CN115469751A - 一种多模态人机交互系统及车辆 - Google Patents

一种多模态人机交互系统及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多模态人机交互系统及车辆，涉及智能控制领域，通过智能座舱主机获取当前车辆的车辆环境信息和车辆状态信息和/或报警信息并传递给HUD主机，HUD主机用于接收所述车辆环境信息和车辆状态信息和/或报警信息，HUD光学投影设备与所述HUD主机连接，HUD光学投影设备将所述车辆环境信息和车辆状态信息和/或报警信息投影至可触摸显示屏，用户可以通过手势指令、语音控制指令、触摸指令调整车辆环境信息的显示情况和/或将所述指令发送至所述智能座舱主机，实现可触摸显示屏显示与车内设备运行同时执行，从而实现多模态人机交互从而使驾驶员操作改变HUD投影信息更加方便快捷。

Description

一种多模态人机交互系统及车辆
技术领域
本发明涉及智能控制领域，特别是涉及一种多模态人机交互系统及车辆。
背景技术
随着科技的发展，抬头显示器(head up display，HUD)在越来越多的车辆上使用，而且随着技术的进步，以及成本的下降，增强现实-抬头显示器(Augmented Reality-headup display，AR-HUD)也逐步在量产车型中批量推广，通过AR-HUD其特殊的光学成像原理，结合某些光源，能够很大程度地提高成像亮度，使得驾驶员在高亮的环境光下能够看清图像，同时，AR-HUD成像尺寸达到了30寸以上使得显示信息更加丰富多彩。
在普遍状况下HUD所投影信息需要驾驶员自行更改，驾驶员需要不时低头查看仪表盘，驾驶员频繁的视线聚焦会造成视觉反应速度变慢、视觉疲劳且操作不便的效果，同时因为注意力分散，疲劳驾驶可能导致发生交通事故。
发明内容
本发明的目的是提供一种多模态人机交互系统及车辆，可以使驾驶员方便快捷的改变HUD投影信息。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种多模态人机交互系统，所述多模态人机交互系统与智能座舱主机连接，所述智能座舱主机用于获取当前车辆的车辆环境信息和车辆状态信息和/或报警信息；其中，所述多模态人机交互系统包括：
抬头显示器HUD主机，与所述智能座舱主机连接，用于接收所述车辆环境信息和车辆状态信息和/或报警信息；
HUD光学投影设备，与所述HUD主机连接，用于投影所述车辆环境信息和车辆状态信息和/或报警信息；
可触摸显示屏，与所述智能座舱主机、HUD光学投影设备连接，用于显示所述车辆环境信息和车辆状态信息和/或报警信息，以及接收用户的触摸指令，并根据所述触摸指令调整车辆环境信息的显示情况和/或将所述触摸指令发送至所述智能座舱主机。
可选地，所述多模态人机交互系统还包括：
手势识别传感器，与所述智能座舱主机连接，用于识别当前车辆内人员的手势，并发送至所述智能座舱主机；所述智能座舱主机根据所述手势，生成手势指令以控制对应的车内设备，同步将所述手势指令发送至所述可触摸显示屏，使得所述可触摸显示屏根据所述手指指令调整车辆环境信息的显示情况。
可选地，所述多模态人机交互系统还包括：
麦克风，与所述智能座舱主机连接，用于将声音信号转换为电信号，将电信号传输至所述智能座舱主机；所述智能座舱主机根据所述电信号，生成语音控制指令以控制对应的车内设备，同步将所述语音控制指令发送至所述可触摸显示屏，使得所述可触摸显示屏根据所述语音控制指令调整车辆环境信息的显示情况。
可选地，所述多模态人机交互系统还包括：
摄像头，与所述智能座舱主机连接，用于获取车辆行驶时的人员状态信息和视频通话时的人像信息，并发送至所述智能座舱主机；所述智能座舱主机通过抬头显示系统HUD主机及HUD光学投影设备，根据所述人员状态信息和人像信息调整所述可触摸显示屏的车辆环境信息显示情况。
