CN110998054A - 语音激活的提升式门 - Google Patents

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voice control
liftgate
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史蒂文·格尔加克
亚西尔·里兹万
托马斯·赖德迈斯特
盖伊·马丁·查姆古埃
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Magna Exteriors Inc
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Abstract

一种独立的附加自动车辆提升式门系统，其结合独立的语音控制系统利用现有密钥卡验证电路。该系统使用与音频获取硬件和语音识别硬件有关的麦克风，该麦克风主动监听来自车辆的外部的用户的一个或更多个语音命令。在激活机械系统之前，该机械系统是例如提升式门的致动器和用于提升式门的锁定机构，当识别码被从位于预定的车辆附近的密钥卡应答器接收到时，该系统将等待来自独立的车辆系统的证实，从而验证由麦克风检测到的一个或更多个语音命令，该独立的车辆系统监视并通知车辆提升式门系统。

Description

语音激活的提升式门
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年5月25日提交的美国临时申请第62/511,102号的权益。上述申请的公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及用于车辆的语音激活的提升式门系统，其结合独立的语音识别模块利用现有密钥卡验证电路。
背景技术
许多免提访问系统用于在携带识别密钥卡的用户接近车辆并进入距车辆的指定周界面积或距离时确保车辆的打开构件的自动解锁/释放和打开。许多常规的系统采用耦接至免提访问系统的接近传感器的用途，使得验证尝试在接近传感器检测到存在用户时触发。因此，在验证尝试成功的情况下，识别装置触发车辆的一个或更多个打开构件的解锁。当今现有的许多系统都依赖用户做出一些类型的物理激活手势。例如，一些汽车在车辆的后保险杠下面具有传感器，这些传感器检测用户何时从传感器的角度摇动其脚，从而触发提升式门的机械系统的激活。这对携带大重物体的人或具有身体残疾的人造成了潜在的问题，这些人的困难可能在于在在传感器前摇动自由足(free foot)的同时一只脚保持平衡。
语音命令装置在当今的社会中发现了更多用途，例如：用于呼叫和控制电话；从网络连接装置在因特网上搜索；等等。车辆已经将该技术用于在当今通常在客运车辆中发现的导航系统和“智能”无线电广播系统中输入(enter)和控制数据。
这些语音命令装置通常在车辆的受控内部中发现，其中有效地操作语音控制装置所必需的麦克风和电子器件在已知的声音和天气保护的环境中。因为车辆外部的区域在天气和声音上均是不可预测的，所以即使期望如下控制活动，来自车辆的外部的语音控制也是不容易实践的，所述控制活动例如：打开车门；启动车辆、转向操作以及安全灯开和关；紧急警报或者可能期望来自车辆的外部的控制的其他命令。这增加了使用来自车辆的外部的语音命令的复杂性。
因此，在本领域中依然存在如下需要：解决这些问题并提供用于语音控制的机构，该语音控制的机构对于来自车辆的外部的车辆功能的语音控制是可靠的。
发明内容
本发明涉及一种独立的附加自动车辆提升式门系统，其结合独立的语音致动单元利用现有密钥卡验证电路。该系统使用包括与语音识别硬件和软件有关的麦克风的音频获取硬件，所述麦克风主动监听来自车辆的外部的用户的一个或更多个语音命令。在激活机械系统例如诸如提升式门的致动器和用于提升式门的锁定机构之前，当识别码从位于预定的车辆附近的密钥卡应答器接收到时，该系统将等待来自单独的车辆系统的证实，从而验证由麦克风检测到的一个或更多个语音命令，该单独的车辆系统监视并通知车辆提升式门系统。在本发明的一个实施方式中，存在具有监听语音命令的语音致动单元的车辆语音控制系统，并且在接收到语音命令时，语音激活单元生成激活机械系统的信号。语音致动单元包括若干不同的部件，并且包括一个或更多个麦克风、音频获取硬件例如用于滤除背景噪声的放大器以及语音识别硬件和软件例如具有软件的计算机装置，其解释由一个或更多个麦克风检测到的命令。机械系统包括但不限于用于车辆锁定、窗、天窗、行李箱、引擎盖、燃料门、备用车胎的致动器以及提升式门致动器。
