命令输入系统的制作方法

专利名称：命令输入系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种命令输入系统，该命令输入系统用于接收发送到车载i十算才几的以及由车^两驾马史员(vehicular occupant) 所指示的命令的输入。特别地，本发明涉及使用红外照相机的 命令输入系统。
背景技术：
安装在车辆上的各种车载装置使得车辆驾驶员的输入操作 更加复杂。为了减轻车辆驾驶员在驾驶期间的负担，提出如下 输入单元，在司机握住方向盘期间伸出手指的情况下，该输入 单元能够通过图像传感器识别司机手指的形状和移动，并且根 据司机手指的形状和移动来接收命令。为了使该输入单元即使 在普通照相机难以拍摄图像的夜晚或者黑暗地方也能识别司机 手指的形4犬等，曰本4争开2001—216069 ( JP2001216069 )号乂^净艮 和日本特开2003-131785 ( JP2003131785 )号/>才艮中公开的输入 单元使用能够感测从对象发出的红外线的特定图像传感器。然而，基于季节、空气温度和车辆驾驶员的身体温度，司 机的手(感测对象)和背景之间的温度差，换句话说，司机的 手和背景之间的红外线量的差很小，这使得不可能从背景中提 取司机的手的形状和移动。这样，使得车辆驾驶员所指示的命 令不可识别或者无法恰当识别。另外，可能的如在夏季等高温 时期对车辆驾驶员的手进行强制加热的方法会使得车辆驾驶员 不舒服，而且这也不方便。

发明内容
本发明的一个目的是提供一种在不使车辆驾驶员感到不舒 服的情况下提高通过车辆驾驶员的手的形状等指示的命令的识 别的命令输入系统和命令输入方法。根据本发明第一方面，提供一种命令输入系统，该系统包 括1 )用于拍摄将特定部分定义为背景面的感测区域的图像的红外照相机；2)提取器，用于基于由红外照相机拍摄的图像的 图像数据，提取以下中的至少一个a)手的形状，和b)手的 移动；以及3)温度调整器，用于调整手温度和背景面温度中的 至少一个，从而增大手温度和背景面温度之间的差。根据本发明第二方面，提供一种输入命令的方法，该方法 包括1 )拍摄将特定部分定义为背景面的感测区域的图像；2) 基于由红外照相机所拍摄的图像的图像数据，提取以下中的至 少一个a)手的形状，和b)手的移动；以及3)调整手温度和 背景面温度中的至少一个，从而增大手温度和背景面温度之间 的差。根据本发明第三方面，提供一种命令输入系统，该系统包 括1 )用于拍摄将特定部分定义为背景面的感测区域的图像的 部件；2 )用于基于由红外照相机拍摄的图像的图像数据提取以 下中的至少一个的部件a)手的形状，和b)手的移动；以及3) 用于调整手温度和背景面温度中的至少 一 个从而增大手温度和 背景面溫度之间的差的部件。通过以下结合附图的说明，本发明的其它和进 一 步的特征、 优点和益处将显而易见。


图1示出使用根据本发明第 一 实施例的命令输入系统的例子。图2是根据第 一 实施例的命令输入系统的框图。 图3示出感测区域的例子。图4是示出控制根据第 一 实施例的命令输入系统的步骤的流程图。图5是示出根据本发明的第二实施例和第三实施例的命令输入系统的框图。图6是示出控制根据第二实施例和第三实施例的命令输入 系统的步骤的流程图。图7示出根据本发明的第四实施例的命令输入系统的框图。图8示出根据第四实施例的感测区域的例子。图9A和图9B示出根据第四实施例的背景加热器的第 一 例子。图IOA和图IOB示出根据第四实施例的背景加热器的第二例子。图IIA和图IIB示出根据第四实施例的背景加热器的第三例子。图12A和图12B示出根据第四实施例的背景加热器的第四例子。图13A和图13B示出根据第四实施例的背景加热器的第五例子。图14A和图14B示出根据第四实施例的背景加热器的第六例子。图15是示出控制根据第四实施例的背景加热器的步骤的流程图。图16A和图16B各自说明控制根据第四实施例的背景加热 器的方法。图17是示出控制根据第四实施例的输入控制器的步骤的流 程图。
具体实施方式
第一实施例以下参照

根据本发明的第 一 实施例的命令输入系统。根据第一实施例，命令输入系统100安装在车辆上。如图l 所示，握住方向盘l的车辆驾驶员接收由车辆驾驶员的手7或手 指71的状态或移动所表示的命令的输入，其中所述状态具体地 包括例如握住方向盘1的手指71伸出的个数。根据第 一 实施例的 命令用于控制音频系统、空调、导航系统等车载系统。图2示出根据第 一 实施例的命令输入系统100的框图。如图2 所示，命令输入系统100设有红外照相机10、输入控制器20和温 度调节单元90 。命令输入系统1 OO连接到外部车载系统200从而 通过车载LAN接收信息。命令输入系统100将通过车载LAN接收的命令发送到车载系统200。根据第 一 实施例的命令输入系统10 0使用红外照相机10来 拍摄由车辆驾驶员指示的命令的图像，从而基于由此所拍摄的 图像数据提取并判断该命令。图3示出布置根据第一实施例(同 样根据稍后说明的第二实施例和第三实施例)的红外照相机10 的例子。图3示出车辆驾驶员的手7握住方向盘1的情况下的感测 区域6的前一见图。如图3所示，将才艮据第一实施例的红外照相机 IO装配到驾驶杆(steering column) 2上；该红外照相机10拍摄 包括以下区域的特定感测区域6的图像i )握住方向盘1的手7 和ii )作为背景面6A的前门4的内壁(车辆的 一部分)；并且背景面6A的红外数据。如上所述设置的感测区域6是为了从拍 摄的图像数据中排除除了手7和背景之外的任何对象，所述任何