可选地，所述多模态人机交互系统还包括：
贴合层，设置在所述可触摸显示屏与前风挡玻璃之间，所述可触摸显示屏通过所述贴合层与所述前风挡玻璃相连。
优选地，所述可触摸显示屏为进行光学标定后的可触摸显示屏。
可选地，所述HUD光学投影设备为增强现实-抬头显示AR-HUD光学投影设备。
另一方面，为实现上述目的，本发明还提供了如下方案：一种车辆，所述车辆包括上述的多模态人机交互系统、智能座舱主机、车载车联网系统TBOX、车载扬声器、车载高精地图盒子，其中所述智能座舱主机分别与所述车载车联网系统TBOX、车载扬声器、车载高精地图盒子、所述多模态人机交互系统的HUD主机及可触摸显示屏连接，所述车载高精地图盒子与车载智能天线连接。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供的多模态人机交互系统及车辆，通过智能座舱主机获取当前车辆的车辆环境信息和车辆状态信息和/或报警信息，可触摸显示屏投影HUD主机接收的上述信息，驾驶人员触摸所述可触摸显示屏，可触摸显示屏接收触摸指令并调整车内环境信息，而使驾驶员方便快捷的改变HUD投影信息。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本多模态人机交互系统的模块结构示意图；
图2为本多模态人机交互系统的实施例示意图。
符号说明：
HUD主机-1，HUD光学投影设备-2，可触摸显示屏-3，手势识别传感器-4，麦克风-5，摄像头-6，智能座舱主机-7。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
本发明的目的是提供一种多模态人机交互系统及车辆，驾驶人员触摸所述可触摸显示屏，可触摸显示屏接收触摸指令并调整车内环境信息，从而使驾驶人员方便快捷的改变HUD投影信息，实现多模态人机交互从而使驾驶员操作改变HUD投影信息更加方便快捷。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明多模态人机交互系统与智能座舱主机7连接，所述智能座舱主机7获取当前车辆的车辆环境信息和车辆状态信息和/或报警信息。本发明多模态人机交互系统包括HUD主机1、HUD光学投影设备2及可触摸显示屏3。
具体地，HUD主机1与所述智能座舱主机7连接，所述HUD主机1用于接收所述车辆环境信息和车辆状态信息和/或报警信息。
HUD光学投影设备2与所述HUD主机1连接。所述HUD光学投影设备2用于投影所述车辆环境信息和车辆状态信息和/或报警信息。
可触摸显示屏3与所述智能座舱主机7、HUD光学投影设备2连接。所述可触摸显示屏3用于显示所述车辆环境信息和车辆状态信息和/或报警信息，以及接收用户的触摸指令，并根据所述触摸指令调整车辆环境信息的显示情况和/或将所述触摸指令发送至所述智能座舱主机7。
具体地，所述车辆状态信息包括发动机转速、车辆行驶速度、车辆油耗、车辆最大功率转速、油压、水温、发动机温度、胎压、机油粘稠度、燃油效率和故障码等信息中至少一者。所述车辆环境信息包括语音通话、视频通话、音乐播放、地图导航，影音视频播放等信息中至少一者。所述报警信息包括胎压报警灯、机油报警灯、燃油报警灯、水温报警灯等信息中至少一者。
本发明机多模态人交互系统还包括贴合层，所述贴合层设置在所述可触摸显示屏3与前风挡玻璃之间，所述可触摸显示屏3通过所述贴合层与所述前风挡玻璃相连。
具体地，使用全贴合工艺将所述可触摸显示屏3通过贴合层贴合在所述前风挡玻璃上，取消了两者间的空气层，有助于减少可触摸屏显示3和前风挡玻璃玻璃之间的反光，可以让可触摸显示屏3看起来更加通透，增强屏幕的显示效果。
