本发明涉及一种具有至少一个雷达单元的机动车，该至少一个雷达单元用于发射雷达信号和用于接收雷达信号的反射。
背景技术：
现有技术已知了，利用机动车的雷达单元从机动车环境中的物体进行探测。为此这些物体必须由金属制成，以便越过相对较大距离仍获得所发射的信号的能够被探测到的反射。
对于在机动车的近距离环境中的近场探测而言已知的是，使用超声波传感器。借此也可以探测非金属的物体、例如人的身体。
为了在机动车内部无接触地感应到人员，可以使用摄像机。如果涉及到对操作装置的操纵，则可以借助于电容传感器或红外传感器实现无接触的操作。在机动车中还可以使用基于摄像机的手势识别来用于识别对操作元件的操纵。
技术实现要素：
本发明的目的是，在机动车的乘员车厢中探测人员或人员的至少一个身体部分，以便由此例如能够实现操作设备的无接触的操纵。
该目的通过根据权利要求1的机动车实现。根据本发明的机动车的有利的改进方案由从属权利要求、下述说明书以及附图中得出。
在根据本发明的机动车中提供了至少一个用于发射雷达信号和用于接收所发射的雷达信号的反射的雷达单元。该反射因此显示了在进行雷达反射的元件处反射给雷达单元的雷达信号。根据本发明在此提出，在机动车的乘员车厢中使用所述至少一个雷达单元。为此提出，所述至少一个雷达单元的相应检测区域指向乘员车厢中，所述控制装置被设计为用于，根据由所述至少一个雷达单元分别接收到的反射检测在乘员车厢中人员的身体部分的位置和/或该身体部分的运动。借助于雷达单元可以检测所述身体部分相对于相应雷达单元的相对状态或位置和/或运动速度。
通过根据本发明的机动车得出的优点是，在乘员车厢中能够实现基于雷达的手势识别。在此本发明基于的认识是，在雷达单元与身体部分之间的距离的情况下(如在机动车乘员车厢中得出的那样)，即使非金属物体也产生足够强的反射，从而能够借助于雷达单元探测该反射以及利用该反射能够推断出身体部分的位置和/或身体部分的运动。
本发明还包括备选的改进方案，通过其特征得到额外优点。
根据一个改进方案，所述至少一个雷达单元被设计为用于，产生具有频率曲线和/或振幅曲线的雷达信号，通过该雷达信号引起身体部分的体液实施的反射。也就是说，例如手的皮肤就足以产生反射。由此得到的优点是，在操作机动车时不需要反射辅助来产生足够强的、被反射的雷达信号。频率曲线在此是指，调整频率的绝对值和/或频率值随时间的变化。相应地，振幅曲线是指，在给定的频率下调整振幅的绝对值和/或随时间改变振幅的绝对值。具有相应频率曲线和/或振幅曲线的合适的雷达信号——该雷达信号在乘员车厢中还由于身体部分的体液而被充分强烈反射——能够由专业人员轻易地确定。
根据一种改进方案，所述至少一个雷达单元的相应作用范围小于50厘米，尤其是小于30厘米。也就是说，仅在乘员车厢的部分区域中检测身体部分。尤其是利用该改进方案能够无接触地操纵操作设备，而不会将乘员车厢其余部分中的任意运动也误解为操作期望。
根据一种改进方案，所述机动车具有显示装置，用于在显示面上显示图形的操作元件。该显示装置可以例如是屏幕、例如tft屏幕(tft-thinfilmtransistor-薄膜晶体管)或oled屏幕(oled-organiclightemittingdiode)。图形的操作元件可以例如是图形用户界面(gui-graphicaluserinterface)。所述控制装置被设计为用于，根据所检测到的位置和/或所检测到的运动调整由操作元件显示的控制值。如果操作元件例如是位置显示器(鼠标指针或菜单选择元件)，可以因此利用身体部分无接触地确定位置显示器的位置。该操作元件也可以例如是滑动条，它能够利用身体部分的无接触的线性运动而被调整或推动。
一种改进方案提出，所述运动包括身体部分的至少两个肢体的相对运动。身体部分可以例如是手，那么在此被作为肢体的相对运动检测的是至少两个手指的相对运动。所述控制装置被设计为用于，根据该相对运动调整操作元件的所述控制值。由此得出的优点是，不需要身体部分的绝对的初始位置来调整控制值。使用者也就可以将其身体部分、例如其手放在至少一个雷达单元的检测区域中的任意位置上。控制值的调整不由此受影响。然后只有通过产生身体部分的至少两个肢体的相对运动才改变控制值。
