CN115237246A - 一种基于语义识别的车载手势控制天窗***及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于语义识别的车载手势控制天窗***及其控制方法,属于汽车天窗技术领域,包括:执行***、手势识别单元、中央控制器和语音采集装置,所述中央控制器分别与执行***、手势识别单元和语义识别单元电性连接,所述语音采集装置采用车载麦克风,其用于采集用户语音。本发明提供了一种基于神经网络的车载手势控制天窗***及其控制方法,用手势滑动代替控制按键,用语音采集装置选择控制控制天窗盖板或天窗遮阳帘开关的功能,使驾驶员无需分心即可轻松控制天窗、阅读灯启闭,实现离屏控制,丰富了天窗操作的方式,迎合了年轻消费者越来越追求新颖、时尚的心理,不仅节省了成本,增加了车内空间,而且可以让内饰造型更加美观。
Description
技术领域
本发明公开了一种基于语义识别的车载手势控制天窗***及其控制方法,属于汽车天窗技术领域。
背景技术
现有的驱动控制***多通过按键控制器来获取开关天窗盖板和遮阳帘信号,随着时代与科技发展,常规的按键操作已无法满足客户追求新颖、时尚的心理。且目前市面上控制天窗按键、照明灯开关较小,常需要驾驶员在驾车过程中,抬头确认天窗开关按键的位置后操作,难以在观察路况的同时操作天窗,易驾驶分心发生危险,不利于车辆驾驶安全。
为解决上述存在的问题,目前通过改变按键控制器的位置或者采用触摸屏方式,但控制方式复杂,占用车内空间且增大了成本。
发明内容
本发明的目的在于解决目前市面上控制天窗***控制方式复杂、占用车内空间且增大了成本的问题,提出了一种基于语义识别的车载手势控制天窗***及其控制方法。
本发明所要解决的问题是由以下技术方案实现的:
一种基于语义识别的车载手势控制天窗***,包括:执行***、手势识别单元、中央控制器和语音采集单元,所述中央控制器分别与执行***、手势识别单元和语义识别单元电性连接,所述语音采集单元采用车载麦克风,其用于采集用户语音。
优选的是,所述执行***包括:天窗盖板驱动控制***和天窗遮阳帘驱动控制***,
优选的是,所述天窗盖板驱动控制***包括:
天窗盖板控制单元,用于控制活动天窗盖板开启与关闭;
天窗盖板驱动单元,用于驱动活动天窗盖板开启与关闭。
优选的是,所述天窗遮阳帘驱动控制***包括:
天窗遮阳帘控制单元,用于控制活动天窗遮阳帘开启与关闭;
天窗遮阳帘驱动单元,用于驱动活动天窗遮阳帘开启与关闭。
一种基于语义识别的车载手势控制天窗***的控制方法,所述方法包括:
通过所述语音采集单元采集用户语音数据并反馈给中央控制器;
所述中央控制器获取用户语音数据与初始录入信息进行判断是否相符;
若是,则根据所述用户语音数据调取相应的执行***信号反馈给手势识别单元;
所述手势识别单元获取手势动作图像信号并反馈给中央控制器;
所述中央控制器根据获取手势动作图像信号生成执行指令发送给相应的执行***。
优选的是,当所述执行***信号为天窗盖板信号时,所述中央控制器根据获取手势动作图像信号生成天窗盖板执行指令发送给天窗盖板驱动控制***,所述天窗盖板控制单元接收到天窗盖板执行指令后发送给天窗盖板驱动单元执行相应操作。
优选的是,当所述执行***信号为天窗遮阳帘信号,所述中央控制器根据获取手势动作图像信号生成天窗遮阳帘执行指令发送给天窗遮阳帘驱动控制***,所述天窗遮阳帘控制单元接收到天窗遮阳帘执行指令后发送给天窗遮阳帘驱动单元执行相应操作。
优选的是,当所述中央控制器将天窗遮阳帘与初始录入信息进行判断不相符时,生成不执行指令反馈给语音采集单元,所述语音采集单元重新采集用户语音数据。
本发明相对于现有而言具有的有益效果:
本发明提供了一种基于神经网络的车载手势控制天窗***及其控制方法,用手势滑动代替控制按键,用语音采集单元选择控制控制天窗盖板或天窗遮阳帘开关的功能,使驾驶员无需分心即可轻松控制天窗、阅读灯启闭,实现离屏控制,丰富了天窗操作的方式,迎合了年轻消费者越来越追求新颖、时尚的心理,不仅节省了成本,增加了车内空间,而且可以让内饰造型更加美观。
附图说明
图1是本发明一种基于神经网络的车载手势控制天窗***及其控制方法的电气连接图。
图2是本发明一种基于神经网络的车载手势控制天窗***及其控制方法的天窗控制手势的示意图。
