带有语音识别的旋钮式汽车换挡系统及语音唤醒识别方法

摘要

本发明公开了一种带有语音识别的旋钮式汽车换挡系统及语音唤醒识别方法，其旋钮式汽车换挡开关配置有语音唤醒模块、语音指令模块与车身信息反馈模块；语音唤醒模块与语音指令模块通信连接，语音指令模块、车身信息反馈模块均与旋钮式汽车换挡开关通信连接；以及语音唤醒模块通过特点唤醒词激活旋钮式汽车换挡开关的语音功能。采用反馈机制，有效解决了旋钮式汽车换挡旋钮开关误操作的技术问题，提高了换挡准确率，应用了语音识别技术，一方面可以与换挡开关配合形成换挡安全机制，另一方面在开关磨损失效后作为一种备用换挡模式，同时，语音识别技术也增加了用户体验。

权利要求

1.一种带有语音识别的旋钮式汽车换挡系统，其包括旋钮式汽车换挡开关，其特征在于，该旋钮式汽车换挡开关配置有语音唤醒模块、语音指令模块与车身信息反馈模块；语音唤醒模块与语音指令模块通信连接，语音指令模块、车身信息反馈模块均与旋钮式汽车换挡开关通信连接；

语音唤醒模块用于通过特定唤醒词激活旋钮式汽车换挡开关的语音功能；

语音指令模块用于检测、识别用户的语音指令进行相应功能的操作；

车身信息反馈模块用于实时反馈车辆的速度信息、挡位信息、刹车信息；

语音唤醒模块通过特定唤醒词激活旋钮式汽车换挡开关的语音功能，语音指令模块开始检测并识别用户的语音指令，进行相应功能的操作；车身信息反馈模块实时反馈车辆的速度信息、挡位信息、刹车信息；

上述旋钮式汽车换挡开关配置有旋钮电磁锁模块，上述语音指令模块、车身信息反馈模块均与旋钮电磁锁模块通信连接，旋钮电磁锁模块与旋钮位置检测模块通信连接，旋钮位置检测模块、语音指令模块均与一换挡决策模块通信连接；

旋钮电磁锁模块检测到刹车未踩下，车速不为零时，旋钮电磁锁被激活，电磁吸合器吸合，卡住旋钮式汽车换挡开关，使得旋钮式汽车换挡开关不能被转动；当同时满足刹车踩下，车速为0时，旋钮式汽车换挡开关才会被解锁；

旋钮位置检测模块用于通过检测光电信号判断旋钮位置，发出对应旋钮指令；

上述车身信息反馈模块与一灯光指示模块通信连接，换挡决策模块配置有远程换挡模块；

灯光指示模块用于通过不同颜色灯光来指示当前挡位信息；

远程换挡模块用来接收从CAN总线发送过来的远程换挡指令，并将其传递给换挡决策模块；仅当Auto挡被激活时，才允许远程换挡模块进行远程自动挂挡；

上述车身信息反馈模块将挡位信息传输至灯光指示模块，将速度信息、刹车信息传输给旋钮电磁锁模块；

上述换挡决策模块汇总语音指令、旋钮指令及远程换挡指令，通过逻辑判断优先级顺序，并选出优先级高的指令发送给变速箱换挡。

2.根据权利要求1所述的旋钮式汽车换挡系统，其特征在于，上述语音指令模块包括两种模式，模式一：当旋钮式汽车换挡开关损坏且依旧可以换挡时，通过语音指令可直接换挡操作；

模式二：驻车后旋钮式汽车换挡开关被误操作，通过语音指令可锁定或解锁旋钮式汽车换挡开关的旋钮。

3.一种用于如权利要求1所述旋钮式汽车换挡系统的语音唤醒识别方法，特征在于其包括以下步骤：采集驾驶者音频信号，然后对该音频信号进行数据预处理，提取该数据中的特定唤醒词，将特定唤醒词与模板库中的预设特定唤醒词进行对比，若相一致，则识别结果，激活语音功能。

