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1、(10)申请公布号 CN 102037648 A (43)申请公布日 2011.04.27 CN 102037648 A *CN102037648A* (21)申请号 200980118120.9 (22)申请日 2009.05.28 102008026488.1 2008.06.03 DE H03K 17/96(2006.01) B60R 21/015(2006.01) (71)申请人 大陆汽车有限责任公司 地址 德国汉诺威 (72)发明人 霍尔默- 海尔特格林德曼 吉多迈尔- 阿伦特 (74)专利代理机构 北京康信知识产权代理有限 责任公司 11240 代理人 吴孟秋 李慧 (54)发明名。
2、称 用于接近识别的探测系统 (57)摘要 本 发 明 涉 及 一 种 探 测 系 统， 用 于 对 手 或 手 臂 运 动 (5) 在 显 示 和 操 作 单 元 (1) 的 方 向 上 的 接 近 进 行 识 别。 该 探 测 通 过 远 区 域 探 测 和 近 区 域 探 测 分 两 阶 段 地 实 现， 其 中 第 一 阶 段 通 过 至 少 一 个 光 学或声学传感器(4) 探测。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日2010.11.19 (86)PCT申请的申请数据PCT/EP2009/056546 2009.05.28 (87)PCT申请的公布数据WO2009/14。
3、7062 DE 2009.12.10 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页CN 102037651 A 1/1 页 2 1. 一种用于机动车的探测系统， 用于对手或手臂运动(5) 在显示和操作单元(1) 的方 向 上 的 接 近 进 行 识 别， 其 中 所 述 系 统 这 样 设 计， 即 分 两 阶 段 地 进 行 探 测， 并 且 相 对 于 所 述 显 示 和 操 作 单 元， 直 接 在 所 述 显 示 和 操 作 单 元 之 前 在 较 远 的 距 离 中 存 在 远 区 域 和 在 一。
4、 定 距 离 中 存 在 近 区 域， 其 特 征 在 于， 在 机 动 车 内 舱 (9) 中 的 接 近 识 别 包 括 作 为 第 一 阶 段 的 远 区 域 探 测 和 作 为 第 二 阶 段 的 近 区 域 探 测， 其 中 所 述 远 区 域 探 测 为 了 识 别 接 近 而 具 有 至 少 一 个 光 学传感器(4) 或至少一个声学传感器(4)， 并且所述远区域探测这样地设计， 即所述远区域 探 测 在 所 述 手 或 手 臂 运 动 (5) 从 所 述 远 区 域 过 渡 到 所 述 近 区 域 中 时 自 动 地 触 发 所 述 近 区 域探测。 2. 根据权利要求1 所述。
5、的系统， 其特征在于， 至少一个所述光学传感器(4) 是反射红外 线- 光栅。 3. 根据权利要求1 所述的系统， 其特征在于， 至少一个所述声学传感器(4) 是超声波传 感器。 4. 根 据 前 述 权 利 要 求 中 任 一 项 所 述 的 系 统， 其 特 征 在 于， 所 述 远 区 域 作 为 在 所 述 显 示 和操作单元(1) 和使用者(6) 之间的距离在1 和50cm 之间。 5. 根 据 前 述 权 利 要 求 中 任 一 项 所 述 的 系 统， 其 特 征 在 于， 所 述 显 示 和 操 作 单 元 具 有 触 摸屏(7)。 6. 根 据 前 述 权 利 要 求 中 任。
6、 一 项 所 述 的 系 统， 其 特 征 在 于， 所 述 显 示 和 操 作 单 元 (1) 集 成在机动车的中控台(8) 中。 7. 一种用于对用于机动车的探测系统进行操作的方法， 所述探测系统用于在机动车内 部 区 域 中 对 手 或 手 臂 运 动 (5) 在 显 示 和 操 作 单 元 (1) 的 方 向 上 的 接 近 进 行 识 别， 其 中 通 过 所 述 系 统 实 现 分 两 阶 段 的 探 测， 其 中 远 区 域 探 测 具 有 至 少 一 个 光 学 传 感 器 (4) 或 至 少 一 个 声 学 传 感 器 (4)， 并 且 所 述 远 区 域 探 测 随 着 在。
