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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Handzeichen-Schaltvorrichtung, mittels welcher eine Bedienungsperson
Bedienungsinformation in ein gesteuertes Objekt eingibt, und insbesondere
eine Handzeichen-Schaltvorrichtung, um einem Fahrer zu ermöglichen,
leicht ein in einem Fahrzeug eingebautes Gerät, wie z. B. ein Klimatisierungsgerät und ein Audiogerät, zu bedienen,
ohne das sein/ihr Fahren beeinträchtigt
wird und ohne die Notwendigkeit einer Berührung eines Bedienfeldes des
im Fahrzeug eingebauten Gerätes.
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Es wurde bereits ein technisches
System (beispielsweise
JP-A-11-134090 )
zum Betätigen
eines in einem Fahrzeug eingebauten Gerätes, wie z.B. eines Klimatisierungsgerätes und
Audiogerätes, ohne
Berührung
eines Bedienfeldes des im Fahrzeug eingebauten Gerätes vorgeschlagen,
in welchem ein Bild eines Körperteils
(beispielsweise der linken Hand) eines Fahrers von einer Kammer
aufgenommen wird und einer Mustererkennung unterworfen wird, um
Information zu gewinnen, die zum Betätigen des im Fahrzeug eingebauten
Gerätes
verwendet wird.
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In einem weiteren vorgeschlagenen
technischen System (z.B.
JP-A-2001-216069 )
wird zum Betreiben eines im Fahrzeug eingebauten Gerätes Information
aus der Gestik, wie z.B. Fingerzeichen und Fingerbewegung, eines
Fahrers erfaßt.
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Diese Verfahrensweise, welche durch
die Mustererkennung zum Erkennen einer Form oder eines Musters einer
Handfläche,
Hand, Fingers oder dergleichen aus deren aufgenommen Bild, oder durch
die Bewegungsdetektion zum Detektieren einer Bewe gung einer Handfläche, Hand,
Fingers oder dergleichen durch Verfolgen von deren Positionsveränderung
realisiert wird, wird in der vorliegenden Beschreibung als eine „Handzeichen-Schaltvorrichtung" bezeichnet. Hierin
nachstehend werden die Handfläche,
Hand, Finger usw. zusammengenommen als "Hand" bezeichnet,
sofern es nicht anderweitig speziell spezifiziert wird.
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Wie vorstehend erwähnt ist
eine Vielzahl von Hilfsgeräten,
wie z.B. ein Audiogerät,
Klimatisierungsgerät
usw. in einem Fahrzeug eingebaut. Zusätzlich besitzt jedes Gerät verschiedene
Einstellfunktionen. Beispielsweise besitzt ein in einem Fahrzeug
eingebautes Audiogerät,
wie z.B. ein Rundfunkempfänger,
Bandspieler, CD-Spieler usw., jeweils Lautstärke-, Kanalauswahl-, Abspiel-,
und Stopfunktionen. Das Klimatisierungsgerät hat Funktionen einer Einstellung
der Temperatur, Gebläsestärke, Gebläserichtung
usw..
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In beiden vorstehend erwähnten herkömmlichen
Beispielen ist jedoch eine Vielfalt von Handzeichen zu verwenden,
wovon jedes nur ein entsprechendes gesteuertes Objekt spezifiziert,
und ein weiteres Handzeichen zum Spezifizieren eines Betätigungsbetrages
verwendet wird. Somit muß sich
ein einzelner Fahrer eine extrem große Anzahl von Handzeichen merken
und demzufolge kann er/sie am Fahren gehindert sein.
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Andererseits ist eine Handzeichen-Schaltvorrichtung
nur in der Lage, Informationsteile einzugeben, wovon jedes im allgemeinen
eindeutig abhängig
davon bestimmt ist, mit welchem Zeichen einer Hand es gebildet wird,
oder in welcher Weise eine Handbewegung durchgeführt wird oder dergleichen. Dieses
stellt ein Problem in einer einwandfreien Einstellung entsprechender
Funktionen verschiedener Schaltbetätigungsobjekte.
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Insbesondere sind einige gesteuerte
Objekte, wie z.B. eine Kanalauswahl bei einem Rundfunkempfänger und
ein Gebläsestärke, bevorzugt
einer großen
kontinuierlichen/schrittweisen Betätigung zu unterziehen, während andere
gesteuerte Objekte, wie z.B. Temperatur oder Tonlautstärke, bevorzugt einer
kontinuierlichen feinen Betätigung
zu unterwerfen sind.
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Somit ist es zu bevorzugen, daß eine aus
der Handzeichen-Schaltvorrichtung
einzugebende Schaltbetätigungsinformation
abhängig
beispielsweise von der Präferenz
eines Fahrers oder von dem gesteuerten Objekt veränderbar
ist, um so die Bedienbarkeit der Schaltvorrichtung zu verbessern.
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Es ist ferner wichtig, einem Fahrer
zu ermöglichen
eine Handzeichen-Schaltvorrichtung ohne zusätzliche Belastung, welche ihn/sie
am Fahren hindert, zu nutzen, wenn er/sie Information zum Steuern des
Betriebs des im Fahrzeug eingebauten Gerätes eingibt. Ferner ist es
natürlich
zu bevorzugen, daß die
Betätigungsinformation
leicht und angemessen in Abhängigkeit
von dem im Fahrzeug eingebauten Gerät, das als ein zu bedienendes
gesteuertes Objekt dient, eingegeben werden kann.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
in der Bereitstellung einer Handzeichen-Schaltvorrichtung, welche
in ihrer Bedienbarkeit ausgezeichnet ist, um einer Bedienungsperson, wie
z.B. einem Fahrer, zu ermöglichen,
ohne weiteres Eingabeinformation leicht in gesteuerte Objekte durch
die Schaltvorrichtung einzugeben, wobei die Information zum Steuern
von Operationen der gesteuerten Objekte, wie z.B. eines im Fahrzeug
eingebauten Gerätes,
verwendet wird, wobei die Handzeichen-Schaltvorrichtung insbesondere
dafür geeignet ist,
die Betätigungsinformation
in einer Weise einzugeben, die für
jedes einzelne gesteuerte Objekt geeignet ist.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Handzeichen-Schaltvorrichtung,
um einer Bedienungsperson zu ermöglichen,
Betätigungsinformation
in gesteuerte Objekte über
die Schaltvorrichtung einzugeben, ohne eine zusätzliche Belastung für die Bedienungsperson
zu bewirken.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird eine Handmuster- bzw.
Handzeichen-Schaltvorrichtung bereitgestellt, welche eine Bildaufnahmeeinrichtung zum
Aufnehmen eines Bildes einer Hand aufweist, die sich innerhalb einer
vorbestimmten Bildaufnahmezone befindet und in welcher ein Handzeichen bzw.
-muster erkannt und eine Handbewegung aus dem aufgenommenen Bild
detektiert wird, um eine Betätigungsinformation
für ein
gesteuertes Objekt zu erhalten.
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Die Aufgabe kann durch die in den
Ansprüchen
definierten Merkmale gelöst
werden.
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Eine Handzeichen-Schaltvorrichtung
gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Steuerobjekt-Einstelleinrichtung
zum Auswählen
eines von gesteuerten Objekten in Abhängigkeit von dem erkannten
Handzeichen und/oder der detektierten Handbewegung auf, und eine
Detektionsmodus-Umschalteinrichtung zum Umschalten eines Detektionsmodus
der Betätigungsinformation
auf der Basis der Handbewegung in Abhängigkeit davon, welches gesteuerte
Objekt ausgewählt
wird.
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Die Steuerobjekt-Einstelleinrichtung
kann zyklisch eines von gesteuerten Objekten jederzeit auswählen, wenn
ein vorbestimmtes Handbewegungsmuster detektiert wird. Die Detektionsmodus-Umschalteinrichtung
kann einen Bewegungsstrecken-Detektionsmodus, in welchem eine Bewegungsstrecke
der Hand in der Bildaufnahmezone detektiert und als die Betätigungsinformation
verwendet wird, einen Stopzeit-Detektionsmodus, in welchem eine
Stopzeit der Hand in einer Stopposition, in welche die Hand über eine
vorbestimmte Strecke oder mehr in der Bildaufnahmezone bewegt wurde,
detektiert und als die Betätigungsinformation
verwendet wird, und eine Detektionsmodus-Einstelleinrichtung zum
Einstellen wenigstens eines von dem Bewegungsstrecken-Detektionsmodus
und dem Stopzeit-Detektionsmodus aufweisen. Stärkerbevorzugt ist der Bewegungsstrecken-Detektionsmodus ein Modus,
in welchem die Bewegungsstrecke der Hand in einer mehrstufigen Art
unter Verwendung einer vorbestimmten Bewegungsstrecke als eine Detektionseinheit
detektiert wird.
