CN117719532A - 多通道车载座椅振动反馈系统、方法与相关设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多通道车载座椅振动反馈系统、方法与相关设备，该系统包括信号输入模块，用于获取汽车系统采集到的或输出的至少一个交互信号；信号处理模块，用于对每一所述交互信号进行数据流转换，得到对应的待处理信号；多通道数据处理模块，用于对所述待处理信号按照预设信号处理方法进行预处理，得到多通道信号；驱动模块，用于根据所述多通道信号，通过至少一个反馈输出通道输出用于驱动汽车座椅振动和/或发声的驱动信号；执行模块，用于根据每一单独的所述触觉反馈输出通道输出的所述驱动信号驱动汽车座椅的执行器实现振动和/或发声。相较于现有技术，本发明信号反馈效果更精确丰富，使用体验更佳。

Description

多通道车载座椅振动反馈系统、方法与相关设备

【技术领域】

本发明涉及一种振动反馈系统，尤其涉及一种多通道车载座椅振动反馈系统、方法与相关设备。

【背景技术】

多功能的汽车座椅现已集成振动功能和发声功能，汽车座椅的振动反馈是一种较好的传递接管信息的方式，能够提高人机交互的质量和安全性。

现有技术中，自动驾驶状态下的驾驶员可能在进行各类非驾驶相关行为(NDRT)，这些非驾驶相关行为占用了驾驶员视觉、听觉等感觉通道，让驾驶员分神。在这样的情况下，驾驶过程中的视觉和听觉的接管提醒等反馈都有可能被驾驶员忽视。但是，如果座椅能够产生振动反馈，那么坐在驾驶座上的驾驶员就能够始终获得来自座椅的振动信息，因此这种方法不易遗漏触觉反馈。

然而，现有的汽车座椅触觉反馈技术应用有限，本质缺少有效的触觉反馈技术方案。

因此，有必要提供一种新的车载座椅振动反馈系统来解决上述问题。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是提供一种振动和声音反馈效果更精确的多通道车载座椅振动反馈系统、方法与相关设备。

为解决上述技术问题，第一方面，本发明提供了一种多通道车载座椅振动反馈系统，包括：

信号输入模块，用于获取汽车系统采集到的或输出的至少一个交互信号；

信号处理模块，用于对每一所述交互信号进行数据流转换，得到对应的待处理信号；

多通道数据处理模块，用于对所述待处理信号按照预设信号处理方法进行预处理，得到多通道信号；

驱动模块，用于根据所述多通道信号，通过至少一个反馈输出通道输出用于驱动安装于汽车座椅的执行器振动和/或发声的驱动信号；

执行模块，用于根据每一单独的所述反馈输出通道输出的所述执行器实现振动和/或发声；其中，所述执行器包括振动马达、扬声器中的至少一种。

优选的，所述信号处理模块还用于：

使用预设机器学习算法对所述交互信号进行识别分析，并将单个所述交互信号分离为多个具有不同信号特征的信号，每个具有不同特征的信号作为新的交互信号进行数据流转换处理。

优选的，所述多通道数据处理模块具体用于：

根据不同的所述交互信号对应的预设交互场景，将与所述交互信号对应的所述待处理信号分配到不同的信号通道中，以得到所述多通道信号。

优选的，每一所述信号通道与至少一个所述反馈输出通道对应，每一所述反馈输出通道与单独的所述汽车座椅的所述执行器对应。

优选的，所述驱动模块还用于：

根据所述汽车座椅的振动发声特性对所述驱动信号进行数字放大处理。

优选的，所述预设信号处理方法包括信号采样、信号编解码、信号降噪、信号过滤、根据信号类型从预设数据库中进行调用中的至少一种。

优选的，所述预设机器学习算法包括声音特征提取与分类算法、图像特征提取与分类算法、基于声音的有监督及无监督的机器学习算法、基于图像的有监督及无监督的机器学习算法中的至少一种。

第二方面，本发明还提供一种多通道车载座椅振动反馈方法，所述多通道车载座椅振动反馈方法包括以下步骤：

获取汽车系统采集到的或输出产生的至少一个交互信号；

对每一所述交互信号进行数据流转换，得到对应的待处理信号；

对所述待处理信号按照预设信号处理方法进行预处理，得到多通道信号；

根据所述多通道信号，通过至少一个反馈输出通道输出用于驱动安装于汽车座椅的执行器振动和/或发声的驱动信号；

根据每一单独的所述反馈输出通道输出的所述驱动信号驱动所述执行器实现振动和/或发声；其中，所述执行器包括振动马达、扬声器中的至少一种。

第三方面，本发明还提供一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的多通道车载座椅振动反馈程序，所述处理器执行所述多通道车载座椅振动反馈程序时实现如上所述的多通道车载座椅振动反馈方法中的步骤。

