語音交互式雨刮控制裝置及控制方法
2024-03-10 00:18:15
語音交互式雨刮控制裝置及控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種汽車雨刮器控制裝置，尤其是涉及一種通過語音控制雨刮器的裝置。
【背景技術】
[0002]汽車的普及給人們的日常出行和交流帶來了很大的方便。現在雨刮的控制是通過手動操作方向盤下面的組合開關實現的。通常在使用雨刮時都是下雨、下雪等天氣狀況不佳，路面狀況不佳，視線不佳的情況，在這種情況下，司機在操作雨刮時僅有一隻手握方向盤，給安全行車帶來了一定的隱患。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於克服上述現有技術的缺點和不足，是提供一種通過語音控制雨刮器的裝置。
[0004]本發明的語音交互式雨刮控制裝置設有語音識別模塊、單片機控制模塊、電機驅動模塊、信號盤和霍爾傳感器。
[0005]所述語音識別模塊以LD3320為核心，能實現非特定司機的語音識別，不需要司機的事先訓練和錄音，並且有口令模式和循環模式可供選擇，在口令模式下語音識別模塊在給出相應的輸出信號的同時還會發出語音，以回應司機發出的控制語音命令，在循環模式下語音識別模塊僅給出相應的輸出信號。
[0006]所述語音識別模塊能將司機發出的控制雨刮器的語音命令轉換為單片機模塊可以識別的信號輸出給單片機模塊。
[0007]信號盤、信號盤上的磁鋼及霍爾傳感器向單片機控制模塊提供雨刮器的初始位置信號和雨刮器刮動次數信號。
[0008]所述單片機模塊以AVR的MEGA8為核心。單片機控制模塊能根據語音識別模塊輸出的控制信號和信號盤及霍爾傳感器提供的雨刮初始位置信號，控制電機驅動模塊驅動雨刮電機和噴水電機完成司機對雨刮的控制意圖。
[0009]所述電機驅動模塊採用L298N為核心。
[0010]單片機控制模塊採用PffM方式控制電機的轉速。
[0011]採用PffM方式控制實現電機的軟起動，有效地減小了雨刮電機和噴水電機的起動電流。
[0012]採用PffM方式控制實現電機的軟停止，有效地減小了雨刮電機和噴水電機停轉時產生的自感電動勢對電機驅動模塊的危害。
[0013]當司機發出「噴水兩秒」語音命令時，噴水電機噴水時間為兩秒，噴水開始0.5秒時雨刮以中速開始刮動，噴水電機停止噴水後，雨刮再刮動三次回到初始位置停止刮動。當司機發出「噴水四秒」語音命令時，噴水電機噴水時間為四秒，噴水開始0.5秒時雨刮以中速開始刮動，噴水電機停止噴水後，雨刮再刮動三次回到初始位置停止刮動。當司機發出「雨刮間歇I」語音命令時，雨刮刮動一次後，停6秒，再刮下一次。當司機發出「雨刮間歇2」語音命令時，雨刮刮動一次後，停4秒，再刮下一次。當司機發出「雨刮間歇3」語音命令時，雨刮刮動一次後，停2秒，再刮下一次。當司機發出「雨刮點動」語音命令時，雨刮刮動一次，並回到初始位置。當司機發出「雨刮低速」語音命令時，雨刮以低速刮動。當司機發出「雨刮中速」語音命令時，雨刮以中速刮動。當司機發出「雨刮高速」語音命令時，雨刮以高速刮動。當司機發出「雨刮停止」語音命令時，單片機模塊先將雨刮的速度調整到低速，當雨刮回到初始位置時停止雨刮。
[0014]如果起動發動機後雨刮片不在初始位置，雨刮控制器將自動使雨刮片回到初始位置。
[0015]本發明突出的優點是:實現了司機在雙手不脫離方向盤的情況下可以通過語音命令對雨刮器進行各種控制操作，增加了駕駛的安全性。由於通過採用PWM對雨刮電機進行調速控制可以減少雨刮電機的接線端子增加了電路連接的可靠性。由於採用軟起動，減小了起動電流，從而延長了雨刮電機和噴水電機的使用壽命。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明實施例的結構組成框圖。
