CN112562661A - 一种车载人机交互系统及机动车辆 - Google Patents

一种车载人机交互系统及机动车辆 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种车载人机交互系统及机动车辆，车载人机交互系统的声音处理设备可以根据声音输入设备传输的电信号形式的用户指令的频谱信息，查询预设数据库在预设数据库中查询到与该频谱信息匹配的任一预设情绪频谱时，将与该预设情绪频谱对应的交互语音通过第一声音输出设备和/或第二声音输出设备输出，以实现识别用户输入的用户指令中蕴含的情绪，并根据识别出的用户情绪输出相应的交互语音的目的，以实现丰富车载人机交互系统与用户的交互功能和交互方式的目的。另外车载人机交互系统的第一声音输出设备与声音处理设备无线连接，避免了过多的线束连接导致的机动车辆的布线复杂问题，一定程度上降低了机动车辆的电气复杂程度。

Description

一种车载人机交互系统及机动车辆
技术领域
本申请涉及声音处理技术领域，更具体地说，涉及一种车载人机交互系统及机动车辆。
背景技术
随着机动车辆的不断发展，车载人机交互系统的功能也愈来愈强大，从最初的仅包括广播功能的车载人机交互系统，发展成为能够与用户进行语音交互的智能车载人机交互系统。
能够与用户进行语音交互的车载人机交互系统可以根据用户输入的指令进行相应的操作，当用户通过特定的语音唤醒车载人机交互系统后，可以输入特定的语音实现对车载人机交互系统或其他车载设备的控制，例如当用户唤醒车载人机交互系统后，可以通过例如“调高音量”“调低音量”“打开空调”等语音使得车载人机交互系统实现相应的调高音量、调低音量或打开空调的操作。
但如何进一步丰富车载人机交互系统的与用户的交互功能，成为该领域技术人员的研究方向之一。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提供了一种车载人机交互系统及机动车辆，以实现识别用户输入的用户指令中蕴含的情绪，并根据识别出的用户情绪输出相应的交互语音的目的，以实现丰富车载人机交互系统与用户的交互功能和交互方式的目的。
为实现上述技术目的，本申请实施例提供了如下技术方案：
一种车载人机交互系统，应用于机动车辆，所述车载人机交互系统包括：声音输入设备、声音处理设备、第一声音输出设备和第二声音输出设备；其中，
所述声音输入设备与所述声音处理设备连接，用于获取用户指令，并将所述用户指令转换为电信号形式的用户指令向所述声音处理设备传输；
所述声音处理设备，用于根据所述电信号形式的用户指令的频谱信息，查询预设数据库，当所述电信号形式的用户指令的频谱信息与所述预设数据库中的任一预设情绪频谱匹配时，将与所述电信号形式的用户指令的频谱信息匹配的预设情绪频谱对应的交互语音通过所述第一声音输出设备和/或第二声音输出设备输出；所述预设数据库中存储有预设情绪频谱与电信号形式的用户指令的频谱信息的对应关系，以及所述预设情绪频谱与交互语音的对应关系；
所述第一声音输出设备设置于所述机动车辆的驾驶座位的头枕部位，且所述第一声音输出设备与所述声音处理设备无线连接；
所述第二声音输出设备设置于所述机动车辆的门板位置和/或后备箱位置和/或顶棚位置和/或其他车架朝向车内的位置。
可选的，所述声音输入设备还用于获取外部噪音信息，并将所述外部噪音信息转换为电信号形式的外部噪音信息；
所述声音处理设备还用于根据所述电信号形式的外部噪音信息，基于主动降噪算法，生成与所述电信号形式的外部噪音信息波形相反的降噪波形，并控制所述第一声音输出设备和第二声音输出设备根据所述降噪波形输出降噪声源，以抵消外部噪音信息。
可选的，所述声音处理设备还用于与移动通信设备无线连接。
可选的，所述声音处理设备还用于获取所述移动通信设备或所述机动车辆的导航语音信息，并控制所述第一声音输出设备输出所述导航语音信息，控制所述第二声音输出设备输出娱乐信息。
可选的，所述娱乐信息为广播声源信息或音乐声源信息。
可选的，所述声音处理设备包括：娱乐主机和外置功放模块；其中，
所述娱乐主机与所述外置功放模块通过CAN总线连接；
所述外置功放模块与所述第一声音输出设备、第二声音输出设备和声音输入设备均连接，其中，所述外置功放模块与所述第一声音输出设备通过TWS协议连接。
可选的，所述第一声音输出设备包括：主扬声器和从扬声器；
所述主扬声器通过TWS协议分别与所述外置功放模块和从扬声器连接。
可选的，所述娱乐主机用于确定机动车辆的媒体音播放/语音场景，并根据所述媒体音播放/语音场景进行声场定位，在声场定位完成后控制所述第一声音输出设备和第二声音输出设备实现环绕声和/或氛围音效的功能。
