CN105711549A - 语音交互式雨刮控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

语音交互式雨刮控制装置及控制方法，涉及一种汽车雨刮器控制装置及控制方法。该控制装置设有语音识别模块、单片机控制模块、电机驱动模块、信号盘和霍尔传感器。语音识别模块的输出端接单片机控制模块的输入端；霍尔传感器接单片机控制模块的输入端；单片机控制模块的输出端接电机驱动模块的输入端；电机驱动模块的输出端接喷水电机和雨刮电机。本发明实现了司机在双手不脱离方向盘的情况下通过语音命令对雨刮进行控制，提高了驾驶的安全性。并且在停车时，司机不在驾驶位置也可以对雨刮进行控制。

Description

语音交互式雨刮控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及一种汽车雨刮器控制装置，尤其是涉及一种通过语音控制雨刮器的装置。

背景技术

汽车的普及给人们的日常出行和交流带来了很大的方便。现在雨刮的控制是通过手动操作方向盘下面的组合开关实现的。通常在使用雨刮时都是下雨、下雪等天气状况不佳，路面状况不佳，视线不佳的情况，在这种情况下，司机在操作雨刮时仅有一只手握方向盘，给安全行车带来了一定的隐患。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，是提供一种通过语音控制雨刮器的装置。

本发明的语音交互式雨刮控制装置设有语音识别模块、单片机控制模块、电机驱动模块、信号盘和霍尔传感器。

所述语音识别模块以LD3320为核心，能实现非特定司机的语音识别，不需要司机的事先训练和录音，并且有口令模式和循环模式可供选择，在口令模式下语音识别模块在给出相应的输出信号的同时还会发出语音，以回应司机发出的控制语音命令，在循环模式下语音识别模块仅给出相应的输出信号。

所述语音识别模块能将司机发出的控制雨刮器的语音命令转换为单片机模块可以识别的信号输出给单片机模块。

信号盘、信号盘上的磁钢及霍尔传感器向单片机控制模块提供雨刮器的初始位置信号和雨刮器刮动次数信号。

所述单片机模块以AVR的MEGA8为核心。单片机控制模块能根据语音识别模块输出的控制信号和信号盘及霍尔传感器提供的雨刮初始位置信号，控制电机驱动模块驱动雨刮电机和喷水电机完成司机对雨刮的控制意图。

所述电机驱动模块采用L298N为核心。

单片机控制模块采用PWM方式控制电机的转速。

采用PWM方式控制实现电机的软起动，有效地减小了雨刮电机和喷水电机的起动电流。

采用PWM方式控制实现电机的软停止，有效地减小了雨刮电机和喷水电机停转时产生的自感电动势对电机驱动模块的危害。

当司机发出“喷水两秒”语音命令时，喷水电机喷水时间为两秒，喷水开始0.5秒时雨刮以中速开始刮动，喷水电机停止喷水后，雨刮再刮动三次回到初始位置停止刮动。当司机发出“喷水四秒”语音命令时，喷水电机喷水时间为四秒，喷水开始0.5秒时雨刮以中速开始刮动，喷水电机停止喷水后，雨刮再刮动三次回到初始位置停止刮动。当司机发出“雨刮间歇1”语音命令时，雨刮刮动一次后，停6秒，再刮下一次。当司机发出“雨刮间歇2”语音命令时，雨刮刮动一次后，停4秒，再刮下一次。当司机发出“雨刮间歇3”语音命令时，雨刮刮动一次后，停2秒，再刮下一次。当司机发出“雨刮点动”语音命令时，雨刮刮动一次，并回到初始位置。当司机发出“雨刮低速”语音命令时，雨刮以低速刮动。当司机发出“雨刮中速”语音命令时，雨刮以中速刮动。当司机发出“雨刮高速”语音命令时，雨刮以高速刮动。当司机发出“雨刮停止”语音命令时，单片机模块先将雨刮的速度调整到低速，当雨刮回到初始位置时停止雨刮。

如果起动发动机后雨刮片不在初始位置，雨刮控制器将自动使雨刮片回到初始位置。

本发明突出的优点是：实现了司机在双手不脱离方向盘的情况下可以通过语音命令对雨刮器进行各种控制操作，增加了驾驶的安全性。由于通过采用PWM对雨刮电机进行调速控制可以减少雨刮电机的接线端子增加了电路连接的可靠性。由于采用软起动，减小了起动电流，从而延长了雨刮电机和喷水电机的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例的结构组成框图。

图2为本发明实施例的电路组成原理图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明的实施方式一包括语音识别模块12、单片机控制模块13、电机驱动模块14、信号盘18、霍尔传感器19和磁钢20。

所述的信号盘18固定在减速机构17的输出轴上，跟随减速机构17的输出轴同步转动。雨刮片在挡风玻璃上往复刮动一次，信号盘旋转一周。信号盘18的边缘位置上固定了一个磁钢20，在雨刮片位于初始位置时，磁钢20的位置和霍尔传感器19的位置垂直正对，磁钢20和霍尔传感器19之间的间隙保持在2毫米到3毫米之间。当雨刮片位于初始位置时霍尔传感器19将输出低电平，雨刮片位于其他位置时霍尔传感器19将输出高电平。霍尔传感器19的输出信号将传递给单片机控制模块13。