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Gemäß der vorstehend erwähnten Handzeichen-Schaltvorrichtung
kann der Detektionsmodus der Betätigungsinformation,
die an die gesteuerten Objekte geliefert wird, beispielsweise geeignet
in Abhängigkeit
von Eigenschaften gesteuerter Objekte, der Präferenz oder, dem Verhalten
einer Bedienungsperson, wie z.B. einem Fahrer oder dergleichen eingestellt
werden. Somit können
praktische Vorteile dahingehend erzielt werden, daß gesteuerte Objekte,
wie z.B. Einstellungsobjekte einer Vielzahl von in einem Fahrzeug
eingebauten Geräten,
effektiv unter vereinfachten Betätigungen
durch eine Bedienungsperson mit verringerter Belastung betätigt werden.
Insbesondere kann, da der Betätigungsinformations-Detektionsmodus
abhängig
von dem gesteuerten Objekt umgeschaltet werden kann, die Betätigungsinformation
in vorteilhafter Weise in jedes gesteuerte Objekt, unabhängig davon
eingegeben werden, ob das gesteuerte Objekt bevorzugt schrittweise mit
einem relativ großen
Betätigungsbetrag
oder kontinuierlich mit einem relativ kleinen Betätigungsbetrag
zu bedienen ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
vorliegenden Erfindung wird eine Fahrzeug-Handzeichen-Schaltvorrichtung
bereitgestellt, in welcher sich eine Bildaufnahmezone an einer Stelle
befindet, welche seitlich von einem Lenkrad eines Fahrzeugs angeordnet
ist und in welche ein Fahrer, der das Lenkrad betätigt, seinen/ihren
Arm ohne Veränderung
einer Fahrhaltung ausstrecken kann.
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Die Bildaufnahmezone kann wenigstens
50 mm von einem Außenumfang
des Lenkrades entfernt sein und kann eine rechteckige Form haben
und kann eine Größe von etwa
600 mm in einer Fingerspitzenrichtung und etwa 350 mm in einer Breitenrichtung
der ausgestreckten Hand des Fahrers aufweisen. Die Detektion der
Handbewegung in der Bildaufnahmezone kann die Detektion einer Verschiebung
von 10 mm bis 70 mm einer Schwerpunktsposition der Hand, die aus
dem aufgenommenen Bild ermittelt wird, als eine Steuerobjektauswahl
und/oder einer Betätigungsbetrag
eines betroffenen gesteuerten Objektes aufweisen.
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Gemäß der vorstehend erwähnten Fahrzeug-Handzeichen-Schaltvorrichtung
kann eine auf einem Handzeichen und einer Handbewegung basierende
Betätigungsanweisung
zuverlässig
detektiert werden, ohne von der Handbewegung oder Armbewegung eines
Fahrers für
eine Fahroperation beeinflußt
zu werden. Dieses in der Praxis beispielsweise insbesondere deshalb
vorteilhaft, daß die
Betätigungsinformation
korrekt einem gewünschten,
im Fahrzeug eingebauten Gerät
gemäß den Detektionsergebnissen
zugeführt
werden kann. Insbesondere kann eine Handbewegung, welche eine von
dem Fahrer real ausgeführte
imaginäre
Betätigung
ist, während
sein/ihr Arm auf einer Armauflage liegt, zuverlässig detektiert werden. Somit
kann beispielsweise die Belastung des Fahrers zum Zeitpunkt der
Betätigung
vorteilhaft verringert werden.
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In einer Fahrzeug-Handzeichen-Schaltvorrichtung
gemäß noch einem
weiteren Aspekt dieser Erfindung ist die Bildaufnahmeeinrichtung
an einer Stelle angeordnet, in welcher die Bildaufnahmeeinrichtung
ein Bild einer Zone aufnehmen kann, in welche ein Fahrer, welcher
ein Lenkrad eines Fahrzeugs bedient, seinen/ihren Arm ausstrecken
kann, ohne seine Fahrhaltung zu verändern. Die Bildaufnahmeeinrichtung
kann an einem Dach des Fahrzeugs angeordnet sein.
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Mit dieser Handzeichen-Schaltvorrichtung
ist dieser Fahrer in der Lage, Betätigungsinformation in die Schaltvorrichtung
und in ein betroffenes gesteuertes Objekt mit einer verringerten
Belastung einzugeben.
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Eine Handzeichen-Schaltvorrichtung
gemäß einem
weiteren Aspekt dieser Erfindung weist eine Steuerobjekt-Auswahleinrichtung
zum zyklischen Auswählen
eines von gesteuerten Objekten auf, wenn eine vorbestimmte Handbewegung
wiederholt wird, und eine Betätigungsbetrag-Veränderungseinrichtung
zum Verändern
eines Betätigungsbetrags des
ausgewählten
gesteuerten Objektes in Abhängigkeit
von der Handbewegung.
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Die Handzeichen-Schaltvorrichtung
kann eine Betätigungsbeginn-Erkennungseinrichtung
zum Erkennen, daß eine
Betätigung
des Gerätes
begonnen wird, aufweisen, wenn ermittelt wird, daß das erkannte
Handzeichen einen vorbestimmten ersten Handzeichen entspricht, und
die Steuerobjekt-Auswahleinrichtung kann ein Steuerobjekt abhängig von einer
Bewegung der Hand auswählen,
deren erkanntes Handzeichen einem vorbestimmten zweiten Handzeichen
entspricht, nachdem erkannt worden ist, daß die Betätigung der Vorrichtung begonnen
ist. Die Betätigungsbeginn-Erkennungseinrichtung
kann eine Bestätigungseinrichtung
aufweisen, um zu bestätigen,
daß die
Hand des ersten Handzeichens nicht nach einem speziellen Gegenstand
greift oder diesen berührt,
und um dann zu ermitteln, daß die Betätigung der
Handzeichen-Schaltvorrichtung begonnen worden ist. Ferner kann das
erste Handzeichen einem entsprechen, das gebildet wird, wenn die Hand
nach einem Gegenstand faßt,
und das zweite Handzeichen kann einem entsprechen, das gebildet wird,
wenn die Hand mit ihrem Finger auf einen Gegenstand zeigt. Die Handzeichen-Schaltvorrichtung kann
eine Beginnförderungseinrichtung
zum Fördern des
Beginns der Betätigungsbetrag-Veränderungseinrichtung
aufweisen, wenn das erkannte Handzeichen einen vorbestimmten dritten
Handzeichen entspricht und eine detektierte Position der Hand in
der Bildaufnahmezone für
eine vorbestimmte Zeit nach der Auswahl des Steuerobjektes nicht
verschoben wird.
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Anhand der vorstehend erwähnten Handzeichen-Schaltvorrichtung
kann eine zyklische Auswahl eines Steuerobjektes durch eine Bedienungsperson, wie
z.B. einen Fahrer, durchgeführt
werden, indem er beispielsweise wiederholt ein Handbewegungsmuster
ausführt,
das einer Drückbetätigung eines
Tastenschalter mit seinen/ihren Fingern entspricht. Ferner kann
beispielsweise ein Betätigungsbetrag
eines Gangschalthebels verändert
werden, indem mit dem ersten Handzeichen eine Handbewegung ausgeführt wird,
die einer Betätigung
einer Bewegung des Gangschalthebels mit einer Hand entspricht. Diesbezüglich ist
in den in
JP-A-11-134019 und
JP-A-2001-216069 offenbarten
technischen Systemen jeweils ein einzelnes Fingermuster einem entsprechenden
gesteuerten Objekt zugeordnet, und ein weiteres Fingermuster ist
einer Ermittlung des Betrags der Betätigung zugeordnet. Aus diesem Grunde
muß sich
der Fahrer eine große
Anzahl von Fingermustern merken, und somit kann sein/ihr Fahren
beeinträchtigt
sein.
