一种集互动与自动为一体的车载系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及车辆安全驾驶领域，尤其涉及一种集互动与自动为一体的车载系统。该车载系统包括输入模块、处理模块和机器人模块，其中，所述输入模块，用于获取机动车外部的图像信息，并采集机动车驾驶员的语音信息；所述处理模块，用于采集、分析并处理所述图像信息，以提取机动车所在的道路信息，并且根据提取的道路信息和/或所述语音信息向所述机器人模块发送机器人控制指令；所述机器人模块，用于根据所述机器人控制指令和/或所述语音信息产生的控制指令执行对应的操作。该车载系统能够提高机动车的安全性。
【专利说明】一种集互动与自动为一体的车载系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆安全驾驶领域，尤其涉及一种集互动与自动为一体的车载系统。【背景技术】
[0002]驾驶员在长途驾车过程中，由于长时间保持固定姿势，动作受到一定限制，注意力高度集中，忙于判断车外的各种刺激信息，精神状态高度紧张，从而易产生眼睛模糊、腰酸背痛、反应迟钝或驾驶不灵活等疲劳驾驶现象。尤其是，驾驶员在高速公路、草原或沙漠等基本保持不变环境中驾车时，更容易导致眼睛疲劳。
[0003]引起疲劳驾驶的因素是多方面的。驾驶员的疲劳主要是神经和感觉器官的疲劳，以及因长时间保持固定姿势，血液循环不畅所引起的肢体疲劳。一般的，驾驶员产生疲劳的先后顺序是:眼睛、颈部、肩部和腰部，其中主要是眼睛和身体的疲劳。
[0004]目前，常见的防止疲劳驾驶的技术主要有:基于驾驶员眨眼睛频率的疲劳驾驶判断、基于汽车行驶时间的判断和基于驾驶员动作的判断等几种。现有的防疲劳驾驶的技术主要是驾驶员疲劳后进行提醒，但是不能够缓解驾驶员的疲劳。因此，尚且缺乏有效缓解驾驶员疲劳驾驶的车载技术，故现有的机动车存在安全性问题。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明实施例提供一种集互动与自动为一体的车载系统，以有效提高机动车的安全性。
[0006]本发明实施例提供了 一种集互动与自动为一体的车载系统，包括输入模块、处理模块和机器人模块，其中，
[0007]所述输入模块，用于获取机动车外部的图像信息，并采集机动车驾驶员的语音信息；
[0008]所述处理模块，用于采集、分析并处理所述图像信息，以提取机动车所在的道路信息，并且根据提取的道路信息和/或所述语音信息向所述机器人模块发送机器人控制指令；
[0009]所述机器人模块，用于根据所述机器人控制指令和/或所述语音信息产生的控制指令执行对应的操作。
[0010]本发明实施例提供的集互动与自动为一体的车载系统，通过处理模块分析并处理机动车外部的图像信息以提取有用的道路信息，并且根据提取的道路信息和/或所述语音信息向机器人模块发送控制指令，使得机器人模块能够与机动车驾驶员进行信息交互，从而有效缓解机动车驾驶员的疲劳，进而提高机动车的安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:[0012]图1为本发明第一实施例中的集互动与自动为一体的车载系统的结构示意图；
[0013]图2为本发明第一实施例的车载系统中机器人模块的结构示意图；
[0014]图3为本发明第二实施例中集互动与自动为一体的车载系统的结构示意图；
[0015]图4是本发明第二实施例的车载系统中巡航模块的结构示意图；
[0016]图5是采用本发明第二实施例中车载系统的工作流程示意图；
[0017]图6为本发明第三实施例中集互动与自动为一体的车载系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
