a wristband sensor presented here, characterized in that the evaluation unit is designed to be an element of a vehicle, in particular a transmission, in response to a transmission from the Bracelet sensor received hand signal to press.
  • the evaluation unit is designed to be an element of a vehicle, in particular a transmission, in response to a transmission from the Bracelet sensor received hand signal to press.
  • an embodiment of the present invention which has at least one reference unit which is designed to provide at least one local unit. emit signal, in particular wherein the localization signal is formed to determine from at least one parameter a position of the reference unit.
  • Such an embodiment of the present invention offers the advantage of providing, by providing the reference unit, an evaluation room in which the position, movements and / or gesture of the hand are actually separated from the one
  • Human-machine interface system is evaluated.
  • the evaluation of movements or positions of the hand can be limited to a specific spatial evaluation area, so that the ease of use for the user of the approach proposed here is increased because the evaluation of unintentional gestures and the resulting misoperation of the element of the vehicle avoided or at least reduced.
  • a display unit which is designed to output a user of the bracelet sensor corresponding to the received hand signal optical, acoustic and / or haptic indicator signal.
  • Such an indication signal can also represent, for example, a flashing light, a buzzer or a vibration, for example on the steering wheel.
  • the user of the bracelet sensor can easily determine in this way, which position, movement and / or gesture has recognized the man-machine evaluation from his hand movement and, in case of incorrect interpretation, very quickly make a corresponding correction movement to the erroneous operation of the element of Vehicle to avoid or reverse.
  • an embodiment of the present invention which has a feedback signal output unit which is designed to output a feedback signal corresponding to the received hand signal.
  • a feedback signal may, for example, contain information about which position, position and / or movement of the hand has been recognized or read in by the evaluation unit.
  • the feedback signal can then be used, for example, by a corresponding feedback unit in the wristband sensor to send a corresponding optical, acoustic or haptic signal to the user of the bracelet sensor. In this way, transmission errors between the transmitting unit and the evaluation unit can be advantageously recognized by the user of the bracelet sensor.
  • An embodiment of the present invention is also advantageous as a method for operating an evaluation unit according to a variant presented here, characterized by the following steps:
  • a sensor, a device or a unit can be an electrical device that processes physical variables or electrical signals, for example sensor signals, and outputs control or data signals in dependence thereon.
  • the device or unit may have one or more suitable interface (s) that may or may not be hardware and / or software-based.
  • the at least one interface may for example be part of an integrated circuit in which functions of the device are implemented.
  • the at least one interface may also be a separate integrated circuit or at least partially consist of discrete components.
  • the at least one interface may be a software module, which is present for example on a microcontroller in addition to other software modules.
  • a computer program product with program code which can be stored on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and for carrying out the method according to one of the embodiments described above is used when running the program on a computer or device.
  • a computer program is proposed which is set up to carry out and / or control all the steps of a method presented here or a variant thereof.
  • the approach presented here also creates a machine-readable storage medium with a computer program stored on it, as disclosed above.
  • FIG. 1 is a block diagram of a bracelet sensor according to an embodiment of the present invention in use with an embodiment of the present invention as an evaluation unit.
  • FIG. 2 shows a table with different perspective views of different gestures which can be recognized by the bracelet sensor or the hand sensor or the evaluation unit;
  • FIG. 3 shows an illustration of a dashboard of a vehicle, in which an arrangement of individual components of embodiments presented here can be seen;
  • FIG. 4 is a flowchart of an embodiment of the present invention as a method of operating a bracelet sensor
  • FIG. 5 shows a flow chart of an exemplary embodiment of the present invention as a method for operating an evaluation unit.
  • the bracelet sensor 100 has a wristband 10, a hand-held sensor 15 and a transmission unit 120.
  • the bracelet 1 10 is provided as a support medium for the hand sensor 1 15 and the transmitting unit 120, that is, the hand sensor 1 15 and the transmitting unit 120 are mounted on the bracelet 1 10.
  • the hand-held sensor 15 is configured to detect a position and / or position of the hand 125 or parts of the hand, such as individual fingers 140, relative to one another or with respect to the arm 135. Also, the hand-held sensor 1 15 can detect a course of movement and / or a change in position of the hand 125 or of parts of the hand 140. The hand sensor 1 15 can make the position, position or the movement of the hand 125 or parts thereof by the evaluation of different parameters. One possibility for detecting the position or position of the hand 125 may be that the hand sensor 1 15 detects voltages or currents of muscles 145 shown schematically in FIG. 1, which are located in the wrist 130 or in the arm 135 and which Hand 125 or move the parts of the hand 140.
  • the anatomical feature can be exploited that most of the necessary for the movement of the hand 125 muscles 145 are not in the hand 125 itself, but in the arm 135 and by means of tendons 150 with the moving parts of the hand 125, such as the fingers 140, are connected.
  • the muscles are then caused to contract by excitation with an activation signal or an activation voltage, wherein this activation voltage or the activation potential can be detected, for example, capacitively, inductively or via the resistance measurement on the skin in the area of the bracelet sensor 100.
  • the position and / or movement of the hand 125 or parts 140 thereof may also be accomplished by the measurement of other physical quantities.
  • the hand-held sensor 1 15 can be designed as a pressure and / or acceleration sensor, which detects a movement of the tendons 150 in the wrist 130 in the event of a contraction of the muscles 145.
  • the hand-held sensor 1 15 can be designed as a pressure and / or acceleration sensor, which detects a movement of the tendons 150 in the wrist 130 in the event of a contraction of the muscles 145.
  • An optical detection of the area of the hand 125 from the hand sensor 1 15 is also possible, so that the position and / or position of the hand 125 or its individual parts 140 relative to the arm 135 or wrist 130 can also be determined here.
  • the position, movement and / or position of the hand 125 or parts thereof determined by the hand sensor 15 are then transmitted as a hand signal 155 to the transmitting unit 120.
  • the transmitting unit 120 then transmits the hand signal 155 or a transmission signal 1 60 corresponding to the hand signal 155, which signal can be received and evaluated by an evaluation unit 1 65.
  • the evaluation unit 1 65 may be a control unit 170 for a transmission 175 of a vehicle. In this way, it is then possible, for example, to actuate by hand movements, the transmission 175, so for example to make a gear selection in the transmission 175 by hand movements.
  • the approach presented here can thus be used in a motor vehicle with a selection and control unit 170 for selecting gear drive stages.
  • the gear stage selection is carried out via the wrist sensor 100, which detects various muscle stresses (and thus a gesture control of gear selection opens) of the hand 125 and as signal 155 or 1 60 to a corresponding receiver 1 65 for evaluation forwards.
  • An important aspect of the approach presented here is thus the selection of the gear ratios by means of a bracelet, which measures the electrical currents or voltages of the muscles 145 of the hand 125 and the arm 135 and sends as a signal 155 or 1 60 wirelessly to a receiver 165.
  • the signals 155 and 1 60 are then evaluated by the receiver 1 65 and assigned to an interaction (eg shift forward).
  • gestures in the hand-held sensor 1 15 or the evaluation unit 1 65 can be detected, as shown in the table from FIG. 2.
  • gestures for forward travel forward travel gesture 210 as shown in the top line of the table of FIG. 2
  • reverse drive gesture 220 as shown in the second line from the top of the table of FIG. 2
  • release or neutral position release gesture 230 as shown in the third line from the top of the table of FIG. 2
  • parking position Parkpositionsgeste 240 as shown in the bottom line of the table of FIG.
