CN1491827A - 一种操控交通工具的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种汽车、飞机等交通工具的驾驶员操纵和控制交通工具的装置。手写体识别技术原本用于文字输入，在本发明的技术方案中，将手写体识别技术应用于对交通工具进行操纵和控制。在驾驶交通工具的过程中，驾驶员目视前方，同时可以用手指在触控板上书写一些符号，计算机通过手写体识别系统识别输入的符号后，直接操纵相应的设备。本发明的装置能够使交通工具的驾驶员在目视前方的情况下，对交通工具进行操纵和控制，从而显著提高了驾驶安全性。

Description

一种操控交通工具的装置

发明领域

本发明涉及一种汽车、飞机等交通工具的驾驶员操纵和控制交通工具的装置。

技术背景

目前，随着科技的飞速发展，诸如汽车、飞机等交通工具不断更新换代，交通工具的结构越来越繁杂，功能越来越繁多。例如，新一代的汽车除包括与汽车行驶直接相关的设备外，还包括音响、视频设备等娱乐设备、定位导航等智能交通设备、空调系统、门窗、天窗、电动座椅等电动设备和其它设备等。当前，交通工具的驾驶员主要通过按键或开关对交通工具的设备进行操纵和控制。例如，欲开启汽车音响，则按击音响开关，于是音响被开启；欲降下电动车窗玻璃，则按击电动车窗玻璃升降按键，于是电动车窗玻璃被降下；等等。

现在所面临的问题是，在交通工具高速行驶中，为了保证行驶安全，驾驶员应当尽可能目视前方，但是，为了操控设备，驾驶员常常被迫把视线移开，在布满了各种各样按键和开关的控制面板上寻找操控设备的按键或开关，从而直接影响了驾驶安全。

当前很多研究机构正在研究使用语音识别技术操纵和控制交通工具，例如，驾驶员口述：“开启音响”，语音识别系统识别出驾驶员的声音命令后，由计算机系统开启音响设备，这样，驾驶员就可以在目视前方的同时控制车内设备了。然而，语音识别技术还未成熟，不但识别率不高，而且成本昂贵。

本发明的目的在于提出一种在驾驶员视线不离开前方或基本不离开前方的情况下，操纵和控制汽车、飞机等交通工具的装置。

技术方案

手写体识别技术原本用于文字输入。使用计算机系统进行文字编辑时，需要输入大量的文字，为了帮助那些不会使用键盘盲打的人更高效的输入大量文字，或者为了在没有键盘的掌上计算机系统上输入大量文字，人们发展了手写体识别技术。在本发明的技术方案中，手写体识别技术用于输入设备控制指令，直接对交通工具进行操纵和控制。在驾驶交通工具的过程中，驾驶员目视前方，同时可以用手指在触控板或其它手写笔迹传感器上书写一些符号，这些符号与不同的设备控制指令相对应，计算机通过手写体识别系统识别了输入的符号后，直接操纵相应的设备。

举例来说，通过手写输入，对交通工具的设备进行操纵和控制可以包括以下内容之一：

开启或关闭交通工具的设备；

启动或中止交通工具的设备的一项功能；

启动或关闭交通工具的计算机的应用软件程序；

操纵和控制交通工具上的通信设备；

对交通工具的计算机的人机界面的菜单项进行操作，前述操作可以包括以下之一：改变显示屏幕上的菜单项的操作；改变显示屏幕上菜单结构的操作；或者在显示屏幕上选定菜单项的操作等。

与现有的使用按键和开关控制交通工具的技术相比，本发明的装置能够使交通工具的驾驶员在目视前方的情况下，对交通工具进行操纵和控制，显著提高了驾驶安全性；同时，在面积较小的触控板上书写不同的字符就可以控制不同的设备，因而可以省去大量控制面板上的按键和开关，节省了空间。与通过语音识别控制交通工具的技术相比，本发明的装置识别准确率高，价格便宜，技术成熟。

