CN104603720A - 用于借助手势操作机动车组件的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于借助手势来操作机动车组件的方法，其中，在作为机动车的内舱的组成部分的三维操作空间(2)中探测借助输入件、尤其是操作者的手(3)或手(3)的一部分实施的手势，并且实施与识别出的手势关联的操作功能，其中，一旦输入件从外部进入或者已经进入到三维操作空间中，就输出反馈信号。

Description

用于借助手势操作机动车组件的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于借助手势来操作机动车组件的方法，其中，在作为机动车的内舱的组成部分的三维操作空间中探测借助输入件、尤其是操作者的手或手的一部分实施的手势，并且实施与识别出的手势关联的操作功能。此外，本发明还涉及一种用于借助手势来操作机动车组件的、具有独立的装置权利要求的特征的机动车的操作单元。

背景技术

机动车组件能够以不同的方式来操作。通过机械的或者机电的操作件、例如开关、旋转调节器或者旋转/按压调节器的操作更加广泛。借助语音对机动车组件的操作也是广为应用的。为此，在机动车中也应用触摸屏和触摸板，利用其能够舒适地操作机动车组件。在后者时，该操作例如也能够借助手写输入字母或者符号来实现。

此外原则上已知了借助手势来操作机动车组件。这类方法例如在WO2009/155465A1中被说明。手势例如是手指手势或者手的手势，该手势被探测并且转换成操作功能。手势可以多级地实施，从而例如在列表内选出确定的项目并且然后激活相关于该列表项的确定功能。为基本功能、例如像音量调节设置了简单的手势，从而在该种情况中将该操作步骤的选择最小化。在那里描述的系统中也提出了声音反馈，其相关于手势本身。因此，例如鉴于识别的手势而提出通过合成的语音来进行反馈。

手势的实施通常必须在预定义的三维操作空间中实现。该操作空间是机动车内场的一部分，然而操作者、尤其是机动车的驾驶员并不能识别出该操作空间的界限。因此对于操作者来说保持不可见性，是否其在执行手势时完全处于预设的三维操作空间中。

发明内容

在此本发明的目的在于，在识别三维操作空间时对操作者进行支持。

该目的根据本发明通过具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求12的特征的操作单元实现。

在用于通过手势操作机动车组件的根据本发明的方法中，在作为机动车的内舱的组成部分的三维操作空间中探测借助输入件、尤其是操作者的手或手的一部分实施的手势，并且实施与识别出的手势关联的操作功能，其中，一旦输入件从外部进入或者已经进入到三维操作空间中，就输出反馈信号。

该反馈信号尤其可以声学地或者光学地输出。此外，触觉的反馈信号也是可以的。

能够在不同的变体中产生反馈信号。该反馈信号例如可以在输入件完全进入到三维操作空间中时产生，从而马上可以执行一个手势。但是，反馈信号也可以在手的一部分区域、例如指尖进入到三维操作空间中时产生。在该种情况中，在输入件完全进入到三维操作空间中之前，操作者就已经获得反馈。然而，基于输入件的运动方向，对于操作者来说已经明显的是，操作者必须在哪个方向上进一步运动输入件，以使其完全进入到三维操作空间中。在该第二变体中，在输入件仅仅部分地进入到三维操作空间中时，反馈信号相对于输入件完全进入到操作空间中的情况可以是不同于。例如，从指尖进入到操作空间中起就输出声学信号，其频率被提高或者降低，直至输入件完全进入到该操作空间中。

为了探测该手势，而探测所述输入件的运动和/或状态并提取相应的参数。被提取的参数可以与存储的手势参数进行比较，并且在被提取的参数与手势的存储的手势参数足够一致时，选择与该手势相关联的操作功能。

如果设置光学反馈信号，那么为此尤其设置有在机动车驾驶员的主视野范围内的光学显示器，其例如在输入件进入到操作空间中时亮起、或者在输入件进入到操作空间中时改变其颜色。颜色的变化可以例如这样地设计，即在输入件的一部分进入到操作空间中时发出橙黄色的光，其随着输入件逐步进入到操作空间中从黄色变为绿色，其中，在绿色光时，输入件完全进入到操作空间中并且可以实施手势。

一旦输入件处于三维操作空间中并且没有探测到手势时，就可以输出反馈信号。为此操作者获得一个反馈，即可以使实施一个手势。如果反馈信号的输出在识别到手势之后终止，那么操作者对此获得关于识别到手势的反馈。可替换的是，在识别到手势时可以输出变化的反馈信号，以便为操作者给出相应的指示。尤其是，以语音的形式输出与识别到的手势相关联的操作功能。

