Procedimiento y sistema para la interacción gestual con un vehículo.

La presente invención se refiere en general a un sistema y un procedimiento de procesado de imágenes para el reconocimiento gestual que tiene en cuenta las diferentes condiciones de iluminación para permitir realizar una interacción con diferentes dispositivos de un vehículo de forma fiable a modo de interfaz

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Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201200965.

Solicitante: FUNDACIÓN PARA LA PROMOCIÓN DE LA INNOVACIÓN, INVEST. Y DESARROLLO TECNOLÓGICO EN LA INDUSTRIA DE AUTOMOCIÓN DE GALICIA.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: ALBA CASTRO, JOSE LUIS, PARADA LOIRA, FRANCISCO, SÁNCHEZ PONS,Francisco, DÍEZ GIL,José Luis, SIXTO PEREIRO,Virginia, MARTÍNEZ PUIG,Sandra, MONTENEGRO MARTÍNEZ,Pablo, LÓPEZ VÁZQUEZ,Pablo, GONZÁLEZ AGUILA,Elisardo.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > COMPUTO; CALCULO; CONTEO > RECONOCIMIENTO DE DATOS; PRESENTACION DE DATOS; SOPORTES... > G06K9/00 (Métodos o disposiciones para la lectura o el reconocimiento de caracteres impresos o escritos o el reconocimiento de formas, p. ej. de huellas dactilares (métodos y disposiciones para la lectura de grafos o para la conversión de patrones de parámetros mecánicos, p.e. la fuerza o la presencia, en señales eléctricas G06K 11/00; reconocimiento de la voz G10L 15/00))
  • SECCION G — FISICA > COMPUTO; CALCULO; CONTEO > TRATAMIENTO DE DATOS DIGITALES ELECTRICOS (computadores... > Disposiciones de entrada para la transferencia de... > G06F3/01 (Disposiciones de entrada o disposiciones combinadas de entrada y salida para la interacción entre el usuario y el computador (G06F 3/16 tiene prioridad))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > VEHICULOS EN GENERAL > CONTROL CONJUGADO DE VARIAS SUBUNIDADES DE UN VEHICULO... > Detalles de los sistemas de ayuda a la conducción... > B60W50/08 (Interacción entre el conductor y el sistema de control)
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Procedimiento y sistema para la interacción gestual con un vehículo.

Fragmento de la descripción:

PROCEDIMIENTO Y SISTEMA PARA lA INTERACCiÓN GESTUAL CON UN VEHíCULO

SECTOR TÉCNICO

la presente invención se refiere en general a un sistema y procedimiento de procesado de imágenes y, más en particular, al uso de un sistema y procedimiento de procesado de imágenes para una interacción gestual con diferentes dispositivos de un vehículo.

ANTECEDENTES DE lA INVENCiÓN

Dentro del ámbito de la automoción, uno de los puntos relevantes es el de las interfaces entre el usuario y el vehículo (HMI) . El objetivo de las mismas es de un marcado carácter funcional y con una importante componente de seguridad. Dicha componente está relacionada con la disposición, orientación y facilidad de manejo de los distintos sistemas de cara a evitar distracciones por parte del conductor durante la actividad de interacción con los mismos.

En la actualidad, el número de elementos a manejar por parte del usuario de un vehículo se ha incrementado considerablemente. La incorporación de nuevas tecnologías conlleva la generación de nuevos sistemas seguridad, sistemas de entretenimiento, sistemas de confort y sistemas de comunicación. La multiplicación de dichos sistemas supone la incorporación de más dispositivos de control. Sin embargo, esta situación no es la óptima para una correcta interacción entre el usuario y el vehículo, ya que la saturación de información puede provocar distracciones por parte del mismo y convertirse, asi, en un riesgo para la conducción.

Desde este último punto de vista, se observa que durante los últimos años, acompañando al aumento de funciones a controlar, se ha producido una correlativa evolución de los dispositivos o sistemas de control. Esta evolución se centra en la consecución de interfaces más directas, sencillas e intuitivas que permitan un control de las funciones de un vehículo sin suponer un riesgo, aportando mayor comodidad al

usuario y evitando distracciones. Ejemplo de estas nuevas interfaces son el uso de pantallas y superficies táctiles o el uso de sistemas de reconocimiento de voz.

En lo referido a estos últimos avances podemos observar que, por un lado, los sistemas de reconocimiento de voz no funcionan todo lo bien que deberían suponiendo en muchos casos una situación de estrés para el usuario. Además, este sistema de control está orientado hacia el conductor con lo que no es aplicable a demás usuarios del vehículo.