  • the driver's gestures should be trained once so that, for example, a first gesture 210 for shifting the transmission 175 forward may be clearly distinguished from a second gesture 220 for shifting the transmission 175 to reverse.
  • the different gestures for the interaction are fixed. Every gesture or gesture is clearly identifiable and assigned to an interaction.
  • a position-related interaction can be facilitated by providing the bracelet 110 with a position sensor, for example a localization unit 310 according to the representation from FIG. 1.
  • This location unit 310 is configured to receive and evaluate at least one location signal 320 (for example in the form of an antenna) emitted by at least one reference unit 330.
  • the reference unit 330 is arranged (either individually or in several parts), for example, in the interior of the vehicle 335 (for example in the area of the vehicle console 345) and transmits the location signal 320 such that the location unit 310 detects, for example, from the signal strength of the localization signal 320, a phase, a frequency and / or a transmission direction of the localization signal 320, that the wristband sensor 100 is located in a "command area” 340, wherein only in this "command area” 340 Interaction or recognition of the gesture, hand position and / or hand position is allowed. Outside of the "Command area” 340, as shown for example in FIG.
  • the bracelet sensor 100 may also include a feedback unit 350.
  • the feedback unit 350 is designed such that it is coupled, for example, with the hand sensor 1 15 and from the hand sensor 1 15, the hand signal 155 can receive. According to an information contained in the hand signal 155 about a movement and / or position of the hand 125 or parts 140 of the hand 125, the feedback unit 350 can then output an optical signal such as a flashing light in one or in different colors. Alternatively or additionally, the feedback unit 350 can output a sound signal corresponding to the hand signal 155, such as a buzzer (possibly also in different pitches depending on the information of the hand signal 155).
  • the feedback unit 350 outputs a haptic signal such as a vibration to the wrist 130 in response to the information of the hand signal 155.
  • a haptic signal such as a vibration
  • the user of the bracelet sensor 100 can now very technically be given information as to which gesture, position or position of the hand was recognized by the hand sensor 15.
  • the feedback unit 350 and / or the transmission unit 120 can also operate as a reception unit or have a separate reception unit 360.
  • Such a receiving unit 360 may be configured to receive a feedback signal 365 from a feedback signal output unit 370, with the feedback signal output unit 370 located outside of the bracelet sensor 100.
  • the feedback signal output unit 370 may be part of the evaluation unit 165 and receive information from the evaluation unit 1 65 which detects hand signal 155 or information about the position and / or position and / or movement and / or gesture of the hand 125 from the hand sensor 15 and transmitted by the transmitting unit 120. In this way it can be ensured that by the feedback unit 350 to the user of the bracelet sensor 100 also an audible, visual and / or haptic signal can be output, depending on what information about the position, movement and / or position of the hand sensor 1 15th was recorded. In this way, transmission or interpretation errors after the signal transmission between the transmitting unit and the evaluation unit 1 65 can be signaled to the user of the bracelet sensor 100.
  • the hand-held sensor can also be configured to provide an interpretation of the movement, position, position or gesture of the hand in a corresponding hand signal 155 only if the user has performed an activation gesture with the hand 125.
  • an activation gesture may be forming a fist.
  • the hand-held sensor 15 can thus be in an inactive state most of the time and only perform an interpretation of the movements of the hand 125 when such an activation gesture has been carried out by the user. This significantly increases the user comfort, since, for example, a conversation of the user of the bracelet sensor 100 with a passenger involuntary gestures supporting the conversation are not understood as actuation commands for an element of the vehicle.
  • the feedback unit 350 may also provide feedback after an interaction of the user of the wristband sensor 100, or a positional interaction may only take place when the user moves his hand with the wristband sensor in the evaluation area or "command area" 345.
  • a display unit 380 may be provided which is coupled to the evaluation unit 1 65 or forms part of the evaluation unit 1 65.
  • the display unit 380 may be arranged, for example, within the field of view of the user of the bracelet sensor 100, for example in the center console 345 on the vehicle dashboard, wherein the display unit 380 in response to a signal obtained in the evaluation unit 1 65 information of the hand signal 155 or the corresponding emitted hand signal 160 signals.
  • the display unit 380 can again output an optical signal, for example by switching on individual lamps which respectively signal the gear position "D", "N", "P” and / or "R".
  • an acoustic signal can also be output by the display unit 380 in order to display the corresponding information of the hand signal 155 received by the evaluation unit 165. It is also conceivable that the display unit 380 can output a haptic signal to the user of the bracelet sensor, for example in the form of a vibration on the steering wheel 385 of the vehicle. Thus, the driver can see the current transmission speed level via the display element 380 (which is designed as a head-up projection, display and / or symbol illumination).
  • the wristband or bracelet sensor 100 may be used as a vehicle key.
  • the bracelet could simultaneously send two different frequencies for position detection. A frequency for detecting whether the driver is approaching the vehicle or in the vehicle (-> keyless go) and a frequency for the above-described "command area"
  • the bracelet 1 10 for other controls such as air conditioning, Radio, lock, etc. are used as elements of the vehicle 335.
  • the method 400 includes a step 410 of detecting the position and / or position of the hand with respect to the arm to provide the hand signal. Furthermore, the method 400 comprises a step of sending out the Hand signal, in particular wireless transmission of the hand signal to operate the bracelet sensor.
  • the method 500 includes a step 510 of receiving the hand signal from the wristband sensor and a step 520 of actuating the element of the vehicle, particularly the transmission, in response to the hand signal received from the transmitter unit of the wristband sensor.
  • an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature
  • this can be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment, either only the first Feature or only the second feature.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft einen Armbandsensor (100), der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Armbandsensor (100) ein Armband (110) mit einem Handsensor (115) und einer Sendeeinheit (120) aufweist, wobei der Handsensor (115) ausgebildet ist, um eine Stellung und/oder Position der Hand (125) in Bezug zu einem Arm (135) zu erfassen, um ein Handsignal (155) bereitzustellen und wobei die Sendeeinheit (120) ausgebildet ist, um das Handsignal (155) auszusenden, insbesondere drahtlos auszusenden.

Description

Armbandsensor und Verfahren zum Betreiben eines Armbandsensors
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Armbandsensor, ein Verfahren zum Betreiben eines Armbandsensors, eine Auswerteeinheit und ein Verfahren zum Betreiben einer Auswerteeinheit gemäß den Hauptansprüchen.
Im Bereich der Human-Machine-Interfaces (HMI = Mensch-Maschine- Schnittstelle) werden immer höhere Ansprüche gestellt. Die Kommunikation zwischen Mensch und Maschine sollte insbesondere im Bereich der Fahrerassistenzsysteme für ein Kraftfahrzeug einfach, effizient und sicher ablaufen. Hierbei ist von besonderer Relevanz, dass die von einem Menschen, insbesondere vom Fahrer des Fahrzeugs ausgeführten Eingaben auch von der Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) eindeutig und korrekt erkannt werden, um Fehlfunktionen im Betrieb des Kraftfahrzeugs zu vermeiden. Solche Fehlfunktionen könnten im ungünstigsten Fall die Verkehrssicherheit, die Gesundheit und das Leben der Fahrzeuginsassen oder von anderen Verkehrsteilnehmern gefährden.
