EP4500492A1 - Schliesssystem für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Schliesssystem für ein kraftfahrzeug

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Publication number
EP4500492A1
EP4500492A1 EP22823381.3A EP22823381A EP4500492A1 EP 4500492 A1 EP4500492 A1 EP 4500492A1 EP 22823381 A EP22823381 A EP 22823381A EP 4500492 A1 EP4500492 A1 EP 4500492A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
features
unit
image processing
processing unit
control unit
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.)
Pending
Application number
EP22823381.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dominik Schuster
Marius Wiggenhauser
Wolfgang Käfer
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.)
Marquardt GmbH
Original Assignee
Marquardt GmbH
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 Marquardt GmbH filed Critical Marquardt GmbH
Publication of EP4500492A1 publication Critical patent/EP4500492A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C9/00309—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated with bidirectional data transmission between data carrier and locks
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C9/00563—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys using personal physical data of the operator, e.g. finger prints, retinal images, voicepatterns
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C2209/00—Indexing scheme relating to groups G07C9/00 - G07C9/38
    • G07C2209/60—Indexing scheme relating to groups G07C9/00174 - G07C9/00944
    • G07C2209/63—Comprising locating means for detecting the position of the data carrier, i.e. within the vehicle or within a certain distance from the vehicle

Definitions

  • the invention relates to a locking system for a motor vehicle for, in particular, gesture-based control or access recognition on a motor vehicle and an associated method.
  • locking systems are known in the prior art and, for example, from the documents DE 10 2019 008 962 A1 or DE 43 40 260 A1, which are based on a radio key that communicates with the vehicle, through which an authorized user of the vehicle can be identified and the vehicle, for example Can be unlocked by pressing a button on the radio key or on the vehicle.
  • the present invention is intended to expand and simplify the possibilities for controlling the motor vehicle and in particular for unlocking the motor vehicle and also make it safer.
  • the invention is therefore based on the object of making the control of a motor vehicle and in particular the access recognition more convenient, simpler and safer for the user.
  • a locking system for a motor vehicle for controlling the motor vehicle is therefore proposed.
  • the control preferably also includes the release and/or triggering of a function of the motor vehicle and in particular also the locking and/or unlocking of the motor vehicle.
  • the locking system has a control unit and a key unit that can be worn by a user, which are designed to communicate with one another wirelessly and preferably in encrypted form to control the motor vehicle.
  • the key unit can be, for example, a radio key, a key ring (fob), a mobile phone or other objects suitable for this purpose.
  • the locking system also has an image generation unit and an image processing unit connected to the control unit for signaling purposes, i.e. enabling data exchange.
  • control unit and the image processing unit are designed to identify a person, in particular imaged by the image generation unit, as the therefore authorized user, to detect gestures and/or facial expressions and/or posture and/or body positioning of the user and to assign these to predetermined control commands for controlling the motor vehicle .
  • the basic idea is to expand an access or locking system for a motor vehicle, which, for example, has a so-called “keyless” functionality, so that the motor vehicle can be accessed through the user's body or through movements on the body can be controlled by the user.
  • Such movements or movement sequences can be, for example, the gestures and/or the facial expressions and/or the body posture and/or the body positioning or orientation of the user.
  • the user can, for example, unlock the motor vehicle with a gesture, automatically open a door or a trunk lid or trigger another function of the motor vehicle.
  • the movement of the vehicle could be controlled using gestures.
  • the motor vehicle could be reversed out of a parking space using gesture control, with the vehicle starting to move when you wave at it and stopping when you signal a hand stop.
  • the control does not have to be limited to, for example, a single gesture.
  • Various gestures and/or facial expressions and/or postures and/or body positionings or orientations of the user can be stored in the image processing unit, each of which is assigned a function or a control signal for controlling the function of the motor vehicle.
  • the image generation unit can have at least one camera and/or a lidar sensor and/or a radar sensor for image generation.
  • the vehicle provides additional assistance systems that have an image generation unit
  • their image generation unit can also be used. Examples include cameras that are used for all-round visibility, traffic sign recognition or automated driving.
  • the image generation unit comprises, it is preferably designed to include hands, body and face To record the person or the user, as well as to recognize or record their respective positioning and orientation as well as the movement sequences taking place thereon.
  • the image processing unit and the control unit can also be designed integrally with one another.
  • control unit is designed to determine a position and/or distance of the key unit relative to the control unit or a predetermined point.
  • the predetermined point can be, for example, the coordinate origin of a vehicle coordinate system that is fixed relative to the vehicle.
  • a signal transit time measurement between the key unit and the control unit can be used, whereby the control unit can, for example, have several antennas in order to be able to determine the position of the key unit from the differences in the signal transit times between the key unit and the antennas.
  • control unit is designed to identify a person as a user by evaluating the position and/or the distance of the key unit and in particular by comparing it with a predetermined access zone relative to the control unit or the predetermined point and/or generating an image to start by image generation unit.