图注

图1汽车、飞机等交通工具的驾驶员操纵和控制交通工具的装置的原理图。图中(1)为手写笔迹传感器，(2)为计算机处理装置，(3)为键盘，(4)为发声装置，(6)为显示屏，(7)为交通工具内的受控设备。

图2以黑色块表示手写笔迹传感器。手写笔迹传感器可以位于汽车或飞行器驾驶员座位右侧(12)，或者位于汽车驾驶员方向盘上(10)，或者位于汽车或飞行器的驾驶员座位的前方或侧前方的仪表控制面板上(11)。

图3两种识别手写输入控制字符的模式。

图4一种识别手写输入控制字符的模式。

应用实例

图1所示为汽车、飞机等交通工具的驾驶员操纵和控制交通工具的装置的原理图，包括：

一、手写笔迹传感器(1)，手写笔迹传感器包括一个有边界的表面；手写笔迹传感器位于交通工具的驾驶室内，当驾驶员位于驾驶席位上时，驾驶员的手指能够触及前述手写笔迹传感器；当手指或其它笔尖状物体在前述有边界的表面上书写时，前述手写笔迹传感器能够感知手指或笔尖状物体的笔迹，前述手写笔迹被传送给下述计算机处理装置。

如图2所示，通常手写笔迹传感器可以位于汽车或飞行器驾驶员座位右侧(12)，汽车或飞行器的方向盘上(10)，或者汽车或飞行器的驾驶员座位的前方或侧前方的仪表控制面板上(11)。

通常采用触控板作为手写笔迹传感器。另外，也可以采用触摸屏作为手写笔迹传感器，触摸屏除了具有触控板的功能外，还能显示图像和文字信息。

二、计算机处理装置(2)，前述计算机处理装置与前述手写笔迹传感器相联接，并且与交通工具的设备相联接；前述计算机处理装置能够接收前述手写笔迹，并对前述手写笔迹识别处理，根据识别处理的结果对交通工具的相应的设备(7)进行操纵和控制。

一般计算机处理装置由中央处理器、存储器、输入设备、输出设备和总线组成，其中输出设备可以通过专门的控制电路控制交通工具内的设备，计算机处理装置内还可以包括一些专门用途的协处理器和功能模块。

目前手写体识别技术已经非常成熟，手写体识别模块也包括在计算机处理装置中，一般手写体识别模块由软件程序实现，也有的手写体识别模块由硬件实现，或由软件和硬件共同实现。

当手指或其它笔状物体书写一个控制符号时，手指或其它笔状物体的手写笔迹被手写笔迹传感器传送给前述计算机处理装置，然后前述计算机处理装置利用手写体识别模块识别前述手写的控制符号，然后计算机处理装置根据识别结果对交通工具的相应的设备进行操纵和控制；前述所谓控制符号由一个或几个符号排列组合构成，所谓符号可以是以下之一：

1.包括汉字、笔划、拼音、西文字母、数字、标点符号等在内的各种文字

  字符；

2.包括有向线段、有向曲线、线段、折线、曲线、圆、椭圆、多边形在内

  的各种几何图形；

举例来说，手写输入控制符号“R”，计算机处理装置识别后自动打开汽车音响；手写输入控制符号“W”，计算机处理装置识别后自动升起前车门玻璃；手写输入控制符号“DES XXXX”，其中XXXX代表任意一个地址名称，计算机处理装置识别后在导航装置的屏幕上显示从当前汽车所在的位置到目的地XXXX的路径；手写输入控制符号“CALL XXXX”，其中XXXX代表任意一个电话号码，计算机处理装置识别后自动拨打电话XXXX；……等等。

三、与计算机处理装置相联接的信息发送装置，前述信息发送装置能够在计算机处理装置的控制下将信息通知驾驶员；信息发送装置可以是：

发声装置(4)，前述计算机处理装置能够控制前述发声装置发出声音信息。

显示屏(6)，前述计算机处理装置能够控制每个前述显示屏显示图像或文字信息。考虑到交通工具的驾驶员应当能够在驾驶过程中方便的阅读，一般每个字符在显示屏上所占面积应当大于0.25平方厘米。