一种改进方案提出，所述操作元件是旋转调节器。该旋转调节器的控制值例如是旋转调节器的旋转位置或由旋转调节器显示的值。所述控制装置被设计为用于，检测两个手指的摩擦运动作为相对运动。使用者因此可以例如在食指上摩擦拇指并且由此调节或调整旋转调节器。这符合手动的旋转调节器在手指之间被旋转时手指执行的运动。该改进方案具有特别的优点，即能够无接触地调整旋转调节器，而无需为此用身体部分或肢体执行这种让人在自由空间中较难组织协调的圆周运动。即使是在触摸屏上调整旋转调节器也通常是有问题的，因为在平滑的屏幕表面上精确出现圆形轨迹的组织协调难度增加。
一种改进方案实现的是：确认所调整的值，由此然后使身体部分能够运动，而不会导致对所调整的控制值的调节。该改进方案提出，所述运动包括两个手指的聚拢和/或分离，所述控制装置被设计为用于，在识别出该运动时确认控制值。之后也就阻止或结束了对操作元件的调整可能性。
一些改进方案涉及在机动车中所述至少一个雷达单元的布置。一个改进方案对此提出，从乘员车厢观察，所述至少一个雷达单元中的至少一个被这样布置在显示装置的显示面后方，使其检测区域穿过显示面。也就是说，该雷达单元发射穿透显示面至乘员车厢中的雷达信号。由此得到的优点是，允许对显示在显示面中间区域中、也就是例如在内部三分之一区域中的操作元件的操作。该改进方案的前提是，显示面中的导电的元件、即例如tft屏幕的晶体管以及相应的馈电线不会引起干扰的反射。这可以通过简单的实验确定。
一种改进方案提出，从乘员车厢观察，所述至少一个雷达单元中的至少一个被这样布置在显示装置的显示面旁边，使其检测区域从显示面旁边经过。尤其是具有最大发射强度的该发射方向不与显示面相交。由此能够阻止所述干扰性的反射。此外由此能够允许对操作元件的操作，而不会由于驾驶员自身身体部分阻碍驾驶员投向操作元件的视线。
一种改进方案涉及所述至少一个雷达单元的遮盖或掩盖。在该改进方案中提出，在所述至少一个雷达单元与乘员车厢之间布置有玻璃制的遮盖件。该玻璃可以被上色或涂装有不透明涂层。玻璃具有的优点是，它不导电并且由此不会干扰雷达信号。然而也可以提供遮盖件的稳固的表面。
根据本发明的机动车优选是汽车，尤其是乘用车。
附图说明
下面描述本发明的实施例。为此示出：
图1示出根据本发明的机动车的实施方式的示意图；
图2示出如图1的机动车中所能够提供的、由雷达传感器和显示装置组成的布置结构的示意图；
图3示出对确认输入的操作姿势进行说明的概略图；
图4示出穿过图2的显示装置的横截面的示意图；和
图5示出穿过图2的另选实施方案布置结构的横截面的示意图。
具体实施方式
下面所述实施例涉及本发明的优选实施方式。在该实施例中，该实施方式的所述部件构成了本发明的彼此独立的、要分开看待的特征，这些特征分别也彼此独立地改进本发明且因此也单独地或在与所示组合不同的其它组合中被看作是本发明的组成部分。此外，所述实施方式也通过本发明的其它已经描述的特征得到补充。
附图中功能相同的元件分别具有相同的附图标记。
图1示出了机动车1，其例如可以是汽车，尤其是乘用车。机动车1具有雷达单元2。雷达单元2被设计为所谓的纳米雷达。雷达2的天线3可以例如被实现为尺寸小于5厘米的集成线路或贴片天线或贴片阵列天线。雷达单元2的检测区域4在机动车1的内部空间中或乘员车厢5中取向。位于乘员车厢5中的人员6可以利用身体部分7、例如手进入检测区域4以及实施运动8。检测区域4由借助于天线3向乘员车厢5中发射的雷达信号9决定。身体部分7中的体液、即身体部分7的细胞或血管反射雷达信号9，由此向天线3返回反射10。雷达单元2可以因此接收反射10且根据反射10产生反射信号11。控制装置12可以根据反射信号11识别在检测区域4中的身体部分7的位置13和/或运动8。根据所识别的位置13和/或运动8可以通过控制装置12产生用于车辆部件15的控制信号14。该车辆部件15例如可以是信息娱乐系统(信息-娱乐系统)和/或机动车1的空调装置。控制装置12可以例如基于处理器装置、例如微处理器或微控制器被实现。控制装置12可以此外例如通过控制器实现。
图2示出了在机动车1中如何用雷达单元2和控制装置12实现具有图形用户界面的操作装置。为此提供了显示装置16，其例如可以是tft屏幕或oled屏幕。该显示装置16还可以被设计为触摸屏。该显示装置16可以例如被布置在机动车1的副仪表板或仪表板中。例如，通过控制装置12可以在显示装置16上产生图形操作元件17。在图2中示出的例子中操作元件17是旋转调节器18，该旋转调节器的控制值19被调节或调整，其方式为改变或调整旋转调节器18的旋转位置。控制值19可以例如是乘员车厢5中的车内温度。相应地可以由控制装置12根据当前控制值19产生用于车辆部件15的额定值信号作为控制信号14，通过该额定值信号调整车厢5中的车内环境。