  • the key unit or the person carrying the key unit moves into an area defined as an access zone, which is, for example, an area adjacent to a door or a trunk of the vehicle the person can be assumed to be the authorized user and their movements can be evaluated.
  • an access zone which is, for example, an area adjacent to a door or a trunk of the vehicle the person can be assumed to be the authorized user and their movements can be evaluated.
  • the image processing unit can be designed to determine a position and/or distance of a person relative to the control unit or a predetermined point.
  • the control unit and the image processing unit are alternatively or additionally designed to detect gestures and/or facial expressions and/or posture and/or body positioning of a person captured by the image generation unit using a predetermined identifier stored in the control unit or the image processing unit, i.e to compare a gesture and/or facial expression and/or posture and/or body positioning of the user defined as a key or identifier and to identify the person as a user if what is recorded matches what is stored. For example, it can be provided that the person waves at the vehicle when approaching the vehicle or makes another hand movement and thereby identifies themselves as a user.
  • This identification using an identifier can be combined with a position comparison of the person and the key unit.
  • the control unit can be designed to determine the position of the key unit
  • the image capture unit can be designed to determine the position of a person, whereby if the positions match in combination with an identifier signaled by the person, the person is identified as a user.
  • control unit and the image processing unit can also be designed to detect visible features, in particular of the face and/or the frontal head of a person captured by the image generation unit, using features stored in the control unit to compare previously known users and to identify the person as a user if the characteristics match. Accordingly, facial recognition can be implemented in this way, although the corresponding features of the control unit must already be known for this. However, to increase security, facial recognition can be combined with other variants for identifying the user, such as comparing the positions of the person and the key and/or identification using a gesture.
  • control unit is further designed to control the motor vehicle by means of the control commands and in particular to unlock doors or lids of the motor vehicle and/or to start an engine of the motor vehicle.
  • control commands in particular to unlock doors or lids of the motor vehicle and/or to start an engine of the motor vehicle.
  • a large number of other functions of the motor vehicle can also be controlled.
  • a further aspect of the invention relates to a method for controlling a motor vehicle with a locking system according to the invention.
  • the method provides that a person, in particular imaged by the image generation unit, is identified as a user, with gestures and/or facial expressions and/or posture and/or body positioning of the user being recorded by the image generation unit as a combination of features and transmitted to the image processing unit.
  • the image processing unit determines whether the feature combination is a static or a dynamic feature combination, with a dynamic feature combination being a movement sequence and a static feature combination being a static posture.
  • a static gesture such as a single hand posture
  • dynamic gestures as sequences of hand postures.
  • the image processing unit further extracts predetermined features from the feature combination and compares the features of a static feature combination with one in the Feature matrix of static features stored in the image processing unit and the features of a dynamic feature combination with a feature matrix of dynamic features stored in the image processing unit. Based on the comparison, the image processing unit then determines a control command assigned to the combination of features from the respective feature matrix.
  • the image processing unit can then transmit the control command to the control unit, which is designed to control a motor vehicle in accordance with the control command.
  • the image processing unit can also supplement the features with stored statistical data or a control command after comparison based on statistical data.
  • This statistical data can also be stored as a model and in particular as a neural network in the control unit or the image processing unit, so that the most likely gesture and therefore the most likely control command can be determined or predicted using such a model based on the features extracted from the combination of features.
  • features are extracted from a combination of features, that is, for example a gesture, which cannot be completely assigned to an individual or specific control command, it can be determined based on the statistical data or the model which gesture or which control command is involved with the greatest probability and this or that one is then selected.
  • the features disclosed above can be combined in any way, as long as this is technically possible and they do not contradict each other.
  • Fig. 1 schematic view of a locking system
  • Fig. 2 process for detecting and assigning a gesture to a control command
  • Fig. 3 process for storing statistical data for static gestures
  • the locking system 1 shows, by way of example and schematically, a variant of a locking system 1 for a motor vehicle 2, through which the motor vehicle 2 can be controlled.
  • the locking system 1 has a control unit 3 and a key unit that can be carried by a user 4, which is not shown here, but can be operated by the user 4.
  • the control unit 3 and the key unit communicate wirelessly with each other to control the motor vehicle 2 in the sense of a keyless go or keyless entry system, which is indicated by a signal 7.
  • the locking system 1 also has an image generation unit 5 and an image processing unit 6 which is connected to the control unit 3 and the image generation unit 5 in terms of signals, so that the image generation unit 5 generates and displays an image the image processing unit 5 can transmit, which evaluates the image and the result of the evaluation transmission to the control unit 3.
  • an image can be understood as a single image, a sequence of individual images or a video stream.
  • the control unit 3 and the image processing unit 6 are designed to identify a person, in particular from a large number of people, as a user or the authorized user 4, to specifically record their gestures and to assign the recorded gestures to predetermined control commands for controlling the motor vehicle 2.
  • the user 4 can, for example, unlock the driver's door with a hand gesture.