四、与计算机处理装置相联接的信息输入装置，驾驶员可以通过前述信息输入装置向计算机处理装置输入信息。

信息输入装置可以由键盘(3)组成，键盘与前述计算机处理装置相联接，键盘中的每个按键代表一条信息。如果驾驶员按击前述键盘中的某个按键，则前述按键所代表的信息被输入。

也可以利用前述的手写笔迹传感器作为信息输入装置，它包括一段或几段存储于计算机处理装置内的计算机程序，该程序用于信息输入的处理工作。预先指定一个或几个符号，每个符号对应一条输入信息，前述符号可以是文字或数字或字符或标点符号或几何图形；驾驶员通过手写传感器手写输入前述符号；前述符号被前述计算机程序识别后，前述符号所对应的输入信息被输入。例如，在手写传感器上手写输入“1”，经过计算机程序识别后，字符“1”被输入。

计算机处理装置的基本工作流程为：

1.在计算机处理装置中存储若干控制符号，以及前述每条控制符号与设备

  控制指令的对应关系；

2.计算机处理装置利用手写体识别系统对输入的手写笔迹进行识别；

3.计算机处理装置识别出输入的控制符号后，计算机处理系统按照前述控

  制符号所对应的设备控制指令对交通工具的相应的设备进行操纵和控

  制。

当一个控制字符由几个字符组成时，手写输入控制符号可以有几种模式。

第一种模式如图3a、图3b和图3c所示，先输入控制字符的第一个字符，再输入下一个字符，直到输入最后一个字符。计算机处理装置分别识别每个字符后，将识别结果组合成控制字符。例如图3a中，计算机处理装置先识别出“P”；图3b中，再识别出“L”；图3c中，最后识别出“1”；因而最后的识别结果是“PL1”。这个模式的缺点是，驾驶员每写完一个字符都必须停顿一下，这样计算机处理系统才能够判断一个字符是否已经书写完毕。

第二种模式如图3d所示，按照正常从左到右的书写习惯，一次书写完成控制符号，再由计算机处理装置识别。例如图3d中，计算机处理装置在输入完成后识别出结果“PL1”。图3d所示模式的缺点是，在驾驶员目视前方时，很难严格按照从左到右的书写控制字符的每个字符；另外，为了容纳整个控制字符，触控板所占面积较大。

第三种模式如图4所示，一次书写完成控制符号的每个字符，书写的次序还是先写第一个字符，然后写下一个字符，直到最后一个字符。但是对字符与字符相对的位置关系不做限定，书写一个字符完成后也无需停顿就可以开始书写下一个字符。也就是说，计算机处理装置接受到整个控制字符的手写笔迹后，对手写笔迹进行识别。计算机处理装置在识别控制字符的过程中，不把控制字符的一个字符的手写笔迹与另一的字符的手写笔迹之间的相对位置关系作为识别要素，在书写控制字符的过程中，每个字符的手写笔迹在前述手写笔迹传感器的有边界的表面上的位置是任意的，即使控制字符中的一个字符的手写笔迹与另一个字符的手写笔迹在前述手写笔迹传感器的有边界的表面上的位置相互重叠，计算机处理装置也将手写笔迹识别为控制字符。例如图4中，图4a、图4b、图4c、图4d等不同的笔迹，最后识别的结果都是“PL1”。这种识别模式的优点是，驾驶员在书写过程中不必严格按照从左到右的书写习惯，这样，即使眼睛不注视手写笔迹传感器，也能准确输入；另外，手写笔迹传感器的表面面积不需很大。