为了确保可触摸显示屏3光学条件满足使用需求，所述可触摸显示屏3预先进行光学标定。
此外，为了增加交互方式，本发明多模态人机交互系统还包括手势识别传感器4(如图2所示)。
具体地，手势识别传感器4与所述智能座舱主机7连接，所述手势识别传感器4用于识别当前车辆内人员的手势，并发送至所述智能座舱主机7。所述智能座舱主机7根据所述手势，生成手势指令以控制对应的车内设备，同步将所述手势指令发送至所述可触摸显示屏3，使得所述可触摸显示屏3根据所述手指指令调整车辆环境信息的显示情况。可触摸显示屏3显示与车内设备运行同时执行。
在车辆形式过程中，驾驶人员此时触摸改变可触摸显示屏3显示状况会导致驾驶人员分散注意力，驾驶人员使用所述手势识别传感器4做出手势指令，会提高驾驶便捷性以及提升了安全性。
参照图2，在车辆行驶状态下通过所述手势识别传感器4，可以完成接听语音电话，切换歌曲，暂停播放等操作。另外，可以通过手势识别点选路边的建筑物，点击后，可以在所述可触摸显示屏3上弹出该建筑物的名称，地址等相关信息。
进一步地，本发明多模态人机交互系统还包括麦克风5。
麦克风5与所述智能座舱主机7连接，所述麦克风5用于将声音信号转换为电信号，从而将电信号传输至所述智能座舱主机7。所述智能座舱主机7根据所述电信号，生成语音控制指令以控制对应的车内设备，同步将所述语音控制指令发送至所述可触摸显示屏3，使得所述可触摸显示屏3根据所述语音控制指令调整车辆环境信息的显示情况。
此外，通过语音控制车内对应设备来完成车辆环境信息的改变。
为了实现视频通话功能以及观测驾驶人员是否疲劳驾驶功能，本发明多模态人机交互系统还包括摄像头6。
摄像头6与所述智能座舱主机7连接，所述摄像头6用于获取车辆行驶时的人员状态信息和视频通话时的人像信息，并发送至所述智能座舱主机7。所述智能座舱主机7通过HUD主机1及HUD光学投影设备2，根据所述人员状态信息和人像信息调整所述可触摸显示屏3的车辆环境信息显示情况。
在车辆行驶过程中，摄像头6来完成车辆环境信息中的视频通话以及可以通过摄像头6来监测车内用户是否疲劳驾驶。如果用户疲劳驾驶则会改变HUD投影影像的颜色，从而提醒用户注意停车休息，保障驾驶安全性。
优选地，所述HUD光学投影设备2为AR-HUD光学投影设备。更大程度提高成像亮度，使得驾驶员在高亮环境下同样可以看清图像。同时AR-HUD尺寸达到30寸以上，显示信息更加丰富。
通过AR-HUD，由于其显示尺寸大，清晰度高，可触摸显示屏3上显示影音娱乐视频，该视频清晰度高，色彩分辨率强。并且成像为脱离玻璃的悬空显示可以给车内人员更佳的观影体验。
本发明还提供一种车辆，可实现语音控制，手势控制，触摸控制等多种方式的多模态人机交互。具体地，本发明车辆包括上述的多模态人机交互系统，所述智能座舱主机分别与车载车联网系统TBOX、车载扬声器、车载高精地图盒子连接，所述车载高精地图盒子与车载智能天线连接。
为使导航更加精确，车载高精地图盒子结合车载智能天线做到高精度定位。用户通过触摸以及通过实施例1、2所述方式来点选具体建筑物，可触摸显示屏3上显示该建筑物名称，地址等信息。车载智能天线通过接收卫星信号实现具体定位。
同时，在上述的多模态人机交互系统以及实施例中，扬声器与智能座舱主机7之间通过音频通信协议A2B音频总线连接，两者间的传输信号为硬线信号。麦克风5与所述智能座舱主机7之间通过A2B音频总线连接，两者间的传输信号为A2B信号。摄像头6与所述智能座舱主机7之间通过USB线连接，两者之间的传输信号为视频信号。所述HUD主机1与所述HUD光学投影设备2之间通过高清多媒体接口HDMI、USB等方式中任一种方式连接，两者间的传输信号为视频信号。可触摸显示屏3与所述智能座舱主机7之间利用红外触屏进行信号传输，两者间的传输信号为触摸屏信号。所述车载高精地图盒子与所述智能座舱主机7通过以太网传输连接。HUD主机与所述智能座舱主机7通过以太网传输连接。所述智能座舱主机7与车载TOX通过以太网传输连接。车载高精地图盒子与车载智能天线之间通过GNSS信号传输连接。手势识别传感器4与所述智能座舱主机7之间通过本地互联网络LIN信号传输连接。