对象的例子包括车辆驾驶员身体的一部分。这样，可以被拍摄的是背景面6A和手7 (感测对象)，由此正确地l^取车辆驾驶 员所指示的手7的状态等。这里，图3示出具有右手方向盘1的车 辆的结构组件的位置，相反具有左手方向盘1的车辆具有与图3 所示的位置相反位置的结构组件。如图2所示，输入控制器20设有提取器21、判断器22、执行 器2 3以及处理器2 4;并且基于由红外照相机10拍摄的图像数据 执行车辆驾驶员的命令。根据由红外照相机10拍摄的图像数据，提取器21提取手7 的形状和手7的移动中的至少一个。尽管没有特别限制，提取方 法提取基于人类手温度T7 ( 24。C到34。C,皮肤温度)的温度带 中的温度点的分布，从而从以上分布中提取手7的形状和手7的 移动中的至少一个。判断器2 2基于由提取器21所提取的手7的形状和手7的移动 中的至少一个来判断命令的内容。尽管没有特别限制，判断方 法基于特征点(指尖等)识别由此所提取的手7的形状和手7的 移动中的至少一个。该判断方法另外可以是模式匹配方法。根 据第一实施例，将i )由此所提取的手7的形状和手7的移动中 的至少一个和ii )预先分配给命令的手7的形状和手7的移动中 的至少 一 个进行比较，来判断所提取的手7的形状和手7的移动 中的至少一个的命令。判断器22从可读存储器(RAM或ROM) 中获得预先使i )命令内容和ii )手7的形状和手7的移动中的 至少 一 个相关联的信息。以上信息指定了预先与手7的形状和手 7的移动中的至少 一 个相关联的特定命令。以上相关联可以是 i )与命令(例如装置的开/关)相关的手7的特定形状(例如 手指71的个数)等；或ii )对应于命令等级与特定命令(例如 选择后的音量升高/降低)相关的手7的特定形状(例如手指71 的个数)等的组合。执行器23执行由判断器22判断的命令。执行器23将由此所 判断的命令发送给由该命令所控制的车载系统200。接收到该命 令的各车载系统200执行该命令。当手温度T7和背景面温度T6A之间的差T7-T6A小于或等 于第一特定温度T1时(其中基于由红外照相机10拍摄的图像数 据感测温度差T7-T6A)，处理器24停止(基于所拍摄的图像数 据的)提取操作以及提取操作之后的操作，然后将以上停止信 息输出给车辆驾驶员。当手温度T7和背景面温度T6A之间的差 T7-T6A小于或等于第一特定温度T1(换句话说，温差不够)时， 处理器24正确地提取该命令，判断出命令判断困难，从而暂时 停止(使用所拍摄的图像数据的)提取操作和提取操作之后的 操作。另外，处理器24将上述停止通知给车辆驾驶员，从而防 止车辆驾驶员进行任何可能由可能的错误识别引起的不必要的 命令输入。温度调节单元90包括第一温度传感器30、第二温度传感器 40、第三温度传感器45和温度调整器60。基于红外照相机10拍摄的图像数据，第一温度传感器30感 测手温度T7 (第一感测温度T1-S ),然后将手温度T7发送到控 制器70。第一温度传感器30将所拍摄的图像数据中人体皮肤温 度带(24°C ~ 34°C )的温度点的块假设为车辆驾驶员的手温度7， 从而将以上部分的温度(平均溫度，中心部分温度等)感测为 车辆驾驶员的手7的温度(第一感测温度T1-S)。根据第一实 施例，设置感测区域6使得不拍摄除了车辆驾驶员的手7之外的 任何人体部分的图像，从而通过简单的判断方法正确地提取所 拍摄的(对应于手7的)的图像数据。同样，基于由红外照相机10所拍摄的图像数据，第二温度
传感器40感测感测区域6中的背景面6A的背景面温度T6A(第二 感测温度T2-S),然后将该背景面温度T6A发送给控制器70。 第二温度传感器40将所拍摄的图像数据中除了人体皮肤温度带 (24°C ~ 34°C )之外的温度点假设为背景面6A,从而将以上部 分的温度(平均温度等)感测为背景面温度T6A。根据第一实 施例，设置感测区域6使得不拍摄除了背景面6A和手7之外的任 何部分的图像。这样，从所拍摄的图像数据中消除所提取的手7 的数据可以提取所拍摄的背景面6A的图像数据。第三温度传感器45感测车辆内部和外部的温度(第三感测 温度T3-S)，并将以上温度发送给控制器70。第三温度传感器 45感测车辆驾驶员所在的车辆外部温度Te、车辆内部温度Ti、 和车辆的窗户玻璃温度Tw,作为车辆(车体，窗户玻璃W)内 部和外部的温度。根据第一实施例，用作第三温度传感器45的 是用于感测车辆驾驶员所在的车辆周围的车辆外部溫度Te的 车辆外部溫度传感器51。根据由车辆外部温度传感器51感测到 的车辆外部温度Te调节手温度T7和背景面温度T6A中的至少一 个，能够在不使车辆驾驶员感到不舒服的情况下生成手温度T7 和背景面溫度T6A之间的差T7-T6A。感测车辆驾驶员所在的车 辆的车辆内部温度Ti的车辆内部温度传感器52也可以用作第三 温度传感器4 5 。