一种带语音识别功能的车载投影系统的制作方法

本实用新型属于投影设备技术领域，具体地说，是涉及一种可以应用在车辆上的车载投影系统。

背景技术：

随着家用汽车的快速普及，安全驾驶已经成为有车一族日常生活中面临的一项重要问题。但是，随着堵车、路况差、不文明驾驶等情况的普遍出现，驾驶员在驾车时的情绪会受到极大的影响，继而导致事故的发生概率与日俱增。因此，如何增强文明驾驶的娱乐性和趣味性，引导广大驾驶员养成良好的驾车习惯，便成为一项极其重要的研究课题。

车载投影仪，即车载HUD（平视显示器，Head Up Display），是一种普遍应用在航空器上的飞行辅助仪器，它通过将导航信息、飞机飞行状况等重要信息投影到飞机的前挡风玻璃上，从而可以使得飞行员不需要低头就能够看到他需要的重要资讯，通过降低飞行员低头查看仪表的频率，以避免飞行员注意力中断以及丧失对状态意识的掌握，在提高驾驶安全方面发挥着重要的作用。

目前，车载投影仪已经开始逐渐在家用车辆上投入使用，一般安装在主驾驶座椅和副驾驶座椅之间的扶手箱上，通过将仪表盘上的重要信息投影到车辆的前挡风玻璃上，可以提高驾驶员行车的安全性。此外，还可以利用车载投影仪将电影、综艺等娱乐节目投影到前挡风玻璃上，供车内人员观看，从而增强了停车等待时的娱乐性。

目前，通过车载投影仪投影显示的信息只能对车内人员可见，车外的人是看不到的。如果驾驶员在行车过程中需要对车外的人员或者车辆发布信息，例如在超车或者不小心阻挡其他车辆时，希望向对方表达歉意，以增强文明驾驶的娱乐性和趣味性，那么利用现有的车载投影技术显然是无法实现。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种带语音识别功能的车载投影系统，通过采集驾驶员的语音指令，并将语音指令所表达的内容投影到车窗上，且让车外的人员可见，由此可以实现车主之间的互动体验，增强驾车的乐趣。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种带语音识别功能的车载投影系统，包括麦克风、语音处理模块、控制模块、投影模块和雾面透光膜；所述麦克风采集驾驶员的语音，并生成语音信号输出至语音处理模块进行处理后，传输至控制模块形成待显示的内容；所述投影模块连接所述控制模块，将所述控制模块输出的待显示的内容投影到所述的雾面透光膜上，所述雾面透光膜贴附在车窗上，并使投影在雾面透光膜上的内容车外可见。

进一步的，所述麦克风、语音处理模块、控制模块和投影模块均安装在车载投影仪中，为了使投影内容可以让不同方向的车辆可见，将所述车载投影仪连接一转动机构，所述转动机构用于安装在车辆的后挡风玻璃的内侧面上，所述雾面透光膜贴附在车辆的左后车窗、右后车窗以及后挡风玻璃上。

又进一步的，所述车载投影仪与车辆的操控台通信，接收驾驶员通过操控台输入的方位调节指令，并生成驱动信号输出至所述转动机构，以控制转动机构带动车载投影仪转动，将所述待显示的内容投影到车辆的左后车窗或右后车窗或后挡风玻璃上，以使位于本车左侧、右侧或后方的车辆能够看到投影内容。

为了方便车载投影仪在车厢内的安装固定以及投影方向的自动调整，本实用新型在所述转动机构中设置有吸盘、固定架、马达和传动轴；其中，吸盘用于吸附在车辆的后挡风玻璃上，以方便安装和拆卸；固定架安装在所述吸盘上；马达安装在所述固定架上，接收所述车载投影仪输出的驱动信号，并在所述驱动信号的控制下转动；传动轴连接所述马达，在所述马达的驱动下转动；将所述车载投影仪安装在所述传动轴上，随传动轴一同转动，以改变投影方向。

