CN1324740A - 车辆内置装置、汽车导航系统及监控装置 - Google Patents

Abstract

一种能够通过语音识别进行控制的车辆内置装置,其包括用于显示地图和其它信息的监视器和连接到监视器上的语音输入微音器。

Description

车辆内置装置、汽车导航系统及监控装置

本发明涉及车辆内置装置，更具体的是涉及装备有语音识别功能的汽车导航系统。

采用GPS(全球定位系统)的汽车导航系统已经广泛应用。这种汽车导航系统包括：显示装置(监视器)，用于显示地图信息等；主体装置，用于在其中容纳计算机处理单元等；遥控装置，用于将控制信息输入汽车导航系统等。

近来，配备具有语音识别功能的语音输入装置的汽车导航系统已投入使用，该语音输入装置作为除了遥控装置之外的用来将控制信息输入导航系统的一种装置。这种具有该语音输入装置的汽车导航系统包括语音输入微音器。常规上，这种微音器安装在如车辆内仪表板、转向轴、遮阳板、A柱等装置上，并且连接到从汽车导航系统主体装置引出的电缆上。

汽车导航系统的主要装置通常设置在后备箱(trunks)内而不是在座舱(cabins)内。因而，在具有语音输入装置的汽车导航装置中，微音器电缆从后备箱中引出并且连接到在座舱内仪表板等类似物上的微音器上。这就需要微音器电缆的长度长至7米。这也使得对微音器电缆的布线工作复杂化。

除了语音输入微音器之外，在汽车导航系统的语音输入装置中提供了噪音微音器用于向其中输入噪音信号，并且投入实际使用。输入进语音输入微音器中的信号是语音信号和噪音信号的混合。输入进噪音微音器中的信号主要是噪音信号。通过从语音输入微音器捕获的信号中减去噪音微音器捕获的信号只可以分离出语音信号。然而，配备两种微音器，即语音输入微音器和噪音微音器在成本方面是不利的。因此，理想的是优选的S/N(信号比噪音)比值采用单一微音器而实现。

用于解决该问题的语音输入装置在日本未审查的专利申请公开10-11084中公开。该公开的特征在于车辆内导航系统的语音输入装置包括用于将语音输入进语音输入装置中的微音器和用于完成遥控的导航无线遥控装置，从而采用语音识别使输入语音受到控制，其中微音器设置在导航无线遥控装置内。由于微音器设置在无线遥控装置内，用于将汽车导航系统的控制信号输入进导航系统中，所以不需要用于微音器电缆的布线工作。此外，当使用者向微音器输入语音时，人们可以对安装在遥控装置中的微音器讲话，同时使讲话者的嘴部接近遥控装置。因此，很少的噪音影响语音的输入。

如上所述，在该公开物中公开的能够解决常规问题的语音输入装置是有用的。

然而，使用者必须持有这种无线遥控装置，以便将语音输入进安装在无线遥控装置中的微音器中。当使用者在驾驶的时候输入语音时，语音输入可能干扰驾驶操作。

因而，本发明的一个目的是提供一种车辆内置装置，特别是，汽车导航系统，其不需要用于微音器的长电缆而且不需要或需要简单的微音器电缆布线工作。本发明另一个目的是提供车辆内置装置，特别是，防止语音输入与驾驶操作相互干扰的汽车导航系统。

为此，根据本发明的第一方面，提供了一种能够通过语音识别进行控制的车辆内置装置，包括用于显示地图和其他信息的监视器以及连接到监视器上的语音输入微音器。

本发明通过使微音器电缆从监视器引出而完成。在车辆内置装置中，监视器通常设置在仅表板上。因此，当微音器电缆从监视器引出并且微音器安置在如仪表板上时，电缆布线变得简单并且需要电缆布线的长度变得较短。此外，由于从监视器引出的微音器可以与仪表板分开安置在常规部件上，诸如转向轴、遮阳板、或A柱装置上，所以使用者不必持有微音器。

甚至取消微音器电缆自身也是可行的。前述问题可以通过将微音器在构成监视器的外壳中一体化而解决。在该情况下，由于没有微音器电缆，布线工作不是必须的。此外，由于微音器电缆没有在座舱中露出，所以不存在露出的电缆破坏外观的风险。

微音器可以直接或经由电缆连接到监视器上。根据微音器经由电缆连接到监视器上的形式，布线工作量相比于电缆从后备箱到座舱前部布线的常规情况大大降低。布线所需电缆的长度相比于常规情况大大降低。根据微音器直接连接到监视器上的形式，取消了布线的必要性。由于在座舱中缺少电缆布线，所以没有微音器电缆露出并且外观保持未被破坏。