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Die Erfindung wird im Detail in Verbindung mit
den Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Ansicht, welche einen allgemeinen Aufbau einer Handzeichen-Schaltvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
dieser Erfindung darstellt;
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2 eine
Ansicht, welche eine Fingerbild-Aufnahmezone in der in 1 dargestellten Handzeichen-Schaltvorrichtung
darstellt;
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3 eine
Ansicht, welche eine allgemeine Prozedur von Betätigungen zur Eingabe von Schaltbetätigungsinformation
in die Handzeichen-Schaltvorrichtung darstellt;
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4A eine
Ansicht, welche ein Beispiel eines Fingermusters darstellt, das
zum Erteilen eines Befehls in der Schaltbetätigung für die Handzeichen-Schaltvorrichtung
verwendet wird;
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4B eine
Ansicht eines anderen Beispiels eines Fingermusters;
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4C eine
Ansicht eines weiteren Beispiels eines Fingermusters;
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5 eine
Ansicht, welche ein Beispiel einer Steuerobjektauswahl durch eine
Drückbetätigung mit Fingern
darstellt;
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6 eine
Ansicht, welche ein Beispiel eines Eingabemodus-Einstellbildschirms
darstellt, welcher zum Einstellen von Steuerobjekten entsprechenden Einstellmodi
verwendet wird;
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7 ein
Flußdiagramm,
das einen Teil von Verarbeitungsprozeduren für die in die Handzeichen-Schaltvorrichtung
eingegebene Schaltbetätigungsinformation
darstellt;
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8 ein
Flußdiagramm,
das Verarbeitungsprozeduren darstellt, die in 7 dargestellten Prozeduren folgen;
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9 ein
Flußdiagramm,
das Prozeduren für
die Detektion einer Schaltbetätigungsinformation in
einem Streckenmodus darstellt;
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10 ein
Flußdiagramm,
das Prozeduren für
die Detektion einer Schaltbetätigungsinformation in
einem Zeitmodus darstellt;
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11 ein
Flußdiagramm,
das Prozeduren für
die Detektion einer Schaltbetätigungsinformation in
einem Strecken/Zeit-Modus
darstellt;
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12A einen
Graphen, welcher eine Beziehung zwischen einem Betrag der Fingerbewegung und
einer Häufigkeit
imaginärer
Schaltbetätigungen eines
Drucktastenschalters darstellt, die von Fahrern in der Realität durchgeführt wird.
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12B einen
Graphen, welcher eine Beziehung zwischen einem Betrag der Fingerbewegung und
einer Häufigkeit
imaginärer
Schaltbetätigungen eines
Hebelschalters darstellt, die von Fahrern in der Realität durchgeführt wird;
und
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12C einen
Graphen, welcher eine Beziehung zwischen der Stopzeit und Häufigkeit
des Stoppens einer imaginären
Schaltbetätigung
darstellt, die von Fahrern in der Realität ausgeführt wird.
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Eine Handzeichen-Schaltvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
dieser Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Nachstehend
werden Handfläche,
Hand, Finger usw. kollektiv als "Hand" bezeichnet, sofern
es nicht anderweitig speziell spezifiziert wird.
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Gesamtaufbau
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1 ist
eine Ansicht eines allgemeinen Aufbaus eines wesentlichen Teils
einer Handzeichen-Schaltvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform,
welche einen Zustand um einen Fahrersitz eines Lastwagens herum
und Funktionen der Handzeichen-Schaltvorrichtung darstellt, die
beispielsweise durch einen Mikrocomputer (ECU) und dergleichen realisiert
werden. In der Nähe
des Fahrersitzes sind ein von dem Fahrer bedientes Lenkrad 1,
ein (nicht dargestellter) Kombinationsschalter, usw. vorgesehen,
während
ein Betätigungsabschnitt 2 für ein Audiogerät, für ein Klimatisierungsgerät usw.,
welche als Steuerobjekte dienen, auf einem Konsolenfeld vorgesehen
ist. Am Dach über
dem Fahrersitz ist eine Videokamera 3 für die Aufnahme eines Bildes
der Finger eines Fahrers angeordnet, welcher seine/ihre Hand zu
einer Bildaufnahmezone ausstreckt, die seitlich von dem Lenkrad 1 angeordnet
ist. Die Kamera 3 besteht aus einer kleinen CCD-Kamera
oder dergleichen.
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Kameraanordnung
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Gemäß Darstellung in 2 ist die Bildaufnahmezone 3a der
Kamera 3, die seitlich von dem Lenkrad 1 angeordnet
ist, wenigstens 50 mm, bevorzugt etwa 100 mm von einem Außenumfang
des Lenkrades 1 beabstandet. Außerdem ist die Bildaufnahmezone 3a von
der Form her ein Rechteck und besitzt eine Größe von etwa 600 mm in der Fingerspitzenrichtung
und etwa 350 mm in einer Breitenrichtung der Hand des Fahrers in
seitlicher Richtung zu dem Lenkrad 1.
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Da die Bildaufnahmezone 3a,
wie vorstehend erwähnt
eingestellt ist, fällt
die Hand des Fahrers nicht in die Bildaufnahmezone 3a,
wenn der Fahrer das Lenkrad 1 festhält oder den (nicht dargestellten)
Kombinationsschalter betätigt,
welcher an einer Lenksäulenwelle
befestigt ist, und der Fahrer kann seine/ihre Finger in die Bildaufnahmezone 3a ohne große Bewegung
des Arms bewegen. Insbesondere kann der Fahrer seinen/ihren Arm
in die Bildaufnahmezone 3a ausstrecken, ohne seine Fahrhaltung
zu verändern,
wobei der Arm auf einer Armauflage 5 aufliegt, welche seitlich
von dem Fahrersitz angeordnet ist. Außerdem ist die Bildaufnahmezone 3a von dem
Betätigungsabschnitt 2 für das Audiogerät usw. abgesetzt
bzw. beabstandet angeordnet.
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Mit der vorstehenden Anordnung wird
verhindert, daß eine
Handbewegung für
einen Fahrvorgang oder eine direkte Betäti gung des Betätigungsabschnittes 2 des
Audiogerätes
usw. irrtümlicherweise
als eine Schaltbetätigung
detektiert wird.
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Wenn ein (nicht dargestellter) Gangschalthebel,
der zum Betätigen
eines Getriebes verwendet wird, in der wie vorstehend beschrieben
eingestellten Bildaufnahmezone 3a angeordnet ist, kann
beispielsweise ein druckempfindlicher Sensor auf den Gangschalthebel
vorgesehen sein, um eine Detektion durchzuführen, ob der Gangschalthebel
von dem Fahrer ergriffen wird. Das Vorsehen eines derartigen Sensors
macht es möglich,
leicht zu ermitteln, ob der Gangschalthebel oder die Handzeichen-Schaltvorrichtung
von der in die Bildaufnahmezone 3a ausgestreckten Hand
des Fahrers betätigt
wird, wodurch verhindert wird, daß eine Fahrbetätigung irrtümlicherweise
als eine Schaltbetätigung
detektiert wird. Alternativ kann die Höhe der Fahrerhand (d.h., der
Abstand von der Kamera 3) unter Verwendung einer stereoskopischen
Kamera, die als die Kamera 3 dient detektiert werden, um
zu ermitteln, ob die in die Bildaufnahmezone 3a ausgestreckte
Fahrerhand den Gangschalthebel betätigt oder sich in einem Raum über dem
Gangschalthebel befindet.
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Wie vorstehend erwähnt, ist
die Einstellung der Bildaufnahmezone 3a so, daß der Fahrer
seine/ihrer Finger in diese Zone bewegen kann, ohne groß den Arm
zu bewegen. Außerdem
ist die Bildaufnahmezone so eingestellt, daß der Fahrer eine Fingerbewegung
(Verschiebung) für
einen imaginären Schaltvorgang
in dieser Zone real ausführen
kann. Wenn der Fahrer tatsächlich
einen Schalter des Audiogerätes
usw. betätigt,
wird eine Reaktionskraft erzeugt, und somit hat der Fahrer die Sicherheit,
daß er/sie
eine Schaltbetätigung
ausgeführt
hat. Andererseits bewegt bei einem imaginären Schaltvorgang der Fahrer
einfach seine/ihre Hand in einem vorbestimmten Raum und es wird
keine Reaktionskraft erzeugt. Somit hat die Bedienungs person kein
direktes körperliches
Gefühl,
hat jedoch einen sensorischen Eindruck aufgrund seiner/ihrer Fingerbewegung
oder Handbewegung für
die imaginäre
Schaltbetätigung.
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In diesem Zusammenhang führten die
vorliegenden Erfinder Experimente durch, um herauszufinden, wieviel
Handbewegung erforderlich ist, um einer Bedienungsperson zu ermöglichen,
einen sensorischen Eindruck zu haben, daß er/sie sicher eine imaginäre Schaltbetätigung durchgeführt hat,
statt tatsächlich
eine Drucktastenschalter einmal pro Zeit oder das tatsächlich einen
Schalthebel in einer mehrstufigen Art zu betätigen.
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In jedem Falle bleibt die Handbewegung
für eine
Weile gestopt, um den Abschluß einer
Schaltbetätigung
anzuzeigen. Somit führten
die vorliegenden Erfinder weitere Experimente durch, um herauszufinden,
wie viel Stopzeit erforderlich ist, um einer Bedienungsperson zu
ermöglichen,
einen sensorischen Eindruck zu gewinnen, daß er/sie eine Schaltbetätigung abgeschlossen
hat.
