JPWO2015128960A1 - 車載制御装置および車載制御方法 - Google Patents

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Abstract

この発明の車載制御装置によれば、表示器に表示された複数の操作キーの情報を受信し、当該操作キー情報に基づいてユーザ発話を音声認識した結果から対応する操作キーを特定し、ユーザの決定キーによる実行指示を受けて操作キーに割り付けられた機能を実行するようにしたので、表示器に表示された複数の操作キーに直接触れることがなく、かつ、複雑なキー操作を要することなく操作が可能となる。また、たった1つの決定キーをステアリングホイールに設置するのみで、ユーザが運転中にステアリングホイールから手を離すことなく表示器に表示された操作キーの安全な操作が可能となる。

Description

この発明は、車載機器に接続された表示器に表示された操作キーに割り付けられた機能の実行を指示する車載制御装置および車載制御方法に関するものである。
従来より、一般的なカーナビゲーション装置等の車載情報機器では、その機器に接続された表示器に表示された操作キーに割り付けられた機能を実行させるのに、タッチパネル、各操作キーに対応する物理キー、あるいは、ロータリースイッチや十字キー等の操作デバイスなどにより、表示器の画面に表示された操作キーを特定し、操作するようになっている。
そのため、例えばタッチパネルで操作する場合は、ユーザがステアリングホイールから手を離すこととなり、運転中の操作を困難にすると共に運転に支障をきたすという問題があった。
また、物理キーの場合は、操作キーの数に比例して物理キーの数が増大するため、操作キーの数が多い場合にはステアリングホイール上にすべての操作キーに対応する物理キーを配置することは困難であるという問題があった。
また、ロータリースイッチや十字キーをステアリングホイール上に配置することは不可能ではないが、限られた配置スペースにこれらの比較的大きいデバイスを配置することは望ましくなく、表示器に表示された操作キーの数が増大するに従い各操作キーを特定するために複雑な操作を要することとなり、運転中の操作を困難にすると共に運転に支障をきたすという問題があった。
このような問題を解決するものとして、例えば、特許文献1には、自動変速機の変速制御装置や車両装備機器類を操作する場合において、運転者がステアリングホイールから手を離すことなく車載制御システムを制御することができる車両制御装置を提供する技術が開示されている。
特開平8−83093号公報
しかしながら、例えば特許文献1のような従来の技術では、表示器に表示された複数の操作キーにおいて、その操作キーの数が膨大となる場合や、その時々の状況や表示内容に応じて実行可能な操作キーが異なる場合も多く、特許文献1の発明をそのまま適用するのみではユーザにとって十分な操作性を提供することが困難な場合がある。
具体的には、操作キーの数が膨大である場合に、そのすべての操作キーに対応する制御指令をユーザが覚えておくのは困難であると同時に、音声認識技術の問題として、ユーザの発話様態や周囲の環境などにも依存して、待ち受ける制御指令の数が増えれば増えるほど音声認識精度が低下するという課題がある。また、制御対象が増えることにより、同時に受付可能な制御指令の音声入力内容についての曖昧性が許容されなくなり、一般的にユーザは、より長い言葉を制御指令として覚える必要が生じてくるという課題もある。
例えば、オーディオ一体型のカーナビゲーション装置において、単に「大きく」という制御指令では、[地図画面の拡大]と[オーディオの音量アップ]のいずれを意図しているかが曖昧であるため、「地図を大きく」や「音量を大きく」などと発話する必要がある。また、特定の条件下のみでしか受け付けない操作においては、たとえ、ユーザが制御指令を覚えていたとしても、どの場面で発話すべきか分からずユーザを困惑させるおそれがある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、車載機器に接続された表示器に表示された複数の操作キーを操作する場合に、運転中の操作を容易にすると共に運転に支障をきたさないようにし、かつ、表示内容に応じて受付可能な操作と対応する制御指令をユーザに分かりやすく提供することができる車載制御装置および車載制御方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、この発明は、車両に搭載された車載機器の制御を行う車載制御装置において、前記車載機器に接続された表示器に表示された複数の操作キーの情報を、前記表示器に表示された表示内容の変化に応じて動的に受信するキー情報受信部と、音声認識辞書を用いてユーザにより発話された音声を認識する音声認識部と、前記キー情報受信部により受信された操作キー情報と前記音声認識部による音声認識結果に基づいて、前記ユーザにより発話された音声に対応する操作キーを特定する操作キー特定部と、前記操作キー特定部により特定された操作キーを選択する決定キーからの出力を受け、前記特定された操作キーに割り付けられた機能を実行するよう前記車載機器に対して指示を行う制御部とを備えることを特徴とする。
この発明の車載制御装置によれば、表示器に表示された複数の操作キーに直接触れることがなく、かつ、複雑なキー操作を要することなく操作が可能となる。また、たった1つの決定キーをステアリングホイールに設置するのみで、ユーザが運転中にステアリングホイールから手を離すことなく表示器に表示された操作キーの安全な操作が可能となる。
実施の形態1による車載制御装置の一例を示すブロック図である。 実施の形態1における車載制御装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態1において、表示器の表示画面に複数の操作キーが表示されているメニュー画面の一例を示す図である。 図3の場合における操作キー情報(各操作キーに対応する認識キーワードと実行指令)の一例を示す表である。 カーナビゲーション装置(車載機器)の動作および表示器の表示内容と操作キー情報とユーザ操作の具体例を示す説明図である。 実施の形態1による車載制御装置の別の例を示すブロック図である。 実施の形態1による車載制御装置のさらに別の例を示すブロック図である。 実施の形態2による車載制御装置の一例を示すブロック図である。 実施の形態2における車載制御装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態2において、表示器の表示画面に複数の操作キーが表示されているメニュー画面からの遷移の一例を示す図である。 実施の形態2による車載制御装置の別の例を示すブロック図である。 実施の形態3による車載制御装置の一例を示すブロック図である。 実施の形態3における車載制御装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態3における車載制御装置の動作を示すフローチャートの別の例である。 実施の形態3による車載制御装置の別の例を示すブロック図である。 実施の形態4による車載制御装置の一例を示すブロック図である。 実施の形態4における車載制御装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態5による車載制御装置の一例を示すブロック図である。 実施の形態5における車載制御装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態6による車載制御装置の一例を示すブロック図である。 実施の形態6における車載制御装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態6における操作キー情報(各操作キーに対応する認識キーワード、実行指令および座標情報)の一例を示す表である。