当微音器经由电缆安装在监视器上时，监视器的安装部分是任意的。就是说，它可以安装在常规部件上，诸如仅表板、转向轴、遮阳板、或A柱装置上。

当微音器直接安装在监视器上时，微音器可以安装在监视器外壳外部，或者微音器可以安装在监视器外壳内部。

连接到监视器上的微音器数量可以为一个或不止一个。此外，电缆或微音器是可以连接的，从而可接装到监视器上。当微音器连接到监视器上时，微音器可以固定到监视器上。微音器以使微音器的取向可以调节这样的方式连接到监视器上。这是由于对于每个讲话者来说，将微音器方向性轴设置成最佳取向是理想的。改变微音器方向的方法手动完成或者通过诸如电机的驱动源完成。

本发明车辆内置装置的典型应用是汽车导航系统。根据本发明第二方面，汽车导航系统包括：用于识别输入语音的识别装置；用于显示来自识别装置的识别结果的监视器；以及与监视器一体连接的微音器，用于输入语音。本发明可以应用于其它车辆内置装置上，诸如汽车音频系统。

在车辆中，除了用于语音识别的语音之外，诸如发动机的噪音也被输入进微音器中。因而，可以在汽车导航系统中提供用于降低来自微音器的噪音输入的噪音降低装置。多种公知的噪音降低装置可以用作该噪音降低装置。当微音器直接连接到监视器上时，整个监视器的衍射作用提高微音器的灵敏度，这就防止了噪音。因此，在这种情况下，监视器用作噪音降低装置。

按照惯例，在用于语音的微音器以外，用于捕获噪音的微音器已经作为噪音降低装置了。在本发明中，用于语音的微音器设置在监视器的前表面和后表面的其中之一上，而用于噪音的微音器设置在另一表面上。就是说，根据本发明第三方面，监视器装置包括：用于显示地图和其它信息的监视器主体；设置在监视器主体前表面和后表面的其中之一上的语音输入微音器；以及设置在监视器主体另一表面上的噪音输入微音器。用于噪音的微音器作为噪音降低装置，并且其特征在于，用于噪音的微音器设置在监视器一个表面上，该表面是用于语音的微音器所在的监视器表面的相对表面。

本发明的进一步优点从下述优选实施例的说明中更加显而易见。

图1是示出了本发明第一实施例汽车导航系统的系统构造的方框图；

图2是示出了第一实施例的汽车导航系统识别装置构造的方框图；

图3是根据第一实施例的识别装置的流程图；

图4是根据第一实施例的监视器的前视图；

图5是根据第二实施例的监视器的前视图，微音器安装在监视器上；

图6是根据第二实施例的监视器的前视图，微音器从监视器上移走；

图7A和7B是示出了第二实施例的微音器构造的示意图；

图8A和8B是示出了第二实施例的微音器另一种构造的示意图；

图9是根据第三实施例的监视器的前视图；

图10是根据第三实施例的监视器的后视图；

图11是示出了用于降低噪音的电子机构一个示例的示意图；

图12是根据第四实施例的监视器的前视图；

图13是根据第四实施例的监视器的平面图；

图14是说明了声源预测方法的一个示例的示意图；

图15是根据第五实施例的监视器的侧视图；

图16是根据第五实施例的监视器的前视图。

第一实施例

图1示出了根据第一实施例的汽车导航系统的整个系统构造。汽车导航系统包括：用于控制整个导航系统的计算机处理单元1；用于进行定位的定位单元2；用作汽车导航系统操作单元的遥控器3；用于从遥控器3接收操作信息的接收单元4；用于向输入语音应用识别方法的识别单元5；以及用于显示地图和其它信息的监视器6。

计算机处理单元1包括：用于控制整个系统的CPU7；用于在其中存储预置程序的ROM8；用于在其中存储各种数据的RAM9；以及用于与定位单元2进行输入/输出操作的I/O电路单元10；接收单元4；识别单元5；监视器6等等。

定位单元2采用GPS进行定位。就是说，定位单元2根据1575.42MHZ的信号(电波)进行定位计算，该信号在接收天线(未示出)处被接收并且在近似于20000千米的高度处从多个(通常，四个或者更多)GPS卫星传送，然后定位单元2将表示当前位置的计算后的定位数据传送到计算机处理单元1。

该汽车导航系统的各种操作可以采用遥控器3进行。例如，该遥控器3可以使操作菜单显示在监视器6上、可以改变显示在监视器6上的电子地图的显示范围、可以在显示在监视器6上的各种操作菜单上移动光标等等。遥控器3将基于输入操作信息的信号无线传送到接收单元4中。该信号输入进计算机处理单元1中，在其中进行所需的操作。

