示意性示出检测设备的作用部件；
[0036] 图3A至3C示意性示出不同运行模式下的传感区。
【具体实施方式】
[0037] 如图1所示，车辆1配备有根据本发明的传感器装置2。传感器装置2检测检测区 域3中的过程和运动，该检测区域在这里用线示意出。向车辆靠近的使用者4可以在检测 区域3中实施运动手势以调用车辆功能。在这里所示的实施方式中，将检测设备2侧向安 装在车辆上，例如安装在B柱中。然而，这种类型的检测设备也可以布置在车辆的任意其他 位置上，尤其是车尾区域或者前部区域中。
[0038] 图2示意性示出检测设备2的部件。在该图中未示出车辆1，以避免图示不清楚。
[0039] 装置2具有光源10,该光源在该示例中由激光二极管11和放大光学器件12形成。 光学器件12扩宽光束横截面，从而形成宽的检测区域3,使用者4可进入到该检测区域中并 在该检测区域中实施运动手势。该光学器件在这里例如可以是简单的塑料光学器件，例如 菲涅耳透镜。
[0040] 探测阵列20以敏感区域朝向检测区域3地布置在光源附近。阵列20包含敏感像 素的列和行，并且在该示例中构造成为CCD阵列。不仅光源10而且阵列20均与控制装置 30联接，该控制装置实现对光源和检测装置的定时且时控的运行。如果驱控光源用以发射 出光脉冲并且驱控像素阵列系统用以进行检测，那么各个像素将出现的光能积分。每个像 素的最终在积分之后存在的电荷在控制装置中被评估，从而针对每个像素产生表征积分时 间段的检测值。
[0041] 通过不仅对光源10而且对检测装置20的这种时间调谐且同步的驱控，对于检测 装置20的每个像素，可以进行光传播时间的检测并且进而进行间距探测。关于准确的功 能，参见上面提及的公开文献的公开内容，尤其是参见公知的飞时测距装置。
[0042] 在图2中示例性地示出，由光源10辐射的光的一部分被使用者4的手散射或反 射，并且射到探测装置20上。在实践中，光信息当然不是仅由将光散射或反射的一个点发 出的，换而言之，将来自所有可见点的全部被接收的光进行积分。环境也影响探测性能。然 而，传感器系统的可以在很大程度上计算出周围环境光的算法和运行方式是公知的。尤其 是可以短时间相继地并且以变化的时间参数进行多次采集，以计算出背景光。这样的检测 尤其可以以不同的积分时间进行，以去除背景影响。也就是说，如果例如发射出具有相同持 续时间的光脉冲，但积分在其持续时间发生改变，那么背景影响与积分时间具有线性关系， 而光脉冲的影响仅仅针对光脉冲的持续时间存在。
[0043] 控制和评估装置30检测信息并将其换算成间距信息阵列。由此，可以建立周围环 境的3D图。通过手控制的时间顺序，可以检测在检测区域3中空间变化和物体运动的3D 信息。例如，可以探测使用者4的手的摇摆。控制装置30与机动车的中央控制装置50联 接，并且整个检测装置2通过该控制装置与机动车的中央控制装置50联接。运动手势的识 别一方面可以借助控制和评估装置30中的库进行，或者将3D空间数据的时间序列发送至 中央控制装置50以便在那里进行评估。最后，中央控制装置50依赖于检测到的数据启动 机动车的功能触发，例如使侧窗下降或者开门。
[0044] 如图1所示，使用者4需要进入到探测装置2的检测区域3中，以便能够执行操纵 触发。然而，车辆在其使用寿命的大部分时间中处于静止状态，等待起动。在该时间内非常 重要的是使车辆上的所有装置的功率或者能量需求保持很低。
[0045] 图3A、3B、3C示出了 CCD阵列的示意图，为了进行根据本发明的检测，该CCD阵列 能以飞时测距方法运行。在该示例中，阵列由具有8列和8行的正方形芯片组成。这仅是 示意性的值，在实践中可以是高很多的分辨率。另一方面，这种类型的芯片基本不需要具有 用于详细采集的光学芯片的分辨率来实现根据本发明的手势检测。1024个像素数已经允许 对使用者手势的差别评估，这是因为对这些像素中的每一个都执行重复的距离测量并检测 在时间序列中的运动轨迹。甚至利用更小的像素数也仍然可以实现可靠的手势检测。
[0046] 在图3A中示出了传感器阵列20的一种状态，在该状态下全部像素完全关闭，也就 是说是非激活的。利用这样的像素区不能进行运动识别或者手势识别。当车辆例如完全停 止或者例如当多日不使用车辆时，采取这种状态。
[0047] 图3B示出车辆处于根据本发明的第一运行模式，即息止模式的状态。将像素系统 连成使得第一组激活像素占据像素系统的外框。在该运行模式下，像素的内区在该运行模 式下保持无电流。外框的画有阴影线的像素以第一时钟频率，例如IOHz询问。由于随着像 素数的降低，分辨率和探测精确度的降低也随之出现，因此提供的数据很不详细。也就是 说，在这种运行模式下，不是在实施例中所示的64个像素运行，而是仅28个像素运行，并且 它们在必要时以较低的询问频率运行。根据本发明，在该实施例中为该运行模式设置自己 的评估模型。通常，评估可以通过与模本模型的适配和/或例如也可以通过神经元网络进 行。也就是说，例如在控制装置30中存储信号模型，其使得用这种减小的像素组进行检测 和评估成为可能。例如，针对时间信号序列存储的模本库可以针对人体模型的检测进行调 整。虽然在该运行模式下不能进行精确的手势检测，但是在该实施例中可以区分人的接近 和其他物体、例如动物或其他物品的接近。