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
この発明は、ユーザ操作により車両に搭載された各種車載機器の制御を行う車載制御装置において、車載機器に接続された表示器に表示された複数の操作キーの操作を、音声認識と1つの決定キーにより行うものである。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による車載制御装置の一例を示すブロック図である。この車載制御装置10は、制御対象となる車載機器1に接続されており、キー情報受信部11と、音声認識部12と、音声認識辞書13と、操作キー特定部14と、制御部15を備え、車載機器1と車載制御装置10とが連携して、車載機器1の操作制御を行う。また、この車載制御装置10には、マイク3と、1つの決定キー4が接続されており、車載機器1には、表示器2が接続されている。
なお、車載制御装置10に接続される車載機器1としては、例えば、カーナビゲーション装置やHUD(Head−Up Display)、インストルメントパネルなど、操作制御機能を有する表示器、表示器を有する機器、または表示器と接続される機器など表示と操作を伴うものであれば何でもよく、この車載制御装置10自体がそれら機器に組み込まれていてもよい。接続される形態としては、有線でもよいし、Bluetooth(登録商標)やWi−Fi(登録商標)など無線でもよく、ネットワーク上のサーバとして構成してもよい。
また、決定キー4は、ここでは車両のステアリングホイール(ハンドル)に設置されたH/Wスイッチとして説明するが、設置される場所やスイッチの形態を限定するものではなく、決定操作を実行するためのスイッチであればどのようなものであってもよい。また、図示は省略したが、車載機器1の操作制御として、タッチパネル、H/Wスイッチ、ロータリースイッチ、十字キー、リモコン等、従来の操作デバイスを併用して操作できるようにしてもよく、車載制御装置10に接続される車載機器が複数であってもよく、マイク3、および、1つの決定キー4は、車載機器1側に接続されてもよい。以下の実施の形態においても同様である。
車載機器1は、表示器2に表示された操作キーの情報を車載制御装置10に送信し、車載制御装置10から各操作キーに対応する実行指令を受け、当該操作キーに対応する(割り付けられた)機能を実行する。この操作キーに対応する(割り付けられた)機能とは、例えば、予め規定された画面への遷移、または、音楽再生など、その操作キーを選択した場合に実行される機能をいう。
また、表示器2に表示された操作キーとは、厳密に表示器2に表示された操作キーのみに限定するものではなく、表示器2の表示領域に収まらないなどの理由により所定の操作、例えば、画面スクロールや画面縮小または拡大や表示・非表示の切り替えにより表示されるものを含めるようにしてもよい。なお、以下の実施の形態においても同様である。
キー情報受信部11は、接続された車載機器1から車載機器1と接続する表示器2に表示された複数の操作キーの情報を受信する。操作キー情報の具体例については後述するが、表示器2に表示された表示内容の変化に応じて動的に受信する。すなわち、表示器2に画面表示された表示内容が動的に変化するのに応じて、受信する操作キー情報も動的に変化する。
音声認識部12は、音声認識辞書13を有し、マイク3等により集音された音(ユーザにより発話された音声)をA/D変換して、例えばPCM(Pulse Code Modulation)形式で取得し、音声の特徴量と音声認識辞書13とを照合することによって音声認識処理を行う。ここで、音声認識処理としては、例えばHidden Markov Modelのような一般的な方法を用いて行えばよい。また、音声認識部12は、ネットワーク上の音声認識サーバを使用してもよい。
ここで、音声認識辞書13は、後述する操作キー特定部14でのキー特定処理に使用するキーワード等を認識可能なように構成されており、音声認識部12は、発話中に含まれるキーワードを音認識結果(以下、「認識キーワード」と呼ぶ)として出力する。
ところで、カーナビゲーションシステム等に搭載されている音声認識機能においては、ユーザが発話等の開始をシステムに対して明示(指示)するのが一般的である。そのために、音声認識開始を指示するボタン等(以下、「音声認識開始指示部」と呼ぶ)が、タッチパネルに表示されたりステアリングホイールに設置されたりしている。そして、ユーザにより音声認識開始指示部が押下された後に、発話された音声を認識する。すなわち、音声認識開始指示部が音声認識開始信号を出力し、音声認識部が当該信号を受けると、ユーザの発話を待ち受け、上述した認識処理を行う。
しかし、この実施の形態1における音声認識部12は、上述したようなユーザによる音声認識開始指示がなくても、常に、ユーザの発話内容を認識する。すなわち、音声認識部12は、音声認識開始信号を受けなくても、認識辞書を用いて認識処理を行い、音声認識結果に含まれるキーワードを出力する処理を繰り返し行う。また、前記は、常に、ユーザの発話内容を認識するとしたが、CPUやメモリ等の使用量を抑える目的で、入力音声の特徴(例えば、入力音量など)を元にマイク入力された音が音声であると判断できる場合のみ認識処理を行うようにしてもよい。以下の実施の形態においても同様である。
操作キー特定部14は、キー情報受信部11により受信された操作キー情報と音声認識部12による音声認識結果に基づいて、ユーザにより発話された音声に対応する操作キーを特定する。具体的には、キー情報受信部11で取得した操作キー情報を参照して、音声認識部12から取得した認識キーワードに対応する操作キーの実行指令を特定する。
制御部15は、操作キー特定部14により特定された各操作キーを選択する決定キー4からの出力を受け、特定された操作キーに対応する実行指令を車載機器1に送信することにより、当該操作キーに割り付けられた機能を実行するよう車載機器1に対して指示を行う。実行指令は、例えば、数字列や文字列によるID、あるいは電気信号のパターン、あるいは操作キーの名称など予め規定されたルールに沿って操作キーを一意に特定できるものであればどのような形態でもよい。以下の実施の形態においても同様である。
次に、このように構成された実施の形態1における車載制御装置10の動作について、図2を参照しながら具体的に説明する。ここでは、接続される車載機器1がオーディオ一体型のカーナビゲーション装置であると仮定する。
まず、キー情報受信部11は、接続されたカーナビゲーション装置(車載機器1)から表示器2に表示された操作キー情報を受信する(ステップST1)。例えば、図3に示すように、表示器2の表示画面に[再生]、[停止]、[次の曲]、[前の曲]の4つの操作キーが表示されているとすると、図4に示すように、操作キー情報としては、各操作キーに対応する少なくとも1つの認識キーワードと実行指令の情報となる。
