CN206287926U - 具备情绪表达能力的交互行车装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具备情绪表达能力的交互行车装置，属于车联网和车辆主动安全领域。包括车辆自身状态检测传感器系统，车辆外部环境传感器系统，驾驶员监视系统，车辆综合情绪表达系统，车辆道路通信系统，道路环境传感器系统、道路综合情绪表达系统。车辆与道路交互行车包括车辆和道路状态数据获取，综合情绪状态转换，综合情绪表达，用以提醒驾驶员、道路上的行人和车辆。车辆综合情绪包括但不限于{焦虑、沮丧、平静、暴躁、迟钝、困}，道路综合情绪包括但不限于{畅通、拥堵、急躁、平和}。本实用新型以车辆和道路综合情绪表达的方式，实现了车与道路、道路与行人、行人与驾驶员的交互，提高了行车安全性、交互性、趣味性。

Description

具备情绪表达能力的交互行车装置

技术领域

本发明涉及智能行车交互系统，尤其涉及一种具备情绪表达能力的交互行车系统及方法。

背景技术

基于先进辅助驾驶系统（ADAS）的智能行车系统以其在提高驾驶舒适性、满足智能出行，特别是提高驾驶安全性方面，越来越收到人们的重视。

当前国内外智能行车系统大多采用车载检测系统，如摄像头、雷达等设备，通过障碍物识别等技术，实现对道路环境的检测和判断，从而实现智能辅助驾驶功能。这种类型的智能行车系统存在的一个问题就是：单方面重视车辆侧的智能辅助驾驶，强调的是车辆和驾驶员自身的安全和情绪，但忽略了将车辆行驶状况通知给车辆沿路行人，使车辆与行人之间缺少交互行为。

再者，当前国内外智能行车系统仅仅认为车辆是一台机器，行车期间车辆与驾驶员、车辆与行人、道路与车辆之间的交互非常少而且简单，例如仅仅采用显示屏播放文字、喇叭播放声音、或者中控显示的方式，提供的信息非常简单、单调，不能给驾驶员和行人传递丰富的信息，驾驶员和行人需要根据经验来判断安全状况，这种交互方式不能做到人性化，也缺少兴致和乐趣。

本发明的目的就是构建一种具有情绪表达能力的智能行车装置，通过车辆与道路的交互，以{表情、声音、图文、动作}的方式实现表达车辆、驾驶员、道路、行人的情绪，提高行车安全性、交互性、趣味性。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供一种具有情绪表达能力的智能行车装置，采用本发明后，可以通过{表情、声音、图文、动作}的情绪表达方式，实现车与道路、道路与行人、行人与驾驶员之间的智能交互，提高了行车安全性、交互性、趣味性。

本发明通过以下技术方案实现：

在车辆侧，每个车辆上设置一套检测车辆自身状态的传感器系统，检测车辆外部环境内的危险的环境传感器系统，提供驾驶员意识和操作数据的驾驶员监视系统，车辆综合情绪表达系统，车辆道路通信系统。

在道路侧，道路按照一定间距，被分成若干路段，每一路段配置一套道路环境传感器系统、道路综合情绪表达系统和道路车辆通信系统。

其中，车辆侧装置包括：检测车辆自身状态的传感器系统用于监测车辆的实时运行状态，生成车辆实时运行状态信号，并将该信号向车辆综合情绪表达系统输出；进一步的，检测车辆自身状态的传感器系统包括但不限于检测车速、油量、发动机转速、胎压、制动系统在内的车辆机械状态传感器，以及包括但不限于信号系统、电子控制系统、照明系统在内的车辆电气状态传感器；进一步的，检测车辆自身状态的传感器系统获取但不限于车辆加速度信号、车辆速度信号、车辆横摆角速度信号。

检测车辆外部环境内的危险的环境传感器系统用于监测车辆一定范围内的周边环境状况，生成车辆外部环境状态信号，并将该信号向车辆综合情绪表达系统输出；进一步的，检测车辆外部环境内的危险的环境传感器系统包括但不限于摄像头和车载雷达。所述摄像头用于获取车辆外部环境的实时图像，所述车载雷达用于获取车辆外部环境中车辆、行人、标志物的实时环境雷达信号。