所述语音识别模块12能实现非特定司机的语音识别，不需要司机的事先训练和录音，并且有口令模式和循环模式可供选择，在口令模式下语音识别模块在给出相应的输出信号的同时还会发出语音回应司机发出的控制语音命令，在循环模式下语音识别模块仅给出相应的输出信号。口令模式和循环模式的选择是通过语音识别模块12上的自锁开关实现。

单片机控制模块13对雨刮电机16和喷水电机15采用PWM方式控制。通过将PWM的占空比从0％开始逐步增加到需要的占空比的方式实现雨刮电机16和喷水电机15的软起动，有效地减小了雨刮电机16和喷水电机15的起动电流。通过将PWM的占空比逐步减小到0％的方式实现雨刮电机16和喷水电机15的软停止，有效地减小了雨刮电机16和喷水电机15停转时产生的自感电动势对电机驱动模块14的危害。

如果起动发动机后雨刮片不在初始位置，霍尔传感器19将输出高电平并将此信号传递给单片机控制模块13，单片机控制模块13接收到此信号后，单片机控制模块13将控制电机驱动模块14，使雨刮电机16转动，雨刮电机16的输出轴经过减速机构17带动雨刮片在挡风玻璃上刮动，当雨刮片回到初始位置时，磁钢20的位置和霍尔传感器19的位置垂直正对，霍尔传感器19将输出低电平，单片机控制模块13接收到此低电平信号后，单片机控制模块13将控制电机驱动模块14，使雨刮电机16停止转动。

当司机11发出“喷水两秒”语音命令时，语音识别模块12将识别此语音语音命令，完成识别后，语音识别模块12的P13引脚将输出高电平，其他引脚输出低电平。单片机控制模块13中的MEGA8的PC4引脚将接收到语音识别模块12的P13引脚输出的高电平信号，单片机控制模块13将控制电机驱动模块14，使喷水电机15喷水时间为两秒，喷水开始0.5秒时，电机驱动模块14使雨刮电机16开始以中速的速度带动雨刮片开始刮动，喷水电机15停止喷水后，雨刮片再刮动三次回到初始位置停止刮动。

当司机11发出“喷水四秒”语音命令时，语音识别模块12将识别此语音语音命令，完成识别后，语音识别模块12的P14引脚将输出高电平，其他引脚输出低电平。单片机控制模块13中的MEGA8的PC3引脚将接收到语音识别模块12的P14引脚输出的高电平信号，单片机控制模块13将控制电机驱动模块14，使喷水电机15喷水时间为四秒，喷水开始0.5秒时，电机驱动模块14使雨刮电机16开始以中速的速度带动雨刮片开始刮动，喷水电机15停止喷水后，雨刮片再刮动三次回到初始位置停止刮动。

当司机11发出“雨刮间歇1”语音命令时，语音识别模块12将识别此语音语音命令，完成识别后，语音识别模块12的P15引脚将输出高电平，其他引脚输出低电平。单片机控制模块13中的MEGA8的PC2引脚将接收到语音识别模块12的P15引脚输出的高电平信号，单片机控制模块13将控制电机驱动模块14，使雨刮电机16带动雨刮片往复刮动一次，然后使雨刮电机16停止6秒，再刮动下一次。

当司机11发出“雨刮间歇2”语音命令时，语音识别模块12将识别此语音语音命令，完成识别后，语音识别模块12的P16引脚将输出高电平，其他引脚输出低电平。单片机控制模块13中的MEGA8的PC1引脚将接收到语音识别模块12的P16引脚输出的高电平信号，单片机控制模块13将控制电机驱动模块14，使雨刮电机16带动雨刮片往复刮动一次，然后使雨刮电机16停止4秒，再刮动下一次。

当司机11发出“雨刮间歇3”语音命令时，语音识别模块12将识别此语音语音命令，完成识别后，语音识别模块12的P17引脚将输出高电平，其他引脚输出低电平。单片机控制模块13中的MEGA8的PC0引脚将接收到语音识别模块12的P17引脚输出的高电平信号，单片机控制模块13将控制电机驱动模块14，使雨刮电机16带动雨刮片往复刮动一次，然后使雨刮电机16停止2秒，再刮动下一次。

当司机11发出“雨刮点动”语音命令时，语音识别模块12将识别此语音语音命令，完成识别后，语音识别模块12的P23引脚将输出高电平，其他引脚输出低电平。单片机控制模块13中的MEGA8的PD0引脚将接收到语音识别模块12的P23引脚输出的高电平信号，单片机控制模块13将控制电机驱动模块14，使雨刮电机16带动雨刮片往复刮动一次后雨刮电机就停止转动。

