指先ポインティング、ジェスチャに基づく車両用ヒューマンマシンインタフェース
【課題】ユーザのトラッキングに基づいてユーザインタフェースと相互作用する適用インタフェースシステムの提供。
【解決手段】本発明の適応インタフェースシステム１０は、車両システムをコントロールするためのユーザインタフェース１６、ユーザの肢の位置を検出して、肢の位置を示すセンサ信号を生成するためのセンサ１２、並びに、センサ１２及びユーザインタフェース１６と通信するプロセッサを備える。このプロセッサは、センサ信号を受信して、センサ信号を命令セットに基づいて分析してユーザのポインティングベクトル２１を決定し、ユーザのポインティングベクトル２１に基づいてユーザインタフェース１６を設定する。
【解決手段】本発明の適応インタフェースシステム１０は、車両システムをコントロールするためのユーザインタフェース１６、ユーザの肢の位置を検出して、肢の位置を示すセンサ信号を生成するためのセンサ１２、並びに、センサ１２及びユーザインタフェース１６と通信するプロセッサを備える。このプロセッサは、センサ信号を受信して、センサ信号を命令セットに基づいて分析してユーザのポインティングベクトル２１を決定し、ユーザのポインティングベクトル２１に基づいてユーザインタフェース１６を設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ヒューマンマシンインタフェース（human-machine-interface）に関する。特に、本発明は、ユーザのトラッキングに基づいてユーザインタフェースと相互作用する適応インタフェースシステム及び方法を目的とする。
【背景技術】
【０００２】
最新の車両システムは、下記の１つ以上の要素を備えたユーザインタフェースを有する。ディスプレイ、タッチスクリーン、タッチセンサ、コントロールノブ、ユーザが係合可能なボタン、及び他のコントロール装置。一般的に、ユーザは、直接接触又は物理的操作によってコントロール装置を作動させる。また、ごく最近では、車両は、ユーザを車両ＨＭＩと相互作用させるために、音声指令を使用する。加えて、簡単な手／指ジェスチャ又は手書きジェスチャを特徴とするいくつかの進化した自動車概念が明らかにされた。
【０００３】
例えば、米国特許出願公開第２００９／０３０９７６５号明細書には、三次元ユーザインタフェースによって、デジタルカメラからコントロールナビゲーションに取り込まれた画像を使用するシステム及び方法が開示されている。
【０００４】
米国特許第６，６２４，８３３号明細書には、陰影検出を備えた、ジェスチャに基づく入力インタフェースシステムが開示されている。この入力インタフェースシステムは、画像信号のユーザジェスチャの分類による、コンピュータ上のアプリケーション実行のジェスチャに基づくユーザコントロールを提供する。
【０００５】
米国特許第７，５９８，９４２号明細書には、ジェスチャに基づくコントロールのシステム及び方法が明らかにされている。このシステムは、ディスプレイスクリーンに示されるさまざまな視覚要素にジェスチャインタフェースを提供する。
【０００６】
米国特許出願公開第２００８／００６５２９１号明細書には、車両の乗員の画像を受信する画像受信システムを備えた、車両内でコンポーネントをコントロールするシステム及び方法を開示されている。このシステムは、例えば、手のジェスチャといった、受け取った画像のジェスチャを認識するように配置される。また、この米国特許出願公開第２００８／００６５２９１号明細書には、認識されたジェスチャに基づいてコンポーネントをコントロールする、画像受信システムに接続されたコントロールシステムが開示されている。
【０００７】
しかしながら、車両環境でユーザインタフェースと相互作用する正確でタッチレスな手段の必要性は残されたままである。
【０００８】
したがって、ポインティングベクトルと実質的に一致した視覚的な出力を強調するように、ユーザの身体の一部の位置から導出されるポインティングベクトルに基づいてユーザインタフェースの視覚的な出力が自動的に設定（構成）される、適応ユーザインタフェースを開発することが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０３０９７６５号明細書
【特許文献２】米国特許第６，６２４，８３３号明細書
【特許文献３】米国特許第７，５９８，９４２号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００８／００６５２９１号明細書
【発明の概要】
【００１０】
本発明と調和及び一致した、ポインティングベクトルと実質的に一致した視覚的な出力を強調するために、ユーザの身体の一部の位置から導出されるポインティングベクトルに基づいてユーザインタフェースの視覚的な出力が自動的に設定される適応ユーザインタフェースが驚くべきことに発見された。
【００１１】
一実施形態においては、適応インタフェースシステムは、以下のものを備える。車両システムをコントロールするためのユーザインタフェース、ユーザの肢の位置を検出して、肢の位置を示したセンサ信号を生成するためのセンサ、並びに、センサ及びユーザインタフェースと通信をするプロセッサ、このプロセッサは、センサ信号を受信して、センサ信号を命令セットに基づいて分析してユーザのポインティングベクトルを決定し、ユーザのポインティングベクトルに基づいてユーザインタフェースを設定する。
【００１２】
別の実施形態においては、車両用適応インタフェースシステムは、以下のものを備える。車両内部に配置されたユーザインタフェース、このユーザインタフェースは、車両システムの状況を示した情報をユーザに通信するためのディスプレイを有する。ユーザの肢の位置を検出して、ユーザインタフェースに最も近いユーザの一部の肢の位置を示したセンサ信号を生成するためのセンサ、ユーザの身体の一部の推定位置（estimated position）を示したベクトルノードを記憶するための記憶デバイス、並びに、センサ、記憶デバイス及びユーザインタフェースと通信をするプロセッサ、このプロセッサは、センサ信号を受信して、少なくともユーザインタフェースに最も近いユーザの肢の一部の位置とベクトルノードに基づいて、ユーザの肢のポインティングベクトルを決定し、ディスプレイに示される特定の視覚的な出力を強調するように、ユーザの肢のポインティングベクトルに基づいてディスプレイを設定する。
【００１３】
また、ディスプレイを設定する方法も開示される。
【００１４】
１つの方法は、次の工程を備える。車両システムのコントロールをユーザインタフェースに提供すること、少なくともユーザの身体の一部の肢の位置を検出するためにセンサを提供すること、ユーザの身体の予め定められた部分の推定位置と関連したベクトルノードを定義すること、ユーザの身体の肢の位置及びノードから導出されるポインティングベクトルを決定すること、及び、ポインティングベクトルのポインティングフィールド内に少なくともユーザインタフェースの一部を表すように、ポインティングベクトルに基づいてユーザインタフェースを設定すること。
【００１５】
上記の内容は、本発明の他の利点と同様に、以下の添付の図面と照らして考慮されるときに、好ましい実施形態の下記の詳細な説明から当業者に容易に明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態による適応インタフェースシステムを備えた車両内部の部分斜視図である。
【図２】図１のインタフェースシステムの概略ブロック図である。
【図３】インタフェースシステムを使用しているドライバを示した、図１のインタフェースシステムを備えた車両内部の部分上部平面図である。
【図４】インタフェースシステムを使用している同乗者を示した、図１のインタフェースシステムを備えた車両内部の部分上部平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の詳細な説明及び添付の図面は、本発明のさまざまな実施形態を説明及び図示する。この説明及び図面は、当業者が本発明を製作及び使用可能とするのに役立つものであり、何らかの方法で本発明の範囲を限定することを意図しない。開示される方法に関しては、示される工程は事実上例示的であり、したがって、工程の順序は、必要又は重要なものではない。
