WO2014170114A1 - Method for operating a device - Google Patents

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Abstract

A method for operating a device (10) and a user interface for implementing the method are proposed. The method is used for non-contact operation of the device (10) by means of movements which are detected, wherein the movements detected are evaluated by comparison to at least one stored threshold, a probability for an intention of the movements detected is calculated on the basis of said evaluation and the device (10) is operated on the basis of the calculated probability.

Description

Beschreibung  description
Titel title
Verfahren zum Ansteuern eines Geräts  Method for driving a device
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines Geräts und eine Benutzerschnittstelle zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens. The invention relates to a method for driving a device and a user interface for carrying out the described method.
Stand der Technik State of the art
Zum Ansteuern und Bedienen technischer Geräte werden sogenannte Benutzerschnittstellen verwendet, die eine Einrichtung darstellen, mit der ein Mensch mit dem Gerät in Kontakt tritt. Die Benutzerschnittstelle ermöglicht dem Nutzer das Bedienen des Geräts und ggf. auch das Beobachten von Zuständen, wie bspw. von Betriebszuständen des Geräts, und das Eingreifen in von dem Gerät durchgeführten Prozesse. To control and operate technical devices so-called user interfaces are used, which represent a device with which a person comes in contact with the device. The user interface enables the user to operate the device and, if necessary, also to observe states, such as operating states of the device, and to intervene in processes carried out by the device.
Insbesondere bei elektrischen und elektronischen Geräten sind Benutzerschnittstellen bekannt, die als reine Hardwareimplementierung oder als Einrichtungen, die Hard- und Software umfassen, vorliegen. Ein Beispiel für ein elektronisches Gerät wird nachfolgend ein Wechselrichter betrachtet, der eine elektrische Gleichgröße in eine elektrische Wechselgröße wandelt und bspw. in Eigenerzeu- gungsanlagen zum Einsatz kommt. Diese Eigenerzeugungsanlagen speisen Energie, typischerweise elektrische Energie, in das öffentliche Stromnetz ein. Particularly in the case of electrical and electronic devices, user interfaces are known which exist as pure hardware implementation or as devices comprising hardware and software. An example of an electronic device is considered below an inverter, which converts an electrical DC variable into an electrical variable and is used, for example. In self-generation plants. These self-generation plants feed energy, typically electrical energy, into the public grid.
Der hierin betrachtete Wechselrichter kommt bspw. in einer Photovoltaik-Anlage, die eine Eigenerzeugungsanlage darstellt, zum Einsatz. Vor dem Einspeisen ist es erforderlich, verschiedene Parameter am Wechselrichter einzustellen. Beispiele hierfür sind: Abschaltbedingungen, Sprache, Land, Netzspannung, Netzfrequenz, Blindleistungseinspeisung. Zusätzlich können dem Anwender Informationen über eine Anzeige bzw. ein Display zur Verfügung gestellt werden. Die Anzeige kann verschiedene Funktionen darstellen, wobei zwischen der Darstel- lung einzelner Informationen umgestellt wird. Als Beispiele werden genannt: aktuelle Leistungsdaten, Installateurinformationen, Fehlerinformationen, Leistungsverläufe, Datum/Uhrzeit. Aus energetischen Gründen können Anzeigeelemente wie die Anzeige nach einer definierten Zeit x inaktiv geschaltet werden. The inverter considered herein is used, for example, in a photovoltaic system, which is a self-generating system, used. Before feeding, it is necessary to set various parameters on the inverter. Examples of this are: switch-off conditions, language, country, grid voltage, grid frequency, reactive power feed-in. In addition, information about a display or a display can be made available to the user. The display can represent various functions, whereby between the representations individual information. Examples include: current performance data, installer information, fault information, performance histories, date / time. For energetic reasons, display elements such as the display can be switched inactive after a defined time x.
Es ist bekannt, Einstellungen, Umstellungen und Aktivierungen über Taster, wie bspw. Folientaster und Piezotaster, vorzunehmen. Nachteilig dabei ist, dass die Benutzung derartiger Schnittstellen den Nutzer an diese bindet. Aus der Druckschrift DE 10 2006 053 837 A1 ist ein Verfahren zur Berechnung von Ausgangsdaten eines integrierten Schaltkreises bekannt. Bei dem Verfahren werden aus Bilddaten einer Videokamera vorverarbeitete Bilddaten berechnet, aus denen wiederum Ausgangsdaten ermittelt werden, die Gesten einer Person repräsentieren. Auf diese Weise können Gesten und Bewegungen der Person, die von der Videokamera aufgenommen werden, ausgewertet werden. Es handelt sich hierbei um ein kamerabasiertes Verfahren. It is known to make adjustments, adjustments and activations via push-buttons, such as, for example, membrane switches and piezo pushbuttons. The disadvantage here is that the use of such interfaces binds the user to this. From the document DE 10 2006 053 837 A1 a method for calculating output data of an integrated circuit is known. In the method, preprocessed image data is calculated from image data of a video camera, from which output data is again determined, which represent gestures of a person. In this way, gestures and movements of the person taken by the video camera can be evaluated. It is a camera-based process.