根据由车辆内部温度传感器5 2感测到的车辆内 部温度Ti调节手温度T7和背景面温度T6A中的至少一个，可以 在不使车辆驾驶员感到不舒服的情况下生成手温度T7和背景 面温度T6A之间的差T7-T6A。另外，从成本角度来看，优选地 使用安装在车辆上的空调的车辆外部温度传感器或车辆内部温 度传感器。温度调整器60包括控制器70、第一温度调节器81和第二温 度调节器82。当(由第一温度传感器30感测到的)手温度T7和 (由第二温度传感器40感测到的)背景面温度T6A之间的差 T7-T6A小于或等于第 一特定温度T 1时，控制器70根据均由第三 温度传感器45感测到的车辆外部温度Te或车辆内部温度Ti控制 第一温度调节器81和第二温度调节器82中的至少一个，从而增 大手温度T7和背景面温度T6A之间的差T7-T6A。第 一温度调节器81的例子包括用于调整手温度T7的方向 盘加热器、方向盘冷却器和空调，而第二温度调节器82的例子 包括用于调整背景面温度T6A的空调。随着控制器70进行的控 制，第一温度调节器81加热或者冷却手7，或者第二温度调节器 82加热或冷却背景面6A,从而增大手温度T7和背景面温度T6A 之间的差T7-T6A。根据第 一 实施例的控制器7 0通过以下两种方法调整手温度 T7和背景面温度T6A中的至少一个第 一 方法首先说明第 一方法当由第 一 温度传感器30感测到的手温度T7和由第二温度 传感器40感测到的背景面温度T6A之间的差T7-T6A小于或等 于第一特定温度Tl,同时在第三温度传感器45感测到的车辆内 部和外部的温度(第三感测温度T 3 - S )小于第二特定温度T 2时， 根据第 一 实施例的控制器70通过第 一温度调节器81 ，即方向盘 加热器和空调(热空气)对手7进行加热。用于温度控制的第 一 特定温度T1不受特别限制，可以基于 是否能够参照由红外照相机10拍摄的图像数据正确区分手温度 T7和背景面温度T6A来设置第 一特定温度T1 。根据第 一 实施例， 将第 一特定温度T1设为5°C ，根据红外照相机10的精度还可以 将该值适当地设置成其它值。另外，第二特定温度T2设置成可 以确定车辆驾驶员周围的环境热还是不热，或者冷还是不冷。
根据第三温度传感器45的感测对象来适当地确定第二特定温度T2。例如，根据第一实施例的第三温度传感器45的车辆外部溫 度传感器51感测车辆外部温度Te,而控制器70将由此所感测到 的车辆外部温度Te和第二特定温度T2进行比较。这样，优选地 将第二特定温度T 2设成车辆驾驶员通常感到冷或热的车辆外 部温度Te。同样，当第三温度传感器45的车辆内部温度传感器 52感测车辆内部温度Ti时，优选地基于车辆驾驶员通常感到冷 或热的车辆内部温度Ti设置第二特定温度T2。只有当第三温度 传感器45感测到的车辆外部温度Te或车辆内部温度Ti低于第二 特定温度T2且因此车辆驾驶员感到冷(或者不热)时，根据第 一实施例的温度调整器60才对手7进行加热。这样'可以防止当 车辆驾驶员感到热时对手7进行加热，从而在不使车辆驾驶员感 到不舒服的情况下生成手7和背景面6A之间的差T7-T6A。 第二方法接着说明第二方法当由第 一温度传感器30感测到的手温度T7和由第二温度 传感器40感测到的背景面温度T6A之间的差T7-T6A小于或等 于第 一特定温度T1 ，同时第三温度传感器45感测到的车辆内部 和外部的温度(第三感测温度T3-S)大于或等于第三特定温度 T3时，控制器70通过作为第二温度调节器82的空调(冷风)来 冷却背景面6A。与第一方法相似，基于是否可以参照由红外照 相机10拍摄的图像数据正确区分手温度T7和背景面温度T6A来 设置第二方法的第 一特定温度T1 。根据第 一 实施例的第三特定 温度T3设置成可以确定车辆驾驶员周围的环境热还是不热，或 者冷还是不冷。根据第三温度传感器4 5的感测对象适当地确定 第三特定温度T3。例如，根据第一实施例的第三温度传感器45 的车辆外部温度传感器5 l感测车辆外部温度Te，而控制器70将
由此所感测到的车辆外部温度T e和第三特定温度T 3进行比较。 这样，优选地基于车辆驾驶员通常感到冷或者热的车辆外部温 度Te来设置第三特定温度T3。同样，当第三温度传感器45的车 辆内部温度传感器52感测车辆内部温度Ti时，优选地基于车辆 驾驶员通常感到冷或热的车辆内部温度T i来设置第三特定温度 T3。此处，第一方法中的第二特定温度T2和第二方法中的第三 特定温度T3可以4皮此相同。当由第三温度传感器45感测到的车辆外部温度Te或者车 辆内部温度Ti大于或等于第三特定温度T3，同时车辆驾驶员感 到热或者不冷时，根据第 一 实施例的温度调整器60冷却背景面 6A。这样，当车辆驾马史员感到热时，冷却背景面6A而不是加热 手7 ，这样在不使车辆驾驶员感到不舒服的情况下生成手温度 T7和背景面温度T6A之间的特定差T7-T6A。尽管没有特别限制，但优选做法是温度调节单元90优先于 输入控制器20的操作而操作，随后加热手7 (感测对象)或者冷 却背景面6A,从而生成手温度T7和背景面6A之间的差T7-T6A。 在背景面6A被加热的情况下操作输入控制器20使得输入控制 器20能够基于在背景面温度T6A和手温度T7之间强制生成的差 T7-T6A来正确地提取并判断命令。图4示出控制根据第 一 实施例的命令输入系统1 OO的步骤。