提供驾驶员意识和操作数据的驾驶员监视系统用于监测驾驶员的情绪状态以及操作手势、身体动作，计算驾驶员的情绪状态，生成驾驶员状态信号，并将该信号向车辆综合情绪表达系统输出。

进一步的，驾驶员监视系统包括但不限于摄像头和处理模块。所述摄像头用于监测驾驶员的情绪以及操作手势、身体动作；所述处理模块用于计算驾驶员的情绪状态，生成驾驶员状态信号。

车辆综合情绪表达系统用于综合车辆自身状况信号、车辆外部环境状态信号、驾驶员状态信号，生成车辆状态数据，并转换为车辆综合情绪状态信号，再结合接收到的道路综合情绪状态，通过{表情、声音、图文、动作}等方式表达，同时通过车辆道路通信系统向道路侧的道路车辆通信系统广播。

进一步的，车辆综合情绪表达系统包括但不限于显示屏模块、语音模块、车辆灯光模块。所述显示屏模块用于显示表情、文字、图片等内容，语音模块用于播放声音，车辆灯光模块通过灯光颜色、亮度及闪烁时长等方式用于表示车辆动作。

进一步的，车辆综合情绪表达系统所能表达的车辆综合情绪包括但不限于焦虑、沮丧、平静、暴躁、迟钝、困。

车辆道路通信系统用于发送车辆综合情绪状态信号和接收道路综合情绪状态信号。

进一步的，车辆道路通信系统通过包括但不限于4G、5G、RFID、WIFI等无线通信方式与道路侧的道路车辆通信系统进行数据交互。

其中，道路侧装置包括：

道路环境传感器系统用于监控行人和移动物体的实时运行状态，生成行人和移动物体实时运行状态信号，并将该信号向道路综合情绪表达系统输出。

进一步的，道路环境传感器系统包括但不限于摄像头和雷达。所述摄像头用于获取道路环境的实时图像，所述雷达用于获取道路环境中行人、移动物体的实时环境雷达信号。

道路综合情绪表达系统用于综合行人实时运行状态信号和接收到的车辆综合情绪状态，生成道路状态数据，并转换为道路综合情绪状态信号，通过{表情、声音、图文、动作}等方式表达，同时通过道路车辆通信系统向车辆侧的车辆道路通信系统广播。

进一步的，道路综合情绪表达系统包括但不限于显示屏模块、语音模块、灯光模块。所述显示屏模块用于显示表情、文字、图片等内容，语音模块用于播放声音，灯光模块通过灯光颜色、亮度及闪烁时长等方式用于表示道路提醒动作。

进一步的，道路综合情绪表达系统所能表达的道路综合情绪包括但不限于畅通、拥堵、急躁、平和。

道路车辆通信系统用于发送道路综合情绪状态信号和接收车辆综合情绪状态信号。进一步的，道路车辆通信系统通过包括但不限于4G、5G、RFID、WIFI等无线通信方式与车辆道路通信系统进行数据交互。

车辆侧向道路侧交互行车包括如下步骤：

第一步骤：获取车辆状态数据，包括车辆自身状态数据、外部环境状态数据、驾驶员状态数据；

第二步骤：将车辆状态数据转换为车辆综合情绪状态；

第三步骤：车辆综合情绪表达系统通过{表情、声音、图文、动作}等方式表达车辆综合情绪状态，并通过车辆道路通信系统向道路侧的道路车辆通信系统广播；

第四步骤：道路侧的道路车辆通信系统接收到车辆综合情绪状态数据后，通过道路侧的道路情绪表达系统，以{表情、声音、图文、动作}等方式，提醒道路上的行人和车辆。

道路侧向车辆侧交互行车包括如下步骤：

第一步骤：通过道路环境传感器系统获取道路侧一定范围内行人状态数据，结合接收到的车辆综合情绪状态，转换为道路综合情绪状态；

第二步骤：道路侧的道路综合情绪表达系统通过{表情、声音、图文、动作}等方式表达道路综合情绪状态，并通过道路侧的道路车辆通信系统向四周广播；

第三步骤：处于一定范围内的车辆通过车辆道路通信系统接收道路综合情绪状态，以{表情、声音、图文、动作}等方式，提醒驾驶员。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