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In diesen Experimenten wurden die
Beträge der
Handbewegung (Verschiebung) und der Stopzeit, die erforderlich sind,
um einer Bedienungsperson die sensorischen Eindrücke zu vermitteln, daß er/sie eine
Schaltbetätigung
ausgeführt
und eine derartige Betätigung
abgeschlossen hat, wiederholt unter Mitwirkung von Bedienungspersonen
gemessen, welche eine Fahrerlaubnis für große Fahrzeuge besitzen.
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12A bis 12C stellen die Ergebnisse
der Experimente dar.
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Insbesondere ist 12A ein Graph, in welcher die Häufigkeit
von imaginären
Schaltbetätigungen
als eine Funktion eines Betrags einer Handbewegung (Verschiebung)
aufgetragen ist, mit welcher einige Bedienungspersonen das Gefühl hatten,
daß sie
eine imaginäre
Betätigung
ausgeführt
haben, die einer Drückbetätigung eines
Drucktastenschalters entspricht. Dieses experimentelle Ergebnis
zeigt, daß die
meisten Fahrer das Gefühl
hatten, daß sie eine
derartige Schaltbetätigung
ausgeführt
hatten, wenn sie ihre Hand um 50 mm bewegt hatten, obwohl der Betrag
der Handbewegung (Verschiebung) von 30 bis 70 mm variiert und der
Mittelbetrag 45 mm ist.
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Was imaginäre Schaltbetätigungen
betrifft, die einer mehrstufigen Hin- und Herbetätigung eines Schalthebels entsprechen,
hatten die meisten Fahrer das Gefühl, daß sie, wie es in 12B dargestellt ist, eine
einstufige Betätigung
ausgeführt
hatten, wenn sie ihre Hand um 30 mm bewegten, obwohl der Betrag
der Fingerbewegung (Verschiebung) von 10 mm bis 40 mm variiert und
der Mittelwert 23 mm ist. Was die Stopzeit betrifft, für welche
eine Bedienungsperson seine/ihre Handbewegung nach einem vorbestimmten
Betrag einer Handbewegung stoppt, um den Abschluß einer einzelnen Schaltbetätigung anzuzeigen,
hatten die meisten Fahrer das Gefühl, daß sie die Betätigung abgeschlossen
hatten, wenn sie ihre für
320 ms, wie es in 12C dargestellt
ist, gestoppt hatten. Die Stopzeiten wurden in Einheiten von 80
ms gemessen.
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Wie sich aus den experimentellen
Ergebnissen versteht, hat in einem Falle, in welchem ein Fahrer
eine imaginäre
Schaltbetätigung
in einem natürlichen
Zustand mit seinem/oder ihrem Arm auf einer Armstütze aufliegend
ausführt,
der Fahrer einen realen sensorischen Eindruck (Klick-Gefühl), daß er/sie die
Bewegung ausgeführt
hat, wenn die Handbewegung etwa 50 mm für eine einzelne Drucktasten-Schaltbetätigung ist,
und etwa 30 mm für
eine einstufige Schalthebelbetätigung,
und hat einen sensorischen Eindruck, daß er/sie die Betätigung abgeschlossen
hat, wenn die Handbewegung für
etwa 300 ms gestoppt wird.
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Die Position und Größe der Bildaufnahmezone
der Kamera 3 werden unter Berücksichtung nicht nur der experimentellen
Ergebnisse sondern auch weiterer Bedingungen bestimmt: ein mehrstufiger Schalthebel
wird typischerweise in fünf
Stufen hin und her betätigt;
eine Bezugsposition, bei welcher die ausgestreckte Hand eines Fahrers
seitlich zu dem Lenkrad 1 zu Beginn plaziert wird, variiert
abhängig von
der Körperform
des Fahrers und der Fahrhaltung; eine typische Länge von einem Handgelenk bis zu
einer Fingerspitze ist etwa 200 mm; und eine typische Handbreite
ist etwa 120 mm. Demzufolge ist die Bildaufnahmezone 3a als
ein Rechteck in der Form und mit 600 mm Länge und 350 mm Breite festgelegt.
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Durch die Festlegung der Bildaufnahmezone in
der vorstehenden Weise kann eine Hand des Fahrers, welche von dem
Lenkrad 1 kommt und dann natürlich ohne ein Gefühl einer
Inkompatibilität
bewegt wird, fehlerfrei und ohne irrtümliche Detektion einer Handbewegung
für eine
Fahrbetätigung
erfaßt
werden. Es ist auch möglich,
zuverlässig
eine Handbewegung für
eine imaginäre
Schaltbetätigung
in der Bildaufnahmezone zu erfassen, welche eine eingeschränkte Größe besitzt,
so daß die
Handzeichenerkennung einer Hand und die Detektion eines Betrags der
Handbewegung (Abweichung) leicht mit einer relativ einfachen Bildverarbeitung
durchgeführt
werden kann.
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Was den Fahrer betrifft, kann er/sie
eine gewünschte
imaginäre
Schaltbetätigung
durchführen, indem
er seine/ihre Hand nach der Bildung eines vorbestimmten Handzeichens
bewegt, während
er seinen/ihren Arm seitlich von dem Lenkrad 1 wegstreckt,
ohne eine Fahrhaltung zu verändern,
und ohne direkt den Betätigungsabschnitt 2 für das Audiogerät usw. zu
berühren.
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Dieses reduziert eine Belastung des
Fahrers, der eine Schaltbetätigung
ausführt.
Zusätzlich kann,
da eine Handbewe gung und/oder eine Armbewegung für eine Fahrbetätigung nicht
irrtümlich
als eine imaginäre
Schaltbetätigung
detektiert werden kann, der Fahrer sich auf das Fahren konzentrieren, ohne
der Handzeichen-Schaltvorrichtung Beachtung zu schenken, und kann,
wenn erforderlich ist, einen Befehl für die Schaltbetätigung geben,
indem er einfach seine/ihre Hand in die Bildaufnahmezone 3a bewegt.
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Datenverarbeitungsabschnitt
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Im wesentlichen führt der Mikrocomputer (ECU)
der Handzeichen-Schaltvorrichtung die Verarbeitung durch, um das
Handzeichen eines Fahrers oder die Handbewegung auf der Basis eines
von der Kamera 3 aufgenommenen Bildes zu erkennen, und gewinnt
die Betätigungsinformation
(Schaltbetätigungsinformation)
für ein
gesteuertes Objekt, wie z.B. ein Audiogerät oder ein Klimatisierungsgerät, auf der
Basis der Erkennungsergebnisse. Somit dient die Handzeichen-Schaltvorrichtung
anstelle des Betätigungsabschnittes
2, um eine Schaltbetätigungsinformation
für das
Audiogerät,
das Klimatisierungsgerät usw.
bereitzustellen.
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Insbesondere weist die Handzeichen-Schaltvorrichtung,
wie es hauptsächlich
in 1 dargestellt ist,
eine Kamera 3, welche als eine Bildaufnahmeeinrichtung
dient, den Mikrocomputer (ECU) zum Gewinnen der Schaltbetätigungsinformation
aus dem von der Kamera 3 aufgenommenen Bild und dergleichen
auf.
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Die ECU weist einen Digitalisierungs-Verarbeitungsabschnitt 11,
um schließlich
ein Eingangsbild (hierin nachstehend einfach als Eingangsbild bezeichnet),
welches von der Kamera 3 in dem Mikrocomputer (ECU) eingegeben
wird, zu digitalisieren, so daß Hintergrundbildkomponenten
entfernt werden, um ein Handbild aus dem aufgenommenen Bild zu extrahieren;
einer Mustererkennungsabschnitt 12 zum Erkennen eines Handzeichens
aus dem von der Digitalisierungsverarbeitung extrahierten Handbild; einen
Schwerpunktdetektionsabschnitt 13 zum Ermitteln einer Schwerpunktposition
einer Hand auf der Basis des erkannten Handzeichen; und einen Betätigungsbefehl-Erkennungsabschnitt 14 auf,
um eine Schaltbetätigungsinformation,
die durch den Fahrer durch sein/ihr Handzeichen oder Handbewegung eingegeben
wird, auf der Basis von Erkennungsergebnissen durch den Mustererkennungsabschnitt 12 und
der Schwerpunktposition der Hand, die von dem Schwerpunktdetektionsabschnitt 13 detektiert
wird, zu erkennen.
