CN107719122A - 一种应用于汽车的抬头操控装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种应用于汽车的抬头操控装置及方法，将手势操控、语音控制和按键控制三种操控方法合理结合起来，使用户在不增加任何负担的前提下，充分发挥三种操控方式各自的优点，增进整个***的体验感并且大幅度减少***对语音和手势的误判。最终，整个***能够满足汽车智能化、网络化带来的大量信息交流需求的环境下更好地保证了驾驶安全。本装置主要包括：中央控制器、抬头显示器、操控组件、被控部件、***启动开关。

Description

一种应用于汽车的抬头操控装置及方法
技术领域
本发明属于汽车安全驾驶领域。
背景技术
目前，伴随着辅助驾驶***(ADAS)的多样化以及智能汽车和互联网汽车的迅猛发展，汽车驾驶员需要接收的信息和操作的人机交互设备越来越多。现在大多数汽车主流的液晶屏和按键操作已经难以满足日益俱增的行车信息需求。而且驾驶员在驾驶车辆时对中控台液晶屏、空调和导航等设备操作时必须转移视线，因而会造成对前方道路1-2秒的注意力缺失，具有危险隐患。在此背景下，为了适应现在的行车安全需求，需要驾驶员能够在不分散注意力的情况下迅速地阅读理解来自汽车的行车信息及多媒体信息，同时对相应的设备进行操作。
大多数现有的车载抬头显示装置(HUD)仅显示少量的简单的行车信息及导航信息，较复杂行车信息及视频仍需要驾驶员转移视线到中控台，多数操作仍然需要在中控台液晶屏上或者其它按钮上进行，从而导致驾驶员的注意力分散。
中国专利CN104866106A、CN104875680A和CN104898848A公开了具备手势操控和语音操控功能的抬头显示装置，但均为单一手势操控，中国专利CN104875680A提出了手势和语音识别，但也没有提出两种操作方式的任务分工。
因此一种能够将手势操控、语音控制和按键控制三种操控方法合理结合起来，使用户在不增加任何负担的前提下，充分发挥三种操控方式各自的优点的应用于汽车的抬头操控装置是目前急需解决的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种应用于汽车的抬头操控装置，包括中央处理器、抬头显示装置、操控组件、被控部件和***启动开关。
所述中央处理器是整个***的核心，其功能是接收操控组件发出的指令，并将指令分别发送给被控部件和抬头显示装置；接收被控部件发出的反馈信息，并将反馈信息发送给抬头显示装置。
所述抬头显示装置将来自于被控部件和操控组件反馈的信息经由中央处理器处理后投射到驾驶员视线前方的挡风玻璃上。
所述操控组件包含语音识别单元、旋钮/按键操控单元、手势识别单元三部分，驾驶员可以通过语音单元给出语音指令完成操控；通过旋钮/按键完成操控；通过固定的手势姿势完成操控，操控指令经由中央处理器发送给被控部件。
所述被控部件，经由中央处理器接收操控组件传来的指令，并回馈信号给抬头显示装置。例如导航、空调、多媒体等均可作为被控部件。
操控组件包含语音识别单元、旋钮/按键操控单元和手势识别单元三部分。
语音识别单元，对各个功能模块下的语音命令进行识别，根据语音识别结果发出相应的指令到中央处理器，实现功能操作。语音识别可用于细微控制与微调节，并且可用于词汇快捷输入。例如：语音识别可用于导航功能模块下的目的地设定。
旋钮/按键操控单元，根据按键点击或旋钮转动形成指令发送到中央处理器，完成功能操作。旋钮/按键操控不但可以进行细微条件，同时也可以快速和精准的选定功能模块。
手势识别单元，根据手势动作识别，并转换成相应指令发送到中央处理器，手势操作方便快捷，用户学习成本低。
整个***的控制由语音、旋钮/按键和手势操作结合完成，三种操控方法优化配置遵从以下原则：
(1)简单原则：所有的操作，驾驶员无需低头，并以最简单、最直接的操作手段完成。具体如下：主界面功能的选择主要采用手势操作完成，音量调节、导航目的地输入主要采用语音操作完成。
(2)操作补偿原则：某种特殊环境下，会对语音操作造成干扰，如：车内开音乐或收音机，会干扰语音操控，在此情况下不使用语音操控，而选用旋钮/按键操作。
(3)一致性原则：在操控过程中如果大多数被控组件采用相同的操控单元控制，那么其他被控组件也采用相同的操控单元控制。
本发明的有益效果：
(1)基于抬头操控的装置和方法可以让驾驶员在保持持续观察前方路面不低头的情况下与车载人机交互设备进行互动，避免不必要的注意力分散，从而保证驾驶安全；
(2)该方法可以更加迅速地使驾驶员与人机设备完成交流，进一步减少视觉负担；
(3)该方法经过三种操控方式的优化配置，提高准确度，降低单一操控方式的误识别，降低学习成本，能够带给驾驶员舒适的操作体验。
(4)增进整个***的体验感并且大幅度减少***对语音和手势的误判。最终，整个***能够满足汽车智能化、网络化带来的大量信息交流需求的环境下更好地保证了驾驶安全。
附图说明
图1：抬头显示装置***架构图；
图2：手势、语音和旋钮/按键操作优化配置图；
具体实施方式
下一步结合附图和具体实例对本发明进一步说明。
如图1所示，本实施例中一种应用于汽车的抬头操控装置，包括中央处理器、抬头显示装置、操控组件、被控部件和***启动开关；所述中央处理器用于接收操控组件发出的指令，并将指令分别发送给被控部件和抬头显示装置；接收被控部件发出的反馈信息，并将反馈信息发送给抬头显示装置；所述抬头显示装置将来自于被控部件和操控组件反馈的信息经由中央处理器处理后投射到驾驶员视线前方的挡风玻璃上；所述操控组件包含语音识别单元、旋钮/按键操控单元、手势识别单元三部分，驾驶员可以通过语音单元给出语音指令完成操控；通过旋钮/按键完成操控；通过固定的手势姿势完成操控，操控指令经由中央处理器发送给被控部件；所述被控部件，经由中央处理器接收操控组件传来的指令，并回馈信号给抬头显示装置；例如导航、空调、多媒体等均可作为被控部件；
操控组件包含语音识别单元、旋钮/按键操控单元和手势识别单元三部分：
语音识别单元，对各个功能模块下的语音命令进行识别，根据语音识别结果发出相应的指令到中央处理器，实现功能操作；旋钮/按键操控单元，根据按键点击或旋钮转动形成指令发送到中央处理器，完成功能操作；手势识别单元，根据手势动作识别，并转换成相应指令发送到中央处理器。
所述抬头显示装置其通过CVBS与中央处理器相连；所述被控部件与所述中央处理器之间采用CAN或者CVBS连接；所述操控组件与中央处理采用UART连接，基于此***驾驶员可以实现抬头观看各种车辆信息，并快速准确地将指令下达给车载设备。
如图2所示，本发明采用如下内置软件，其中一级菜单有5个功能模块：包括音乐播放模块、自适应巡航功能模块、夜视功能模块、导航功能模块和空调调节功能模块。二级菜单有8个模块：音乐播放模块中的曲目选择模块和音量调节模块；自适应巡航功能模块中的车速设定模块和车距设定模块；空调调节功能模块中的风量设定模块、吹风模式模块和温度设定模块；导航功能模块中的目的地设定模块。三级菜单为二级菜单中的具体功能的细节调节，例如：音量的具体大小调节。
根据所述操控方法优化配置原则(1)，一级菜单的切换和流转优先选择手掌的左挥和右挥实现功能模块的切换、选择和确认；根据所述操控方法优化配置原则(2)和(3)，优先选择语音和按键实现二级菜单内8个功能模块的调节操作；根据所述操控方法优化配置原则(1)(2)和(3)，实现三级菜单的功能调节，所有的操控方式可以根据驾驶员的操作习惯进行个性化组合。

