CN108556986A - 一种中控系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种中控系统及车辆，其中该系统应用于电动车或自行车，包括：主控制器，与电源电连接，用于根据接收的唤醒指令开启交互模式；信息采集器，与主控制器电连接，用于采集车辆的行驶信息和状态信息，发送至主控制器；语音采集器，与主控制器电连接，用于采集声音信号，发送至主控制器；主控制器还用于筛选用户的语音信号，确定与语音信号相匹配的语音指令，根据语音指令、行驶信息和/或状态信息控制车辆的交互动作；还用于根据交互动作生成交互语音，并发送至扬声器，以使扬声器播放。本发明实施例提供的一种中控系统及车辆，满足了用户日益增长的功能需求，实现了电动车以及自行车与用户间的智能交互，提升了用户体验。

Description

一种中控系统及车辆

技术领域

本发明实施例涉及控制技术，尤其涉及一种中控系统及车辆。

背景技术

现如今由于电动车以及自行车符合节能环保趋势，且大大方便了短途交通，因此受到了人们的广泛青睐。本发明中电动车，是指电动平衡车、电动自行车、电动三轮车、电动摩托车、残疾人机动轮椅车和老人代步车等以电池作为能量来源的非电动汽车的车辆；本发明中自行车，是指单人自行车、双人自行车或多人自行车等以脚踩踏板为动力的车辆。

目前电动车以及自行车只具有行驶功能，并不能满足人们日益增长的功能需求，并且自行车以及电动车行驶过程中，大部分操作只能依靠用户手动完成，而不能实现车辆与用户之间的智能交互。

发明内容

本发明实施例提供了一种中控系统及车辆，满足了用户日益增长的功能需求，实现电动车以及自行车与用户间的智能交互，提升了用户体验。

第一方面，本发明实施例提供了一种中控系统，应用于电动车或自行车，包括：

电源、主控制器、信息采集器、语音采集器和扬声器；其中，

所述主控制器，与所述电源电连接，用于接收唤醒指令，并根据所述唤醒指令开启交互模式；

所述信息采集器，与所述主控制器电连接，用于采集车辆的行驶信息和状态信息，发送至所述主控制器，以记录并更新，其中，所述车辆包括所述电动车和所述自行车；

所述语音采集器，与所述主控制器电连接，用于采集声音信号，并将所述声音信号发送至所述主控制器；

所述主控制器，还用于在采集的所述声音信号中筛选用户的语音信号，于预设指令库中确定与所述语音信号相匹配的语音指令，根据所述语音指令、行驶信息和/或状态信息控制所述车辆的交互动作；还用于根据交互动作生成交互语音，并发送至所述扬声器；

所述扬声器，与所述主控制器电连接，用于接收所述主控制器发送的交互语音，并播放。

第二方面，本发明实施例还提供了一种车辆，所述车辆为电动车或者自行车，包括本发明任一实施例提供的中控系统和车架，所述中控系统设置于所述车架上。

本发明实施例提供的一种中控系统及车辆，主控制器在开启交互模式后，可以根据语音采集器采集的用户的语音指令、信息采集器采集的行驶信息和/或状态信息与用户进行交互动作，满足了用户日益增长的功能需求，实现电动车以及自行车与用户间的智能交互，大大提升了用户体验。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种中控系统的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种电动车中控系统的结构示意图；

图3是本发明实施例二提供的一种车辆的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，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。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种中控系统的结构示意图，可适用于电动出或自行车通过语音与用户进行交互的情况。参见图1，该中控系统包括：

电源110、主控制器120、信息采集器130、语音采集器140和扬声器150；其中，

主控制器120，与电源110电连接，用于接收唤醒指令，并根据唤醒指令开启交互模式；

信息采集器130，与主控制器120电连接，用于采集车辆的行驶信息和状态信息，发送至主控制器120，以记录并更新，其中，车辆包括电动车和自行车；

语音采集器140，与主控制器120电连接，用于采集声音信号，并将声音信号发送至主控制器120；

主控制器120，还用于在采集的声音信号中筛选用户的语音信号，于预设指令库中确定与语音信号相匹配的语音指令，根据语音指令、行驶信息和/或状态信息控制车辆的交互动作；还用于根据交互动作生成交互语音，并发送至扬声器150；