【００１８】
図１及び図２は、本発明の一実施形態による車両１１のための適応インタフェースシステム１０を示す。図示のように、インタフェースシステム１０は、センサ１２、プロセッサ１４、及びユーザインタフェース１６（又はコントロールデバイス）を備える。インタフェースシステム１０は、必要に応じてさまざまなコンポーネントを備えることができる。インタフェースシステム１０は、任意のユーザ環境下で一体化することができる。
【００１９】
センサ１２は、ユーザの少なくとも一部の身体の位置を検出することが可能なユーザトラッキングデバイスである。非限定的な例として、センサ１２は、ユーザの肢（例えば、指先、手、腕など）の位置を検出する。
【００２０】
ある実施形態では、センサ１２は、ユーザの少なくとも腕の一部（例えば手、指など）の画像を取り込んで、取り込まれた画像を示したセンサ信号を生成する、相補型金属酸化物半導体（complementary metal-oxide-semiconductor：ＣＭＯＳ）カメラである。しかしながら、他のカメラ及び画像取込デバイスが使用可能であることはいうまでもない。さらに、例えば、ユーザインタフェース１６と一体化された赤外線センサ又は投影型静電容量センサ１２’といった（例えば、独立して、又は、カメラセンサと組み合わせられた）他のセンサが使用可能であることはいうまでもない。
【００２１】
ある実施形態では、放射エネルギーの発生源１８が、ユーザの肢の少なくとも一部を照らすために配置される。非限定的な例として、放射エネルギーの発生源１８は、赤外線放射用ダイオードとすることができる。しかしながら、他の放射エネルギーの発生源を使用することが可能である。
【００２２】
プロセッサ１４は、入力信号（例えば、センサ信号）を受信し、入力信号を分析し、そして、入力信号の分析に応答してユーザインタフェース１６を設定するのに適した任意のデバイス又はシステムとすることができる。ある実施形態では、プロセッサ１４はマイクロコンピュータである。図示の実施形態では、プロセッサ１４は、センサ１２、１２’、及びユーザインタフェース１６を介してユーザによって提供された入力の少なくとも１つから入力信号を受信する。
【００２３】
図示のように、プロセッサ１４は、命令セット２０に基づいて入力信号を分析する。命令セット２０は、任意のコンピュータ可読媒体で実施することができ、さまざまなタスクを実行するためにプロセッサ１４を設定するプロセッサ実行可能命令を備える。プロセッサ１４は、例えば、センサ１２、１２’及びユーザインタフェース１６の動作をコントロールするといった、さまざまな機能を実行することができる。さまざまなアルゴリズム及びソフトウェアが、少なくともユーザの肢のポインティング方向を示したポインティングベクトル２１を決定すべく、ユーザの肢の画像を分析するために使用可能であることはいうまでもない。
【００２４】
非限定的な例として、命令セット２０は、（例えば、センサ信号を介して）プロセッサ１４が受信した情報に基づいてユーザの肢のポインティングベクトル２１を決定するのに適した学習アルゴリズムである。更に非限定的な例として、プロセッサ１４は、ユーザの肢のポインティングベクトル２１に基づいて、ポインティングフィールド２２（すなわち指示フィールド）を決定する。このポインティングフィールド２２は、ポインティングベクトル２１と相違する予め定められた角度の範囲（例えば、＋／−５度）によって定義される。計算されたポインティングベクトル２１と関連する任意の角度の範囲が、ポインティングフィールド２２を定義するために使用可能であることはいうまでもない。
【００２５】
ある実施形態では、プロセッサ１４は、記憶デバイス２３を備える。記憶デバイス２３は、単一の記憶デバイスでもよいし、複数の記憶デバイスでもよい。さらに、記憶デバイス２３は、ソリッドステート記憶システム、磁気記憶システム、光記憶システム、又は、他の任意の適切な記憶システム又はデバイスとすることができる。記憶デバイス２３が命令セット２０を記憶するのに適していてもよいことはいうまでもない。例えば、センサ１２、１２’及びユーザインタフェース１６によって獲得されたデータ、計算されたポインティングベクトル２１、並びに、ポインティングフィールド２２といった、他のデータ及び情報が、記憶デバイス２３に記憶及び分類されてもよい。ある実施形態では、ユーザの身体の一部の位置を示す予め定義されたベクトルノード２４を、次の読み出しのために計算して記憶デバイス２３に記憶することができる。任意の数のさまざまなベクトルノード２４を、ポインティングベクトル２１を決定するために、計算し記憶できることはいうまでもない。さらに、それぞれのベクトルノード２４が、ユーザの身体の任意の部分を示すことができることはいうまでもない。
【００２６】
プロセッサ１４は、更に、プログラム可能なコンポーネント２５を備えることができる。プログラム可能なコンポーネント２５は、例えば、センサ１２、１２’及びユーザインタフェース１６といった、インタフェースシステム１０の他の任意のコンポーネントと通信できることはいうまでもない。ある実施形態では、プログラム可能なコンポーネント２５は、プロセッサ１４の処理機能を管理及びコントロールするのに適している。特に、プログラム可能なコンポーネント２５は、命令セット２０を修正し、プロセッサ１４が受信した信号及び情報の分析をコントロールするのに適している。プログラム可能なコンポーネント２５が、センサ１２及びユーザインタフェース１６を管理及びコントロールするのに適していることはいうまでもない。さらに、プログラム可能なコンポーネント２５が、記憶デバイス２３にデータ及び情報を記憶させ、記憶デバイス２３からデータ及び情報を引き出すように構成されていることはいうまでもない。
【００２７】
ユーザインタフェース１６は、車両１１と関連した機能をコントロールするために、任意のデバイス又はコンポーネント（例えば、ボタン、タッチスクリーン、ノブなど）を備えることができる。ユーザインタフェース１６を、例えば、ボタン又はコントロール装置といった、単一のデバイスと定義することができることはいうまでもない。さらに、ユーザインタフェース１６は、車両１１全体にわたるさまざまな位置に配置可能であることはいうまでもない。
【００２８】
図示のように、ユーザインタフェース１６は、ユーザに可視出力を示すためのディスプレイ２６を備える。１を含む任意の数のディスプレイ２６が使用可能であることはいうまでもない。さらに、二次元ディスプレイ、三次元ディスプレイ、タッチスクリーンなどの、任意の型のディスプレイが使用可能であることはいうまでもない。
【００２９】
図の実施形態では、ディスプレイ２６は、その上に示されたユーザが係合可能な複数のボタン２８を有するタッチ感知ディスプレイ（すなわちタッチスクリーン）である。ボタン２８は、例えば、ナビゲーションシステム、ラジオ、インターネットに接続するのに適した通信デバイス、及び、クライメイトコントロールシステムといった、車両システム３０の実行可能な機能と関連している。しかしながら、任意の車両システムを、ユーザが係合可能なボタン２８と関連させることができる。さらに、任意の数のボタン２８を、例えばハンドル又はコンソール上などの、車両１１全体にわたるさまざまな位置に具備及び配置させることが可能であることはいうまでもない。
【００３０】
動作中、ユーザは、タッチレスな方法でインタフェースシステム１０と相互作用する。プロセッサ１４は、ユーザの位置に関する入力信号（例えばセンサ信号）及び情報を絶えず受信する。プロセッサ１４は、ユーザのポインティングベクトル２１を決定して、ポインティングベクトル２１に応答してユーザインタフェース１６の個人化された設定（又はアクティブ化）を生成するために、命令セット２０に基づいて入力信号及び情報を分析する。ディスプレイ２６と一体化するか、車両１１全体にわたるさまざまな位置に（例えば、ハンドル、ダッシュボード、コンソール、又は、センタースタックに）配置された、ユーザが係合可能なボタン２８の１つと（タッチレスな方法で）ユーザが相互作用できることはいうまでもない。
【００３１】