  • the gesture 10 can also be the raising of the hand to a door handle 8 of the vehicle door 9.
  • the user 4 can unlock the passenger door 9 using the gesture 10.
  • the user 4 can also unlock all doors of the vehicle 2 or activate other functions of the vehicle 2 using an alternative gesture.
  • Figures 2 to 4 each show the proposed method by means of a representation based on a flow chart.
  • FIGS. 3 and 4 sections Y and Z of the method according to FIG. 2 are shown in FIGS. 3 and 4, whereby the method according to FIG. 2 can also be used without the sections according to FIGS. 3 and 4.
  • the method according to Figure 2 includes in particular the sections X (image-based gesture recognition process), Y (training process for static gestures) and Z (training process for dynamic gestures). The following steps in particular are carried out:
  • E Is the gesture captured by the image or the combination of features a static gesture (then s) or is it a dynamic gesture (then d).
  • sF Feature extraction from the static gesture or the feature combination.
  • dF Feature extraction from the dynamic gesture or the feature combination.
  • sG Comparison with a feature matrix of static gestures in which features for a large number of static gestures are stored.
  • dG Comparison with a feature matrix of dynamic gestures in which features for a large number of dynamic gestures are stored.
  • sH Statistical prediction of a static gesture. i.e. Statistical prediction of a dynamic gesture.
  • sJ Is it a first predetermined static gesture? If yes (1), then transmission of an associated control command sL to the control unit 3.
  • dJ Is it a first predetermined dynamic gesture? If yes (1), then transmit an associated control command dL to the Control unit 3. If no (0), then move on to the next dynamic gesture.
  • sK Is this a last or nth predetermined static gesture? If yes (1), then transmission of an associated control command sM to the control unit 3. If no (0), then transmission of an associated control command sN to the control unit 3, which can also be an error message.
  • dK Is this a final or nth predetermined dynamic gesture? If yes (1), then transmission of an associated control command dM to the control unit 3. If no (0), then transmission of an associated control command dN to the control unit 3, which can also be an error message.
  • steps sH and dH statistical data is taken into account, which is recorded by training a model or included in the selection of the gesture. Since the processes shown as examples for the training process for the dynamic gestures Z and the training process for the static gestures Y are identical in terms of their process, Figures 3 and 4 are described together.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schließsystem (1) für ein Kraftfahrzeug (2), wobei das Schließsystem (1) eine Steuereinheit (3) und eine von einem Benutzer (4) tragbare Schlüsseleinheit aufweist, welche ausgebildet sind, zur Steuerung des Kraftfahrzeugs (2) drahtlos miteinander zu kommunizieren, wobei das Schließsystem (1) ferner eine Bilderzeugungseinheit (5) und eine mit der Steuereinheit (3) signaltechnisch verbundene Bildverarbeitungseinheit (6) aufweist, wobei die Steuereinheit (3) und die Bildverarbeitungseinheit (6) ausgebildet sind, eine Person als den Benutzer (4) zu identifizieren, Gestik und/oder Mimik und/oder Körperhaltung und/oder Körperpositionierung des Benutzers (4) zu erfassen sowie diese vorbestimmten Steuerbefehlen zur Steuerung des Kraftfahrzeugs (2) zuzuordnen.

Description

Marquardt GmbH
M 948 PCT
Schließsystem für ein Kraftfahrzeug
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Schließsystem für ein Kraftfahrzeug zur insbesondere Gesten basierten Steuerung bzw. Zugangserkennung an einem Kraftfahrzeug sowie ein zugehöriges Verfahren.
Grundsätzlich sind im Stand der Technik und beispielsweise aus den Doku- menten DE 10 2019 008 962 A1 oder DE 43 40 260 A1 Schließsysteme bekannt, welche auf einem mit dem Fahrzeug kommunizierenden Funkschlüssel basieren, durch welchen ein berechtigter Benutzer des Fahrzeugs identifizierbar und das Fahrzeug beispielsweise auf Tastendruck am Funkschlüssel oder am Fahrzeug entriegelbar ist. Die Möglichkeiten zur Steuerung des Kraftfahrzeugs und insbesondere zur Entriegelung des Kraftfahrzeugs sollen durch die vorliegende Erfindung erweitert und vereinfacht sowie auch sicherer werden. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Steuerung eines Kraftfahrzeugs und insbesondere die Zugangserkennung für den Benutzer bequemer, einfacher und sicherer zu gestalten.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird daher ein Schließsystem für ein Kraftfahrzeug zur Steuerung des Kraftfahrzeugs vorgeschlagen. Die Steuerung umfasst dabei vorzugsweise auch die Freigabe und/oder das Auslösen einer Funktion des Kraftfahrzeugs und insbesondere auch die Verriegelung und/oder Entriegelung des Kraftfahrzeugs. Das Schließsystem weist hierfür eine Steuereinheit und eine von einem Benutzer tragbare Schlüsseleinheit auf, welche ausgebildet sind, zur Steuerung des Kraftfahrzeugs drahtlos und vorzugsweise verschlüsselt miteinander zu kommunizieren. Bei der Schlüsseleinheit kann es sich beispielsweise um einen Funkschlüssel, einen Schlüsselanhänger (fob), ein Mobiltelefon oder andere hierfür geeignete Gegenstände handeln. Erfindungsgemäß ist zudem vorgesehen, dass das Schließsystem ferner eine Bilderzeugungseinheit und eine mit der Steuereinheit signaltechnisch d.h. einen Datenaustausch ermöglichend verbundene Bildverarbeitungseinheit aufweist. Die Steuereinheit und die Bildverarbeitungseinheit sind ausgebildet, eine insbesondere von der Bilderzeugungseinheit bildtechnisch erfasste Person als den mithin berechtigten Benutzer zu identifizieren, Gestik und/oder Mimik und/oder Körperhaltung und/oder Körperpositionierung des Benutzers zu erfassen sowie diese vorbestimmten Steuerbefehlen zur Steuerung des Kraftfahrzeugs zuzuordnen.