手写体识别可能会发生识别错误的情况，为了确保不因为识别错误而误操作交通工具，在对手写笔迹的识别处理过程中，将识别的结果反馈给驾驶员，只有当驾驶员确认识别正确时，才按照识别的结果执行。

如果驾驶员通过信息输入装置将确认信号输入计算机处理系统，则按照识别结果对交通工具的相应的设备进行操纵和控制；如果驾驶员没有通过信息输入装置将确认信号输入计算机处理系统，则不对交通工具的相应的设备进行操纵和控制。例如，在手写传感器上手写输入“R”，经过计算机程序识别出“R”后，以语音通知驾驶员“打开音响”，驾驶员以手指点击触摸屏表示确认，计算机处理装置控制打开音响；又如，在手写传感器上手写输入“R”，经过计算机程序识别出“R”后，以语音通知驾驶员“R”，驾驶员按击键盘上的一个指定的按键表示确认，计算机处理装置控制打开音响。

另一种纠正识别错误的方式是，计算机处理装置对手写笔迹进行识别，找到与手写笔迹最相似的几个控制符号，每个控制符号对应一个候选的识别结果；由驾驶员从前述几个候选的识别结果中选择一个；计算机处理装置根据驾驶员选择的结果对交通工具的相应设备进行操纵和控制。

在计算机处理装置对手写笔迹进行识别的过程中，将若干条信息通过信息发送装置通知驾驶员；驾驶员通过信息输入装置从前述的若干条信息中选择一条信息，计算机处理装置根据驾驶员选择的结果对交通工具的相应的设备进行操纵和控制。

使用本发明所述的装置，可以方便的在驾驶过程中使用通信设备。第一种方式为，手写输入的前述控制字符中包含通信终端号码(电话号码)，计算机处理装置对手写笔迹进行识别和处理，并且操纵交通工具内的通信设备呼叫前述通信终端号码所对应的通信终端。例如，手写输入“CALL 789789”或“789789”，则自动拨打电话“789789”。第二种方式为，计算机处理装置中存储被叫名称、通信终端号码、被叫名称和通信终端号码两者之间的对应关系；手写输入的前述控制字符中包含被叫名称，计算机处理装置对手写笔迹进行识别和处理，找到与前述被叫名称相对应的通信终端号码，并且操纵交通工具内的通信设备呼叫前述通信终端号码所对应的通信终端。例如，设置TOM对应电话号码“234234”，手写输入“CALL TOM”或“TOM”，则自动拨打TOM对应的电话号码“234234”。

下面举例说明几种不同的工作流程。

在计算机处理装置的程序中，预先设定不同的控制符号对应不同的设备操作指令，例如，控制符号“R”对应打开汽车音响；控制符号“W”对应升起前车门玻璃；控制符号“DES XXXX”，(其中XXXX代表任意一个地址名称)，对应在导航装置屏幕上显示从当前汽车所在的位置到目的地XXXX的路径，……等等。