非限定的な例として、ユーザの肢の少なくとも１つの画像が取り込まれる。画像は、ポインティングベクトル２１を計算するプロセッサ１４に、センサ信号を介して出力される。さらに、非限定的な例として、投影型静電容量センサ１２’をセンサ１２’の検出ゾーン内でユーザの身体の肢の存在を検出するために使用することができる。センサ１２’によって集められた情報は、ポインティングベクトル２１を計算するプロセッサ１４に、センサ信号を介して出力される。
【００３２】
プロセッサ１４は、ユーザインタフェース１６に対するユーザの肢（例えば、指、手、腕）の位置を決定するために、入力信号（例えば、センサ信号）を分析する。非限定的な例として、センサ信号によって示された画像データは、取り込まれた画像内で肢を定義するために、プロセッサ１４によって分析される。ある実施形態では、取り込まれた画像のピクセルが、ユーザの肢の周端部を定義するために、分析（例えば、閾値分析）される。
【００３３】
一旦、画像内で肢が定義されると、ユーザインタフェース１６に最も近いユーザの肢の一部（例えば指先）の相対位置が決定可能となる。ユーザインタフェース１６に対する肢の位置を、ユーザインタフェース１６の公知の位置、又は、更に、従来技術において公知の画像処理技術に基づいて、計算可能であることはいうまでもない。さらに、投影型静電容量センサ１２’が、従来技術において理解されるように、センサ１２’の容量検出ゾーンで検出された外乱に基づいて、ユーザの肢を位置決定できることはいうまでもない。当業者によって理解されるように、他のセンサ及び位置決定技術を使用することが可能である。
【００３４】
ユーザインタフェース１６に最も近いユーザの肢の部分の相対位置は、ベクトルノード２４の１つとして記憶される。ユーザの肢のさまざまな部分をベクトルノード２４が表し、記憶することができることはいうまでもない。非限定的な例として、ユーザの肩の位置が、ベクトルノード２４の別の１つとして、独立して推定され、記憶される。ユーザの身体の任意の部分の位置が、推定可能であることはいうまでもない。しかしながら、ユーザが車両１１内にいる間に、ユーザの身体の比較的静的な部分（例えば、肩、臀部など）の位置を推定するときに、充分な処理結果が獲得されている。
【００３５】
また、プロセッサ１４は、ベクトルノード２４のうちの少なくとも２つに最適線形アルゴリズムを適用することによって、ポインティングベクトル２１を計算することができる。複数のベクトルノード２４を、入力信号の分析に基づいてプロセッサ１４が生成可能であることはいうまでもない。更に、さまざまな最適線形アルゴリズム及び演算式を、ベクトルノード２４上にポインティングベクトル２１を「適合させる（fit）」ために使用できることはいうまでもない。
【００３６】
一旦ポインティングベクトル２１が生成されると、プロセッサ１４は、ユーザインタフェース１６（又は、例えば、ユーザが係合可能なボタン２８の１つといった、プロセッサ１４と通信する任意のコンポーネント）へのポインティングベクトル２１の拡張をシミュレートする。ポインティングベクトル２１が交差するユーザインタフェース１６（又は、他のコンポーネント、例えばユーザが係合可能なボタン２８）の部分は、ポインティングフィールド２２の中心を示す。ポインティングフィールド２２の中心点のまわりの許容差範囲は、プロセッサ１４及び命令セット２０の予め定義されたセッティングによって、定義することができる。
【００３７】
ユーザインタフェース１６は、ユーザのポインティングベクトル２１に基づいて、プロセッサ１４によって自動的に設定される。非限定的な例として、プロセッサ１４は、自動的に、ユーザの手の検出された位置及び計算されたポインティングベクトル２１に応答して、ディスプレイ２６に示される可視出力を設定する。さらに、非限定的な例として、プロセッサ１４は、ユーザのポインティングベクトル２１に基づいて、ユーザインタフェース１６（例えば、ボタン２８）と関連した実行可能な機能を設定する。プロセッサ１４が、計算されたポインティングベクトル２１のポインティングフィールド２２内にあるユーザが係合可能なボタン２８の１つ（又は、他のコントロールデバイス）を設定（例えば、指定）可能であることはいうまでもない。さらに、ユーザが係合可能なボタン２８（又は、コントロールデバイス）が一旦指定されると、ユーザが、関連機能を実行するために、ボタン２８を起動できることはいうまでもない。
【００３８】
個人化された設定（即ち、指定（指示、明示））の例は、図３及び図４に示される。図３に図示のように、ユーザ（例えば、車両１１のドライバ）が、ユーザが係合可能なボタン２８の中心の１つを指さし、センサ１２、１２’のうちの少なくとも１つが、検出ゾーン内でユーザの肢を検出する。ユーザインタフェース１６に最も近い肢の部分は、ベクトルノード２４の１つとして記憶される。加えて、ユーザの肩の位置が推定され、ベクトルノード２４の別の１つとして記憶される。そして、プロセッサ１４は、ベクトルノード２４のうちの少なくとも２つに最適線形アルゴリズムを適用することによって、ポインティングベクトル２１を計算することができる。プロセッサ１４は、ユーザインタフェース１６の方へ、ポインティングベクトル２１の拡張をシミュレートする。ポインティングベクトル２１が交差するユーザインタフェース１６の一部は、ポインティングフィールド２２の中心を示す。
【００３９】
図示のように、ボタン２８の中心の１つは、ポインティングフィールド２２内にあり、指定されたボタン２８’となる。例えば、指定されたボタン２８’を、ボタン２８の非指定のものより、高い輝度で照らすことができる。更なる例として、指定されたボタン２８’を、ボタン２８の非指定のものの大きさと比較して、ディスプレイ２６で拡大させることができる。更に非限定的な例として、ボタン２８’の指定された１つが、指定（即ち、設定）の状態を示すために、専用の光源（図示せず）で照らされる。ある実施形態では、視覚的なアイコン（図示せず）又はカーソルが、ポインティングフィールド２２の位置のユーザにビジュアルキューを提供するために、ポインティングフィールド２２内でディスプレイ２６に示される。
【００４０】
図４に示すように、ユーザ（例えば、車両１１の同乗者）が、ユーザが係合可能なボタン２８の右の１つを指さし、センサ１２、１２’のうちの少なくとも１つが、検出ゾーン内でユーザの肢を検出する。複数のベクトルノード２４が、ユーザの検出された肢のさまざまな部分に割り当てられる。そして、プロセッサ１４は、ベクトルノード２４のうちの少なくとも２つに最適線形アルゴリズムを適用することによって、ポインティングベクトル２１を計算することができる。プロセッサ１４は、ユーザインタフェース１６の方へ、ポインティングベクトル２１の拡張をシミュレートする。ポインティングベクトル２１が交差するユーザインタフェース１６の一部は、ポインティングフィールド２２の中心を示す。
【００４１】
図示のように、ボタン２８の中心の１つは、ポインティングフィールド２２内にあり、指定されたボタン２８’となる。例えば、指定されたボタン２８’を、ボタン２８の非指定のものより、高い輝度で照らすことができる。更なる例として、指定されたボタン２８’を、ボタン２８の非指定のものの大きさと比較して、ディスプレイ２６で拡大させることができる。更に非限定的な例として、ボタン２８’の指定された１つが、指定（即ち、設定）の状態を示すために、専用の光源（図示せず）で照らされる。ある実施形態では、視覚的なアイコン（図示せず）又はカーソルが、ポインティングフィールド２２の位置のユーザにビジュアルキューを提供するために、ポインティングフィールド２２内でディスプレイ２６に示される。
【００４２】
ある実施形態では、ユーザのポインティングフィールド２２内の視覚的な出力だけが、完全に照らされ、ポインティングフィールド２２の外の視覚的な出力は抑制され、或いは不可視とされる。ユーザのポインティングベクトル２１が変化すると、ユーザインタフェース１６は、ユーザのポインティングフィールド２２内でディスプレイ２６の視覚的な出力を目立たせるか或いは強調するように、自動的に設定される。ユーザインタフェース１６の任意の視覚的な出力が、上記の例の指定されたボタン２８’と同じように設定できることはいうまでもない。さらに、ユーザインタフェース１６のさまざまな設定を、ユーザのポインティングベクトル２１の任意の変化のレベルに基づいて、使用できることはいうまでもない。さらに、任意のユーザインタフェース、ボタン、又はコントロールデバイス（例えば、クライメイトコントロール、無線コントロール）を、ユーザがタッチレスな方法で関連機能を実行するために、ポインティングフィールド２２内に指定できることはいうまでもない。