Die grundlegende Idee ist es also, ein Zugangs- bzw. Schließsystem für ein Kraftfahrzeug, welches beispielsweise eine sogenannte „Keyless“- Funktionalität besitzt, dahingehend zu erweitern, dass das Kraftfahrzeug durch den Körper des Benutzers bzw. durch Bewegungsabläufe am Körper des Benutzers gesteuert werden kann. Solche Bewegungen bzw. Bewegungsabläufe können beispielsweise die Gestik und/oder die Mimik und/oder die Körperhaltung und/oder die Körperpositionierung bzw. -Orientierung des Benutzers sein.
In einem einfachen Fall, kann der Benutzer das Kraftfahrzeug beispielsweise durch eine Geste entriegeln, automatisch eine Tür oder einen Kofferraumdeckel öffnen oder eine andere Funktion des Kraftfahrzeugs auslösen.
Weiter wäre auch denkbar, dass die Bewegung des Fahrzeugs gestenkontrolliert gesteuert werden kann. So könnte das Kraftfahrzeug beispielsweise gestengesteuert rückwärts ausgeparkt werden, wobei sich das Fahrzeug bei einem Heranwinken in Bewegung versetzt und bei einem durch die Hand signalisierten Stopp anhält.
Die Steuerung muss dabei nicht auf beispielsweise eine einzelne Geste beschränkt sein. In der Bildverarbeitungseinheit können verschiedene Gesten und/oder Gesichtsausdrücke und/oder Körperhaltungen und/oder Körperpositionierungen bzw. -Orientierungen des Benutzers hinterlegt sein, welchen jeweils eine Funktion bzw. ein Steuersignal zur Steuerung der Funktion des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist.
Die Bilderzeugungseinheit kann zur Bilderzeugung zumindest eine Kamera und/oder einen Lidar-Sensor und/oder einen Radar-Sensor aufweisen.
Sieht das Fahrzeug weitere Assistenzsysteme vor, welche eine Bilderzeugungseinheit aufweisen, kann auch deren Bilderzeugungseinheit genutzt werden. Beispielhaft wären hierfür Kameras zu nennen, welche für eine Rundumsicht, Verkehrszeichenerkennung oder automatisiertes Fahren genutzt werden.
Unabhängig davon, welche Komponenten die Bilderzeugungseinheit umfasst, ist diese vorzugsweise ausgebildet, Hände, Körper und Gesicht einer Person bzw. des Benutzers zu erfassen, wie auch deren jeweilige Positionierung und Orientierung sowie daran stattfindende Bewegungsabläufe zu erkennen bzw. zu erfassen.
Die Bildverarbeitungseinheit und die Steuereinheit können zudem auch integral miteinander ausgebildet sein.
Zur Identifikation des Benutzers kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Steuereinheit ausgebildet ist, eine Position und/oder Entfernung der Schlüsseleinheit relativ zu der Steuereinheit oder einem vorbestimmten Punkt zu bestimmen. Bei dem vorbestimmten Punkt kann es sich beispielsweise um den Koordinatenursprung eines gegenüber dem Fahrzeug festes Fahrzeugkoordinatensystems handeln.
Hierfür kann beispielsweise eine Signallaufzeitmessung zwischen der Schlüsseleinheit und der Steuereinheit genutzt werden, wobei die Steuereinheit beispielsweise mehrere Antennen aufweisen kann um aus den Differenzen der Signallaufzeiten zwischen Schlüsseleinheit und den Antennen die Position der Schlüsseleinheit bestimmen zu können.
Weiter kann hierbei vorgesehen sein, dass die Steuereinheit ausgebildet ist, eine Person durch Auswertung der Position und/oder der Entfernung der Schlüsseleinheit und insbesondere durch Vergleich mit einer relativ zu der Steuereinheit oder dem vorbestimmten Punkt vorbestimmten Zugangszone als Benutzer zu identifizieren und/oder eine Bilderzeugung durch Bilderzeugungseinheit zu starten.
