Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Werkstattgeräts Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines

Werkstattgeräts, insbesondere zum Steuern eines Werkstattdiagnosegeräts.

Stand der Technik Werkstattgeräte, insbesondere Werkstattdiagnosegeräte, werden für die

Diagnose bzw. Unterstützung einer Reparatur von Fahrzeugen bzw. Fahrzeugsystemen eingesetzt. Zu den möglichen Aufbauvarianten gehört ein„Werkstattrollwagen", der unter anderem dann eingesetzt wird, wenn der Werkstattmitarbeiter hinreichend Bewegungsraum für die Reparatur am Fahrzeug benötigt oder es sich hauptsächlich um stationär eingesetzte Diagnosesysteme handelt

(z. B. Fahrwerksanalyse, Bremsentestsysteme, Abgasemissionsanalyse).

US 2009/0210110 A1 offenbart die Steuerung eines Werkstattgeräts über einen Berührungsbildschirm („Touchscreen").

Beim Einsatz von Werkstattrollwagen ist die Interaktion des Anwenders mit dem Werkstattgerät erschwert, da während der Arbeiten am Fahrzeug oft ein großer Abstand zwischen dem Anwender und dem Rollwagen entsteht, so dass ein direktes Einwirken des Anwenders auf die Bedienelemente des Werkstattgeräts, z.B. einen Berührungsbildschirm, nur schwer oder gar nicht möglich ist. In diesem Fall kommen häufig Fernsteuerungen zum Einsatz, die auf Funk- oder Infrarotübertragung basieren.

Offenbarung der Erfindung

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die Steuerung eines Werkstattgeräts, insbesondere in Fällen, in denen kein direkter Kontakt zwischen dem Werkstattgerät und dem Anwender möglich ist, zu verbessern und benutzerfreundlicher zu gestalten.

Erfindungsgemäß wird die Fernbedienung von Werkstattgeräten über eine Funkoder Infrarot-Fernsteuerung durch eine Steuerung mittels (Körper-)Gesten des Anwenders ersetzt. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Steuern eines Werkstattgeräts ist dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte aufweist:

berührungsloses Bestimmen der Position wenigstens eines Körperteils eines Anwenders des Werkstattgeräts;

Vergleichen der so erfassten Position mit gespeicherten Positionsmustern;

Bestimmen des gespeicherten Positionsmusters, das die größte Übereinstimmung mit der erfassten Position aufweist;

Durchführen einer mit dem bestimmten Positionsmuster verknüpften Aktion.

Statt die Position des Körperteils nur einmalig zu erfassen und, wie zuvor beschrieben, auszuwerten, kann die Position des wenigstens einen Körperteils auch wiederholt erfasst werden, um eine Bewegung des Körperteils im Raum (dynamische Geste) zu erfassen.

Durch Vergleichen der so erfassten Bewegung mit gespeicherten Positionsmustern, die jeweils eine Bewegung des Körperteils beschreiben; Bestimmen desjenigen gespeicherten Positionsmusters, das die größte Übereinstimmung mit der erfassten Bewegung aufweist; und Durchführen einer mit dem so bestimmten Positionsmuster verknüpften Aktion kann das Werkstattgerät in diesem Fall nicht nur durch vorgegebene Positionen des Körperteils (statische Gesten), sondern auch durch Bewegungen eines oder mehrerer Körperteile (dynamische Geste) angesteuert werden. Die Möglichkeiten der Ansteuerung des Werkstattgeräts werden auf diese Weise erweitert.

Das Verfahren umfasst vorzugsweise auch das Bestimmen der Wahrscheinlichkeit, dass der Anwender das Bewegungsmuster, das die größte Übereinstimmung mit dem erfassten Bewegungsmuster aufweist, willentlich ausgeführt hat, um eine versehentliche Fehlbedienung des Werkstattgeräts zu vermeiden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass ein vorgegebenes Maß an

Übereinstimmung zwischen dem aufgenommenen Bewegungsmuster und dem gespeicherten Bewegungsmuster überschritten sein muss, damit die dem