Por otro lado, la utilización de dispositivos táctiles supone en muchos casos un problema de distracción para el conductor, teniendo que mirar hacia la superficie del dispositivo para interaccionar con él. Además, este tipo de dispositivos conlleva para el constructor el tener que ubicarlos en posiciones ergonómicas al alcance del usuario.

Por todo esto, se hace necesario el desarrollo de un interfaz más intuitivo, fácil de usar y que contribuya a la reducción de distracciones propias, derivadas de la interacción con los diferentes sistemas del vehículo. En esta invención se propone el reconocimiento gestual como la alternativa más adecuada de cara a conseguir estos objetivos.

En la actualidad existen diferentes sistemas y estudios con el objetivo de introducir el reconocimiento gestual como sistema para control de dispositivos en vehículos. Ejemplos de las mismas se conocen en los siguientes documentos: -WO 2011/025884 (ROBERT BOSH GMBH) "Gesture-based information and command entr y for motor vehicles". -WO 2011/003947 (VOLKSWAGEN AG) "Method and device for providing a user interface in a vehicle". -WO 2009/155465 (OBLONG INDUSTRIES, INC.) "Gesture-based control system for vehicle interfaces". -EP 1983402 (MATSUSHITA ELECTRIC INDUSTRIAL CO., LTD.) "Input device and its method".

Dentro de los diferentes tipos, se pueden clasificar como intrusivos, no intrusivos, basados en sensores, basados en sistemas de visión, y basados en sistemas

auxiliares. La presente invención se refiere a un sistema y procedimiento de reconocimiento gestual basado en sistemas de visión y no intrusivo.

Del estudio de los sistemas de visión actuales se puede observar que varios son los problemas que plantean a la hora de ser utilizados como interfaces en vehículos. Entre dichos problemas podemos destacar el problema de la iluminación tanto en condiciones de luminosidad reducida así como el de condiciones lumínicas variables.

DESCRIPCiÓN DE LA INVENCiÓN

El objetivo de la presente invención es el de crear un sistema y procedimiento de reconocimiento gestual basado en sistemas de visión para servir de interfaz de control para dispositivos en vehículos y adaptado a condiciones de luminosidad reducida y cambiante.

Otros aspectos y objetivos de la presente invención se entenderán en la siguiente descripción, en los dibujos referidos a la misma.

El sistema de acuerdo con la invención incluye al menos: -unos medios para captar una imagen en una zona de actuación definida mediante una cámara (RGB o de tipo monocromo) con sensibilidad en el espectro infrarrojo, una fuente de iluminación infrarroja y un sensor de ultrasonidos o infrarrojos para la detección de objetos y medición de distancias, -unos medios para procesar la imagen captada configurados para implementar:

-una deteccción para comparar la imagen captada con el modelo de fondo y para identificar una zona candidata a ser una mano, y en ese caso, segmentarla,

-un reconocimiento para usar la imagen segmentada y tomar una pluralidad de medidas desde un punto base para compararlas con una pluralidad de medidas correspondientes a modelos gestuales registrados para reconocer un gesto,

-unos medios de comunicación para comunicar el gesto reconocido a unos medios de accionamiento del vehículo.

Opcionalmente, la detección puede comparar regiones en la imagen captada con modelos asociados con el fondo según un valor de probabilidad gaussiana, y para identificar regiones candidatas a ser una mano, cuando los valores de probabilidad gaussiana distan más que un umbral.

Opcionalmente, la detección puede además generar una máscara para las regiones candidatas a ser una mano que cumplen con los atributos de color de piel.

Opcionalmente, la detección puede comparar regiones de contornos en la imagen captada con modelos de contornos asociados al fondo para identificar regiones candidatas a ser una mano, cuando aparecen nuevos contornos y los contornos de fondo se ven ocluidos.

Opcionalmente, los medios de comunicación pueden enviar y recibir señales de tipo CAN.

Opcionalmente, las señales CAN contienen información sobre las luces de cruce y la velocidad del vehículo para accionar la exposición de la cámara y la emisión de infrarrojos de la fuente de iluminación.

Opcionalmente, los medios de accionamiento del vehículo incluyen una interfaz gráfica con menús de navegación.

Opcionalmente se puede utilizar una HUD como medio de realimentación visual hacia el usuario.

Respecto del método para la interacción gestual con un vehículo, comprende las siguientes etapas: -captar una imagen en una zona de actuación definida mediante una cámara con sensibilidad en el espectro visible e infrarrojo, una fuente de iluminación infrarroja y un sensor de ultrasonidos o infrarrojo, -procesar la imagen captada mediante la comparación de la imagen captada con el modelo de fondo y la identificación de una zona candidata a ser una mano, -segmentar el contorno de la zona candidata a ser una mano,

- tomar una pluralidad de medidas desde un punto base para compararlas con una pluralidad de medidas correspondientes a modelos gestuales registrados para reconocer un gesto, -comunicar el gesto reconocido a unos...