当司机11发出“雨刮低速”语音命令时，语音识别模块12将识别此语音语音命令，完成识别后，语音识别模块12的P22引脚将输出高电平，其他引脚输出低电平。单片机控制模块13中的MEGA8的PD1引脚将接收到语音识别模块12的P22引脚输出的高电平信号，单片机控制模块13将控制电机驱动模块14，使雨刮电机16带动雨刮片以低速往复刮动。

当司机11发出“雨刮中速”语音命令时，语音识别模块12将识别此语音语音命令，完成识别后，语音识别模块12的P21引脚将输出高电平，其他引脚输出低电平。单片机控制模块13中的MEGA8的PD2引脚将接收到语音识别模块12的P21引脚输出的高电平信号，单片机控制模块13将控制电机驱动模块14，使雨刮电机16带动雨刮片以中速往复刮动。

当司机11发出“雨刮高速”语音命令时，语音识别模块12将识别此语音语音命令，完成识别后，语音识别模块12的P40引脚将输出高电平，其他引脚输出低电平。单片机控制模块13中的MEGA8的PD3引脚将接收到语音识别模块12的P40引脚输出的高电平信号，单片机控制模块13将控制电机驱动模块14，使雨刮电机16带动雨刮片以高速往复刮动。

当司机11发出“雨刮停止”语音命令时，语音识别模块12将识别此语音语音命令，完成识别后，语音识别模块12的P35引脚将输出高电平，其他引脚输出低电平。单片机控制模块13中的MEGA8的PD4引脚将接收到语音识别模块12的P35引脚输出的高电平信号，单片机控制模块13将控制电机驱动模块14，先将雨刮电机16的速度调整到低速，当雨刮片回到初始位置时再使雨刮电机16停止转动。

本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。因此，无论从哪一点来看，本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制本发明，权利要求书指出了本发明的范围，而上述的说明并未指出本发明的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (8)

1.一种语音交互式雨刮控制装置，包括语音识别模块、单片机控制模块、电机驱动模块、信号盘和霍尔传感器，其特征在于，所述语音识别模块的输出端接单片机控制模块的输入端：霍尔传感器接单片机控制模块的输入端；单片机控制模块的输出端接电机驱动模块的输入端；电机驱动模块的输出端接喷水电机和雨刮电机；所述磁钢和霍尔传感器的位置在雨刮片位于初始位置时垂直正对，此时磁钢和霍尔传感器之间的间隙保持在2毫米到3毫米之间。

2.如权利要求1所述的一种语音交互式雨刮控制装置，其特征在于所述语音识别模块能实现非特定司机的语音识别，不需要司机的事先训练和录音，并且有口令模式和循环模式，在口令模式下语音识别模块在给出相应的输出信号的同时还会发出语音回应司机发出的控制语音命令，在循环模式下语音识别模块仅给出相应的输出信号。

3.如权利要求2所述的一种语音交互式雨刮控制装置，其特征在于所述语音识别模块采用话筒和LD3320芯片。

4.如权利要求2所述一种语音交互式雨刮控制装置，其特征在于所述单片机控制模块采用AVR的MEGA8单片机。

5.如权利要求2所述的一种语音交互式雨刮控制装置，其特征在于所述霍尔传感器采用A44E。

6.如权利要求2所述的的一种语音交互式雨刮控制装置，其特征在于所述电机驱动模块采用L298N芯片。

7.如权利要求1所述的一种语音交互式雨刮控制装置，其特征在于所述单片机控制模块采用脉冲宽度调制方式控制喷水电机和雨刮电机转速，并实现软起动和软停止。

8.权利要求1所述的一种语音交互式雨刮控制装置实现语音控制的方法，其特征在于：

(1)当司机发出“喷水两秒”语音命令时，喷水电机喷水时间为两秒，喷水开始0.5秒时雨刮以中速开始刮动，喷水电机停止喷水后，雨刮再刮动三次回到初始位置停止刮动；

(2)当司机发出“喷水四秒”语音命令时，喷水电机喷水时间为四秒，喷水开始0.5秒时雨刮以中速开始刮动，喷水电机停止喷水后，雨刮再刮动三次回到初始位置停止刮动；

(3)当司机发出“雨刮间歇1”语音命令时，雨刮刮动一次后，停6秒，再刮下一次；

(4)当司机发出“雨刮间歇2”语音命令时，雨刮刮动一次后，停4秒，再刮下一次；

(5)当司机发出“雨刮间歇3”语音命令时，雨刮刮动一次后，停2秒，再刮下一次；

(6)当司机发出“雨刮点动”语音命令时，雨刮刮动一次，并回到初始位置；

(7)当司机发出“雨刮低速”语音命令时，雨刮以低速刮动；

(8)当司机发出“雨刮中速”语音命令时，雨刮以中速刮动；

(9)当司机发出“雨刮高速”语音命令时，雨刮以高速刮动；

(10)当司机发出“雨刮停止”语音命令时，单片机模块先将雨刮的速度调整到低速，当雨刮回到初始位置时停止雨刮；

(11)如果起动发动机后雨刮片不在初始位置，雨刮控制器将自动使雨刮片回到初始位置。