(5101) 如图4所示，在开始后，红外照相才几10拍才聂包括 握住方向盘1的手7的特定感测区域6的图像，从而获得关于温度 分布的摄像数据。(5102) 基于由红外照相机10拍摄的图像数据，第一温度 传感器30感测手温度T7。(5103) 基于由红外照相机10拍摄的图像数据，第二温度 传感器40感测作为背景面6A的前门4的背景面温度T6A。 (S104)控制器70的温差计算器72 (见图2)计算(车辆 驾驶员的)手温度T7和背景面温度T6A之间的差T7-T6A,并且 判断由此所计算的差T7-T6A是否小于或等于第一特定温度T1。(S105 )在由此所计算的差T7-T6A大于第一特定温度T1 的情况下(S104为否)，处理器24继续命令输入操作(提取操 作、判断操作和执行操作)。(S106)基于由红外照相机10拍摄的图像数据，提取器21 提取手7的形状和手7的移动中的至少 一 个。(S107 )判断器22判断提取器21由此所提取的手7的形状 和手7的移动中的至少一个是否是预先定义的命令。 当在S107为是时，操作进入步骤S108。(S108)执行器23对车载系统200的车载系统控制器200八 输出由判断器22判断的命令。基于由此所接收的命令，车载系 统控制器200A控制车载系统200 。当不显示命令时，所有流程结束，然后返回开始部分。(5110) 返回S104，在所计算的差T7-T6A大于第一特定温 度T1 (S104为是)的情况下，处理器24停止操作(提取操作、 判断操作和执行操作)，从而将以上停止输出给车辆驾驶员。(5111) 然后，第三温度传感器45的车辆外部温度传感器 51测量车辆外部温度Te (第三感测温度T3-S )，同时第三温度 传感器45的车辆内部温度传感器52测量车辆内部温度Ti (第三 感测温度T3-S )。(5112) 控制器70判断由第三温度传感器45感测到的第三 感测溫度T3-S (车辆外部温度Te或车辆内部温度Ti )是否小于 特定温度(第二特定温度T2或第三特定温度T3 )。(S113 )在车辆外部温度Te或车辆内部温度Ti大于或等于 特定温度(第二特定温度T2或第三特定温度T3 )的情况下(S112
为是)，换句话说，当车辆驾驶员感到热或者不冷时，控制器70使得从空调(第二温度调节器82)向前门4的背景面6A吹出冷风。(S114)同时，在车辆外部温度Te或车辆内部溫度Ti小于 特定温度(第二特定温度T2或第三特定温度T3 )的情况下(S112 为否)，换句话说，当车辆驾驶员感到冷或不热时，控制器70 打开作为第一温度调节器81的方向盘加热器。在第一温度调节 器81是空调的情况下，从空调向手7吹出热空气。参照车辆内部和外部的温度(第三感测温度ThS )，冲艮据 第一实施例的命令输入系统100强制生成手温度T7 (感测对象 或者识别对象)和背景面温度T6A之间的差T7-T6A，而不会使 车辆驾驶员感到不舒服，从而通过车辆驾驶员的手7的形状等正 确地识别命令。在小型车(nutshell)内，在冬季等较冷的状态 下，根据第一实施例的命令输入系统100加热手7，而在热季节 则冷却背景面6A。因此，可以消除由季节、空气温度、手温度 T7等造成的影响，从而生成手温度T7和背景面温度T6A之间的 特定差T7-T6A,而不会使车辆驾驶员感到不舒服。第二实施例根据本发明第二实施例的命令输入系统IOO在结构上与根 据第一实施例的命令输入系统基本相同。然而，第二实施例与 第 一 实施例的不同之处在于，由第三温度传感器45感测第三感 测温度T3-S的方法使用由红外照相机10所拍摄的图像数据。图 5示出根据第二实施例的框图。如图5所示，根据第二实施例的 命令输入系统1 OO具有窗户玻璃温度传感器53 ，该窗户玻璃温度 传感器53基于由红外照相机IO所获得的摄像数据感测窗户玻璃 温度Tw,作为车辆内部和外部的温度。根据第二实施例，将红外照相机10设置到驾驶杆2，使得除
了手7和背景面6A之外窗户玻璃W也包括在感测区域6中。从由 红外照相机10所拍摄的图像数据中，窗户玻璃温度传感器53提 取占据感测区域6的特定区域的一部分窗户玻璃W的红外数据， /人而感测该部分的温度。窗户^皮璃W用作车辆外部和内部的边 界，因此窗户玻璃温度Tw可能随着车辆外部温度Te而改变。车 辆外部温度Te越高，窗户玻璃温度Tw越高，而车辆外部温度Te 越低，窗户玻璃温度Tw越低。根据第二实施例，将窗户玻璃温 度Tw视为车辆内部和外部的温度(第三感测温度T3-S ),从而 根据由此所感测到的窗户玻璃温度Tw (第三感测温度T3-S )来 调整手温度T7和背景面温度T6A中的至少 一个。图6示出控制根据第二实施例的命令输入系统100的步骤。 如图6所示，根据第二实施例的控制步骤与图4中根据第 一 实施 例的控制步骤基本上相同，而在从S101 ~ Slll的流程中具有不 同之处。具体地，在S101红外照相机10将所拍摄的图像数据发 送到第三溫度传感器45。在Slll,第三温度传感器45基于所拍 摄的图像数据感测窗户玻璃温度Tw (第三感测温度T3-S)。这样，第二实施例可以通过红外照相才几10等通常4吏用的石更 件资源感测第三感测温度T3-S,换句话说，不需要设置车辆外 部温度传感器51和车辆内部温度传感器5 2等任何新的温度传感 器，从而降低了成本，产生除第一实施例的效果之外的效果。第三实施例根据本发明第三实施例的命令输入系统IOO在结构上与根 据第一实施例的命令输入系统基本相同。然而，第三实施例与第 一 实施例的不同之处在于，感测第三感测温度T3-S的方法使 用由红外照相机1 O拍摄的图像数据。图5示出根据第三实施例的 框图(第二实施例和第三实施例共同使用图5 )。如图5所示， 根据第三实施例的命令输入系统1 OO具有手温度传感器54,该手
