Gestensteuerung ohne Kameratechnologie

Kommen bei Auswahl und Gestaltung eines Eingabe- oder Bediensystems ungeeignete Technologien zu Einsatz, kann dies die Akzeptanz beim Anwender erheblich einschränken und den Erfolg eines Produktes stark mindern. Der Grund liegt häufig in der mangelhaften Gebrauchsfähigkeit. Sie wird zu einem großen Teil von der Benutzerführung geprägt, welche eine intuitive Bedienbarkeit aufweist und dem Anwender schnell seine gewünschte Eingabe ermöglichen sollte. Durch zu viele Klicks entstehen Nachteile wie Eingabefehler und eine unnötige Verärgerung des Anwenders über die umständliche Handhabung.

Diese Nachteile lassen sich durch den Einsatz geeigneter Eingabetechnologien wesentlich verringern, insbesondere durch eine optimale Gestaltung und Strukturierung der Benutzerführung. Ein besonderes Augenmerk liegt daher stets auf der Technologieauswahl, Konzeption und Umsetzung eines Eingabesystems. Dabei sollten Technologie und Benutzerführung immer als Einheit betrachtet und im Zusammenwirken auf den Anwender und dessen Nutzungsverhalten abgestimmt sein. Bei der Konzeption können erfahrene Experten helfen, die über umfangreiches Know-how in der Gestaltung der Benutzerführung verfügen und sich zugleich mit einer Vielzahl an Eingabesystemen auskennen.

Optisch eingebettet

Neben der technischen Machbarkeit und intuitiven Bedienbarkeit spielt im Automobilbereich die Optik des Eingabesystems eine herausragende Rolle. Das Eingabesystem muss sich in die Gestaltung, zum Beispiel des Armaturenbrettes, perfekt einfügen. Das gilt sowohl in Bezug auf die farbliche Gestaltung, als auch die verwendeten Materialien.

Zusätzlich muss das Eingabesystem die Bedürfnisse der heutigen Benutzer nach Verwendung innovativer Technologien befriedigen. So mag für viele Anwendungsfälle eine mechanische Taste durchaus sinnvoll, kostengünstig in der Herstellung und zweckdienlich sein. Ob ein derartiger simpler Knopf jedoch den Ansprüchen der Benutzer genügt, ist fraglich. Gerade der technisch affine und moderne Anwender erwartet innovative Technologien und Bedienkonzepte im Auto, sodass die Hersteller gut beraten sind, diese frühzeitig anzubieten, um international wettbewerbsfähig zu sein.

Sicherheit bei der Bedienung

Ein weiteres wesentliches Kriterium bei der Auswahl und Konzeption des Eingabesystems ist die Sicherheit, wofür es eine ganze Reihe von Aspekten und Anforderungen zu betrachten gibt. Welche Relevanz diese haben oder wie kritisch diese einzustufen sind, ist jedoch immer in Abhängigkeit vom jeweiligen Anwendungsfall zu bewerten. So obliegen Eingabesysteme mit direkten Auswirkungen auf das Fahrverhalten ohne Frage höheren Sicherheitsanforderungen als solche, die beispielsweise den Infotainment-Bereich betreffen. Generell empfielt es sich, jedes Eingabesystem in Bezug auf die Erfüllung folgender Sicherheitsanforderungen zumindest kritisch zu hinterfragen – und sei es nur, um eine stets anwenderfreundliche und störungsfreie Bedienung zu gewährleisten. Es geht darum, eine schnelle wie auch einfache und intuitive Benutzerführung zur Vermeidung von Eingabefehlern zu ermöglichen. Auch ein Schutz vor Manipulationen ist wichtig, das Eingabesystem muss garantiert betriebsbereit sein und alle Systemkomponenten sollten eine Resistenz gegenüber Verschmutzungen und Beschädigungen aufweisen.

Eingabesysteme sinnvoll kombinieren

Eine anwenderfreundliche, intuitive und zugleich moderne Bedienung steht gerade bei Eingabesystemen im Auto an erster Stelle. Die Konstrukteure stehen hier vor der Herausforderung, immer mehr Eingabemöglichkeiten auf begrenztem Raum unterbringen zu müssen. Navigation, Infotainment und eine Vielzahl an weiteren Ausstattungen gehören längst zum Standard und sind nicht mehr über ein einzelnes Eingabesystem zu bedienen. So gibt es bereits erste Lösungen, bei denen dem Fahrer als zusätzliche Option eine Sprachsteuerung zur Navigation zur Verfügung steht. Neben der Sprachsteuerung eignet sich die Gestensteuerung als ergänzende Technologie zur Vereinfachung herkömmlicher Eingabesysteme im Auto. Am Markt gibt es inzwischen verschiedene technische Ausprägungen der Gestensteuerung, die sich in Bezug auf ihre Tauglichkeit für den Einsatz im Auto jedoch stark unterscheiden.

Gesten mit Kameras erfassen

Bislang verfügbare Gestensteuerungen arbeiten zumeist mit Kameratechnologie. Eine Kamera wertet dabei die Bewegung des Anwenders aus und gibt diese als entsprechende Signale an die Gerätesteuerung weiter. Die Einsatzbereiche dieser Art der Gestensteuerung sind begrenzt, und die Technologie ist im Auto eher ungeeignet. Auch sind solche Lösungen im Vergleich zu anderen Eingabesystemen wie etwa Tasten relativ kostspielig, denn im Fahrzeug muss eine Kamera integriert werden und die hohen zu verarbeitenden Datenmengen benötigen eine umfangreiche Hardware. Zudem ist diese Form der Gestensteuerung empfindlich gegenüber Verschmutzungen und Beschädigungen. Bei einer neuen Art von Gestensteuerungen auf Basis eines elektrischen Feldes treten diese Nachteile nicht auf.