Offenbarung der Erfindung Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Benutzerschnittstelle gemäß Anspruch 8 vorgestellt. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung. Mit dem vorgestellten Verfahren ist es möglich, die Einstellung, Steuerung und Aktivierung des technischen Geräts, bspw. eines Wechselrichters, durch Gesten bzw. durch Gestik des Nutzers vorzunehmen. Die Gestiksteuerung kann eine vollwertige 5-Tasten Funktionalität ersetzen und weitere Bedienfunktionen bieten. In einigen der Ausführungen können folgende Gesten bzw. Bewegungen erkannt werden: Annäherung eines Objektes an den Wechselrichter, Bewegung eines Objektes von rechts nach links, Bewegung eines Objektes von links nach rechts, Bewegung eines Objektes von oben nach unten, Bewegung eines Objekte von unten nach oben, Verweilen eines Objektes in einem definierten Abstand vor dem Gerät und Lichteinstrahlung durch die Sonne. Die Gestikerkennung kann auf der Auswertung der Reflektierung eines Infrarotsignals oder der kapazitiven Änderung durch Objekte in direkter Nähe vor dem Gerät, bspw. dem Wechselrichter, beruhen. Direkte Nähe bezieht sich hierbei auf Objekte in einem Abstand von bspw. bis zu einem Meter. Mögliche Vorteile des vorgestellten Verfahrens hinsichtlich der Einstellung, Steuerung und Aktivierung des Geräts, bspw. des Wechselrichters, über Gestik im Vergleich zu bekannten Verfahren, sind folgende: Disclosure of Invention Against this background, a method having the features of claim 1 and a user interface according to claim 8 are presented. Further embodiments will be apparent from the dependent claims and the description. With the presented method, it is possible to make the setting, control and activation of the technical device, such as an inverter, by gestures or gestures of the user. Gesture control can replace full-fledged 5-button functionality and provide additional controls. In some of the embodiments, the following gestures or movements can be recognized: approach of an object to the inverter, movement of an object from right to left, movement of an object from left to right, movement of an object from top to bottom, movement of an object from bottom to bottom above, lingering of an object at a defined distance in front of the device and light irradiation by the sun. The Gestikerkennung can on the evaluation of the reflection of an infrared signal or the capacitive change by objects in the immediate vicinity of the device, eg. the inverter. Direct proximity refers to objects at a distance of, for example, up to one meter. Possible advantages of the proposed method with regard to the setting, control and activation of the device, for example the inverter, via gestures in comparison with known methods, are the following:
Eine Dichtigkeit ist durch das Gerätegehäuse gegeben und muss nicht durch zusätzlichen mechanischen Aufwand gewährleistet werden. Die Sensorik kann unter der Infrarot transparenten Fläche des Gehäuses sitzen, durch die Gestiksensorik kann ein sich dem Gerät annährendes Objekt erkannt werden und die Darstellungselemente, bspw. auf der Anzeige, können aktiviert werden, das Verfahren funktioniert unabhängig von Umwelteinflüssen, wie bspw. Licht, Regen, Schnee, durch die Ermittlung der Sonneneinstrahlung ist ein automatisches Nachführen von Anzeigeeigenschaften zur besseren Ablesbarkeit möglich. Dies betrifft u. a. den Kontrast und die Umschaltung negativer zu positiver Darstellung, es erfolgt eine berührungslose und somit verschleißfreie Bedienung des Geräts. A tightness is given by the device housing and does not have to be guaranteed by additional mechanical effort. The sensors can sit under the infrared transparent surface of the housing, by gestiksensik an object approaching the device can be detected and the display elements, eg. On the display, can be activated, the method works independently of environmental influences, such as. Light, Rain, snow, by the determination of the solar radiation is an automatic tracking of display properties for better readability possible. This concerns u. a. the contrast and the switching from negative to positive presentation, there is a non-contact and thus wear-free operation of the device.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung. Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Figur 1 zeigt eine Ausführungsform des beschriebenen Geräts. FIG. 1 shows an embodiment of the device described.