Bewegt sich die Schlüsseleinheit bzw. die Person, welche die Schlüsseleinheit mit sich führt, also in einem einfachen Fall in einen als Zugangszone definierten Bereich, bei welchem es sich beispielsweise um einen Bereich angrenzend an eine Tür oder an einen Kofferraum des Fahrzeugs handeln kann, kann die Person als der berechtigte Benutzer angenommen und dessen Bewegungen ausgewertet werden.
Weiter kann die Bildverarbeitungseinheit ausgebildet sein, eine Position und/oder Entfernung einer Person relativ zu der Steuereinheit oder einem vorbestimmten Punkt zu bestimmen.
Die Steuereinheit und die Bildverarbeitungseinheit sind alternativ oder zusätzlich hierzu ausgebildet, Gestik und/oder Mimik und/oder Körperhaltung und/oder Körperpositionierung einer von der Bilderzeugungseinheit bildtechnisch erfassten Person zu erfassen, diese mit einem vorbestimmten und in der Steuereinheit oder der Bildverarbeitungseinheit hinterlegtem Identifikator, also eine als Schlüssel bzw. Identifikator definierte Gestik und/oder Mimik und/oder Körperhaltung und/oder Körperpositionierung des Benutzers zu vergleichen und die Person bei Übereinstimmung des Erfassten mit dem Hinterlegten als Benutzer zu identifizieren. Beispielsweise kann also vorgesehen sein, dass die Person dem Fahrzeug bei der Annäherung an das Fahrzeug zuwinkt oder eine andere Handbewegung ausführt und sich dadurch als Benutzer identifiziert.
Diese Identifikation mittels eines Identifikators kann dabei mit einem Positionsabgleich von Person und Schlüsseleinheit kombiniert werden. Insbesondere kann hierbei die Steuereinheit ausgebildet sein, die Position der Schlüsseleinheit zu ermitteln, und die Bilderfassungseinheit ausgebildet sein, die Position einer Person zu ermitteln, wobei bei einer Übereinstimmung der Positionen in Kombination mit einem durch die Person signalisierten Identifikator die Person als Benutzer identifiziert wird.
Weiter kann die Steuereinheit und die Bildverarbeitungseinheit auch ausgebildet sein, sichtbare Merkmale insbesondere des Gesichts und/oder des frontalen Kopfes einer von der Bilderzeugungseinheit bildtechnisch erfassten Person zu erfassen, diese mit in der Steuereinheit hinterlegten Merkmalen vorbekannter Benutzer zu vergleichen sowie die Person bei Übereinstimmung der Merkmale als Benutzer zu identifizieren. Entsprechend kann hierdurch eine Gesichtserkennung realisiert werden, wobei hierfür die entsprechenden Merkmale der Steuereinheit bereits bekannt sein müssen. Zur Erhöhung der Sicherheit kann die Gesichtserkennung jedoch mit weiteren Varianten zur Identifikation des Benutzers, wie ein Abgleich der Positionen der Person und des Schlüssels und/oder der Identifikation mittels einer Geste, kombiniert werden.
Vorzugsweise ist die Steuereinheit im Weiteren ausgebildet, das Kraftfahrzeug mittels der Steuerbefehle zu steuern und insbesondere Türen oder Deckel des Kraftfahrzeugs zu entriegeln und/oder einen Motor des Kraftfahrzeugs zu starten. Grundsätzlich ist jedoch auch eine Vielzahl weiterer Funktionen des Kraftfahrzeugs steuerbar.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Schließsystem. Das Verfahren sieht vor, dass eine insbesondere von der Bilderzeugungseinheit bildtechnisch erfasste Person als Benutzer identifiziert wird, wobei Gestik und/oder Mimik und/oder Körperhaltung und/oder Körperpositionierung des Benutzers durch die Bilderzeugungseinheit als Merkmalskombination erfasst und an die Bildverarbeitungseinheit übermittelt werden. Anschließend bestimmt die Bildverarbeitungseinheit, ob es sich bei der Merkmalskombination um eine statische oder eine dynamische Merkmalskombination handelt, wobei als dynamische Merkmalskombination ein Bewegungsablauf und als statische Merkmalskombination eine statische Haltung verstanden wird. Insbesondere bei Gesten kann also zwischen einer statischen Geste, wie eine einzelne Handhaltung, und dynamischen Gesten als Sequenzen von Handhaltungen unterschieden werden. Weiter extrahiert die Bildverarbeitungseinheit vorbestimmte Merkmale aus der Merkmalskombination und vergleicht die Merkmale einer statischen Merkmalskombination mit einer in der Bildverarbeitungseinheit hinterlegten Merkmalsmatrix statischer Merkmale und die Merkmale einer dynamischen Merkmalskombination mit einer in der Bildverarbeitungseinheit hinterlegten Merkmalsmatrix dynamischer Merkmale. Basierend auf dem Vergleich wird von der Bildverarbeitungseinheit dann aus der jeweiligen Merkmalsmatrix ein der Merkmalskombination zugeordneter Steuerbefehl bestimmt.
