CN109318855A - 使用加速计进行机动车辆动力车门激活 - Google Patents

使用加速计进行机动车辆动力车门激活 Download PDF

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Abstract

语音控制通过与车门和窗户相关联的访问系统扩展到机动车辆外部。加速计安装在窗户上以产生振动信号。当在车门附近检测到携带无线密钥卡的授权用户时，被动进入系统产生解锁待机信号。车辆中的语音识别器由待机信号激活，以扫描振动信号来获得打开车门的口述命令。当检测到命令时，车门致动器由语音识别器激活。

Description

使用加速计进行机动车辆动力车门激活
技术领域
本发明总体涉及在车辆外部使用口述语音命令访问机动车辆或车辆功能，更具体地，涉及使用车窗作为用于检测口述语音命令的麦克风类结构的一部分的访问系统。
背景技术
被动无钥匙进入是一种车辆的用户能够解锁车门而无需手动将钥匙插入锁中的技术。替代地，用户携带无线应答器或收发器(即，密钥卡)，无线应答器或收发器携带与车辆自动交换的安全数据以便验证用户。触摸车门把手通常用于在车门周围的小区域内启动对密钥卡的询问。
一些车门，例如运动型多功能车上的后举升式车门或小型货车上的滑动侧车门，可包括用于打开车门的动力致动器。通常可以通过按下密钥卡上的相应按钮来远程完成动力车门的激活。为了实现打开动力车门的更加被动的方法(例如当用户的手已经装满并且按下按钮时不方便时)，已经出现了可以通过在车门下方挥动脚以触发设置用于检测车门下方目标区域的运动的超声波传感器或激光传感器来进行车门的激活的车辆。但是，当用户的脚没有在传感器下方正确放置时，或者当传感器因道路碎片或泥土或雪而变脏时，这些激活系统遇到了问题。如果用户无意中在目标区域中引起运动以达到与打开车门无关的目的，则也可能意外打开。一些用户还可能发现难以在他们的手中握住大负载同时必须站在一只脚上来激活传感器。另外，运动/接近传感器往往相对昂贵。
发明内容
本发明提供了一种改进的免手动车门打开系统，该系统通过使用外部语音控制来打开车门以克服上述问题，其中车门的窗户通过将加速计放置在玻璃上而用作“麦克风”。这避免了与将传统麦克风放置在汽车外部的恶劣环境中相关的问题。此外，语音识别(VR)系统(也称为自动语音识别系统或ASR系统)与被动进入系统集成，以确保在VR系统主动“监听”相关语音命令之前存在授权用户。
在本发明的一个方面，具有车辆安全功能的车辆包括具有窗户的车门。加速计安装在窗户上以产生振动信号。当在车门附近检测到授权用户时，被动进入系统产生解锁待机信号。语音识别器由待机信号激活，以扫描振动信号来获得用于车辆安全功能的口述命令并启动识别的命令。
根据本发明的另一方面，车辆进入系统包括具有窗户的车门。加速计安装在窗户上以产生振动信号。当在门附近检测到授权用户时，被动进入系统产生解锁待机信号。语音识别器由待机信号激活，以扫描振动信号来获得用于打开车门的口述命令。当检测到命令时，车门致动器由语音识别器激活。
根据本发明，提供了一种具有车辆安全功能的车辆，包括：
带窗户的车门；
利用感测轴垂直地安装在所述窗户上产生窗户振动信号的加速计；
当授权用户在所述车门附近时产生解锁待机信号的被动进入系统，；和
由所述待机信号激活来扫描所述振动信号以获得用于所述安全功能的口述命令并启动识别的命令的语音识别器。
根据本发明的其中一实施例，还包括连接到所述车门的车门致动器，其中所述安全功能包括所述车门的自动动力打开，其中所述口述命令包括车门打开命令，并且其中所述车门致动器当在生成待机信号的同时语音识别器检测到车门打开命令时启动所述车门的打开。
根据本发明的另一实施例，所述车门是在所述车辆的后侧上的后举升式车门。
根据本发明的另一实施例，所述车门是在所述车辆的侧面上的动力滑动车门。
根据本发明的另一实施例，还包括具有相应遥控门锁的多个车门，其中所述安全功能包括解锁所述车门，其中所述口述命令包括车门解锁命令，并且其中所述车门致动器当在生成待机信号的同时语音识别器检测到所述车门解锁命令时启动至少一个车门的解锁。