可选的，所述声音输入设备为麦克风。
一种机动车辆，包括如上述任一项所述的车载人机交互系统。
从上述技术方案可以看出，本申请实施例提供了一种车载人机交互系统及机动车辆，其中，所述车载人机交互系统的声音处理设备可以根据声音输入设备传输的电信号形式的用户指令的频谱信息，查询预设数据库，在所述预设数据库中查询到与该频谱信息匹配的任一预设情绪频谱时，将与该预设情绪频谱对应的交互语音通过第一声音输出设备和/或第二声音输出设备输出，以实现识别用户输入的用户指令中蕴含的情绪，并根据识别出的用户情绪输出相应的交互语音的目的，以实现丰富车载人机交互系统与用户的交互功能和交互方式的目的。
另外，所述车载人机交互系统中位于驾驶座位头枕部位的第一声音输出设备与所述声音处理设备无线连接，避免了过多的线束连接导致的机动车辆的布线复杂问题，一定程度上降低了机动车辆的电气复杂程度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请的一个实施例提供的一种车载人机交互系统的结构示意图；
图2为本申请的一个实施例提供的一种外部噪音信息的波形示意图；
图3为本申请的一个实施例提供的一种降噪波形的波形示意图；
图4为本申请的一个实施例提供的一种外部噪音信息和降噪波形合成后的波形示意图；
图5为本申请的另一个实施例提供的一种车载人机交互系统的结构示意图；
图6为本申请的又一个实施例提供的一种车载人机交互系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种车载人机交互系统，如图1所示，应用于机动车辆，所述车载人机交互系统包括：声音输入设备10、声音处理设备20、第一声音输出设备30和第二声音输出设备40；其中，
所述声音输入设备10与所述声音处理设备20连接，用于获取用户指令，并将所述用户指令转换为电信号形式的用户指令向所述声音处理设备20传输；
所述声音处理设备20，用于根据所述电信号形式的用户指令的频谱信息，查询预设数据库，当所述电信号形式的用户指令的频谱信息与所述预设数据库中的任一预设情绪频谱匹配时，将与所述电信号形式的用户指令的频谱信息匹配的预设情绪频谱对应的交互语音通过所述第一声音输出设备30和/或第二声音输出设备40输出；所述预设数据库中存储有预设情绪频谱与电信号形式的用户指令的频谱信息的对应关系，以及所述预设情绪频谱与交互语音的对应关系；
所述第一声音输出设备30设置于所述机动车辆的驾驶座位的头枕部位，且所述第一声音输出设备30与所述声音处理设备20无线连接；
所述第二声音输出设备40设置于所述机动车辆的门板位置和/或后备箱位置和/或顶棚位置和/或其他车架朝向车内的位置。
可选的，所述声音输入设备10为麦克风，所述第一声音输出设备30和第二声音输出设备40为扬声器。
在本实施例中，所述声音输入设备10可以设置在机动车辆的顶棚位置，可选的，所述声音输入设备10可以设置在机动车辆的驾驶座上方的顶棚位置，以使所述声音输入设备10可以更好的收集驾驶员发送的用户指令以及交互信息。在本申请的其他实施例中，所述声音输入设备10还可以设置于机动车辆的其他位置，例如中控台或A柱内侧区域等，本申请对此并不做限定，具体视实际情况而定。
另外，所述声音处理设备20在接收到电信号形式的用户指令后，对电信号形式的用户指令进行分析，以获得所述电信号形式的用户指令的频谱信息，然后将获得的所述电信号形式的用户指令的频谱信息与预设数据库中的预设情绪频谱进行匹配，当所述电信号形式的用户指令的频谱信息与所述预设数据库中的任一预设情绪频谱匹配时，将与所述电信号形式的用户指令的频谱信息匹配的预设情绪频谱对应的交互语音通过所述第一声音输出设备30和/或第二声音输出设备40输出，以实现识别用户输入的用户指令中蕴含的情绪，并根据识别出的用户情绪输出相应的交互语音的目的，以实现丰富车载人机交互系统与用户的交互功能和交互方式的目的。
具体地，当电信号形式的用户指令的频谱信息与代表“悲伤情绪”的预设情绪频谱匹配时，则将与代表“悲伤情绪”的预设情绪频谱对应的交互语音通过所述第一声音输出设备30和/或第二声音输出设备40输出，该交互语音例如可以是：“主人，您此刻似乎有点低落，需要给您播放一首舒缓的音乐吗”。
当电信号形式的用户指令的频谱信息与代表“欢快情绪”的预设情绪频谱匹配时，则将与代表“欢快情绪”的预设情绪频谱对应的交互语音通过所述第一声音输出设备30和/或第二声音输出设备40输出，该交互语音例如可以是：“主人，您此刻似乎心情不错，需要给您播放一首欢快的曲子和您一起happy吗”。