Anschließend kann die Bildverarbeitungseinheit den Steuerbefehl an die Steuereinheit übermitteln, welche ausgebildet ist, ein Kraftfahrzeug entsprechend dem Steuerbefehl anzusteuern.
Die Bildverarbeitungseinheit kann bei dem Vergleich der Merkmale einer statischen Merkmalskombination mit der in der Bildverarbeitungseinheit hinterlegten Merkmalsmatrix statischer Merkmale und der Merkmale einer dynamischen Merkmalskombination mit der in der Bildverarbeitungseinheit hinterlegten Merkmalsmatrix dynamischer Merkmale zur Zuordnung des Steuerbefehls zudem die Merkmale durch hinterlegte statistische Daten ergänzt oder einen Steuerbefehl nach dem Vergleich anhand statistischer Daten bestimmen. Diese statistischen Daten können auch als ein Modell und insbesondere als ein neuronales Netz in der Steuereinheit oder der Bildverarbeitungseinheit hinterlegt sein, sodass durch ein solches Modell anhand der aus der Merkmalskombination extrahierten Merkmale die wahrscheinlichste Geste und mithin der wahrscheinlichste Steuerbefehl bestimmt bzw. vorhergesagt werden kann.
Werden aus einer Merkmalskombination, d.h. beispielsweise einer Geste, Merkmale extrahiert, welche nicht vollständig einem einzelnen bzw. bestimmten Steuerbefehl zugeordnet werden können, kann anhand der statistischen Daten bzw. des Modells also bestimmt werden, um welche Geste bzw. um welchen Steuerbefehl es sich mit der größten Wahrscheinlichkeit handelt und diese bzw. dieser dann ausgewählt werden. Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 schematische Ansicht eines Schließsystems;
Fig. 2 Ablauf zur Erfassung und Zuordnung einer Geste zu einem Steuerbefehl;
Fig. 3 Ablauf zur Hinterlegung statistischer Daten für statische Gesten;
Fig. 4 Ablauf zur Hinterlegung statistischer Daten für dynamische
Gesten.
In Figur 1 ist beispielhaft und schematisch eine Variante eines Schließsystem 1 für ein Kraftfahrzeug 2 dargestellt, durch welches das Kraftfahrzeug 2 steuerbar ist. Das Schließsystem 1 besitzt hierfür eine Steuereinheit 3 und eine von einem Benutzer 4 tragbare Schlüsseleinheit, welche vorliegend nicht dargestellt ist, jedoch vom Benutzer 4 geführt werden kann. Die Steuereinheit 3 und die Schlüsseleinheit kommunizieren zur Steuerung des Kraftfahrzeugs 2 im Sinne eines Keyless-Go- bzw. Keyless-Entry-Systems drahtlos miteinander, was durch ein Signal 7 angedeutet ist.
Zur Erweiterung der Funktionalität eines solchen Keyless-Go- bzw. Keyless- Entry-Systems weist das Schließsystem 1 ferner eine Bilderzeugungseinheit 5 und eine mit der Steuereinheit 3 und der Bilderzeugungseinheit 5 signaltechnisch verbundene Bildverarbeitungseinheit 6 auf, sodass die Bilderzeugungseinheit 5 ein Bild erzeugen und an die Bildverarbeitungseinheit 5 übermitteln kann, welche das Bild auswertet und das Ergebnis der Auswer- tung an die Steuereinheit 3 übermittelt. Als Bild kann dabei vorliegend ein Einzelbild, eine Sequenz von Einzelbildern oder ein Videostream verstanden werden. Entsprechend sind die Steuereinheit 3 und die Bildverarbeitungseinheit 6 ausgebildet, eine Person insbesondere aus einer Vielzahl von Personen als einen Benutzer bzw. den berechtigten Benutzer 4 zu identifizieren, hier konkret dessen Gestik zu erfassen sowie die erfasste Gestik vorbestimmten Steuerbefehlen zur Steuerung des Kraftfahrzeugs 2 zuzuordnen.
Bei der Annäherung an das Fahrzeug 2 auf der Fahrerseite des Fahrzeugs 2 kann der Benutzer 4 beispielsweise durch eine Geste der Hand die Fahrertür entriegeln. Die Geste 10 kann dabei auch bereits das Heben der Hand zu einem Türgriff 8 der Fahrzeugtür 9 sein. Bei einer Annäherung des Benutzers 4 an die Beifahrerseite des Fahrzeugs 2 kann der Benutzer 4 entsprechend durch die Geste 10 die Beifahrertür 9 entriegeln. Weiter kann der Benutzer 4 durch eine alternative Geste auch alle Türen des Fahrzeugs 2 entriegeln oder andere Funktionen des Fahrzeugs 2 aktivieren.
Die Figuren 2 bis 4 zeigen jeweils durch eine an ein Ablaufdiagramm angelehnte Darstellung der vorgeschlagenen Verfahren.