根据本发明的另一实施例，还包括车辆照明系统，其中所述安全功能包括激活所述照明系统，其中所述口述命令包括照明命令，并且其中所述照明系统当在生成待机信号的同时所述语音识别器检测到所述照明命令时启动照明系统激活。
根据本发明的另一实施例，还包括紧急通知系统，其中所述口述命令包括紧急命令，并且其中当在生成待机信号的同时所述语音识别器检测到所述车门解锁命令时，所述紧急通知系统发起通知。
根据本发明的另一实施例，所述通知包括由所述车辆产生的可听和可见的紧急警报。
根据本发明的另一实施例，所述通知包括与紧急响应实体的无线通信。
根据本发明的另一实施例，所述加速计刚性地固定到所述窗户的内表面。
根据本发明的另一实施例，所述口述命令包括提示话语和动作指示符。
根据本发明的另一实施例，所述语音识别器被配置为响应于所述待机信号启动对所述提示话语的检查，并在检测到所述提示话语时激活用户反馈信号。
根据本发明的另一实施例，所述反馈信号包括在所述车辆上闪烁尾灯。
根据本发明，还提供了一种车辆访问系统，包括：
带窗户的车门；
利用感测轴垂直地安装在所述窗户上产生窗户振动信号的加速计；
当授权用户在所述车门附近时产生解锁待机信号的被动进入系统；
由所述待机信号激活以扫描振动信号以获得口述车门打开命令的语音识别器；和
当检测所述命令时由所述语音识别器激活的车门致动器。
根据本发明的其中一实施例，所述车门是车辆后侧的后举升式车门。
根据本发明的另一实施例，所述车门是位于车辆侧面的动力滑动车门。
根据本发明的另一实施例，所述加速计刚性地固定在所述窗户的内表面上。
根据本发明的另一实施例，所述口述命令包括提示话语和动作指示符。
根据本发明的另一实施例，所述语音识别器被配置为响应于所述待机信号启动对所述提示话语的检查，并在检测到所述提示话语时激活用户反馈信号。
根据本发明的另一实施例，所述反馈信号包括在所述车辆上闪烁尾灯。
附图说明
图1是传统机动车辆的俯视图，示出了被动进入区域和用于打开后举升式车门的脚部传感器；
图2是表示本发明的车辆和访问控制系统的一个优选实施例的方框图；
图3是更详细地示出本发明的加速计安装和信号处理的图；
图4是显示本发明的一种优选方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了具有驾驶员侧车门11和12、乘客侧车门13和14以及后举升式车门15的机动乘用车辆10。车辆10中的被动进入系统使用短距离射频(RF)通信信号经由相应车门位置处的单独天线(未示出)创建用户检测区域16、17和18。用于启动车门解锁和/或打开的被动进入传感器可包括安装在举升式车门15下方的接近/运动传感器19，接近/运动传感器19被设置成：如果被动进入系统检测到在区域18中的授权用户，则感测用户脚的通过以作为打开举升式车门15的指示。被动进入系统可以被配置为被动进入/被动启动(PEPS)系统，该系统如题为“用于机动车辆的进入辅助系统”的美国专利9.580,046中所公开的，该专利通过引用并入本文。
图2中示出了本发明的第一实施例，其中可以使用由用户22携带的密钥卡(FOB)21来访问车辆20。基于唯一标识数据的交换，密钥卡21可以使用通过天线24与被动进入控制器23进行无线通信来成功地认证用户22。天线24位于车辆关闭装置25(例如，侧车门或后举升式车门)处，以定位用户22并根据位置定制被动车门操作。车门25包括承载加速计27的玻璃面板(即窗玻璃)26。声音(例如用户22发出的语音)是机械波，当机械波穿过空气并撞击在玻璃面板26上时引起振荡。该振荡通过加速计27被测量作为振动，然后将来自加速计27的所得的电输出解释为“声音”。
来自加速计27的输出信号通过信号调节块28连接到语音识别(VR)控制器30。VR控制器30还在检测到授权的密钥卡21的时间期间从被动进入控制器23接收解锁待机信号。特别地，被动进入控制器23是轮询型被动进入系统，其中短程低频发射器以定时间隔广播盘问信号(即，轮询信号)。已知轮询系统的一个例子在题为“用于汽车车门的被动进入系统”的美国专利8,451,087中示出，该专利在此引入作为参考。这种传统的被动进入系统在每当密钥卡响应正确的认证数据时进入解锁待机模式，然后等待进一步动作，例如触摸车门把手或在传感器视野内的运动，以便启动车门解锁或电动打开。已经使用轮询以便一旦用户抓住把手就确保车门的快速解锁。本发明使用解锁待机信号将VR控制器30置于监听模式，该监听模式监视加速计输出信号以获得口述命令。