图3是本发明一种基于神经网络的车载手势控制天窗***的中央控制器的电气连接图。
具体实施方式
以下根据附图1-3对本发明做进一步说明:
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示,本发明第一实施例在现有技术的基础上提供了一种基于语义识别的车载手势控制天窗***,包括:执行***、手势识别单元、中央控制器和语音采集单元,中央控制器分别与执行***、手势识别单元和语义识别单元电性连接,语音采集单元采用车载麦克风,其用于采集用户语音。
执行***包括:天窗盖板驱动控制***和天窗遮阳帘驱动控制***,天窗盖板驱动控制***包括用来控制活动天窗盖板开启与关闭的天窗盖板控制单元和用来驱动活动天窗盖板开启与关闭的天窗盖板驱动单元,天窗盖板控制单元的信号输入端连接神经网络识别单元,天窗盖板控制单元的信号输出端连接所述天窗盖板驱动单元。
天窗遮阳帘驱动控制***包括用来控制活动天窗遮阳帘开启与关闭的天窗遮阳帘控制单元和用来驱动活动天窗遮阳帘开启与关闭的天窗遮阳帘驱动单元,天窗遮阳帘控制单元的信号输入端连接神经网络识别单元,天窗遮阳帘控制单元的信号输出端连接天窗遮阳帘驱动单元。
手势识别单元基于手势传感器模块,包括电路板,电路板上固定有一个呈十字状的隔离板,隔离板将电路板分割为四个相对的空间,每个空间内设有至少一个红外发光元件和一个可识别并接收红外发光元件发出的光的接收器,位于同一个空间内的红外发光元件中的至少一个的朝向和位于该空间内的接收器的朝向一致;接收器到电路板的最大距离小于红外发光元件到电路板的最大距离;红外发光元件到电路板的最大距离小于隔离板到电路板的最大距离。使用者在挥动手时,手将红外发光元件发出的光反射至接收器处。手在不同的位置,不同的接收器接收到,根据接收器接收到的时间顺序,可以判断使用者的手势动作。为了使手势识别更精准,隔离板的表面上覆盖有反光膜层,且隔离板越远离电路板,厚度越小。以使隔离板隔出的空间呈喇叭口状,使更多的光进入接收器。为避免手势识别错误,手势传感器模块还包括一信号处理模块,信号处理模块连接红外发光元件和接收器。信号处理模块根据接收器的信号变化,判断手势,信号处理模块在识别到某一符合要求的手势后,如三秒内无其它手势出现,视为手势正确,输出信号给天窗玻璃控制单元,否则视为手势无效,并以最后识别出的手势为标准再进行上述判断。从而避免挥手造成的误开闭。
上面介绍完一种基于语义识别的车载手势控制天窗***,下面将上面介绍完控制方法,包括:
步骤S1,通过语音采集单元采集用户语音数据并反馈给中央控制器;
步骤S2,中央控制器获取用户语音数据与初始录入信息进行判断是否相符;
是,则根据所述用户语音数据调取相应的执行***信号反馈给手势识别单元;
不是,则生成不执行指令反馈给语音采集单元,所述语音采集单元重新采集用户语音数据。
步骤S3,手势识别单元获取手势动作图像信号并反馈给中央控制器;
所述中央控制器根据获取手势动作图像信号生成执行指令发送给相应的执行***。
当上述执行***信号为天窗盖板信号时,中央控制器根据获取手势动作图像信号生成天窗盖板执行指令发送给天窗盖板驱动控制***,天窗盖板控制单元接收到天窗盖板执行指令后发送给天窗盖板驱动单元执行相应操作。
当上述执行***信号为天窗遮阳帘信号,所述中央控制器根据获取手势动作图像信号生成天窗遮阳帘执行指令发送给天窗遮阳帘驱动控制***,所述天窗遮阳帘控制单元接收到天窗遮阳帘执行指令后发送给天窗遮阳帘驱动单元执行相应操作。
手势动作数据操作逻辑见下表1所示,控制手势不限于左手或右手,本实施例以左手为例,天窗控制手势和遮阳帘控制手势如图2所示。
表1手势动作数据操作逻辑表
中央控制器以通用计算设备的形式表现。如图3所示,通常,计算设备100 包括有:处理器101和存储器102。