温度传感器5 4基于红外照相机1 0所拍摄的图像数据感测手溫度T7，作为车辆内部和外部的温度。根据第三实施例，与第一实 施例相似，将红外照相机10设置到驾驶杆2，使得手7和前门4 的背景面6A包括在感测区域6中(见图3)。根据由红外照相机 10所拍摄的图像数据，手温度传感器5 4提取 一 部分手7的红外数 据，从而感测该部分的温度。在根据第三实施例的操作与根据 第一温度传感器30的操作相同的情况下，从降低处理成本的观 点出发，优选使用由第一温度传感器30所感测的温度数据(手 温度T7)。驾乘车辆的车辆驾驶员的手温度T7可能根据车辆内部温 度Ti而变化。车辆内部温度Ti越高，手温度T7越高，而车辆内 部温度Ti越低，手温度T7越低。根据第三实施例，手温度丁7被 视作车辆内部温度Ti (第三感测温度T3-S ),从而#^居由此所 感测到的手温度T7 (第三感测温度T3-S)来调整手温度T7和背 景面温度T6A中的至少一个。基于车辆驾驶员实际感受到的温 度，调整手温度T7和背景面温度T6A中的至少一个，从而不会 使车辆驾驶员不舒服。图6(与第二实施例共同使用)示出根据第三实施例的命令 输入系统100的控制步骤。如图6所示，根据第三实施例的控制 步骤与图4中根据第一实施例的控制步骤基本相同，然而在从 S101 ~ S1U的流程中具有不同之处。具体地，在S101红外照相 机10将所拍摄的图像数据发送给第三温度传感器45。在Slll, 第三温度传感器45基于所拍摄的图像数据感测第三感测温度 T3-S。在这种情况下，第三温度传感器45可获得在S102中感测 到的手温度T7并将该手温度T7视作第三感测温度T3-S。这样，第三实施例可以通过红外照相机10等通常使用的硬 件资源感测第三感测温度T3-S,换句话说，不需要设置车辆外部温度传感器51和车辆内部温度传感器52等任何新的温度传感 器，从而降低了成本，产生除第一实施例的效果之外的效果。 第四实施例图7示出根据第四实施例的命令输入系统100的框图。如图7 所示，命令输入系统100设置有红外照相机10、输入控制器20 和背景加热器50 (另外称作"温度调整器")。命令输入系统IOO 连接到外部车载系统200从而通过车载LAN接收信息。命令输入 系统1 OO将通过车载LAN所接收的命令发送到车载系统200 。根据第四实施例的命令输入系统100使用红外照相机10来 拍摄车辆驾驶员所指示的命令的图像，从而基于由此所拍摄的 图像数据提取并判断该命令。图8示出布置根据第四实施例的红 外照相机IO的例子。图8示出在车辆驾驶员的手7握住方向盘1 的情况下的感测区域6的前视图。如图8所示，将根据第四实施 例的红外照相机10装配到驾驶杆2上；该红外照相机10拍摄包括 以下区域的特定感测区域6的图像i )握住方向盘1的手7和ii ) 作为背景面6A的前门4的内壁(车辆的一部分)；并获得包括 在感测区域6中的手7 (感测对象)和背景面6A的红外数据。如 上所述设置的感测区域6用于从所拍摄的图像数据中排除除了 手7和背景之外的任何对象，所述任何对象的例子包括车辆驾驶 员身体的一部分。这样，可以拍摄背景面6A和手7(感测对象)， 从而正确地提取由车辆驾驶员所指示的手7的状态等。这里，图 8示出具有右手方向盘1的车辆的结构组件的位置，相反具有左 手方向盘l的车辆具有位于与图8所示的位置相反位置的结构组 件。如图8所示，根据第四实施例，背景加热器50用于加热作为 感测区域6的背景面6A的前门4的内壁，所述感测区域6定义由 红外照相机10拍摄的图像。根据第四实施例的背景加热器50包
括嵌入到由红外照相机10所拍摄的感测区域6中的前门4的内壁 中的电子加热元件61 (61A 61F)。另外，根据第四实施例，设置有用于控制加热元件61的加 热的加热控制器55的背景加热器50对定义由红外照相机10所拍 摄的图像的感测区域6的背景面6A进行加热，使得背景面温度 T6A可具有比通过将第四特定温度T4 (=最小温度分辨率 (NETD:噪声等效温差))与车辆驾驶员温度(身体温度， 手温度T7等)相加所获得的温度高的温度。具体地，当由背景 面传感器55A所测量的背景面温度T6A小于第四特定温度T4 时，设置有用于感测背景面温度T6A的背景面传感器55A的加热 控制器55将背景面6A加热到第四特定温度T4。根据第四实施例，第四特定温度T4是与车辆驾驶员温度相 加的最小温度分辨率(NETD:噪声等效温差)。此处，可以 任意定义车辆驾驶员温度。例如，可以将预设的车辆驾驶员身 体温度定义为车辆驾驶员温度，或者将预设的手温度T7定义为 车辆驾驶员温度。优选地基于通过足够数量的监视测量的手温 度T7预先计算车辆驾驶员的身体温度或手温度T7，然而，另外 也可以基于所测量的使用命令输入系统IOO的车辆驾驶员的温 度来定义车辆驾驶员的身体温度或手温度T7。