Claims (2)

1.一种应用于汽车的抬头操控装置，包括中央处理器、抬头显示装置、操控组件、被控部件和***启动开关；
所述中央处理器用于接收操控组件发出的指令，并将指令分别发送给被控部件和抬头显示装置；接收被控部件发出的反馈信息，并将反馈信息发送给抬头显示装置；
所述抬头显示装置将来自于被控部件和操控组件反馈的信息经由中央处理器处理后投射到驾驶员视线前方的挡风玻璃上；
所述操控组件包含语音识别单元、旋钮/按键操控单元、手势识别单元三部分，驾驶员可以通过语音单元给出语音指令完成操控；通过旋钮/按键完成操控；通过固定的手势姿势完成操控，操控指令经由中央处理器发送给被控部件；
所述被控部件，经由中央处理器接收操控组件传来的指令，并回馈信号给抬头显示装置；例如导航、空调、多媒体等均可作为被控部件；
操控组件包含语音识别单元、旋钮/按键操控单元和手势识别单元三部分：
语音识别单元，对各个功能模块下的语音命令进行识别，根据语音识别结果发出相应的指令到中央处理器，实现功能操作；旋钮/按键操控单元，根据按键点击或旋钮转动形成指令发送到中央处理器，完成功能操作；手势识别单元，根据手势动作识别，并转换成相应指令发送到中央处理器。
2.根据权利要求1所述的一种应用于汽车的抬头操控装置，其特征在于，语音识别单元、旋钮/按键操控单元和手势识别单元按照如下方法进行控制：
(1)主界面功能的选择采用手势识别单元进行操控，音量调节和导航目的地输入采用语音识别单元进行操控；
(2)车内开音乐或收音机情况下不使用语音操控，而选用旋钮/按键操作单元进行操控；
(3)在操控过程中如果多数被控组件采用相同的操控单元控制，那么其他被控组件采用相同的操控单元控制。
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