[0019]本发明实施例提供一种集互动与自动为一体的车载系统，以提高机动车的安全性。图1为本发明第一实施例中的集互动与自动为一体的车载系统的结构示意图，如图1所不，车载系统包括输入模块11、处理模块12和机器人模块13。
[0020]其中，所述输入模块11，用于获取机动车外部的图像信息，并采集机动车驾驶员的语首?目息。
[0021]所述输入模块11具体包括摄像模块112和麦克风111，其中，所述摄像模块112可以包括下述至少一项:安装于机动车前方的前摄像头(未示出)、安装于机动车左方的左摄像头(未示出)、安装于机动车右方的右摄像头(未示出)和安装于机动车后方的后摄像头(未示出)。分别安装于机动车前后左右的至少一个摄像头能够有效采集机动车周围的图像息。
[0022]所述麦克风111安装于机动车的驾驶室。麦克风111用于采集机动车驾驶员的语音信息，使得本发明实施例中提供的车载系统，能够获取机动车驾驶员的语音信息，并根据获取的语音信息，缓解驾驶员的疲劳状态，进而提高机动车的安全性。
[0023]所述处理模块12，用于采集、分析并处理所述图像信息，以提取机动车所在的道路信息，并且根据提取的道路信息和/或所述语音信息向所述机器人模块13发送机器人控制指令。
[0024]其中，所述处理模块12具体可以包括图像采集处理模块121和中央处理模块122，其中，所述图像采集处理模块121，用于从所述输入模块11中的摄像模块112接收所述图像信息、分析并处理接收的图像信息，以提取所述道路信息；所述中央处理模块122，用于根据所述图像采集处理模块121提取的道路信息和/或从语音识别模块131接收的识别后的语音信息，向所述机器人模块13发送机器人控制指令，以使所述机器人模块13执行所述机器人控制指令对应的动作。
[0025]具体的，所述图像采集处理模块121从输入模块11中摄像模块112接收、分析并处理获取机动车周围的图像信息，以从获取的图像信息中提取机动车的道路信息。所述图像采集处理模块121向所述中央处理模块122发送提取的道路信息。中央处理模块122，从所述图像采集处理模块接收提取的道路信息，并且从语音识别模块接收识别后的语音信息，进而根据提取的道路信息和/或识别后的语音信息，向所述机器人模块发送机器人控制指令，以使所述机器人模块执行所述机器人控制指令对应的动作。[0026]所述机器人模块13，用于根据所述机器人控制指令和/或所述语音信息产生的控制指令执行对应的操作。机器人模块13从所述处理模块12的中央处理模块122接收到机器人控制指令之后，执行所述机器人控制指令对应的操作，以与驾驶员进行信息交互。
[0027]图2为本发明第一实施例的车载系统中机器人模块的结构不意图。如图1和图2所示，所述机器人模块13具体可以包括:所述语音识别模块131，用于从输入模块中的所述麦克风111接收并识别机动车驾驶员的语音信息，向所述处理模块中的中央处理模块122发送识别后的语音信息，以及根据识别后的语音信息，向所述声光控制模块132发送声光控制指令和向所述运动控制模块133发送运动控制指令。例如，当语音识别模块131接收到麦克风111的语音信息，并经过语音识别判断后，发现识别后的语音是语音识别库中的某个语音，语音识别模块131将向声光控制模块132或运动控制模块133发出相应的指令。
[0028]所述声光控制模块132，用于根据所述声光控制指令和/或所述机器人控制指令，控制所述机器人模块13发出不同的声音、灯光或讲话等互动信息；所述运动控制模块133，用于根据所述运动控制指令和/或所述机器人控制指令，控制所述机器人模块13执行不同的脸部表情或肢体动作等互动信息。