Bewegungsmuster zugeordnete Aktion ausgeführt wird. Eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung für ein Werkstattgerät, das insbesondere zum Einsatz in einer Kraftfahrzeugwerkstatt vorgesehen ist, weist eine Speichervorrichtung, in der eine Anzahl von Bewegungsmustern wenigstens eines Körperteils gespeichert sind, wobei jedes Bewegungsmuster mit wenigs- tens einer Aktion des Werkstattgeräts verknüpft ist; eine Aufnahmevorrichtung, die ausgebildet ist, die Position wenigstens eines Körperteils eines Anwenders des Werkstattgeräts im Raum berührungslos zu erfassen; und eine Auswertvorrichtung auf, die ausgebildet ist, ein Verfahren zum Steuern eines Werkstattgeräts nach einem der vorangehenden Ansprüche durchzuführen.

Eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung ermittelt die Position und Bewegung wenigstens eines Körperteils (Körper-Gesten) des Anwenders und leitet daraus Steuerbefehle ab, die in das Werkstattgerät eingegeben werden. Rückmeldungen und Reaktionen des Werkstattgeräts können über eine optische oder akustische Ausgabevorrichtung, wie z.B. einen Bildschirm, Signallampen und/oder einen Lautsprecher erfolgen.

Eine erfindungsgemäße Steuerung durch Gesten hat unter anderem die folgenden Vorteile: Da kein direkter Kontakt zwischen dem Anwender und dem Werkstattdiagnosesystem erforderlich ist, lassen sich Eingaben des Anwenders auch bei größerem räumlichen Abstand zum Werkstattdiagnosesystem vornehmen, der Weg des Anwenders zum Werkstattdiagnosesystem und zurück an das Fahrzeug kann eingespart werden. Reparatur-Werkzeuge müssen während der Bedienung nicht aus der Hand gelegt werden. In diesem Fall muss die Steuerung so ausgebildet sein, dass sie fehlertolerant gegenüber solchen Einflüssen ist; z.B. muss die Hand des Anwenders auch erkannt werden, wenn sie ein Reparatur-Werkzeug hält, oder die Steuerung muss mit Hilfe eines anderen Körperteils, z.B. dem Kopf, erfolgen. Im Ergebnis können die Reparaturzeit und die damit verbundenen Kosten reduziert werden.

Anders als bei Touchscreen-basierten Systemen ist eine Steuerung durch Anwender mit verschmutzten Händen und durch Anwender, die während des Reparaturprozesses Handschuhe tragen, problemlos möglich. Auch werden keine„losen" Bedienkomponenten, wie z. B. Infrarot- oder Funk-Fernsteuerungen, PDAs, Smartphones oder Ähnliches benötigt, die ggf. innerhalb der Werkstatt oder in den zu reparierenden Fahrzeugen verloren gehen können, gesucht werden müssen und/oder beschädigt werden können.

Wenn die Aufnahmevorrichtung fest, z.B. direkt am Gerät installiert ist, ist es nicht erforderlich, für die Fernsteuersysteme eine mobile Energieversorgung, in der Form von Batterien oder Akkus, zur Verfügung zu stellen. Anders als eine Sprachsteuerung wird eine erfindungsgemäße Steuerung durch Gesten im lauten Werkstattbetrieb nicht durch Fahr- und/oder Reparaturgeräusche gestört. In einer Ausführungsform weist das Verfahren den zusätzlichen Schritt auf, das erfolgreiche Bestimmen desjenigen gespeicherten Bewegungsmusters, das die größte Übereinstimmung mit dem erfassten Bewegungsmuster aufweist, mit einem optischen und/oder akustischen Bestätigungs- bzw. Quittungssignal anzuzeigen.

Das Werkstattgerät kann dazu eine zusätzliche Ausgabevorrichtung aufweisen, die insbesondere ausgebildet ist, um ein akustisches und/oder optisches Bestätigungssignal auszugeben, wenn ein in der Speichervorrichtung gespeichertes Bewegungsmuster erkannt worden ist.

Auf diese Weise wird die Benutzerfreundlichkeit erhöht, da dem Anwender sofort mitgeteilt wird, wenn seine Geste erkannt worden ist, so dass er auf eine unnötige Wederholung der Geste verzichten kann. Alternativ oder zusätzlich kann der Anwender aufgefordert werden, seine Bewegung zu wiederholen, wenn sie nicht mit hinreichender Sicherheit einer vorab gespeicherten Geste zugeordnet werden konnte.