如果反馈信号作为连续的声学反馈信号输出，那么操作者就获得相同的反馈，只要该输入件处于三维操作空间中。

如果反馈信号作为可变的声学反馈信号输出，那么就通过变化的声学反馈信号来以信号通知操作者，即，其接近了三维操作空间的边缘区域。在该种情况中，操作者获得关于操作空间的边界的进一步提示。

声学反馈信号能够以取决于所述输入件运动的速度或者输入件在三维操作空间中的位置的可变的频率输出。可替换的是，反馈信号在该种情况中能够以可变的音量输出。

如果输入件是操作者的手，那么声学反馈信号就能够以取决于手的展开状态的畸变因数输出。换句话说，该畸变因数取决于手是否张开或者闭合。

此外可以提出，反馈信号仅仅在事先已经执行了激活步骤时才输出。通过该激活步骤或者能接通或者断开声学反馈本身，也或者能激活系统。

此外可以设置中断手势，其中探测到中断手势时中断声学的反馈信号和/或终止手势输入。因此，在输入件无意地进入到三维操作空间时可以提早中断该过程。

机动车的用于借助手势来操作机动车组件的根据本发明的操作单元具有：

-用于在作为机动车的内舱的组成部分的三维操作空间中探测输入件、尤其是操作者的手或手的一部分的运动的装置，

-用于提取输入件的状态参数和/或运动参数的装置，

-用于将提取的参数与手势的存储的手势参数进行比较的装置，

-用于选择机动车组件的与识别出的手势关联的操作功能的装置，其中，操作单元还具有反馈单元，该反馈单元设计用于一旦输入件从外部进入或者已经进入到三维操作空间中就产生反馈信号。

附图说明

接下来根据附图和实施例对本发明进行详细说明。图中示出：

图1是操作空间的布置的原理图，

图2是操作单元的框图。

具体实施方式

图1中示意性地示出了作为直角平行六面体的机动车内舱1。在该机动车内舱1的内部设置有通过传感器、尤其是摄像机监控的三维操作空间2，其不具有可视的边界。在操作空间2的内部可以通过手3以已知的方式来执行手势，借助该手势可以操作机动车组件。操作空间2例如布置在机动车的中控台附近，从而使驾驶员能良好地达到该区域。如果操作者、尤其是驾驶员的手3进入到操作空间2中，那么产生一个反馈信号，从而给操作者一个相应的反馈。由此实现的是，操作者能够可靠地识别出，其手3处于该操作空间2中。在第一个变体中，当手3完全位于操作空间2中时就产生反馈信号，从而可以直接实施手势。在另外的设计方案中，当手3的指尖进入到操作空间2中时就已经输出反馈信号。在这种情况中，操作者获得相关于此的提早反馈，即手现在进入到了操作空间2中，然而并未完全进入。在该设计方案中，反馈信号可以从指尖进入到操作空间2直至手3完全进入到操作空间2中变化地输出，从而使得操作者获得相应的反馈。如果该反馈信号例如声学地输出，那么从指尖进入到操作空间2直至整个手3进入到操作空间2中，声学反馈信号的频率可以连续地提高或者降低。如果手3完全进入到操作空间2中，那么该频率就保持恒定。

如果在手3进入到操作空间2中之后探测到一个手势，那么就输出变化的反馈信号，从而以信号通知操作者，即识别到手势。变化的反馈信号尤其也可以在所选择的操作功能的再现中形成。如果通过手势例如激活了提高汽车收音机的音量的功能，那么作为声学反馈输出语音输出“提高音量”或者“音量被提高”。

如果手3处于操作空间2中并且没有识别到手势，那么声学反馈信号也能够以取决于手3运动的速度或者手3在三维操作空间2中的位置的可变的频率或者可变的音量而输出。由此，操作者获得关于操作进程的进一步信息，例如，手3接近了操作空间2的外边界并且因此产生这样的危险，即，手3离开操作空间2并且不能完全检测到手势。

尤其也可以提出光学反馈信号作为反馈信号。在该种情况中，在驾驶员的主视野中设置有例如彩色的发光显示器。如果手3完全地处于操作空间2中，那么该发光显示器就发出绿色的光，以信号通知驾驶员，其可以开始手势输入。在手3仅仅部分进入到操作空间2时，可以输出与之不同光色，从而也以信号通知驾驶员该状态。可替换的是，光学反馈能够通过抬头显示器输出。

为了能够在操作空间2中无意地实施手势时阻止相应操作功能的实施，尤其是设置有中断手势，利用该中断手势可以使事先通过手势选择的操作功能无效。在手3尽管有意进入到操作空间2中，但是不应执行操作手势时，也可以使用该中断手势。在该种情况中，通过中断手势可以中断反馈信号。