[0029]本发明实施例中提供的集互动与自动为一体的车载系统中，输入模块11能够获得机动车外部的图像信息，例如获取机动车四周的图像信息，还能够获得机动车内部驾驶员的语音信息。处理模块12依据机动车外部的图像信息和机动车内部驾驶员的语音信息，向机器人模块13发送机器人控制指令，机器人模块13能够依据机器人控制指令和/或所述语音信息产生的控制指令执行对应的操作，以与驾驶员互动。由于本发明实施例提供的车载系统中机器人模块13能够根据机动车外部的图像信息和驾驶员的语音信息与驾驶员互动，有效避免驾驶员的疲劳驾驶，进而提高机动车的安全性。
[0030]图3为本发明第二实施例中集互动与自动为一体的车载系统的结构示意图，如图3所不，本发明实施例中提供的车载系统包括输入模块11、处理模块12和机器人模块13,其中，所述输入模块11，用于获取机动车外部的图像信息，并采集机动车驾驶员的语音信息；所述处理模块12，用于采集、分析并处理所述图像信息，以提取机动车所在的道路信息，并且根据提取的道路信息和/或所述语音信息向所述机器人模块13发送机器人控制指令；所述机器人模块13，用于根据所述机器人控制指令和/或所述语音信息产生的控制指令执行对应的操作。其中，所述处理模块12具体可以包括图像采集处理模块121和中央处理模块122，所述图像采集处理模块121，用于从所述输入模块11的摄像模块112中接收所述图像信息、分析并处理接收的图像信息，以提取所述道路信息；所述中央处理模块122，用于根据所述图像采集处理模块121提取的道路信息和/或从语音识别模块131接收的语音信息，向所述机器人模块13发送机器人控制指令，以使所述机器人模块13执行所述机器人控制指令对应的动作。
[0031]如图3所示，本发明实施例中提供的车载系统中，所述处理模块12还用于根据提取的道路信息和/或所述语音信息产生巡航控制指令，并且还可以包括巡航模块14，其中，所述巡航模块14，用于从所述处理模块12接收巡航控制指令，并根据所述巡航控制指令，控制汽车的制动、加速和/或转向，以实现汽车的巡航驾驶。
[0032]具体的，当车载系统中包括巡航模块14时，所述处理模块12的中央处理模块122，还用于根据提取的道路信息和/或所述语音信息，产生巡航控制指令；所述巡航模块14，用于根据从所述中央处理模块122接收的巡航控制指令，控制汽车的制动、加速或转向，以实现汽车的巡航驾驶。例如，所述巡航模块14根据巡航控制指令能够使机动车保持当前车道自动行驶、保持固定车速自动行驶以及与前车保持固定车距自动行驶等。
[0033]如图3所示，本发明实施例中提供的车载系统，还可以包括显示模块15。当车载系统包括显示模块15时，所述处理模块12，还用于根据提取的道路信息和/或所述语音信息产生并向所述显示模块15发送显示控制指令；所述显示模块15，用于根据接收的显示控制指令，显示机动车外部的图像信息和处理模块12提取的道路信息。
[0034]图4是本发明第二实施例的车载系统中巡航模块的结构示意图，如图3和图4所示，所述巡航模块14，具体可以包括:巡航控制模块141、制动驱动模块142、加速驱动模块143、转向驱动模块144、制动电机145、加速电机146和转向电机147，其中，所述巡航控制模块141，用于根据从处理模块12的中央处理模块122中接收的巡航控制指令，向制动驱动模块142、加速驱动模块143和转向驱动模块144发送所述巡航控制指令对应的脉冲信号；所述制动驱动模块142，用于根据从巡航控制模块141接收的脉冲信号，产生制动电机145所需的制动电流信号；所述加速驱动模块143，用于根据从巡航控制模块141接收的脉冲信号，产生加速电机146所需的加速电流信号；所述转向驱动模块144，用于根据从巡航控制模块141接收的脉冲信号，产生转向电机147所需的转向电流信号。