ここで、図3は、実施の形態1において、表示器2の表示画面に複数の操作キーが表示されているメニュー画面の一例を示す図である。また、図4は、図3の場合における操作キー情報(各操作キーに対応する認識キーワードと実行指令)の一例を示す表である。この場合、操作キー[再生]の認識キーワードは「再生」であり、実行指令コードが「0001」、操作キー[停止]の認識キーワードは「停止」であり、実行指令コードが「0010」、操作キー[次の曲]の認識キーワードは「次の曲」であり、実行指令コードが「0011」、操作キー[前の曲]の認識キーワードは「前の曲」であり、実行指令コードが「0100」である。
その後、音声認識部12は、マイク3から入力された音声信号から音声認識辞書13を使用して音声認識を行い、発話中に含まれる認識キーワードを出力する(ステップST2)。例えば、音声認識辞書13内に認識キーワードとして“再生”が定義されており、「えーと、“再生”」などとユーザが発話した場合、「認識キーワード=“再生”」が出力される。
次に、操作キー特定部14は、音声認識部12から取得した認識キーワードを使用してキー情報受信部11から取得した操作キー情報を参照し、音声認識結果に対応する操作キーがあるか否かを判定する(ステップST3)。具体的には、音声認識結果である認識キーワードと一致する操作キーがあるか否かを判断する。
そして、操作キー情報の中に音声認識結果(認識キーワード)に対応する操作キーがない場合(ステップST3のNOの場合)は、ステップST2に戻って、再度、音声認識部12で音声認識処理を行う。
一方、音声認識結果に対応する操作キーがある場合、すなわち、認識キーワードが一致する操作キーがある場合(ステップST3のYESの場合)には、その認識キーワードが一致する操作キーを特定し(ステップST4)、その操作キーに対応する実行指令を制御部15に送る。例えば、「認識キーワード=“再生”」の場合は「操作キー=“再生”」が特定され、対応する「実行指令=“0001”」を制御部15に送る。
制御部15は、車載制御装置10に接続された1つの決定キー4の押下を検知すると(ステップST5のYESの場合)、操作キー特定部14から送られた実行指令を、車載制御装置10に接続された車載機器1に送信し(ステップST6)、車載機器1は対応する機能を実行する。例えば、「操作キー=再生」に対応する「実行指令=“0001”」が車載制御装置10から車載機器1に送信され、車載機器1は「実行指令=“0001”」に対応する機能として、例えば音楽再生を実行する。
ここで、キー情報受信部11は表示器2の表示内容の変化に応じて動的に操作キーの情報を受信するものである。これについて、図5を参照しながら具体的に説明する。
図5は、カーナビゲーション装置(車載機器1)の動作および表示器2の表示内容と操作キー情報とユーザ操作の具体例を示す説明図である。
図5(a)に示すように、表示器2に[目的地設定][オーディオ][ルート編集][ヘルプ]および[戻る]という5つの操作キーを有するメインメニューが表示されているものとする。この場合、キー情報受信部11が受信する操作キー情報は、図5(b)に示すとおりである。
この状態で、例えばユーザが音楽を再生したい場合、図5(c)に示すように、ユーザが「えーと、“オーディオ”」と発話して決定キー4を押下すると、図5(d)に示すように、表示器2にはオーディオメニュー画面が表示される(オーディオメニュー画面に遷移する)。
図5(d)に示すオーディオメニュー画面には、[アーティスト][アルバム][すべての曲][検索]および[戻る]という5つの操作キーが表示されている。この場合に、キー情報受信部11が受信する操作キー情報は、図5(e)に示すとおりである。
この状態で、例えば図5(f)に示すように、ユーザが「“すべての曲”」と発話して決定キー4を押下すると、表示器2にすべての曲リスト画面が表示される(すべての曲リスト画面に遷移する)。
以降、図示は省略するが、そこでさらに、ユーザが「“XXXX”(リスト中の楽曲名)」と発話して、決定キー4を押下すると、XXXXの曲が再生され、上述したようなオーディオ操作画面が表示される、という流れで操作をすればよい。
なお、図5(c)および(f)に示す符号30は、ユーザの発話(発話内容)を示している。
以上のように、この実施の形態1によれば、表示器に表示された複数の操作キーに直接触れることがなく、かつ、複雑なキー操作を要することなく操作が可能となる。また、たった1つの決定キーをステアリングホイールに設置するのみで、ユーザが運転中にステアリングホイールから手を離すことなく表示器に表示された操作キーの安全な操作が可能となる。
また、階層化された画面間を遷移するようなUI(User Interface)を有する車載機器、あるいは、表示領域内に操作キーが部分的に重畳、あるいは、追加されるといった表示にも動的に対応した操作が可能、すなわち、表示器の表示内容の変化に応じて動的に操作キーの情報を受信するため、表示された操作キーが変更されても動的に追従することができ、あるいは、ポップアップ的な通知にも対応して操作可能となる。
また、図6に示すように、車載制御装置10が、表示されている操作キーの情報に基づいて少なくとも表示器2に表示された操作キーに対応する言葉(認識キーワード)から辞書を作成する辞書作成部16をさらに備え、音声認識部12は辞書作成部16によって作成された音声認識辞書17を用いてユーザが発話した音声を認識するようにしてもよい。
音声認識辞書17を作成する際、音声を認識するために音素等の読み情報が必要となるが、この情報は操作キー情報中に認識キーワードに対応するように埋め込んでもよく、操作キー情報の操作キー名称や認識キーワードの情報などのテキスト情報から形態素解析処理などにより読み情報を付与、あるいは、推定するようにしてもよい。ここで形態素解析処理には、前述の音声認識処理でも用いられるようなHidden Markov Modelのような一般的な方法を用いて行えばよい。
このようにすることにより、表示内容が動的に変化したときにそれに応じて音声認識辞書17を作成するため、音声認識対象となる語数を必要最小限にとどめることができるようになる。このため、操作に関係ない言葉を誤認識するのを防ぐこと、あるいは、音声認識に要する時間を抑制することができ、音声認識性能(精度、応答速度など)を向上させることができるので、ユーザが快適な操作を行うことができる。
また、図7に示すように、車載制御装置10が、決定キー4に代えて、ユーザの身体動作を認識する動作認識部18をさらに備え、制御部15は、動作認識部18により実行を意図するユーザの身体動作、例えば、うなずき、あるいは、ウインクなどが認識された場合に、特定された操作キーに割り付けられた機能を実行するよう指示を行うようにしてもよい。
動作認識部18による身体動作認識処理としては、カメラ5を用いた一般的なパターン認識を用いて行えばよく、うなずきの検知においては、頭部に加速度センサを装着し、所定の方向に所定の強さを検知した場合にうなずいたと判断するようにしてもよい。
このようにすることにより、決定キーだけでなく決定キーの押下という動作(操作)も不要となるため、一切のボタン操作が不要となり、完全にステアリングホイールから手や指を離す必要がなくなるので、走行中でも安全に操作することができる。
なお、車載制御装置10は、これが適用される車載機器1のマイクロコンピュータが、この発明に特有な処理に関するプログラムを実行することにより、ハードウェアとソフトウェアとが協働した具体的な手段として実現される。以下の実施の形態においても、同様である。
実施の形態2.
