CN110936797B - 一种汽车天窗控制方法及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种汽车天窗控制方法及电子设备，方法包括：响应于语音唤醒指令，唤醒车载语音识别；通过所述车载语音识别唤醒手势识别，检测手势运动方向和手势运动行程；根据手势运动行程确定天窗行程百分比，调节天窗向所述手势运动方向运动所述天窗行程百分比。本发明通过语音激活手势检测，并通过手势控制车窗开启。相比单一物理按键模式，由于在全程的控制过程中，无需再用单手持续按压头顶按键，身体姿势不需要调整，可保持原来舒适的驾驶姿势，而且可以更好的观测天窗的开合位置，驾驶也更为安全。
Description
技术领域
本发明涉及汽车相关技术领域，特别是一种汽车天窗控制方法及电子设备。
背景技术
汽车天窗安装于车顶，能够有效地使车内空气流通，增加新鲜空气的进入。现有的天窗一般采用电动天窗，即通过电机控制实现天窗开启关闭。
现有的天窗控制方法如下：
步骤1：天窗开关按键布置在室内灯位置附近，通过硬线控制与天窗控制器通信，当按下开启或者关闭按键时，控制器检测到一个低电平或高电平信号，触发控制器控制电机。开关按下为自复位按键，当按下时开关信号为1，当松开时自动复位，开关信号为0。
步骤2：控制器通过两个不同的I/O端口检测天窗开关开启和关闭按键。当检测到电平跳变时，开始启动控制电窗的电机，控制器通过全桥控制电路驱动电机，通过实现电机的正转反转完成天窗的开启和关闭动作。
步骤3：控制器通过持续检测开关按键的按下状态并启动计时器，当开关持续处于按下状态时则一直驱动电机运动直到天窗机械装置达到最大行程，电机处于堵转状态，此时停止驱动，在此过程中控制器如果检测到开关信号为按键复位状态，则停止驱动。
然而，发明人在实现本发明的过程中发现，目前电动天窗的物理按键大部分分布在汽车顶灯位置附近，在开车过程中开启天窗需要物理接触，此时视线离开驾驶范围，存在一定风险，且天窗运动过程需要单手一直按住天窗按键，影响驾驶员的驾驶姿态。因此以往开车过程中电窗开启的体验感较差。例如，在单手按住天窗按键的时候，由于天窗按键的位置往往固定在驾驶员头顶偏前方，身体不可避免的需要稍微前倾，同时又需要抬头观测头顶天窗运动的位置来判断天窗是否已经调整到 (用户)满意的位置，所以往往导致身体和手眼的不协调。如果此时还要兼顾驾驶，往往带来更大的潜在风险。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术采用物理按键控制电动天窗容易造成危险的技术问题，提供一种汽车天窗控制方法及电子设备。
本申请提供一种汽车天窗控制方法，包括：
响应于语音唤醒指令，唤醒车载语音识别；
通过所述车载语音识别唤醒手势识别，检测手势运动方向和手势运动行程；
根据手势运动行程确定天窗行程百分比，调节天窗向所述手势运动方向运动所述天窗行程百分比。
具体的，所述根据手势运动行程确定天窗开启百分比，具体包括：
识别手臂长度，根据手臂长度确定手势允许运动最大行程；
计算手势运动行程；
根据手势运动行程相对于手势允许运动最大行程的占比，确定天窗行程百分比。
具体的，所述计算手势运动行程，具体包括：
获取手势速度；
手势运动行程
其中，x为手势速度，t1(x)为预先训练的滑动模型中关于手势速度x的第一权重，t2(x)为预先训练的滑动模型中关于手势速度x的第二权重，F1(x)为预设关于手势速度x的输出值，F2(x)为当前时刻检测到的手势运动距离值。
具体的，所述通过所述车载语音识别唤醒手势识别，具体包括：
如果识别到语音控制关键词，则唤醒手势识别。
具体的，所述唤醒手势识别，具体包括：
如果识别到语音控制关键词，则执行所述语音控制关键词相应的天窗操作；
如果未能识别到语音控制关键词，则唤醒手势识别。
具体的，所述通过所述车载语音识别唤醒手势识别，具体包括：
确认是否识别到语音控制关键词，并在识别到语音控制关键词时唤醒手势识别。
具体的，还包括：
检测到车内通话开始，则记录天窗当前位置为天窗记录位置，并关闭天窗；
检测到车内通话结束，则将天窗调节至所述天窗记录位置。
具体的，所述检测到车内通话开始，则记录天窗当前位置为天窗记录位置，并关闭天窗，具体包括：
获取车速；
检测到车内通话开始，则记录天窗当前位置为天窗记录位置，如果车速超过预设速度阈值，且持续检测到车内通话，则关闭天窗。
本申请提供一种汽车天窗控制电子设备，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