[0035]所述制动电机145，用于根据从制动驱动模块142接收的制动电流信号，带动所述制动电机转动，控制汽车刹车踏板的刹车。即制动电机145能够依据制动驱动模块142的制动电路信号，控制汽车的刹车，使得机动车能够根据巡航控制指令实现刹车操作。所述加速电机146，用于根据从加速驱动模块143接收的加速电流信号，带动所述加速电机146转动，控制汽车加速踏板的油门。即加速电机146能够依据加速驱动模块143的加速电路信号，控制汽车的油门，使得机动车能够根据巡航控制指令实现加速操作。所述转向电机147，用于根据从转向驱动模块144接收的转向电流信号，带动所述转向电机转动，控制汽车方向盘的转向。即转向电机147能够依据转向驱动模块144的转向电路信号，控制汽车的转向，使得机动车能够根据巡航控制指令实现转向操作。
[0036]因此，当车载系统包括巡航模块14时，所述中央处理模块122向巡航模块14发送巡航控制指令。巡航模块14能够依据巡航控制指令，控制机动车的油门、刹车和转向，从而实现机动车的自动驾驶，避免了驾驶员的疲劳，进而提高了机动车的安全性。
[0037]当机动车在高速公路、草原或沙漠等基本保持不变环境中，长时间行驶时，驾驶员很容易疲劳乏困，现有的缓解驾驶员疲劳的办法有:听音乐、开窗户通风或调大音响刺激听觉等。而本发明实施例中提供的车载系统中，机器人模块13还可以通过陪伴驾驶员聊天、为驾驶员讲相声、说笑话等互动的方式来缓解驾驶员疲劳。当驾驶员处于疲劳驾驶状态时，本发明实施例中的巡航模块14，还可以依据巡航控制指令实现巡航驾驶，从而代替驾驶员进行自动巡航驾驶，使得驾驶员能够得到休息。
[0038]图5是采用本发明第二实施例中车载系统的工作流程示意图，如图5所示，该系统的工作流程主要包括:步骤S1、判断驾驶员是否长时间驾车，若是，则执行步骤S2;否则终止操作。步骤S2、进一步判断驾驶员是否产生疲倦乏困，若是，则执行步骤S3 ;否则终止操作。步骤S3、采用机器人模块陪驾驶员聊天等方式缓解驾驶员的疲劳，也可以通过听音乐、开窗户、调大音响等方式缓解驾驶员的疲劳。步骤S4、当驾驶员需要休息时，采用巡航模块实现机动车的自动巡航驾驶，以使得驾驶员能够在车内稍作休息，进而消除驾驶员的疲劳。
[0039]本发明第二实施例中提供的车载系统中包括机器人模块、巡航模块和显示模块，在驾驶员驾驶过程中，能够采用该车载系统缓解并消除驾驶员的疲劳状态，进而提高机动车的安全性。
[0040]图6为本发明第三实施例中集互动与自动为一体的车载系统的结构示意图，如图6所示，本发明第三实施例中提供的车载系统包括:分别位于机动车前后左右四个方向的前摄像头1121、后摄像头1122、左摄像头1123和右摄像头1124 ;安装于机动车驾驶室的麦克风111 ;图像采集处理模块121、中央处理模块122、机器人模块13、巡航模块14和显示模块15。
[0041]其中，所述图像采集处理模块121具体包括图像采集模块1211和图像处理模块1212 ;所述机器人模块13具体包括语音识别模块131、声光控制模块132和运动控制模块133 ;所述巡航模块14具体包括巡航控制模块141、制动驱动模块142、加速驱动模块143、转向驱动模块144、制动电机145、加速电机146和转向电机147。
[0042]其中，所述图像采集模块1211，用于采集所述输入模块11的图像信息；所述图像处理模块1212，用于分析并处理从所述图像采集模块1211接收的图像信息，以提取道路信息，其中提取的道路信息包括车道、车速、障碍、目标、路标、路牌或测距。
[0043]需要说明的是，中央处理模块122具体的分别与机器人模块13中的声光控制模块132和运动控制模块133相连接，以向所述声光控制模块132或向所述运动控制模块133发送机器人控制指令。