図8は、この発明の実施の形態2による車載制御装置の一例を示すブロック図である。なお、実施の形態1で説明したものと同様の構成には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
以下に示す実施の形態2の車載制御装置10は、実施の形態1と比べると、受付情報報知部19をさらに備え、操作キー特定部14による操作キー特定の結果に基づき、その特定された操作キーの実行指示受付を開始したこと、実行指示受付を継続中であること、または、特定された操作キー情報の少なくともいずれか1つを、接続されたスピーカ6により、あるいは、車載機器1を通じて表示器2により、報知するようにした。なお、図示は省略したが、スピーカは車載機器1に接続されたものを使用するようにしてもよい。
次に、このように構成された実施の形態2による車載制御装置10の動作について説明する。
図9は、実施の形態2における車載制御装置10の動作を示すフローチャートである。ここでも、実施の形態1と同様、接続される車載機器1がオーディオ一体型のカーナビゲーション装置であると仮定する。
操作キー特定部により操作キーを特定するまでの処理(ステップST11〜ST14)については、実施の形態1における図2に示すフローチャートのステップST1〜ST4と同じであるため、説明を省略する。
そして、この実施の形態2では、ステップST14において操作キー特定部14が操作キーを特定した後、受付情報報知部19が、操作キー特定部14により操作キーが特定されて当該操作キーの実行指示受付が可能となったこと、あるいは、特定された操作キーの情報など、操作キーが特定されて当該操作キーの実行指示受付が開始されたこと、実行指示受付を継続中であること、特定された操作キーの情報のうちの少なくとも1つを報知する(ステップST15)。
具体的には、例えば「操作キー=“再生”」と特定された結果を受け、接続されたスピーカ6から効果音や音楽を鳴らす、あるいは、表示器2の表示画面の明るさ、色などを変更し、操作キーが特定されて当該操作キーの実行指示受付が可能となったことを報知するなどである。
さらに、特定された操作キーを明確にユーザに伝えるよう、操作キー名称(例えば、「再生」など)等を操作キー毎に用意された録音音声や音声合成によるTTS(Text to Speech)技術を利用して読み上げるようにしてもよい。また、表示器2に表示された操作キーに視覚効果、例えば、図10(b)に示すように、特定された操作キーの周りを点灯させる、選択された操作キー付近に特定を示す図形を表示する、あるいは、アイコンを表示する、あるいは、操作キー部分の明度、色、形、大きさなどを変更するようにしてもよい。
図10は、実施の形態2において、表示器2の表示画面に複数の操作キーが表示されているメニュー画面からの遷移の一例を示す図である。
図10(a)に示すように、表示器2に[目的地設定][オーディオ][ルート編集][ヘルプ]および[戻る]という5つの操作キーを有するメインメニューが表示されているものとする。
この状態で、例えばユーザが音楽を再生したい場合、ユーザが「オーディオ」と発話すると、図10(b)に示すように、[オーディオ]という操作キーのみが枠で囲まれる等の強調表示40が付加されることにより、その操作キーの実行指示受付が可能となったことをユーザが視覚的に認識できるように報知される。
そして、この状態で、ユーザが決定キー4を押下すると、図10(c)に示すように、表示器2には[アーティスト][アルバム][すべての曲][検索]および[戻る]という5つの操作キーが表示される。以降の操作および画面遷移については省略する。
以上のように、この実施の形態2によれば、実行指示を受付可能なタイミング、あるいは、特定された操作キーの少なくともいずれか1つを実行指示前に確認できるため、操作キーが特定される前に決定キーを押下しても実行指示が受け付けられないという不具合や、意図と異なる操作キーが特定されたことによる誤操作(ユーザの意図と異なる操作)を抑制することができる。
また、図11に示すように、車載制御装置10が、車両の情報を取得する車両情報取得部20をさらに備え、受付情報報知部19が、車両情報取得部20により各種センサ7から取得された車速、あるいは、ステアリングホイールの操舵角などの車両情報に応じて、特定された操作キーについて報知する方法を変更するようにしてもよい。
例えば、上述したように特に特定された操作キーを明確にユーザに伝えるような場合、車両の走行速度が予め定められた所定値未満であれば、画面を見る余裕があると判断し、快適性を重視して、例えば図10(b)に示すように、表示器2に対して報知情報の伝達に時間を要さない画面表示による報知を行うよう指示を行い、所定値以上であれば、安全性を重視して、スピーカ6に対して画面を見る必要がない音による報知(音声ガイダンスなど)を行うよう指示することなどが考えられる。
そして、制御部15は、車載制御装置10に接続された1つの決定キー4の押下を検知すると(ステップST16のYESの場合)、操作キー特定部14から送られた実行指令を、車載制御装置10に接続された車載機器1に送信し(ステップST17)、車載機器1は対応する機能を実行する。
このようにすることにより、例えば、停車時は画面表示により報知することで軽快に操作でき、走行時は音声出力により報知することで安全な操作ができるなど、ユーザの運転負荷が低い時は快適性を重視し、ユーザの運転負荷が高い時は安全性を重視して、特定された操作キーについてユーザに報知することができるので、運転状況に合わせてユーザが安全かつ快適に操作することが可能となり、操作の不便さを改善することができる。
なお、ここでの車両情報には、車両が走行する道路の道幅や曲がり具合(直線具合)などの道路情報や、走行中の時刻情報なども含むものとし、停車時や走行時といった違いだけではなく、車速に応じて報知の方法を変化させるようにしたり、走行場所、道路情報、時刻等によって、その車速の閾値を変更して報知の方法を変化させるようにすることにより、ユーザにとってより安全かつ快適に操作することができる。
また、図示は省略したが、接続されたナビゲーション装置(車載機器1)などの情報から走行中の自車位置や道幅の情報を取得できるようにして走行しやすさに応じて走行速度の所定値(閾値)を変更するようにしてもよい。
実施の形態3.