响应于语音唤醒指令，唤醒车载语音识别；
通过所述车载语音识别唤醒手势识别，检测手势运动方向和手势运动行程；
根据手势运动行程确定天窗行程百分比，调节天窗向所述手势运动方向运动所述天窗行程百分比。
具体的，所述根据手势运动行程确定天窗开启百分比，具体包括：
识别手臂长度，根据手臂长度确定手势允许运动最大行程；
计算手势运动行程；
根据手势运动行程相对于手势允许运动最大行程的占比，确定天窗行程百分比。
本申请通过语音激活手势检测，并通过手势控制车窗开启。相比单一物理按键模式，由于在全程的控制过程中，无需再用单手持续按压头顶按键，身体姿势不需要调整，可保持原来舒适的驾驶姿势，而且可以更好的观测天窗的开合位置，驾驶也更为安全。
附图说明
图1为本申请一实施例一种汽车天窗控制方法的工作流程图；
图2为本申请最佳实施例的系统示意图；
图3为本申请第二实施例一种汽车天窗控制方法的工作流程图；
图4为本申请最佳实施例的手势识别流程图；
图5为本申请第二实施例一种汽车天窗控制方法的一个具体例子的工作流程图；
图6为本申请第二实施例一种汽车天窗控制方法的另一具体例子的工作流程图；
图7为本申请第三实施例一种汽车天窗控制方法的工作流程图；
图8为本申请第三实施例一种汽车天窗控制方法的一个具体例子的工作流程图；
图9为本申请第四实施例一种汽车天窗控制方法的工作流程图；
图10为本申请第四实施例一种汽车天窗控制方法一个具体例子的工作流程图；
图11为本申请一种汽车天窗控制电子设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示为本发明一实施例一种汽车天窗控制方法的工作流程图，包括：
步骤S101，响应于语音唤醒指令，唤醒车载语音识别；
步骤S102，通过所述车载语音识别唤醒手势识别，检测手势运动方向和手势运动行程；
步骤S103，根据手势运动行程确定天窗行程百分比，调节天窗向所述手势运动方向运动所述天窗行程百分比。
具体来说，使用自然语言唤醒语音模块。当检测到自然语音唤醒词，则触发步骤S101，唤醒车载语音识别后，触发步骤S102，唤醒手势识别，检测手势运动方向和手势运动行程。本实施例中，在唤醒车载语音识别后，无需等待用户的后续语音指令，直接唤醒手势识别。如图2所示，语音识别可以由语音识别电子控制单元1(Electronic Control Unit，ECU)从语音识别传感器2中获取语音并检测。然后语音识别电子控制单元1通过控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)总线3分别唤醒天窗控制器4、驾驶员监测飞行时间测距(Time of flight，TOF) 传感器5和手势识别电子控制单元6，由TOF传感器5检测用户的手势运动并由手势识别电子控制单元6来识别手势运动，根据手势运动控制天窗。手势运动可以为：模拟天窗本身的运动轨迹，手臂或手掌平推向前运动表示天窗关闭，手臂或手掌平推向后运动表示天窗开启。
最后在步骤S103，确定天窗行程百分比。然后通过天窗控制器4驱动天窗执行器7，调节天窗向所述手势运动方向运动所述天窗行程百分比。
在本申请一实施例中，同一方向向前或向后连续挥动两次或以上，则表示天窗需要完全开启或者完全关闭。
本申请通过语音激活手势检测，并通过手势控制车窗开启。相比单一物理按键模式，由于在全程的控制过程中，无需再用单手持续按压头顶按键，身体姿势不需要调整，可保持原来舒适的驾驶姿势，而且可以更好的观测天窗的开合位置，驾驶也更为安全。
如图3所示为本申请另一实施例一种汽车天窗控制方法的工作流程图，包括：
步骤S301，响应于语音唤醒指令，唤醒车载语音识别。
步骤S302，如果识别到语音控制关键词，则唤醒手势识别，检测手势运动方向和手势运动行程。
其中车载语音识别可以通过语音唤醒词唤醒，在检测到语音控制关键词以后得到再次确认后，唤醒控制执行器和手势识别传感器。
具体来说，步骤S302，确认是否识别到语音控制关键词，并在识别到语音控制关键词时唤醒手势识别。
步骤S303，识别手臂长度，根据手臂长度确定手势允许运动最大行程。
步骤S304，计算手势运动行程。
具体为：获取手势速度；使用所述手势速度，对当前检测到的手势运动距离值进行修正得到手势运动行程。
所述使用所述手势速度，对当前检测到的手势运动距离值进行修正得到手势运动行程，具体包括：
手势运动行程