为了提高投影质量，本实用新型在所述固定架中设置有安装在所述吸盘上的固定片、垂直安装在所述的固定片上的缓冲柱以及安装在所述缓冲柱上的角架；其中，所述角架包括两个以一定角度对接的侧板，其中，第一侧板安装在所述缓冲柱上，第二侧板安装所述马达，且所述第二侧板在所述转动机构安装在车辆的后挡风玻璃上时呈水平状态，进而将所述车载投影仪水平吊挂于车厢内，使待显示的内容水平投射，以保证影像效果。

优选的，所述雾面透光膜为调光膜，通过电源线连接车辆的操控台，在驾驶员开启车载投影仪时通电，使投影到调光膜上的内容车外可见。

为了提高语音识别的成功率，所述麦克风优选设置两个，一个是用于采集驾驶员语音的主麦克风，另一个是用于采集环境噪声的从麦克风，所述语音处理模块接收所述主麦克风采集输出的语音信号以及从麦克风采集输出的噪声信号，对所述语音信号进行降噪处理后，转换成数字信号输出至所述控制模块。

为了提高语音拾取效果，优选将所述主麦克风安装在车载投影仪的后方，使其距离驾驶员更近，将从麦克风安装在车载投影仪的前方，使其远离驾驶员，以便更好地采集背景噪声以及靠近车窗区域的环境噪声。其中，定义安装镜头的方向为车载投影仪的前方。

为了简化电路设计，所述控制模块优选采用内置有DMD控制器的DLP处理芯片，外接存储器，所述数据库和待显示的内容保存在所述存储器中，供所述DLP处理芯片调用。

为了进一步扩展所述车载投影系统的其他辅助功能，以进一步增强驾车以及停车等待时的娱乐性，本实用新型在所述车载投影系统中还设置有接口模块、网络媒体处理器、HDMI/DVI接收器和射频模块；其中，所述接口模块包括USB接口、WLAN接口和HDMI接口；所述网络媒体处理器连接所述USB接口和WLAN接口，接收USB数据或者WLAN数据，并处理成数字视频信号；所述HDMI/DVI接收器连接所述HDMI接口和网络媒体处理器，接收通过HDMI接口或网络媒体处理器输出的数字视频信号并进行处理后，输出至所述的控制模块，通过控制模块控制投影模块将视频影像投影到车辆的前挡风玻璃上，实现车内影院功能；所述射频模块连接所述的控制模块，用于建立所述控制模块与外部遥控器或者移动终端之间的数据交互通路，以便于用户通过遥控器或者手机等移动终端对所述车载投影仪进行操控。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的车载投影系统采用语音识别技术自动识别驾驶员的语音指令，并将驾驶员想要表达的内容以文字、卡通形象或者自定义方式投影到车窗上，且让车外人员可见，由此不仅可以提高驾车的安全性，而且当发生超车或者不小心阻挡其他车辆时，可以通过向周边车辆传递友好信息的方式向对方表达歉意，以减少因不文明驾驶行为引发的不必要冲突，引导广大车主养成文明驾驶的习惯，降低交通事故的发生几率，并同时增加车主之间的互动体验，丰富驾车的趣味性和娱乐性。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本实用新型所提出的车载投影系统的一种实施例的电路架构原理框图；