处理器101可以包括一个或多个处理核心,比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器101可以采用DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理)、 FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array,可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器101也可以包括主处理器和协处理器,主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器,也称CPU(Central ProcessingUnit,中央处理器);协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中,处理器101 可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit,图像处理器),GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中,处理器101还可以包括 AI(Artificial Intelligence,人工智能)处理器,该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
存储器102可以包括一个或多个计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质可以是有形的和非暂态的。存储器102还可包括高速随机存取存储器,以及非易失性存储器,比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中,存储器102中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令,该至少一个指令用于被处理器101所执行以实现本申请中提供的一种基于语义识别的车载手势控制天窗***及其控制方法。
在一些实施例中,终端100还可选包括有:***设备接口103和至少一个***设备。具体地,***设备包括:射频电路104、触摸显示屏105、摄像头 106、音频电路107、定位组件108和电源109中的至少一种。
***设备接口103可被用于将I/O(Input/Output,输入/输出)相关的至少一个***设备连接到处理器101和存储器102。在一些实施例中,处理器101、存储器102和***设备接口103被集成在同一芯片或电路板上;在一些其他实施例中,处理器101、存储器102和***设备接口103中的任意一个或两个可以在单独的芯片或电路板上实现,本实施例对此不加以限定。
射频电路104用于接收和发射RF(Radio Frequency,射频)信号,也称电磁信号。射频电路104通过电磁信号与通信网络以及其他通信设备进行通信。射频电路104将电信号转换为电磁信号进行发送,或者,将接收到的电磁信号转换为电信号。可选地,射频电路104包括:天线***、RF收发器、一个或多个放大器、调谐器、振荡器、数字信号处理器、编解码芯片组、用户身份模块卡等等。射频电路104可以通过至少一种无线通信协议来与其它终端进行通信。该无线通信协议包括但不限于:万维网、城域网、内联网、各代移动通信网络 (2G、3G、4G及5G)、无线局域网和/或WiFi(Wireless Fidelity,无线保真)网络。在一些实施例中,射频电路104还可以包括NFC(Near Field Communication,近距离无线通信)有关的电路,本申请对此不加以限定。
触摸显示屏105用于显示UI(User Interface,用户界面)。该UI可以包括图形、文本、图标、视频及其它们的任意组合。触摸显示屏105还具有采集在触摸显示屏105的表面或表面上方的触摸信号的能力。该触摸信号可以作为控制信号输入至处理器101进行处理。触摸显示屏105用于提供虚拟按钮和/或虚拟键盘,也称软按钮和/或软键盘。在一些实施例中,触摸显示屏105可以为一个,设置终端100的前面板;在另一些实施例中,触摸显示屏105可以为至少两个,分别设置在终端100的不同表面或呈折叠设计;在再一些实施例中,触摸显示屏105可以是柔性显示屏,设置在终端100的弯曲表面上或折叠面上。甚至,触摸显示屏105还可以设置成非矩形的不规则图形,也即异形屏。触摸显示屏105可以采用LCD(LiquidCrystal Display,液晶显示器)、OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)等材质制备。