当在加速计“麦克风”信号内识别出各种口述命令时，特征控制器31连接到VR控制器30以接收由VR控制器30产生的命令信号。控制器31可以连接到各种汽车系统或特征，包括车门致动器32、电子门锁33、副照明系统34、车辆喇叭35和无线通信(例如，蜂窝电话)系统36。许多可能被识别的可由被加速计27拾取并由VR控制器30识别的用户22的口述命令启动的命令功能包括车辆安全功能，例如举升式车门或滑动车门打开(通过致动器32)、车门解锁(通过锁33)、激活各种光源(通过照明系统34)、以及紧急通知例如触发紧急警报(具有通过喇叭35和/或照明系统34而可听和/或可见的警报)或启动与远程紧急响应实体的无线通信(例如，通过使用蜂窝系统36的911呼叫)。
图3示出了通过粘合剂刚性地安装到窗户26的加速计27的一个优选实施例。加速计27可以例如包括钢壳中的石英剪切元件，例如可从加利福尼亚州查茨沃思的DytranInstruments公司获得的3032M9型加速计。加速计27被定向成使得其感测轴垂直于窗户26的表面。同轴电缆41经由连接器插头42和43(例如，BNC(同轴电缆接头)连接器)将加速计信号传送到信号调节电路28(例如放大器)。经调节的加速计信号被提供给VR控制器30，VR控制器30包括模拟-数字转换器(A/D)44和VR处理器45。
图4中示出了本发明的一个优选方法。在车辆锁定和未被占用的情况下，被动进入系统在步骤50中执行轮询，其中广播盘问信号，盘问信号可以由进入接近车门(例如，侧车门或后举升式车门)的预定区域的用户密钥卡接收。在广播盘问信号之后，被动进入系统监听响应。当接收到响应时，在步骤51检查有效的认证数据。如果未检测到有效的响应，则该方法返回到步骤50以继续轮询。如果在步骤51中检测到有效响应，则激活加速计(例如，位于对应于检测到用户密钥卡的区域的车门的窗户板上的加速计)，并且在步骤52中获得振动信号以由VR控制器进行处理。
为了避免错误激活并简化口述命令的检测，口述命令优选地包括两个部分，其中第一部分包括提示或唤醒词的话语，第二部分包括动作指示符。提示或唤醒词可以优选地是唯一的单词或短语(即，不太可能在其他对话中使用)。例如，在福特汽车公司制造的车辆中，其流行的系统具有语音识别功能，提示符可能是“嘿，SYNC”。因此，完整的命令可能是“嘿，SYNC，打开举升式车门”或“嘿，SYNC”解锁所有门”。
在步骤53，进行检查以确定是否已检测到提示。由于VR控制器仅监视提示，因此可以在低错误激活概率和最小处理负荷的情况下可靠地检测口述命令的存在。如果未检测到提示，则在步骤54中执行检查以确定是否仍在接收到解锁待机信号。如果不是，则返回步骤50以进行正在进行的轮询。如果待机信号仍然存在，则返回步骤52以获得用于持续监视提示的进一步的振动信号。
当在步骤53中检测到提示时，则可以可选地在步骤55中生成反馈以通知用户VR控制器已被激活并且正在监听动作指示符。用户反馈信号可以包括例如车辆尾灯或行车灯的闪烁和/或车辆喇叭上的唧唧声。用户反馈信号当提示已经被说出时向用户确认已经识别出提示，或者当用户没有故意发出提示时警告用户可能无意中启动了提示。然而，步骤55是可选的并且可以省略。
在步骤56中，VR系统监视正在进行的振动信号以获取动作指示符(例如，“打开举升式车门”)的话语。如果未检测到动作指示符，则在步骤57中进行检查以确定是否仍在接收到解锁待机信号。如果不是，则返回步骤50以进行正在进行的轮询。如果待机信号仍然存在，则返回步骤56来获得用于持续监视动作指示符的进一步的振动信号。当检测到动作指示符时，则在步骤58中启动相应的动作。
在本发明中，通过将加速计放置在环境保护的位置(例如客舱内)而便于使用加速计获得来自用户语音的声波冲击车辆面板产生的振动信号。使用在接近一般人的身高的高度处并且几乎垂直方向的玻璃面板有助于确保面板和声波之间的良好相互作用。最优选地，可以使用非夹层玻璃表面来提供最佳的信噪比(因为来自玻璃板之间的层压层的阻尼较小)。