扬声器150，与主控制器120电连接，用于接收主控制器120发送的交互语音，并播放。

其中，主控制器可以分为关机模式和交互模式，关机模式下可以理解为主控制器为电路断路状态；主控制器可以与车辆钥匙插入电路串联连接，相应的，唤醒指令可以是由插入钥匙产生，也可以是由插入钥匙后扭转一定角度产生。

其中，主控制器还可以分为睡眠模式和交互模式，睡眠模式下可以理解为主控制器为低耗能工作状态，主控制器可以只开启唤醒指令接收模块，关闭其他模块；此时，唤醒指令可以是通过识别用户特定语音产生，示例性的，车辆接收到用户语音“Hi,bike”时，识别该用户语音符合车辆主人声纹特征，且与预设语音密码相匹配，即可确认为接收到了唤醒指令，主控制器可根据该唤醒指令开启交互模式；此外，唤醒指令还可以是通过按压物理按键输入的密码，也可以是在按压物理按键后识别的指纹指令，也可以是在触控屏幕上输入的滑动手势。

其中，主控制器开启交互模式后，电动车或自行车可以与用户进行智能交互，智能交互包括与用户进行语音沟通，例如，当用户向车辆询问前方路况信息、周围店铺信息、当前时间信息、近几天天气情况或新闻事件时，主控制器会智能识别用户语义，通过连接互联网搜索相应信息，并通过音频反馈给用户；智能交互还可以包括综合车辆自身情况以及用户语音对车辆自身进行控制，并将控制结果反馈给用户。

可选的，信息采集器包括信息输入单元以及传感器；其中，通过信息输入单元可以采集车辆的行驶信息，其中车辆的行驶信息可以是用户根据出行需求预先设定的，可以理解为在车辆行驶过程中不发生变化的信息，例如可以是目的地信息或预设的到达目的地的时间信息；其中，通过传感器可以检测到车辆的状态信息，车辆的状态信息可以理解为在车辆行驶过程中发生变化的信息，例如可以是距目的地的距离、当前时间信息、当前剩余电量、当前车辆速度或当前里程信息等。其中，信息采集器可以将采集到的车辆的行驶信息和状态信息发送至主控制器，主控制器可以记录并更新行驶信息和状态信息，也可以将更新后的信息提示给用户，例如可以语音提示或使用显示屏进行文字或图像提示。

可选的，语音采集器包括麦克风阵列，用于采集多方位的声音信号。

其中，麦克风阵列可以理解为将至少一个麦克风设置于车辆不同位置而形成的声音信号采集阵列，例如具体可以是将麦克风分别安装在车把两端及中央位置，也可以通过无线连接或有限连接方式采集用户耳机上麦克风输入的声音信号。通过麦克风阵列可以增大拾音范围，且各麦克风相互之间通过有线或者无线的方式进行数据的交换和共享，并在此基础上进行声音信号处理。基于多方位的声音信号可以更精确地进行用户的声音采集，从而减少采集不到用户的语音信号或者用户的语音信号错误识别的情况。

相应的，主控制器可以用于：基于交通噪音模型对声音信号进行交通噪音的过滤，将过滤后的声音信号进行声纹识别，筛选出用户的语音信号。

其中，主控制器可以预先通过神经网络对交通噪音模型进行训练，具体可以是采集多种交通路况、多个地点和多个时间点的交通噪音音频，并根据大量交通噪音音频构建交通噪音训练集正样本，另外利用非交通噪音音频构建交通噪音训练集负样本，根据正、负样本训练交通噪音信号模型，用以使交通噪音信号模型可以识别交通噪音。基于交通噪音模型，可以对声音信号中的交通噪音模型进行过滤，从而可以增加用户语音信号识别的正确率。

其中，可以预先采集用户的语音音频，识别并存储用户的声纹特征信息。当过滤后的声音信号中的声纹特征信息与预先存储的用户的声纹特征信息一致时，则可筛选出用户的语音信号。