In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zusätzlich, den Anwender zu identifizieren. Als weitere Funktion kann nach einer Identifizierung des

Anwenders seine Zugangsberechtigung überprüft werden. Durch die Erkennung und Identifizierung des Anwenders kann die Benutzung des Werkstattgeräts protokolliert und ein Zugangsschutz für die Bedienung der Werkstattgeräte realisiert. Auf diese Weise kann die Sicherheit in der Werkstatt erhöht werden, da sichergestellt wird, dass die Werkstattgeräte nur von qualifiziertem und autorisiertem Personal bedient werden können.

In einer Ausführungsform ist das Körperteil, dessen Bewegung erfasst wird, ein Finger, eine Hand, ein Arm und/oder ein Kopf des Anwenders. Mit einem Finger, einer Hand und/oder einem Arm lassen sich besonders gut verschiedenartige Gesten ausführen. Mit dem Kopf lassen sich auch dann Gesten ausführen, wenn die Hände für Werkstattarbeiten benutzt werden. Auch sind der Kopf und insbesondere das Gesicht besonders gut geeignet, um den Anwender zu identifizieren. In einer Ausführungsform umfassen die gespeicherten Bewegungsmuster Bewegungsmuster, die mit wenigstens einer der Aktionen„Weiter/nächster Schritt",„Zurück/vorheriger Schritt",„Wiederholen",„Ja",„Nein",„Abbruch/Ende" verknüpft sind. Mit derartigen Bewegungsmustern lässt sich in Verbindung mit einer geeigneten Menüstruktur eine bequeme und gleichzeitig flexible Bedienung des Werkstattgeräts realisieren.

In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zusätzlich, ein (neues) Bewe- gungsmuster zu erfassen bzw. aufzunehmen, zu speichern und mit einer Aktion zu verknüpfen. Das Werkstattgerät lässt sich auf diese Weise gut an individuelle Bedürfnisse des Benutzers anpassen, so dass die Benutzerfreundlichkeit noch weiter erhöht werden kann. In einer Ausführungsform weist die Steuervorrichtung eine zusätzliche Eingabevorrichtung, insbesondere einen Berührungsbildschirm und/oder eine Spracheingabevorrichtung auf, um zusätzlich zur erfindungsgemäßen Eingabe über Gesten eine weitere Eingabemöglichkeit zur Verfügung zu stellen, so dass der Anwender die im Einzelfall am besten geeignete Eingabemöglichkeit auswählen kann. Die Benutzerfreundlichkeit des Werkstattgeräts wird dadurch noch weiter erhöht.

Die Aufnahmevorrichtung kann wenigstens einen optischen Sensor (Kamera), insbesondere eine Stereokamera, wenigstens einen Ultraschallsensor, wenigstens einen Infrarotsensor oder wenigstens einen Radarsensor oder eine beliebige Kombination derartiger Sensoren aufweisen. Dabei ist jeder Sensor ausgebildet, wenigstens ein Körperteil des Anwenders berührungslos zu erfassen. Eine Kamera, insbesondere eine Stereokamera, ermöglicht eine einfache optische Erfassung der Bewegung des Körperteils des Anwenders. Ein Ultraschallsensor, ein Infrarotsensor und/oder ein Radarsensor sind insbeson- dere bei schlechten Lichtverhältnissen vorteilhaft, die für eine gute optische

Erfassung des Anwenders nicht ausreichen.

Eine optische Erfassung des Anwenders kann beispielsweise mit einem Kamerasystem mit großer Tiefenschärfe, z.B. einem Weitwinkelobjektiv („fish eye"), erfolgen, um die Notwendigkeit einer Fokussierung zu vermeiden. Alternativ kann ein Variozoom (Autofocus) zum Einsatz kommen. Insbesondere können aus der Sicherheitstechnik bekannte Überwachungskameras verwendet werden. Die Kamera kann mit einer Bewegungssteuerung ausgestattet sein, um den Anwender bei seiner Bewegung über den Arbeitsplatz verfolgen zu können, so dass der Anwender stets im Blickfeld der Kamera ist und durch Gesten Befehle an das Werkstattgerät abgeben kann. Alternativ kann die Kamera so oberhalb des Arbeitsplatzes (Werkstattplatzes) angeordnet sein, dass sie stets den gesamten Arbeitsplatz im Blickfeld hat.