其中，x为手势速度，t1(x)为预先训练的滑动模型中关于手势速度x的第一权重，t2(x)为预先训练的滑动模型中关于手势速度x的第二权重，F1(x)为预设关于手势速度x的输出值，F2(x)为当前时刻检测到的手势运动距离值。
滑动模型通过预先训练得到，通过多个训练速度以及对应的训练手势运动行程，输入
公式中，经过多次训练后，可以得到合适的t1(x)和t2(x)曲线。
当前时刻检测到的手势运动距离值可以由路线计算单元计算得到，具体来说，根据手势检测到初始位置和终点位置，建立车内位置坐标系，生成手势运动在车内坐标系中的运动轨迹，根据手势检测到初始位置和终点位置确定手势运动距离值。
手势速度，可以由速度计算单元计算得到，具体来说，记录手势运动时间和调用路线计算单元输出，得到手势运动速度。
手势运动行程的修正由融合单元，按照手势运动的轨迹长度和手速，按照融合比重算法，最终转换为表示天窗运动的行程长度。
步骤S305，根据手势运动行程相对于手势允许运动最大行程的占比，确定天窗行程百分比。
步骤S306，调节天窗向所述手势运动方向运动所述天窗行程百分比。
具体来说，可以通过天窗控制器调节天窗行程，天窗控制器可以划分整体行程为等比例子线程，并记录在前位置，根据手势识别输出的控制命令，执行控制命令并反馈执行结果和最终位置。
手势识别可以通过互补金属氧化物半导体(Complementary Metal OxideSemiconductor，CMOS)传感器、TOF3D飞行传感器和红外LED等方式检测。
如图4所示为本申请其中一实施例的手势识别流程图，包括：
步骤S401，手势识别被唤醒；
步骤S402，依次执行CMOS采集强度图像集合、图像预处理、边缘提取、利用分类器进行手掌及手臂识别；
步骤S403，同时TOF采集距离图像集合、测量距离数据、利用手臂运动模型滤波距离数据、对距离数据矫正；
步骤S404，确定精确手掌初始位置；
步骤S405，手掌运动跟踪；
步骤S406，手掌运动终止位置计算。
本实施例在检测到语音控制关键词后，唤醒手势识别。手势识别能更好地提供天窗运动位置精度要求，通过检测手势的运动轨迹长度而且可以前后反复进行细微调整，运动精度可以百分之一或者厘米级精度，而语音的口音差异导致精度信息的语音识别率较低，更容易受环境噪声干扰，可识别的位置词汇有限，例如开启一半，三分之一等，并不能达到手势运动控制的任意位置。因此，结合简单的语音控制口令，如“控制天窗”来唤醒天窗控制器，再由座舱内TOF传感器判断手势运动信息来控制天窗开启的程度，实现更精准的控制和更好的体验。同时，综合手势运动的位移和手势的平均运动速度，经过滤波并给出融合算法来确定最终天窗开启或关闭的行程。
如图5所示为本申请另一实施例一种汽车天窗控制方法的一个具体例子的工作流程图，包括：
步骤S501，当需要控制天窗运动时，通过自然语音唤醒词来唤醒车载语音识别系统；
步骤S502，车载语音识别系统被唤醒等待输入命令；
步骤S503，检测到语音控制关键词“打开天窗”或“关闭天窗”；
步骤S504，车载语音识别系统确认命令；
步骤S505，车载语音识别系统得到确认，触发天窗控制器和TOF飞行时间传感器；
步骤S506，TOF传感器检测手势运动方向和行程；
步骤S507，TOF将计算值(百分比)发送给天窗控制器，天窗控制器根据计算值调节天窗期行程。
如图6所示为本申请另一实施例一种汽车天窗控制方法的另一具体例子的工作流程图，包括：
步骤S601，接受语音唤醒；
步骤S602，确认控制指令；
步骤S603，手势运动检测；
步骤S604，路线计算；
步骤S605，速度计算；
步骤S606，是否检测到两次同向运动，如果是，执行步骤S607，否则执行步骤S608；
步骤S607，是否符合时间间隔，如果是，执行步骤S609，否则执行步骤S608；
步骤S608，融合计算；
步骤S609，执行天窗操作。
如图7所示为本申请再一实施例一种汽车天窗控制方法的工作流程图，包括：
步骤S701，响应于语音唤醒指令，唤醒车载语音识别。
步骤S702，如果识别到语音控制关键词，则执行步骤S703，否则执行步骤S704；
步骤S703，执行所述语音控制关键词相应的天窗操作，结束；
步骤S704，唤醒手势识别；
步骤S705，检测手势运动方向和手势运动行程；
步骤S706，根据手势运动行程确定天窗行程百分比，调节天窗向所述手势运动方向运动所述天窗行程百分比。