Zur Wahrung der Übersicht sind die Abschnitte Y und Z des Verfahrens gemäß Fig. 2 in den Figuren 3 und 4 dargestellt, wobei das Verfahren gemäß Figur 2 auch ohne die Abschnitte gemäß den Figuren 3 und 4 verwendet werden kann.
Das Verfahren gemäß Figur 2 umfasst insbesondere die Abschnitte X (Ablauf bildbasierte Gestenerkennung), Y (Trainingsablauf für statische Gesten) und Z (Trainingsablauf für dynamische Gesten). Dabei werden insbesondere die folgenden Schritte durchlaufen:
A Erkennung eines berechtigten Benutzers 4 in einer Zugangszone des Fahrzeugs 2. B Start der Bilderzeugungseinheit 5.
C Übermitteln eines Bildes an die Bildverarbeitungseinheit 6.
D Vorverarbeitung zur Differenzierung statischer oder dynamischer Gesten, insbesondere Erfassen der Geste als Merkmalskombination.
E Handelt es sich bei der durch das Bild erfassten Geste bzw. bei der Merkmalskombination um eine statische Geste (dann s) oder handelt es sich um eine dynamische Geste (dann d). sF Merkmalsextraktion aus der statischen Geste bzw. der Merkmalskombination. dF Merkmalsextraktion aus der dynamischen Geste bzw. der Merkmalskombination. sG Vergleich mit einer Merkmalsmatrix statischer Gesten, in welcher Merkmale für eine Vielzahl von statischen Gesten hinterlegt ist. dG Vergleich mit einer Merkmalsmatrix dynamischer Gesten, in welcher Merkmale für eine Vielzahl von dynamischen Gesten hinterlegt ist. sH Statistische Vorhersage einer statischen Geste. dH Statistische Vorhersage einer dynamischen Geste. sJ Handelt es sich um eine erste vorbestimmte statische Geste? Falls ja (1), dann Übermittlung eines zugehörigen Steuerbefehls sL an die Steuereinheit 3. Falls nein (0), dann weiter zur nächsten statischen Geste. dJ Handelt es sich um eine erste vorbestimmte dynamische Geste? Falls ja (1 ), dann Übermittlung eines zugehörigen Steuerbefehls dL an die Steuereinheit 3. Falls nein (0), dann weiter zur nächsten dynamischen Geste. sK Handelt es sich um eine letzte bzw. n-te vorbestimmte statische Geste? Falls ja (1 ), dann Übermittlung eines zugehörigen Steuerbefehls sM an die Steuereinheit 3. Falls nein (0), dann Übermittlung eines zugehörigen Steuerbefehls sN an die Steuereinheit 3, bei welchem es sich auch um eine Fehlermeldung handeln kann. dK Handelt es sich um eine letzte bzw. n-te vorbestimmte dynamische Geste? Falls ja (1 ), dann Übermittlung eines zugehörigen Steuerbefehls dM an die Steuereinheit 3. Falls nein (0), dann Übermittlung eines zugehörigen Steuerbefehls dN an die Steuereinheit 3, bei welchem es sich ebenfalls um eine Fehlermeldung handeln kann.
In den Schritten sH und dH werden jeweils statistische Daten berücksichtigt, welche durch Trainieren eines Modells erfasst bzw. in die Auswahl der Geste einbezogen werden. Da die beispielhaft dargestellten Abläufe für den Trainingsablauf der dynamischen Gesten Z und den Trainingsablauf der statischen Gesten Y bezüglich ihres Ablaufs identisch sind, werden die Figuren 3 und 4 miteinander beschrieben.
Gemäß den Figuren 3 und 4 ist vorgesehen, dass im Wesentlichen die folgenden Schritte durchlaufen werden:
A Datenakquise spezifischer, statischer Gesten (Figur 3) bzw. dynamischer Gesten (Figur 4) des berechtigten Benutzers 4 insbesondere als Merkmalskombinationen.
B Zusammenstellung von Trainingsdaten.
C Extraktion von Merkmalen zu den einzelnen Gesten bzw. Merkmalskombinationen aus den Trainingsdaten. D Erzeugung einer Merkmalsmatrix aus den extrahierten Merkmalen.
E Zuordnung von Gesten und/oder Steuerbefehle zu den in der Merkmalsmatrix durch deren Merkmale hinterlegte Gesten bzw. Merkmalskombinationen. F Trainieren eines Modells insbesondere eines neuronalen Netzes.
G Erhalten eines trainierten Modells zur Vorhersage einer statischen Geste in Schritt sH (Figur 3) bzw. einer dynamischen Geste in Schritt dH (Figur 4).
H Evaluation des Modells. J Erfassung und Berücksichtigung von im Rahmen der Evaluation extrahierten Metriken.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.