Figur 2 zeigt in stark vereinfachter Darstellung eine Ausführungsform der beschriebenen Benutzerschnittstelle Ausführungsformen der Erfindung FIG. 2 shows a highly simplified representation of an embodiment of the described user interface Embodiments of the invention
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch darstellt und nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. The invention is schematically illustrated by means of embodiments in the drawings and described in detail below with reference to the drawings.
Figur 1 zeigt eine Ausführung eines Geräts, das insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist, und zwar auf der linken Seite in einer Draufsicht und auf der rechten Seite in einer Seitenansicht. Das Gerät 10 ist in diesem Fall ein Wechselrichter, der in einer Photovoltaikanlage zum Einsatz kommt. Figure 1 shows an embodiment of a device, indicated generally by the reference numeral 10, on the left side in a plan view and on the right side in a side view. In this case, the device 10 is an inverter which is used in a photovoltaic system.
Die Darstellung zeigt ein Gehäuse 12, eine Anzeige 14 und einen Sensor 16, der in diesem Fall als Gestiksensor basierend auf Infrarotstrahlung ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass der Sensor 16 Gesten bzw. die Gestik eines Nutzers erfasst. Diese wird ausgewertet und anhand der Auswertung wird erkannt, welche Absicht bzw. Intention der Nutzer mit seiner Gestik verbindet bzw. welche Intention des Nutzers sich in seinen Gesten zeigt. Bei der Auswertung werden die Gesten und damit Bewegungen des Nutzers ausgewertet und somit kann frühzeitig erkannt werden, welche Intention der Nutzer hat. Daher kann schnell auf diese reagiert werden. The illustration shows a housing 12, a display 14 and a sensor 16, which in this case is designed as a gesture sensor based on infrared radiation. This means that the sensor 16 detects gestures or gestures of a user. This is evaluated and based on the evaluation it is recognized which intent or intention the user associates with his gestures or which intention of the user is shown in his gestures. In the evaluation, the gestures and thus movements of the user are evaluated and thus can be recognized early, which intention the user has. Therefore, it can be responded to quickly.
Werden bspw. von einem Nutzer ausgeführte Bewegungen ausgewertet, so kann anhand des Vergleichs mit mindestens einer Schwelle, bevor die Bewegungen ganz ausgeführt sind, erkannt werden, welche Intention der Nutzer mit diesen Bewegungen verbindet. Somit kann das Gerät schnell, vor Beendigung der Bewegungen entsprechend angesteuert werden. If, for example, movements carried out by a user are evaluated, it can be determined on the basis of the comparison with at least one threshold before the movements are completely executed which intention the user associates with these movements. Thus, the device can be controlled quickly before completing the movements accordingly.
Somit zeigt die Darstellung ein Gerät 10, dem die vorgestellte Benutzerschnittstelle zugeordnet ist. Diese kann in dem Gerät aufgenommen sein. Grundsätzlich ist die Benutzerschnittstelle aber auch unabhängig von dem Gerät 10 zu betrachten. Thus, the illustration shows a device 10 to which the presented user interface is assigned. This can be included in the device. In principle, however, the user interface is also to be considered independently of the device 10.
Zu beachten ist, dass die Erkennung von Objekten und deren Bewegung auf der Messung in diesem Fall von dem durch das Objekt reflektieren Infrarotsignal basiert, das von der Sensorik selbst ausgestrahlt wird. Es ist keine Integration der Sensorik in das Gehäuse 12 erforderlich. Die Sensorik wird hingegen von außen gesehen hinter das Gehäuse 12 verbaut. Das Gehäuse 12 des Wechselrichters muss im Bereich der Sensorik aus infrarottransparentem Material bestehen, um die vom Sensor 16 ausgestrahlten Infrarotsignale nicht zu filtern. Durch die Auswertung des reflektierten Infrarotlichts ist eine stufenweise Auswertung der Gestik und somit eine direkte Rückkopplung durch den Bildschirminhalt möglich. Auf diese Weise kann eine Aussage über die Wahrscheinlichkeit einer Geste vorgenommen werden. Das heißt, der Bildschirminhalt bewegt sich direkt mit der It should be noted that the detection of objects and their movement on the measurement in this case is based on the infrared signal reflected by the object emitted by the sensor itself. There is no integration of the sensor in the housing 12 is required. The sensor is, however, from the outside seen behind the housing 12 installed. The housing 12 of the inverter must be made of infrared-transparent material in the area of the sensor in order not to filter the infrared signals emitted by the sensor 16. By evaluating the reflected infrared light, a gradual evaluation of the gesture and thus a direct feedback through the screen content is possible. In this way, a statement about the probability of a gesture can be made. That is, the screen content moves directly with the
Gestikbewegung mit und nicht erst nach vollständiger Durchführung der Geste. Somit ist eine Erkennung der Geste in Stufen möglich. Weiterhin ist bei dem Verweilen einesGesture movement with and not only after complete execution of the gesture. Thus, a recognition of the gesture in stages is possible. Furthermore, in the lingering one
Objekts vor dem Sensor 16 eine direkte Rückmeldung über die aktuelle Verweildauer bzw. noch nötige Verweildauer über einen entsprechenden Bildschirminhalt möglich. Object in front of the sensor 16, a direct feedback on the current dwell time or still necessary dwell time on a corresponding screen content possible.