第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有多通道车载座椅振动反馈程序，所述多通道车载座椅振动反馈程序被处理器执行时实现如上所述的多通道车载座椅振动反馈方法中的步骤。

与相关技术相比，本发明多通道车载座椅振动反馈系统，包括信号输入模块，用于获取汽车系统采集到的或输出的至少一个交互信号；信号处理模块，用于对每一所述交互信号进行数据流转换，得到对应的待处理信号；多通道数据处理模块，用于对所述待处理信号按照预设信号处理方法进行预处理，得到多通道信号；驱动模块，用于根据所述多通道信号，通过至少一个反馈输出通道输出用于驱动汽车座椅振动和/或发声的驱动信号；执行模块，用于根据每一单独的所述触觉反馈和音频输出通道的所述驱动信号驱动汽车座椅进行振动和/或发声。本发明基于多功能汽车座椅的特点，设计了针对汽车与驾驶员、乘客之间不同交互场景来生成多通道的驱动信号，并通过单独控制输出通道的方式实现多功能汽车座椅的振动和发声的控制，从而使得信号反馈给驾驶员、乘客的效果更精确丰富，提升了使用体验。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明实施例提供的多通道车载座椅振动反馈系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的多通道车载座椅振动反馈系统在导航场景下的振动示意图；

图3为本发明实施例提供的多通道车载座椅振动反馈系统在避障场景下的振动示意图；

图4是本发明实施例提供的多通道车载座椅振动反馈方法的步骤流程示意图；

图5是本发明实施例提供的计算机设备的结构示意图。

【具体实施方式】

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1是本发明实施例提供的多通道车载座椅振动反馈系统的结构示意图，所述多通道车载座椅振动反馈系统100结构包括：

信号输入模块101，用于获取汽车系统采集到的或输出的至少一个交互信号；

信号处理模块102，用于对每一所述交互信号进行数据流转换，得到对应的待处理信号；

多通道数据处理模块103，用于对所述待处理信号按照预设信号处理方法进行预处理，得到多通道信号；

驱动模块104，用于根据所述多通道信号，通过至少一个反馈输出通道输出用于驱动安装于汽车座椅的执行器振动和/或发声的驱动信号；

执行模块105，用于根据每一单独的所述反馈输出通道输出的所述驱动信号驱动所述执行器实现振动和/或发声；其中，所述执行器包括振动马达、扬声器中的至少一种。

具体的，所述信号处理模块102还用于：

使用预设机器学习算法对所述交互信号进行识别分析，并将单个所述交互信号分离为多个具有不同信号特征的信号，每个具有不同特征的信号作为新的交互信号进行数据流转换处理。

本发明实施例中的所述交互信号指的是汽车系统与驾驶员、乘客之间产生交互时产生的数字信号，以及汽车系统通过传感器、摄像头等设备采集到的数字信号，这些信号根据使用场景的不同会产生区别，包括但不限于导航指令、传感器信号、语音信号等，实施过程中可以根据需要进行确定。

所述预设机器学习算法包括声音特征提取与分类算法、图像特征提取与分类算法、基于声音的有监督及无监督的机器学习算法、基于图像的有监督及无监督的机器学习算法中的至少一种。所述信号处理模块102可以基于具有一定算力的处理器单元实现，考虑到现有的汽车系统均配备了基于计算机的控制中心，因此所述信号处理模块102可以基于现有的控制中心实现。

所述预设机器学习算法可以集成于汽车的控制中心中，并由处理器单元调用以进行信号处理。对于不同类型的所述交互信号，可以调用不同的所述预设机器学习算法进行处理，例如声音、振动的信号可以使用不同的所述预设机器学习算法进行处理，从而突出其信号特征。

所述多通道数据处理模块103具体用于：

根据不同的所述交互信号对应的预设交互场景，将与所述交互信号对应的所述待处理信号分配到不同的信号通道中，以得到所述多通道信号。

实施过程中，所述多通道数据处理模块103可以基于多声道声卡装置实现，对应的，所述信号处理模块102输出的所述待处理信号需要是多声道声卡装置能够识别的信号，例如音视频数据流。所述多通道数据处理模块103使用所述预设信号处理方法对所述待处理信号进行处理，这个处理方法包括信号采样、信号编解码、信号降噪、信号过滤、根据信号类型从预设数据库中进行调用中的至少一种。