本发明通过通过{表情、声音、图文、动作}的情绪表达方式，表达{焦虑、沮丧、平静、暴躁、迟钝、困}等车辆综合情绪，表达{畅通、拥堵、急躁、平和}等道路综合情绪，实现了车与道路、道路与行人、行人与驾驶员之间的交互，既改善了现有智能行车系统缺乏车辆与行人交互的不足，提高了行车安全性、交互性，也提升了交互的趣味性。

附图说明

图1为本发明提出的具备情绪表达能力的交互行车系统及方法的整体结构示意图。

图2为本发明提出的具备情绪表达能力的交互行车系统及方法的部署图。

图3为本发明提出的具备情绪表达能力的交互行车系统及方法的交互控制示意图。

图4为本发明提出的具备情绪表达能力的交互行车系统及方法的车辆侧流程图。

图5为本发明提出的具备情绪表达能力的交互行车系统及方法的道路侧流程图。

图6为本发明提出的具备情绪表达能力的交互行车系统及方法的状态和情绪例图。

图7为本发明提出的具备情绪表达能力的交互行车系统及方法的综合情绪表达系统结构示意图。

图8为本发明提出的具备情绪表达能力的交互行车系统及方法的综合情绪表达系统示例图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例做进一步详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。

如图1所示的整体结构示意图，包括：检测车辆自身状态的传感器系统1，检测车辆外部环境内的危险的环境传感器系统2，提供驾驶员意识和操作数据的驾驶员监视系统3，车辆综合情绪表达系统4，车辆道路通信系统5，道路车辆通信系统6、道路综合情绪表达系统7和道路环境传感器系统8。

其中：检测车辆自身状态的传感器系统1包括：车辆机械状态传感器11和车辆电气状态传感器12。

检测车辆外部环境内的危险的环境传感器系统2包括：摄像头21和车载雷达22。

提供驾驶员意识和操作数据的驾驶员监视系统3包括：摄像头31、3D飞行时间传感器32、化学传感器33。

车辆综合情绪表达系统4包括：显示屏模块41、语音模块42、灯光模块43、综合处理模块44。

车辆道路通信系统5包括：wifi无线通信模块。

道路车辆通信系统6包括：wifi无线通信模块。

道路综合情绪表达系统7包括：显示屏模块71、语音模块72、灯光模块73，综合处理模块74。

道路环境传感器系统8包括：摄像头81和雷达82。

车辆机械状态传感器11检测车速、油量、发动机转速、胎压、制动系统状态，车辆电气状态传感器12检测信号系统、电子控制系统、照明系统状态，获取至少包括车辆加速度信号、车辆速度信号、车辆横摆角速度信号的车辆自身状态数据。

检测车辆外部环境内的危险的环境传感器系统2和道路环境传感器系统8被配置为检测该环境内的物体，包括车辆、行人、标志物等移动和静止物体，可以包括一种或多种传感器，例如摄像头和雷达。

提供驾驶员意识和操作数据的驾驶员监视系统3指向车内空间，可以包括一个或多个传感器，例如摄像头、3D飞行时间传感器、化学传感器，这些传感器被配置为检测驾驶员面部情绪、眼球追踪、头部姿势、身体姿势、手势动作等。

车辆综合情绪表达系统4和道路综合情绪表达系统7被配置为通过{表情、声音、图文、动作}等方式表达车辆和道路情绪，可以包括显示屏模块、语音模块、灯光模块；显示屏模块用于显示表情、文字、图片等内容，语音模块用于播放声音，车辆灯光模块通过灯光颜色、亮度及闪烁时长等方式用于表示车辆动作。