Mit Hilfe der stufenweise Auswertung und Ermittlung der Durchschreitungs- geschwindigkeit kann in Abhängigkeit der Geschwindigkeit der Bildschirminhalt um mehr als einen Schritt geändert werden. Beispielsweise ist bei der Länderauswahl durch eine schnelle Geste bzw. Gestik die Auswahl des betreffenden Landes in der Auswahlliste möglich. Die Erkennung einer möglichen Bewegungsrichtung kann anhand der Stufen in Wahrscheinlichkeiten angegeben werden. So ist bspw. die Erkennung der Bewegungsrichtung links -> rechts auf Stufe 3/10 und unten -> oben auf Stufe 2/10. Somit hat links -> rechts eine Wahrscheinlichkeit von 0,3 und unten -> oben eine Wahrscheinlichkeit von 0,2. Die Schwelle beschreibt hierbei eine Variable, die einerseits auswertet, ob die Dif- ferenz zwischen erkannten Stufen einer Bewegungsrichtung eine Schwelle überschritten hat, und andererseits, ob die Stufe selbst eine Schwelle überschritten hat. With the aid of the stepwise evaluation and determination of the passage speed, depending on the speed, the screen content can be changed by more than one step. For example, in the country selection by a quick gesture or gesture, the selection of the country in the selection list is possible. The detection of a possible direction of movement can be indicated by the levels in probabilities. Thus, for example, the detection of the direction of movement is left -> right on level 3/10 and below -> on top of level 2/10. Thus, left -> right has a probability of 0.3 and below -> above a probability of 0.2. In this case, the threshold describes a variable which, on the one hand, evaluates whether the difference between detected stages of a movement direction has exceeded a threshold and, on the other hand, whether the stage itself has exceeded a threshold.
Zur Erfassung der Bewegungen, die eine Bedienung des Geräts bewirken sollen, können optische oder akustische Sensoren verwendet werden. Optical or acoustic sensors can be used to detect the movements that are intended to cause the device to operate.
Figur 2 zeigt schematisch eine Benutzerschnittstelle, die insgesamt mit der Bezugsziffer 50 bezeichnet ist. Diese Benutzerschnittstelle 50, die als Hardware, Software oder Hard-Software-Einrichtung implementiert sein kann, weist eine erste Einrichtung 52 zum Erfassen von Bewegungen, bspw. einen optischen oder akustischen Sensor, und eine zweite Einrichtung 54 zum Auswerten der erfassten Bewegungen auf. In der zweiten Einrichtung 54 ist eine Schwelle 56 abgelegt, die zur Auswertung der erfassten Bewegungen dient. Auf diese Weise ist eine Wahrscheinlichkeit zu berechnen, wie eine begonnene Bewegung sich fortsetzen wird. Damit ist frühzeitig eine Intention desjenigen, der die Bewegung, bspw. eine Armbewegung oder eine Geste ausführt, zu erkennen und auf diese Weise das Gerät vor Beendigung der Bewegung der Intention entsprechend anzusteuern. FIG. 2 schematically shows a user interface, designated overall by the reference numeral 50. This user interface 50, which may be implemented as hardware, software or hardware software device, has a first device 52 for detecting movements, for example an optical or acoustic sensor, and a second device 54 for evaluating the detected movements. In the second device 54, a threshold 56 is stored, which is used to evaluate the detected Movements serves. In this way, a probability is calculated how a started movement will continue. Thus, an intention of the one who executes the movement, for example an arm movement or a gesture, is to be recognized early on and in this way to correspondingly control the device prior to the end of the movement.
Einsatzgebiete für die Benutzerschnittstelle 50 sind u. a. bei Wechselrichtern, Waschmaschinen und Alarmanlagen gegeben. Areas of use for the user interface 50 are u. a. for inverters, washing machines and alarm systems.