在本申请的一个实施例中，所述交互语音通过第一声音输出设备30输出，在本申请的另一个实施例中，所述交互语音还可以通过第二声音输出设备40输出，在本申请的又一个实施例中，所述交互语音也可以同时通过所述第一声音输出设备30和第二声音输出设备40输出。
另外，所述车载人机交互系统中位于驾驶座位头枕部位的第一声音输出设备30与所述声音处理设备20无线连接，避免了过多的线束连接导致的机动车辆的布线复杂问题，一定程度上降低了机动车辆的电气复杂程度。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述声音输入设备10还用于获取外部噪音信息，并将所述外部噪音信息转换为电信号形式的外部噪音信息；
所述声音处理设备20还用于根据所述电信号形式的外部噪音信息，基于主动降噪(Active Noise Cancellation，ANC)算法，生成与所述电信号形式的外部噪音信息波形相反的降噪波形，并控制所述第一声音输出设备30和第二声音输出设备40根据所述降噪波形输出降噪声源，以抵消外部噪音信息。
参考图2和图3，图2为所述电信号形式的外部噪音信息的波形示意图，图3为所述降噪波形的波形示意图，图4为图2和图3叠加后的波形示意图，从图4中可以看出，输出的降噪波形可以很好地抵消外部噪音信息，实现主动降噪功能。
在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中，参考图5，所述声音处理设备20还用于与移动通信设备50无线连接。
可选的，所述移动通信设备50可以为智能手机或智能平板电脑等。
可选的，所述移动通信设备50与所述声音处理设备20通过蓝牙协议连接，优选的，所述移动通信设备50与所述声音处理设备20通过TWS(True Wireless Stereo，真无线立体声)协议连接，以增强移动通信设备50与所述声音处理设备20之间的通信速度和通信稳定性。
在上述实施例的基础上，在本申请的又一个实施例中，所述声音处理设备20还用于获取所述移动通信设备50或所述机动车辆的导航语音信息，并控制所述第一声音输出设备30输出所述导航语音信息，控制所述第二声音输出设备40输出娱乐信息。
在本实施例中，所述车载人机交互系统实现了导航音分离的功能，即通过位于驾驶座头枕位置处的第一声音输出设备30输出所述导航语音信息给驾驶员，同时控制所述第二声音输出设备40输出娱乐信息，实现在为驾驶员提供清洗的导航语音信息的基础上，不牺牲其他乘客的视听享受的目的。
可选的，所述娱乐信息为广播声源信息或音乐声源信息。
其中，所述音乐声源信息可以是车载人机交互系统中存储的音乐，也可以是与车载人机交互系统连接的存储设备中存储的音乐，还可以是与车载人机交互系统连接的移动通信设备50传输的音乐，本申请对此并不做限定，具体视实际情况而定。
在上述实施例的基础上，在本申请的再一个实施例中，如图6所示，所述声音处理设备20包括：娱乐主机21和外置功放模块22；其中，
所述娱乐主机21与所述外置功放模块22通过CAN总线连接；
所述外置功放模块22与所述第一声音输出设备30、第二声音输出设备40和声音输入设备10均连接，其中，所述外置功放模块22与所述第一声音输出设备30通过TWS(TrueWireless Stereo，真无线立体声)协议连接。
相应的，所述第一声音输出设备30包括：主扬声器和从扬声器；
所述主扬声器通过TWS协议分别与所述外置功放模块22和从扬声器连接。
在本实施例中，所述主扬声器和从扬声器之间也基于TWS协议进行通信，即TWSMaster和TWS Slave，TWS协议可以实现左右声道的无线分离。主扬声器可以接受外置功放模块22传输的A2DP协议音频及AVRCP协议的流媒体控制信息，并将接收的信号传输给从扬声器。
在本申请的一个可选实施例中，所述娱乐主机21用于确定机动车辆的媒体音播放/语音场景，并根据所述媒体音播放/语音场景进行声场定位，在声场定位完成后控制所述第一声音输出设备30和第二声音输出设备40实现环绕声和/或氛围音效的功能。
具体地，娱乐主机21与外置功放模块22通过CAN通信，进行蓝牙连接操作、调节蓝牙音量大小等操作，另外娱乐主机21还可以配合来电/语音的场景做声场定位的处理，以此来实现环绕声和氛围音效的功能。
其中，环绕声功能旨在给用户的头部周围营造出一种更具空间感的声场，使得用户感觉声音从远处传来，而不是来自与耳边。
氛围音效功能可以实现根据场景播放例如大自然的流水声、鸟鸣声等，给用户带来一种身临其境的感觉。