Die Kamera zur Aufnahme der Geste kann sowohl am Werkstattwagen (insbesondere bei der Motor- und Fahrwerksdiagnose) als auch an einem„Tablet-PC" (insbesondere bei der Steuergerät-Diagnose) genutzt werden.

Die Aufnahmevorrichtung kann auch eine Beleuchtung, einen Ultraschallsender, einen Infrarotsender und/oder einen Radarsender aufweisen, die jeweils ausgebildet sind, wenigstens ein Körperteil des Anwenders mit Licht, Ultraschall, Infrarot- oder Radarstrahlung zu bestrahlen, um eine gute berührungslose Erfassung des Anwenders bzw. seines Körperteils mit einem entsprechenden Sensor zu ermöglichen.

Darüber hinaus kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung auch zum Abschätzen der Aufmerksamkeit des Anwenders verwendet werden, indem die Blickrichtung des Anwenders zu einem Anzeigegerät des Werkstattdiagnosegeräts bestimmt wird. Die Anzeige und Visualisierung temporärer und/oder besonders wichtiger Informationen kann damit verbessert werden. Zum Beispiel kann eine wichtige temporäre Information so lange angezeigt werden, bis der Anwender seinen Blick zum Monitor gewendet hat und eine Informationsaufnahme durch den Anwender daher wahrscheinlich ist.

Figurenbeschreibung

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung.

Die Figuren 2a und 2b zeigen eine erste und eine zweite Geste. Figur 3 zeigt eine dritte Geste.

Die Figuren 4a und 4b zeigen eine vierte und fünfte Geste. Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung

1 für ein Werkstattgerät 14.

Die Steuervorrichtung 1 weist eine Aufnahmevorrichtung 6 mit einer Kamera 6a und einer Beleuchtungsvorrichtung 7 auf, die ausgebildet ist, Bilder des Anwen- ders 2 und insbesondere eines seiner Körperteile 2a, 2b aufzunehmen. Die

Kamera 6a kann insbesondere als Stereokamera ausgebildet sein, um dreidimensionale Bilder des Anwenders 2 bzw. eines seiner Körperteile 2a, 2b aufzunehmen. Alternativ kann die Aufnahmevorrichtung 6 auch einen Infrarot-, Ultraschall- oder

Radarsender 7 und einen dazu passenden Infrarot-, Ultraschall bzw. Radarempfänger 6a aufweisen, die ausgebildet sind, um die Position des Anwenders 2 bzw. wenigstens eines seiner Körperteile 2a, 2b im Raum zu identifizieren. Die Aufnahmevorrichtung 6 ist so mit einer Auswertvorrichtung 8 gekoppelt, dass sie im Betrieb die von ihr aufgenommenen Bilddaten an die Auswertvorrichtung 8 übermittelt. Die Auswertvorrichtung 8 identifiziert in den von der Aufnahmevorrichtung 6 übermittelten Bilddaten den Anwender 2 und insbesondere die Positionen wenigstens eines ausgewählten Körperteils 2a, 2b des Anwenders 2 und verfolgt die Bewegung des wenigstens einen ausgewählten Körperteils 2a, 2b über die Zeit. Die Bewegung des ausgewählten Körperteils 2a, 2b wird mit Bewegungsmustern (Gesten), die in einem Gestenspeicher 4 der

Steuervorrichtung 1 gespeichert sind, verglichen. Dabei wird dasjenige Bewegungsmuster (Geste) bestimmt, das die beste Übereinstimmung mit der von der Aufnahmevorrichtung 6 aufgenommenen Bewegung wenigstens einen Körperteils 2a, 2b des Anwenders 2 aufweist.

Mit jeder der im Gestenspeicher 4 gespeicherten Gesten ist wenigstens eine Aktion des Werkstattgeräts 14 verknüpft.