图2是投影区域示意图；

图3是投影与观影位置的对应关系图；

图4是转动机构的一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

本实施例的车载投影系统为了增强车主之间的互动体验，同时保证车主驾车的安全性，采用语音控制与投影显示相结合的方式进行系统设计，主要包括麦克风、语音处理模块、控制模块、投影模块和雾面透光膜等组成部分，如图1所示。其中，麦克风用于采集驾驶员的语音，并将声音信号转换成模拟量的电信号，输出至语音处理模块进行处理。在所述语音处理模块中，可以对麦克风输出的模拟量的语音信号进行降噪、提取以及识别处理，以识别出驾驶员的语音指令，并转换成数字信号，提供给控制模块。所述控制模块作为整个车载投影系统的核心部件，除了对其他功能模块进行协调控制外，还可以根据语音处理模块提供的语音指令生成待显示的内容，以驱动投影模块进行投影显示。在本实施例中，所述控制模块可以根据语音处理模块识别输出的语音指令，直接生成与之对应的文字，驱动投影模块以字幕的方式进行投影显示。当然，也可以根据驾驶员的语音指令生成与之对应的图片或者动画（例如卡通形象或者自定义的动画效果等）或者图片与文字的结合，驱动投影模块进行投影显示，以进一步增强驾车的趣味性和娱乐性。当采用后一种显示方式时，可以预先将图片和动画保存在存储器中，例如EEPROM存储器中，并且针对每一幅图片和/或每一个动画文件定义专有的标准指令，可以采用标准指令与图片和/或动画关联保存的方式存储在EEPROM存储器中，供控制模块在工作时调用。具体来讲，当控制模块接收到语音处理模块识别输出的语音指令后，首先将接收到的语音指令与预先保存在数据库中的标准指令进行对比，找出匹配度最高的标准指令，进而根据所述标准指令调取出与之对应的图片或者动画文件，直接输出至投影模块或者配合文字一并输出至投影模块，继而控制投影模块以图片或者动画或者图片与文字相结合的方式进行投影显示，以传达驾驶员想要表达的内容。为了使投影显示的内容能够让车外的人员看见，本实施例采用雾面透光膜代替投影幕布，设置在车窗上，例如车辆的左后车窗、右后车窗以及后挡风玻璃上，结合图2所示，进而在不妨碍驾驶员视线的前提下，向周边的车辆传递友好信息。例如，当车主超车或不小心阻挡了其他车辆，希望向对方车主表达歉意，但由于车辆都处于行进过程中，无法表达歉意时，可以通过车载投影系统将需要表达的内容投影到车窗上，以减少因为不文明驾驶行为引发的不必要冲突，在促使驾驶员自觉养成文明驾驶习惯的同时，使驾驶员亲身感受到文明驾驶的趣味性和娱乐性。

如图3所示，在本实施例中，所述麦克风、语音处理模块、控制模块和投影模块优选安装在车载投影仪7中，并采用有线或者无线的方式与车辆的操控台通信，例如通过信号线连接所述的操控台，或者通过内置蓝牙模块与操控台进行蓝牙通信，以接收驾驶员通过操控台输入的启停以及调节指令。所述雾面透光膜9可以选用经由特殊雾面工艺制作而成的透光膜片，以实现背投效果。在本实施例中，所述雾面透光膜9优选使用调光膜，例如广州欧毅公司生产的投影调光膜，贴附在车辆的左后车窗、右后车窗以及后挡风玻璃上，并通过电源线连接车辆的操控台，在驾驶员控制车载投影仪7启动时通电，将车载投影仪投影到其上的画面显示出来，并使车外的人员可见；而在驾驶员控制车载投影仪7关闭时断电，以保持车窗原本的透明状态。

为了改变车载投影仪7的投影方向，使投影内容可以让不同方向的车辆可见，本实施例设计一转动机构带动车载投影仪7向不同方向转动。使用时，可以将车载投影仪7安装在所述转动机构上，并将转动机构安装在车辆的后挡风玻璃的内侧面上，驾驶员通过操控台输入方位调节指令，传送至车载投影仪7，进而通过车载投影仪7生成驱动信号，输出至转动机构，以控制转动机构带动车载投影仪7转动，进而将待显示的内容投影到车辆的左后车窗、右后车窗或后挡风玻璃上，以使位于本车左侧、右侧或后方的车辆能够看到投影内容，继而起到向周边车辆传递信息的作用。