流程一，

1.等待驾驶员输入；

2.驾驶员在触控板上手写输入“R”；

3.手写笔迹被传入计算机处理装置，计算机处理装置识别出输入的控制符

  号“R”后，接通汽车音响电路，开启汽车音响，并且回到步骤1。

流程二，

1.等待驾驶员输入；

2.驾驶员在触控板上手写输入“R”；

3.手写笔迹被传入计算机处理装置，计算机处理装置识别出输入的控制符

  号“R”后，通过语音信号发声器和扬声器发出语音信号“打开音响”；

4.如果驾驶员使用手指点击触控板，则汽车音响电路被接通，开启汽车音

  响并且回到步骤1；如果在发出语音信号后的一个规定的时间段内(例如

  3秒内)，驾驶员未使用手指点击触控板，则计算机处理装置回到步骤1。

流程三，

1.等待驾驶员输入；

2.驾驶员在触控板上手写输入“R”；

3.手写笔迹被传入计算机处理装置，计算机处理装置识别出输入的控制符

  号“R”后，在显示屏上显示“打开音响”字样；

4.如果驾驶员使用手指点击触控板，则汽车音响电路被接通，开启汽车音

  响并且回到步骤1；如果在显示“打开音响”后的一个规定的时间段内(例

  如3秒内)，驾驶员未使用手指点击触控板，则计算机处理装置回到步

  骤1。

流程四，

1.等待驾驶员输入；

2.驾驶员在触控板上手写输入“R”；

3.手写笔迹被传入计算机处理装置，计算机处理装置识别后，将与输入的

  手写笔迹最相似的几个控制符号通知驾驶员，例如，与手写笔迹最相似

  的控制符号为“R”、“W”，则在液晶显示屏上显示信息“1.打开音响，2.

  升起前窗玻璃”；

4.如果驾驶员使用手指在触控板上书写数字“1”，经计算机处理装置识别

  后，汽车音响电路被接通，开启汽车音响，并且回到步骤1；如果驾驶

  员使用手指在触控板上书写数字“2”，经计算机处理装置识别后，前窗

  玻璃被升起，并且回到步骤1。

流程五，

1.等待驾驶员输入；

2.驾驶员在触控板上手写输入“DES北村”，其中“北村”是目的地地名；

3.手写笔迹被传入计算机处理装置，计算机处理装置识别后，发现多个地

  方都以“北村”为地名，则将这多个以“北村”为地名的地方通过语音

  信号发声器和扬声器发出语音信号通知驾驶员，语音通知为“1位于海

  淀的北村；2位于大兴的北村；  3位于通县的北村”；

4.如果驾驶员按击1键，则“海淀的北村”被输入系统，如果驾驶员按击

  2键，则“大兴的北村”被输入系统，如果驾驶员按击3键，则“通县

  的北村”被输入系；最后回到步骤1。

Claims (10)

1.一种汽车、飞机等交通工具的驾驶员操纵和控制交通工具的装置，其特征为，该装置包括：

手写笔迹传感器，手写笔迹传感器包括一个有边界的表面；手写笔迹传感器位于交通工具的驾驶室内，当驾驶员位于驾驶席位上时，驾驶员的手指能够触及前述手写笔迹传感器；当手指或其它笔尖状物体在前述有边界的表面上书写时，前述手写笔迹传感器能够感知手指或笔尖状物体的笔迹，前述手写笔迹被传送给下述计算机处理装置；

计算机处理装置，计算机处理装置与前述手写笔迹传感器相联接，并且与交通工具的设备相联接；前述计算机处理装置能够接收前述手写笔迹，并对前述手写笔迹识别处理，根据识别处理的结果对交通工具的相应的设备进行操纵和控制；计算机处理装置包含手写体识别模块；前述计算机处理装置利用手写体识别模块识别手写的控制符号，然后计算机处理装置根据识别结果对交通工具的相应的设备进行操纵和控制；前述所谓控制符号由一个或几个符号排列组合构成，所谓符号可以是以下两者之一：(1)包括汉字、笔划、拼音、西文字母、数字、标点符号等在内的各种文字字符，(2)包括有向线段、有向曲线、线段、折线、曲线、圆、椭圆、多边形等在内的各种几何图形。

2.根据权利要求1所述的汽车、飞机等交通工具的驾驶员操纵和控制交通工具的装置，其特征为，该装置还包括与计算机处理装置相联接的信息发送装置；与计算机处理装置相联接的信息输入装置；前述信息发送装置能够在计算机处理装置的控制下将信息通知驾驶员；驾驶员可以通过前述信息输入装置向计算机处理装置输入信息；

计算机处理装置的识别处理过程包括如下内容：计算机处理装置对手写笔迹进行识别，找到与手写笔迹最相似的几个控制符号，每个控制符号对应一个候选的识别结果；计算机处理装置通过前述信息发送装置将前述几个候选的识别结果通知驾驶员，由驾驶员利用前述信息输入装置从前述几个候选的识别结果中选择一个；计算机处理装置根据驾驶员选择的结果对交通工具的相应设备进行操纵和控制。

