Gestensteuerung für Infotainment-Systeme Minimale Ablenkung für den Fahrer

Prinzip der Gestensteuerung mit optischen Sensoren von Vishay
Prinzip der Gestensteuerung mit optischen Sensoren von Vishay

Je höher das Infotainment-Angebot im Auto, desto größer die Gefahr, dass der Fahrer beim Bedienen abgelenkt wird, und schlimmsten Falls die Kontrolle über das Fahrzeug verliert. Um diese Gefahr zu reduzieren, setzt die Automobilindustrie für die Zukunft auf Gestensteuerung.

Viele Autofahrer lassen sich von modernen Infotainmentsystemen wegen der Vielzahl der Einstellmöglichkeiten ablenken. Schon das Wechseln des Radiosenders oder das Einstellen der Klimaanlage kann den Fahrer erheblich beeinträchtigen. Eine geschickte Alternative zur mechanischen Betätigung eines Touch-Displays bietet die Gestenerkennung dank ihrer berührungslosen Steuerung. Mit der Einführung vereinfachter Gesten wird die mögliche Beeinflussung des Fahrers auf ein Minimum reduziert. Langfristig wird sich damit die Sicherheit im Straßenverkehr verbessern.

Eine Marktstudie von Global Market Insights aus dem Jahr 2018 sagt dem Markt für Gestenerkennung in der Automobilbranche einen Anstieg von 1,1 Millionen Dollar im Jahr 2017 auf 13,6 Milliarden Dollar im Jahr 2024 voraus. Aus dem Bericht geht auch hervor, dass durch den Erlass von Sicherheitsvorschriften in einer Reihe von Ländern sich die Marktposition für die entsprechenden Produkte zunehmend verbessert. Durch die einfache Vernetzung heutiger elektronischer Assistenzsysteme, die HMI- (Human–Machine-Interface) Produkte enthalten und ansteuern, lässt sich ein höherer Fahrkomfort für den Fahrer erzielen. Allerdings weist die Studie auch darauf hin, dass die hohen Kosten, die große Komplexität und die schwierige Integration von Gestenerkennung eine große Herausforderung für den Markt in den nächsten Jahren darstellen wird.

Optische Gestenerkennungssysteme

Zur Erkennung von Wischbewegungen kommen bei der Realisierung entsprechender Lösungen optische Sensoren wie der VCNL4035X01 von Vishay zum Einsatz. Im Prinzip wird dabei ein integrierter Näherungssensor, der drei interne Stromtreiber enthält, mit extern angeschlossenen IREDs als Sender für beispielsweise eine Gestenerkennung kombiniert. Die Steuerung der integrierten Stromquelle kann die IREDs in einer schnellen Abfolge nacheinander ansprechen.

Zur Erkennung einfacher Links-/Rechts- und Push-Handbewegungen genügt es, zwei Infra­rotsender mit dem VCNL4035X01 zu verbinden. Wie das Bild zeigt, steuert der interne IRED-Treiber abwechselnd den linken und rechten Sender an, während der Näherungssensor eine Abstandsmessung durchführt. Ist die Hand näher am linken Emitter, misst der Sensor einen höheren Wert (= kürzerer Abstand) als für den rechten. Wird die Hand nach rechts bewegt, sinkt der Messwert für die linke IRED, während jener für die rechte ansteigt. Befindet sich die Hand in der Mitte zwischen den beiden Sendern, sind die beiden Werte etwa gleich groß.

Bei einer Bewegung der Hand weiter nach rechts nimmt der Wert für die rechte IRED weiter zu und das Ergebnis für den linken Emitter nimmt weiter ab. Ergänzt man die dargestellte Achsenanordnung der IREDs um eine weitere, die vertikal zu den vorhandenen Emittern ausgerichtet wird, ist das zusätzliche Erkennen einer Wischbewegung von oben nach unten möglich.

Bei Push-Gesten nimmt der Messwert für beide IREDs etwa im gleichen Maße ab oder zu. Eine dritte IRED erhöht die Auflösung für einfache Gesten und lässt das Erkennen komplexerer Handbewegungen zu. Im Bild wird eine Lösung mit diskreten, frei platzierbaren IREDs dargestellt. Sie bietet Entwicklern die Option, den Erkennungsbereich und die Empfindlichkeit für Gesten optimal auf die jeweilige Anwendung abzustimmen. Bei Näherungssensoren mit integrierten IREDs entfällt diese Funktion. Der typische Erkennungsbereich eines Näherungssensorsystems mit IREDs als Sender beträgt etwa 20 cm.

Einfachere Bedienung von Multimedia, Navigation und Infotainment gewinnt im Zusammenhang mit dem Fortschritt von Fahrerassistenzsystemen und dem autonomen Fahren zunehmend an Bedeutung.  Unternehmen wie LG und Sony arbeiten gemeinsam mit führenden Automobilzulieferern wie Delphi Automotive PLC, Harman International, Continental und BHTC an der Entwicklung von Gestenerkennungssystemen und sorgen somit für einen höheren Fahrkomfort im Auto.