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Dieser Betätigungsbefehl-Erkennungsabschnitt 14 weist
im allgemeinen einen Musterermittlungsabschnitt 16, um
ein Handzeichen unter Bezugnahme auf im voraus in einem Speicher 15 gespeicherten
Handzeichen zu ermitteln und zu identifizieren, einen Verschiebungsdetektionsabschnitt 17,
um eine Bewegung einer Schwerpunktposition einer Hand zu verfolgen,
um eine Verschiebung der Hand zu detektieren, und einen Zeitgeber 18 zum Überwachen
einer Zeit auf, die mit einer Handbewegung verstrichen ist. Insbesondere
wird ein Handflächenabschnitt
der Hand der Schwerpunktpositionsdetektion, Bewegungsbetragüberwachung
und Zeitablaufüberwachung
unterworfen.
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Der Betätigungsbefehl-Erkennungsabschnitt 14 ist
so angeordnet, daß er
Information bezüglich
einer vorbestimmten Schaltbetätigungsinformation
ermittelt, die durch das Handzeichen des Fahrers und/oder die Handbewegung
spezifiziert ist, und die Information an das Audiogerät, das Klimatisierungsgerät oder dergleichen
ausgibt.
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Ferner ist der Betätigungsbefehl-Erkennungsabschnitt 14 mit
einem Führungsabschnitt 19 ausgestattet,
welcher eine vorbestimmte Führung (Ankündigung)
für den
Fahrer gemäß den Ergebnissen
der vorstehend erwähnten
Ermittlung usw. bereitstellt. Der Fahrer wird bezüglich der
Führung
in der Form einer Sprachnachricht benachrichtigt, welche beispielsweise
das Audiogerät
oder das Klimatisierungsgerät
(gesteuertes Objektgerät)
spezifiziert, oder die Lautstärken/Kanaleinstellung,
Gebläsestärke/Temperatur
oder dergleichen (gesteuerte Objektfunktion) spezifiziert, oder
in der Form eines Bestätigungstones,
wie z.B. eines "Beep"-Tones (langer Piepton)
oder eines "Blip"-Tones (kurzer Piepton), welcher
eine ausgeführte
Schaltbetätigung
identifiziert.
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Eines der Merkmale der wie vorstehend
beschriebenen aufgebauten Handzeichen-Schaltvorrichtung besteht
in der Veränderung
des Eingabemodus für
das Eingeben von Schaltbetätigungsinformation
in gesteuerte Objekte in Abhängigkeit
davon, welches von den gesteuerten Objekten ausgewählt ist,
wie z.B. durch die Schaltbetätigungen
in 3. Zu diesem Zwecke
sind drei Eingabemodusarten, nämlich
Streckenmodus, Zeitmodus und Strecken/Zeit-Modus vorgesehen, so
daß ein
geeigneter davon, abhängig
von dem ausgewählten
(im Fahrzeug eingebauten) gesteuerten Objekt ausgewählt werden
kann.
-
Darstellung der Handzeichen-Schaltbetätigung
-
Anschließend wird die Schaltbetätigung beschrieben.
-
In der Handzeichen-Schaltvorrichtung
werden in den 4A bis 4C dargestellte Fingermuster als
Handzeichen verwendet, welche jeweils eine entsprechende Schaltbetätigung spezifizieren.
Insbesondere ist ein in 4A dargestelltes
Muster einer geballten Faust (Handzeichen 1), ein in 4B dargestelltes Muster
eines ausgestreckten Zeigefingers (Handzeichen 2), und
ein in 4C dargestelltes Muster
eines abgespreizten Daumens (Handzeichen 3) verwendet.
-
Das Muster des ausgestreckten Zeigefingers (Handzeichen 2)
soll ein Bild des Drückens
eines Schalters, wie z.B. einer Drucktaste ausdrücken. Das Muster der geballten
Faust (Handzeichen 1) beschreibt ein Bild des Erfassens
eines Hebelschalters, wie z.B. eines Schalthebels zum Verändern einer Getriebestufe
eines automatischen Getriebes und dessen Hoch- und Runterschalten. Das Muster des
abgespreizten Daumens (Handzeichen 3) beschreibt ein Bild
eines Standby- bzw. Reservebefehls. Diese Handzeichen sind im voraus
im Speicher 15 in der Form von Daten gespeichert, welche
deren Merkmale als Muster repräsentieren.
Die Muster werden zum Erzeugen einer Handzeichenermittlung verwendet,
in welcher ein Übereinstimmungsgrad
(Ähnlichkeit)
zwischen einem von einem Eingangsbild erkannten Handzeichen und
jedem in dem Speicher gespeicherten individuellen Muster berechnet
wird.
-
Wenn der Fahrer das Lenkrad 1 ergreift,
um das Fahrzeug zu fahren, fällt
die Hand aus der Bildaufnahmezone 3a, wie es durch den
Betätigungszustand
A1 in 3 dargestellt
ist. Das Eingabebild zu diesem Zeitpunkt enthält nur die Hintergrundbildkomponenten,
die entfernt werden, so daß die
Handzeichen-Schaltvorrichtung nicht arbeitet. Andererseits beginnt,
wenn die Fahrerhand von dem Lenkrad 1 gelöst wird
und in die Bildaufnahmezone 3 gemäß Darstellung durch den Betriebszustand
A2 eintritt, die Verarbeitung für
die Handzeichenkennung. Zu diesem Zeitpunkt ist es zu bevorzugen,
daß der
Fahrer seine/ihre Faust ballt, um das Handzeichen 1 zu
formen, d.h., das Zeichen der geballten Faust, um dadurch seine/ihre
Absicht anzuzeigen, mit der Schaltbetätigungsinformationseingabe
zu beginnen.
-
Dann wird eine Ermittlung durchgeführt, ob das
Handzeichen in das Muster des ausgestreckten Zeigefingers (Handzeichen 2)
geändert
wird, um ein Drückbetätigung eines
Schalters auszuführen.
Wenn das Muster des ausgestreckten Zeigefingers (Handzeichen 2)
detektiert wird, beginnt die Detektion der Handbewegung unter der
Annahme, daß eine
Drückbetätigung eines
ausgewählten
Schalters gemäß Darstellung
im Betätigungszustand
A3 wiederholt wird, um selektiv eine gewünschte Funk tion/Gerät zu spezifizieren.
Insbesondere wird eine Veränderung
in der Schwerpunktposition der Hand (d.h., eine Handbewegung) detektiert,
um dadurch eine Hin- und Herbewegung der Finger mit dem Muster des
ausgestreckten Zeigefingers zu detektieren, wodurch Drückbetätigungen
detektiert werden.
-
In diesem Zusammenhang kann ein Steueralgorithmus
verwendet werden, in welchem jedesmal, wenn eine Drückbetätigung detektiert
wird, ein auswählbares
gesteuertes Objekt in einem Zyklus von einer Tonlautstärke zu einem
Kanal, zu Temperatur und zu Gebläsestärke usw.
spezifiziert wird, wie es beispielsweise in 5 dargestellt ist.
-
Zusätzlich ist es jedesmal, wenn
eine Drückbetätigung detektiert
wird, nützlich,
einen Bestätigungston,
wie z.B. einen Blip-Ton oder eine Tonmeldung auszugeben, um dem
Fahrer das gesteuerte Objekt, das ausgewählt werden kann oder ausgewählt ist,
zu melden. Mit einer derartigen Führung kann der Fahrer einen
Zustand einer Schaltbetätigung
erkennen, während
er sich auf das Fahren konzentriert, ohne visuell die Schaltbetätigung zu
bestätigen.
-
Wenn das gewünschte gesteuerte Objekt ausgewählt ist,
wird das Handzeichen in ein anderes Handzeichen gewechselt, z.B.
in das Muster des abgespreizten Daumens (Handzeichen 3),
wie es beispielsweise im Betätigungszustand
A4 dargestellt ist, um die Absicht eines Abschlusses der Auswahl
der Funktion anzuzeigen und eine Absicht anzuzeigen, mit der Eingabe
eines Schaltbetätigungsbetrages
zu beginnen. Zu diesem Zeitpunkt ist es zu bevorzugen, daß ein Bestätigungston,
wie z.B. ein Beep-Ton, welcher sich von dem vorgenannten unterscheidet,
erzeugt wird.
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Anschließend wird das Handzeichen in
das Muster der geballten Faust (Handzeichen 1) verändert, wie
es in dem Betätigungszustand
A5 dargestellt ist, und die Hand mit dem Hand zeichen wird rückwärts und
vorwärts
bewegt, um Schaltbetätigungsinformation
einzugeben. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Handbewegung mit dem Handzeichen 1 auf der
Basis einer Abweichung der Schwerpunktposition der Hand oder dergleichen
detektiert und eine einer derartigen Handbewegung entsprechende Schaltbetätigungsinformation
ausgegeben.
-
Insbesondere zu dem Zeitpunkt der
Eingabe der Schaltbetätigungsinformation
wird der zu detektierende Informationsinhalt abhängig von dem gesteuerten Objekt
verändert,
daß selektiv
durch die Drückbetätigung spezifiziert
ist.