【００４３】
一旦ユーザインタフェース１６の少なくとも一部（又は他のコンポーネント、例えば、ユーザが係合可能なボタン２８）が指定される（目立たせる、強調される）と、ユーザは、ユーザの身体の肢に関する予め定義されたジェスチャを実行することによって、タッチレスな方法で、指定された部分（例えばボタン２８’）と係合することができる。例えば、ユーザは、指定されたボタン２８’と「係合する（engage）」ために、指によるトリガを引く運動をシミュレートすることができる。予め定義されたジェスチャを、例えば音声指令又は物理的係合（すなわち、ハンドル上のボタンを押す）といった、別のコントロールと組み合わせて、命令を発動させるために使用することができる。ある実施形態では、ユーザ（例えば、車両同乗者）が、例えば、前照燈及び故障警告灯のコントロール装置といった、特定のコンポーネント、及び、ユーザが係合可能なボタン２８から閉め出される。
【００４４】
ユーザが、ユーザインタフェース１６及び実行可能な関連機能の設定を手動で修正できることはいうまでもない。さらに、インタフェースシステム１０が、ユーザインタフェースの自動設定に関する選択的なコントロールを提供できることはいうまでもない。例えば、ユーザが、ポインティングモード又はタッチレスモードを開始しない限り、ユーザインタフェース１６は、デフォルト設定にいつでも復帰することができる。このユーザインタフェース１６は、ユーザのポインティングベクトル２１と関連した個人化された設定に自動的に設定される。
【００４５】
インタフェースシステム１０及びユーザインタフェース１６を設定する方法は、ユーザの位置及び計算されたポインティングベクトル２１に基づいた、ユーザインタフェース１６のリアルタイムの個人化を提供する。その結果、ポインティングフィールド２２内のユーザインタフェース１６の一部にユーザの注意を集中させて、非集中の視覚出力によってもたらされる注意散漫を最小にする。
【００４６】
上記の説明から、当業者は、本発明の重要な特徴を容易に確認することができ、その趣旨及び範囲から逸脱することなく、さまざまな使用及び状況に適応させるために、本発明にさまざまな変更及び修正を加えることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０ インタフェースシステム
１２ １２’ センサ
１４ プロセッサ
１６ ユーザインタフェース
１８ 放射エネルギーの発生源
２０ 命令セット
２１ ポインティングベクトル
２２ ポインティングフィールド
２３ 記憶デバイス
２４ ベクトルノード
２５ プログラム可能なコンポーネント
２６ ディスプレイ
２８、２８’ ボタン
３０ 車両システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ヒューマンマシンインタフェース（human-machine-interface）に関する。特に、本発明は、ユーザのトラッキングに基づいてユーザインタフェースと相互作用する適応インタフェースシステム及び方法を目的とする。
【背景技術】
【０００２】
最新の車両システムは、下記の１つ以上の要素を備えたユーザインタフェースを有する。ディスプレイ、タッチスクリーン、タッチセンサ、コントロールノブ、ユーザが係合可能なボタン、及び他のコントロール装置。一般的に、ユーザは、直接接触又は物理的操作によってコントロール装置を作動させる。また、ごく最近では、車両は、ユーザを車両ＨＭＩと相互作用させるために、音声指令を使用する。加えて、簡単な手／指ジェスチャ又は手書きジェスチャを特徴とするいくつかの進化した自動車概念が明らかにされた。
【０００３】
例えば、米国特許出願公開第２００９／０３０９７６５号明細書には、三次元ユーザインタフェースによって、デジタルカメラからコントロールナビゲーションに取り込まれた画像を使用するシステム及び方法が開示されている。
【０００４】
米国特許第６，６２４，８３３号明細書には、陰影検出を備えた、ジェスチャに基づく入力インタフェースシステムが開示されている。この入力インタフェースシステムは、画像信号のユーザジェスチャの分類による、コンピュータ上のアプリケーション実行のジェスチャに基づくユーザコントロールを提供する。
【０００５】
米国特許第７，５９８，９４２号明細書には、ジェスチャに基づくコントロールのシステム及び方法が明らかにされている。このシステムは、ディスプレイスクリーンに示されるさまざまな視覚要素にジェスチャインタフェースを提供する。
【０００６】
米国特許出願公開第２００８／００６５２９１号明細書には、車両の乗員の画像を受信する画像受信システムを備えた、車両内でコンポーネントをコントロールするシステム及び方法を開示されている。このシステムは、例えば、手のジェスチャといった、受け取った画像のジェスチャを認識するように配置される。また、この米国特許出願公開第２００８／００６５２９１号明細書には、認識されたジェスチャに基づいてコンポーネントをコントロールする、画像受信システムに接続されたコントロールシステムが開示されている。
【０００７】
しかしながら、車両環境でユーザインタフェースと相互作用する正確でタッチレスな手段の必要性は残されたままである。
【０００８】
したがって、ポインティングベクトルと実質的に一致した視覚的な出力を強調するように、ユーザの身体の一部の位置から導出されるポインティングベクトルに基づいてユーザインタフェースの視覚的な出力が自動的に設定（構成）される、適応ユーザインタフェースを開発することが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０３０９７６５号明細書
【特許文献２】米国特許第６，６２４，８３３号明細書
【特許文献３】米国特許第７，５９８，９４２号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００８／００６５２９１号明細書
【発明の概要】
【００１０】
本発明と調和及び一致した、ポインティングベクトルと実質的に一致した視覚的な出力を強調するために、ユーザの身体の一部の位置から導出されるポインティングベクトルに基づいてユーザインタフェースの視覚的な出力が自動的に設定される適応ユーザインタフェースが驚くべきことに発見された。
【００１１】
一実施形態においては、適応インタフェースシステムは、以下のものを備える。車両システムをコントロールするためのユーザインタフェース、ユーザの肢の位置を検出して、肢の位置を示したセンサ信号を生成するためのセンサ、並びに、センサ及びユーザインタフェースと通信をするプロセッサ、このプロセッサは、センサ信号を受信して、センサ信号を命令セットに基づいて分析してユーザのポインティングベクトルを決定し、ユーザのポインティングベクトルに基づいてユーザインタフェースを設定する。
【００１２】
別の実施形態においては、車両用適応インタフェースシステムは、以下のものを備える。車両内部に配置されたユーザインタフェース、このユーザインタフェースは、車両システムの状況を示した情報をユーザに通信するためのディスプレイを有する。ユーザの肢の位置を検出して、ユーザインタフェースに最も近いユーザの一部の肢の位置を示したセンサ信号を生成するためのセンサ、ユーザの身体の一部の推定位置（estimated position）を示したベクトルノードを記憶するための記憶デバイス、並びに、センサ、記憶デバイス及びユーザインタフェースと通信をするプロセッサ、このプロセッサは、センサ信号を受信して、少なくともユーザインタフェースに最も近いユーザの肢の一部の位置とベクトルノードに基づいて、ユーザの肢のポインティングベクトルを決定し、ディスプレイに示される特定の視覚的な出力を強調するように、ユーザの肢のポインティングベクトルに基づいてディスプレイを設定する。
【００１３】
また、ディスプレイを設定する方法も開示される。
【００１４】