In diesem Zusammenhang offenbart die Druckschrift DE 10 2004 038 965 A1 eine Handbildschaltvorrichtung.
Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Möglichkeit zur Kommunikation zwischen einem Menschen und einer Maschine, insbesondere durch die Verwendung eines Armbandsensors, eines Verfahrens zum Betreiben eines Armbandsensors sowie einer Auswerteeinheit und eines Verfahrens zum Betreiben einer Auswerteeinheit gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft einen Armbandsensor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Armbandsensor ein Armband mit einem Handsensor und einer Sendereinheit aufweist, wobei der Handsensor ausgebildet ist, um eine Stellung und/oder Position der Hand in Bezug zu einem Arm zu erfassen, um ein Hand- Signal bereitzustellen und wobei die Sendeeinheit ausgebildet ist, um das Handsignal auszusenden, insbesondere drahtlos auszusenden.
Unter einem Armband kann beispielsweise ein flexibles oder dehnbares Element verstanden werden, welches am Arm, am Handgelenk oder an einer Hand eine Person wie beispielsweise eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs befestigt werden kann. Das Armband kann beispielsweise das betreffende Körperteil umschließen o- der lediglich an einem Teilbereich des betreffenden Körperteils befestigt werden, beispielsweise mittels eines Klebers oder in Kombination mit einer Befestigung an einem Kleidungsstück der betreffenden Person. Beispielsweise kann das Armband an einer Manschette eines Hemdes der Person befestigt werden. Unter einem Handsensor kann ein Sensor verstanden werden, der in der Lage ist, eine Stellung, einen Bewegungsverlauf und/oder eine Position der Hand in Bezug zum Arm oder zu einzelnen Teilen der Hand zu erfassen und eine der erfassten Stellung und/oder erfass- ten Position entsprechende Information in der Form eines Handsignals bereitzustellen. Insbesondere können auch Teile der Hand wie beispielsweise einzelne Finger untereinander und in Bezug zum Arm in ihrer Stellung oder Position oder ein Bewegungsablauf erfasst werden, beispielsweise um eine Geste der Hand als Ganzes erfassen zu können. Unter einer Sendeeinheit kann ein elektrisches oder elektronisches Bauelement verstanden werden, das mit dem Handsensor gekoppelt ist, um das Handsignal aufzunehmen und weiterhin in der Lage ist, das Handsignal an eine zum Armbandsensor extern angeordnete Einrichtung zu übersenden. Insbesondere kann die Sendeeinheit eine Funkschnittstelle aufweisen, um das Handsignal drahtlos in der Form eines Funksignals auszusenden.
Der hier vorgeschlagene Ansatz basiert auf der Erkenntnis, dass die einfache Erkennung einer Stellung und/oder Position der Hand bzw. eine Geste der Hand durch einen Sensor möglich ist, der in unmittelbarem räumlichen Bereich der Hand angeordnet ist. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass durch technisch aufwändige Auswertung von Bildern und einer entsprechenden Unterscheidung der Hand gegenüber dem Hintergrund eine fehleranfällige Interpretation der Bewegungen der Hand erfolgt. Vielmehr kann durch den Handsensor, der mit dem Armband beispielsweise am Handgelenk oder Arm der betreffenden Person befestigt ist, die Stellung und/oder Position der Hand sehr zuverlässig und störungsrobust erfasst werden. Zugleich ermöglicht der hier vorgestellte Ansatz unter Verwendung des Armbandsensors eine sehr kostengünstige und technisch einfache Möglichkeit, die Stellung und/oder Position der Hand in Bezug zum Arm zu erfassen. Auf diese Weise lässt sich der hier vorgestellte Ansatz schnell in einem Massenmarkt wie beispielsweise der Kraftfahrzeugtechnik einsetzen.
Besonders günstig ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der Handsensor als Strom- und/oder Spannungssensor ausgebildet ist, um einen Muskelstrom und/oder eine Muskelspannung bei einer Bewegung der Hand und/oder eines Armes zu erfassen und ansprechend auf den erfassten Muskelstrom und/oder die erfasste Muskelspannung das Handsignal bereitzustellen. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass durch die Auswertung eines Muskelstromes oder einer Muskelspannung sehr zuverlässig die Bewegungen der Hand nachvollzogen oder interpretiert werden können. Hierzu können technisch sehr einfach aufgebaute, zuverlässige und kostengünstige Sensoren zur Bildung des Handsensors verwendet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Handsensor als Drucksensor, Beschleunigungssensor und/oder Bewegungssensor ausgebildet sein, um eine Bewegung, Position, Stellung und/oder Stellungsänderung der Hand zu erfassen und ansprechend auf die erfasste Bewegung, Position, Stellung und/oder Stellungsänderung der Hand das Handsignal bereitzustellen. Alternativ oder zusätzlich kann Handsensor als optischer Sensor ausgebildet sein, um eine Bewegung, Position, Stellung und/oder Stellungsänderung der Hand zu erfassen und ansprechend auf die erfasste Bewegung, Position, Stellung und/oder Stellungsänderung der Hand das Handsignal bereitzustellen. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass die Bewegungen, Position, Stellung und/oder Stellungsänderung der Hand auch unabhängig von einer Strom- und/oder Spannungsmessung erfolgen kann, um beispielsweise Messungsstörungen bei der Messung des Muskelstroms und/oder der Muskelspannung zu vermeiden, die bei einer feuchten Hautoberfläche auftreten könnten. Zugleich kann durch die Verwendung und Auswertung von unterschiedlichen physikalischen Größen zur Ermittlung der Bewegungen, Position, Stellung oder Stellungsänderung der Hand eine sehr sichere und eindeutige Aussage über die Bewegung der Hand vorgenommen werden.
Besonders zuverlässig arbeitet eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher der Handsensor ausgebildet ist, um eine erste von der Hand ausgeführte Geste von einer zweiten von der Hand ausgeführten Geste unterscheiden zu können, wobei der Handsensor ferner ausgebildet ist, um im Handsignal eine Information über die erste und/oder zweite Geste bereitzustellen. Unter einer Geste kann vorliegend ein Bewegungsverlauf der Hand oder von einzelnen Komponenten der Hand wie beispielsweise Fingern oder eine statische Anordnung der Hand in Bezug zum Arm oder einzelnen Teilen der Hand zueinander oder in Bezug zum Arm verstanden werden. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass bereits durch die Unterscheidung von unterschiedlichen Gesten im Armbandsensor eine schnelle Auswertung und Interpretation der Bewegung der Hand möglich ist und zugleich ein von der Sendeeinheit im Handsignal zu übertragendes Datenvolumen reduziert werden kann.