図12は、この発明の実施の形態3による車載制御装置の一例を示すブロック図である。なお、実施の形態1,2で説明したものと同様の構成には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
以下に示す実施の形態3の車載制御装置10は、実施の形態1と比べると、受付期間設定部21をさらに備え、操作キー特定部14により特定された操作キーに割り付けられた機能の実行指示を受付可能な期間(受付期間)を設定するようにし、制御部15は受付期間設定部21により設定された受付期間内のみ実行指示を受け付けるようにした。
次に、このように構成された実施の形態3による車載制御装置10の動作について説明する。
図13は、実施の形態3における車載制御装置10の動作を示すフローチャートである。ここでも、実施の形態1,2と同様、接続される車載機器1がオーディオ一体型のカーナビゲーション装置であると仮定する。
操作キー特定部14により操作キーを特定するまでの処理(ステップST21〜ST24)については、実施の形態1における図2に示すフローチャートのステップST1〜ST4と同じであるため、説明を省略する。
そして、この実施の形態3では、ステップST24において操作キー特定部14が操作キーを特定した後、受付期間設定部21が、操作キー特定部14による操作キー特定の結果を受け、予め定められた所定の受付期間、例えば、10秒間を設定する(ステップST25)。
制御部15は、操作キーが特定されてから所定の受付期間(ここでは10秒)以内であれば(ステップST26のNOの場合)、ユーザからの決定キー押下を実施の形態1と同様に待ち受ける。一方、操作キーが特定されてから所定の受付期間(10秒)を経過してもユーザからの決定キー押下が検知されなければ(ステップST27がNOで、ステップST26がYESになった場合)は、ステップST22に戻って、再度、音声認識部12で音声認識処理を行う。
そして、制御部15は、車載制御装置10に接続された1つの決定キー4の押下を検知すると(ステップST27のYESの場合)、操作キー特定部14から送られた実行指令を、車載制御装置10に接続された車載機器1に送信し(ステップST28)、車載機器1は対応する機能を実行する。
以上のように、この実施の形態3によれば、操作キーが特定された後、決定キーが押下されるまでに受付期間が経過した場合には、認識した言葉がキャンセルされるので、誤認識した場合にユーザが意図しない動作が生じる可能性を低減することができる。また、ユーザが運転に集中していたことにより、特定された操作キーが何だったかを忘れてしまった場合などにも、受付期間経過後に発話し直すことで音声認識からやり直すことができるので、ユーザ操作の快適性を向上することができる。
また、図14に示すように、音声認識部12が、ステップST25において所定の受付期間が設定された後の当該受付期間内にも動作して、音声認識部12による音声認識結果に変更が生じる度に、操作キー特定部14がその変更後の音声認識結果に基づいて操作キーを特定し直すようにしてもよい。
すなわち、操作キーが特定されてから所定の受付期間(例えば10秒)以内であって、ユーザから決定キーが押下されないうちに、ユーザからの発話があった(ユーザが発話し直した)場合(ステップST26,ST27がいずれもNOで、ステップST29がYESの場合)、ステップST22に戻って、再度、音声認識部12で音声認識処理を行う。
このようにすれば、操作キーが特定されてしまったが別の操作キーを選択し直したい場合や、操作キーが正しく特定されなかった場合など、所定期間が経過しなくとも発話し直すことで簡便に誤認識を訂正することができ、ユーザ操作の快適性を向上することができる。
また、図15に示すように、車載制御装置10が、車両の情報を取得する車両情報取得部20をさらに備え、受付期間設定部21が、車両情報取得部20により各種センサ(車速センサ等)7から取得された車速、あるいは、ステアリングホイールの操舵角などの車両情報に応じて、受付期間を変更する(可変にする)ようにしてもよい。なお、ここでの車両情報には、車両が走行する道路の道幅や曲がり具合(直線具合)などの道路情報なども含むものとする。
例えば、高速走行時や交差点での右左折中の場合は、運転負荷が高くユーザによる決定キー押下が困難であると判断して、受付期間を長く設定し、逆にステアリングホイール操作の頻度が少なく直線がしばらく続いていれば、運転負荷が低くユーザによる決定キー押下が容易であると判断して、受付期間を短く設定する。
このようにすることにより、運転負荷によるユーザの余裕度に応じて、適切な受付期間が設定されるため、余裕がない場合に受付期間内に実行指示を行うことができず、操作のためにもう一度音声認識させなければならないとか、誤認識した場合にユーザが意図しない動作が生じる可能性があるといった、操作における煩わしさを軽減することができる。
また、図示は省略したが、接続されたナビゲーション装置(車載機器1)などの情報から走行中の自車位置や道幅の情報を取得できるようにして走行しやすさに応じて受付期間を変更するようにしてもよい。
実施の形態4.