１つの方法は、次の工程を備える。車両システムのコントロールをユーザインタフェースに提供すること、少なくともユーザの身体の一部の肢の位置を検出するためにセンサを提供すること、ユーザの身体の予め定められた部分の推定位置と関連したベクトルノードを定義すること、ユーザの身体の肢の位置及びノードから導出されるポインティングベクトルを決定すること、及び、ポインティングベクトルのポインティングフィールド内に少なくともユーザインタフェースの一部を表すように、ポインティングベクトルに基づいてユーザインタフェースを設定すること。
【００１５】
上記の内容は、本発明の他の利点と同様に、以下の添付の図面と照らして考慮されるときに、好ましい実施形態の下記の詳細な説明から当業者に容易に明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態による適応インタフェースシステムを備えた車両内部の部分斜視図である。
【図２】図１のインタフェースシステムの概略ブロック図である。
【図３】インタフェースシステムを使用しているドライバを示した、図１のインタフェースシステムを備えた車両内部の部分上部平面図である。
【図４】インタフェースシステムを使用している同乗者を示した、図１のインタフェースシステムを備えた車両内部の部分上部平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の詳細な説明及び添付の図面は、本発明のさまざまな実施形態を説明及び図示する。この説明及び図面は、当業者が本発明を製作及び使用可能とするのに役立つものであり、何らかの方法で本発明の範囲を限定することを意図しない。開示される方法に関しては、示される工程は事実上例示的であり、したがって、工程の順序は、必要又は重要なものではない。
【００１８】
図１及び図２は、本発明の一実施形態による車両１１のための適応インタフェースシステム１０を示す。図示のように、インタフェースシステム１０は、センサ１２、プロセッサ１４、及びユーザインタフェース１６（又はコントロールデバイス）を備える。インタフェースシステム１０は、必要に応じてさまざまなコンポーネントを備えることができる。インタフェースシステム１０は、任意のユーザ環境下で一体化することができる。
【００１９】
センサ１２は、ユーザの少なくとも一部の身体の位置を検出することが可能なユーザトラッキングデバイスである。非限定的な例として、センサ１２は、ユーザの肢（例えば、指先、手、腕など）の位置を検出する。
【００２０】
ある実施形態では、センサ１２は、ユーザの少なくとも腕の一部（例えば手、指など）の画像を取り込んで、取り込まれた画像を示したセンサ信号を生成する、相補型金属酸化物半導体（complementary metal-oxide-semiconductor：ＣＭＯＳ）カメラである。しかしながら、他のカメラ及び画像取込デバイスが使用可能であることはいうまでもない。さらに、例えば、ユーザインタフェース１６と一体化された赤外線センサ又は投影型静電容量センサ１２’といった（例えば、独立して、又は、カメラセンサと組み合わせられた）他のセンサが使用可能であることはいうまでもない。
【００２１】
ある実施形態では、放射エネルギーの発生源１８が、ユーザの肢の少なくとも一部を照らすために配置される。非限定的な例として、放射エネルギーの発生源１８は、赤外線放射用ダイオードとすることができる。しかしながら、他の放射エネルギーの発生源を使用することが可能である。
【００２２】
プロセッサ１４は、入力信号（例えば、センサ信号）を受信し、入力信号を分析し、そして、入力信号の分析に応答してユーザインタフェース１６を設定するのに適した任意のデバイス又はシステムとすることができる。ある実施形態では、プロセッサ１４はマイクロコンピュータである。図示の実施形態では、プロセッサ１４は、センサ１２、１２’、及びユーザインタフェース１６を介してユーザによって提供された入力の少なくとも１つから入力信号を受信する。
【００２３】
図示のように、プロセッサ１４は、命令セット２０に基づいて入力信号を分析する。命令セット２０は、任意のコンピュータ可読媒体で実施することができ、さまざまなタスクを実行するためにプロセッサ１４を設定するプロセッサ実行可能命令を備える。プロセッサ１４は、例えば、センサ１２、１２’及びユーザインタフェース１６の動作をコントロールするといった、さまざまな機能を実行することができる。さまざまなアルゴリズム及びソフトウェアが、少なくともユーザの肢のポインティング方向を示したポインティングベクトル２１を決定すべく、ユーザの肢の画像を分析するために使用可能であることはいうまでもない。
【００２４】
非限定的な例として、命令セット２０は、（例えば、センサ信号を介して）プロセッサ１４が受信した情報に基づいてユーザの肢のポインティングベクトル２１を決定するのに適した学習アルゴリズムである。更に非限定的な例として、プロセッサ１４は、ユーザの肢のポインティングベクトル２１に基づいて、ポインティングフィールド２２（すなわち指示フィールド）を決定する。このポインティングフィールド２２は、ポインティングベクトル２１と相違する予め定められた角度の範囲（例えば、＋／−５度）によって定義される。計算されたポインティングベクトル２１と関連する任意の角度の範囲が、ポインティングフィールド２２を定義するために使用可能であることはいうまでもない。
【００２５】
ある実施形態では、プロセッサ１４は、記憶デバイス２３を備える。記憶デバイス２３は、単一の記憶デバイスでもよいし、複数の記憶デバイスでもよい。さらに、記憶デバイス２３は、ソリッドステート記憶システム、磁気記憶システム、光記憶システム、又は、他の任意の適切な記憶システム又はデバイスとすることができる。記憶デバイス２３が命令セット２０を記憶するのに適していてもよいことはいうまでもない。例えば、センサ１２、１２’及びユーザインタフェース１６によって獲得されたデータ、計算されたポインティングベクトル２１、並びに、ポインティングフィールド２２といった、他のデータ及び情報が、記憶デバイス２３に記憶及び分類されてもよい。ある実施形態では、ユーザの身体の一部の位置を示す予め定義されたベクトルノード２４を、次の読み出しのために計算して記憶デバイス２３に記憶することができる。任意の数のさまざまなベクトルノード２４を、ポインティングベクトル２１を決定するために、計算し記憶できることはいうまでもない。さらに、それぞれのベクトルノード２４が、ユーザの身体の任意の部分を示すことができることはいうまでもない。
【００２６】
プロセッサ１４は、更に、プログラム可能なコンポーネント２５を備えることができる。プログラム可能なコンポーネント２５は、例えば、センサ１２、１２’及びユーザインタフェース１６といった、インタフェースシステム１０の他の任意のコンポーネントと通信できることはいうまでもない。ある実施形態では、プログラム可能なコンポーネント２５は、プロセッサ１４の処理機能を管理及びコントロールするのに適している。特に、プログラム可能なコンポーネント２５は、命令セット２０を修正し、プロセッサ１４が受信した信号及び情報の分析をコントロールするのに適している。プログラム可能なコンポーネント２５が、センサ１２及びユーザインタフェース１６を管理及びコントロールするのに適していることはいうまでもない。さらに、プログラム可能なコンポーネント２５が、記憶デバイス２３にデータ及び情報を記憶させ、記憶デバイス２３からデータ及び情報を引き出すように構成されていることはいうまでもない。
【００２７】
ユーザインタフェース１６は、車両１１と関連した機能をコントロールするために、任意のデバイス又はコンポーネント（例えば、ボタン、タッチスクリーン、ノブなど）を備えることができる。ユーザインタフェース１６を、例えば、ボタン又はコントロール装置といった、単一のデバイスと定義することができることはいうまでもない。さらに、ユーザインタフェース１６は、車両１１全体にわたるさまざまな位置に配置可能であることはいうまでもない。
【００２８】
図示のように、ユーザインタフェース１６は、ユーザに可視出力を示すためのディスプレイ２６を備える。１を含む任意の数のディスプレイ２６が使用可能であることはいうまでもない。さらに、二次元ディスプレイ、三次元ディスプレイ、タッチスクリーンなどの、任意の型のディスプレイが使用可能であることはいうまでもない。
【００２９】