具体的，所述多通道信号实际上是由多个不同的所述交互信号转换后、通过在不同信号通道中融合得到的信号，也就是说，所述多通道信号中集成了多个所述交互信号的特征。

每一所述信号通道与至少一个所述反馈输出通道对应，每一所述反馈输出通道与单独的所述汽车座椅的所述执行器对应。

本发明实施例中的所述汽车座椅指的是如背景技术中提到的多功能汽车座椅，其设有振动马达和/或扬声器，具有通过振动马达振动、通过扬声器发声的功能，实施过程中所述执行单元可以基于这些振动马达、扬声器实现。所述反馈输出通道是所述驱动模块104与所述执行模块105之间的数据传输通道，而每一所述反馈输出通道与单独的所述汽车座椅的振动马达或扬声器对应，根据其对应执行器的类型，实施过程中，可以将所述反馈输出通道修改为触觉反馈输出通道和音频反馈输出通道。一般的，汽车座椅为了提高振动和发声效果，会在内部集成多个振动马达和扬声器，并且其位置还会根据座椅的形状分布于不同的位置，不同位置的振动马达和扬声器产生振动或发声时，对应给驾驶员起到的提示作用与内容也有所不同。本发明实施例中，将每一所述反馈输出通道与单独的所述汽车座椅的振动马达或扬声器对应，目的在于根据具体的交互信号的不同来驱动不同的振动马达或扬声器，从而产生特定的反馈。

所述驱动模块104还用于：

根据所述汽车座椅的振动发声特性对所述驱动信号进行数字放大处理。

为便于理解，本发明实施例针对不同的汽车交互场景的对本发明实施例中的多通道车载座椅振动反馈系统100的使用流程进行说明：

第一、在导航场景中，多通道车载座椅振动反馈系统100所产生的效果可以是将导航、行车等信息通过座椅振动传递给驾驶员：

在左右转弯，左右变道，有车靠近等情况下，图2描述了在汽车座椅包含8个振动马达、并能够分别产生振动的情况下，通过不同振动马达之间的同时或依次振动来区分不同导航情况的实施方式。此时，交互信号为导航系统产生的导航指令，不同的导航指令通过所述多通道数据处理模块103处理后得到包含不同振动效果的所述多通道信号，其中，每一信号通道中的振动效果会通过所述反馈输出通道与汽车座椅中的一个的振动马达对应，使得汽车座椅中的每个振动马达能够进行单独控制；

有人、车或其他障碍物靠近时，图3描述了在汽车座椅包含8个振动马达、并能够分别产生振动的情况下，通过不同振动马达之间的同时或依次振动来区分不同障碍物方位的实施方式。此时，交互信号为传感器组成的汽车障碍识别系统产生的传感信号。运用座椅的振动进行危险警示，并通过分区振动准确提示障碍物方位；

上述使用场景中，本发明实施例的所述多通道车载座椅振动反馈系统100可以在视觉和听觉缺失的情况下，通过触觉辅助用户进行安全行驶或进行危险警示，加强信息提示的区分度，降低用户的学习成本，提高道路行车安全。

第二，多通道车载座椅振动反馈系统100所产生的效果可以是将多媒体等信息通过座椅振动和发声传递给驾驶员：

在汽车内播放音乐的情况下，交互信号为音乐的音频数据，不同的音频数据可以通过所述信号处理模块102，调用特定的预设机器学习算法进行处理，从而得到包含不同特征(如：人声与不同乐器等)的音频数据，按照一定的规则对音频数据处理后得到之后，通过所述多通道数据处理模块103处理，得到在不同信号通道中的、包含不同音乐特征的多通道振动与音频信号，车载座椅中的不同马达在接收到驱动信号后能够分别独立工作，从而实现区分内容的立体触感效果，并与音乐同步播放，提升音乐的立体感、韵律感与丰富性；