[0048] 备选地，也可以使用简单很多的评估模型。例如可以将提示有任意物体接近的时 间信号变化用于向激活模式的切换。一种简单的可能性是也可以使用激活像素的信号的平 均值，并将该值在预先给定的时间内随时间改变了一个阈值用作触发器。
[0049] 针对根据图3B所示的像素激活模型以减小的像素数检测到有人进入检测区域中 的情况，接通第二像素组，即传感区的内部，如图3C所示。现在，提供具有全部分辨率的检 测用于手势识别。当预评估已经满足激活条件时，这种功率加强的运行（激活运行）相应 地被激活。
[0050] 如果在一定的时间窗内没有检测到手势控制并且物体又从检测区域中离开，那么 装置返回第一检测模式，其中，电流消耗降低。
[0051] 重要的是激活询问本身通过与稍后的敏感且详细的实际评估相同的传感区进行。
[0052] 借助探测到的信息，通过控制装置30进行运行模式之间的变换。然而，也可以给 控制装置30提供来自中央车辆装置50的信号，该信号显示出其余车辆参数的变化。例如， 在由使用者操纵远程控制发送器的情况下，可以针对特定的时间段激活全部传感器。此外， 针对例如车辆被锁住的情况，可以有针对性地变换到节能模式。
[0053] 在其余方面，图3A至3C中所示的用于像素检测的激活模型是示例的。代替像素 框，也可以进行分行或者分区块的激活。此外，也可以激活变换的像素区，以确保检测单元 的均匀的负荷。这些区块或者像素组可以按周期被激活。
[0054] 对于本发明而言重要的是，用于接近车辆的3D检测装置的像素区可分组进行驱 控，这使得用于检测和激活识别的省电模式成为可能。
【主权项】
1. 一种用于机动车（1)的传感器装置（2)，所述传感器装置具有光源（10)和检测装置 (20)，其中，所述检测装置用光学像素阵列形成， 其中，所述光源（10)和所述检测装置（20)与控制和评估装置（30)联接，所述控制和 评估装置驱控所述光源（10)以发出光脉冲并且驱控所述检测装置以进行检测，以及评估 所述检测装置（20)检测到的信号， 其中，所述控制和评估装置（30)、所述检测装置（20)和所述光源（10)共同作用为飞时 测距相机（ToF相机），从而检测空间的距离数据， 其特征在于， 所述控制和评估装置（30)具有多个用于所述检测装置（20)的不同像素组的驱控模 型， 其中，第一驱控模型（息止模式）将像素子集作为第一像素组进行驱控和评估， 其中，第二驱控模型（激活模型）将更大量的像素作为第二像素组进行驱控和评估， 其中，依赖于按照所述第一驱控模型的评估结果，所述控制和评估装置变换到按照所 述第二驱控模型的驱控。2. 根据权利要求1所述的传感器装置，其中，所述第二像素组包含所述第一像素组。3. 根据权利要求1或2所述的传感器装置，其中，所述光学像素阵列在一个平面中延 伸，并且其中，所述第一像素组由阵列的靠外的像素形成。4. 根据权利要求1或2所述的传感器装置，其中，所述光学像素阵列在一个平面中延 伸，并且其中，能驱控多个第一像素组，所述多个第一像素组能交替地通过所述控制和评估 装置进行驱控，从而按照所述第一驱控模型激活检测装置的变换的像素子集。5. 根据上述权利要求中任一项所述的传感器装置，其中，按照所述第一驱控模型重复 地以第一检测频率fl进行驱控，并且其中，按照所述第二驱控模型重复地以更高的第二检 测频率f2进行驱控。6. 根据上述权利要求中任一项所述的传感器装置，其中，所述控制和评估装置在按照 所述第一驱控模型进行驱控时使用附属的第一评估模型来评估检测装置的数据，并且其 中，所述控制和评估装置在按照所述第二驱控模型进行驱控时使用附属的第二评估模型来 评估检测装置的数据。
【专利摘要】本发明涉及一种用于机动车(1)的传感器装置(2)。该传感器装置具有光源(10)和检测装置(20)，其中，检测装置用光学像素阵列形成。光源(10)和检测装置(20)与控制和评估装置(30)联接，该控制和评估装置驱控光源(10)以发出光脉冲并且驱控检测装置以进行检测。控制和评估装置(30)、检测装置(20)和光源(10)共同作用为飞时测距相机(ToF相机)，从而检测空间的距离数据。控制和评估装置(30)具有多个用于检测装置(20)的不同像素组的驱控模型，其中，第一驱控模型(息止模式)将像素子集作为第一像素组进行驱控和评估，而第二驱控模型(激活模式)将更大量的像素作为第二像素组进行驱控和评估。依赖于按照第一驱控模型的评估结果，控制和评估装置变换到按照第二驱控模型的驱控。
【IPC分类】G01S17/89, G01S7/486
【公开号】CN104919333
【申请号】CN201480005174
【发明人】米尔科·申德勒, 伯恩德·格德斯, 伯恩德·埃特
【申请人】胡夫·许尔斯贝克和福斯特有限及两合公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2014年1月7日
【公告号】DE102013100521A1, EP2946227A1, US20150355707, WO2014111286A1