摄像头组件106用于采集图像或视频。可选地,摄像头组件106包括前置摄像头和后置摄像头。通常,前置摄像头用于实现视频通话或自拍,后置摄像头用于实现照片或视频的拍摄。在一些实施例中,后置摄像头为至少两个,分别为主摄像头、景深摄像头、广角摄像头中的任意一种,以实现主摄像头和景深摄像头融合实现背景虚化功能,主摄像头和广角摄像头融合实现全景拍摄以及VR(Virtual Reality,虚拟现实)拍摄功能。在一些实施例中,摄像头组件106 还可以包括闪光灯。闪光灯可以是单色温闪光灯,也可以是双色温闪光灯。双色温闪光灯是指暖光闪光灯和冷光闪光灯的组合,可以用于不同色温下的光线补偿。
音频电路107用于提供用户和终端100之间的音频接口。音频电路107可以包括麦克风和扬声器。麦克风用于采集用户及环境的声波,并将声波转换为电信号输入至处理器101进行处理,或者输入至射频电路104以实现语音通信。出于立体声采集或降噪的目的,麦克风可以为多个,分别设置在终端100的不同部位。麦克风还可以是阵列麦克风或全向采集型麦克风。扬声器则用于将来自处理器101或射频电路104的电信号转换为声波。扬声器可以是传统的薄膜扬声器,也可以是压电陶瓷扬声器。当扬声器是压电陶瓷扬声器时,不仅可以将电信号转换为人类可听见的声波,也可以将电信号转换为人类听不见的声波以进行测距等用途。在一些实施例中,音频电路107还可以包括耳机插孔。
定位组件108用于定位终端100的当前地理位置,以实现导航或LBS (LocationBased Service,基于位置的服务)。定位组件108可以是基于美国的 GPS(GlobalPositioning System,全球定位***)、中国的北斗***或俄罗斯的伽利略***的定位组件。
电源109用于为终端100中的各个组件进行供电。电源109可以是交流电、直流电、一次性电池或可充电电池。当电源109包括可充电电池时,该可充电电池可以是有线充电电池或无线充电电池。有线充电电池是通过有线线路充电的电池,无线充电电池是通过无线线圈充电的电池。该可充电电池还可以用于支持快充技术。
在一些实施例中,终端100还包括有一个或多个传感器110。该一个或多个传感器110包括但不限于:加速度传感器111、陀螺仪传感器112、压力传感器113、指纹传感器114、光学传感器115以及接近传感器116。
加速度传感器111可以检测以终端100建立的坐标系的三个坐标轴上的加速度大小。比如,加速度传感器111可以用于检测重力加速度在三个坐标轴上的分量。处理器101可以根据加速度传感器111采集的重力加速度信号,控制触摸显示屏105以横向视图或纵向视图进行用户界面的显示。加速度传感器111 还可以用于游戏或者用户的运动数据的采集。
陀螺仪传感器112可以检测终端100的机体方向及转动角度,陀螺仪传感器112可以与加速度传感器111协同采集用户对终端100的3D(3Dimensions,三维)动作。处理器101根据陀螺仪传感器112采集的数据,可以实现如下功能:动作感应(比如根据用户的倾斜操作来改变UI)、拍摄时的图像稳定、游戏控制以及惯性导航。
压力传感器113可以设置在终端100的侧边框和/或触摸显示屏105的下层。当压力传感器113设置在终端100的侧边框时,可以检测用户对终端100的握持信号,根据该握持信号进行左右手识别或快捷操作。当压力传感器113设置在触摸显示屏105的下层时,可以根据用户对触摸显示屏105的压力操作,实现对UI界面上的可操作性控件进行控制。可操作性控件包括按钮控件、滚动条控件、图标控件、菜单控件中的至少一种。
指纹传感器114用于采集用户的指纹,以根据采集到的指纹识别用户的身份。在识别出用户的身份为可信身份时,由处理器101授权该用户执行相关的敏感操作,该敏感操作包括解锁屏幕、查看加密信息、下载软件、支付及更改设置等。指纹传感器114可以被设置终端100的正面、背面或侧面。当终端100 上设置有物理按键或厂商Logo时,指纹传感器114可以与物理按键或厂商Logo 集成在一起。
光学传感器115用于采集环境光强度。在一个实施例中,处理器101可以根据光学传感器115采集的环境光强度,控制触摸显示屏105的显示亮度。具体地,当环境光强度较高时,调高触摸显示屏105的显示亮度;当环境光强度较低时,调低触摸显示屏105的显示亮度。在另一个实施例中,处理器101还可以根据光学传感器115采集的环境光强度,动态调整摄像头组件106的拍摄参数。