与现有技术相比，本发明车辆与上述多模态人机交互系统的有益效果相同，在此不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种多模态人机交互系统，其特征在于，所述多模态人机交互系统与智能座舱主机连接，所述智能座舱主机用于获取当前车辆的车辆环境信息和车辆状态信息和/或报警信息；其中，所述多模态人机交互系统包括：
抬头显示器HUD主机，与所述智能座舱主机连接，用于接收所述车辆环境信息和车辆状态信息和/或报警信息；
HUD光学投影设备，与所述HUD主机连接，用于投影所述车辆环境信息和车辆状态信息和/或报警信息；
可触摸显示屏，与所述智能座舱主机、HUD光学投影设备连接，用于显示所述车辆环境信息和车辆状态信息和/或报警信息，以及接收用户的触摸指令，并根据所述触摸指令调整车辆环境信息的显示情况和/或将所述触摸指令发送至所述智能座舱主机。
2.根据权利要求1所述的多模态人机交互系统，其特征在于，所述多模态人机交互系统还包括：
手势识别传感器，与所述智能座舱主机连接，用于识别当前车辆内人员的手势，并发送至所述智能座舱主机；所述智能座舱主机根据所述手势，生成手势指令以控制对应的车内设备，同步将所述手势指令发送至所述可触摸显示屏，使得所述可触摸显示屏根据所述手指指令调整车辆环境信息的显示情况。
3.根据权利要求1所述的多模态人机交互系统，其特征在于，所述多模态人机交互系统还包括：
麦克风，与所述智能座舱主机连接，用于将声音信号转换为电信号，将电信号传输至所述智能座舱主机；所述智能座舱主机根据所述电信号，生成语音控制指令以控制对应的车内设备，同步将所述语音控制指令发送至所述可触摸显示屏，使得所述可触摸显示屏根据所述语音控制指令调整车辆环境信息的显示情况。
4.根据权利要求1所述的多模态人机交互系统，其特征在于，所述多模态人机交互系统还包括：
摄像头，与所述智能座舱主机连接，用于获取车辆行驶时的人员状态信息和视频通话时的人像信息，并发送至所述智能座舱主机；所述智能座舱主机通过抬头显示系统HUD主机及HUD光学投影设备，根据所述人员状态信息和人像信息调整所述可触摸显示屏的车辆环境信息显示情况。
5.根据权利要求1所述的多模态人机交互系统，其特征在于，所述多模态人机交互系统还包括：
贴合层，设置在所述可触摸显示屏与前风挡玻璃之间，所述可触摸显示屏通过所述贴合层与所述前风挡玻璃相连。
6.根据权利要求1所述的多模态人机交互系统，其特征在于，所述可触摸显示屏预先进行光学标定。
7.根据权利要求1所述的多模态人机交互系统，其特征在于，所述HUD光学投影设备为增强现实-抬头显示器AR-HUD光学投影设备。
8.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1-7中任一项所述的多模态人机交互系统、智能座舱主机、车载车联网系统TBOX、车载扬声器、车载高精地图盒子，其中所述智能座舱主机分别与所述车载车联网系统TBOX、车载扬声器、车载高精地图盒子、所述多模态人机交互系统的HUD主机及可触摸显示屏连接，所述车载高精地图盒子与车载智能天线连接。
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