换句话说，可以 基于由红外照相机IO拍摄的图像数据来测量车辆驾驶员的身体 温度或手温度T7，然后可以基于由此所测量的温度设置车辆驾 驶员的温度。此处，基于具有所安装的各红外照相机10的最小 温度分辨率NETD的温度来预设具有最小温度分辨率NETD的 温度。尽管没有特别限制，但背景加热器5 0优选地设置有用于监 视感测区域6的感测区域周围温度T6B的周围温度监视器56，且 在感测区域周围温度T6B低于第五特定温度T5的情况下，加热 控制器55进行控制使得(用于加热背景面6A的)热量减少。在感测区域周围温度T6B低的情况下，作为感测对象的车辆驾驶 员温度(包括身体温度、手温度T7)也可能变低。根据车辆驾 驶员温度(身体温度、手温度T7)的下降，施加到背景面6A的 热量减少，从而控制热量不过多地加热背景面6A。这样，可以 节省加热背景面6 A所消耗的能量。才艮据第四实施例，能够对感测区域6的背景面6A进4亍加热 的背景加热器50不受特别限制。图9~图14示出背景加热器50 的具体例子。图9A示出具有多个点状加热元件61A的背景加热器50。背 景加热器50安装在前门4 (内壁)中。图9B示出图9A的背景加 热器50的一部分50P的放大图。加热元件61A彼此电连接，从而 对背景面6A进4亍均匀加热。这样，与对整个面进4亍加热相比更 能节省所消耗的能量。 '图IOA示出具有从感测区域6中的特定点O呈放射状布置的 加热元件61B的背景加热器50。尽管没有特别限制，但优选地 使该特定点0位于感测区域6中以便将其设置在定义待拍摄的 图像的手7的中心区域。背景加热器50安装在前门4 (内壁)中。 图IOB示出与图IOA中的背景加热器50重叠的手7的图像。在手 指71呈放射状伸出的情况下，呈放射状布置的加热元件61B可 以高效地加热背景面6A中与手指71相对应的部分。这样，可以 在手指溫度T71 (手温度T7)和背景面温度T6A之间高效地生成 差T7-T6A,从而比对整个面加热更节省所消耗的能量。图IIA示出具有网状的直线延伸的加热元件61C的背景加 热器50。背景加热器50安装在前门4 (内壁)中。图11B示出与 图IIA中的背景加热器50重叠的手7的图像。加热元件61C彼此 电连4妻，乂人而对背景面6A均匀加热。这样，与对整个面加热相 比更能节省所消耗的能量。另外，手指71以与网状的加热元件61C相交的方式呈》文射状伸出，/人而基于加热元件61C的位置 (即加热元件61C特别加热的位置)来确定手7的大小和手指71的位置。图12A示出具有扇形的加热元件61D的背景加热器50。背景 加热器50安装在前门4 (内壁)中。图12B示出与图12A中的背 景加热器50重叠的手7的图像。在手指71呈放射状伸出的情况 下，呈放射状布置的加热元件61D可以高效地加热背景面6A中 与手指71相对应的部分。这样，可以高效地生成手指温度T71 (手温度T7，感测对象)和背景面温度T6A之间的差T7-T6A, 从而与加热整个面相比更节省所消耗的能量。另外，尽管没有 特别限制，但优选地将加热元件61D布置成穿过用于提取手7的 形状等的特征点Q。这样，就可以在(手7的)特征点Q和与之 对应的背景面6A之间高效地生成差T7-T6A ,从而正确地识别 手7的形状等。图13A示出具有同心圓形状的加热元件61E的背景加热器 50。背景加热器50安装在前门4(内壁)中。图13B示出与图13A 中的背景加热器50重叠的手7的图像。加热元件61E彼此电连 接，对背景面6A均匀加热。这样，与对整个面加热相比更能节 省所消耗的能量。另外，通常，手指71呈放射状伸出并与同心 圆形状的加热元件61E相交，从而基于加热元件61的位置(即 加热元件61E特别加热的位置)来确定手7的大小和手指71的位 置。图14A示出具有螺旋状的加热元件61F的背景加热器50。背 景加热器50安装在前门4 (内壁)中。图14B示出与图14A中的 背景加热器50重叠的手7的图像。加热元件61F电连接，对背景 面6A均匀加热。这样，与对整个面加热相比更能节省所消耗的 能量。另外，通常，手指71呈放射状伸出并与螺旋加热元件61F 相交，从而基于加热元件61的位置(即力口热元件61F特别力口热 的位置)来确定手7的大小和手指71的位置。另外，形成一个加 热元件61F的背景加热器50可以防止复杂的电连接。尽管没有 特别限制，但优选地进一步设置用于转动螺旋状的加热元件61 的转动机构15 0 。转动螺旋状加热元件61F可以对背景面6 A的整 个部分均匀加热。图15示出用于说明根据第四实施例的具有以上结构的背景 加热器50进行的温度调整操作的流程图。 (Sl )操作开始。(S2)背景面传感器55A感测作为感测区域6的背景面6A 的前门4 (内壁)的背景面温度T6A。(S3 )处理判断由此所感测到的背景面温度T6A是否低于 预设的第四特定温度T4。尽管设置第四特定温度丁4的方法不受 特别限制，但是如图16A所示，将第四特定温度T4定义为通过 把a.(大于最小温度分辨率NETD )加到身体温度(或手温度T7 ) 37。C所获得的温度。(54) 在背景面温度T6A低于第四特定温度T4 ( S3为是) 的情况下，加热控制器55开始加热背景面6A。(55) 加热开始后，背景面传感器55A感测背景面温度T6A 是否大于或等于第四特定温度T4。加热控制器55对背景面6A进 行加热，直到背景面温度T6A变得大于或等于第四特定温度T4 为止(S5为否)。(56) 在背景面温度T6A变为大于或等于第四特定温度T4 (S5为是)的情况下，加热控制器55停止加热背景面6A。(S7~ S9)背景面传感器55A继续感测背景面温度T6A， 直到输入结束指令为止。