[0017]圖2為本發明實施例的電路組成原理圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1和圖2所示，本發明的實施方式一包括語音識別模塊12、單片機控制模塊13、電機驅動模塊14、信號盤18、霍爾傳感器19和磁鋼20。
[0019]所述的信號盤18固定在減速機構17的輸出軸上，跟隨減速機構17的輸出軸同步轉動。雨刮片在擋風玻璃上往復刮動一次，信號盤旋轉一周。信號盤18的邊緣位置上固定了一個磁鋼20，在雨刮片位於初始位置時，磁鋼20的位置和霍爾傳感器19的位置垂直正對，磁鋼20和霍爾傳感器19之間的間隙保持在2毫米到3毫米之間。當雨刮片位於初始位置時霍爾傳感器19將輸出低電平，雨刮片位於其他位置時霍爾傳感器19將輸出高電平。霍爾傳感器19的輸出信號將傳遞給單片機控制模塊13。
[0020]所述語音識別模塊12能實現非特定司機的語音識別，不需要司機的事先訓練和錄音，並且有口令模式和循環模式可供選擇，在口令模式下語音識別模塊在給出相應的輸出信號的同時還會發出語音回應司機發出的控制語音命令，在循環模式下語音識別模塊僅給出相應的輸出信號。口令模式和循環模式的選擇是通過語音識別模塊12上的自鎖開關實現。
[0021]單片機控制模塊13對雨刮電機16和噴水電機15採用PffM方式控制。通過將PffM的佔空比從0%開始逐步增加到需要的佔空比的方式實現雨刮電機16和噴水電機15的軟起動，有效地減小了雨刮電機16和噴水電機15的起動電流。通過將PffM的佔空比逐步減小到0%的方式實現雨刮電機16和噴水電機15的軟停止，有效地減小了雨刮電機16和噴水電機15停轉時產生的自感電動勢對電機驅動模塊14的危害。
[0022]如果起動發動機後雨刮片不在初始位置，霍爾傳感器19將輸出高電平並將此信號傳遞給單片機控制模塊13，單片機控制模塊13接收到此信號後，單片機控制模塊13將控制電機驅動模塊14，使雨刮電機16轉動，雨刮電機16的輸出軸經過減速機構17帶動雨刮片在擋風玻璃上刮動，當雨刮片回到初始位置時，磁鋼20的位置和霍爾傳感器19的位置垂直正對，霍爾傳感器19將輸出低電平，單片機控制模塊13接收到此低電平信號後，單片機控制模塊13將控制電機驅動模塊14，使雨刮電機16停止轉動。
[0023]當司機11發出「噴水兩秒」語音命令時，語音識別模塊12將識別此語音語音命令，完成識別後，語音識別模塊12的P13引腳將輸出高電平，其他引腳輸出低電平。單片機控制模塊13中的MEGA8的PC4引腳將接收到語音識別模塊12的P13引腳輸出的高電平信號，單片機控制模塊13將控制電機驅動模塊14，使噴水電機15噴水時間為兩秒，噴水開始
0.5秒時，電機驅動模塊14使雨刮電機16開始以中速的速度帶動雨刮片開始刮動，噴水電機15停止噴水後，雨刮片再刮動三次回到初始位置停止刮動。
[0024]當司機11發出「噴水四秒」語音命令時，語音識別模塊12將識別此語音語音命令，完成識別後，語音識別模塊12的P14引腳將輸出高電平，其他引腳輸出低電平。單片機控制模塊13中的MEGA8的PC3引腳將接收到語音識別模塊12的P14引腳輸出的高電平信號，單片機控制模塊13將控制電機驅動模塊14，使噴水電機15噴水時間為四秒，噴水開始
0.5秒時，電機驅動模塊14使雨刮電機16開始以中速的速度帶動雨刮片開始刮動，噴水電機15停止噴水後，雨刮片再刮動三次回到初始位置停止刮動。