监视器6连接到语音输入微音器40中。以和遥控器3相同的方式，汽车导航系统的各种操作还可以通过输入进该微音器40的语音受到控制，并且该操作的结果显示在监视器6上。例如，当一目标受到语音指示时，包括目标的地图信息显示在监视器6上。基于输入进微音器40的输入语音进行识别处理。

如图2所示，识别单元5包括：CPU51、用于在其中存储预置程序的ROM52、以及用于在其中存储各种数据的RAM53。识别单元5如图3所示进行识别处理。就是说，输入语音信号从模拟值转变成数字值。对转变后的语音信号进行噪音降低处理和随后的声音分解。在噪音降低处理中，可以采用公知的方法。在声音分析中，提取语音特征。此后，语音识别通过比较这些提取的特征和标准图案而完成，识别结果显示在监视器6上。

如图1所示，该汽车导航系统设置有储存介质11，用于在其中储存地图和其它信息。

图4示出了监视器6的前视图。该监视器6包括：显示单元61，用于显示地图和其它信息；以及监视器外壳62，用于在其中容纳显示单元61和类似物。微音器40的微音器电缆41从监视器6的监视器外壳62中引出。尽管微音器电缆41在本实施例中固定到监视器外壳62上，但是微音器电缆41可以接装在监视器外壳62上。

监视器6经由柱子63安装在座舱前部，如仪表板或者控制台盒子。当微音器40安装在诸如遮阳板或仪表板的常规位置时，对于布线，大约一米至两米的微音器电缆41就足够了。除了遮阳板或仪表板，微音器40可以安装在座舱的任意位置。然而，由于对微音器40的讲话者更可能为驾驶员或者位于驾驶员附近的人，所以微音器40可以安装在座舱前侧的任何部位上。

根据本实施例，由于监视器6设置在座舱的前部，用于微音器电缆41的布线工作比常规的布线工作简单，常规的布线工作中微音器电缆从后备箱布线直到座舱的前部。

在本实施例中，常规微音器和常规微音器电缆可以分别用作微音器40和微音器电缆41。例如，单向微音器或者不定向微音器可以用作微音器40。单向微音器由于其较少的噪音拾取特性所以是优选的。尽管本实施例中微音器40单独安装，但也可以安装多个微音器40。

第二实施例

本发明的第二实施例参照附图5和6描述。第二实施例的汽车导航系统的构造基本上与第一实施例的相同。第一实施例和第二实施例的主要差别在下文描述。

如图5所示，监视器160包括：显示单元161，用于显示地图和其它信息；以及监视器外壳162，用于在其中容纳显示单元161和类似物。微音器140在第二实施例中直接连接到监视器外壳162上，而在第一实施例中经由微音器电缆1连接到监视器外壳62上。此外，将要连接到微音器140上的连接器设置在监视器外壳162中。如图6所示，微音器140可接装到监视器外壳162上。

根据上述第二实施例，微音器140直接连接到监视器外壳162上。这样取消了用于微音器电缆的布线工作。此外，由于在座舱中没有电缆布线，所以微音器电缆不会暴露并且外观保持未被破坏。

此外，可以通过将微音器140直接连接到监视器160上而期望达到噪音降低效果，就是说，以整体方式在监视器160上安装微音器140。这是因为微音器140的灵敏度通过整个监视器160的衍射作用而得到提高。人们通过在听轻柔声音时将手掌放在耳朵后，可以感受由于衍射作用产生的灵敏度提高。

在第二实施例中，如图7A和7B所示，微音器140包括微音器主体141和微音器外壳142。尽管该微音器主体141采用单向微音器构造，但是将微音器主体141和微音器外壳142结合控制了方向性特性、放大了语音并且降低了噪音。单向微音器主体141的方向性通过在其前声音端子和后声音端子之间形成充分间距，即，两个声音端子之间的间距，而可以提高。

图7A示出了微音器140的前视图，图7B示出了微音器140的侧视图。具有通孔142h的微音器外壳142的剖面是梯形。微音器主体141设置在通孔142h穿透方向的中部。微音器主体141一个单元的两个声音端子之间间距为间距d1。通过将微音器主体141和微音器外壳142结合，微音器140两个声音端子之间间距d2可以增加，从而比微音器主体141两个声音端子之间间距d1大。市售的微音器主体141通常为简单的柱子，如图7所示。根据本发明，优点在于，两个声音端子之间间距可以通过如下方法增加，即将市售的微音器主体141与用于将微音器主体141安装在监视器160上的微音器外壳142结合。