本实施例充分融合了语音控制与手势控制方案，在能识别到语音控制关键词的情况，避免唤醒手势识别，从而节省能源消耗，而在未识别到语音控制关键词的情况下，通过手势识别，使得乘员在嘈杂环境下也能很好地控制天窗。
如图8所示为本申请再一实施例一种汽车天窗控制方法的一个具体例子的工作流程图，包括：
步骤S801，检测到唤醒信号；
步骤S802，确认天窗控制指令；
步骤S803，如果接收到特定关键词，则执行步骤S805，否则执行步骤S804；
步骤S804，唤醒手势识别ECU；
步骤S805，执行单元执行相应操作。
如图9所示为本申请又一实施例一种汽车天窗控制方法的工作流程图，包括：
步骤S901，响应于语音唤醒指令，唤醒车载语音识别；
步骤S902，唤醒手势识别，检测手势运动方向和手势运动行程；
步骤S903，根据手势运动行程确定天窗行程百分比，调节天窗向所述手势运动方向运动所述天窗行程百分比；
步骤S904，检测到车内通话开始，则记录天窗当前位置为天窗记录位置，并关闭天窗；
优选地，获取车速，检测到车内通话开始，则记录天窗当前位置为天窗记录位置，如果车速超过预设速度阈值，且持续检测到车内通话，则关闭天窗。
步骤S905，检测到车内通话结束，则将天窗调节至所述天窗记录位置。
具体来说，可以通过天窗位置记忆存储模块8来记录天窗当前位置。位置信息可以通过CAN总线发送至语音识别模块或手势识别模块。当语音识别模块检测到车内有语音通话时，通过总线读取当前天窗停止位置和车速等相关信息，当停止位置和车速等相关信息都满足设定条件时，语音识别模块可自动发送命令关闭天窗，当持续检测到车内通话结束时，发送命令恢复天窗至上次停止位置。
本实施例在检测到车内通话时，关闭天窗，保证通话环境清晰，在通话结束后重新将天窗开启至原来的位置。
如图10所示为本申请又一实施例一种汽车天窗控制方法一个具体例子的工作流程图，包括：
步骤S1001，语音识别检测到车内通话；
步骤S1002，读取天窗位置；
步骤S1003，天窗是否开启，如果开启执行步骤S1004，否则执行步骤S1010；
步骤S1004，读取车速；
步骤S1005，车速是否超过设定值，如果超过，执行步骤S1006，否则执行步骤S1001；
步骤S1006，关闭车窗；
步骤S1007，持续检测通话；
步骤S1008，检测通话是否结束，如果结束，执行步骤S1009，否则执行步骤S1007；
步骤S1009，控制天窗开启恢复初始位置；
步骤S1010，退出。
如图11所示为本发明一种汽车天窗控制电子设备的硬件结构示意图，包括：
至少一个处理器1101；以及，
与所述至少一个处理器1101通信连接的存储器1102；其中，
所述存储器1102存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
响应于语音唤醒指令，唤醒车载语音识别；
通过所述车载语音识别唤醒手势识别，检测手势运动方向和手势运动行程；
根据手势运动行程确定天窗行程百分比，调节天窗向所述手势运动方向运动所述天窗行程百分比。
电子设备可以对前述语音识别ECU、手势识别ECU和天窗控制ECU分别控制，也可以将语音识别ECU、手势识别ECU和天窗控制ECU集成在电子设备中。
电子设备还可以包括：输入装置1103和显示装置1104。
处理器1101、存储器1102、输入装置1103及显示装置1104可以通过总线或者其他方式连接，图中以通过总线连接为例。
存储器1102作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的汽车天窗控制方法对应的程序指令/模块，例如，图1所示的方法流程。处理器1101通过运行存储在存储器1102中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中的汽车天窗控制方法。
存储器1102可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据汽车天窗控制方法的使用所创建的数据等。此外，存储器1102可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器1102可选包括相对于处理器1101远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至执行汽车天窗控制方法的电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置1103可接收输入的用户点击，以及产生与汽车天窗控制方法的用户设置以及功能控制有关的信号输入。显示装置1104可包括显示屏等显示设备。