4.根据权利要求3所述的语音唤醒识别方法，其特征在于，上述步骤具体的还包括：驾驶者在汽车的模板库中提前预设特唤醒词。

说明书

带有语音识别的旋钮式汽车换挡系统及语音唤醒识别方法

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种带有语音识别的旋钮式汽车换挡系统及语音唤醒识别方法。

背景技术

[0002] 目前，节能和环保成为汽车技术发展的主题之一。随着乘用车整车技术不断发展，乘用车的动力系统不再局限于由汽油发动机或柴油发动机等内燃机产生动力，而直接采用电动机作为主要动力源或辅助动力源。在这一背景下，与混合动力汽车、纯电动车相适应的换挡装置应运而生。作为电子挡位控制的开关，旋钮式开关渐渐得到大众的认可。

[0003] 旋钮式换挡开关一般通过触点机械接触或者电磁感应非接触方式确定旋钮位置，进而操控变速箱换挡。目前的旋钮式换挡开关均为前馈控制，即驾驶员转动旋钮以改变当前挡位。当驾驶员操纵此类换挡装置时，易造成挡位切换失准。

[0004] 旋钮开关广泛应用于工业控制类产品，很多新能源汽车也采用了旋钮式换挡开关。现有的旋钮式汽车换挡开关在转动旋钮时，就进行换挡，造成各个挡位之间频繁换挡，影响了换挡开关的使用寿命。特别是有孩童在车上时，出于好奇心会转动旋钮，也会进行换挡，使得汽车驾驶造成安全隐患。由于不同的驾驶人其操作的速度不一，这将有可能导致开关还没旋转到位时汽车就开始启动或停止，容易发生安全事故。另外，由于驾驶者在操作时有可能过度旋转旋钮，使得其无法停留在指定位置，因而汽车无法准确地判断其指令，也容易发生误操作，具有一定的安全隐患；如果旋钮发生损坏，更会造成严重后果。

[0005] 因此，现有技术有待于更进一步的改进和发展。

发明内容

[0006] 鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供涉及一种带有语音识别的旋钮式汽车换挡系统及语音唤醒识别方法，降低旋钮式汽车换挡旋钮开关的误操作，提高换挡准确率。

[0007] 为解决上述技术问题，本发明方案包括：

[0008] 一种带有语音识别的旋钮式汽车换挡系统，其包括旋钮式汽车换挡开关，其中，该旋钮式汽车换挡开关配置有语音唤醒模块、语音指令模块与车身信息反馈模块；语音唤醒模块与语音指令模块通信连接，语音指令模块、车身信息反馈模块均与旋钮式汽车换挡开关通信连接；

[0009] 语音唤醒模块用于通过特定唤醒词激活旋钮式汽车换挡开关的语音功能；

[0010] 语音指令模块用于检测、识别用户的语音指令进行相应功能的操作；

[0011] 车身信息反馈模块用于实时反馈车辆的速度信息、挡位信息、刹车信息；

[0012] 语音唤醒模块通过特定唤醒词激活旋钮式汽车换挡开关的语音功能，语音指令模块开始检测并识别用户的语音指令，进行相应功能的操作；车身信息反馈模块实时反馈车辆的速度信息、挡位信息、刹车信息。

[0013] 所述的旋钮式汽车换挡系统，其中，上述旋钮式汽车换挡开关配置有旋钮电磁锁模块，上述语音指令模块、车身信息反馈模块均与旋钮电磁锁模块通信连接，旋钮电磁锁模块与旋钮位置检测模块通信连接，旋钮位置检测模块、语音指令模块均与一换挡决策模块通信连接；

[0014] 旋钮电磁锁模块检测到刹车未踩下，车速不为零时，旋钮电磁锁被激活，电磁吸合器吸合，卡住旋钮式汽车换挡开关，使得旋钮式汽车换挡开关不能被转动；当同时满足刹车踩下，车速为0时，旋钮式汽车换挡开关才会被解锁；