该系统还包括输出识别码的密钥卡应答器。通常，识别码被传送至独立于语音控制系统的单独的车辆系统例如现有的密钥卡验证电路。还包括在车辆语音控制系统中的是接收器处理器，该接收器处理器验证识别码并且证实该识别码是授权码，并且当识别码是授权码时，接收器处理器授权机械系统被从语音致动单元向机械系统生成的信号激活。
在本发明的第二实施方式中，车辆语音控制系统包括监听语音命令的语音致动单元，并且在接收到语音命令时，语音致动单元生成激活信号。还存在密钥卡应答器，该密钥卡应答器接收激活信号并且输出识别码以及打开或关闭命令。接收器处理器接收识别码并验证识别码是授权码，并且当识别码是授权码时，接收器处理器授权机械系统被所述打开或关闭命令激活。
在本发明的第三实施方式中，车辆语音控制系统包括监听语音命令的语音致动单元，并且在接收到语音命令时，该语音致动单元向机械系统生成打开或关闭命令信号。还存在密钥卡应答器，该密钥卡应答器输出识别码。接收器处理器接收识别码并验证识别码是授权码，并且当识别码是授权码时，接收器处理器授权机械系统执行打开或关闭命令信号。
附图说明
根据详细描述和附图，将会更全面地理解本发明，其中：
图1描绘了具有在车辆的外部上或车辆的外部内定位的麦克风监听装置的车辆的俯视示意图。
图2示出了由控制器接收到的不同信号的说明性图表。
图3是具有位于车辆的外部上的麦克风监听装置的车辆的后部的侧视图。
图4是示出了根据本发明的第一实施方式使语音激活的提升式门操作的一种方法的流程图。
图5是示出了根据本发明的第二实施方式使语音激活的提升式门操作的一种方法的流程图。
具体实施方式
一个或更多个优选实施方式的以下描述在本质上仅是示例性的并且决不旨在限制本发明、其申请或使用。
现在参照图1至图3，提供了用于车辆12的语音控制系统10。车辆12具有驾驶员侧窗14、乘员侧14’、前侧14”和后侧14”’。在车辆12内存在包括计算机装置的语音致动单元13，该车辆包括在车辆12的驾驶员侧14、乘员侧14’、前侧14”和后侧14”’附近的外部位置处安装至车辆12的外部的麦克风16、16’、16”、16”’。尽管示出和描述了四个麦克风16、16’、16”、16”’，但是取决于具体申请的特定要求要被使用的更多或更少数目的麦克风也处于本发明的范围内。麦克风16、16’、16”、16”在车辆的外部表面上的外部位置可以变化，然而，包括扰流板、中央高位刹车灯壳体、备用摄像机壳体、门面板、提升式门面板、车顶、车顶纵梁、车顶柱和侧视镜壳体之一的位置也处于本发明的范围内。图1示出了在驾驶员侧镜壳体中安装的麦克风34的替选位置，该麦克风检测在车辆12的驾驶员侧14附近的语音命令。
在图1中，麦克风16、16’、16”、16”’、34监听语音命令，并且均向包含在车辆12内的计算机装置24生成监听信号18、18’、18”、18”’、36。监听信号包含与由麦克风检测到的声波有关的数据，该声波包括人类语音以及来自任何源例如交通、风、天气的其他环境声波或背景声波，或者任何其他可检测到的噪声。如以下更详细地说明地，从每个麦克风16、16’、16”、16”’、34捕获的声波允许计算机装置24的软件执行每个监听信号18、18’、18”、18”’、36的比较，以滤除环境噪声并更准确地确定语音命令何时由用户给出。
