CN202025281U - 车载人机交互装置及车载系统 - Google Patents

Abstract

一种车载人机交互装置，包括：适于产生内部手势数据的数据生成单元；与所述数据生成单元相连接，适于由启动命令触发，向用户输出所述内部手势数据的数据输出单元；适于由所述启动命令触发，采集用户发出的外部手势数据并识别其中包含的手势信息的数据采集单元；与所述数据采集单元和数据生成单元相连接的数据比对单元。本实用新型还提供了一种包括上述车载人机交互装置的车载系统，所述车载人机交互装置和车载系统，增强人与车载系统之间的互动，增强车载系统的娱乐功能，改善车载系统枯燥无味的使用性能。

Description

车载人机交互装置及车载系统

技术领域

本实用新型涉及车载系统技术，尤其是一种车载人机交互装置及车载系统。

背景技术

汽车作为人们的日常交通工具已经拥有了120多年的历史，在此期间随着科技的发展，汽车也经历了日新月异的变化。伴随着汽车技术的不断发展与进步，车载系统作为汽车的辅助产品，逐渐走进人们的生活。传统的车载系统一般包括车载监控系统、车载GPS系统、3G车载系统、车载信息系统等。随着生活水平的提高，生活需求的不断增加，人们对车载系统的功能和性能的要求也越来越高，不仅仅限于导航、定位等功能，娱乐功能也逐渐成为车载系统的一个发展方向。

目前，由于汽车数量的大幅度增加，经常会出现堵车的情况，有时堵车的时间长至几个小时。司机在这漫长的几小时中，只能枯坐干等，这极为破坏司机的心情。另外，对于乘客来讲，由于在司机驾驶过程中，不方便与司机交谈，妨碍司机的驾驶，因此对于长途乘客来讲，漫长的旅途特会变得枯燥无味。

专利号为ZL 200610060456.2的发明专利，公开了一种车载多媒体娱乐系统以及该系统实现静态图像动态显示的方法，解决了车载系统只能以静态画面显示呆板、缺乏动感的问题。但是增强人与车载系统之间的互动，增强车载系统的娱乐功能，改善车载系统枯燥无味的使用性能，提高用户的体验度，成为目前车载系统的发展方向。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是增强人与车载系统之间的互动，增强车载系统的娱乐功能，提高用户的体验度。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种车载人机交互装置，包括：

适于产生内部手势数据的数据生成单元，所述内部手势数据包含多种手势信息中的一种，所述多种手势信息具有不同的等级；

与所述数据生成单元相连接，适于由启动命令触发，向用户输出所述内部手势数据的数据输出单元；

适于由所述启动命令触发，采集用户发出的外部手势数据并识别其中包含的手势信息的数据采集单元；

与所述数据采集单元和数据生成单元相连接，适于对所述外部手势数据与所述内部手势数据中所包含的手势信息的等级进行比对，并将比对结果输出至用户的数据比对单元。

可选的，所述车载人机交互装置还包括：与所述数据比对单元相连，适于获取所述比对结果，对外部手势数据中的手势信息的等级高于内部手势数据中的手势信息的等级的连续次数进行计数并将计数结果输出至用户的结果计数单元。

可选的，所述数据采集单元包括摄像头、照相机、键盘和/或麦克风。

可选的，所述数据输出单元包括显示器和/或扬声器。

可选的，所述启动命令为用户发出的语音信号，所述数据输出单元包括：

适于获取所述启动命令的语音输入模块；

适于与所述语音输入模块连接，由所述启动命令触发，将所述内部手势数据输出的数据输出模块。

可选的，所述语音输入模块包括麦克风。

可选的，所述启动命令为用户发出的文字信号，所述数据输出单元包括：

适于获取所述启动命令的文字输入模块；

适于与所述文字输入模块连接，由所述启动命令触发，将所述内部手势数据输出的数据输出模块。

可选的，所述文字输入模块包括键盘和/或手写板。

可选的，所述数据生成单元包括：

适于从所述多种手势信息中随机抽选出其中一种的伪随机模块；

与所述伪随机模块相连，适于将所述伪随机模块抽选出的手势信息转换为相应的内部手势数据的转换模块。

可选的，所述数据比对单元包括：

适于对所述外部手势数据包含的手势信息的等级和所述内部手势数据包含的手势信息的等级进行比对，并产生比对结果的比对模块；

与所述比对模块相连，适于将所述比对结果输出的结果输出单元。

可选的，所述结果输出单元包括扬声器和/或显示器。

本实用新型还提供了一种车载系统，包括上述任一项所述的车载人机交互装置。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型实施例的车载人机交互装置产生内部手势数据，其中包含多种手势信息，不同的手势信息具有不同的等级；并依据启动命令，输出内部手势数据，并采集用户的外部手势数据，对两者进行比较，返回比较的结果。采用人机交互的方式，使得用户与车载装置之间可以进行互动，大大提高了用户的体验度。