在所述一个或者多个模块存储在所述存储器1102中，当被所述一个或者多个处理器1101运行时，执行上述任意方法实施例中的汽车天窗控制方法。
本发明通过语音激活手势检测，并通过手势控制车窗开启。相比单一物理按键模式，由于在全程的控制过程中，无需再用单手持续按压头顶按键，身体姿势不需要调整，可保持原来舒适的驾驶姿势，而且可以更好的观测天窗的开合位置，驾驶也更为安全。
本申请一实施例一种汽车天窗控制电子设备的硬件结构示意图，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
响应于语音唤醒指令，唤醒车载语音识别；
通过所述车载语音识别唤醒手势识别，检测手势运动方向和手势运动行程；
识别手臂长度，根据手臂长度确定手势允许运动最大行程；
计算手势运动行程；
根据手势运动行程相对于手势允许运动最大行程的占比，确定天窗行程百分比；
调节天窗向所述手势运动方向运动所述天窗行程百分比。
具体地，计算手势运动行程，具体包括：
获取手势速度；
手势运动行程
其中，x为手势速度，t1(x)为预先训练的滑动模型中关于手势速度x的第一权重，t2(x)为预先训练的滑动模型中关于手势速度x的第二权重，F1(x)为预设关于手势速度x的输出值，F2(x)为当前时刻检测到的手势运动距离值；
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种汽车天窗控制方法，其特征在于，包括：
响应于语音唤醒指令，唤醒车载语音识别；
通过所述车载语音识别唤醒手势识别，检测手势运动方向和手势运动行程；
根据手势运动行程确定天窗行程百分比，调节天窗向所述手势运动方向运动所述天窗行程百分比；
所述根据手势运动行程确定天窗开启百分比，具体包括：
识别手臂长度，根据手臂长度确定手势允许运动最大行程；
计算手势运动行程；
根据手势运动行程相对于手势允许运动最大行程的占比，确定天窗行程百分比；
所述计算手势运动行程，具体包括：
获取手势速度；
手势运动行程
其中，x为手势速度，t1(x)为预先训练的滑动模型中关于手势速度x的第一权重，t2(x)为预先训练的滑动模型中关于手势速度x的第二权重，F1(x)为预设关于手势速度x的输出值，F2(x)为当前时刻检测到的手势运动距离值。
2.根据权利要求1所述的汽车天窗控制方法，其特征在于，所述通过所述车载语音识别唤醒手势识别，具体包括：
如果识别到语音控制关键词，则执行所述语音控制关键词相应的天窗操作；
如果未能识别到语音控制关键词，则唤醒手势识别。
3.根据权利要求1所述的汽车天窗控制方法，其特征在于，所述通过所述车载语音识别唤醒手势识别，具体包括：
确认是否识别到语音控制关键词，并在识别到语音控制关键词时唤醒手势识别。
4.根据权利要求1所述的汽车天窗控制方法，其特征在于，还包括：
检测到车内通话开始，则记录天窗当前位置为天窗记录位置，并关闭天窗；
检测到车内通话结束，则将天窗调节至所述天窗记录位置。
5.根据权利要求4所述的汽车天窗控制方法，其特征在于，所述检测到车内通话开始，则记录天窗当前位置为天窗记录位置，并关闭天窗，具体包括：
获取车速；
检测到车内通话开始，则记录天窗当前位置为天窗记录位置，如果车速超过预设速度阈值，且持续检测到车内通话，则关闭天窗。
6.一种汽车天窗控制电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
响应于语音唤醒指令，唤醒车载语音识别；
通过所述车载语音识别唤醒手势识别，检测手势运动方向和手势运动行程；
根据手势运动行程确定天窗行程百分比，调节天窗向所述手势运动方向运动所述天窗行程百分比；
所述根据手势运动行程确定天窗开启百分比，具体包括：
识别手臂长度，根据手臂长度确定手势允许运动最大行程；
计算手势运动行程；
根据手势运动行程相对于手势允许运动最大行程的占比，确定天窗行程百分比；
所述计算手势运动行程，具体包括：
获取手势速度；
手势运动行程
其中，x为手势速度，t1(x)为预先训练的滑动模型中关于手势速度x的第一权重，t2(x)为预先训练的滑动模型中关于手势速度x的第二权重，F1(x)为预设关于手势速度x的输出值，F2(x)为当前时刻检测到的手势运动距离值。
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