Um zu vermeiden, dass Fehlinterpretationen der Bewegung der Hand seitens der Mensch-Maschine-Schnittstelle auftreten, kann auch gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zumindest eine Lokalisierungseinheit vorgesehen sein, die ausgebildet ist, um zumindest ein Lokalisierungssignal zu empfangen, insbesondere das eine Position der Hand in Bezug auf eine Referenzeinheit repräsentiert. Dabei kann der Handsensor ausgebildet sein, um die Stellung und/oder Position der Hand ansprechend auf ein empfangenes Lokalisierungssignal zu erfassen. Zusätzlich oder alternativ kann die Sendeeinheit ausgebildet sein, um das Handsignal ansprechend auf ein empfangenes Lokalisierungssignal auszusenden. Unter einem Lokalisierungssignal kann beispielsweise ein Signal von einer Referenzeinheit verstanden werden, welches dazu dient oder dazu verwendbar ist, um eine Position des Armbandsensors in Bezug zur Referenzeinheit zu ermitteln. Beispielsweise kann eine solche Ermittlung der Position des Armbandsensors in Bezug zur Referenzeinheit durch die Auswertung der Signalstärke, die Phase oder die Frequenz des Lokalisierungssignals erfolgen, insbesondere wenn mehr als ein Lokalisierungssignal von einer oder mehreren Referenzeinheiten ausgegeben wird, die sich jeweils in eine Signalstärke, Phrase oder Frequenz unterscheiden. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass eine Auswertung der Bewegung und/oder Stellung der Hand beispielsweise lediglich in einem räumlichen Überwachungsbereich erfolgen kann, sodass eine Person die Hand außerhalb dieses räumlichen Überwachungsbereichs beliebig bewegen kann, ohne dass die Bewegungen der Hand dann als auswertungsrelevante Gesten interpretiert werden. Dies führt zu einer deutlichen Steigerung der Akzeptanz des hier vorgeschlagenen Ansatzes bei einem Nutzer, wie beispielsweise einem Fahrer eines Fahrzeugs. Zugleich wird die Fehlerrate reduziert und somit beispielsweise die Verkehrssicherheit eines Fahrzeugs erhöht, wenn nicht gewünscht Interpretationen einer Bewegung und/oder Stellung der Hand unterbleiben.
Um weiterhin sicherzugehen, dass nur in aktiv gewünschten Situationen eine Interpretation der Stellung und/oder Bewegung der Hand durch die Mensch- Maschine-Schnittstelle erfolgt, kann gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Handsensor ferner ausgebildet sein, um die Stellung und/oder Position der Hand dann zu erfassen, wenn (beispielsweise nach einem empfangenen Lokalisierungssignal) eine Aktivierungsgeste der Hand erkannt wurde. Alternativ oder zusätzlich kann die Sendeeinheit ausgebildet sein, um das Handsignal dann auszusenden, wenn (beispielsweise nach einem empfangenen Lokalisierungssignal) eine Aktivierungsgeste der Hand erkannt wurde. Unter einer Aktivierungsgeste kann hierbei beispielsweise ein vordefinierter Bewegungsverlauf der Hand verstanden werden. Wird nun beispielsweise durch den Handsensor dieser vordefinierte Bewegungsverlauf der Hand erkannt, kann dies als Ausführung einer entsprechenden Aktivierungsgeste interpretiert werden, sodass dann eine nachfolgende Bewegung und/oder Stellung der Hand erfasst und interpretiert werden kann und nachfolgend eine entsprechende Information in dem Handsignal bereitgestellt werden bzw. ein entsprechendes Handsignal mittels der Sendeeinheit ausgesendet werden kann.
Um einen Nutzer des Armbandsensors auch eine Rückmeldung über die erkannte Stellung und/oder Bewegung der Hand zu geben, kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Rückmeldeeinheit mit einer Emp- fangseinheit vorgesehen sein, wobei die Rückmeldeeinheit ausgebildet ist, um einem Nutzer des Armbandsensors ansprechend auf ein durch die Empfangseinheit empfangenes Rückmeldesignal ein haptisches, optisches und/oder akustisches Nutzersignal auszugeben. Insbesondere kann die Rückmeldeeinheit ausgebildet sein, um für unterschiedliche in der Empfangseinheit empfangbare Rückmeldesignale je ein anderes haptisches, optisches und/oder akustisches Nutzersignal auszugeben. Ein solches Rückmeldesignal kann beispielsweise eine Vibration als haptisches Signal, ein Blinklicht als optisches Signal und/oder ein Summton als akustisches Signal sein.
Von Vorteil ist ebenfalls eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Verfahren zum Betreiben eines Armbandsensors entsprechend einer hier vorgestellten Variante, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Erfassen der Stellung und/oder Position der Hand in Bezug zu dem Arm, um das Handsignal bereitzustellen; und
Aussenden des Handsignals, insbesondere drahtloses Aussenden des Handsignals, um den Armbandsensor zu betreiben.
Auch mit einer solchen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung lassen sich die hier angeführten Vorteile effizient und kostengünstig umsetzen.
Denkbar ist ferner auch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Auswerteeinheit zum Auswerten eines von einer Variante eines hier vorgestellten Armbandsensors bereitgestellten Handsignals, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit ausgebildet ist, um ein Element eines Fahrzeugs, insbesondere ein Getriebe, ansprechend auf ein von der Sendeeinheit des Armbandsensors empfangenes Handsignal zu betätigen. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil einer besonders zuverlässigen, komfortablen und technisch einfach umsetzbaren Möglichkeit, das Element eines Fahrzeugs beispielsweise auch berührungslos zu betätigen.
Günstig ist ferner eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die zumindest eine Referenzeinheit aufweist, die ausgebildet ist, um zumindest ein Lokali- sierungssignal auszusenden, insbesondere wobei das Lokalisierungssignal ausgebildet ist, um aus zumindest einem Parameter eine Position der Referenzeinheit zu ermitteln. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, durch das Vorsehen der Referenzeinheit einen Auswertungsraum bereitzustellen, in der die Stellung, Bewegungen und/oder Geste der Hand tatsächlich von dem
Mensch-Maschine-Schnittstellensystem ausgewertet wird. Auf diese Weise kann die Auswertung von Bewegungen oder Stellungen der Hand auf einen bestimmten räumlichen Auswertungsbereich beschränkt werden, sodass der Bedienungskomfort für den Nutzer des hier vorgeschlagenen Ansatzes erhöht wird, da die Auswertung von unbeabsichtigten Gesten und der hierdurch bedingten Fehlbetätigung des Elements des Fahrzeugs vermieden oder zumindest reduziert wird.
Besonders einfach und komfortabel für den Nutzer des hier vorgeschlagenen Ansatzes ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der eine Anzeigeeinheit vorgesehen ist, die ausgebildet ist, um einem Nutzer des Armbandsensors ein dem empfangenen Handsignal entsprechendes optisches, akustisches und/oder haptisches Anzeigesignal auszugeben. Ein solches Anzeigesignal kann ebenfalls beispielsweise wieder ein Blinklicht, ein Summton oder eine Vibration, beispielsweise am Lenkrad darstellen. Der Nutzer des Armbandsensors kann auf diese Weise sehr einfach feststellen, welche Stellung, Bewegung und/oder Geste das Mensch- Maschine-Auswertesystem aus seiner Handbewegung erkannt hat und, bei falscher Interpretation, sehr schnell eine entsprechende Korrekturbewegung vornehmen, um die Fehlbetätigung des Elements des Fahrzeugs zu vermeiden oder rückgängig zu machen.
Von Vorteil ist für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die eine Rückmeldesignalausgabeeinheit aufweist, die ausgebildet ist, um ein dem empfangenen Handsignal entsprechendes Rückmeldesignal auszugeben. Ein solches Rückmeldesignal kann beispielsweise Informationen darüber enthalten, welche Position, Stellung und/oder Bewegung der Hand seitens der Auswerteeinheit erkannt o- der eingelesen wurde. Das Rückmeldesignal kann dann beispielsweise von einer entsprechenden Rückmeldeeinheit im Armbandsensor dazu verwendet werden, um ein entsprechendes optisches, akustisches oder haptisches Signal an den Nutzer des Armbandsensors auszugeben. Auf diese Weise lassen sich vorteilhaft Übertragungsfehler zwischen Sendeeinheit und der Auswerteeinheit seitens des Nutzers des Armbandsensors erkennen.