[0025]當司機11發出「雨刮間歇I」語音命令時，語音識別模塊12將識別此語音語音命令，完成識別後，語音識別模塊12的P15引腳將輸出高電平，其他引腳輸出低電平。單片機控制模塊13中的MEGA8的PC2引腳將接收到語音識別模塊12的P15引腳輸出的高電平信號，單片機控制模塊13將控制電機驅動模塊14，使雨刮電機16帶動雨刮片往復刮動一次，然後使雨刮電機16停止6秒，再刮動下一次。
[0026]當司機11發出「雨刮間歇2」語音命令時，語音識別模塊12將識別此語音語音命令，完成識別後，語音識別模塊12的P16引腳將輸出高電平，其他引腳輸出低電平。單片機控制模塊13中的MEGA8的PCl引腳將接收到語音識別模塊12的P16引腳輸出的高電平信號，單片機控制模塊13將控制電機驅動模塊14，使雨刮電機16帶動雨刮片往復刮動一次，然後使雨刮電機16停止4秒，再刮動下一次。
[0027]當司機11發出「雨刮間歇3」語音命令時，語音識別模塊12將識別此語音語音命令，完成識別後，語音識別模塊12的P17引腳將輸出高電平，其他引腳輸出低電平。單片機控制模塊13中的MEGA8的PCO引腳將接收到語音識別模塊12的P17引腳輸出的高電平信號，單片機控制模塊13將控制電機驅動模塊14，使雨刮電機16帶動雨刮片往復刮動一次，然後使雨刮電機16停止2秒，再刮動下一次。
[0028]當司機11發出「雨刮點動」語音命令時，語音識別模塊12將識別此語音語音命令，完成識別後，語音識別模塊12的P23引腳將輸出高電平，其他引腳輸出低電平。單片機控制模塊13中的MEGA8的TOO引腳將接收到語音識別模塊12的P23引腳輸出的高電平信號，單片機控制模塊13將控制電機驅動模塊14，使雨刮電機16帶動雨刮片往復刮動一次後雨刮電機就停止轉動。
[0029]當司機11發出「雨刮低速」語音命令時，語音識別模塊12將識別此語音語音命令，完成識別後，語音識別模塊12的P22引腳將輸出高電平，其他引腳輸出低電平。單片機控制模塊13中的MEGA8的HH引腳將接收到語音識別模塊12的P22引腳輸出的高電平信號，單片機控制模塊13將控制電機驅動模塊14，使雨刮電機16帶動雨刮片以低速往復刮動。
[0030]當司機11發出「雨刮中速」語音命令時，語音識別模塊12將識別此語音語音命令，完成識別後，語音識別模塊12的P21引腳將輸出高電平，其他引腳輸出低電平。單片機控制模塊13中的MEGA8的TO2引腳將接收到語音識別模塊12的P21引腳輸出的高電平信號，單片機控制模塊13將控制電機驅動模塊14，使雨刮電機16帶動雨刮片以中速往復刮動。
[0031]當司機11發出「雨刮高速」語音命令時，語音識別模塊12將識別此語音語音命令，完成識別後，語音識別模塊12的P40引腳將輸出高電平，其他引腳輸出低電平。單片機控制模塊13中的MEGA8的TO3引腳將接收到語音識別模塊12的P40引腳輸出的高電平信號，單片機控制模塊13將控制電機驅動模塊14，使雨刮電機16帶動雨刮片以高速往復刮動。
[0032]當司機11發出「雨刮停止」語音命令時，語音識別模塊12將識別此語音語音命令，完成識別後，語音識別模塊12的P35引腳將輸出高電平，其他引腳輸出低電平。單片機控制模塊13中的MEGA8的PD4引腳將接收到語音識別模塊12的P35引腳輸出的高電平信號，單片機控制模塊13將控制電機驅動模塊14，先將雨刮電機16的速度調整到低速，當雨刮片回到初始位置時再使雨刮電機16停止轉動。