尽管微音器外壳142在本实施例中为梯形的，但本发明并不局限于此。微音器外壳142可以呈任何形式，只要具有在监视器160上安装有微音器装置140以及增减两个声音端子之间间距的功能即可。

图8A和8B示出了微音器140的另一种构造。图8所示的微音器不同于图7所示微音器140之处在于通孔142i形成在微音器外壳142的较上部。除此之外，两种微音器在其构造方面基本上相同。空气流过通孔142i，防止太阳辐射等加热微音器140。

第三实施例

本发明的第三实施例参照附图9和10描述。第三实施例的汽车导航系统的构造基本上与第一和第二实施例的相同。前述实施例和第三实施例的主要差别在下文描述。图9和10分别示出了第三实施例的监视器260的前视图和后视图。

如图9所示，第三实施例的监视器260包括：显示单元261，用于显示地图和其它信息；以及监视器外壳262，用于在其中容纳显示单元261和类似物。微音器240在第三实施例中嵌在监视器外壳262内部，而在第二实施例中微音器140安装在监视器外壳162外部。

根据上述第三实施例，微音器240直接连接到监视器外壳262上。因此，以与第二实施例相同的方式，不需要用于微音器电缆的布线工作，这就意味着在座舱中微音器电缆不会暴露出来。而且，由于微音器240嵌在监视器外壳262中，微音器240未从监视器260向外伸出，不象第二实施例的微音器140。这就呈现出整洁的外观。

此外，由于微音器240以与第二实施例相同的方式安装在监视器260上，所以整个监视器260的衍射作用可以提高微音器240的灵敏度。

在第三实施例中，如图10所示，用于捕获噪音的噪音微音器241安装在监视器外壳262中监视器260的后侧上。图9所示的微音器240不仅捕获语音而且捕获噪音，而噪音微音器241捕获噪音。因此，只有语音信号可以通过从微音器240捕获的“语音信号+噪音信号”中减去噪音微音器241捕获的“噪音信号”而提取。

通过使一个微音器用于“语音信号+噪音信号”而另一个微音器用于“噪音信号”的只提取语音信号的技术已经是公知的。然而，诸如第三实施例结构的结构是新颖的，在于捕获“语音信号+噪音信号”的微音器240和捕获“噪音信号”的噪音微音器241分别设置在监视器260的前部和后部。

当微音器240和噪音微音器241分开设置时，由微音器240捕获的噪音信号和由噪音微音器241捕获的噪音信号之间产生差别。这就使从“语音信号+噪音信号”中减去“噪音信号”的处理不太实际。因此，理想的是微音器240和噪音微音器241设置成相互接近。然而，由于期望噪音微音器241捕获噪音信号，所以噪音微音器241应该设置在来自讲话者的语音很难被拾取的位置。鉴于此，微音器240和噪音微音器241不应设置成相互紧密接近。

然而，如第三实施例所示，监视器260通过在监视器260后侧设置噪音微音器241而阻塞来自讲话者的语音。这就意味着噪音微音器241设置在来自讲话者的语音难以被拾取的位置。这也满足了噪音微音器241应该设置在微音器240附近的这样一种需求。因此，从“语音信号+噪音信号”中减去“噪音信号”的处理变得有效。

在第三实施例中，尽管两个微音器240和两个噪音微音器241设置在监视器260上，但是本发明并不局限于此。另一种方案是，可以设置一个微音器240和一个噪音微音器241，或者可以设置三个或多个微音器240和三个或多个噪音微音器。尽管微音器240和噪音微音器设置在监视器260上部的两端，但是本发明并不局限于此。微音器240和噪音微音器241设置的位置可以根据自身数量适当地确定。

除了上述之外，噪音降低还可以采用如图11所示的电子装置进行。在图11中，M、A和τ分别表示微音器、放大器和一个取样延迟(sample delay)。这种公知的电子噪音降低装置可以用在本发明中。

第四实施例

本发明第四实施例参照图12和13进行描述。第四实施例的汽车导航系统的构造基本上与第一至第三实施例中的那些构造相同。前述实施例和第四实施例间的主要差别在下文描述。图12示出了第四实施例监视器360的前视图，图13示出了其平面图。

如图12所示，第四实施例的监视器360包括：显示单元361，用于显示地图和其它信息；以及监视器外壳362，用于在其中容纳显示单元361和类似物。在第四实施例中，微音器340以与第二实施例相同的方式直接连接到监视器外壳362上。在第二实施例中，微音器140可接装到微音器外壳162上，但是其取向不能改变。然而，在第四实施例中，微音器140构造成其取向可以改变。就是说，如图13所示，微音器340安装成相对于监视器360可旋转。因而，微音器340的方向性轴可以面对讲话者，即，声源。