図16は、この発明の実施の形態4による車載制御装置の一例を示すブロック図である。なお、実施の形態1〜3で説明したものと同様の構成には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
以下に示す実施の形態4の車載制御装置10は、実施の形態1と比べると、マイク3からの入力音声(ユーザにより発話された音声)が操作を意図する発話であるか否かを判定する発話判定部22をさらに備え、発話判定部22により入力音声(発話された音声)が操作を意図する発話であると判定された発話についてのみ音声認識部12が音声認識を行うようにした。
発話判定部22における発話態様判定処理(操作を意図する発話であるか否かを判定する処理)には、音声認識で使用するような前述のHidden Markov Modelを使用すればよく、例えば、操作を意図しない発話として、笑い声や咳払いやくしゃみ、複数人の会話の少なくとも1つの音声特徴を予め学習しておけば、入力音声が操作を意図しない発話を識別することができ、操作を意図する発話であるか否かを判定できる。
あるいは、図示は省略したが、車内で利用する場合は、乗車しているユーザの位置が頻繁に変わることがないので、複数マイクを配置することにより各マイクの入力信号のパワー比や位相差の変動により複数人による会話か否かを判断できるので、そのような複数人による会話の場合には操作を意図しない発話であると判定することができる。また、運転者のみを操作対象者とする場合は、運転座席位置方向以外から到来する音声は操作を意図しない発話であると判定することができる。
次に、このように構成された実施の形態4による車載制御装置10の動作について説明する。
図17は、実施の形態4における車載制御装置10の動作を示すフローチャートである。ここでも、実施の形態1〜3と同様、接続される車載機器1がオーディオ一体型のカーナビゲーション装置であると仮定する。
まず、キー情報受信部11が、接続されたカーナビゲーション装置(車載機器1)から表示器2に表示された操作キー情報を受信する(ステップST31)。
次に、発話判定部22が、マイク3からの入力音声から操作を意図した発話であるか否かを、例えば前述の方法により判定する(ステップST32)。
そして、マイク3からの入力音声が操作を意図した発話ではないと判定された場合(ステップST32のNOの場合)には、操作を意図した発話であると判定される音声が入力されるまで待ち続ける。すなわち、操作を意図した発話ではないと判定された場合には、その入力音声は音声認識処理が行われる前に棄却される。
一方、操作を意図した発話であると判定された場合(ステップST32のYESの場合)、音声認識部12は、発話判定部22による発話様態の判定結果を受け、音声認識処理を行う(ステップST33)。すなわち、ステップST32において操作を意図した発話であると判定された場合のみ、音声認識処理が行われる。
次に、操作キー特定部14は、音声認識部12から取得した認識キーワードを使用してキー情報受信部11から取得した操作キー情報を参照し、音声認識結果に対応する操作キーがあるか否かを判定する(ステップST34)。
そして、操作キー情報の中に音声認識結果(認識キーワード)に対応する操作キーがなく、操作キーが特定されなかった場合(ステップST34のNOの場合)には、ステップST32に戻って、再度、発話判定部22による発話態様判定処理を行う。
一方、音声認識結果に対応する操作キーがあり、操作キーが特定された場合、すなわち、認識キーワードが一致する操作キーがある場合(ステップST34のYESの場合)以降の処理(ステップST35〜ST37)については、実施の形態1における図2に示すフローチャートのステップST4〜ST6と同じであるため、説明を省略する。
以上のように、この実施の形態4によれば、操作と無関係な発話を音声認識前に除去できるため、音声認識処理において誤認識する頻度を抑制したり、意図しない操作キーを実行してしまうことを抑制し、操作におけるユーザの快適性を向上することができる。
実施の形態5.
図18は、この発明の実施の形態5による車載制御装置の一例を示すブロック図である。なお、実施の形態1〜4で説明したものと同様の構成には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
以下に示す実施の形態5の車載制御装置10は、実施の形態1と比べると、車載機器1に接続されたスピーカ8に対して車載機器1から出力されるスピーカ出力音信号を取得して当該スピーカ出力音の成分を入力音から除去する出力音除去部23をさらに備え、この出力音除去部23によりスピーカ出力音の成分が除去された音声に対して音声認識部12が音声認識を行うようにした。
出力音除去部23における出力音除去方法としては、例えば、一般的なスピーカ出力音信号とマイク入力音信号を使用し、フィルタ係数を学習同定法により求める適応フィルタなど用いて行えばよい。このようにすることで、使用する音響環境でマイクに入力されるスピーカ出力音の音響エコー成分を推定できるため、マイクに入力される音声信号から当該音響エコー成分を差し引くことでスピーカ出力音信号が音声認識精度に与える影響を抑制することができる。
次に、このように構成された実施の形態5による車載制御装置10の動作について説明する。
図19は、実施の形態5における車載制御装置10の動作を示すフローチャートである。ここでも、実施の形態1〜4と同様、接続される車載機器1がオーディオ一体型のカーナビゲーション装置であると仮定する。
まず、キー情報受信部11が、接続されたカーナビゲーション装置(車載機器1)から表示器2に表示された操作キー情報を受信する(ステップST41)。
次に、出力音除去部23が、車載機器1からスピーカ8に対して送信されるスピーカ出力音信号を受信し(ステップST42)、そのスピーカ出力音信号とマイクから入力される音声信号を使用して、例えば、前述の方法によって、マイク入力される音声の中からスピーカ出力される音声の音響エコー成分(出力音成分)を除去する(ステップST43)。
そして、音声認識部12は、出力音除去部23によりスピーカ出力音を除去された入力音声について、音声認識処理を行う(ステップST44)。
この音声認識処理以降の処理(ステップST45〜ST48)については、実施の形態1における図2に示すフローチャートのステップST3〜ST6と同じであるため、説明を省略する。
なお、上述した実施の形態5では、接続された車載機器1のスピーカ出力音信号を除去するようにしたが、車載制御装置10そのものや他の機器、または、車載制御装置10を搭載した車両等から出力される音の信号もあわせて受信し、除去するようにしてもよい。
以上のように、この実施の形態5によれば、車音声ガイダンス・効果音の吹鳴中や音楽再生中であってもマイク入力される音声からスピーカ出力音の音響エコー成分を除去できるようにしたため、誤認識を抑制してより精度の高い音声認識を行うことができ、操作におけるユーザの快適性を向上することができる。
実施の形態6.