Claims

Patentansprüche
1 . Schließsystem (1 ) für ein Kraftfahrzeug (2), wobei das Schließsystem (1 ) eine Steuereinheit (3) und eine von einem Benutzer (4) tragbare Schlüsseleinheit aufweist, welche ausgebildet sind, zur Steuerung des Kraftfahrzeugs (2) drahtlos miteinander zu kommunizieren, wobei das Schließsystem (1 ) ferner eine Bilderzeugungseinheit (5) und eine mit der Steuereinheit (3) signaltechnisch verbundene Bildverarbeitungseinheit (6) aufweist, wobei die Steuereinheit (3) und die Bildverarbeitungseinheit (6) ausgebildet sind, eine Person als den Benutzer (4) zu identifizieren, Gestik und/oder Mimik und/oder Körperhaltung und/oder Körperpositionierung des Benutzers (4) zu erfassen sowie diese vorbestimmten Steuerbefehlen zur Steuerung des Kraftfahrzeugs (2) zuzuordnen.
2. Schließsystem nach Anspruch 1 , wobei die Bilderzeugungseinheit (5) zur Bilderzeugung zumindest eine Kamera und/oder einen Lidar-Sensor und/oder einen Radar- Sensor aufweist.
3. Schließsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinheit (3) ausgebildet ist, eine Position und/oder Entfernung der Schlüsseleinheit relativ zu der Steuereinheit (3) oder einem vorbestimmten Punkt zu bestimmen.
4. Schließsystem nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Steuereinheit (3) ausgebildet ist, eine Person durch Auswertung der Position und/oder der Entfernung der Schlüsseleinheit und insbesondere durch Vergleich mit einer relativ zu der Steuereinheit (3) oder dem vorbestimmten Punkt vorbestimmten Zugangszone als Benutzer (4) zu identifizieren und/oder eine Bilderzeugung durch Bilderzeugungseinheit zu starten. Schließsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bildverarbeitungseinheit (6) ausgebildet ist, eine Position und/oder Entfernung einer Person relativ zu der Steuereinheit (3) oder einem vorbestimmten Punkt zu bestimmen. Schließsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (3) und die Bildverarbeitungseinheit (6) ausgebildet sind, Gestik und/oder Mimik und/oder Körperhaltung und/oder Körperpositionierung einer von der Bilderzeugungseinheit (5) bildtechnisch erfassten Person zu erfassen, diese mit einem vorbestimmten und in der Steuereinheit (3) oder der Bildverarbeitungseinheit (6) hinterlegtem Identifikator zu vergleichen und die Person bei Übereinstimmung als Benutzer (4) zu identifizieren. Schließsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (3) und die Bildverarbeitungseinheit (6) ausgebildet sind, sichtbare Merkmale insbesondere des Gesichts und/oder des frontalen Kopfes einer von der Bilderzeugungseinheit (5) bildtechnisch erfassten Person zu erfassen, diese mit in der Steuereinheit hinterlegten Merkmalen vorbekannter Benutzer zu vergleichen sowie die Person bei Übereinstimmung der Merkmale als Benutzer (4) zu identifizieren. Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs (2) mit einem Schließsystem (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine insbesondere von der Bilderzeugungseinheit (5) bildtechnisch erfasste Person als Benutzer (4) identifiziert wird, wobei Gestik und/oder Mimik und/oder Körperhaltung und/oder Körperpositionierung des Benutzers (4) durch die Bilderzeugungseinheit (5) als Merkmalskombination erfasst und an die Bildverarbei- tungseinheit (6) übermittelt werden, wobei die Bildverarbeitungseinheit (6) bestimmt, ob es sich bei der Merkmalskombination um eine statische oder eine dynamische Merkmalskombination handelt, vorbestimmte Merkmale aus der Merkmalskombination extrahiert, die Merkmale einer statischen Merkmalskombination mit einer in der Bildverarbeitungseinheit (6) hinterlegten Merkmalsmatrix statischer Merkmale und die Merkmale einer dynamischen Merkmalskombination mit einer in der Bildverarbeitungseinheit (6) hinterlegten Merkmalsmatrix dynamischer Merkmale vergleicht und aus der jeweiligen Merkmalsmatrix einen der Merkmalskombination zugeordneten Steuerbefehl bestimmt. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Bildverarbeitungseinheit (6) den Steuerbefehl an die Steuereinheit (3) übermittelt, welche ausgebildet ist, ein Kraftfahrzeug (2) entsprechend dem Steuerbefehl anzusteuern. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bildverarbeitungseinheit (6) bei dem Vergleich der Merkmale einer statischen Merkmalskombination mit der in der Bildverarbeitungseinheit (6) hinterlegten Merkmalsmatrix statischer Merkmale und der Merkmale einer dynamischen Merkmalskombination mit der in der Bildverarbeitungseinheit hinterlegten Merkmalsmatrix dynamischer Merkmale zur Zuordnung des Steuerbefehls die Merkmale durch hinterlegte statistische Daten ergänzt oder einen Steuerbefehl nach dem Vergleich anhand statistischer Daten bestimmt.
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