尽管没有特别限制，根据第四实施例，步骤S10 步骤S12与步骤S2 步骤S9并行进行。根据感测区域周围温度T6B (空 气温度)，步骤S10 步骤S12减少用于加热背景面6A的热量。 此处，为了节省用于加热背景面6A的热量，当感测区域周围温 度T6B(空气温度)小于第五特定温度T5时，将第四特定温度 T4修改成较低的第四特定温度T41ow。如图16B所示，空气温度 的降低也降低身体温度和手温度T7。换句话说，随着空气温度 的降低，可以在背景面温度T6A和身体温度或手温度T7之间生 成大于或等于最小温度分辨率NETD的差，而不需要将背景面 6A加热到第四特定温度T4。根据第四实施例，在感测区域周围 温度T6B低于第五特定温度T5的情况下，加热控制器"降低用 于加热背景面6A的第四特定温度T4 (即，使用较低的第四特定 温度T41ow),从而减少用于加热背景面6A的热量。此处，节 省热量的方法不限于以上方法。具体地，可以将背景加热器50 的输出量减少特定的量，或者可以将背景加热器5 0的输出时间减少特定的时间。才艮据第四实施例，将背景面6A加热到第四特定温度T斗可以生成手温度T7 (感测对象)和背景面温度T6A之间的差T7-T6A (大于或等于最小温度分辨率NETD )。这样，不论季节、空 气温度、车辆驾驶员的身体温度(手温度T7)如何，都可以基 于由红外照相机10所拍摄的图像数据，从背景中区分出并正确 地提取手的形状和手的移动。尽管没有特别限制，但优选地在 操作输入控制器2 0之前操作背景加热器5 0,从而生成手温度T 7 (感测对象)和背景面6A之间的差T7-T6A (对应于最小温度 分辨率NETD)。在背景面6A^C加热的情况下，4喿作输入控制 器20可以基于在背景面溫度T6A和手温度T7之间生成的差 T7-T6 A来正确地提取并判断命令。
图1 7示出控制根据第四实施例的输入控制器2 0的步骤。(S201 )开始操作。(S202 )红外照相机10拍摄包括握住方向盘1的手7的特定 感测区域6的图1"象。(S203 )基于由红外照相机10所拍摄的图像数据，提取器 2 l提取手7的形状和手7的移动中的至少 一 个。(S204 )判断器22基于提取器21由此所提取的手7的形状 和手7的移动中的至少 一 个来判断命令的内容。(S205 )执行器23将由判断器22判断的命令输出到车载系 统控制器200A。基于由此所接收的命令，车载系统200控制车 载系统200。曰本的提交日为2005年4月5日的日本专利申请 2005-108802号和日本的提交日为2005年6月17日的日本专利申 请2005-178332号的全部内容通过引用包含于此。此处，以上说明的第一实施例到第四实施例用于说明本发 明，而不是限制本发明。因此，根据第一实施例到第四实施例 公开的各元件可以包含属于本发明技术领域的各种设计变化， 并且可以包括其等同物。工业应用性本发明的命令输入系统包括1 )用于拍摄将特定部分定义 为背景面的感测区域的图像的红外照相机；2 )基于由红外照相 机所拍摄的图像的图像数据提取以下中的至少 一 个的提取器 a)手的形状，和b)手的移动；以及3 )用于调整手溫度和背景 面温度中的至少一个从而增大手温度和背景面温度之间的差的 温度调整器。因此，可以在(手(感测对象)的)手温度和背 景面温度之间生成特定的差，而不会使车辆驾驶员感到不舒服， 可以消除由季节、空气温度、手温度等造成的影响，并且可以
正确识别通过手的形状等指示的命令。参照所附权利要求书来限定本发明的范围。
权利要求
1.一种命令输入系统，包括1)红外照相机，用于拍摄将特定部分定义为背景面的感测区域的图像；2)提取器，用于基于由所述红外照相机拍摄的图像的图像数据，提取以下中的至少一个a)手的形状，和b)手的移动；以及3)温度调整器，用于调整手温度和背景面温度中的至少一个，从而增大所述手温度和所述背景面温度之间的差。
2. 根据权利要求l所述的命令输入系统，其特征在于， 所述命令输入系统还包括1)第一溫度传感器，用于基于由所述红外照相机拍摄 的图像数据，感测所述手温度，2)第二温度传感器，用于基于由所述红外照相机拍摄 的图像数据，感测所述背景面温度，以及所述温度调整器在以下状态l调整所述手温度和所述背景 面温度中的至少一个，从而增大所述手温度和所述背景面温度 之间的差所述状态l为由所述第 一 温度传感器感测到的所述手温度和由所述第二 温度传感器感测到的所述背景面温度之间的差等于或小于第一特定温度。
3. 根据权利要求2所述的命令输入系统，其特征在于， 所述命令输入系统还包括用于感测车辆内部和外部的温度的第三温度传感器，以及所述温度调整器根据由所述第三温度传感器感测到的所述 车辆内部和外部的温度，指定所述手温度和所述背景面温度中 的至少 一 个的要进行调整的部分。