此外，还对部分比对结果进行计数，若用户的外部手势数据的等级连续高于内部手势数据，就对比对结果进行累加，累加至预设次数后可以输出奖励的画面或声音等，提高了用户的兴趣，激发了用户使用的激情。

用户可以通过麦克风或键盘等装置，以语音或文字的形式输入启动命令或外部手势数据。用户还可以通过摄像头、照相机、键盘等装置，以影像的形式输入外部手势数据。内部手势数据或比对结果可以通过显示器或扬声器等装置，以影像、文字或语音的形式反馈。

本实用新型还提供了一种车载系统，包括所述车载人机交互装置。所述车载系统增强人与车载系统之间的互动，增强车载系统的娱乐功能，提高用户的体验度。

附图说明

图1是本实用新型提供的车载人机交互装置的一种实施例的结构示意图；

图2是图1所示车载人机交互装置中数据输出单元的一种实施例的结构示意图；

图3是图1所示车载人机交互装置中数据输出单元的另一种实施例的结构示意图；

图4是图1所示车载人机交互装置中数据生成单元的一种实施例的结构示意图；

图5是图1所示车载人机交互装置中数据比对单元的一种实施例的结构示意图；

图6是本实用新型提供的车载系统的一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广。因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。

为使本实用新型的特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

图1是本实用新型提供的车载人机交互装置的一种实施方式的结构示意图，下面结合图1详细说明。所述车载人机交互装置，包括：

数据生成单元1，适于产生内部手势数据，所述内部手势数据包含多种手势信息中的一种，所述多种手势信息具有不同的等级；

数据输出单元2，与数据生成单元1相连接，适于由启动命令触发，向用户输出所述内部手势数据；

数据采集单元3，适于由所述启动命令触发，采集用户发出的外部手势数据并识别其中包含的手势信息；

数据比对单元4，与数据采集单元3和数据生成单元1相连接，适于对所述外部手势数据与所述内部手势数据中所包含的手势信息的等级进行比对，并将比对结果输出至用户。

数据采集单元3包括摄像机、照相机、键盘、麦克风等中的一种或几种设备。数据输出单元2包括显示器或扬声器中一种或两种。由于目前图像识别技术已经较为成熟，因此数据采集单元3大多采用照相机采集外部手势数据。为了增强比对结果的可视性，也为了增加所述车载人机交互装置的娱乐效果，比对结果通常以夸张的图像显示在显示器中，并配以诙谐幽默的背景音乐或其他音效。

所述车载人机交互装置，还包括：

结果计数单元5，与数据比对单元相连4，适于获取所述比对结果，对外部手势数据中的手势信息的等级高于内部手势数据中的手势信息的等级的连续次数进行计数并将计数结果输出至用户。

图2是图1所示车载人机交互装置中数据输出单元的一种实施方式的结构示意图，参考图2，其中若所述启动命令为用户发出的语音信号，则数据输出单元21包括：

适于获取所述启动命令的语音输入模块211；

适于与语音输入模块211连接，由所述启动命令触发，将所述内部手势数据输出的数据输出模块212。

图3是图1所示车载人机交互装置中数据输出单元的另一种实施方式的结构示意图，参考图3，若所述启动命令为用户发出的文字信号，例如输入文字“游戏开始”，或者点击“笑脸”图像等，则“游戏开始”或“笑脸”图像就表示启动命令，则数据输出单元22包括：

适于获取所述启动命令的文字输入模块221；

适于与文字输入模块221连接，由所述启动命令触发，将所述内部手势数据输出的数据输出模块222。

启动命令一般以语音形式、文字或图像形式发出，若是语音形式，语音输入模块一般包括麦克风，若是文字或图像形式，文字输入模块一般包括键盘、鼠标、手写板等。为节约成本，麦克风、显示器、扬声器等装置，可以兼具多种用途。比如，麦克风既可以用以做语音输入模块还可以作为外部手势数据的数据采集单元，显示器既可以用以输出内部手势数据还可以输出比对结果。也就是说，不同功能模块之间可以分时的共用同一个部件、装置。

图4是图1所示车载人机交互装置中数据生成单元的一种实施方式的结构示意图，数据生成单元11包括：

适于从所述多种手势信息中随机抽选出其中一种的伪随机模块111；

与伪随机模块111相连，适于将伪随机模块111抽选出的手势信息转换为相应的内部手势数据的转换模块112。

为防止车载人机交互装置作弊，数据生成单元11中包含伪随机模块111，用以随即抽选一种手势信息。因为是随机抽选，因此抽选的结果较为公平公正，不会给用户带来负面的比对结果。数据生成单元11中还包含转换模块112，将抽选出来的手势信息转换为相应的内部手势数据，便于显示输出。