図の実施形態では、ディスプレイ２６は、その上に示されたユーザが係合可能な複数のボタン２８を有するタッチ感知ディスプレイ（すなわちタッチスクリーン）である。ボタン２８は、例えば、ナビゲーションシステム、ラジオ、インターネットに接続するのに適した通信デバイス、及び、クライメイトコントロールシステムといった、車両システム３０の実行可能な機能と関連している。しかしながら、任意の車両システムを、ユーザが係合可能なボタン２８と関連させることができる。さらに、任意の数のボタン２８を、例えばハンドル又はコンソール上などの、車両１１全体にわたるさまざまな位置に具備及び配置させることが可能であることはいうまでもない。
【００３０】
動作中、ユーザは、タッチレスな方法でインタフェースシステム１０と相互作用する。プロセッサ１４は、ユーザの位置に関する入力信号（例えばセンサ信号）及び情報を絶えず受信する。プロセッサ１４は、ユーザのポインティングベクトル２１を決定して、ポインティングベクトル２１に応答してユーザインタフェース１６の個人化された設定（又はアクティブ化）を生成するために、命令セット２０に基づいて入力信号及び情報を分析する。ディスプレイ２６と一体化するか、車両１１全体にわたるさまざまな位置に（例えば、ハンドル、ダッシュボード、コンソール、又は、センタースタックに）配置された、ユーザが係合可能なボタン２８の１つと（タッチレスな方法で）ユーザが相互作用できることはいうまでもない。
【００３１】
非限定的な例として、ユーザの肢の少なくとも１つの画像が取り込まれる。画像は、ポインティングベクトル２１を計算するプロセッサ１４に、センサ信号を介して出力される。さらに、非限定的な例として、投影型静電容量センサ１２’をセンサ１２’の検出ゾーン内でユーザの身体の肢の存在を検出するために使用することができる。センサ１２’によって集められた情報は、ポインティングベクトル２１を計算するプロセッサ１４に、センサ信号を介して出力される。
【００３２】
プロセッサ１４は、ユーザインタフェース１６に対するユーザの肢（例えば、指、手、腕）の位置を決定するために、入力信号（例えば、センサ信号）を分析する。非限定的な例として、センサ信号によって示された画像データは、取り込まれた画像内で肢を定義するために、プロセッサ１４によって分析される。ある実施形態では、取り込まれた画像のピクセルが、ユーザの肢の周端部を定義するために、分析（例えば、閾値分析）される。
【００３３】
一旦、画像内で肢が定義されると、ユーザインタフェース１６に最も近いユーザの肢の一部（例えば指先）の相対位置が決定可能となる。ユーザインタフェース１６に対する肢の位置を、ユーザインタフェース１６の公知の位置、又は、更に、従来技術において公知の画像処理技術に基づいて、計算可能であることはいうまでもない。さらに、投影型静電容量センサ１２’が、従来技術において理解されるように、センサ１２’の容量検出ゾーンで検出された外乱に基づいて、ユーザの肢を位置決定できることはいうまでもない。当業者によって理解されるように、他のセンサ及び位置決定技術を使用することが可能である。
【００３４】
ユーザインタフェース１６に最も近いユーザの肢の部分の相対位置は、ベクトルノード２４の１つとして記憶される。ユーザの肢のさまざまな部分をベクトルノード２４が表し、記憶することができることはいうまでもない。非限定的な例として、ユーザの肩の位置が、ベクトルノード２４の別の１つとして、独立して推定され、記憶される。ユーザの身体の任意の部分の位置が、推定可能であることはいうまでもない。しかしながら、ユーザが車両１１内にいる間に、ユーザの身体の比較的静的な部分（例えば、肩、臀部など）の位置を推定するときに、充分な処理結果が獲得されている。
【００３５】
また、プロセッサ１４は、ベクトルノード２４のうちの少なくとも２つに最適線形アルゴリズムを適用することによって、ポインティングベクトル２１を計算することができる。複数のベクトルノード２４を、入力信号の分析に基づいてプロセッサ１４が生成可能であることはいうまでもない。更に、さまざまな最適線形アルゴリズム及び演算式を、ベクトルノード２４上にポインティングベクトル２１を「適合させる（fit）」ために使用できることはいうまでもない。
【００３６】
一旦ポインティングベクトル２１が生成されると、プロセッサ１４は、ユーザインタフェース１６（又は、例えば、ユーザが係合可能なボタン２８の１つといった、プロセッサ１４と通信する任意のコンポーネント）へのポインティングベクトル２１の拡張をシミュレートする。ポインティングベクトル２１が交差するユーザインタフェース１６（又は、他のコンポーネント、例えばユーザが係合可能なボタン２８）の部分は、ポインティングフィールド２２の中心を示す。ポインティングフィールド２２の中心点のまわりの許容差範囲は、プロセッサ１４及び命令セット２０の予め定義されたセッティングによって、定義することができる。
【００３７】
ユーザインタフェース１６は、ユーザのポインティングベクトル２１に基づいて、プロセッサ１４によって自動的に設定される。非限定的な例として、プロセッサ１４は、自動的に、ユーザの手の検出された位置及び計算されたポインティングベクトル２１に応答して、ディスプレイ２６に示される可視出力を設定する。さらに、非限定的な例として、プロセッサ１４は、ユーザのポインティングベクトル２１に基づいて、ユーザインタフェース１６（例えば、ボタン２８）と関連した実行可能な機能を設定する。プロセッサ１４が、計算されたポインティングベクトル２１のポインティングフィールド２２内にあるユーザが係合可能なボタン２８の１つ（又は、他のコントロールデバイス）を設定（例えば、指定）可能であることはいうまでもない。さらに、ユーザが係合可能なボタン２８（又は、コントロールデバイス）が一旦指定されると、ユーザが、関連機能を実行するために、ボタン２８を起動できることはいうまでもない。
【００３８】
個人化された設定（即ち、指定（指示、明示））の例は、図３及び図４に示される。図３に図示のように、ユーザ（例えば、車両１１のドライバ）が、ユーザが係合可能なボタン２８の中心の１つを指さし、センサ１２、１２’のうちの少なくとも１つが、検出ゾーン内でユーザの肢を検出する。ユーザインタフェース１６に最も近い肢の部分は、ベクトルノード２４の１つとして記憶される。加えて、ユーザの肩の位置が推定され、ベクトルノード２４の別の１つとして記憶される。そして、プロセッサ１４は、ベクトルノード２４のうちの少なくとも２つに最適線形アルゴリズムを適用することによって、ポインティングベクトル２１を計算することができる。プロセッサ１４は、ユーザインタフェース１６の方へ、ポインティングベクトル２１の拡張をシミュレートする。ポインティングベクトル２１が交差するユーザインタフェース１６の一部は、ポインティングフィールド２２の中心を示す。
【００３９】
図示のように、ボタン２８の中心の１つは、ポインティングフィールド２２内にあり、指定されたボタン２８’となる。例えば、指定されたボタン２８’を、ボタン２８の非指定のものより、高い輝度で照らすことができる。更なる例として、指定されたボタン２８’を、ボタン２８の非指定のものの大きさと比較して、ディスプレイ２６で拡大させることができる。更に非限定的な例として、ボタン２８’の指定された１つが、指定（即ち、設定）の状態を示すために、専用の光源（図示せず）で照らされる。ある実施形態では、視覚的なアイコン（図示せず）又はカーソルが、ポインティングフィールド２２の位置のユーザにビジュアルキューを提供するために、ポインティングフィールド２２内でディスプレイ２６に示される。
【００４０】
図４に示すように、ユーザ（例えば、車両１１の同乗者）が、ユーザが係合可能なボタン２８の右の１つを指さし、センサ１２、１２’のうちの少なくとも１つが、検出ゾーン内でユーザの肢を検出する。複数のベクトルノード２４が、ユーザの検出された肢のさまざまな部分に割り当てられる。そして、プロセッサ１４は、ベクトルノード２４のうちの少なくとも２つに最適線形アルゴリズムを適用することによって、ポインティングベクトル２１を計算することができる。プロセッサ１４は、ユーザインタフェース１６の方へ、ポインティングベクトル２１の拡張をシミュレートする。ポインティングベクトル２１が交差するユーザインタフェース１６の一部は、ポインティングフィールド２２の中心を示す。
【００４１】