本发明的具备情绪表达能力的交互行车系统及方法在不同的情况下是按照不同的部署方式来完成交互和情绪表达。

一般情况下，在车辆侧，每一辆车都配置检测车辆自身状态的传感器系统1，检测车辆外部环境内的危险的环境传感器系统2，提供驾驶员意识和操作数据的驾驶员监视系统3，车辆综合情绪表达系统4，车辆道路通信系统5；在道路侧，道路按照一定间距，被分成若干路段，每一路段都配置一套道路车辆通信系统6、道路综合情绪表达系统7和道路环境传感器系统8。

如图2所示的部署图，在考虑成本、路段安全性的前提下，道路侧可以简化配置：道路侧系统A配置了道路车辆通信系统6、道路综合情绪表达系统7和道路环境传感器系统8；道路侧系统B配置了道路车辆通信系统6、道路环境传感器系统8以及道路综合情绪表达系统7中的显示屏模块71和语音模块72；道路侧系统C配置了道路车辆通信系统6、道路综合情绪表达系统7中的显示屏模块71，道路环境传感器系统8中的摄像头81；道路侧系统D配置了道路车辆通信系统6、道路综合情绪表达系统7中的语音模块72，道路环境传感器系统8。

本发明提供的具备情绪表达能力的交互行车系统及方法的交互控制过程如图3所示。

在车辆侧，车辆机械状态传感器11采集的车辆机械信号A1、车辆电气状态传感器12采集的车辆电气信号A2、摄像头21采集的车辆环境图像B1、车载雷达22采集的车辆环境雷达信号B2、摄像头31采集的驾驶员面部情绪和眼球动作图像C1、3D飞行时间传感器32采集的手势和身体动作信号C2、化学传感器33采集的驾驶员生理信号C3，传递给综合处理模块44，综合处理模块44根据接收的信号，转换为车辆综合情绪状态信号，再结合接收到的道路综合情绪状态，生成图文信号D1传递给显示屏模块41、语音信号D2传递给语音模块42、灯光控制信号D3传递给灯光模块43，以{表情、声音、图文、动作}等方式表达车辆情绪。

在道路侧，摄像头81采集的道路环境图像F1和雷达82采集的道路环境雷达信号F2，传递给综合处理模块74，综合处理模块74根据接收的信号，转换为道路综合情绪状态信号，再结合接收到的车辆综合情绪状态，生成图文信号G1传递给显示屏模块71、语音信号G2传递给语音模块72、灯光控制信号G3传递给灯光模块73，以{表情、声音、图文、动作}等方式表达车辆情绪。

显示屏模块用动画表情、文字、图片表情等方式表达情绪，如笑脸表示高兴、哭脸表示沮丧；语音模块用于播放不同类型的声音，如播放语音“前方出现人群聚集”；车辆灯光模块通过灯光颜色、亮度及闪烁时长等方式用于表示车辆动作，如前灯白色并快速闪烁表示暴躁、后灯黄色并缓慢闪烁表示迟钝。