-
Im allgemeinen können gesteuerte Objekte in
zwei klassifiziert werden. Eines ist das, dessen Steuerungsbetrag
(Schaltbetätigungsinformation) bevorzugt
in einer mehrstufigen Weise (schrittweise) mit einem großen Veränderungsinkrement
verändert wird,
und ein weiteres ist das, welches bevorzugt kontinuierlich und fein
mit einem kleinen Veränderungsinkrement
verändert
wird.
-
Diesbezüglich wird abhängig von
dem ausgewählten
gesteuerten Objekt ein entsprechender von den nachstehenden Eingabemodi
selektiv eingestellt: ein Streckenmodus (Betätigungszustand A6a), bei dem
ein Bewegungsbetrag (Verschiebung der Hand) als die Schaltbetätigungsinformation
eingegeben wird; ein Zeitmodus (Betätigungszustand A6b), in welchem
die Schaltbetätigungsinformation
auf der Basis einer Stopzeit der Hand ermittelt wird, welche bis
dahin um eine vorbestimmte Strecke oder mehr bewegt wurde; und ein
Strecken/Zeit-Modus (Betätigungszustand
A6c), in welchem diese zwei Modi in Kombination verwendet werden.
-
Der Streckenmodus ist ein Modus zur
Ausgabe der Schaltbetätigungsinformation,
die in einer mehrstufigen Weise gemäß einer Bewegungsstrecke der
Hand aus einer Bezugsposition variiert und welche für eine Kanalauswahl
auf einem Rundfunkge rät oder
für die
Auswahl einer Gebläsestärke/Gebläserichtung
eines Klimatisierungsgerätes
geeignet ist.
-
Der Zeitmodus ist ein Modus für die Ausgabe der
Schaltbetätigungsinformation,
welche abhängig von
einer Stopzeit der Hand variiert, welche bis dahin von einem Bezugsposition
aus verschoben wurde, und ist beispielsweise für die Anpassung der Lautstärke eines
Audiogerätes
geeignet und für
die Einstellung der Temperatur eines Klimatisierungsgerätes.
-
Der Strecken/Zeit-Modus ist ein Modus,
in welchem die gemäß einem
Betrag der Handbewegung ermittelte Schaltbetätigungsinformation ausgegeben
wird, wenn die Hand leicht bewegt wird, während die gemäß einer
Stopzeit der Hand bei einer Stopposition ermittelte Information,
ausgegeben wird, wenn sich die Hand um eine vorbestimmte Strecke
oder mehr zu der Stopposition bewegt hat.
-
Der Strecken/Zeit-Modus ist beispielsweise für gesteuerte
Objekte geeignet, die einer Feineinstellung nach einer Grobeinstellung
unterliegen.
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Gemäß dem Eingabemodus (Streckenmodus
oder Zeitmodus oder Strecken/Zeit-Modus), der gemäß dem gesteuerten
Objekt selektiv festgelegt wird, verfolgt der Betätigungsbefehl-Erkennungsabschnitt 14 eine
Handbewegung in der Bildaufnahmezone 3a, mißt einen
Betrag der Handbewegung (Betrag und Richtung der Verschiebung) oder
eine Stopzeit der Hand, welche mit der Bewegung stoppt, und gibt
die Schaltbetätigungsinformation
aus, die abhängig
von den gemessenen Ergebnissen variiert.
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Eine Beziehung zwischen verschiedenen
gesteuerten Objekten in der Schaltbetätigung und in den Eingabemodi
und/oder Informationsinhalt (wie z.B. Strecke, Zeit), die bei der
Detektion des Schaltbetätigungsbetrags
zu detektieren ist, kann fest im voraus eingestellt sein. Alternativ
kann die Beziehung, die Strecke, die Zeit usw. gemäß der Präferenz des Schalterbedienungsperson
(Fahrer) veränderlich sein,
indem beispielsweise eine in 6 dargestellter
Steueranzeigebildschirm 14a verwendet wird, der in dem
Betätigungsbefehl-Erkennungsabschnitt 14 vorgesehen
ist.
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Welcher Eingabemodus für die Eingabe
einer Schaltbetätigungsinformation
verwendet werden sollte, kann insbesondere selektiv für jedes
einzelne gesteuerte Objekt eingestellt werden. Und die Verschiebung
(bewegte Strecke) der Hand, Meßzeit, usw.,
welche als Detektionseinheit dienen, können variabel eingestellt werden.
-
Flußdiagramme
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(i) Anfangsermittlung
-
7 bis 11 stellen eine allgemeine
Verarbeitungsprozedur dar, die durch den Betätigungsbefehl-Erkennungsabschnitt 14 ausgeführt wird,
um die vorstehend erwähnten
Verarbeitungsfunktionen zu realisieren.
-
In der Verarbeitungsprozedur wird
nach dem Beginn der Betätigung
der Handzeichen-Schaltvorrichtung eine Anfangssystemeinstellung
durchgeführt,
welche das Einstellen der Bildaufnahmezone (Erkennungszone) der
Kamera 3, das Einstellen eines Schwellenwertes für die Digitalisierungsverarbeitung
usw. umfaßt
(Schritt S1).
-
Dann wird die Initialisierung, beispielsweise für die Detektion
der Schaltbetätigungsinformation durchgeführt, in
welcher für
die Handzeichenerkennung und Handbewegungsmessung verwendete Parameterwerte
gelöscht
werden und ein Steuer-Flag auf einen Wert 0 gesetzt wird (Schritt
S2).
-
Nach Abschluß der Initialisierung wird
ein Handzeichen in einem Eingangsbild erkannt (Schritt S3).
-
Dann wird eine Ermittlung durchgeführt, ob das
erkannte Handzeichen dem Handzeichen 1, 2 oder 3 entspricht
(Schritt S4).
-
Wenn das Handzeichen dem Handzeichen 2 des
ausgestreckten Zeigefingers entspricht, wird ermittelt, welches
Handzeichen in dem vorhergehenden Zyklus detektiert wurde (Schritt
S5).
-
Wenn das vorhergehende Handzeichen
ein anderes als das Handzeichen 2 des ausgestreckten Zeigefingers
ist, wird auf der Basis des momentan detektierten Handzeichens 2 festgelegt,
daß ein Funktionsauswahlmodus
eingestellt ist, und eine zu diesem Zeitpunkt detektierte Handschwerpunktposition
wird als eine Bezugsposition A gespeichert (Schritt S6).
-
Dann wird ein Parameter B', der eine Verschiebung
der in dem vorhergehenden Zyklus detektierten Hand repräsentiert
und zum Verwalten der Bewegungsstrecke der Hand verwendet wird,
auf einen Wert von 0 gesetzt (Schritt S7).
-
Dann wird das vorhergehende Handmuster zu
dem neuen Handzeichen 2 gemacht (Schritt S8).
-
Danach wird die Verarbeitung des
Schrittes S3 und der nachfolgenden Schritte wiederholt ausgeführt.
-
Wenn andererseits bei dem Schritt
S5 ermittelt wird, daß das
vorherige Handzeichen das Handzeichen 2 des ausgestreckten
Zeigefingers ist, wird eine Abweichung (Bewegungsbetrag) B einer
zu diesem Zeitpunkt detektiert Handschwerpunktposition von der Bezugsposition
A ermittelt (Schritt S9).
-
Anschließend wird eine weitere Ermittlung durchgeführt, ob
die nachstehenden zwei Bedingungen erfüllt sind. Eine Erste besteht
darin, daß der
Parameter B' kleiner
als ein Ermittlungsstellenwert H1 ist, und eine Zweite besteht darin,
daß die
derzeit detektierte Verschiebung (Bewegungsbetrag) B den vorbestimmten
Schwellenwert H1 überschreitet (Schritt
S10).
-
Wenn diese zwei Bedingungen erfüllt sind, wird
ermittelt, daß eine
Drückbetätigung in
dem Handzeichen 2 zur Funktionsauswahl durchgeführt wird,
so daß eine
einstufige Veränderung
in dem gesteuerten Objekt durchgeführt wird (Schritt S11).
-
Dann wird das vorherige Handzeichen
zu dem neuen Handzeichen 2 gemacht (Schritt S8) und die
Verarbeitung des Schrittes S3 und nachfolgenden Schritte wiederholt
ausgeführt.
-
Wenn die zwei Bedingungen bei dem
Schritt S10 beispielsweise aus dem Grund, daß die Verschiebung B nicht
den vorbestimmten Ermittlungsschwellenwert H1 überschreitet, nicht erfüllt sind, wird
die Verschiebung B als der Parameter B' festgelegt (Schritt S12).