図示のように、ボタン２８の中心の１つは、ポインティングフィールド２２内にあり、指定されたボタン２８’となる。例えば、指定されたボタン２８’を、ボタン２８の非指定のものより、高い輝度で照らすことができる。更なる例として、指定されたボタン２８’を、ボタン２８の非指定のものの大きさと比較して、ディスプレイ２６で拡大させることができる。更に非限定的な例として、ボタン２８’の指定された１つが、指定（即ち、設定）の状態を示すために、専用の光源（図示せず）で照らされる。ある実施形態では、視覚的なアイコン（図示せず）又はカーソルが、ポインティングフィールド２２の位置のユーザにビジュアルキューを提供するために、ポインティングフィールド２２内でディスプレイ２６に示される。
【００４２】
ある実施形態では、ユーザのポインティングフィールド２２内の視覚的な出力だけが、完全に照らされ、ポインティングフィールド２２の外の視覚的な出力は抑制され、或いは不可視とされる。ユーザのポインティングベクトル２１が変化すると、ユーザインタフェース１６は、ユーザのポインティングフィールド２２内でディスプレイ２６の視覚的な出力を目立たせるか或いは強調するように、自動的に設定される。ユーザインタフェース１６の任意の視覚的な出力が、上記の例の指定されたボタン２８’と同じように設定できることはいうまでもない。さらに、ユーザインタフェース１６のさまざまな設定を、ユーザのポインティングベクトル２１の任意の変化のレベルに基づいて、使用できることはいうまでもない。さらに、任意のユーザインタフェース、ボタン、又はコントロールデバイス（例えば、クライメイトコントロール、無線コントロール）を、ユーザがタッチレスな方法で関連機能を実行するために、ポインティングフィールド２２内に指定できることはいうまでもない。
【００４３】
一旦ユーザインタフェース１６の少なくとも一部（又は他のコンポーネント、例えば、ユーザが係合可能なボタン２８）が指定される（目立たせる、強調される）と、ユーザは、ユーザの身体の肢に関する予め定義されたジェスチャを実行することによって、タッチレスな方法で、指定された部分（例えばボタン２８’）と係合することができる。例えば、ユーザは、指定されたボタン２８’と「係合する（engage）」ために、指によるトリガを引く運動をシミュレートすることができる。予め定義されたジェスチャを、例えば音声指令又は物理的係合（すなわち、ハンドル上のボタンを押す）といった、別のコントロールと組み合わせて、命令を発動させるために使用することができる。ある実施形態では、ユーザ（例えば、車両同乗者）が、例えば、前照燈及び故障警告灯のコントロール装置といった、特定のコンポーネント、及び、ユーザが係合可能なボタン２８から閉め出される。
【００４４】
ユーザが、ユーザインタフェース１６及び実行可能な関連機能の設定を手動で修正できることはいうまでもない。さらに、インタフェースシステム１０が、ユーザインタフェースの自動設定に関する選択的なコントロールを提供できることはいうまでもない。例えば、ユーザが、ポインティングモード又はタッチレスモードを開始しない限り、ユーザインタフェース１６は、デフォルト設定にいつでも復帰することができる。このユーザインタフェース１６は、ユーザのポインティングベクトル２１と関連した個人化された設定に自動的に設定される。
【００４５】
インタフェースシステム１０及びユーザインタフェース１６を設定する方法は、ユーザの位置及び計算されたポインティングベクトル２１に基づいた、ユーザインタフェース１６のリアルタイムの個人化を提供する。その結果、ポインティングフィールド２２内のユーザインタフェース１６の一部にユーザの注意を集中させて、非集中の視覚出力によってもたらされる注意散漫を最小にする。
【００４６】
上記の説明から、当業者は、本発明の重要な特徴を容易に確認することができ、その趣旨及び範囲から逸脱することなく、さまざまな使用及び状況に適応させるために、本発明にさまざまな変更及び修正を加えることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０ インタフェースシステム
１２ １２’ センサ
１４ プロセッサ
１６ ユーザインタフェース
１８ 放射エネルギーの発生源
２０ 命令セット
２１ ポインティングベクトル
２２ ポインティングフィールド
２３ 記憶デバイス
２４ ベクトルノード
２５ プログラム可能なコンポーネント
２６ ディスプレイ
２８、２８’ ボタン
３０ 車両システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両システムをコントロールするためのユーザインタフェースと、
ユーザの肢の位置を検出して、肢の位置を示すセンサ信号を生成するためのセンサと、
前記センサ及び前記コントロールデバイスと通信をするプロセッサと、
を備える、適応インタフェースシステムであって、
前記プロセッサは、前記センサ信号を受信し、前記センサ信号を命令セットに基づいて分析してユーザのポインティングベクトルを決定し、ユーザの前記ポインティングベクトルに基づいて前記ユーザインタフェースを設定する
ことを特徴とするインタフェースシステム。
【請求項２】
前記ユーザインタフェースは、前記車両システムの実行可能な機能と関連したユーザが係合可能なボタンを含む、請求項１に記載のインタフェースシステム。
【請求項３】
前記ユーザインタフェースは、車両の内部に配置される、請求項１に記載のインタフェースシステム。
【請求項４】
前記センサは、少なくともユーザの肢の画像を取り込むためのトラッキングデバイスである、請求項１に記載のインタフェースシステム。
【請求項５】
前記センサは、投影型静電容量センサである、請求項１に記載のインタフェースシステム。
【請求項６】
前記センサは、前記ユーザインタフェースに対するユーザの肢の位置を検出するために、前記ユーザインタフェースと一体化される、請求項１に記載のインタフェースシステム。
【請求項７】
前記命令セットは、前記ユーザインタフェースに対するユーザの肢の位置を決定するためのアルゴリズムである、請求項１に記載のインタフェースシステム。
【請求項８】
前記命令セットは、前記ユーザインタフェースに対するユーザの肢の位置及びユーザの身体の別の部分の推定位置に基づいて、前記ポインティングベクトルを決定するためのアルゴリズムである、請求項１に記載のインタフェースシステム。
【請求項９】
前記肢は、ユーザの指、手及び腕の少なくとも１つである、請求項１に記載のインタフェースシステム。
【請求項１０】
ユーザの肢の位置の検出を容易にするために、ユーザの少なくとも一部を照らす電磁放射の発生源を更に備える、請求項１に記載のインタフェースシステム。
【請求項１１】
車両の内部に配置されるユーザインタフェースであって、車両システムの状況を示した情報をユーザに通信するためのディスプレイを有するユーザインタフェースと、
ユーザの肢の位置を検出して、前記ユーザインタフェースに最も近いユーザの肢の一部の位置を示したセンサ信号を生成するためのセンサと、
ユーザの身体の一部の推定位置を示したベクトルノードを記憶するための記憶デバイスと、
前記センサ、前記記憶デバイス及び前記ユーザインタフェースと通信するプロセッサと、
を備える、車両用適応インタフェースシステムであって、
前記プロセッサは、前記センサ信号を受信し、少なくとも前記ユーザインタフェースに最も近いユーザの肢の一部の位置と前記ベクトルノードとに基づいて、ユーザの肢のポインティングベクトルを決定し、前記ディスプレイに示される特定の視覚的な出力を強調するように、ユーザの肢の前記ポインティングベクトルに基づいて前記ディスプレイを設定する
ことを特徴とするインタフェースシステム。
【請求項１２】
前記センサは、ユーザの少なくとも肢の画像を取り込むためのトラッキングデバイスである、請求項１１に記載のインタフェースシステム。
【請求項１３】
前記センサは、投影型静電容量センサである、請求項１１に記載のインタフェースシステム。
【請求項１４】
前記センサは、前記ユーザインタフェースに対するユーザの肢の一部の位置を検出するために、前記ユーザインタフェースと一体化される、請求項１１に記載のインタフェースシステム。
【請求項１５】