图5是图1所示车载人机交互装置中数据比对单元的一种实施方式的结构示意图，其中数据比对单元41包括：

适于对所述外部手势数据包含的手势信息的等级和所述内部手势数据包含的手势信息的等级进行比对，并产生比对结果的比对模块411；

与比对模块411相连，适于将所述比对结果输出的结果输出单元412。

上述列举的单元或者模块之间一般通过串口线连接，或者通过无线信号实现各单元或模块之间的连接。各单元或模块之间的连接关系，连接方式，甚至是单元或模块的数量、功能等，可以根据实际情况做适应性修改，不受上述内容限制。

为详细说明本实用新型提供的车载人机交互装置的使用过程，下面结合图1，以一个常见的游戏-“剪刀石头布”进行说明。

其中将表示石头、剪刀、布的内部手势数据存入数据生成单元1，其中包含三种手势信息，石头手势信息，剪刀手势信息，布手势信息。这三种手势信息之间具有一定的等级关系，石头手势信息高于剪刀手势信息，剪刀手势信息高于布手势信息，布手势信息高于石头手势信息。也就是说，不同手势信息的等级排序可以是单向的，即逐级递减或递增；也可以形成一个闭合的等级大小关系的“环”。

用户通过语音发出启动命令，该启动命令可以是：“游戏开始”、“剪刀石头布”、“猜丁壳”等。该语音形式的启动命令，通过数据输出单元2的语音输入模块如麦克风等传入后，触发数据输出单元2的数据输出模块如显示器、扬声器等，将内部手势数据输出。

用户在会在下达启动命令的同时或少有延时，发出外部手势数据。数据采集单元3，一般为摄像头、照相机等影像采集装置，采集用户发出的外部手势数据并识别其中包含的手势信息。因为图像识别技术要求，被识别的图像必须在某一特定的范围内才有效，也就是说，用户发出的外部手势数据距离摄像头的距离，要在摄像头的可采集的范围内才有效，若超出该范围，则本次外部手势数据无效。所述可采集的范围一般为10-20cm为佳。

数据比对单元4对所述外部手势数据与所述内部手势数据中所包含的手势信息的等级进行比对，并将比对结果输出至用户。

用户在数据采集单元3能够探测的范围内，可以与车载人机交互装置进行互动游戏。当用户喊出“剪刀石头布”的时候，数据输出单元2接收了该语音命令，并向用户亮出数据生成单元1随机抽选的内部手势数据，比如是“剪刀”。数据采集单元3收集用户所出的外部手势数据，比如是“布”，并识别其中包含的手势信息。数据比对单元4将“布”与车载人机交互装置出的“剪刀”进行对比，给出比对结果“你输啦”等文字，显示在显示器中，输出给用户。

若车载人机交互装置还安装了扬声器等装置时，它会高兴的说：“哈哈，我赢了”；当输了的时候会丧气的说：“唉，被你打败了”；当出的一样的时候，它会说：“再来一次”等等的语音和图像提示。若用户三次连续胜利，五次连续胜利等，还会发出欢呼声、口哨声、喇叭声等。同时还可以设置一些意外奖等，结果计数单元5会对连续的胜利进行计数，达到预定值可以给予一定的奖励。比如用户取得连续三连胜、五连胜等，可以免费使用一段时间付费软件或者延长某些软件的试用期等。

为避免用户提前看到内部手势数据，车载人机交互装置还会设置一个延时模块。该延时模块会先判断用户是否在规定的时间内，发出了外部手势数据。若用户在规定的时间内未发出外部手势数据，或者外部手势数据为不可识别的数据，则此次游戏终止。该规定时间一般为0.3-0.5秒。若用户在规定的时间内发出外部手势数据，则数据输出单元2会将内部手势数据影像显示给用户或语音告知给用户。

例如，用户发出“剪刀石头布”的语音启动命令，用户在0.4秒内给出了剪刀手势数据，则显示屏上显示出车载人机交互装置的石头手势数据，其中包含手势信息为石头。摄像头采集剪刀手势数据，并识别其中的手势信息为剪刀。数据比对单元4将石头的等级与剪刀的等级作比对，得到比对结果，石头的等级高于剪刀的等级，则本次游戏用户为胜利方。将比对结果一个笑脸或者爱心的图案显示在显示器中，表示用户胜利。