-
Dann wird die Verarbeitung, beginnend
mit dem Schritt S3 wiederholt ausgeführt.
-
Als ein Ergebnis der Verarbeitung
der Schritte S3 bis S8, die ausgeführt wird, wenn eine Drückbetätigung durch
einen vorbestimmten Bewegungsbetrag mit dem Handzeichen 2 ausgeführt wird,
wird die Funktionsauswahl durchgeführt, um selektiv das betroffene
gesteuerte Objekt festzulegen.
-
Andererseits wird, wenn bei dem Schritt
S4 ermittelt wird, daß das
erkannte Handzeichen dem Handzeichen 1 oder 3 entspricht,
eine weitere Ermittlung durchgeführt,
welches von den Handzeichen 1 und 3 dem erkannten Handzeichen
entspricht, wie es in 8 dargestellt
ist (Schritt S13).
-
Wenn das Handzeichen dem Handzeichen 3 entspricht,
wird ermittelt, daß ein
Betätigungswartezustand
spezifiziert ist, so daß eine
zu diesem Zeitpunkt detektierte Handschwerpunktsposition als eine Bezugsposition
C gespeichert wird (Schritt S14).
-
Zu diesem Zeitpunkt wird ein für die später erwähnte Bewegungsstreckenmessung
verwendeter Steuerparameter D' auf
einen Wert von 0 gesetzt (Schritt S15).
-
Anschließend wird das vorhergehende Handzeichen
zu dem Handzeichen 3 gemacht (Schritt S16) und die mit
dem Schritt S3 beginnende Verarbeitung wiederholt ausgeführt.
-
Andererseits wird, wenn in dem Schritt
S13 ermittelt wird, daß das
erkannte Handzeichen dem Handzeichen 1 entspricht, das
in dem vorherigen Zyklus detektierte Handzeichen ermittelt (Schritt
S17).
-
Wenn das vorhergehende Handzeichen
dem Handzeichen 3 entspricht, wird ermittelt, daß die Einstellung
des Betätigungsinformations-Eingabemodus durchgeführt wird,
so daß das
Steuer-Flag auf 1 gesetzt wird, und Parameter n und t für die Bewegungsstreckenmessung
und die Stopzeitmessung auf 0 gesetzt werden (Schritt S18).
-
Wenn das vorherige Handzeichen das
Handzeichen 1 der geballten Faust ist, wird ermittelt,
ob das Steuer-Flag auf 1 steht, um dadurch festzustellen, ob ein
Betätigungsinformations-Eingabemodus bereits
eingestellt worden ist (Schritt S19).
-
Wenn das Steuer-Flag auf 1 steht,
wird eine Strecke D zwischen einer zu diesem Zeitpunkt detektierten
Handschwerpunktposition und der Bezugsposition C detektiert (Schritt
S20).
-
Gemäß dem gesteuerten Objekt, welches durch
die Funktionsauswahl ausgewählt
wurde, wird eine Ermittlung durchgeführt, welcher von den drei Eingabemodi
für die
Detektion einer Schaltbetätigungsinformation
verwendet werden sollte (Schritt S21).
-
Darauf wird die Verarbeitung einer
Detektion einer Schaltbetätigungsinformation
gemäß dem ermittelten
Eingabemodus durchgeführt.
-
Wenn das vorhergehende Handzeichen nicht
dem Handzeichen 1 oder 3 entspricht (Schritt S17),
oder wenn das Steuer-Flag nicht auf 1 steht (Schritt S19) wird die
von der Initialisierungseinstellung bei dem Schritt 2 aus beginnende
Verarbeitungsprozedur wiederholt durchgeführt.
-
Als eine Folge dieser Verarbeitung
wird eine Anweisung bereitgestellt, die Eingabe der Schaltbetätigungsinformation
zu starten. Dieses entspricht dem Betätigungszustand A2.
-
(ii) Streckenmodus Wie es beispielsweise
in 9 dargestellt ist,
wird in der Verarbeitung zum Detektieren der Schaltbetätigungsinformation
in dem Streckenmodus eine Strecke D von der Bezugsposition C mit
einem Wert eines Steuerparameters D' vergleichen (Schritt S22) und abhängig von
einer Beziehung in der Größe dazwischen
ermittelt, ob sich die Hand vorwärtsbewegt
oder zurückgezogen
wird.
-
Wenn die Hand vorwärtsbewegt
wird, wird ermittelt, ob die Bewegungsstrecke von dem vorherigen
Zyklus zu dem momentanen Zyklus eine vorbestimmte Meßeinheitsstrecke überschreitet.
Mit anderen Worten, es wird ermittelt, ob die zuletzt erwähnte Bedingung
1 erfüllt
wird, (Schritt S23).
-
Wenn die Meßeinheitsstrecke überschritten ist,
wird der Steuerparameter n inkrementiert (Schritt S24).
-
Dann wird eine einstufige Erhöhung in
der Einstellung des gesteuerten Objektes (Schaltbetätigungsinformation)
durchgeführt
(Schritt S25).
-
Umgekehrt wird, wenn die Hand zurückgezogen
wird, ermittelt, ob die Bewegungsstrecke von dem vorhergehenden
Zyklus zu dem momentanen Zyklus eine vorbestimmte Meßeinheit überschreitet. Mit
anderen Worten, es wird ermittelt, ob die zuletzt erwähnte Bedingung
2 erfüllt
ist (Schritt S26).
-
Wenn die Bewegungsstrecke die Meßeinheitsstrecke überschreitet,
wird der Steuerparameter n verringert (Schritt S27). Dann wird die
Einstellung (Schaltbetätigungsinformation)
um eine Stufe verringert (Schritt S28).
-
Die Bedingung 1 ist erfüllt, wenn
eine Differenz zwischen den Strecken D und C (Bewegungsbetrag) eine
Bewegungsstrecke überschreitet,
hier einer vorbestimmten Anzahl von Schritten entspricht, die variabel
durch den Steuerparameter n eingestellt ist, jedoch eine Differenz
zwischen den Strecken D' und
C (Bewegungsbetrag) kleiner als die Bewegungsstrecke ist, die der
vorbestimmten Anzahl von Schritten entspricht, die variabel durch
den Steuerparameter n eingestellt wird.
-
Mit anderen Worten, die Bedingung
1 wird dazu verwendet, um zu ermitteln, ob sich die Hand um eine
vorbestimmte Meßeinheitsstrecke
oder mehr bewegt hat, die durch die vorbestimmte Anzahl von Schritten
festgelegt ist. Die Bedingung 2 ist ähnlich der Bedingung 1, wird
jedoch für
einen Fall verwendet, in welcher sich die Hand in der entgegengesetzten
Richtung bewegt (Zurückziehen).
-
Nachdem die der Bewegungsstrecke
der Hand entsprechende Schaltbetätigungsinformation in
der vorstehenden Weise erzielt wurde, wird die Strecke D als der
Steuerparameter D' gespeichert, wodurch
der Ermittlungsbezugswert erneuert wird (Schritt S29).
-
Dann wird das Handzeichen 1 als
das vorherige Handzeichen gespeichert (Schritt S30).
-
Daraufhin wird die Verarbeitung vom
Schritt S3 aus wieder auf genommen.
-
Durch wiederholtes Ausführen der
Verarbeitung wird die Schaltbetätigungsinformation
abhängig von
dem Bewegungsbetrag der Hand Schritt für Schritt ausgegeben.
-
(iii) Zeitmodus
-
Andererseits wird, wenn der Zeitmodus
eingestellt ist, die Detektionsverarbeitung gemäß Prozeduren ausgeführt, welche
beispielsweise in 10 dargestellt
sind. In diesem Falle wird ermittelt, ob die Bewegungsstrecke D
einen dritten Schwellenwert H3 überschritten
hat (Schritt S31).
-
Wenn der dritte Schwellenwert H3
nicht erreicht wird, wird ein Zeitparameter t auf 0 gesetzt (Schritt
S32).
-
Dann wird das Handzeichen 1 als
das vorherige Handzeichen 1 gespeichert (Schritt S23).
-
Darauf wird die Verarbeitung, beginnend
von dem Schritt S3 aus wieder aufgenommen.
-
Wenn bei dem Schritt S31 ermittelt
wird, daß die
Bewegungsstrecke D den dritten Schwellenwert H überschreitet, wird der Zeitparameter
t hochgezählt (Schritt
S34).
-
Und es wird eine Ermittlung durchgeführt, ob der
hochgezählte
Zeitparameter t eine Bezugzeit T1 erreicht (Schritt S35).
-
Wenn der Zeitparameter t als gleich
oder größer als
T1 ermittelt wird, wird die Einstellung (Schaltbetätigungsinformation)
um eine Stufe vergrößert (Schritt
S35).