如图4所示，在本实施例的转动机构中主要设置有吸盘1、固定架、马达5和传动轴6。其中，吸盘1用于吸附在车辆的后挡风玻璃8上，以便于车载投影仪7在车厢内的安装和拆卸。固定架安装在吸盘1上，具体包括固定片2、缓冲柱3和角架4等部件。其中，固定片2安装在吸盘1上，且表面与吸盘1的吸附面平行，通过增大固定片2与吸盘1的接触面积，以提高连接强度。缓冲柱3优选采用弹性橡胶材料制成，垂直安装在固定片2上，可以设置一根或多根，在起到缓冲作用的同时，保证装配的牢固性。角架4用于改变安装方向，包括第一侧板41和第二侧板42。所述第一侧板41和第二侧板42对接且形成一定夹角α，所述夹角α可以设计得与后挡风玻璃8的倾斜角度β（即后挡风玻璃8与水平方向之间的夹角）大致相当，以使车载投影仪7通过所述转动机构安装到车辆的后挡风玻璃8上时，能够呈大致水平状态。将第一侧板41安装到缓冲柱3上，第二侧板42安装马达5，马达5的转轴朝下，并连接所述的传动轴6，将车载投影仪7安装在所述传动轴6上，进而通过马达5驱动其转动，以改变投影方向。

对于马达5的驱动控制可以采用在车载投影仪的电控板上设置马达驱动器，接收控制模块输出的驱动信号，以驱动马达5转动。具体来讲，所述马达驱动器可以设置在车载投影仪的主控板上，连接所述的控制模块；或者设置在专门的马达板上，如图1所示，通过板间接口连接设置在主控板上的控制模块。所述控制模块通过与车辆的操控台进行通信，以接收驾驶员通过操控台上的方向键输入的方位调节指令，进而生成相应的驱动信号输出至马达驱动器，通过马达驱动器控制马达转动，以改变车载投影仪的转动方向和转动角度，继而实现投影方向的调节。

为了准确地获取驾驶员的语音指令，本实施例采用双麦克风的语音采集识别策略，在车载投影系统中设置两个麦克风mic1、mic2，结合图1所示，其中一个作为主麦克风mic1，用于采集驾驶员的语音，可以安装在车辆的操控台上，也可以安装在车载投影机7上或其他距离驾驶员较近的位置，以有效捕获驾驶员发出的语音信号；另外一个作为从麦克风mic2，用于采集环境噪声和背景噪声，可以安装在车载投影机7上或其他距离驾驶员较远的位置。

作为本实施例的一种优选设计方案，本实施例优选将两个麦克风mic1、mic2均设置在车载投影仪7中。考虑到车载投影仪7在工作过程中，要么镜头朝后，要么镜头朝左或朝右，定义安装镜头的方向为车载投影仪7的前方，那么优选将主麦克风mic1安装在车载投影仪7的后方，使其相比从麦克风mic2能够距离驾驶员更近，以便更好地采集驾驶员的语音；将从麦克风mic2安装在车载投影仪7的前方，使其相比主麦克风mic1能够距离驾驶员更远，以便更好地采集背景噪声以及靠近车窗区域的环境噪声。

在本实施例的语音处理模块中可以设置双麦克风降噪芯片和语音识别芯片，如图1所示。其中，通过双麦克风降噪芯片接收所述主麦克风mic1采集输出的语音信号以及从麦克风mic2采集输出的噪声信号，从语音信号中滤除掉噪声信号，以实现对语音信号的降噪处理。所述双麦克风降噪芯片将降噪处理后的语音信号传送至语音识别芯片进行语音指令的识别，并转换成数据语音指令发送至所述的控制模块。

在双麦克风降噪芯片中可以采用传统的双麦克风语音降噪算法，消除语音信号中的噪声。考虑到车载投影仪安装在车辆的后挡风玻璃上，麦克风mic1、mic2安装在车载投影仪上，也位于车厢的后方，不同的车型，其车身长度不同，因此，为了有效提取驾驶员的语音，提高语音识别的成功率，本实施例提出了一种根据车型进行增益调整的降噪处理方法，以提高语音拾取的效果。具体来讲，在使用双麦克风降噪芯片对接收到的语音信号进行降噪处理时，可以预先根据车型调整双麦克风降噪芯片的增益因子，即，对双麦克风降噪芯片所运行的双麦克风语音降噪算法中的增益因子的值进行调整，以减少因车型不同所导致的语音拾取效果差异。具体而言，在根据车型调整增益因子的过程中，应遵循车身越长增益因子越大、车身越短增益因子越小的规律。将调整后的增益因子代入双麦克风语音降噪算法，以提高语音拾取效果。