一般情况下，为激发用户玩游戏的动力和兴趣，结果计数单元5会对比对结果进行计数。例如，若用户连续出了10次石头，车载人机交互装置连续给出10次剪刀，则用户连续胜利10次。此时结果计数单元5会记录用户的胜利次数，也就是说，用户连续胜利时，结果计数单元5就会记录胜利的次数，若中间出现一次失败，结果计数单元5就会将记录清零，并重新开始计数。

当用户连续胜利的次数达到预定值时，还会给予用户一定的奖励。例如，连续胜利15次，可以免费使用车载系统的界面主题包，或者可以免费使用某杀毒软件一个月等。当连续胜利的次数达到更高的级别，例如连续胜利1000次，则可以去4S店进行一次全车保养等。

图6是本实用新型提供的车载系统的一种实施方式的结构示意图，车载系统100包括所述车载人机交互装置，所述车载人机交互装置包括：数据生成单元1，数据输出单元2，数据采集单元3，数据比对单元4和结果计数单元5。

所述车载人机交互装置随着车载系统100安装在汽车上。通过使用包含所述车载人机交互装置的车载系统100，增强人与车载系统100之间的互动，增强车载系统100的娱乐功能，提高用户的体验度。

车载系统100还可以包括其他装置，例如导航装置，定位装置，通话装置等。车载系统100的设计与安装可以根据实际需要进行设置。

上述只是以“剪刀石头布”为例进行说明，在实际运用中，还可以以“老虎棒子鸡”等其他游戏作为实施例运用。随着网络的不断发展与壮大，还可以实现车友之间的互动游戏。例如，安装在不同汽车上的所述车载人机交互装置，用户在不同的汽车上，通过本车的车载人机交互装置，与其他车载人机交互装置的用户进行游戏。随着技术的进步，还可以将游戏的范围扩大至多人团队游戏，例如“三国杀”、“斗地主”等。针对不同的游戏，将内部手势数据和外部手势数据，更改为与游戏相适应的数据即可。

本实用新型虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (12)

1.一种车载人机交互装置，其特征在于，包括：

适于产生内部手势数据的数据生成单元，所述内部手势数据包含多种手势信息中的一种，所述多种手势信息具有不同的等级；

与所述数据生成单元相连接，适于由启动命令触发，向用户输出所述内部手势数据的数据输出单元；

适于由所述启动命令触发，采集用户发出的外部手势数据并识别其中包含的手势信息的数据采集单元；

与所述数据采集单元和数据生成单元相连接，适于对所述外部手势数据与所述内部手势数据中所包含的手势信息的等级进行比对，并将比对结果输出至用户的数据比对单元。

2.如权利要求1所述的车载人机交互装置，其特征在于，还包括：与所述数据比对单元相连，适于获取所述比对结果，对外部手势数据中的手势信息的等级高于内部手势数据中的手势信息的等级的连续次数进行计数并将计数结果输出至用户的结果计数单元。

3.如权利要求1所述的车载人机交互装置，其特征在于，所述数据采集单元包括摄像头、照相机、键盘和/或麦克风。

4.如权利要求1所述的车载人机交互装置，其特征在于，所述数据输出单元包括显示器和/或扬声器。

5.如权利要求1所述的车载人机交互装置，其特征在于，所述启动命令为用户发出的语音信号，所述数据输出单元包括：

适于获取所述启动命令的语音输入模块；

适于与所述语音输入模块连接，由所述启动命令触发，将所述内部手势数据输出的数据输出模块。

6.如权利要求5所述的车载人机交互装置，其特征在于，所述语音输入模块包括麦克风。

7.如权利要求1所述的车载人机交互装置，其特征在于，所述启动命令为用户发出的文字信号，所述数据输出单元包括：

适于获取所述启动命令的文字输入模块；

适于与所述文字输入模块连接，由所述启动命令触发，将所述内部手势数据输出的数据输出模块。

8.如权利要求7所述的车载人机交互装置，其特征在于，所述文字输入模块包括键盘和/或手写板。

9.如权利要求1所述的车载人机交互装置，其特征在于，所述数据生成单元包括：

适于从所述多种手势信息中随机抽选出其中一种的伪随机模块；

与所述伪随机模块相连，适于将所述伪随机模块抽选出的手势信息转换为相应的内部手势数据的转换模块。

10.如权利要求1所述的车载人机交互装置，其特征在于，所述数据比对单元包括：

适于对所述外部手势数据包含的手势信息的等级和所述内部手势数据包含的手势信息的等级进行比对，并产生比对结果的比对模块；

与所述比对模块相连，适于将所述比对结果输出的结果输出单元。

11.如权利要求10所述的车载人机交互装置，其特征在于，所述结果输出单元包括扬声器和/或显示器。

12.一种车载系统，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的车载人机交互装置。

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