在本发明的一个实施方式中，语音致动单元13是车辆的中央计算机单元，或者在替选方案中，该语音致动单元可以是能够将信号发送至车辆的中央计算机或发送至机械系统30的单独的计算机装置。语音致动单元13使用监听信号18、18’、18”、18”’、36来确定用户的预识别的命令的存在，并且然后响应于预识别的命令向车辆12中的机械系统30生成激活信号23。通常在图1中示出的机械系统30包括某一类型的致动器29，例如连接至车辆12的一部分的机构的电磁阀或DC马达。机械系统30还包括将致动器29连接至接收器处理器31的系统，该接收器处理器可以通过验证从密钥卡接收到的授权码40来授权激活信号。接收器处理器31还可以是控制器或至中央车辆计算机，其接收激活信号23并且然后命令致动器来进行操作。接收器处理器31如果被实现则将向致动器29传送致动器激活信号33。致动器的类型可以包括但不限于门解锁、门打开、窗打开、车辆点火、车辆灯、打开后提升式门或行李箱、燃料门致动器以及紧急警报功能例如鸣喇叭和使车辆灯闪烁。
语音命令的类型可以由语音致动单元13使用编程至计算机装置24中的设置软件来预设或习得，并且将包括口语词例如“启动”、“打开提升式门”、“解锁”、“锁定”、“打开灯”、“关闭灯”、“帮助”、“打开窗”、“关闭窗”或任何其他任何类型的口头语言的口头命令。软件还能够习得可以由用户编程的新的命令。为了提供额外的安全性，语音控制系统10被编程成仅当在距车辆12的预定距离内检测到密钥卡或其他识别装置28例如智能电话时进行操作。在图1中被描绘为围绕车辆12的周界圆27。这将确保正在被检测到的语音命令是车辆主人的语音命令。
在图1中，语音致动单元13被描绘成接收来自多个麦克风16、16’、16”、16”’、34、37的监听信号18、18’、18”、18”’、36。语音致动单元13具有在其上编程的语音激活软件，该语音激活软件编程有不同的命令或习得不同的命令。语音激活软件还可以执行对每个监听信号18、18’、18”、18”’的分析，以滤除可以被理解为错误的命令信号的环境噪声。图2描绘了以分贝绘制的由计算机24接收到的每个监听信号18、18’、18”、18”’随时间的图表。如所示，监听信号18”具有若干大的峰，这些大的峰高于针对监听信号18’、18”、18”’的线。线32跨图表水平地绘制以说明低于线32的分贝读数是环境噪声读数，语音激活软件程序将滤除该环境噪声读数并将该环境噪声读数作为环境噪声而忽略，同时关注监听信号18的峰值以确定是否已经给出真正的命令。图2包含由语音致动单元13使用在其上编程的语音激活软件执行的滤波操作的仅一个示例。可行的是，控制器可以执行其他滤波操作，在其他滤波操作中存在更复杂的交叠信号值。对于控制器与预先存在的车载语音识别软件进行通信和利用预先存在的车载语音识别软件也处于本发明的范围内，该车载语音识别软件驻留在车辆中的其他硬件上，例如在车辆电子控制单元、娱乐单元或其他控制单元中。
在进一步的关于麦克风的替选放置中，上述的是麦克风34被安装至车辆12的外部表面上的其他位置或安装在车辆12的内部上的位置处。例如，麦克风34可以被安装至保险杠、扰流板，或者安装在车辆12的实际车身面板中。将麦克风包括在各种位置处使得语音控制系统10能够与其他位置处的在其被移除的情况下或由于损坏而不能正常地工作的麦克风16、16’、16”、16”’一起操作。例如，在图3中，麦克风34’被安装在可移动的提升式门36的内表面上，由于当提升式门36被摆动打开时，麦克风16”’可能不工作，原因是提升式门36移动使得麦克风16”’面向上并且因此可能不能够检测来自用户的语音命令。在这样的情况下，麦克风34’将能够监听来自用户的语音命令，例如现在可以检测关闭提升式门36的命令。
还在图3中所示，麦克风16”’被安装至车辆12的后提升式门36的外部表面。在该实施方式中，麦克风38被安装至后扰流板39，该后扰流板悬于后窗38之上。将麦克风16”’定位在车辆12在其他位置的其他外部表面上处于本发明的范围内，所述其他位置悬于提升式门36之上或延伸经过提升式门36，这由于声波将反射离开提升式门36而有助于麦克风进行拾取。其他可能的位置包括但不限于扰流板、中央高位刹车灯壳体、备用摄像机壳体、门手柄、侧视镜和一个外部的门面板。