Von Vorteil ist ferner eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Verfahren zum Betreiben einer Auswerteeinheit gemäß einer hier vorgestellten Variante, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Empfangen des Handsignals von dem Armbandsensor; und
Betätigen des Elementes des Fahrzeugs, insbesondere des Getriebes, ansprechend auf das von der Sendeeinheit des Armbandsensors empfangene Handsignal.
Auch durch eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung lassen sich die Vorteile des hier vorgestellten Ansatzes kostengünstig und technisch einfach realisieren.
Ein Sensor, eine Vorrichtung oder eine Einheit kann vorliegend ein elektrisches Gerät sein, das physikalische Größen oder elektrische Signale, beispielsweise Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung oder Einheit kann eine oder mehrere geeignete Schnittstelle/n aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann bzw. können. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung kann die wenigstens eine Schnittstelle beispielsweise Teil einer integrierten Schaltung sein, in der Funktionen der Vorrichtung umgesetzt sind. Die wenigstens eine Schnittstelle kann auch ein eigener, integrierter Schaltkreis sein oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung kann die wenigstens eine Schnittstelle ein Softwaremodul sein, das beispielsweise auf einem MikroController neben anderen Softwaremodulen vorhanden ist.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird. Somit wird vorliegend ein Computerprogramm vorgeschlagen, das dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines hier vorgestellten Verfahrens oder einer Variante davon durchzuführen und/oder anzusteuern. Auch schafft der hier vorgestellte Ansatz ein maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm, wie er vorstehend offenbart wurde.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Armbandsensors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Einsatz mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als Auswerteeinheit;
Fig. 2 eine Tabelle mit unterschiedlichen perspektivischen Ansichten von unterschiedlichen Gesten, die vom Armbandsensor bzw. dem Handsensor oder der Auswerteeinheit erkennbar sind;
Fig. 3 eine Darstellung eines Armaturenbrettes eines Fahrzeugs, in der eine Anordnung von einzelnen Komponenten von hier vorgestellten Ausführungsbeispielen erkennbar ist;
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung als Verfahren zum Betreiben eines Armbandsensors; und
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung als Verfahren zum Betreiben einer Auswerteeinheit.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Armbandsensors 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Armbandsensor 100 weist dabei ein Armband 1 10, einen Handsensor 1 15 und eine Sendeeinheit 120 auf. Das Armband 1 10 ist, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist, beispielsweise als elastisches Band ausgestaltet und kann über die Hand 125 auf das Handgelenk 130 oder den Arm 135 geschoben wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Armband 1 10 beispielsweise auch als einfacher Streifen mit einem in der Fig. 1 nicht dargestellten Klebefilm auf einer Rückseite des Armbandes 1 10 zur Befestigung des Armbandes 1 10 am Arm 135 oder dem Handgelenk 130 ausgestaltet sein. Das Armband 1 10 ist als Trägermedium für den Handsensor 1 15 und die Sendeeinheit 120 vorgesehen, d.h. der Handsensor 1 15 und die Sendeeinheit 120 sind auf dem Armband 1 10 befestigt.
Der Handsensor 1 15 ist ausgebildet, um eine Stellung und/oder Position der Hand 125 bzw. von Teilen der Hand wie beispielsweise einzelnen Fingern 140 zueinander oder in Bezug zum Arm 135 erfassen. Auch kann der Handsensor 1 15 einen Bewegungsverlauf und/oder eine Stellungsänderung der Hand 125 bzw. von Teilen der Hand 140 erfassen. Der Handsensor 1 15 kann dabei die Stellung, Position oder die Bewegung der Hand 125 oder Teile davon durch die Auswertung von unterschiedlichen Parametern vornehmen. Eine Möglichkeit zur Erfassung der Stellung bzw. Position der Hand 125 kann darin bestehen, dass der Handsensor 1 15 Spannungen oder Ströme von in der Fig. 1 schematisch dargestellten Muskeln 145 er- fasst, die sich im Handgelenk 130 oder im Arm 135 befinden und die Hand 125 oder die Teile der Hand 140 bewegen. Hierbei kann die anatomische Besonderheit ausgenutzt werden, dass sich die meisten für die Bewegung der Hand 125 erforderlichen Muskeln 145 nicht in der Hand 125 selbst befinden, sondern im Arm 135 und mittels Sehnen 150 mit den zu bewegenden Teilen der Hand 125, wie beispielsweise den Fingern 140, verbunden sind. Die Muskeln werden dann durch Anregung mit einem Aktivierungssignal bzw. einer Aktivierungsspannung zur Kontraktion veranlasst, wobei diese Aktivierungsspannung oder das Aktivierungspotenzial beispielsweise kapazitiv, induktiv oder über die Widerstandsmessung auf der Haut im Bereich des Armbandsensors 100 erfasst werden kann.
Alternativ oder zusätzlich kann die Stellung und/oder Bewegung der Hand 125 oder Teile 140 davon auch durch die Messung von anderen physikalischen Größen erfolgen. Beispielsweise kann der Handsensor 1 15 als Druck- und/oder Beschleunigungssensor ausgebildet sein, der eine Bewegung der Sehnen 150 im Handgelenk 130 bei einer Kontraktion der Muskeln 145 erkennt. Hierdurch kann unter anatomi- scher Kenntnis der jeweiligen Lage der entsprechenden Sehnen 150 für die Bewegung der einzelnen Finger 140 ein Rückschluss auf die aktuell ausgeführte Bewegung der Hand 125 bzw. der Stellung und/oder Position der einzelnen Teile der Hand 125 gezogen werden. Auch ist eine optische Erfassung des Bereichs der Hand 125 vom Handsensor 1 15 aus möglich, sodass hier auch die Stellung und/oder Position der Hand 125 oder deren einzelne Teile 140 in Bezug zum Arm 135 oder Handgelenk 130 ermittelt werden kann.
Die vom Handsensor 1 15 ermittelt Stellung, Bewegung und/oder Position der Hand 125 oder Teilen davon wird dann als Handsignal 155 an die Sendeeinheit 120 übertragen. Die Sendeeinheit 120 sendet dann das Handsignal 155 oder ein dem Handsignal 155 entsprechendes Sendesignal 1 60 aus, welches von einer Auswerteeinheit 1 65 empfangen und ausgewertet werden kann. Beispielsweise kann die Auswerteeinheit 1 65 ein Steuergerät 170 für ein Getriebe 175 eines Fahrzeugs sein. Auf diese Weise ist es dann beispielsweise möglich, durch Handbewegungen das Getriebe 175 zu betätigen, also beispielsweise eine Gangwahl im Getriebe 175 durch Handbewegungen vorzunehmen.