接近传感器116,也称距离传感器,通常设置在终端100的正面。接近传感器116用于采集用户与终端100的正面之间的距离。在一个实施例中,当接近传感器116检测到用户与终端100的正面之间的距离逐渐变小时,由处理器 101控制触摸显示屏105从亮屏状态切换为息屏状态;当接近传感器116检测到用户与终端100的正面之间的距离逐渐变大时,由处理器101控制触摸显示屏105从息屏状态切换为亮屏状态。
本领域技术人员可以理解,图3中示出的结构并不构成对终端100的限定,可以包括比图示更多或更少的组件,或者组合某些组件,或者采用不同的组件布置。
在示例性实施例中,还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如本申请所有发明实施例提供的一种基于语义识别的车载手势控制天窗***及其控制方法。
可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括——但不限于——无线、电线、光缆、RF等等,或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码,所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、 Smalltalk、C++,还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机,或者,可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (8)
1.一种基于语义识别的车载手势控制天窗***,其特征在于,包括:执行***、手势识别单元、中央控制器和语音采集单元,所述中央控制器分别与执行***、手势识别单元和语义识别单元电性连接,所述语音采集单元采用车载麦克风,其用于采集用户语音。
2.根据权利要求1所述的一种基于语义识别的车载手势控制天窗***,其特征在于,所述执行***包括:天窗盖板驱动控制***和天窗遮阳帘驱动控制***。
3.根据权利要求3所述的一种基于语义识别的车载手势控制天窗***,其特征在于,所述天窗盖板驱动控制***包括:
天窗盖板控制单元,用于控制活动天窗盖板开启与关闭;
天窗盖板驱动单元,用于驱动活动天窗盖板开启与关闭。
4.根据权利要求3所述的一种手势控制天窗***,其特征在于,所述天窗遮阳帘驱动控制***包括:
天窗遮阳帘控制单元,用于控制活动天窗遮阳帘开启与关闭;
天窗遮阳帘驱动单元,用于驱动活动天窗遮阳帘开启与关闭。
5.一种基于语义识别的车载手势控制天窗***的控制方法,其特征在于,所述方法包括:
通过所述语音采集单元采集用户语音数据并反馈给中央控制器;
所述中央控制器获取用户语音数据与初始录入信息进行判断是否相符;
若是,则根据所述用户语音数据调取相应的执行***信号反馈给手势识别单元;
所述手势识别单元获取手势动作图像信号并反馈给中央控制器;
所述中央控制器根据获取手势动作图像信号生成执行指令发送给相应的执行***。
6.根据权利要求5所述的一种基于瞳孔识别的车载手势控制天窗***的控制方法,其特征在于,
当所述执行***信号为天窗盖板信号时,所述中央控制器根据获取手势动作图像信号生成天窗盖板执行指令发送给天窗盖板驱动控制***,所述天窗盖板控制单元接收到天窗盖板执行指令后发送给天窗盖板驱动单元执行相应操作。
7.根据权利要求5所述的一种基于瞳孔识别的车载手势控制天窗***的控制方法,其特征在于,
当所述执行***信号为天窗遮阳帘信号,所述中央控制器根据获取手势动作图像信号生成天窗遮阳帘执行指令发送给天窗遮阳帘驱动控制***,所述天窗遮阳帘控制单元接收到天窗遮阳帘执行指令后发送给天窗遮阳帘驱动单元执行相应操作。
8.根据权利要求5所述的一种基于瞳孔识别的车载手势控制天窗***的控制方法,其特征在于,当所述中央控制器将天窗遮阳帘与初始录入信息进行判断不相符时,生成不执行指令反馈给语音采集单元,所述语音采集单元重新采集用户语音数据。
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