7、 所 述 显 示 和 操 作 单 元 (1) 的 方 向 上 的 所 述 手 或 手 臂 运 动 (5) 的 开 始 而 一 起 开 始， 并 且 近 区 域 探 测 通 过 所 述 手 或 手 臂 运 动 (5) 直 接 接 近 所述显示和操作单元(1) 通过所述远区域探测自动触发。 8. 根 据 权 利 要 求 7 所 述 的 方 法， 其 特 征 在 于， 通 过 在 所 述 近 区 域 中 接 近 所 述 显 示 和 操 作单元(1) 来触发显示和操作方案的改变。 9. 根据权利要求7 或8 所述的方法， 其特征在于， 所述显示和操作单元(1) 可通过接近 所 述 显 示 和 操 作 。
8、单 元 (1) 的 方 向 识 别， 通 过 所 述 远 区 域 探 测 根 据 驾 驶 员 或 副 驾 驶 员 方 面 的 使用者特性进行调节。 10. 根据权利要求7 至9 中任一项所述的方法， 其特征在于， 所述远区域探测随着所述 使用者(6) 的所述手或手臂开始在所述显示和操作单元(1) 的方向上的运动(5) 的同时而 一起开始。 11. 根据权利要求7 至10 中任一项所述的方法， 其特征在于， 通过所述近区域探测实现 对所述显示和操作方案的匹配。 12. 根据权利要求7 至11 中任一项所述的方法， 其特征在于， 所述近区域探测通过至少 一个电容传感器实现。 13. 根据权利要求7。
9、 至12 中任一项所述的方法， 其特征在于， 所述近区域探测通过信号 的电容输入耦合来实现。 权 利 要 求 书 CN 102037648 ACN 102037651 A 1/3 页 3 用于接近识别的探测系统 技术领域 0001 本 发 明 涉 及 一 种 探 测 系 统， 用 于 对 手 或 手 臂 运 动 在 显 示 和 操 作 单 元 的 方 向 上 的 接 近进行识别， 其中分两阶段地进行探测。 背景技术 0002 在 机 动 车 内 部 区 域 中 越 来 越 经 常 地 使 用 接 近 和 接 触 传 感 器， 以 便 以 对 使 用 者 友 好 的 方 式 优 化 在 使 用 。
10、者 和 例 如 信 息 和 辅 助 系 统 之 间 的 交 互 作 用。 在 此， 对 手 势 或 接 近 进 行 探 测和分析。 这通过产生物理的测量参数和将其转换为电信号来实现。 然后通过控制器触发 动作。 0003 为 了 对 在 使 用 者 和 信 息 系 统 之 间 的 交 互 作 用 过 程 加 以 支 持， 已 知 了 一 些 系 统， 它 们对接近显示器或操作元件进行探测和/ 或能够在驾驶员和副驾驶员之间进行区分。 然后 根据探测结果对显示和操作方案进行匹配于对应关系的改变。 在一些出版物中对用于接近 探测的装置进行了阐述。 0004 出版物WO 2007/006514 A1 。
11、公开了一种用于接近探测的、 带有发射和接收单 元的 装置。 在此， 该装置光电地在机动车外部区域中工作。 当人员从预定的、 中心的方向接近时， 在机动车的近区域中借助于在人员身上的编码发送器触发控制信号。 0005 在 已 知 的 装 置 中 的 探 测 在 限 定 的 探 测 区 域 中 进 行， 该 探 测 区 域 位 于 显 示 器 或 操 作 单 元 的 近 区 域 中。 通 过 使 用 电 容 式 的 传 感 器 实 现 在 使 用 者 方 面 的 稳 定 的 信 号 输 入 耦 合 (Signaleinkopplung)。 0006 已 知 的 装 置 和 方 法 具 有 的 缺 。
12、点 是， 使 用 者 必 须 自 身 携 带 发 射 单 元 或 例 如 芯 片 卡 形 式的编码发送器或者例如集成在汽车锁中的发射单元， 以便触发控制信号。 此外， 通过在人 体 上 的 稳 定 的 信 号 输 入 耦 合 必 要 的 是 较 高 的 能 量 消 耗。 由 于 持 续 的 信 号 输 入 耦 合， 即 使 用 者暴露在磁场和/ 或电场中， 探测装置被认为对使用者的健康有害。 发明内容 0007 因 此， 本 发 明 的 目 的 在 于， 实 现 一 种 用 于 接 近 识 别 的 探 测 系 统， 该 探 测 系 统 不 需 要 在使用者方面的发射单元， 节能地工作并且使发射。