Der hier vorgestellte Ansatz lässt sich somit in einem Kraftfahrzeug mit einer Wähl- und Steuerungseinheit 170 zur Auswahl von Getriebefahrstufen einsetzen. Die Getriebestufenauswahl erfolgt dabei über den Armbandsensor 100, welcher verschiedene Muskelbeanspruchungen (und hierdurch eine Gestik-Steuerung der Gangwahl eröffnet) der Hand 125 erkennt und als Signal 155 bzw. 1 60 an einen entsprechenden Empfänger 1 65 zur Auswertung weiterleitet. Ein wichtiger Aspekt des hier vorgestellten Ansatzes ist somit die Auswahl der Getriebefahrstufen mittels eines Armbands, welches die elektrischen Ströme oder Spannungen der Muskeln 145 der Hand 125 bzw. des Armes 135 misst und als Signal 155 bzw. 1 60 drahtlos an einen Empfänger 165 sendet. Die Signale 155 bzw. 1 60 werden anschließend vom Empfänger 1 65 ausgewertet und einer Interaktion (z. B. Shift Vorwärts) zugewiesen. Dabei können beispielsweise unterschiedliche Gesten in dem Handsensor 1 15 bzw. der Auswerteeinheit 1 65 erkannt werden, wie sie in der Tabelle aus der Fig. 2 dargestellt sind. Beispielsweise lassen sich Gesten für die Vorwärtsfahrt (Vorwärtsfahrtgeste 210 entsprechend der Darstellung aus der obersten Zeile der Tabelle aus Fig. 2), für die Rückwärtsfahrt (Rückwärtsfahrtgeste 220 entsprechend der Darstellung aus der zweiten Zeile von oben der Tabelle aus Fig. 2), der Freigabe oder Neutralstellung (Freigabegeste 230 entsprechend der Darstellung aus der dritten Zeile von oben der Tabelle aus Fig. 2) oder der Parkposition (Parkpositionsgeste 240 entsprechend der Darstellung aus der untersten Zeile der Tabelle aus Fig. 2) in dem Mensch- Maschine-Kommunikationssystem (HMI) aus Armbandsensor 100 und zugehöriger Auswerteeinheit 1 65 eintrainieren, sodass die entsprechenden Gesten anhand der Stellung oder Position der Hand 125 oder deren Teile 140 in Bezug zueinander oder zum Arm 135 beispielsweise im Handsensor 1 15 und/oder der Auswerteeinheit 165 eindeutig identifiziert oder erkannt werden. In der Darstellung aus Fig. 2 sind die einzelnen Gesten je Zeile in den unterschiedlichen Spalten aus jeweils anderen Blickwinkeln abgebildet.
Die Gestiken des Fahrers sollten einmalig angelernt werden, sodass beispielsweise eine erste Geste 210 zur Schaltung des Getriebes 175 in den Vorwärtsgang eindeutig von einer zweiten Geste 220 zur Schaltung des Getriebes 175 in den Rückwärtsgang unterscheidbar ist. Die verschieden Gestiken für die Interaktion sind dabei fest vorgegeben. Jede Gestik oder Geste ist eindeutig identifizierbar und einer Interaktion zugewiesen.
Um eine versehentliche Interaktion des Fahrers mit der Auswerteeinheit 1 65 zu vermeiden, werden gemäß unterschiedlichen Ausführungsbeispielen der Erfindung folgende Vorsichtsmaßnahmen getroffen.
Beispielsweise lässt sich eine positionsbedingte Interaktion ermöglichen, indem das Armband 1 10 mit einer Positionssensorik, beispielsweise einer Lokalisierungseinheit 310 gemäß der Darstellung aus der Fig. 1 , ausgestattet wird. Diese Lokalisierungseinheit 310 ist ausgebildet, um zumindest ein Lokalisierungssignal 320 (beispielsweise in der Form einer Antenne) zu empfangen und auszuwerten, das von zumindest einer Referenzeinheit 330 ausgesandt wurde. Die Referenzeinheit 330 ist (entweder einzeln oder in mehreren Teilen) beispielsweise im Innenbereich des Fahrzeugs 335 (beispielsweise im Bereich der Fahrzeugkonsole 345) angeordnet und sendet das Lokalisierungssignal 320 derart aus, dass die Lokalisierungseinheit 310 beispielsweise aus der Signalstärke des Lokalisierungssignals 320, einer Phase, einer Frequenz und/oder einer Aussenderichtung des Lokalisierungssignals 320 erkennt, dass sich der Armbandsensor 100 in einem„Command-Bereich" 340 befindet, wobei nur in diesem„Command-Bereich" 340 eine Interaktion oder Erkennung der Geste, Handstellung und/oder Handposition zulässig ist. Außerhalb des„Command- Bereiches" 340, wie er beispielsweise in der Fig. 3 als räumlicher Bereich vor der Mittelkonsole 345 wiedergegeben ist, ist eine Erkennung der Handbewegungen des Fahrers unerwünscht, da hierdurch beispielsweise unbewusste Handbewegungen des Fahrers als Anweisung zur Betätigung des Getriebes 175 fehlinterpretiert werden könnten. Dies würde die Akzeptanz des hier vorgestellten Ansatzes deutlich verringern. Hierbei sind, ähnlich wie bei„Keyless-Go", in einem bestimmten Bereich feste Antennen 330 als Referenzeinheiten verbaut. Nähert oder dringt der Armbandsensor 100 in diesen Bereich 345 hinein, wird eine Interaktion freigeschaltet und der Fahrer kann mittels Gestik die Getriebefahrstufe steuern.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Armbandsensor 100 auch eine Rückmeldungseinheit 350 aufweisen. Die Rückmeldungseinheit 350 ist dabei so ausgestaltet, dass sie beispielsweise mit dem Handsensor 1 15 gekoppelt ist und von dem Handsensor 1 15 das Handsignal 155 empfangen kann. Entsprechend auf eine im Handsignal 155 enthaltene Information über eine Bewegung und/oder Stellung der Hand 125 oder von Teilen 140 der Hand 125 kann dann die Rückmeldungseinheit 350 ein optisches Signal wie beispielsweise ein Blinklicht in einer oder in unterschiedlichen Farben ausgeben. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Rückmeldungseinheit 350 ein dem Handsignal 155 entsprechendes akustisches Signal wie beispielsweise einen Summton (eventuell auch in unterschiedlichen Tonlagen je nach Informationen des Handsignals 155 ) ausgeben. Denkbar ist auch, dass die Rückmeldungseinheit 350 in Abhängigkeit von der Information des Handsignals 155 ein haptisches Signal wie beispielsweise eine Vibration an das Handgelenk 130 ausgibt. Durch ein solches Signal kann nun dem Nutzer des Armbandsensors 100 technisch sehr einfach eine Information gegeben werden, welche Geste, Stellung oder Position der Hand durch den Handsensor 1 15 erkannt wurde. Denkbar ist ferner auch ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei der die Rückmeldungseinheit 350 und/oder die Sendeeinheit 120 auch als eine Empfangseinheit arbeiten können oder eine separate Empfangseinheit 360 aufweisen. Eine solche Empfangseinheit 360 kann ausgebildet sein, um ein Rückmeldesignal 365 von einer Rückmeldesignalausgabeeinheit 370 zu empfangen, wobei die Rückmeldesignalausgabeeinheit 370 außerhalb des Armbandsensors 100 angeordnet ist. Beispielsweise kann die Rückmeldesignalausgabeeinheit 370 Teil der Auswerteeinheit 165 sein und von der Auswerteeinheit 1 65 eine Information erhalten, welches Handsignal 155 bzw. welche Informationen über die Stellung und/oder Position und/oder Bewegung und/oder Geste der Hand 125 vom Handsensor 1 15 erkannt und von der Sendeeinheit 120 ausgesendet wurde. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass durch die Rückmeldungseinheit 350 an den Nutzer des Armbandsensors 100 auch ein akustisches, optisches und/oder haptisches Signal ausgegeben werden kann, je nachdem welche Informationen über die Stellung, Bewegung und/oder Position der vom Handsensor 1 15 erfasst wurde. Auf diese Weise lassen sich Übertragungs- oder Interpretationsfehler nach der Signalübertragung zwischen der Sendeeinheit und der Auswerteeinheit 1 65 dem Nutzer des Armbandsensors 100 signalisieren.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann auch der Handsensor ausgebildet sein, eine Interpretation der Bewegung, Stellung, Position oder Geste der Hand erst dann in einem entsprechenden Handsignal 155 bereitzustellen, wenn vom Nutzer eine Aktivierungsgeste mit der Hand 125 ausgeführt wurde. Beispielsweise kann eine solche Aktivierungsgeste das Bilden einer Faust sein. Der Handsensor 1 15 kann somit die meiste Zeit in einem inaktiven Zustand sein und erst eine Interpretation der Bewegungen der Hand 125 durchführen, wenn eine solche Aktivierungsgeste vom Nutzer ausgeführt wurde. Dies erhöht deutlich den Nutzerkomfort, da beispielsweise einem Gespräch des Nutzers des Armbandsensors 100 mit einem Beifahrer unwillkürliche das Gespräch unterstützende Gesten nicht als Betätigungsbefehle für ein Element des Fahrzeugs verstanden werden. Insofern ermöglicht der hier vorgestellte Ansatz, eine Interaktion erst nach dem Erkennen eines Startbefehls in der Form der Aktivierungsgeste auszuführen. Auch kann durch die Rückmeldungseinheit 350 ein Feedback nach einer Interaktion des Nutzers des Armbandsensors 100 erfolgen oder eine positionsbedingte Interaktion erst dann erfolgen, wenn der Nutzer seine Hand mit dem Armbandsensor in dem Auswertebereich oder„Command-Bereich" 345 bewegt.