Nachdem die am besten mit der Bewegung des Anwenders 2 übereinstimmende statische oder dynamische Geste bestimmt worden ist, kann über eine entsprechende Ausgabevorrichtung 10 ein Quittungssignal an den Anwender 2 ausgegeben werden, das den Anwender 2 darüber informiert, dass seine Bewegung als gespeicherte Geste erkannt worden ist. Bei dem Quittungssignal kann es sich um ein optisches Quittungssignal, insbesondere ein Lichtsignal oder eine Anzeige auf einen Bildschirm, oder um ein akustisches Quittungssignal handeln.

Sofern die der Geste zugeordnete Funktion für den aktuellen Arbeitsschritt zur Verfügung steht, wird ein entsprechender Befehl an das Werkstattgerät 14 übermittelt und das Werkstattgerät 14 führt die mit der ausgewählten Geste verknüpfte Aktion aus, andernfalls wird die Geste ignoriert und ggf. eine Fehlermeldung ausgegeben.

Die Steuervorrichtung 1 weist zusätzlich eine Eingabevorrichtung 12, z. B. eine Tastatur, einen Berührungsbildschirm („Touchscreen"), eine Maus oder eine Spracheingabevorrichtung auf, die es dem Anwender ermöglicht, Befehle nicht nur über Gesten sondern auch auf herkömmliche Art und Weise einzugeben. Dem Benutzer wird es auf diese Weise ermöglicht, die in der jeweiligen Situation am besten geeignete Art der Befehlseingabe auszuwählen; die Benutzerfreundlichkeit des Werkstattgeräts 14 wird auf diese Weise noch weiter erhöht.

Die folgenden Figuren zeigen Beispiele für Gesten des Anwenders 2, wie sie in einem erfindungsgemäßen Werkstattgerät 14 verwendet werden können.

Bei der in den Figuren 2a und 2b gezeigten Gesten zeigt die offene Handfläche einer Hand 16 des Anwenders 2 zur Aufnahmevorrichtung 6 und die Hand 16 wird von links nach rechts (Fig. 2a) oder von rechts nach links (Fig. 2b) bewegt. Mit dieser Geste kann beispielsweise der nächste (Fig. 2a) bzw. der vorherige Schritt (Fig. 2b) in einem Verfahren oder Bildschirmmenü ausgewählt werden. Bei der in Fig. 3 gezeigten Geste wird die geöffnete Hand 16 des Anwenders 2 kreisförmig bewegt, beispielsweise um eine Wederholung der Messung auszulösen. Bei Bedarf kann hierbei zwischen einer Bewegung im Uhrzeigersinn und einer Bewegung gegen den Uhrzeigersinn unterschieden werden. Bei den in den Figuren 4a und 4b gezeigten Gesten ist die Hand 16 des Anwenders 2 zur Faust geballt, wobei der Daumen 18 nach oben (Fig. 4a) bzw. nach unten (Fig. 4b) zeigt. Durch derartige Gesten kann eine Aktion bestätigt (Fig. 4a) bzw. abgebrochen (Fig. 4b) werden. Weitere Gesten, wie z. B. überkreuzte Hände 16 für einen Abbruch der Aktion, sind möglich.

Die Steuervorrichtung 1 kann darüber hinaus programmierbar sein, so dass Gesten des Anwenders 2 mit der Aufnahmevorrichtung 6 aufgenommen und über eine entsprechende Eingabe in die Eingabevorrichtung 12 beliebigen Aktionen des Werkstattgeräts 14 zugeordnet werden können. Die Steuervorrichtung kann auf diese Weise insbesondere an die individuellen Bedürfnisse des Anwenders 2 angepasst werden, um diesem eine besonders bequeme Bedienung des Werkstattgeräts 14 zu ermöglichen.

Auch kann die Steuervorrichtung 1 die Funktion umfassen, den Anwender 2 anhand seines Kopfes 2a, insbesondere anhand seines Gesichtes, oder anhand wenigstens einer seiner Gesten zu erkennen und zu identifizieren und eine Steuerung des Werkstattgeräts 14 durch den Anwender 2 nur dann zu ermöglichen, wenn der Anwender 2 erfolgreich identifiziert worden ist und eine entsprechende Berechtigung aufweist. Auf diese Weise wird die Sicherheit in der Werkstatt erhöht, da die Bedienung des Werkstattgeräts 14 durch unqualifiziertes Personal zuverlässig verhindert wird.