相应的，本申请实施例还提供了一种机动车辆，包括如上述任一实施例所述的车载人机交互系统。
综上所述，本申请实施例提供了一种车载人机交互系统及机动车辆，其中，所述车载人机交互系统的声音处理设备可以根据声音输入设备传输的电信号形式的用户指令的频谱信息，查询预设数据库，在所述预设数据库中查询到与该频谱信息匹配的任一预设情绪频谱时，将与该预设情绪频谱对应的交互语音通过第一声音输出设备和/或第二声音输出设备输出，以实现识别用户输入的用户指令中蕴含的情绪，并根据识别出的用户情绪输出相应的交互语音的目的，以实现丰富车载人机交互系统与用户的交互功能和交互方式的目的。
另外，所述车载人机交互系统中位于驾驶座位头枕部位的第一声音输出设备与所述声音处理设备无线连接，避免了过多的线束连接导致的机动车辆的布线复杂问题，一定程度上降低了机动车辆的电气复杂程度。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种车载人机交互系统，其特征在于，应用于机动车辆，所述车载人机交互系统包括：声音输入设备、声音处理设备、第一声音输出设备和第二声音输出设备；其中，
所述声音输入设备与所述声音处理设备连接，用于获取用户指令，并将所述用户指令转换为电信号形式的用户指令向所述声音处理设备传输；
所述声音处理设备，用于根据所述电信号形式的用户指令的频谱信息，查询预设数据库，当所述电信号形式的用户指令的频谱信息与所述预设数据库中的任一预设情绪频谱匹配时，将与所述电信号形式的用户指令的频谱信息匹配的预设情绪频谱对应的交互语音通过所述第一声音输出设备和/或第二声音输出设备输出；所述预设数据库中存储有预设情绪频谱与电信号形式的用户指令的频谱信息的对应关系，以及所述预设情绪频谱与交互语音的对应关系；
所述第一声音输出设备设置于所述机动车辆的驾驶座位的头枕部位，且所述第一声音输出设备与所述声音处理设备无线连接；
所述第二声音输出设备设置于所述机动车辆的门板位置和/或后备箱位置和/或顶棚位置和/或其他车架朝向车内的位置。
2.根据权利要求1所述的车载人机交互系统，其特征在于，所述声音输入设备还用于获取外部噪音信息，并将所述外部噪音信息转换为电信号形式的外部噪音信息；
所述声音处理设备还用于根据所述电信号形式的外部噪音信息，基于主动降噪算法，生成与所述电信号形式的外部噪音信息波形相反的降噪波形，并控制所述第一声音输出设备和第二声音输出设备根据所述降噪波形输出降噪声源，以抵消外部噪音信息。
3.根据权利要求1所述的车载人机交互系统，其特征在于，所述声音处理设备还用于与移动通信设备无线连接。
4.根据权利要求3所述的车载人机交互系统，其特征在于，所述声音处理设备还用于获取所述移动通信设备或所述机动车辆的导航语音信息，并控制所述第一声音输出设备输出所述导航语音信息，控制所述第二声音输出设备输出娱乐信息。
5.根据权利要求4所述的车载人机交互系统，其特征在于，所述娱乐信息为广播声源信息或音乐声源信息。
6.根据权利要求1所述的车载人机交互系统，其特征在于，所述声音处理设备包括：娱乐主机和外置功放模块；其中，
所述娱乐主机与所述外置功放模块通过CAN总线连接；
所述外置功放模块与所述第一声音输出设备、第二声音输出设备和声音输入设备均连接，其中，所述外置功放模块与所述第一声音输出设备通过TWS协议连接。
7.根据权利要求6所述的车载人机交互系统，其特征在于，所述第一声音输出设备包括：主扬声器和从扬声器；
所述主扬声器通过TWS协议分别与所述外置功放模块和从扬声器连接。
8.根据权利要求6所述的车载人机交互系统，其特征在于，所述娱乐主机用于确定机动车辆的媒体音播放/语音场景，并根据所述媒体音播放/语音场景进行声场定位，在声场定位完成后控制所述第一声音输出设备和第二声音输出设备实现环绕声和/或氛围音效的功能。
9.根据权利要求1所述的车载人机交互系统，其特征在于，所述声音输入设备为麦克风。
10.一种机动车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的车载人机交互系统。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106803423A (zh) * 2016-12-27 2017-06-06 智车优行科技（北京）有限公司 基于用户情绪状态的人机交互语音控制方法、装置及车辆

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