现在参照图1和图4两者，根据本发明的第一实施方式示出了车辆语音控制系统100。在第一步骤112期间，语音致动单元13开始主动监听来自监听信号18、18’、18”、18”’、36的语音命令，所述监听信号由每个麦克风16、16’、16”、16”’、34生成。在步骤114处，进行关于命令是否已由语音致动单元13接收到或听到的确定。如果确定没有接收到语音命令，则系统返回至第一步骤112并且继续主动监听来自系统的用户的命令信号。如果在步骤114处由语音致动单元13确定已经接收到语音命令，则在第三步骤116处激活信号23’被发送至密钥卡28。在第三步骤116期间，包括密钥卡应答器的密钥卡28接收激活信号23’并向接收器处理器31输出授权码40和密钥卡激活信号41，该接收器处理器然后将致动器激活信号33发送至致动器29。在步骤118处，致动器29激活，对于所述实施方式这可以是打开或关闭命令信号，该致动器在所述实施方式中可以是例如提升式门致动器、窗致动器、门锁、燃料门、后备箱和引擎盖致动器。在步骤118处，车辆语音控制系统100返回至步骤112。
在步骤116期间，在车辆语音控制系统100的控制下的机械系统的接收器处理器42接收识别码，并验证该识别码是授权码。当识别码被确定为授权码时，然后在步骤118处，接收器处理器授权机械系统30来被命令信号激活。本发明的一个特定的实施方式被用于激活提升式门致动器以打开或关闭提升式门。然而，尽管本发明的该实施方式涉及提升式门的打开和关闭，但是使其他机械系统变为激活的打开和关闭命令处于本发明的范围内。例如，打开或关闭命令可以是操作窗致动器、天窗致动器或锁定和解锁车辆上的自动门锁的命令信号。本发明的车辆语音命令系统100是另加的控制系统，该控制系统利用已现有的接收器处理器和密钥卡28命令信号来激活机械系统30，而不是使语音激活单元13处理授权码的验证和直接地向机械系统30的致动器发送命令信号。
现在参照图1和图5两者，根据本发明的第二实施方式示出了车辆语音控制系统200。在第一步骤222期间，语音致动单元13开始主动监听语音命令。然后，在步骤224处，进行关于命令是否已经由语音激活单元13接收到或听到的确定。如果确定没有接收到命令，则系统返回至第一步骤222并继续主动监听。如果在步骤224处由语音致动单元13确定已经接收到语音命令，则在第三步骤226处密钥卡激活信号41被从语音致动单元13发送至机械系统30。在步骤228处，密钥卡应答器28还将授权码40输出至接收器处理器31，该接收器处理器然后验证识别码是授权码。如果没有验证或者如果没有接收到验证码，则语音控制系统200返回至第一步骤222并再次开始主动监听。如果授权码40被验证并确定为授权码，则在步骤230处接收器处理器31然后授权激活机械系统30，将致动器激活信号33发送至致动器29，并且致动器29被激活。然后，车辆语音控制系统200返回至步骤222。本发明的一个特定实施方式被用于激活提升式门致动器以打开或关闭提升式门。然而，尽管本发明的该实施方式涉及提升式门的打开和关闭，但是使其他机械系统变成激活的打开和关闭命令也处于本发明的范围内。例如，打开或关闭命令可以是操作窗致动器、天窗致动器或锁定和解锁车辆上的自动门锁的命令信号。
本发明的描述在本质上仅是示例性的，并且因此不偏离本发明的主旨的变化旨在处于本发明的范围内。这样的变化不被视为偏离本发明的精神和范围。
本领域技术人员现在可以根据前述描述而理解：本发明的广泛教导可以以各种形式实现。因此，尽管已结合本发明的特定示例描述了本发明，但是本发明的真正范围不应如此限制，因为在研究了附图、说明书和所附权利要求书时，其他修改对于技术实践者来说将变得明显。

Claims (18)

1.一种车辆语音控制系统，包括：
语音致动单元，其包括监听语音命令的至少一个麦克风，以及在接收到所述语音命令时，所述语音致动单元生成激活信号以激活机械系统；
密钥卡应答器，其输出识别码；