Objektbewegung verändert das elektrische Feld

Diese Variante von Gestensteuerungen nutzt statt einer Kamera ein elektrisches Feld zur Detektion der Gesten. Hierzu erzeugt eine Antenne ein elektrisches Feld an der Stelle , an welcher der Anwender seine Geste ausführen soll. Das kann ein bestimmter Bereich vor dem zu steuernden Gerät wie beispielsweise ein Fensterheber sein, hinter dem die Antenne integriert ist. Grundsätzlich lässt sich die Antenne mit jedem nicht leitfähigen Material einhausen. Somit kommen hier nahezu alle für den Innenausbau von Fahrzeugen verwendeten Materialen wie Kunststoff, Leder oder Glas in Betracht. Die maximal mögliche Dicke der Einhausung ist abhängig vom verwendeten Material.

Führt der Anwender eine Bewegung in einem elektrischen Feld aus, wird es dadurch verzerrt. Diese Feldänderung kann nur dann erfolgen, wenn das sich bewegende Objekt Massepotenzial hat; das ist der Fall, wenn ein im Fahrzeug sitzender Mensch seine Hand vor der Antenne bewegt. Ein schwebendes Objekt hingegen, zum Beispiel ein Insekt, hat dieses Massepotenzial nicht und bewirkt somit keine detektierbare Feldänderung. Je nach Art der Bewegung – aufwärts, abwärts oder kreisförmige Bewegungen einer Hand – verändert sich das Feld unterschiedlich . Die Auswertung dieser Änderung führt zur Identifikation der jeweiligen Geste. Anschließend überträgt die Elektronik entsprechend zugeordnete Steuerbefehle . Allerdings kann nur eine dynamische Feldänderung eine Gestenerkennung auslösen. Eine statische Verschiebung der Feldlinien, wie sie beispielsweise durch einen Wassertropfen oder eine andere Verschmutzung entsteht, löst keinen Impuls aus. Dabei ist der gewählte Frequenzbereich zur Erzeugung des elektrischen Feldes für die Gestensteuerung störunempfindlich gegenüber anderen mit Funk arbeitenden Geräten wie beispielsweise Mobiltelefonen.

Robustes Verfahren

Gestensteuerungen auf Basis eines elektrischen Feldes sind eine interessante Alternative zu herkömmlichen Eingabesystemen wie Tasten und Touchpanels. Teilweise können sie andere Eingabesysteme ziemlich sinnvoll und anwenderfreundlich ergänzen. Anstelle oder zusätzlich zur normalen Steuerung kann der Anwender bestimmte Steuerungsbefehle über Gesten erteilen, was die Bedienung des Fahrzeug-Infotainments vereinfacht.

Gewohnte, intuitive Bewegungen oder Gesten erübrigen eine Erklärung der Bedienung, bedeuten eine hohe Anwenderfreundlichkeit und stellen damit die Akzeptanz des Bediensystems beim Kunden sicher. Das System lässt sich vollständig in das betreffende Umfeld integrieren und wird optisch weder durch ein Display, noch durch störende Tasten beeinträchtigt.

Zur technischen Realisierung sind nur wenige preisgünstige Komponenten, wie zum Beispiel die Antenne zur Aufspannung des elektrischen Feldes erforderlich. Teure weitere Komponenten wie beispielsweise eine Kamera und aufwendige Hardware zur Verarbeitung der durch das Kamerabild erzeugten Daten entfallen. Zur Verkleidung beziehungsweise Einhausung der Steuerung kann jedes nicht leitfähige Material dienen, wodurch eine komplette Integration unter dem Oberflächenmaterial möglich ist, was wiederum die Reinigung erleichtert. Im Gegensatz zu einigen anderen Eingabesystemen sind bei der Gestensteuerung keinerlei Einschränkungen zur Bedienung gegeben; selbst mit Handschuhen funktioniert die Eingabe .

Umweltfreundlich und wartungsarm

Neben den Anschaffungskosten spielt das Thema Betriebs- und Wartungskosten bei der Auswahl einer technischen Lösung eine Rolle. Auch hier schneidet eine Gestensteuerung auf Basis elektrischer Feldlinien wesentlich günstiger ab als eine kamerabasierte Lösung. Da lediglich das durch die Antenne aufgespannte elektrische Feld kontinuierlich Energie benötigt und keine weiteren Peripheriegeräte erforderlich sind, ist auch der Stromverbrauch entsprechend gering. Gleichzeitig entsteht nur geringer Wartungsaufwand, denn die eingesetzte Technologie ist  vollständig eingehaust und somit keinerlei äußeren Einflüssen ausgesetzt, die zu Beschädigungen und Abnutzungen führen könnten. Die Erzeugung des elektrischen Feldes per Antenne ist eine sehr einfache und stabile Technologie, die nur eine geringe Fehler- beziehungsweise Störungsanfälligkeit aufweist.

Eine Gestensteuerung auf Basis elektrischer Feldlinien stellt somit eine robuste und preislich interessante Alternative oder Ergänzung zu herkömmlichen Eingabesystemen dar. Wie bei allen Eingabesystemen sollten potenzielle Anwender auch hier vor der Auswahl genau den Einsatzzweck und das Benutzerverhalten analysieren, um die Lösung perfekt auf die Anwendung sowie den Kunden und dessen Bedürfnisse abzustimmen.

(jwa)