在汽车内播放影音的情况下，交互信号为影音的视频流数据，因为视频流中既包含了音频、也包含了视频，视频流数据可以通过所述信号处理模块102，调用特定的预设机器学习算法进行处理，从而得到包含不同声音特征和振动特征在内的待处理信号，之后，通过所述多通道数据处理模块103处理，得到在不同信号通道中的、包含不同振动数据和音频数据的所述多通道信号，车载座椅中的不同振动马达和扬声器在接收到驱动信号后能够分别独立工作，从而实现区分内容的立体振动和环绕的立体音响效果；

上述使用场景中，所述信号处理模块102基于所述预设机器学习算法进行处理，从音视频数据中识别如汽车轰鸣、物体碰撞等不同事件，对于识别到的不同事件，可实时分析事件特征，如声音频谱、时域包络等，根据算法中预设的触感生成策略，生成相应的振动信号；也可以根据预设策略，从效果库中调取该事件对应的振动信号，并依据事件特征对振动信号进行处理。

在汽车内游玩游戏的情况下，交互信号为游戏的数据，游戏数据与音频的区别在于，除了包含所有游戏内音视频数据外，还可以包含多种通过控制器输入的信号，同样的，这些数据可以通过所述信号处理模块102，调用特定的预设触感生成策略或机器学习算法进行处理，从而得到包含不同声音特征和振动特征在内的待处理信号，之后，通过所述多通道数据处理模块103处理，得到在不同信号通道中的、包含不同振动数据和音频数据的所述多通道信号，车载座椅中的不同振动马达和扬声器在接收到驱动信号后能够分别独立工作，可以实现更加惊艳的游戏体验。

上述使用场景中，所述信号处理模块102依据游戏内的交互参数对振动信号进行动态实时调整，振动信号的控制维度包括但不限于：强度、频率、包络曲线等。

另外，本发明实施例中的每一所述多通道数据与至少一个所述反馈输出通道对应，每一所述触觉反馈输出通道与单独的所述汽车座椅的振动马达或扬声器对应，因此可以根据实际需要，将每个交互信号对应产生的振动信号分为多个振动文件；而每个交互事件对应的振动信号，可以被分配到一个或多个振动马达上，从而实现根据不同车载座椅的特性实现更好的振动或发声效果。

与相关技术相比，本发明多通道车载座椅振动反馈系统，包括信号输入模块，用于获取汽车系统采集到的或输出的至少一个交互信号；信号处理模块，用于对每一所述交互信号进行数据流转换，得到对应的待处理信号；多通道数据处理模块，用于对所述待处理信号按照预设信号处理方法进行预处理，得到多通道信号；驱动模块，用于根据所述多通道信号，通过至少一个反馈输出通道输出用于驱动汽车座椅振动和/或发声的驱动信号；执行模块，用于根据每一单独的所述触觉反馈和音频输出通道的所述驱动信号驱动汽车座椅进行振动和/或发声。本发明基于多功能汽车座椅的特点，设计了针对汽车与驾驶员、乘客之间不同交互场景来生成多通道的驱动信号，并通过单独控制输出通道的方式实现多功能汽车座椅的振动和发声的控制，从而使得信号反馈给驾驶员、乘客的效果更精确丰富，提升了使用体验。

本发明还提供一种多通道车载座椅振动反馈方法，如图4所示，图4是本发明实施例提供的多通道车载座椅振动反馈方法的步骤流程示意图，所述多通道车载座椅振动反馈方法包括以下步骤：

201、获取汽车系统采集到的或输出的至少一个交互信号；

202、对每一所述交互信号进行数据流转换，得到对应的待处理信号；

203、对所述待处理信号按照预设信号处理方法进行预处理，得到多通道信号；

204、根据所述多通道信号，通过至少一个反馈输出通道输出用于驱动安装于汽车座椅的执行器振动和/或发声的驱动信号；

205、根据每一单独的所述反馈输出通道输出的所述驱动信号驱动所述执行器实现振动和/或发声；其中，所述执行器包括振动马达、扬声器中的至少一种。

所述多通道车载座椅振动反馈方法能够基于如上所述的多通道车载座椅振动反馈系统100实现，且能实现同样的技术效果，参上述实施例中的描述，此处不再赘述。

本发明实施例还提供一种计算机设备，请参照图5，图5是本发明实施例提供的计算机设备的结构示意图，所述计算机设备300包括：存储器302、处理器301及存储在所述存储器302上并可在所述处理器301上运行的多通道车载座椅振动反馈程序。