接收器处理器，其接收所述激活信号和所述识别码，其中，所述接收器处理器验证所述识别码是授权码，并且当所述识别码是授权码时，所述接收器处理器将致动器激活信号发送至所述机械系统。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的语音控制系统，其中，所述语音致动单元还包括连接至所述车辆的计算机装置，所述计算机装置具有编程至所述计算机装置上的语音激活软件。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的语音控制系统，其中，机械系统包括操作地连接至所述车辆以用于在所述车辆中控制至少一个动作的控制硬件。
4.根据权利要求3所述的用于车辆的语音控制系统，其中，所述至少一个动作是选自包括门解锁、门打开、窗打开、车辆点火、车辆灯、打开后提升式门或行李箱、燃料门释放以及紧急警报的组中之一。
5.根据权利要求1所述的语音控制系统，其中，所述至少一个麦克风被安装在所述车辆的外部表面上。
6.根据权利要求5所述的语音控制系统，其中，所述至少一个麦克风被安装至扰流板、中央高位刹车灯壳体、备用摄像机壳体、门面板、提升式门面板、车顶、车顶纵梁、车顶柱和侧视镜壳体中之一。
7.一种车辆语音控制系统，包括：
语音致动单元，其包括监听语音命令的至少一个麦克风，并且在接收到所述语音命令时，所述语音致动单元生成激活信号；
密钥卡应答器，其接收所述激活信号并且输出识别码和密钥卡激活信号；以及
接收器处理器，其接收所述识别码并且验证所述识别码是授权码，以及当所述识别码是授权码时，所述接收器处理器将致动器激活信号发送至所述机械系统。
8.根据权利要求7所述的用于车辆的语音控制系统，其中，所述语音致动单元还包括连接至所述车辆的计算机装置，所述计算机装置具有编程至所述计算机装置上的语音激活软件。
9.根据权利要求8所述的用于车辆的语音控制系统，其中，所述机械系统还包括操作地连接至所述车辆以用于在所述车辆中控制至少一个动作的控制硬件。
10.根据权利要求9所述的用于车辆的语音控制系统，其中，所述至少一个动作是选自包括门解锁、门打开、窗打开、车辆点火、车辆灯、打开后提升式门或行李箱、燃料门释放以及紧急警报的组中之一。
11.根据权利要求7所述的语音控制系统，其中，所述至少一个麦克风被安装在所述车辆的外部表面上。
12.根据权利要求11所述的语音控制系统，其中，所述至少一个麦克风被安装至扰流板、中央高位刹车灯壳体、备用摄像机壳体、门面板、提升式门面板、车顶、车顶纵梁、车顶柱和侧视镜壳体中之一。
13.一种用于车辆的语音控制系统，包括：
车辆，其包括提升式门，所述提升式门具有暴露于所述车辆的外部的外表面和暴露于所述车辆的乘员室的内部的内表面；
多个麦克风，其位于所述车辆的某些位置处的外部上，其中，所述多个麦克风中的每个麦克风生成指示外部噪声的监听信号，所述外部噪声由所述多个麦克风中的相应麦克风检测；以及
语音致动单元，其用于接收来自所述多个麦克风中的每个麦克风的每个监听信号，并且确定用户的预识别的命令的存在，并且如果所述预识别的命令被检测到，则生成命令信号；以及
机械系统，其用于接收所述命令信号并且使所述机械系统操作。
14.根据权利要求13所述的用于车辆的语音控制系统，其中，所述语音致动单元将每个监听信号进行比较以对来自所述车辆的外部的环境噪声进行滤波，确定是否已经给出所述预识别的命令信号。
15.根据权利要求13所述的用于车辆的语音控制系统，其中，所述语音致动单元还包括连接至所述车辆的计算机装置，所述计算机装置具有编程至所述计算机装置上的语音激活软件。
16.根据权利要求15所述的用于车辆的语音控制系统，其中，所述机械系统包括操作地连接至所述车辆以用于在所述车辆中控制至少一个动作的控制硬件。
17.根据权利要求16所述的用于车辆的语音控制系统，其中，所述至少一个动作是选自包括门解锁、门打开、窗打开、车辆点火、车辆灯、打开后提升式门或行李箱以及紧急情况的组中之一。
18.根据权利要求17所述的语音控制系统，其中，所述多个麦克风中的每个麦克风被安装至扰流板、中央高位刹车灯壳体、备用摄像机壳体、门面板、提升式门面板、车顶、车顶纵梁、车顶柱和侧视镜壳体中之一。
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