 


Reivindicaciones:

1. Sistema para la interacción gestual con un vehículo caracterizado por que comprende: -medios para captar una imagen en una zona de actuación definida mediante una cámara (1) con sensibilidad en el espectro visible e infrarrojo, una fuente de iluminación (2) de infrarrojos y un sensor (3) de ultrasonidos o de infrarrojos, -medios para procesar (10, 11) la imagen captada configurados para:

-comparar la imagen captada con el modelo de fondo y para identificar una zona candidata a ser una mano, yen ese caso, segmentarla,

-usar la imagen segmentada y tomar una pluralidad de medidas desde un punto base para compararlas con una pluralidad de medidas correspondientes a modelos gestuales registrados para reconocer un gesto, -medios de comunicación (5, 6, 200) configurados para comunicar el gesto reconocido a unos medios de accionamiento (7, 8, 9, 300) del vehículo.

2. Sistema para la interacción gestual según reivindicación 1, caracterizado por que los medios para procesar (10, 11) están configurados para comparar regiones en la imagen captada con imágenes asociadas con el fondo según valores de probabilidad de modelos de mezclas gaussianas, e identificar regiones candidatas a ser una mano, cuando los valores de probabilidad gaussiana son menores que un umbral.

3. Sistema para la interacción gestual según reivindicación 2, caracterizado por que los medios para procesar (10, 11) están configurados además generar una máscara para las regiones candidatas a ser una mano que cumplen con los atributos de color de piel.

4. Sistema para la interacción gestual según reivindicación 2, caracterizado por que los medios para procesar (10, 11) están configurados además para generar una máscara para las regiones candidatas a ser una mano según una comparación con un modelo de contornos de fondo.

5. Sistema para la interacción gestual según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios de comunicación (5, 6, 200) están configurados para enviar y recibir señales CAN.

6. Sistema para la interacción gestual según reivindicación 5, caracterizado por que las señales CAN comprenden información sobre las luces de cruce y la velocidad del vehículo para accionar la exposición de la cámara (1) Y la emisión de infrarrojos de la fuente de iluminación (2) .

7. Sistema para la interacción gestual según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios de accionamiento (7, 8, 9, 300) del vehículo comprenden una interfaz gráfica (7) con menús de navegación.

8. Procedimiento para la interacción gestual con un vehículo caracterizado por que comprende las siguientes etapas: -captar una imagen en una zona de actuación definida mediante una cámara (1) con sensibilidad en el espectro visible e infrarrojo, una fuente de iluminación (2) de infrarrojos y un sensor (3) de ultrasonidos o de infrarrojos, -procesar la imagen captada mediante la comparación de la imagen captada con el modelo de fondo y la identificación de una zona candidata a ser una mano, -segmentar el contorno de la zona candidata a ser una mano, -tomar una pluralidad de medidas desde un punto base para compararlas con una pluralidad de medidas correspondientes a modelos gestuales registrados para reconocer un gesto, -comunicar el gesto reconocido a unos medios de accionamiento (7, 8, 9, 300) del vehículo.

9. Procedimiento para la interacción gestual según reivindicación 8, caracterizado por que además comprende comparar regiones en la imagen captada con imágenes asociadas con el fondo según valores de probabilidad de modelos de mezclas gaussianas, y para identificar regiones candidatas a ser una mano, cuando los valores de probabilidad gaussiana son menores que un umbral.

10. Procedimiento para la interacción gestual según reivindicación 8, caracterizado por que comprende además generar una máscara para las regiones candidatas a ser una mano que cumplen con los atributos de color de piel.

11. Procedimiento para la interacción gestual según reivindicación 10, caracterizado por que comprende generar una máscara para las regiones candidatas a ser una mano según una comparación con un modelo de contornos de fondo.

12. Procedimiento para la interacción gestual según una cualquiera de las 10 reivindicaciones anteriores 8 a 11, caracterizado por que la etapa de comunicar comprende enviar y recibir señales CAN.

13. Procedimiento para la interacción gestual según reivindicación 12, caracterizado por que las señales CAN comprenden información sobre las luces de cruce y la 15 velocidad del vehículo para accionar la exposición de la cámara (1) Y la emisión de infrarrojos de la fuente de iluminación (2) .

14. Procedimiento para la interacción gestual según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 8 a 13, caracterizado por que comprende además accionar

mediante los medios de accionamiento (7, 8, 9, 300) un dispositivo del vehículo.

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