为了方便增益因子的调节，本实施例优选在车载投影仪上设置多个档位，一个档位对应一种车型，驾驶员可以根据自己的车型选择对应的档位，双麦克风降噪芯片可以根据选定的档位自动将增益因子调整到合适的数值上，以克服参数调整的盲目性。本实施例以设置两个档位为例进行说明，分别对应B级车和C级车两种车型的空间布局。具体来讲，当用户的车辆为B级车（例如SUV、越野等车型）时，由于车身较长，安装在后挡风玻璃上的车载投影仪距离驾驶员较远，此时可以将档位调节到B级车所对应的档位上，选择高增益模式，通过增大增益因子的值，以提高语音拾取效果。反之，当用户的车辆为C级车（例如轿车、紧凑型小型车等）时，由于车身较短，安装在后挡风玻璃上的车载投影仪距离驾驶员较近，此时可以将档位调节到C级车所对应的档位上，选择低增益模式，通过减小增益因子的值，以消除语音拾取效果的差异。

作为本实施例的一种优选设计方案，可以根据C级车确定一个合适的增益因子，并将所述增益因子作为基准值，在产品出厂时固化到程序中，并将C级车所对应的档位作为默认档位，进行出厂设置。对于B级车，可以调整增益因子的值比所述基准值增大50%，即B级车所对应的增益因子是C级车所对应的增益因子的1.5倍，在产品出厂后，用户可以通过调节档位（即从C级车档位调整到B级车档位），从而将内部增益调整到C级车所对应的增益因子的1.5倍，即进入高增益模式，从而减少由于车型不同导致的语音拾取效果差异的问题。

在本实施例中，所述投影模块包括LED驱动器和数据微镜装置DMD（Digital Micromirror Device），所述控制模块优选采用内置有DMD控制器的DLP处理芯片（DLP的全称是Digital Light Processing，中文意思为“数字光学处理技术”）。通过控制模块控制投影模块中的LED点亮并对微反射镜的偏转角度进行调整，以达到显示图像的目的。

为了扩展所述车载投影系统的功能，本实施例在所述车载投影仪上还设置有接口模块，如图1所示，具体可包括USB接口、WLAN接口和HDMI接口等。通过USB接口和WLAN接口输入的视频媒体数据可以经由网络媒体处理器处理成数字视频信号，发送至HDMI/DVI接收器，经由HDMI/DVI接收器传送至控制模块，以控制投影模块将视频影像投影到车辆的前挡风玻璃上，实现车内影院功能。对于通过HDMI接口接入的高清数字视频信号可以直接传输至网络媒体处理器进行处理后，输出至所述的控制模块，继而通过控制模块控制所述投影模块实现视频影像的投影显示。

当然，也可以在车载投影仪上设置专门用于调试的USB接口，经由EMI保护电路连接所述的控制模块，以实现系统参数调整、软件程序升级等功能。在所述车载投影仪的主控板上设置Flash存储器和DRAM存储器，连接所述的控制模块，以用于保存软件程序和系统参数。

为了方便用户对所述车载投影仪进行操作，本实施例在所述车载投影仪中还设置有射频模块，连接所述的控制模块。通过射频模块可以接收用户通过遥控器或者手机等移动终端发出的无线操作指令，并转换成数字信号传输至所述的控制模块，以响应用户操作。

对于车载投影仪中各功能模块所需的工作电源可以利用设置在主控板上的电源管理模块对车载适配器输出的直流电源进行转换生成。在车载投影仪中还可以安装风扇，接收电源管理模块输出的工作电源，以对车载投影仪内的电子部件散热。

使用本实施例的车载投影系统，不仅可以将驾驶员通过语音表达的内容投影到车窗上，向周边车辆传递友好信息，以引导广大车主养成文明驾驶的习惯，而且还可以取代现有的车载显示屏发布广告信息，以满足车主的不同应用需求。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。