其中，主控制器可以包括语义识别单元，通过语义识别单元可以于预设指令库中确定与语音信号相匹配的语音指令，其中语音指令类型包括应用指令、驾驶指令和行程规划指令。

其中，主控制器可以分别根据语音指令、行驶信息或状态信息控制车辆交互动作，也可以综合根据两个或三个的组合控制车辆交互动作。例如，当用户语音指令为应用指令中音频播放指令时，中控系统只需开启音频播放软件，调取相应音频并播放即可，而无需车辆的行驶信息和状态信息；又如，当用户语音指令为车速自动调节指令时，主控制器将综合利用状态信息中地距目的地的距离以及当前剩余电量响应车速自动调节指令，智能规划并控制车速。

其中，主控制器还用于，根据交互动作生成交互语音，并发送至扬声器；相应的，扬声器与主控制器电连接，用于接收主控制器发送的交互语音，并播放。例如，当用户语音指令为播放某歌曲时，主控制器开启音乐应用并播放该歌曲，可以在播放前播放交互语音，提示用户接下来播放该歌曲。

可选的，主控制器还用于在预设指令库中确定与语音信号相匹配的语音指令为应用指令；根据应用指令确定目标应用及执行内容；开启目标应用，并根据执行内容响应应用指令。

其中，应用指令可以是导航指令、音频播放指令或通讯指令等，可以理解为车辆内部安装的应用都可以根据应用指令进行控制；其中，不同应用与应用指令的对应关系可以预先设置，且可以存储在预设的存储区域中。其中，可以根据应用与应用指令的对应关系确定需要开启的目标应用以及执行内容。

示例性的，当应用指令为通讯指令“拨打张三电话”时，通过语音中“拨打电话”与通讯录的对应关系打开通讯录，通过语音中“张三”获取张三的号码并拨号；当应用指令为导航指令“导航到附近麦当劳”时，通过语音中“导航”与地图的对应关系打开地图，通过语音中“麦当劳”获取当前定位搜索附近的麦当劳，规划最优导航路径并将规划结果通过语音或显示屏反馈给用户。

可选的，主控制器还用于在预设指令库中确定与语音信号相匹配的语音指令为行程规划指令；获取行驶信息中的目的地信息和到达时间信息，以及状态信息中的距目的地的距离和当前时间信息；根据到达时间信息和当前时间信息的时间差、距目的地的距离以及用户需求，规划车辆速度和行驶路径。

其中，用户可以在车辆中预设行驶信息，例如目的地位置和需要几点到达等，当识别到用户指令为行程规划指令时，调取预设行驶信息；其中，用户需求可以是行程时间最短，可以是避免拥堵路段，也可以是避免人烟稀少的小路等等。车辆根据距到达时间信息和当前时间信息的时间差、距目的地的距离以及用户需求，规划车辆速度和行驶路径以供用户参考，可以在一定程度上避免用户迟到的情况，提升了用户体验。

图2是本发明实施例一提供的一种电动车中控系统的结构示意图。参见图2，该中控系统包括：

电源110、主控制器120、信息采集器130、语音采集器140、扬声器150、电机控制器160、分压模块170、电平转换器180和显示屏190。

可选的，主控制器还用于在预设指令库中确定与所述语音信号相匹配的语音指令为驾驶指令，确定驾驶指令的类型，根据驾驶指令的类型生成控制指令。

相应的，电机控制器与主控制器电连接，用于接收控制指令并根据控制指令调节电动车的电机转速。

其中，电机控制器(例如单片机控制器)根据控制指令调节电动车的电机转速，可以理解为电机控制器将接收的电能转化为电机转动的机械能，当电流越大时电机转速越高，相应的车速越高，即电机控制器控制电流大小从而控制电机转速，以达到控制车辆车速的目的。

可选的，主控制器还用于当类型为加速时，根据加速值生成加速控制指令；当所述类型为减速时，根据减速值生成减速控制指令；当类型为自动调节时，根据电动车状态信息中的当前剩余电量、距目的地的距离、电流阈值和电池容量，确定电动车的当前目标车速；其中电流阈值是电动车车速最低时对应的电流值。

其中，加速值和减速值可以预先设定并存储于主控制器中；加速值和减速值可以是固定值，也可以是根据预设变化规则改变的值。其中，加速值和减速值可以理解为单位时间内车速的变化值。示例性的，当用户驾驶指令为“开快一点”时，加速至可以固定为2km/h，也可以是逐渐减小的值，例如可以依次为2km/h，1km/h，0.5km/h…。