前記プロセッサは、少なくとも前記ユーザインタフェースに最も近いユーザの肢の部分の位置及び前記ベクトルノードに基づいて最適線を計算することによって、前記ポインティングベクトルを決定する、請求項１１に記載のインタフェースシステム。
【請求項１６】
前記肢は、ユーザの指、手及び腕の少なくとも１つである、請求項１１に記載のインタフェースシステム。
【請求項１７】
前記プロセッサは、ユーザのポインティングフィールド内で視覚的な出力の一部を目立たせるように、ユーザの肢の前記ポインティングベクトルに基づいて、前記ディスプレイを設定する、請求項１１に記載のインタフェースシステム。
【請求項１８】
ディスプレイを設定するための方法であって、
車両システムのコントロールをユーザインタフェースに提供する工程と、
ユーザの身体の肢の少なくとも一部の位置を検出するためにセンサを提供する工程と、
ユーザの身体の予め定められた部分の推定位置と関連したベクトルノードを定義する工程と、
ユーザの身体の肢の位置及び前記ノードから導出されるポインティングベクトルを決定する工程と、
前記ポインティングベクトルのポインティングフィールド内に前記ユーザインタフェースの少なくとも一部を指定するように、前記ポインティングベクトルに基づいて前記ユーザインタフェースを設定する工程と、
を含む方法。
【請求項１９】
ユーザが前記ユーザインタフェースと相互作用する間、前記ベクトルノードは、前記ユーザインタフェースに対して実質的に静的な、ユーザの身体の一部を示す、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ポインティングベクトルを決定する工程は、少なくとも前記ユーザインタフェースに最も近いユーザの肢の部分の位置及び前記ベクトルノードに基づいて最適線を計算することを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項１】
車両システムをコントロールするためのユーザインタフェースと、
ユーザの肢の位置を検出して、肢の位置を示すセンサ信号を生成するためのセンサと、
前記センサ及び前記コントロールデバイスと通信をするプロセッサと、
を備える、適応インタフェースシステムであって、
前記プロセッサは、前記センサ信号を受信し、前記センサ信号を命令セットに基づいて分析してユーザのポインティングベクトルを決定し、ユーザの前記ポインティングベクトルに基づいて前記ユーザインタフェースを設定する
ことを特徴とするインタフェースシステム。
【請求項２】
前記ユーザインタフェースは、前記車両システムの実行可能な機能と関連したユーザが係合可能なボタンを含む、請求項１に記載のインタフェースシステム。
【請求項３】
前記ユーザインタフェースは、車両の内部に配置される、請求項１に記載のインタフェースシステム。
【請求項４】
前記センサは、少なくともユーザの肢の画像を取り込むためのトラッキングデバイスである、請求項１に記載のインタフェースシステム。
【請求項５】
前記センサは、投影型静電容量センサである、請求項１に記載のインタフェースシステム。
【請求項６】
前記センサは、前記ユーザインタフェースに対するユーザの肢の位置を検出するために、前記ユーザインタフェースと一体化される、請求項１に記載のインタフェースシステム。
【請求項７】
前記命令セットは、前記ユーザインタフェースに対するユーザの肢の位置を決定するためのアルゴリズムである、請求項１に記載のインタフェースシステム。
【請求項８】
前記命令セットは、前記ユーザインタフェースに対するユーザの肢の位置及びユーザの身体の別の部分の推定位置に基づいて、前記ポインティングベクトルを決定するためのアルゴリズムである、請求項１に記載のインタフェースシステム。
【請求項９】
前記肢は、ユーザの指、手及び腕の少なくとも１つである、請求項１に記載のインタフェースシステム。
【請求項１０】
ユーザの肢の位置の検出を容易にするために、ユーザの少なくとも一部を照らす電磁放射の発生源を更に備える、請求項１に記載のインタフェースシステム。
【請求項１１】
車両の内部に配置されるユーザインタフェースであって、車両システムの状況を示した情報をユーザに通信するためのディスプレイを有するユーザインタフェースと、
ユーザの肢の位置を検出して、前記ユーザインタフェースに最も近いユーザの肢の一部の位置を示したセンサ信号を生成するためのセンサと、
ユーザの身体の一部の推定位置を示したベクトルノードを記憶するための記憶デバイスと、
前記センサ、前記記憶デバイス及び前記ユーザインタフェースと通信するプロセッサと、
を備える、車両用適応インタフェースシステムであって、
前記プロセッサは、前記センサ信号を受信し、少なくとも前記ユーザインタフェースに最も近いユーザの肢の一部の位置と前記ベクトルノードとに基づいて、ユーザの肢のポインティングベクトルを決定し、前記ディスプレイに示される特定の視覚的な出力を強調するように、ユーザの肢の前記ポインティングベクトルに基づいて前記ディスプレイを設定する
ことを特徴とするインタフェースシステム。
【請求項１２】
前記センサは、ユーザの少なくとも肢の画像を取り込むためのトラッキングデバイスである、請求項１１に記載のインタフェースシステム。
【請求項１３】
前記センサは、投影型静電容量センサである、請求項１１に記載のインタフェースシステム。
【請求項１４】
前記センサは、前記ユーザインタフェースに対するユーザの肢の一部の位置を検出するために、前記ユーザインタフェースと一体化される、請求項１１に記載のインタフェースシステム。
【請求項１５】
前記プロセッサは、少なくとも前記ユーザインタフェースに最も近いユーザの肢の部分の位置及び前記ベクトルノードに基づいて最適線を計算することによって、前記ポインティングベクトルを決定する、請求項１１に記載のインタフェースシステム。
【請求項１６】
前記肢は、ユーザの指、手及び腕の少なくとも１つである、請求項１１に記載のインタフェースシステム。
【請求項１７】
前記プロセッサは、ユーザのポインティングフィールド内で視覚的な出力の一部を目立たせるように、ユーザの肢の前記ポインティングベクトルに基づいて、前記ディスプレイを設定する、請求項１１に記載のインタフェースシステム。
【請求項１８】
ディスプレイを設定するための方法であって、
車両システムのコントロールをユーザインタフェースに提供する工程と、
ユーザの身体の肢の少なくとも一部の位置を検出するためにセンサを提供する工程と、
ユーザの身体の予め定められた部分の推定位置と関連したベクトルノードを定義する工程と、
ユーザの身体の肢の位置及び前記ノードから導出されるポインティングベクトルを決定する工程と、
前記ポインティングベクトルのポインティングフィールド内に前記ユーザインタフェースの少なくとも一部を指定するように、前記ポインティングベクトルに基づいて前記ユーザインタフェースを設定する工程と、
を含む方法。
【請求項１９】
ユーザが前記ユーザインタフェースと相互作用する間、前記ベクトルノードは、前記ユーザインタフェースに対して実質的に静的な、ユーザの身体の一部を示す、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ポインティングベクトルを決定する工程は、少なくとも前記ユーザインタフェースに最も近いユーザの肢の部分の位置及び前記ベクトルノードに基づいて最適線を計算することを含む、請求項１８に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−６９１１４（Ｐ２０１２−６９１１４Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０２０４９（Ｐ２０１１−２０２０４９）
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（５０５４５０７５５）ビステオン グローバル テクノロジーズ インコーポレイテッド (140)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（５０５４５０７５５）ビステオン グローバル テクノロジーズ インコーポレイテッド (140)
【Ｆターム（参考）】
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