[0015] 旋钮位置检测模块用于通过检测光电信号判断旋钮位置，发出对应旋钮指令。

[0016] 所述的旋钮式汽车换挡系统，其中，上述车身信息反馈模块与一灯光指示模块通信连接，换挡决策模块配置有远程换挡模块；

[0017] 灯光指示模块用于通过不同颜色灯光来指示当前挡位信息；

[0018] 远程换挡模块用来接收从CAN总线发送过来的远程换挡指令，并将其传递给换挡决策模块；仅当Auto挡被激活时，才允许远程换挡模块进行远程自动挂挡；

[0019] 上述车身信息反馈模块将挡位信息传输至灯光指示模块，将速度信息、刹车信息传输给旋钮电磁锁模块；

[0020] 上述换挡决策模块汇总语音指令、旋钮指令及远程换挡指令，通过逻辑判断优先级顺序，并选出优先级高的指令发送给变速箱换挡。

[0021] 所述的旋钮式汽车换挡系统，其中，上述语音指令模块包括两种模式，[0022] 模式一：当旋钮式汽车换挡开关损坏且依旧可以换挡时，通过语音指令可直接换挡操作；

[0023] 模式二：驻车后旋钮式汽车换挡开关被误操作，通过语音指令可锁定或解锁旋钮式汽车换挡开关的旋钮。

[0024] 一种用于上述旋钮式汽车换挡系统的语音唤醒识别方法，其包括以下步骤：采集驾驶者音频信号，然后对该音频信号进行数据预处理，提取该数据中的特定唤醒词，将特定唤醒词与模板库中的预设特定唤醒词进行对比，若相一致，则识别结果，激活语音功能。

[0025] 所述的语音唤醒识别方法，其中，上述步骤具体的还包括：

[0026] 驾驶者在汽车的模板库中提前预设特唤醒词。

[0027] 本发明提供了一种带有语音识别的旋钮式汽车换挡系统及语音唤醒识别方法，采用反馈机制，有效解决了旋钮式汽车换挡旋钮开关误操作的技术问题，提高了换挡准确率，应用了语音识别技术，一方面可以与换挡开关配合形成换挡安全机制，另一方面在开关磨损失效后作为一种备用换挡模式，同时，语音识别技术也增加了用户体验；同时支持自动驾驶控制方式，并采用手动优先原则，当挡位旋钮没有旋转到Auto挡，将不处理远程挂挡指令。

附图说明

[0028] 图1为本发明中旋钮式汽车换挡系统的示意图；

[0029] 图2为本发明中语音唤醒识别方法的示意图。

具体实施方式

[0030] 本发明提供了一种带有语音识别的旋钮式汽车换挡系统及语音唤醒识别方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0031] 本发明提供了一种带有语音识别的旋钮式汽车换挡系统，其包括旋钮式汽车换挡开关，其中，如图1所示的，该旋钮式汽车换挡开关配置有语音唤醒模块1、语音指令模块2与车身信息反馈模块3；语音唤醒模块1与语音指令模块2通信连接，语音指令模块2、车身信息反馈模块3均与旋钮式汽车换挡开关通信连接；

[0032] 语音唤醒模块1用于通过特定唤醒词激活旋钮式汽车换挡开关的语音功能；

[0033] 语音指令模块2用于检测、识别用户的语音指令进行相应功能的操作；

[0034] 车身信息反馈模块3用于实时反馈车辆的速度信息、挡位信息、刹车信息；

[0035] 语音唤醒模块1通过特定唤醒词激活旋钮式汽车换挡开关的语音功能，语音指令模块2开始检测并识别用户的语音指令，进行相应功能的操作；车身信息反馈模块3实时反馈车辆的速度信息、挡位信息、刹车信息。

[0036] 在本发明的另一较佳实施例中，上述旋钮式汽车换挡开关配置有旋钮电磁锁模块4，上述语音指令模块2、车身信息反馈模块3均与旋钮电磁锁模块4通信连接，旋钮电磁锁模块4与旋钮位置检测模块5通信连接，旋钮位置检测模块5、语音指令模块2均与一换挡决策模块6通信连接；

[0037] 旋钮电磁锁模块4检测到刹车未踩下，车速不为零时，旋钮电磁锁被激活，电磁吸合器吸合，卡住旋钮式汽车换挡开关，使得旋钮式汽车换挡开关不能被转动；当同时满足刹车踩下，车速为0时，旋钮式汽车换挡开关才会被解锁；