Es kann zusätzlich die Berechnung der Geschwindigkeit mit einbezogen werden, um bei schnellen Bewegungen die Reaktionszeit des Systems zu verkürzen. Die vorstehend beschriebene Funktionalität kann zudem über einen selbstlernenden Algorithmus verfügen, der dynamisch die Schwellen anpasst und diese speichert. Dies hat den Vorteil, dass ein Anwender nicht standardmäßig programmierte Gestik durchführen muss, sondern sich das System auch an Geschwindigkeit und Richtung der Gestik adaptiert. In addition, the calculation of the speed can be included in order to shorten the reaction time of the system during fast movements. The functionality described above may also have a self-learning algorithm that dynamically adjusts and stores the thresholds. This has the advantage that a user does not have to perform programmed gestures as standard, but also adapts the system to the speed and direction of the gesture.
Führt der Anwender bspw. eine Gestik von links nach rechts aus und es wird von unten nach oben detektiert, obwohl es hier in der Anzeige bzw. dem Display keine Möglichkeit von diesem Schritt gibt, können die schwellen angepasst werden. Die nächsten identischen Gesten von links nach rechts werden dann erkannt. If, for example, the user executes a gesture from left to right and it is detected from bottom to top, although there is no possibility of this step in the display or the display, the thresholds can be adjusted. The next identical gestures from left to right are then recognized.
Weiterhin ist die Geschwindigkeit adaptierbar. Die Erkennung von schnellen Bewegungen kann relativ auf die normale Bewegung bezogen werden, um somit eine für den Anwender intuitive Bedienung zu ermöglichen. Furthermore, the speed is adaptable. The detection of fast movements can be related relative to the normal movement, thus allowing a user-intuitive operation.
Erkennt das System eine von den adaptierten Werten abweichende Steuerung, kann auf die Standard- bzw. Defaultwerte zurückgegriffen werden. In diesem Fall wird von einem neuen Anwender ausgegangen. If the system recognizes a control deviating from the adapted values, the standard or default values can be used. In this case, a new user is assumed.

Claims

Ansprüche claims
1 . Verfahren zum berührungslosen Ansteuern eines Geräts (10) mittels Bewegungen, die erfasst werden, wobei die erfasstenen Bewegungen durch Vergleich mit mindestens einer vorliegenden Schwelle (56) ausgewertet werden, auf Grundlage der Auswertung eine Wahrscheinlichkeit für eine Intention der erfassten Bewegungen berechnet wird und das Gerät (10) basierend auf der berechneten Wahrscheinlichkeit angesteuert wird. 1 . Method for contactless triggering of a device (10) by means of movements which are detected, wherein the detected movements are evaluated by comparison with at least one existing threshold (56), based on the evaluation, a probability for an intention of the detected movements is calculated and the device (10) is driven based on the calculated probability.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem als Bewegungen Gesten einer Person erfasst werden. 2. The method of claim 1, are detected as the movements gestures of a person.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem Bewegungen eines Objekts erfasst werden. 3. The method of claim 1, are detected in the movements of an object.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Bewegungen basierend auf einer Auswertung eines Infrarotsignals erfasst werden. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the movements are detected based on an evaluation of an infrared signal.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Bewegungen basierend auf einer kapazitiven Änderung erfasst werden. 5. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the movements are detected based on a capacitive change.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem mehr als eine Schwelle (56) verwendet wird. A method according to any one of claims 1 to 5, wherein more than one threshold (56) is used.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem eine stufenweise 7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein a stepwise
Auswertung der Bewegungen erfolgt.  Evaluation of the movements takes place.
8. Benutzerschnittstelle, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einer ersten Einrichtung (52) zum Erfassen von Bewegungen und einer zweiten Einrichtung (54) zum Auswerten der erfassten Bewegungen unter Berücksichtigung mindestens einer Schwelle (56). Benutzerschnittstelle nach Anspruch 8, bei der ein Infrarotsensor zum Erfassen der Bewegungen vorgesehen ist. 8. User interface, in particular for carrying out a method according to one of claims 1 to 6, with a first means (52) for detecting movements and a second means (54) for evaluating the detected movements taking into account at least one threshold (56). A user interface according to claim 8, wherein an infrared sensor for detecting the movements is provided.
Benutzerschnittstelle nach Anspruch 8, bei der ein akustischer Sensor zum Erfassen der Bewegungen vorgesehen ist. A user interface according to claim 8, wherein an acoustic sensor is provided for detecting the movements.
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