其中，当主控制器识别驾驶指令为自动调节指令时，通过信息采集器获取电动车的当前剩余电量，当判断剩余电量小于预设电量时，确定为当前剩余电量较低，则可以根据距目的地的距离、电流阈值和电池容量，确定电动车的当前目标车速，从而合理利用电量，提高电量的利用率，以使用户以最合理的速度到达目的地，提升用户体验。当判断剩余电量大于或等于预设电量时，确定为当前剩余电量比较充足，可以直接将预设最大车速确定为当前目标车速，无需根据距目的地的距离、电流阈值和电池容量实时计算当前目标车速，从而缩短到达目的地的时间。

需要注意的是，当判断剩余电量大于或等于预设电量时，主控制器以预设最大车速作为当前行驶车速开始行驶，随着时间流逝，电动车的剩余电量越来越少，当判断剩余电量减少到预设电量时，则可以根据距目的地的距离、电流阈值和电池容量，确定电动车的当前目标车速，从而提高电量利用率，便于用户到达目的地。

其中，根据电动车上预先安装的定位系统或/和地图应用软件(如百度地图、高德地图等)可以实时确定电动车的当前位置和当前位置与目的地之间的行驶路径对应的距离。电池容量和电流阈值可以根据电动车型号预先确定。电动车的行驶车速与消耗的电流成线性关系。电流阈值是指电动车的行驶车速最低时所消耗的最小电流值。

其中，电动车的距离和当前剩余电量均是随时间动态变化的，主控制器根据距离、当前剩余电量、电流阈值和电池容量确定的当前目标车速也是随时间动态变化的。从而使得电动车车速规划的更加合理，充分利用剩余电量。其中，将电动车的当前行驶车速调节至确定的当前目标车速，使得电动车以当前目标车速进行行驶。本实施例中的当前目标车速是实时确定的，则电动车的当前行驶车速需要根据当前目标车速实时进行自动调节。其中，在自动调节车速的过程中，若用户遇到突发情况，如红绿灯、车祸事故、或者道路拥堵等，可以通过触发预设的功能按键将自动调节方式切换至手动调节方式，切断电机控制器对电机的控制。

其中，分压模块的输入端与电源电连接，分压模块的第一输出端与主控制器电连接，分压模块的第二输出端与电机控制器电连接，用于对电源电压进行分压处理，确定主控制器和电机控制器的输入电压。通过设置分压模块可以减少主控制器和电机控制器因电路中电压变化而产生的影响，从而提高了中控系统的稳定性。

其中，电平转换器的输入端与主控制电连接，电平转换器的输出端与电机控制器电连接，用于对主控制器发送的控制信号进行电平转换。通过电平转换模块，可以将控制信号电平转换至适配电机控制器，从而使电机控制器可以正常工作，确保了电机速度的有效调节。

其中，显示屏与主控制器电连接，用于显示车辆的行驶信息、状态信息以及车辆执行交互的结果。例如，用户指令为速度自动调节时，显示屏可以实时显示当前目标车速、当前剩余电量和距目的地距离等。

本发明实施例提供的中控系统，应用于电动车或自行车，主控制器在开启交互模式后，可以根据语音采集器采集的用户的语音指令、信息采集器采集的行驶信息和/或状态信息与用户进行交互动作，满足了用户日益增长的功能需求，实现电动车以及自行车与用户间的智能交互，大大提升了用户体验。

实施例二

图3是本发明实施例二提供的一种车辆的结构示意图，值得注意的是，车辆的结构并不限于图3所示的结构。参见图3，该车辆为电动车或者自行车，包括：中控系统10和车架20，中控系统10设置于车架20上。

其中，中控系统中的电源部分可以设置于车座下的车梁部分，不妨碍用户与车辆的交互动作，且更加稳固牢靠；其中主控制器可以设置于车把的一端或中间位置，也可以设置于车梁或车座等其他位置；其中信息采集器包括速度传感器和电量检测传感器等传感器，这些传感器件相应设置于易于信息采集的位置，例如速度传感器可以设置于电机位置，通过测量转速得到车辆速度；交互语音可以通过功率放大器发送至扬声器，扬声器可以分别设置于车辆不同位置，例如车把两侧，车后座以及前后挡泥板位置等，可以达到环绕式立体声的效果，提升用户体验。