Das Festlegen eines Startbefehls bzw. einer Startinteraktion ermöglicht es dann, eine versehentliche Interaktion (beispielsweise in dem„Command-Bereich" 345) zu verhindern. Diese Interaktion sollte beispielsweise über eine festgelegte Dauer ausgeführt werden, bis ein weiteres Schalten der Getriebefahrstufen ermöglicht wird. Als Beispiel könnte der Fahrer die Gestik 230 aus Fig. 2 für 3 Sekunden ausführen, bis eine Freigabe und einer Interpretation der weiteren Handbewegung durch den Handsensor 1 15 erfolgt. Diese Methode ähnelt der Shiftlock-Sperre einer herkömmlichen Automatikschaltung.
In Bezug auf die Rückmeldung oder das Feedback nach einer erfolgten Interaktion ist anzumerken, dass nach dem Ausführen der Gestiken beispielsweise für „Freigabe" /„Park" und einem erfolgreichen Erkennen und Interpretieren dieser Interaktion durch das System 165 bzw. 1 15, ein Feedback erfolgt, was beispielsweise durch eine Vibration des Armbandes (d. h. eines Vibrators der Rückmeldeeinheit) am Handgelenk 130 zu erkennen oder spüren ist. Dies stellt zum Einen sicher, dass die „Park"-Stufe sicher eingewählt ist und zum Anderen gibt dies eine Information an den Fahrer, dass die Freigabe erfolgt ist. Dies ist je nach Interaktion durch unterschiedliche Vibrationsstufen dargestellt. Beispielsweise kann die Park-Position als langes Vibrieren signalisiert werden, wogegen die Freigabe-Position (d. h. das Erreichen der Neutralstellung des Getriebes) beispielsweise durch ein kurzes Vibrieren dem Nutzer signalisiert werden kann.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann auch eine Anzeigeeinheit 380 vorgesehen sein, die mit der Auswerteeinheit 1 65 gekoppelt ist oder einen Teil der Auswerteeinheit 1 65 bildet. Die Anzeigeeinheit 380 kann beispielsweise im Sichtbereich des Nutzers des Armbandsensors 100 angeordnet sein, beispielsweise in der Mittelkonsole 345 am Fahrzeugarmaturenbrett, wobei die Anzeigeeinheit 380 ansprechend auf eine in der Auswerteeinheit 1 65 erhaltene Information des Handsignal 155 oder des entsprechend ausgesandten Handsignals 160 signalisiert. Beispielsweise kann die Anzeigeeinheit 380 wieder ein optisches Signal ausgeben, indem beispielsweise einzelne Lampen eingeschaltet werden, die jeweils die Getriebestellung„D",„N",„P" und/oder„R" signalisieren. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein akustisches Signal von der Anzeigeeinheit 380 ausgegeben werden, um die entsprechende Information des von der Auswerteeinheit 165 empfangenen Handsignals 155 anzuzeigen. Denkbar ist auch, dass die Anzeigeeinheit 380 ein haptisches Signal an den Nutzer des Armbandsensors ausgeben kann, beispielsweise in der Form einer Vibration am Lenkrad 385 des Fahrzeugs. Somit kann dem Fahrer die aktuelle Getriebefahrstufe über das Anzeigeelement 380 (das als Head-Up-Projektion, Display und/oder Symbolausleuchtung ausgebildet ist) dargestellt werden.
Optional kann das Armband bzw. der Armbandsensor 100 als Fahrzeugschlüssel genutzt werden. So könnte das Armband zum Beispiel gleichzeitig zwei verschiedene Frequenzen zur Positionserkennung senden. Eine Frequenz für die Erkennung, ob der Fahrer sich dem Fahrzeug nähert oder sich im Fahrzeug befindet (->Keyless-Go) und eine Frequenz für die oben beschriebene„Command-Area". Weiterhin könnte das Armband 1 10 für weitere Steuerungen wie Klimaanlage, Radio, Schloss usw. als Elemente des Fahrzeugs 335 genutzt werden.
Zusammenfassend ist anzumerken, dass der hier vorgestellte Ansatz beispielsweise eine berührungslose Getriebefahrstufenauswahl ermöglicht, welches eine komplett neue Art der Steuerung von Getriebestufen von Fahrzeugen mit Automatikgetrieben darstellt.
Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung als Verfahren 400 zum Betreiben eines Armbandsensors gemäß einer hier vorgestellten Variante. Das Verfahren 400 umfasst einen Schritt 410 des Erfassens der Stellung und/oder Position der Hand in Bezug zu dem Arm, um das Handsignal bereitzustellen. Ferner umfasst das Verfahren 400 einen Schritt des Aussendens des Handsignals, insbesondere drahtloses Aussenden des Handsignals, um den Armbandsensor zu betreiben.
Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung als Verfahren 500 zum Betreiben einer Auswerteeinheit gemäß einer hier vorgestellten Variante. Das Verfahren 500 umfasst einen Schritt 510 des Empfangens des Handsignals von dem Armbandsensor und einen Schritt 520 des Betätigens des Elementes des Fahrzeugs, insbesondere des Getriebes, ansprechend auf das von der Sendeeinheit des Armbandsensors empfangene Handsignal.