3.根据权利要求1所述的汽车、飞机等交通工具的驾驶员操纵和控制交通工具的装置，其特征为，该装置还包括与计算机处理装置相联接的信息发送装置；与计算机处理装置相联接的信息输入装置；前述信息发送装置能够在计算机处理装置的控制下将信息通知驾驶员；驾驶员可以通过前述信息输入装置向计算机处理装置输入信息；

计算机处理装置的识别处理过程包括如下内容：在计算机处理装置对手写笔迹进行识别的过程中，将识别的结果通过信息发送装置通知驾驶员；如果驾驶员通过信息输入装置将确认信号输入计算机处理装置，则计算机处理装置按照识别结果对交通工具的相应的设备进行操纵和控制；如果驾驶员没有通过信息输入装置将确认信号输入计算机处理装置，则计算机处理装置不对交通工具的相应的设备进行操纵和控制。

4.根据权利要求2或权利要求3所述的汽车、飞机等交通工具的驾驶员操纵和控制交通工具的装置，其中信息输入装置的特征为，

信息输入装置包括一段或几段存储于计算机处理装置内的用于信息输入的计算机程序；

指定一个或几个符号，每个符号对应一条输入信息，前述符号可以是文字或数字或字符或标点符号或几何图形；利用手写笔迹传感器，驾驶员手写输入前述符号；前述符号的手写笔迹被前述计算机程序识别后，前述符号所对应的输入信息被输入。

5.根据权利要求1所述的汽车、飞机等交通工具的驾驶员操纵和控制交通工具的装置，手写笔迹传感器位于汽车或飞行器驾驶员座位右侧，或者位于汽车或飞行器的方向盘上，或者位于汽车或飞行器的前方或侧前方的仪表控制面板上。

6.根据权利要求2或权利要求3所述的汽车、飞机等交通工具的驾驶员操纵和控制交通工具的装置，其特征为，其中信息发送装置是发声装置，前述计算机处理装置能够控制前述发声装置发出声音信息，将信息以声音方式通知驾驶员。

7.根据权利要求2或权利要求3所述的汽车、飞机等交通工具的驾驶员操纵和控制交通工具的装置，其特征为，其中信息发送装置是显示屏；前述计算机处理装置能够控制前述显示屏显示图像或文字信息，并且每个文字字符在显示屏上所占面积大于0.25平方厘米。

8.根据权利要求1所述的汽车、飞机等交通工具的驾驶员操纵和控制交通工具的装置，其中计算机处理装置对输入的手写笔迹进行识别和处理，当被输入的控制字符由多个字符排列组成时，其特征为，对手写笔迹的识别和处理过程包含以下内容：

在书写前述控制字符的过程中，每个前述字符的手写笔迹在前述手写笔迹传感器的有边界的表面上的位置是任意的，即使控制字符中的一个字符的手写笔迹与另一个字符的手写笔迹在前述手写笔迹传感器的有边界的表面上的位置相互重叠，计算机处理装置也将手写笔迹识别为控制字符。

9.根据权利要求1所述的汽车、飞机等交通工具的驾驶员操纵和控制交通工具的装置，其特征为，手写输入的前述控制字符中包含通信终端号码，计算机处理装置对手写笔迹进行识别和处理，并且操纵交通工具内的通信设备呼叫前述通信终端号码所对应的通信终端。

10.根据权利要求9所述的汽车、飞机等交通工具的驾驶员操纵和控制交通工具的装置，其特征为，计算机处理装置中存储被叫名称、通信终端号码、被叫名称和通信终端号码两者之间的对应关系；手写输入的前述控制字符中包含被叫名称，计算机处理装置对手写笔迹进行识别和处理，找到与前述被叫名称相对应的通信终端号码，并且操纵交通工具内的通信设备呼叫前述通信终端号码所对应的通信终端。

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