13、到人体上的信号最 小化。 0008 用 于 机 动 车 的、 要 求 保 护 的 探 测 系 统 用 于 在 机 动 车 内 舱 中 对 手 或 手 臂 运 动 在 显 示 和 操 作 单 元 的 方 向 上 的 接 近 进 行 识 别， 该 探 测 系 统 具 有 分 两 阶 段 的 探 测。 第 一 阶 段 包 括 通 过 至 少 一 个 光 学 或 声 学 传 感 器 的 远 区 域 探 测， 第 二 阶 段 包 括 借 助 于 电 容 式 的 传 感 器 通 过 信 号 输 入 耦 合 和 输 出 耦 合 (auskopplung) 实 现 的 近 区 域 探 测。 该 系 统 这 样。
14、 设 计， 即 当 手 或 手 臂运动过渡到近区域中时， 远区域探测自动地触发近区域探测。 0009 一 种 用 于 对 用 于 机 动 车、 特 别 是 机 动 车 内 舱 的 探 测 系 统 进 行 操 作 的 方 法， 该 探 测 系 统 用 于 对 手 或 手 臂 运 动 在 显 示 和 操 作 单 元 的 方 向 上 的 接 近 进 行 识 别， 其 中 探 测 分 两 阶 段 地 进 行， 并 且 其 中 远 区 域 探 测 随 着 手 或 手 臂 在 显 示 和 操 作 单 元 的 方 向 上 的 运 动 的 开 始 而 一 起开始， 并且远区域探测当从远区域到近区域的运动过渡时。
15、自动地触发近区域探测。 说 明 书 CN 102037648 ACN 102037651 A 2/3 页 4 0010 通过将探测过程分割成近和远区域实现了一种节能的方法。 当使用者进入远区域 中 时， 通 过 相 对 于 其 它 传 感 器 特 别 节 能 地 工 作 的 光 学 传 感 器 识 别 出 接 近， 并 且 仅 仅 当 进 入 近区域中时才执行消耗能量的控制命令和系统- 使用者- 对话。 如果使用者在向前进入到 近 区 域 中 之 前， 又 离 开 远 区 域， 则 因 此 确 定 没 有 对 话 并 且 将 系 统 保 持 在 需 要 较 小 能 量 消 耗 的模式中。 00。
16、11 通过在从属权利要求中给出的措施， 可以实现有利的改进方案和改善之处。 0012 根 据 本 发 明， 第 一 探 测 阶 段 的 传 感 器 是 反 射 红 外 线 - 光 栅 或 超 声 波 传 感 器。 这 有 利 地 在 于， 这 些 传 感 器 在 机 动 车 内 舱 中 通 过 使 用 在 毫 米 范 围 中 和 该 范 围 以 下 的 短 波 长 而 适 于 在 半 米 以 下 的 相 对 较 短 的 有 效 距 离。 远 区 域 可 以 具 有 从 10cm 到 半 米 的 使 用 者 - 显 示 距 离。 因此特别在较小的距离中需要注意的是， 所使用的传感器必须总是足够快。
17、， 以便当进入 近区域时接通近区域传感器。 用于近 和远区域的精确的移动单元取决于机动车类型并且可 以 相 应 地 调 节。 远 区 域 传 感 器 优 选 地 布 置 在 车 顶 天 花 板 上、 例 如 在 阅 读 灯 或 后 视 镜 附 近 或 者在显示和操作元件的区域中。 0013 在 一 个 优 选 的 实 施 例 中， 探 测 的 第 一 阶 段 随 着 手 或 手 臂 开 始 在 显 示 和 操 作 单 元 的 方 向 上 的 运 动 而 执 行 远 区 域 探 测。 根 据 本 发 明 由 此 激 活 第 二 探 测 阶 段， 其 通 过 发 射 到 手 臂 或 手 上 的 信。
18、 号 来 探 测 在 显 示 和 操 作 单 元 的 近 区 域 中 的 运 动 和 相 应 的 电 容 式 的 信 号 输 出 耦 合。 近区域传感器设计为接近开关。 电容式的接近开关的功能以在其传感器电极之前的环 境 中 的 电 场 的 改 变 为 基 础， 例 如 通 过 手 臂 或 手 进 入 到 显 示 和 操 作 元 件 的 近 区 域 中 引 起， 该 近 区 域 由 该 传 感 器 覆 盖。 通 过 探 测， 采 取 用 于 匹 配 与 显 示 和 操 作 方 案 的 措 施。 接 近 该 系 统 则触发控制命令。 对此例如可以是显示和操作表面的外表形状的变化、 适当的断开， 。