所述处理器301调用所述存储器302存储的多通道车载座椅振动反馈程序，执行本发明实施例提供的多通道车载座椅振动反馈方法中的步骤，请结合图4，具体包括以下步骤：

201、获取汽车系统采集到的或输出的至少一个交互信号；

202、对每一所述交互信号进行数据流转换，得到对应的待处理信号；

203、对所述待处理信号按照预设信号处理方法进行预处理，得到多通道信号；

204、根据所述多通道信号，通过至少一个反馈输出通道输出用于驱动安装于汽车座椅的执行器振动和/或发声的驱动信号，每一所述驱动信号与每一所述交互信号单独对应；

205、根据每一单独的所述反馈输出通道输出的所述驱动信号驱动所述执行器实现振动和/或发声；其中，所述执行器包括振动马达、扬声器中的至少一种。

本发明实施例提供的计算机设备300能够实现如上述实施例中的多通道车载座椅振动反馈方法中的步骤，且能实现同样的技术效果，参上述实施例中的描述，此处不再赘述。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有多通道车载座椅振动反馈程序，该多通道车载座椅振动反馈程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的多通道车载座椅振动反馈方法中的各个过程及步骤，且能实现相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存取存储器(Random AccessMemory，简称RAM)等。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多通道车载座椅振动反馈系统，其特征在于，包括：

信号输入模块，用于获取汽车系统采集到的或输出的至少一个交互信号；

信号处理模块，用于对每一所述交互信号进行数据流转换，得到对应的待处理信号；

多通道数据处理模块，用于对所述待处理信号按照预设信号处理方法进行预处理，得到多通道信号；

驱动模块，用于根据所述多通道信号，通过至少一个反馈输出通道输出用于驱动安装于汽车座椅的执行器振动和/或发声的驱动信号；

执行模块，用于根据每一单独的所述反馈输出通道输出的所述驱动信号驱动所述执行器实现振动和/或发声；其中，所述执行器为振动马达、扬声器中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的多通道车载座椅振动反馈系统，其特征在于，所述信号处理模块还用于：

使用预设机器学习算法对所述交互信号进行识别分析，并将单个所述交互信号分离为多个具有不同特征的信号，每个具有不同特征的信号作为新的交互信号进行数据流转换处理。

3.根据权利要求1所述的多通道车载座椅振动反馈系统，其特征在于，所述多通道数据处理模块具体用于：

根据不同的所述交互信号对应的预设交互场景，将与所述交互信号对应的所述待处理信号分配到不同的信号通道中，以得到所述多通道信号。

4.根据权利要求3所述的多通道车载座椅振动反馈系统，其特征在于，每一所述信号通道与至少一个所述反馈输出通道对应，每一所述反馈输出通道与单独的所述汽车座椅的所述执行器对应。

5.根据权利要求1所述的多通道车载座椅振动反馈系统，其特征在于，所述驱动模块还用于：

根据所述汽车座椅的振动发声特性对所述驱动信号进行数字放大处理。

6.根据权利要求1所述的多通道车载座椅振动反馈系统，其特征在于，所述预设信号处理方法包括信号采样、信号编解码、信号降噪、信号过滤、根据信号类型从预设数据库中进行调用中的至少一种。

7.根据权利要求2所述的多通道车载座椅振动反馈系统，其特征在于，所述预设机器学习算法包括声音特征提取与分类算法、图像特征提取与分类算法、基于声音的有监督及无监督的机器学习算法、基于图像的有监督及无监督的机器学习算法中的至少一种。

8.一种多通道车载座椅振动反馈方法，其特征在于，所述多通道车载座椅振动反馈方法包括以下步骤：

获取汽车系统采集到的或输出的至少一个交互信号；

对每一所述交互信号进行数据流转换，得到对应的待处理信号；

对所述待处理信号按照预设信号处理方法进行预处理，得到多通道信号；

根据所述多通道信号，通过至少一个反馈输出通道输出用于驱动安装于汽车座椅的执行器振动和/或发声的驱动信号；

根据每一单独的所述反馈输出通道输出的所述驱动信号驱动所述执行器实现振动和/或发声；其中，所述执行器包括振动马达、扬声器中的至少一种。

9.一种计算机设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的多通道车载座椅振动反馈程序，所述处理器执行所述多通道车载座椅振动反馈程序时实现如权利要求8所述的多通道车载座椅振动反馈方法中的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有多通道车载座椅振动反馈程序，所述多通道车载座椅振动反馈程序被处理器执行时实现如权利要求8所述的多通道车载座椅振动反馈方法中的步骤。