Claims (20)

1.一种具有车辆安全功能的车辆，包括：
带窗户的车门；
安装在所述窗户上以产生振动信号的加速计；
当在所述车门附近检测到授权用户时产生解锁待机信号的被动进入系统；和
由所述待机信号激活来扫描所述振动信号以获得用于所述车辆安全功能的口述命令并启动识别的命令的语音识别器。
2.根据权利要求1所述的车辆，还包括连接到所述车门的车门致动器，其中所述安全功能包括所述车门的自动动力打开，其中所述口述命令包括车门打开命令，并且其中所述车门致动器当在生成所述待机信号的同时所述语音识别器检测到所述车门打开命令时启动所述车门的打开。
3.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述车门是在所述车辆的后侧上的后举升式车门。
4.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述车门是在所述车辆的侧面上的动力滑动车门。
5.根据权利要求1所述的车辆，还包括具有相应遥控门锁的多个车门，其中所述安全功能包括解锁所述车门，其中所述口述命令包括车门解锁命令，并且其中所述车门致动器当在生成所述待机信号的同时所述语音识别器检测到所述车门解锁命令时启动至少一个车门的解锁。
6.根据权利要求1所述的车辆，还包括车辆照明系统，其中所述安全功能包括激活所述照明系统，其中所述口述命令包括照明命令，并且其中所述照明系统当在生成所述待机信号的同时所述语音识别器检测到所述照明命令时启动照明系统激活。
7.根据权利要求1所述的车辆，还包括紧急通知系统，其中所述口述命令包括紧急命令，并且其中所述紧急通知系统当在生成所述待机信号的同时所述语音识别器检测到所述车门解锁命令时，发起通知。
8.根据权利要求7所述的车辆，其中，所述通知包括由所述车辆产生的可听和可见的紧急警报。
9.根据权利要求7所述的车辆，其中，所述通知包括与紧急响应实体的无线通信。
10.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述加速计刚性地固定到所述窗户的内表面。
11.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述口述命令包括提示话语和动作指示符。
12.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述语音识别器被配置为响应于所述待机信号启动对所述提示话语的检查，并在检测到所述提示话语时激活用户反馈信号。
13.根据权利要求12所述的车辆，其中，所述反馈信号包括在所述车辆上闪烁尾灯。
14.一种车辆访问系统，包括：
带窗户的车门；
安装在所述窗户上产生振动信号的加速计；
当在所述车门附近检测到授权用户时产生解锁待机信号的被动进入系统；
由所述待机信号激活以扫描振动信号以获得用于打开车门的口述命令的语音识别器；和
当检测所述到命令时由所述语音识别器激活的车门致动器。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述车门是车辆后侧的后举升式车门。
16.根据权利要求14所述的系统，其中，所述车门是位于车辆侧面的动力滑动车门。
17.根据权利要求14所述的系统，其中，所述加速计刚性地固定在所述窗户的内表面上。
18.根据权利要求14所述的系统，其中，所述口述命令包括提示话语和动作指示符。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述语音识别器被配置为响应于所述待机信号启动对所述提示话语的检查，并在检测到所述提示话语时激活用户反馈信号。
20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述反馈信号包括在所述车辆上闪烁尾灯。
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