[0044]车载系统中，四个摄像头分别用于拍摄机动车外部的图像信息，均向图像采集模块1211发送拍摄到的图像信息；图像处理模块1212由图像采集模块1211接收所述图像信息，并对接收的图像信息进行分析处理，以从中提取道路信息，其中，提取的道路信息包括车道、车速、障碍、目标、路标、路牌或测距。麦克风111，用于接收机动车驾驶员的语音信息，并向机器人模块13中的语音识别模块131发送接收的语音信息；语音识别模块131识别从麦克风111接收的语音信息，并向中央处理模块122发送语音识别结果。中央处理模块122依据从图像处理模块1212提取的道路信息和/或语音识别模块131识别的语音信息，分别向机器人模块13发送机器人控制指令，向巡航模块14发送巡航控制指令并且向显示模块15发送显示控制指令。
[0045]机器人模块13能够执行机器人控制指令对应的操作，使得机器人模块13能够与机动车驾驶员互动。机器人模块13中的语音识别模块131还用于向声光控制模块132发送声光控制指令，且向运动控制模块133发送运动控制指令；声光控制模块132根据所述声光控制指令和/或所述机器人控制指令，控制所述机器人模块13发出不同的声音、灯光或讲话等互动信息；运动控制模块133根据所述运动控制指令和/或所述机器人控制指令，控制所述机器人模块13执行不同的脸部表情或肢体动作等互动信息。
[0046]其中，声音互动信息用于向驾驶员播放音乐、歌曲、小品或相声等；灯光互动信息用于调整驾驶室的光线或者局部光线，缓解驾驶员的疲劳；讲话互动信息用于机器人模块13与驾驶员进行语言沟通。机器人模块13的脸部表情包含:微笑和眨眼等。所述机器人模块13的肢体动作，包含:点头、摇头和拍翅膀等。
[0047]巡航模块14能够控制机动车的制动、加速和转向，即巡航模块14能够实现机动车的自动巡航加速。巡航模块14中巡航控制模块141依据所述巡航控制指令，分别向制动驱动模块142、加速驱动模块143和转向驱动模块144发送相应的脉冲信号；所述制动驱动模块142，用于根据从巡航控制模块141接收的脉冲信号，产生制动电机145所需的制动电流信号；所述加速驱动模块143，用于根据从巡航控制模块141接收的脉冲信号，产生加速电机146所需的加速电流信号；所述转向驱动模块144，用于根据从巡航控制模块141接收的脉冲信号，产生转向电机147所需的转向电流信号；所述制动电机145,用于根据从制动驱动模块142接收的制动电流信号，带动所述制动电机145转动，控制汽车刹车踏板，实现机动车刹车减速的动作；所述加速电机146，用于根据从加速驱动模块143接收的加速电流信号，带动所述加速电机146转动，控制汽车加速踏板的油门，实现机动车踩油门加速的动作；所述转向电机147，用于根据从转向驱动模块144接收的转向电流信号，带动所述转向电机147转动，控制汽车方向盘的转向，带动机动车的方向盘转动，实现机动车转向动作。
[0048]所述显示模块15，用于依据接收的显示控制指令，显示机动车外部的道路信息。例如，显示模块15实时向用户显示图像信息和文字信息。
[0049]本发明第三实施例中提供的车载系统，通过机器人模块、巡航模块和显示模块能够实现机器人模块与用户的互动操作、机动车的自动巡航驾驶和显示机动车周围的道路信息等，进而能够提高机动车的安全性。
[0050]注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
【权利要求】
1.一种集互动与自动为一体的车载系统，其特征在于，包括输入模块、处理模块和机器人模块，其中，所述输入模块，用于获取机动车外部的图像信息，并采集机动车驾驶员的语音信息；所述处理模块，用于采集、分析并处理所述图像信息，以提取机动车所在的道路信息，并且根据提取的道路信息和/或所述语音信息向所述机器人模块发送机器人控制指令； 所述机器人模块，用于根据所述机器人控制指令和/或所述语音信息产生的控制指令执行对应的操作。