如图4所示的车辆侧流程图，本发明提供的具备情绪表达能力的交互行车方法在车辆侧向道路侧交互行车包括如下步骤：

S10：获取车辆自身状态数据；

S20：获取外部环境状态数据；

S30：获取驾驶员状态数据；

S40：综合S10、S20、S30的数据，转换为车辆综合情绪状态；

S50：车辆综合情绪表达系统通过{表情、声音、图文、动作}等方式表达车辆综合情绪状态；

S60：通过车辆道路通信系统向道路侧的道路车辆通信系统广播。

如图5所示的道路侧流程图，本发明提供的具备情绪表达能力的交互行车方法在道路侧向车辆侧交互行车包括如下步骤：

S80：获取道路侧一定范围内车辆、行人和移动物体状态数据；

S90：接收车辆综合情绪状态数据；

S100：综合S80、S90的数据，转换为道路综合情绪状态；

S110：道路综合情绪表达系统通过{表情、声音、图文、动作}等方式表达道路综合情绪状态；

S120：通过道路车辆通信系统向车辆侧的车辆道路通信系统广播。

如图6所示，在数据采集和表达过程中，驾驶员状态可表达为{疲劳、沮丧、平静、激动、注意力集中、注意力不集中}，车辆自身状态可表达为{安全等级第一级、安全等级第二级、安全等级第三级、安全等级第四级}，外部环境状态可表达为{安全、预警、危险、碰撞}，行人状态可表达为{正常、奔跑、聚集、分散}，道路综合情绪可表达为{畅通、拥堵、急躁、平和}，车辆综合情绪可表达为{焦虑、沮丧、平静、暴躁、迟钝、困}。

如图7所示，道路综合情绪以及车辆综合情绪通过{表情、声音、图文、动作}等方式的组合进行表达。

图8为本发明一个实施例-紧张情绪所包含的表达方式，包括紧张表情、紧张声音、紧张图文、紧张动作。所述紧张表情可通过动态或静态显示屏动画表情元素进行表达，所述紧张声音可通过紧张的情绪音或表达紧张的话语进行表达，所述紧张图文可以静态图片或动态视频的方式在显示屏表达，所述紧张动作可通过车辆灯光模块以灯光颜色、亮度及闪烁时长的组合方式进行表达。

需要说明的是，上述实施例仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要将上述功能分配由不同的模块完成，即将内部结构划分为不同的功能模块，以完成上述的全部或者部分功能。

上述的实施例仅为本发明的优选实施例，不能以此来限定本发明的权利范围，因此，依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种具备情绪表达能力的交互行车装置，其特征在于：包括车辆侧的检测车辆自身状态的传感器系统，检测车辆外部环境内的危险的环境传感器系统，提供驾驶员意识和操作数据的驾驶员监视系统，车辆综合情绪表达系统，车辆道路通信系统；道路侧的道路环境传感器系统、道路综合情绪表达系统和道路车辆通信系统；

所述检测车辆自身状态的传感器系统包括但不限于检测车速、油量、发动机转速、胎压、制动系统在内的车辆机械状态传感器，以及包括但不限于信号系统、电子控制系统、照明系统在内的车辆电气状态传感器，用于监测车辆的实时运行状态，生成车辆实时运行状态信号，并将该信号向车辆综合情绪表达系统输出；

所述检测车辆外部环境内的危险的环境传感器系统包括但不限于摄像头和车载雷达；所述摄像头用于获取车辆外部环境的实时图像，所述车载雷达用于获取车辆外部环境中车辆、行人、标志物的实时环境雷达信号，用于监测车辆一定范围内的周边环境状况，生成车辆外部环境状态信号，并将该信号向车辆综合情绪表达系统输出；

所述提供驾驶员意识和操作数据的驾驶员监视系统包括但不限于摄像头和处理模块；所述摄像头用于监测驾驶员的情绪状态以及操作手势、身体动作；所述处理模块用于计算驾驶员的情绪状态，生成驾驶员状态信号，用于监测驾驶员的情绪状态以及操作手势、身体动作，计算驾驶员的情绪状态，生成驾驶员状态信号，并将该信号向车辆综合情绪表达系统输出；

所述车辆综合情绪表达系统用于综合车辆自身状况信号、车辆外部环境状态信号、驾驶员状态信号，生成车辆状态数据，并转换为车辆综合情绪状态信号，再结合接收到的道路综合情绪状态，通过{表情、声音、图文、动作}等方式表达，同时通过车辆道路通信系统向道路侧的道路车辆通信系统广播；

所述车辆道路通信系统通过包括但不限于4G、5G、RFID、WIFI等无线通信方式与道路侧的道路车辆通信系统进行数据交互，用于发送车辆综合情绪状态信号和接收道路综合情绪状态信号；