微音器340的旋转可以手动进行或可以通过诸如电机的驱动源而进行。在以与第四实施例相同的方式提供多个微音器340的情况下，多个微音器340可以通过机械联接等同时旋转。尽管示出了在第四实施例中微音器340的取向是水平改变的，但微音器340的取向也可以垂直改变。

此外，微音器340最佳取向对于每个讲话者可以预置。当讲话者是驾驶员时，微音器340的取向改变使得微音器340朝向预置方向。例如，当一个家庭使用具有第四实施例的汽车导航系统时，微音器340的取向对于家庭中的每个驾驶员是预置的。当家庭中的一个成员驱动车辆时，读取他或她的微音器340的预置方向并且微音器340的取向根据预置取向而设置。

微音器340的预置取向可以采用声源预测方法实现。图14示出了声源预测方法的一个示例，其采用了图11所示的噪音降低装置。在该噪音降低装置中，当τ(一个取样延迟)施加到每个微音器M时，微音器系统的方向性轴可以通过软件由增加或减少延迟量而改变。例如，如图14所示，提供了四个均等间隔的微音器M1至M4。除了输出信号系统之外，设置有声音预测系统，其中延迟量如下文顺序地改变：

1)六个取样延迟施加到微音器M1的输出上，四个取样延迟施加到微音器M2的输出上，两个取样延迟施加到微音器M3的输出上，对微音器M4的输出不施加延迟，由此语音输出水平通过添加这些输出而得知；

2)微音器M1的输出上不施加延迟，两个取样延迟施加到微音器M2的输出上，四个取样延迟施加到微音器M3的输出上，六个取样延迟施加到微音器M4的输出上，由此语音输出水平通过添加这些输出而得知。

3)微音器M1至M4每一个的输出上不施加延迟，由此语音输出水平通过添加这些输出而得知。

声源预测方法通过在这些语音输出水平中选择最高水平、并随后重复相应延迟施加到相应微音器的方法而完成，其中得到了对输出信号系统的选定的最高语音输出水平。

除了上述声源预测方法之外，可以应用任何公知的方法以预置微音器340。

第五实施例

本发明第五实施例参照图15和16进行描述。第五实施例的汽车导航系统的构造基本上与第一实施例的相同。微音器440经由微音器电缆441连接到监视器460上。

如图15和16所示，第五实施例的监视器460包括：显示单元461，用于显示地图和其它信息；以及监视器外壳462，用于在其中容纳显示单元461和类似物。监视器460经由柱子470安装在座舱前部任意位置。通常安装在仅表板中部车辆宽度方向上。一个L形中空臂480从柱子470延伸以固定微音器440。微音器440设置在臂480的端部。微音器440设置在监视器460表面附近。微音器440经由微音器电缆441连接到监视器460上。微音器电缆441从监视器460后部引出，并且经由臂480的中空部连接到微音器440上。

当微音器140(,240或340)和监视器160(,260或360)直接连接时，如第二实施例(，第三或第四实施例)所示，整个监视器160(,260或360)的衍射作用可以提高微音器140(,240或340)的灵敏度。在第五实施例中，经由微音器电缆441连接到监视器460上的微音器440采用臂480设置，从而与监视器460的表面紧密接近。因此，整个监视器460的衍射作用可以提高微音器440的灵敏度。

Claims (7)

1．一种能够通过语音识别进行控制的车辆内置装置，包括：

一个用于显示地图和其它信息的监视器；以及一个连接到所述监视器上的语音输入微音器。

2．如权利要求1所述的车辆内置装置，其特征在于，所述微音器直接或经由电缆连接到所述监视器上。

3．如权利要求1和2其中一项所述的车辆内置装置，其特征在于，所述电缆或者所述微音器是连接的从而可接装到所述监视器上。

4．如权利要求3所述的车辆内置装置，其特征在于，所述微音器以使所述微音器的取向可调节的方式直接连接到所述监视器上。

5．如权利要求1至4其中一项所述的车辆内置装置，其特征在于，还包括用于降低所述微音器的噪音输入的噪音降低装置。

6．一种汽车导航系统，包括：

一个用于识别输入语音的识别单元；

一个用于显示来自所述识别单元的识别结果的监视器；以及

一个一体连接到所述监视器上的微音器，用于输入语音。

7．一种监视器装置，包括：

一个用于显示地图和其它信息的监视器主体；

一个在所述监视器主体的前表面和后表面其中之一上设置的语音输入微音器；以及

一个在所述监视器主体的另一表面上设置的噪音输入微音器。

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