-
Dann wird der Zeitparameter t auf
0 zurückgesetzt
(Schritt S37).
-
Ferner wird das Handzeichen 1 als
das vorherige Handzeichen gespeichert (Schritt S33).
-
Daraufhin wird die Verarbeitung,
ausgehend von dem Schritt S33 wieder aufgenommen.
-
Wenn bei dem Schritt S31 ermittelt
wird, daß die
Bewegungsstrecke D den dritten Schwellenwert H3 in der entgegengesetzten
Richtung überschreitet, wird
der Zeitparameter t hochgezählt
(Schritt S38).
-
Dann wird eine Ermittlung durchgeführt, ob der
hochgezählte
Zeitparameter t die Bezugzeit T1 erreicht (Schritt S39).
-
Wenn der Zeitparameter t als gleich
oder größer als
T1 ermittelt wird, wird die Einstellung (Schaltbetätigungsinformation)
um eine Stufe verkleinert (Schritt S40).
-
Dann wird der Zeitparameter t auf
0 zurückgesetzt
(Schritt S41).
-
Ferner wird das Handzeichen 1 als
das vorherige Handzeichen gespeichert (Schritt S33).
-
Anschließend wird die Verarbeitung
ausgehend von Schritt S3 fortgesetzt.
-
Mittels einer derartigen Verarbeitungsfolge wird,
wenn sich die Hand um eine vorbestimmte Strecke bewegt hat und dort
stoppt, die Schaltbetätigungsinformation
gemäß der Stopzeit
ausgegeben.
-
(iv) Strecken/Zeit-Modus
-
Der Strecken/Zeit-Modus wird ausgeführt, während selektiv
die Verarbeitung in dem Streckenmodus oder die Verarbeitung in dem
Zeitmodus gemäß der Bewegungsstrecke
der Hand verwendet wird.
-
Insbesondere wird gemäß Darstellung
in 11 ein Wert des Steuerparameters
n ermittelt (Schritt S42).
-
Abhängig davon, ob der Parameterwert
n innerhalb eines Bereiches von –2 bis 2 fällt oder gleich oder größer als
3 oder gleich oder größer als –3 ist, wird
die Verarbeitung in dem Streckenmodus von dem Schritt S22a bis zum
Schritt S33a oder die Verarbeitung in dem Zeitmodus von dem Schritt
S24a bis zu dem Schritt S41a ausgeführt.
-
Die Verarbeitung von Schritt S22a
bis Schritt S33a entspricht der Verarbeitung von Schritt S22 bis Schritt
S33. Die Verarbeitung von Schritt S24a bis Schritt S41a entspricht
der Verarbeitung von Schritt S24 bis Schritt 541.
-
Mit der Handzeichen-Schaltvorrichtung
mit den vorstehend beschriebenen Funktionen ist es möglich, leicht
und effektiv ein zu steuerndes Gerät auszuwählen, selektiv den für das ausgewählte gesteuerte
Objekt geeigneten Eingabemodus einzustellen, und die Schaltbetätigungsinformation
in das ausgewählte
gesteuerte Objekt einzugeben.
-
Somit kann ein Betrag einer Schaltbetätigung,
der für
das gesteuerte Objekt geeignet ist, leicht sowohl in einem Falle
eingegeben werden, in welchem eine Gebläsestärke oder eine Gebläserichtung
als das gesteuerte Objekt ausgewählt
ist, welches bevorzugt durch Bereitstellung einer relativ großen Bewegung
eingestellt wird, und in einem Falle, in welchem eine Tonlautstärke oder
Temperatur ausgewählt
ist, welche bevorzugt einer feinen Anpassung unterliegt, die durch
Bereitstellung einer relativ kleinen Verschiebung durchgeführt wird.
-
Insbesondere können durch Einstellen des Eingabemodus
im voraus in Abhängigkeit
von dem gesteuerten Objekt praktische Vorteile dergestalt erzielt
werden, daß eine
angemessene Schaltbetätigungsinformation
leicht der Absicht der Betätigung entsprechend
erzielt werden kann.
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Durch variables Einstellen der Streckeneinheit
und Zeiteinheit für
die Detektion usw., kann die Einstellung in einer für die Körperform,
die Präferenz und
das Verhalten der Schaltbetätigungsperson (Fahrer)
geeigneten Weise ausgeführt
werden.
-
Ferner kann eine für die Geräteeigenschaften
der gesteuerten Objekte geeignete Einstellung ebenfalls erzielt
werden. Dieses macht es möglich, eine
Handzeichen-Schaltvorrichtung zu realisieren, welche in der Lage
ist, die Betätigungsbelastung
zu reduzieren und leicht zu betätigen.
-
Ferner kann mit der, wie vorstehend
erwähnt, aufgebauten
Handzeichen-Schaltvorrichtung ein Schaltbetätigungsbefehl auf der Basis
eines Handzeichens und einer Handbewegung leicht, effektiv und zuverlässig detektiert
werden, ohne von einer Handbewegung für einen Fahrvorgang beeinflußt zu sein,
und abhängig
von den Detektionsergebnissen kann eine Schaltbetätigungsinformation
einfach für das
in dem Fahrzeug eingebaute Gerät
bereitgestellt werden. Insbesondere kann die Betätigungsbelastung für den Fahrer
reduziert werden, da die Bildaufnahmezone 3a, in welcher
ein Bild der Hand zum Erteilen der Schaltbetätigungsinstruktion erfaßt wird, seitlich
von dem Lenkrad 1 innerhalb eines Bereiches angeordnet
ist, in welchem der Fahrer seinen/ihren Arm natürlich ohne Veränderung
der Fahrhaltung ausstrecken kann. Daher können praktische Vorteile dergestalt
erzielt werden, daß es
dem Fahrer ermöglicht
wird, leicht einen Befehl zur Eingabe der Schaltbetätigungsinformation
durch die Handzeichen-Schaltvorrichtung in nahezu derselben Weise zu
geben, der er/sie direkt dem Betätigungsabschnitt 2 des
Audiogerätes
usw, betätigt.
-
Die vorliegende Erfindung ist nicht
auf die vorgenannte Ausführungsform
beschränkt.
In der Ausführungsform
wurden Erläuterungen
unter der Annahme gegeben, daß diese
Erfindung auf ein rechts gesteuertes Fahrzeug angewendet wird, wobei
sie natürlich
auch auf ein links gesteuertes Fahrzeug anwendbar ist. Diese Erfindung
ist auch bei einem normalen Perso nenauto, statt einem großen Auto,
wie z.B. einem Lastauto anwendbar. Was das gesteuerte Objekt betrifft,
können
Erweiterungen auf die Betätigung
einer Navigationsvorrichtung, eine Wischer-Ein/Aus-Steuerung, auf
eine Einstellung des Intervalls des Wischerbetriebs, eine Seitenspiegel-Ausklapp/Einklapp-Steuerung
usw. vorgenommen werden.
-
Was die Größe der Bildaufnahmezone 3a betrifft,
kann diese beispielsweise variabel unter Nutzung einer Zoomfunktion
der Kamera 3 eingestellt werden. Ferner kann die Position
der Bildaufnahmezone 3a einer Feinstellung unterworfen
werden, um so das Verhalten individueller Fahrer usw. zu berücksichtigen.
Zu diesem Zweck kann der Befestigungswinkel der Kamera 3 eingestellt
werden.
-
Ferner ist der Schalter-Betätigungs-Informationseingabemodus
nicht auf die vorstehend erwähnten
drei Typen beschränkt,
sondern es kann ein zusätzlicher
Modus vorgesehen werden, in welchem ein Handzeichen per se als eine
Schaltbetätigungsinformation
eingegeben wird. In der Ausführungsform werden
Lautstärke,
Kanal, Temperatur, Gebläsestärke als
gesteuerte Objekte ausgewählt.
Alternativ kann ein Steuerobjektgerät, wie z.B. ein Rundfunkempfänger, ein
Bandspieler, ein CD-Spieler, eine Klimaanlage oder dergleichen spezifiziert
werden. Dann kann ein gesteuertes Objekt spezifiziert werden, wie
z.B. Tonlautstärke,
Kanal, Abspiel- oder Stopfunktion des Audiogerätes, oder Gebläsestärke, Gebläserichtung,
oder Temperaturfunktion des Klimatisierungsgerätes.
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In diesem Falle kann die Art der
Detektion der Schaltbetätigungsinformation
variabel in Abhängigkeit
von dem letztlich spezifizierten gesteuerten Objekt eingestellt
werden.
-
In weiteren Gesichtspunkten kann
die vorliegende Erfindung verschiedenartig modifiziert werden ohne
von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.