在图2中示出了用于执行根据本发明的方法的操作单元的框图。通过布置在机动车内舱1中并且监控操作空间2的手势传感器4，摄取操作空间2的三维画面。手势传感器4因此尤其是摄像机或者摄像机系统。手势传感器4在输出侧与手势识别器5连接。在该手势传感器5中尤其开始进行分段，也就是说，将手3的图像组成部分从背景中分离出来。该手势识别器5产生具有例如关于手或者各个手指的指向以及手或者手指的运动的信息列表。这些参数被输送给参数提取模块6，其从手势识别器5提供的信息或者参数中提取对于手势识别来说必要的参数。由参数提取模块6提取的手3的位置被输送给手势空间鉴别器7。在手势空间鉴别器7中检验，是否手3处于该操作空间2中。通过手势传感器4对空间进行监控，该空间大于操作空间2，然而该空间并未被严格地划定边界。因此，为了可靠地识别手势而定义了划定边界的操作空间2。

通过实现功能选择与提取的参数或者由此识别的手势的对应关系，由此将参数提取模块6在输出侧进一步与功能选择模块连接。因此，通过功能选择模块8来选择和激活相应的操作功能。

仅仅在手3处于操作空间2中、也就是手势在操作空间2中实施时，才实现在功能选择模块8中的功能选择。为此，功能选择模块8从手势空间鉴别器7获得相应的信息。

此外，参数提取模块6与声学反馈模块9连接。一旦手3进入到操作空间2中，就通过该声学反馈模块9产生声学信号并输出。声学反馈模块9从手势空间鉴别器7获得用于输出反馈信号的释放(Freigabe)。为此，声学反馈模块9从由参数提取模块6获得的参数可以推导出一种类型的声音反馈，例如从手2进入到操作空间3开始具有提高的频率的信号。

提到的模块中的至少一些，例如手势识别器5、参数提取模块6和手势空间鉴别器7全部或者部分地设计作为计算机程序的组成部分，该计算机程序在微处理器单元上运行。

Claims (14)

1.一种用于借助手势来操作机动车组件的方法，其中，在作为所述机动车的内舱(2)的组成部分的三维操作空间(2)中探测借助输入件、尤其是操作者的手(3)或手的一部分实施的所述手势，并且实施与识别出的所述手势关联的操作功能，其中，一旦所述输入件从外部进入或者已经进入到所述三维操作空间(2)中，就输出反馈信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了探测所述手势

-探测所述输入件的运动和/或状态并提取相应的参数，

-将提取的所述参数与存储的手势参数进行比较，

-在提取的所述参数与所述手势的存储的所述手势参数足够一致时，选择与所述手势相关联的操作功能。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，只要所述输入件处于所述三维操作空间(2)中并且还没有手势被探测出来，就输出所述反馈信号。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，只要手势被探测出来，那么所述反馈信号的所述输出就被中断、或者输出变化的反馈信号。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述反馈信号作为声学的、光学的或者触觉的反馈信号输出。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述反馈信号作为连续的声学反馈信号输出。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述反馈信号作为可变的声学反馈信号输出。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，以取决于所述输入件的运动的速度或者所述输入件在所述三维操作空间(2)中的位置的可变的频率输出所述声学反馈信号。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，以取决于所述输入件的上述运动的速度或者所述输入件在所述三维操作空间(2)中的所述位置的可变的音量输出所述声学反馈信号。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述输入件是手(3)，并且所述声学反馈信号以取决于所述手(3)的展开状态的畸变因数输出。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于激活步骤，其中所述反馈信号仅仅在所述激活步骤已经被执行时才输出。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，存储的所述手势包括中断手势，并且在探测到所述中断手势时中断所述反馈信号和/或终止手势输入。

13.一种用于借助手势来操作机动车组件的机动车的操作单元，具有

-用于在作为所述机动车的内舱(1)的组成部分的三维操作空间(2)中探测输入件、尤其是操作者的手(3)或手的一部分的运动的装置，

-用于提取所述输入件的状态参数和/或运动参数的装置，

-用于将提取的参数与所述手势的存储的手势参数进行比较的装置，

-用于选择所述机动车组件的与识别出的所述手势关联的操作功能的装置，

其特征在于反馈单元(9)，所述反馈单元设计用于一旦在所述输入件从外部进入或者已经进入到所述三维操作空间(2)中就产生反馈信号。

14.根据权利要求13所述的操作单元，其特征在于，所述操作单元设计用于执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。