19、或将对 于驾驶员和/ 或副驾驶员的功能关闭或者分配对于驾驶员或副驾驶员的功能。 0014 在 本 发 明 的 一 个 优 选 的 实 施 例 中， 用 于 触 发 信 号 的 编 码 发 送 器 并 不 是 必 要 的。 在 显示和操作单元的近区域中的接近本身已经导致了执行控制命令。 0015 根据本发明， 显示和操作单元可以设计为触摸屏并且布置在机动车的中控台中。 0016 通 过 根 据 本 发 明 的 分 两 阶 段 的 探 测， 特 别 在 近 区 域 中 取 消 了 在 使 用 者 上 的 稳 定 的 信号输入耦合。 0017 通过接近识别的第一阶段激活了根据使用者特性的接近识别(N。
20、aherkennung)。 因 此可以提早地示出根据使用者特性的内容。 通过操作者的提早的识别能够根据系统缩短在 使用者输入方面的操作滞后期。 附图说明 0018 根据几个实施例详细地说明用于接近识别的探测系统。图中示出 ： 0019 图 1 示出了接近探测的第一阶段( 远区域探测) ； 0020 图 2 示出了接近探测的第二阶段( 近区域探测) ； 0021 图 3 示出了分两阶段的接近探测的流程。 具体实施方式 0022 图 1 示 出 了 接 近 探 测 的 第 一 阶 段 ， 在 机 动 车 内 舱 9 中 的 通 过 至 少 一 个 光 学 传 感 器 4 实现远区域探测， 该传感器。
21、设计为反射红外线- 光栅。 显示和操作单元1 设计为触摸屏7 说 明 书 CN 102037648 ACN 102037651 A 3/3 页 5 或另外的显示器， 并且位于机动车的中控台8 中。 反射红外线- 光栅位于机动车的车顶10 处的后视镜的高度中。 探测的第一阶段同样可能利用超声波传感器实现。 远区域探测随着 手或手臂在显示和操作单元1 的方向上的运动5 而同时开始。 远区域在机动车内舱9 中可 在几厘米和半米之间调节。 0023 在 经 过 光 栅 时， 从 使 用 者 反 射 的 光 信 号 由 反 射 光 栅 的 接 收 器 接 收 并 且 在 评 估 单 元 中被如下地评估，。
22、 接近运动是否在显示和操作单元1 的方向上持续， 或者中断。 当离开远区 域进入近区域时激活近区域的信号传输传感器。 通过反射光栅的适合的布置可以对运动的 开始进行记录， 并且该探测在早先的运动阶段中已经开始。 0024 在 图 2 中 示 出 了 接 近 探 测 的 第 二 阶 段， 近 区 域 探 测。 借 助 于 在 人 体 6 上 的 信 号 输 入 耦 合， 进 行 在 显 示 和 操 作 单 元 1 的 近 区 域 中 的 探 测。 探 测 在 近 区 域 中 通 过 电 容 式 的 距 离 传 感 器 实 现。 该 传 感 器 将 需 要 检 测 的 参 数， 在 此 是 距 离。
23、 转 换 成 进 一 步 处 理 的 信 号。 该 功 能 以 在 激 活 区、 即 近 区 域 的 周 围 环 境 中 的 电 场 的 变 化 为 基 础。 通 过 手 臂 或 手 5 在 显 示 和 操 作 单元1 的方向上的接近， 在传感器的电场中实现了电容改变。 通过该电容改变， 将控制命令 输 出 到 显 示 和 操 作 单 元 1 上。 实 现 了 显 示 和 操 作 方 案 的 使 用 者 规 定 的 匹 配， 也 就 是 说 根 据 第 一 信 号 从 哪 个 方 向 到 达 接 收 器 上， 显 示 和 操 作 单 元 1 在 第 二 探 测 阶 段 中 接 入 到 具 有 。
24、相 应 的信息的驾驶员- 或副驾驶员模式中。 0025 在图3 中示出分两阶段的接近探测的流程。 该过程随着在显示和操作单元1 的方 向上的手运动5 的远区域探测借助于反射- 红外线- 光栅而一起开始。 如果识别了这样的 运动， 则在运动延续时在近区域中激活近区域探测。 0026 如果通过信号输入耦合， 在显示和操作单元1 之前几厘米探测到使用者6 的手5， 则采取用于改变显示和操作方案的措施。 探测由于使用者的手5 的抽回而失败并且解除近 区域探测。重新进行远区域探测。 说 明 书 CN 102037648 ACN 102037651 A 1/2 页 6 图1 图2 说 明 书 附 图 CN 102037648 ACN 102037651 A 2/2 页 7 图3 说 明 书 附 图 CN 102037648 A。