図20は、この発明の実施の形態6による車載制御装置の一例を示すブロック図である。なお、実施の形態1〜5で説明したものと同様の構成には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
以下に示す実施の形態6の車載制御装置10は、実施の形態1と比べると、ユーザの視線を検知する視線検出部24をさらに備え、操作キー特定部14は、視線検出部24により検知された視線情報と音声認識部12による認識結果とを用いて操作キーを特定するようにした。
視線検出部24は、ユーザの視線を検知して当該視線の座標情報を操作キー特定部14に送信する
視線検出部24による視線検出処理は、例えば、カメラ5によりユーザの顔を撮影した画像に基づいて一般的なパターン認識による顔方向から大まかに推定するようにすればよく、あるいは、図示は省略したが光源照射による角膜反射法などを用いればよい。また、事前に表示器2とユーザの目の相対位置関係の情報を取得しておくようにすれば、ユーザが表示器2のどの部分を見ているかを座標値として取得することができる。
次に、このように構成された実施の形態6による車載制御装置10の動作について説明する。
図21は、実施の形態6における車載制御装置10の動作を示すフローチャートである。ここでも、実施の形態1〜5と同様、接続される車載機器1がオーディオ一体型のカーナビゲーション装置であると仮定する。
まず、キー情報受信部11が、接続されたカーナビゲーション装置(車載機器1)から表示器2に表示された操作キー情報を受信する(ステップST51)。
ここで受信する操作キー情報は、図22に示すように、各操作キーに対応する認識キーワードと実行指令に加え、各操作キーが表示された表示器2上の座標情報、例えば(x,y)=(100,100)などを含んでいる。この座標情報には、例えば、操作キーの左上座標、あるいは、中心座標など表示位置を一意に判別できるものであれば何でもよく、あわせてサイズがわかる情報を付与してもよい。
次に、視線検出部24が、例えば前述の方法により、カメラ5で撮影されたカメラ画像からユーザの視線方向を検出し、ユーザが視線を向けている表示器2の表示画面上の対応する座標情報(以下、「視線座標」と呼ぶ)、例えば(x,y)=(200,200)を取得して、操作キー特定部14に送る(ステップST52)。
また、音声認識部12は、マイク3から入力された音声信号から音声認識辞書13を使用して音声認識を行い、発話中に含まれる認識キーワードを出力する(ステップST53)。
そして、操作キー特定部14は、ステップST52において視線検出部24から受信した視線座標と、ステップST53において認識された音声認識結果と、ステップST51において受信した操作キー情報とに基づいて、視線方向と認識結果に対応する操作キーがあるか否かを判定し(ステップST54)、視線方向と認識結果に対応する操作キーがある場合(ステップST54のYESの場合)、音声認識結果に対応する操作キーを特定する(ステップST55)。
具体的には、視線検出部24から受信した視線座標(x,y)=(200,200)から予め定められた所定の範囲、例えば±100、すなわち、座標(x,y)=(100,100)から(x,y)=(300,300)までの範囲を視認可能範囲と仮定する。
そして、キー情報受信部11が受信した操作キー情報に付与された操作キーの座標情報から、その視認可能範囲内にある操作キー、すなわち、操作キー情報が図22に示すものである場合には、座標(x,y)=(100,100)である[再生]および座標(x,y)=(100,300)である[次の曲]のみが視認可能範囲内にある操作キーであるので、[再生]および[次の曲]という操作キーのみの操作キー情報を参照して、音声認識結果に対応する操作キーを特定する。
一方、視認可能範囲内にある操作キー情報の中に音声認識結果(認識キーワード)に対応する操作キーがない場合(ステップST54のNOの場合)は、ステップST52に戻って、再度、視線検出部24による視線検出、および、音声認識部12による音声認識処理を行う。
そして、ステップST55における操作キー特定以降の処理(ステップST56〜ST57)については、実施の形態1における図2に示すフローチャートのステップST5〜ST6と同じであるため、説明を省略する。
なお、複数の車載機器を接続するようにした場合は、操作対象の機器を限定するよう、視線検出部24による視線方向を利用するようにしてもよい。
また、図示は省略したが、実施の形態1と同様、辞書作成部16(図6参照)をさらに備え、操作キー情報に付与された座標位置と視線検出部24により取得された視線座標を使用し、所定の視認可能範囲に含まれる操作キーのみに限定して音声認識するように音声認識辞書を作成してもよい。
このようにすることにより、表示されているものの中からユーザが見ている付近に絞り込んで、その絞り込まれた付近に限定して操作キーを特定することにより、ユーザが操作しそうなキーに対応する認識キーワードに音声認識の対象を限定できるため、音声認識の精度、あるいは、応答速度を高めることができる。これは、例えば表示器2の表示画面が大きい場合や、複数の画面(複数の表示器)がある場合などに特に効果を奏する。
以上のように、この実施の形態6によれば、視線検知により、ユーザが操作しそうなキーを推定可能になり、発話と異なる操作キーの特定を抑制することができるため、意図しない操作キーを実行してしまうことを抑制し、操作におけるユーザの快適性を向上することができる。
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
この発明の車載制御装置は、例えば、カーナビゲーション装置やHUD(Head−Up Display)、インストルメントパネルなど、操作制御機能を有する表示器、表示器を有する機器、または表示器と接続される機器など表示と操作を伴うものであればどのような車載機器にでも適用することができる。また、この車載制御装置自体がそれらの機器に組み込まれていてもよい。
1 車載機器、2 表示器、3 マイク、4 決定キー、5 カメラ、6,8 スピーカ、7 各種センサ、10 車載制御装置、11 キー情報受信部、12 音声認識部、13,17 音声認識辞書、14 操作キー特定部、15 制御部、16 辞書作成部、18 動作認識部、19 受付情報報知部、20 車両情報取得部、21 受付期間設定部、22 発話判定部、23 出力音除去部、24 視線検出部、30 発話(発話内容)、40 強調表示。