为了无接触地操作旋转调节器18，可以由控制装置12根据反射信号11识别第一手指21(例如拇指)相对于一个或多个其它手指22(例如食指和中指)的相对运动20作为运动8。在控制装置12的研发或制造时通过实验测量来确定反射信号11的何种时间曲线与这种相对运动20相符合。由此控制装置12能够例如通过模式比较再次识别出该相对运动20。
根据该相对运动20，随后通过控制装置12在显示装置16上调整操作元件17的显示，也就是调整或改变控制值19。此外可以产生用于车辆部件15的控制信号14。
在调整之后，人员6想要重新将身体部分7从检测区域4中移开。为了不会由此误导致控制值19的调整，人员6可以首先确认该输入，以便防止控制值19的进一步变化。
图3为此示出了手势，该手势同样能够基于反射信号11被识别。在此通过聚拢23使手指21、22接触。这代表了用鼠标按键敲击。在识别出聚拢23时，锁定控制值23，也就是说该控制值与进一步的反射信号11无关地保持不变。这时，人员6可以使身体部分7从检测区域4离开。该手势还可以被规定用于确定菜单选择。
图4示出了，雷达单元2如何能够发射穿过显示装置16的显示面24的雷达信号9。相应地，检测区域4穿透显示面24。该显示面24是像素面，即在其中能够把图形操作元件17和其它图形操作元件作为像素图形显示的区域。该显示面24可以因此显示具有待调节的操作元件17的图形用户界面。其例如由tft屏幕的tft阵列来限定。不同于图4中所示的，多个雷达单元2也可以作为传感器被安装在显示装置16后方。
图5示出了一种替代布置结构，所针对的情况是：雷达信号9和反射10在显示面24后方的衰减过大，使得向乘员车厢5中的检测区域4的作用范围25过小。这可能例如由于显示面24的导电的ito层导致(ito-铟锡氧化物)。在此情况下，雷达单元2可以被安装在有源的区域——也就是说显示装置16的显示面24——的边缘26处。在此，所述雷达单元例如可以被布置在玻璃板27后方，该玻璃板也遮盖和/或保护显示面24。由此在屏幕边缘26处能够实现对手指21、22的手指识别。
显示装置还可以是触摸屏(触控屏幕)。包括雷达单元2和控制装置12的布置结构构成了触摸屏的有利的备选方案或补充方案。通过触摸屏可以凭借触摸或按压来控制各种不同的车辆功能或信息娱乐功能。通常在此在触摸屏的图形的用户界面上使用滑动条(滑动控制器)或必要时也使用旋转调节器。在此可以通过用手指在触摸屏上滑动来调整相应功能。触摸屏表面在此必须一直被触摸。旋转调节器在图形的表面上较难操作的原因是手指必须在屏幕上实施圆形轨迹。滑动条难以操作的原因是在机动车中也难以用伸展的手臂在触摸表面(触敏的表面)上准确地运动。
借助于雷达单元2可以检测进行雷达反射的元件的运动模式和/或速度模式。对于作用范围25处在15厘米至25厘米的范围内的检测，还可以在此探测不具有金属反射体的身体部分7。在此，身体部分的体液就足够产生能够被探测的反射10。雷达单元可以被安装在不导电的或难以导电的材料的后方且以检测区域4朝向乘员车厢5中取向。因此可以在乘员车厢5中识别出例如手指运动模式，例如拇指在食指上的所述摩擦。这种相对运动类似于对小旋钮的调节，该小旋钮例如实施在机械表中。还可以识别其它运动模式，如结合图3描述的拇指和食指的“并拢敲击”。
这在机动车1中被用于在屏幕后方布置一个或多个雷达单元。在屏幕上随后可以显示关于任意功能——例如音强、平衡、环境温度——的旋转调节器18来作为图形用户界面中的操作元件。在该位置上，在屏幕后方存在雷达单元2。该雷达单元2识别屏幕前的手指21、22和手指的运动模式。人员6可以用手7在上面例如显示有选择调节器18的屏幕前方通过在拇指与食指之间的所述摩擦运动来调节该旋转调节器。
替代于旋转调节器，也可以以类似方式调节滑动条或其它图形的操作元件。
其它功能——例如从操作菜单或数字组中的选择、操作菜单的切换和换页——能够通过相同的或者一个或多个另外的运动手势来实施。为此可以例如使用图3的所述手势(并拢敲击)。
因此可以通过所述布置结构无接触地调节屏幕上的图形旋转调节器和其它图形操作元件。在此，该屏幕另外也可以被实施为触摸屏，从而在屏幕上的操作也可以在触摸的基础上冗余地进行。所述运动已经证实是有利的，因为这些运动被人员特别直观地理解。
整体上该示例示出了如何能够通过本发明实现在屏幕前方的虚拟的旋转调节器。