所述道路环境传感器系统包括但不限于摄像头和雷达；所述摄像头用于获取道路环境的实时图像，所述雷达用于获取道路环境中行人、移动物体的实时环境雷达信号，用于监控行人和移动物体的实时运行状态，生成行人和移动物体实时运行状态信号，并将该信号向道路综合情绪表达系统输出；

所述道路综合情绪表达系统用于综合行人实时运行状态信号和接收到的车辆综合情绪状态，生成道路状态数据，并转换为道路综合情绪状态信号，通过{表情、声音、图文、动作}等方式表达，同时通过道路车辆通信系统向车辆侧的车辆道路通信系统广播；

所述道路车辆通信系统通过包括但不限于4G、5G、RFID、WIFI等无线通信方式与车辆道路通信系统进行数据交互，用于发送道路综合情绪状态信号和接收车辆综合情绪状态信号。

2.如权利要求1所述的交互行车装置，一种具备情绪表达能力的交互行车装置，其特征在于：每个车辆上配置一套所述的检测车辆自身状态的传感器系统，所述的检测车辆外部环境内的危险的环境传感器系统，所述的提供驾驶员意识和操作数据的驾驶员监视系统，所述的车辆综合情绪表达系统，所述的车辆道路通信系统。

3.如权利要求1所述的交互行车装置，一种具备情绪表达能力的交互行车装置，其特征在于：道路按照一定间距，被分成若干路段，每一路段配置一套所述的道路环境传感器系统、所述的道路综合情绪表达系统、所述的道路车辆通信系统。

4.如权利要求1所述的交互行车装置，一种具备情绪表达能力的交互行车装置，其特征在于：所述的车辆综合情绪表达系统包括但不限于显示屏模块、语音模块、车辆灯光模块；所述显示屏模块用于显示表情、文字、图片等内容，语音模块用于播放声音，车辆灯光模块通过灯光颜色、亮度及闪烁时长等方式用于表示车辆动作。

5.如权利要求1所述的交互行车装置，一种具备情绪表达能力的交互行车装置，其特征在于：所述的道路综合情绪表达系统包括但不限于显示屏模块、语音模块、灯光模块；所述显示屏模块用于显示表情、文字、图片等内容，语音模块用于播放声音，灯光模块通过灯光颜色、亮度及闪烁时长等方式用于表示道路提醒动作。

6.如权利要求1所述的交互行车装置，一种具备情绪表达能力的交互行车装置，其特征在于：所述的道路综合情绪表达系统所能表达的道路综合情绪包括但不限于畅通、拥堵、急躁、平和；所述的车辆综合情绪表达系统所能表达的车辆综合情绪包括但不限于焦虑、沮丧、平静、暴躁、迟钝、困。

7.如权利要求1所述的交互行车装置，一种具备情绪表达能力的交互行车装置，其特征在于：所述的车辆侧向道路侧交互行车包括如下步骤：

（1）获取车辆状态数据，包括车辆自身状态数据、外部环境状态数据、驾驶员状态数据；（2）将车辆状态数据转换为车辆综合情绪状态；

（3）车辆综合情绪表达系统通过{表情、声音、图文、动作}等方式表达车辆综合情绪状态，并通过车辆道路通信系统向道路侧的道路车辆通信系统广播；

（4）道路侧的道路车辆通信系统接收到车辆综合情绪状态数据后，通过道路侧的道路情绪表达系统，以{表情、声音、图文、动作}等方式，提醒道路上的行人和车辆。

8.如权利要求1所述的交互行车装置，一种具备情绪表达能力的交互行车装置，其特征在于：所述的道路侧向车辆侧交互行车还包括如下步骤：

（1）通过道路环境传感器系统获取道路侧一定范围内行人状态数据，结合接收到的车辆综合情绪状态，转换为道路综合情绪状态；

（2）道路侧的道路综合情绪表达系统通过{表情、声音、图文、动作}等方式表达道路综合情绪状态，并通过道路侧的道路车辆通信系统向四周广播；

（3）处于一定范围内的车辆通过车辆道路通信系统接收道路综合情绪状态，以{表情、声音、图文、动作}等方式，提醒驾驶员。