上記目的を達成するため、この発明は、車両に搭載された車載機器の制御を行う車載制御装置において、前記車載機器に接続された表示器に表示された複数の操作キーの情報を、前記表示器に表示された表示内容の変化に応じて動的に受信するキー情報受信部と、常に動作し、音声認識辞書を用いてユーザにより発話された音声を認識する音声認識部と、前記キー情報受信部により受信された操作キー情報と前記音声認識部による音声認識結果に基づいて、前記音声認識結果に対応する操作キーがない場合にはこれに対する処理を行わずに再度、音声認識結果を待ち、前記音声認識結果に対応する操作キーがある場合には前記ユーザにより発話された音声に対応する操作キーを特定する操作キー特定部と、前記操作キー特定部により特定された操作キーを選択する決定キーからの出力を受け、前記特定された操作キーに割り付けられた機能を実行するよう前記車載機器に対して指示を行う制御部とを備えることを特徴とする。

Claims (12)

  1. 車両に搭載された車載機器の制御を行う車載制御装置において、
    前記車載機器に接続された表示器に表示された複数の操作キーの情報を、前記表示器に表示された表示内容の変化に応じて動的に受信するキー情報受信部と、
    音声認識辞書を用いてユーザにより発話された音声を認識する音声認識部と、
    前記キー情報受信部により受信された操作キー情報と前記音声認識部による音声認識結果に基づいて、前記ユーザにより発話された音声に対応する操作キーを特定する操作キー特定部と、
    前記操作キー特定部により特定された操作キーを選択する決定キーからの出力を受け、前記特定された操作キーに割り付けられた機能を実行するよう前記車載機器に対して指示を行う制御部と
    を備えることを特徴とする車載制御装置。
  2. 前記操作キーの情報に基づいて少なくとも前記表示器に表示された操作キーに対応する言葉から前記音声認識辞書を作成する辞書作成部をさらに備え、
    前記音声認識部は、前記辞書作成部によって作成された音声認識辞書を用いて前記ユーザにより発話された音声を認識する
    ことを特徴とする請求項1記載の車載制御装置。
  3. 前記操作キー特定部による操作キー特定の結果に基づき、前記特定された操作キーの実行指示受付を開始したこと、前記特定された操作キーの実行指示受付を継続中であること、または、前記特定された操作キー情報のうちの少なくとも1つを報知する受付情報報知部をさらに備えた
    ことを特徴とする請求項1記載の車載制御装置。
  4. 前記車両の情報を取得する車両情報取得部をさらに備え、
    前記受付情報報知部は、前記車両情報取得部により取得された車両情報に応じて、前記報知する方法を変更する
    ことを特徴とする請求項3記載の車載制御装置。
  5. 前記操作キー特定部により特定された操作キーに割り付けられた機能の実行指示を受付可能な受付期間を設定する受付期間設定部をさらに備え、
    前記制御部は、前記受付期間設定部により設定された前記受付期間内のみ実行指示を受け付ける
    ことを特徴とする請求項1記載の車載制御装置。
  6. 前記音声認識部は、前記受付期間内も動作して、
    前記操作キー特定部は、前記音声認識部による音声認識結果に変更が生じる度にその変更後の音声認識結果に基づいて操作キーを特定し直す
    ことを特徴とする請求項5記載の車載制御装置。
  7. 前記車両の情報を取得する車両情報取得部をさらに備え、
    前記受付期間設定部は、前記車両情報取得部により取得された車両情報に応じて、前記受付期間を変更する
    ことを特徴とする請求項5記載の車載制御装置。
  8. 前記ユーザにより発話された音声が操作を意図する発話であるか否かを判定する発話判定部をさらに備え、
    前記音声認識部は、前記発話判定部により前記発話された音声が操作を意図する発話であると判定された場合にのみ音声認識を行う
    ことを特徴とする請求項1記載の車載制御装置。
  9. 前記ユーザの身体動作を認識する動作認識部をさらに備え、
    前記制御部は、前記動作認識部により実行を意図する前記ユーザの身体動作が認識された場合に前記特定された操作キーに割り付けられた機能を実行するよう指示を行う
    ことを特徴とする請求項1記載の車載制御装置。
  10. 前記車載機器から出力される出力音信号を取得して当該出力音の成分を入力音から除去する出力音除去部をさらに備え、
    前記音声認識部は、前記出力音除去部により前記出力音の成分が除去された音声に対して前記音声認識を行う
    ことを特徴とする請求項1記載の車載制御装置。
  11. 前記ユーザの視線を検知して当該視線の座標情報を前記操作キー特定部に送信する視線検出部をさらに備え、
    前記キー情報受信部は、前記操作キー情報として各操作キーが表示された表示器上の座標情報をあわせて受信し、
    前記操作キー特定部は、前記視線検出部から受信した前記視線の座標情報と前記音声認識部による認識結果と前記キー情報受信部により受信された操作キー情報とに基づいて、前記操作キーを特定する
    ことを特徴とする請求項1記載の車載制御装置。
  12. 車両に搭載された車載機器の制御を行う車載制御方法であって、
    キー情報受信部が、前記車載機器に接続された表示器に表示された複数の操作キーの情報を、前記表示器に表示された表示内容の変化に応じて動的に受信するステップと、
    音声認識部が、音声認識辞書を用いてユーザにより発話された音声を認識するステップと、
    操作キー特定部が、前記キー情報受信部により受信された操作キー情報と前記音声認識部による音声認識結果に基づいて、前記ユーザにより発話された音声に対応する操作キーを特定するステップと、
    制御部が、前記操作キー特定部により特定された操作キーを選択する決定キーからの出力を受け、前記特定された操作キーに割り付けられた機能を実行するよう前記車載機器に対して指示を行うステップと
    を備えることを特徴とする車載制御方法。
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