4. 根据权利要求3所述的命令输入系统，其特征在于，还 包括1)判断器，用于判断与由所述提取器提取的以下中的至少 一个相对应的命令a) 所述手的形状，和b) 所述手的移动，以及2)执行器，用于执行由所述判断器判断的命令。
5. 根据权利要求4所述的命令输入系统，其特征在于，所述温度调整器在以下状态2对车辆驾驶员的手进行加热 所述状态2为1)由所述第 一温度传感器感测到的所述手温度和由所述第 二温度传感器感测到的所述背景面温度之间的差等于或小于所 述第一特定温度，以及2)由所述第三温度传感器感测到的所述车辆内部和外部的 温度小于第二特定温度。
6. 根据权利要求4所述的命令输入系统，其特征在于， 所述温度调整器在以下状态3对所述背景面进行冷却 所述状态3为1)由所述第 一 温度传感器感测到的所述手温度和由所述第 二温度传感器感测到的所述背景面温度之间的差等于或小于所 述第一特定温度，以及2)由所述第三温度传感器感测到的所述车辆内部和外部的 温度大于或等于第三特定温度。
7. 根据权利要求4所述的命令输入系统，其特征在于，所述第三温度传感器感测车辆驾驶员所驾乘的车辆的车辆 外部温度。
8. 根据权利要求4所述的命令输入系统，其特征在于，所述第三温度传感器感测车辆驾驶员所驾乘的车辆的车辆内部温度。
9. 根据权利要求4所述的命令输入系统，其特征在于，基于由所述红外照相机拍摄的图像数据，所述第三温度传 感器感测车辆驾驶员所驾乘的车辆的窗户玻璃的窗户玻璃温度。
10. 根据权利要求4所述的命令输入系统，其特征在于， 基于由所述红外照相机拍摄的图像数据，所述第三温度传感器感测车辆驾驶员的所述手温度。
11. 根据权利要求4所述的命令输入系统，其特征在于，还 包括用于进行以下操作的处理器1)在以下状态4停止所述提取器的提取操作和所述提取操 作之后的操作所述状态4为基于由所述红外照相机拍摄的图像数据感测到的所述手温 度和所述背景面温度之间的差等于或小于所述第一特定温度， 以及2)向车辆驾驶员输出关于停止操作的信息。
12. 根据权利要求2所述的命令输入系统，其特征在于，作为背景加热器的所述温度调整器将所述感测区域的背景 面加热到所述背景面具有大于第四特定温度的所述背景面温度 的程度，所述第四特定温度通过以下方式获得所述手温度加上所述红外照相机的最小温度分辨率。
13. 根据权利要求12所述的命令输入系统，其特征在于， 还包括1)判断器，用于判断与由所述提取器提取的以下中的至少 一个相对应的命令a) 所述手的形状，和b) 所述手的移动，以及2)执行器，用于执行由所述判断器判断的命令。
14. 根据权利要求13所述的命令输入系统，其特征在于， 所述背景加热器具有多个点状加热元件。
15. 根据权利要求13所述的命令输入系统，其特征在于， 所述背景加热器具有从所述感测区域中的特定点呈放射状布置的加热元件。
16. 根据权利要求13所述的命令输入系统，其特征在于，所述背景加热器具有网状布置的加热元件。
17. 根据权利要求13所述的命令输入系统，其特征在于，所述背景加热器具有扇形布置的加热元件。
18. 根据权利要求17所述的命令输入系统，其特征在于， 将所述加热元件均布置成通过当所述提取器提取所述手的形状时使用的特征点。
19. 根据权利要求13所述的命令输入系统，其特征在于， 所述背景加热器具有以同心圆形状布置的加热元件。
20. 根据权利要求13所述的命令输入系统，其特征在于， 所述背景加热器具有螺旋状布置的加热元件。
21. 根据权利要求20所述的命令输入系统，其特征在于， 所述背景加热器还具有用于转动所述螺旋状加热元件的转动才几构。
22. 根据权利要求13所述的命令输入系统，其特征在于， 所述背景加热器感测所述感测区域的感测区域周围温度，以及在由此所感测到的所述感测区域周围温；l小于第五特定温 度的情况下，所述背景加热器减少用于加热所述背景面的热量。
23. —种输入命令的方法，包括1)拍摄将特定部分定义为背景面的感测区域的图像； 2)基于由红外照相机拍摄的图像的图像数据，提取以下中 的至少 一 个a) 手的形状，和b) 手的移动；以及3)调整手温度和背景面温度中的至少一个，从而增大所述 手温度和所述背景面温度之间的差。
24. —种命令输入系统，包括1)用于拍摄将特定部分定义为背景面的感测区域的图像的部件；2)基于由红外照相机拍摄的图像的图像数据提取以下中的 至少 一 个的部件a) 手的形状，和b) 手的移动；以及3)用于调整手温度和背景面温度中的至少一个从而增大所 述手温度和所述背景面温度之间的差的部件。
全文摘要
一种命令输入系统，包括1)红外照相机，用于拍摄将特定部分定义为背景面的感测区域的图像；2)提取器，用于基于由所述红外照相机拍摄的图像的图像数据，提取以下中的至少一个a)手的形状，和b)手的移动；以及3)温度调整器，用于调整手温度和背景面温度中的至少一个，从而增大手温度和背景面温度之间的差。
文档编号B60R16/02GK101151175SQ200680010230
公开日2008年3月26日 申请日期2006年3月16日 优先权日2005年4月5日
发明者太田最实, 岩岛诚, 广田正树, 福山康弘 申请人:日产自动车株式会社