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder" Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
Bezuqszeichen Armbandsensor
Armband
Handsensor
Sendeeinheit
Hand
Handgelenk
Arm
Finger, Teil der Hand
Muskeln
Sehnen
Handsignal
ausgesandtes Handsignal
Auswerteeinheit
Getriebesteuereinheit
Fahrzeuggetriebe Geste zur Einstellung einer Vorwärtsfahrstellung des Fahrzeuggetriebes
Geste zur Einstellung einer Rückwärtsfahrstellung des Fahrzeuggetriebes
Geste zur Einstellung einer Neutralstellung des Fahrzeuggetriebes Geste zur Einstellung einer Parkstellung des Fahrzeuggetriebes Lokalisierungseinheit
Lokalisierungssignal
Referenzeinheit
Fahrzeug
Auswertebereich, Command-Bereich
Mittelkonsole des Fahrzeugs
Rückmeldeeinheit
Empfangseinheit 365 Rückmeldesignal
370 Rückmeldesignalausgabeeinheit
380 Anzeigeeinheit
400 Verfahren zum Betreiben eines Armbandsensors
410 Schritt des Erfassens
420 Schritt des Aussendens
500 Verfahren zum Betreiben einer Auswerteeinheit
510 Schritt des Empfangens
520 Schritt des Betätigens

Claims

Patentansprüche
1 . Armbandsensor (100), dadurch gekennzeichnet, dass der Armbandsensor (100) ein Armband (1 10) mit einem Handsensor (1 15) und einer Sendeeinheit (120) aufweist, wobei der Handsensor (1 15) ausgebildet ist, um eine Stellung und/oder Position der Hand (125) in Bezug zu einem Arm (135) zu erfassen, um ein Handsignal (155) bereitzustellen und wobei die Sendeeinheit (1 20) ausgebildet ist, um das Handsignal (155) auszusenden, insbesondere drahtlos auszusenden.
2. Armbandsensor (100) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Handsensor (1 15) als ein Strom- und/oder Spannungssensor ausgebildet ist, um einen Muskelstrom und/oder eine Muskelspannung bei einer Bewegung der Hand (125) und/oder eines Armes (135) zu erfassen und ansprechend auf den erfassten Muskelstrom und/oder die erfasste Muskelspannung das Handsignal (155) bereitzustellen.
3. Armbandsensor (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Handsensor (1 15) als Drucksensor und/oder Bewegungssensor ausgebildet ist, um eine Bewegung und/oder eine Stellung und/oder Stellungsänderung der Hand (125) zu erfassen und ansprechend auf die erfasste Bewegung, Stellung und/oder Stellungsänderung der Hand (125) das Handsignal
(155) bereitzustellen und/oder wobei der Handsensor (1 15) als optischer Sensor ausgebildet ist, um eine Bewegung und/oder eine Stellung und/oder Stellungsänderung der Hand (125) zu erfassen und ansprechend auf die erfasste Bewegung, Stellung und/oder Stellungsänderung der Hand (125) das Handsignal (155) bereitzustellen.
4. Armbandsensor (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Handsensor (1 15) ausgebildet ist, um eine erste von der Hand (125) ausgeführte Geste (210) von einer zweiten von der Hand (125) ausgeführten Geste (220) unterscheiden zu können, wobei der Handsensor (1 15) ferner ausgebildet ist, um im Handsignal (155) eine Information über die erste (210) und/oder zweite Geste (220) bereitzustellen.
5. Armbandsensor (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet, durch zumindest eine Lokalisierungseinheit (310), die ausgebildet ist, um zumindest ein Lokalisierungssignal (320) zu empfangen, insbesondere das eine Position der Hand (125) in Bezug auf eine Referenzeinheit (330) repräsentiert, wobei der Handsensor (1 15) ausgebildet ist, um die Stellung und/oder Position der Hand (125) ansprechend auf ein empfangenes Lokalisierungssignal (320) zu erfassen und/oder wobei die Sendeeinheit (120) ausgebildet ist, um das Handsignal (155) ansprechend auf ein empfangenes Lokalisierungssignal (320) auszusenden.
6. Armbandsensor (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Handsensor (1 15) ferner ausgebildet ist, um die Stellung und/oder Position der Hand (125) dann zu erfassen, wenn eine Aktivierungsgeste der Hand (125) erkannt wurde und/oder wobei die Sendeeinheit (120) ausgebildet ist, um das Handsignal (155) dann auszusenden, wenn eine Aktivierungsgeste der Hand (125) erkannt wurde.
7. Armbandsensor (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet, durch eine Rückmeldungseinheit (350), wobei die Rückmeldungseinheit (350) ausgebildet ist, um einem Nutzer des Armbandsensors (100) ansprechend auf ein empfangenes Rückmeldesignal (365) ein haptisches, optisches und/oder akustisches Nutzersignal auszugeben, insbesondere wobei die Rückmeldungseinheit (350) ausgebildet ist, um für unterschiedliche empfangbare Rückmeldesignale (365) je ein anderes haptisches, optisches und/oder akustisches Nutzersignal auszugeben.
8. Verfahren (400) zum Betreiben eines Armbandsensors (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (400) die folgenden Schritte aufweist:
Erfassen (410) der Stellung und/oder Position der Hand (125) in Bezug zu dem Arm (135), um das Handsignal (155) bereitzustellen; und
Aussenden (420) des Handsignals, insbesondere drahtloses Aussenden des Handsignals (155), um den Armbandsensor (100) zu betreiben.
9. Auswerteeinheit (1 65) zum Auswerten eines von einem Armbandsensor (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 bereitgestellten Handsignal (155, 1 60), dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (1 65) ausgebildet ist, um ein Element (175) eines Fahrzeugs (335), insbesondere ein Getriebe (175), ansprechend auf ein von der Sendeeinheit (120) des Armbandsensors (100) empfangenes Handsignal (155, 1 60) zu betätigen.
10. Auswerteeinheit (1 65) gemäß Anspruch 9, gekennzeichnet, durch zumindest eine Referenzeinheit (330), die ausgebildet ist, um zumindest ein Lokalisierungssignal (320) auszusenden, insbesondere wobei das Lokalisierungssignal (320) ausgebildet ist, um aus zumindest einem Parameter eine Position der Referenzeinheit (330) zu ermitteln.
1 1 . Auswerteeinheit (1 65) gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, gekennzeichnet, durch eine Anzeigeeinheit (380), die ausgebildet ist, um einem Nutzer des Armbandsensors (100) ein dem empfangenen Handsignal (155, 1 60) entsprechendes optisches, akustisches und/oder haptisches Anzeigesignal auszugeben.
12. Auswerteeinheit (1 65) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , gekennzeichnet, durch eine Rückmeldesignalausgabeeinheit (370), die ausgebildet ist, um ein dem empfangenen Handsignal (155, 160) entsprechendes Rückmeldesignal (365) auszugeben.
13. Verfahren (500) zum Betreiben einer Auswerteeinheit (1 65) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Empfangen (510) des Handsignals von dem Armbandsensor (100); und Betätigen (520) des Elementes (175) des Fahrzeugs (335), insbesondere des Getriebes (175), ansprechend auf das von der Sendeeinheit (120) des Armbandsensors (100) empfangene Handsignal (155, 1 60).
14. Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens (40, 500) nach Anspruch 8 und/oder Anspruch 13 durchzuführen und/oder anzusteuern.
15. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 14.
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