2.根据权利要求1所述的车载系统，其特征在于，所述机器人模块包括:语音识别模块、声光控制模块和运动控制模块，其中， 所述语音识别模块，用于从所述输入模块接收并识别机动车驾驶员的语音信息，向所述处理模块发送识别后的语音信息，以及根据识别后的语音信息，向所述声光控制模块发送声光控制指令和向所述运动控制模块发送运动控制指令； 所述声光控制模块，用于根据所述声光控制指令和/或所述机器人控制指令，控制所述机器人模块发出不同的声音、灯光或讲话； 所述运动控制模块，用于根据所述运动控制指令和/或所述机器人控制指令，控制所述机器人模块执行不同的脸部表情或肢体动作。
3.根据权利要求1所述的车载系统，其特征在于: 所述处理模块，还用于根据提取的道路信息和/或所述语音信息产生巡航控制指令；所述车载系统还包括巡航模块，其中，所述巡航模块，用于从所述处理模块接收巡航控制指令，并根据所述巡航控制指令，控制汽车的制动、加速和/或转向，以实现汽车的巡航驾驶。
4.根据权利要求3所述的车载系统，其特征在于，所述巡航模块，具体包括:巡航控制模块、制动驱动模块、加速驱动模块、转向驱动模块、制动电机、加速电机和转向电机，其中， 所述巡航控制模块，用于根据所述巡航控制指令，向制动驱动模块、加速驱动模块和转向驱动模块发送所述巡航控制指令对应的脉冲信号； 所述制动驱动模块，用于根据从巡航控制模块接收的脉冲信号，产生制动电机所需的制动电流信号； 所述加速驱动模块，用于根据从巡航控制模块接收的脉冲信号，产生加速电机所需的加速电流号； 所述转向驱动模块，用于根据从巡航控制模块接收的脉冲信号，产生转向电机所需的转向电流信号； 所述制动电机，用于根据从制动驱动模块接收的制动电流信号，带动所述制动电机转动，控制汽车刹车踏板的刹车； 所述加速电机，用于根据从加速驱动模块接收的加速电流信号，带动所述加速电机转动，控制汽车加速踏板的油门； 所述转向电机，用于根据从转向驱动模块接收的转向电流信号，带动所述转向电机转动，控制汽车方向盘的转向。
5.根据权利要求1所述的车载系统，其特征在于: 所述处理模块，还用于根据提取的道路信息和/或所述语音信息产生显示控制指令；所述车载系统还包括显示模块，其中，所述显示模块，用于从所述处理模块接收显示控制指令，并依据接收的显示控制指令，显示机动车外部的图像信息和处理模块提取的道路信息。
6.根据权利要求2所述的车载系统，其特征在于，所述处理模块包括图像采集处理模块和中央处理模块，其中， 所述图像采集处理模块，用于从所述输入模块接收所述图像信息、分析并处理接收的图像信息，以提取所述道路信息； 所述中央处理模块，用于根据所述图像采集处理模块提取的道路信息和/或从语音识别模块接收的识别后的语音信息，向所述机器人模块发送机器人控制指令，以使所述机器人模块执行所述机器人控制指令对应的动作。
7.根据权利要求6所述的车载系统，其特征在于，所述图像采集处理模块，具体包括:图像采集模块和图像处理模块，其中， 所述图像采集模块，用于采集所述输入模块的图像信息； 所述图像处理模块，用于分析并处理从所述图像采集模块接收的图像信息，以提取道路信息，其中提取的道路信息包括车道、车速、障碍、目标、路标、路牌或测距。
8.根据权利要求1所述的车载系统，其特征在于，所述输入模块包括摄像模块和麦克风，其中， 所述摄像模块包括下述至少一项:安装于机动车前方的前摄像头、安装于机动车左方的左摄像头、安装于机动车右方的右摄像头和安装于机动车后方的后摄像头； 所述麦克风安装于机动车的驾驶室。
【文档编号】B60W40/02GK104002818SQ201410228554
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月27日 优先权日:2014年5月27日
【发明者】谢明, 张吉稳 申请人:昆山市智汽电子科技有限公司