[0038] 旋钮位置检测模块4用于通过检测光电信号判断旋钮位置，发出对应旋钮指令。

[0039] 更进一步的，上述车身信息反馈模块3与一灯光指示模块8通信连接，换挡决策模块6配置有远程换挡模块7；

[0040] 灯光指示模块8用于通过不同颜色灯光来指示当前挡位信息；

[0041] 远程换挡模块7用来接收从CAN总线发送过来的远程换挡指令，并将其传递给换挡决策模块6；仅当Auto挡被激活时，才允许远程换挡模块7进行远程自动挂挡；

[0042] 上述车身信息反馈模块3将挡位信息传输至灯光指示模块8，将速度信息、刹车信息传输给旋钮电磁锁模块4；

[0043] 上述换挡决策模块6汇总语音指令、旋钮指令及远程换挡指令，通过逻辑判断优先级顺序，并选出优先级高的指令发送给变速箱进行换挡。

[0044] 而且，上述语音指令模块2包括两种模式，

[0045] 模式一：当旋钮式汽车换挡开关损坏且依旧可以换挡时，通过语音指令可直接换挡操作；

[0046] 模式二：驻车后旋钮式汽车换挡开关被误操作，通过语音指令可锁定或解锁旋钮式汽车换挡开关的旋钮。

[0047] 本发明还提供了一种用于上述旋钮式汽车换挡系统的语音唤醒识别方法，其包括以下步骤：采集驾驶者音频信号，然后对该音频信号进行数据预处理，提取该数据中的特定唤醒词，将特定唤醒词与模板库中的预设特定唤醒词进行对比，若相一致，则识别结果，激活语音功能。并且驾驶者可以在汽车的模板库中提前预设特唤醒词。

[0048] 为了更进一步描述本发明，以下列举更为详尽的实施例进行说明。

[0049] 旋钮式汽车换挡系包括语音唤醒模块1、语音指令模块2、车身信息反馈模块3、旋钮电磁锁模块4、旋钮位置检测模块5、灯光指示模块8、远程换挡模块7以及换挡决策模块6。

[0050] 语音唤醒模块1，通过说出特定唤醒词用以激活开关设备的语音功能。有效防止误说操控指令词，例如D挡，导致车辆误换挡，所以每一条指令均须重新唤醒。

[0051] 语音指令模块2，当语音功能被唤醒，语音指令模块2开始检测并识别用户的语音指令，并进行相应功能操作。其功能如下：1，通过语音指令可直接换挡操作，主要应用于当旋钮损坏时依旧可以换挡。2，通过语音指令可锁定或解锁旋钮，主要用来驻车后防止旋钮被误操作。语音指令拥有最高优先权，但因其识别精度受噪音影响，不宜作为主要换挡手段，主要用作备用方案。

[0052] 车身信息反馈模块3，实时反馈车辆的速度信息、挡位信息、刹车信息。其中挡位信息作为输入提供给灯光指示模块8。速度信息、刹车信息提供给旋钮电磁锁模块4。

[0053] 旋钮电磁锁模块4，为防止旋钮误操作而发生安全隐患，在旋钮下方加装了电磁锁装置。当检测到刹车未踩下，车速不为0时，旋钮电磁锁被激活，电磁吸合器吸合，锁销卡住旋钮，使得旋钮不能被转动。当同时满足刹车踩下，车速为0时，旋钮电磁锁才会解锁。此外，当发生故障时可使用语音指令强行上锁或解锁。

[0054] 旋钮位置检测模块5，由于接触式旋钮易磨损，电磁感应旋钮精度差等缺点，采用可靠性更高的光电式旋钮。旋钮位置检测模块主要通过检测光电信号，进而判断旋钮位置，发出对应旋钮指令。旋钮在现行挡位基础上增加了Auto挡，支持无人驾驶汽车，当且仅当Auto挡被激活时，才允许远程自动挂挡。

[0055] 灯光指示模块8，因为旋钮不能靠手感来判断当前挡位信息，所以采用不同颜色灯光来指示当前挡位信息，增强用户体验。

[0056] 远程换挡模块7，即自动驾驶换挡指令，该模块用来接收从CAN总线发送过来的远程换挡指令，并将其传递给换挡决策模块

[0057] 换挡决策模块6，汇总语音指令、旋钮指令及远程换挡指令，通过一系列逻辑判断优先级顺序，并选出优先级高的指令发送给变速箱换挡。

[0058] 当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。