可选的，中控系统还可以包括显示屏，可以优选设置于车把中间位置，易于用户观看；中控系统还可以包括电机控制器，可以设置于电机附近用以控制电机转速；中控系统还可以包括分压模块和电平转换器，可以集成于中控系统电路板上。

本实施例提出的终端与实施例一提出的中控系统属于同一发明构思，未在本实施例中详尽描述的技术细节可参见实施例一，并且本实施例与实施例一具有相同的有益效果。

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。

Claims (10)

1.一种中控系统，其特征在于，应用于电动车或自行车，包括电源、主控制器、信息采集器、语音采集器和扬声器；其中，

所述主控制器，与所述电源电连接，用于接收唤醒指令，并根据所述唤醒指令开启交互模式；

所述信息采集器，与所述主控制器电连接，用于采集车辆的行驶信息和状态信息，发送至所述主控制器，以记录并更新，其中，所述车辆包括所述电动车和所述自行车；

所述语音采集器，与所述主控制器电连接，用于采集声音信号，并将所述声音信号发送至所述主控制器；

所述主控制器，还用于在采集的所述声音信号中筛选用户的语音信号，于预设指令库中确定与所述语音信号相匹配的语音指令，根据所述语音指令、行驶信息和/或状态信息控制所述车辆的交互动作；还用于根据交互动作生成交互语音，并发送至所述扬声器；

所述扬声器，与所述主控制器电连接，用于接收所述主控制器发送的交互语音，并播放。

2.根据权利要求1所述的中控系统，其特征在于，所述语音采集器包括麦克风阵列，用于采集多方位的声音信号；

所述主控制器还用于：基于交通噪音模型对所述声音信号进行交通噪音的过滤，将过滤后的声音信号进行声纹识别，筛选出用户的语音信号。

3.根据权利要求1所述的中控系统，其特征在于，所述主控制器还用于在预设指令库中确定与所述语音信号相匹配的语音指令为应用指令；

根据所述应用指令确定目标应用及执行内容；

开启所述目标应用，并根据所述执行内容响应所述应用指令。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主控制器还用于在预设指令库中确定与所述语音信号相匹配的语音指令为行程规划指令；

获取所述行驶信息中的目的地信息和到达时间信息，以及状态信息中的距目的地的距离和当前时间信息；

根据到达时间信息和当前时间信息的时间差、距目的地的距离以及用户需求，规划所述车辆速度和行驶路径。

5.根据权利要求1所述的中控系统，其特征在于，若所述车辆为电动车，所述中控系统还包括电机控制器，与所述主控制器电连接；其中，

所述主控制器还用于在预设指令库中确定与所述语音信号相匹配的语音指令为驾驶指令，确定所述驾驶指令的类型，根据所述驾驶指令的类型生成控制指令；

所述电机控制器，用于接收所述控制指令并根据所述控制指令调节所述电动车的电机转速。

6.根据权利要求4所述的中控系统，其特征在于，所述主控制器还用于：

当所述类型为加速时，根据加速值生成加速控制指令；

当所述类型为减速时，根据减速值生成减速控制指令；

当所述类型为自动调节时，根据所述电动车状态信息中的当前剩余电量、距目的地的距离、电流阈值和电池容量，确定所述电动车的当前目标车速；其中所述电流阈值是所述电动车车速最低时对应的电流值。

7.根据权利要求5所述的中控系统，其特征在于，所述中控系统还包括分压模块，所述分压模块的输入端与所述电源电连接，所述分压模块的第一输出端与所述主控制器电连接，所述分压模块的第二输出端与所述电机控制器电连接，用于对电源电压进行分压处理，确定所述主控制器和所述电机控制器的输入电压。

8.根据权利要求5所述的中控系统，其特征在于，所述中控系统还包括电平转换器，所述电平转换器的输入端与所述主控制电连接，所述电平转换器的输出端与所述电机控制器电连接，用于对所述主控制器发送的控制信号进行电平转换。

9.根据权利要求1-8任一所述的中控系统，其特征在于，所述中控系统还包括显示屏，与所述主控制器电连接，用于显示所述车辆的行驶信息、状态信息以及车辆执行交互的结果。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆为电动车或者自行车，包括如权利要求1-9任一所述的中控系统和车架，所述中控系统设置于所述车架上。