[0033]本發明可用其他的不違背本發明的精神或主要特徵的具體形式來概述。因此，無論從哪一點來看，本發明的上述實施方案都只能認為是對本發明的說明而不能限制本發明，權利要求書指出了本發明的範圍，而上述的說明並未指出本發明的範圍，因此，在與本發明的權利要求書相當的含義和範圍內的任何改變，都應認為是包括在權利要求書的範圍內。
【主權項】
1.一種語音交互式雨刮控制裝置，包括語音識別模塊、單片機控制模塊、電機驅動模塊、信號盤和霍爾傳感器，其特徵在於，所述語音識別模塊的輸出端接單片機控制模塊的輸入端:霍爾傳感器接單片機控制模塊的輸入端；單片機控制模塊的輸出端接電機驅動模塊的輸入端；電機驅動模塊的輸出端接噴水電機和雨刮電機；所述磁鋼和霍爾傳感器的位置在雨刮片位於初始位置時垂直正對，此時磁鋼和霍爾傳感器之間的間隙保持在2毫米到3毫米之間。2.如權利要求1所述的一種語音交互式雨刮控制裝置，其特徵在於所述語音識別模塊能實現非特定司機的語音識別，不需要司機的事先訓練和錄音，並且有口令模式和循環模式，在口令模式下語音識別模塊在給出相應的輸出信號的同時還會發出語音回應司機發出的控制語音命令，在循環模式下語音識別模塊僅給出相應的輸出信號。3.如權利要求2所述的一種語音交互式雨刮控制裝置，其特徵在於所述語音識別模塊採用話筒和LD3320晶片。4.如權利要求2所述一種語音交互式雨刮控制裝置，其特徵在於所述單片機控制模塊採用AVR的MEGA8單片機。5.如權利要求2所述的一種語音交互式雨刮控制裝置，其特徵在於所述霍爾傳感器採用 A44E。6.如權利要求2所述的的一種語音交互式雨刮控制裝置，其特徵在於所述電機驅動模塊採用L298N晶片。7.如權利要求1所述的一種語音交互式雨刮控制裝置，其特徵在於所述單片機控制模塊採用脈衝寬度調製方式控制噴水電機和雨刮電機轉速，並實現軟起動和軟停止。8.權利要求1所述的一種語音交互式雨刮控制裝置實現語音控制的方法，其特徵在於: (1)當司機發出「噴水兩秒」語音命令時，噴水電機噴水時間為兩秒，噴水開始0.5秒時雨刮以中速開始刮動，噴水電機停止噴水後，雨刮再刮動三次回到初始位置停止刮動； (2)當司機發出「噴水四秒」語音命令時，噴水電機噴水時間為四秒，噴水開始0.5秒時雨刮以中速開始刮動，噴水電機停止噴水後，雨刮再刮動三次回到初始位置停止刮動； (3)當司機發出「雨刮間歇I」語音命令時，雨刮刮動一次後，停6秒，再刮下一次； (4)當司機發出「雨刮間歇2」語音命令時，雨刮刮動一次後，停4秒，再刮下一次； (5)當司機發出「雨刮間歇3」語音命令時，雨刮刮動一次後，停2秒，再刮下一次； (6)當司機發出「雨刮點動」語音命令時，雨刮刮動一次，並回到初始位置； (7)當司機發出「雨刮低速」語音命令時，雨刮以低速刮動； (8)當司機發出「雨刮中速」語音命令時，雨刮以中速刮動； (9)當司機發出「雨刮高速」語音命令時，雨刮以高速刮動； (10)當司機發出「雨刮停止」語音命令時，單片機模塊先將雨刮的速度調整到低速，當雨刮回到初始位置時停止雨刮； (11)如果起動發動機後雨刮片不在初始位置，雨刮控制器將自動使雨刮片回到初始位置。
【專利摘要】語音交互式雨刮控制裝置及控制方法，涉及一種汽車雨刮器控制裝置及控制方法。該控制裝置設有語音識別模塊、單片機控制模塊、電機驅動模塊、信號盤和霍爾傳感器。語音識別模塊的輸出端接單片機控制模塊的輸入端；霍爾傳感器接單片機控制模塊的輸入端；單片機控制模塊的輸出端接電機驅動模塊的輸入端；電機驅動模塊的輸出端接噴水電機和雨刮電機。本發明實現了司機在雙手不脫離方向盤的情況下通過語音命令對雨刮進行控制，提高了駕駛的安全性。並且在停車時，司機不在駕駛位置也可以對雨刮進行控制。
【IPC分類】B60S1/08, B60S1/46, G10L15/26
【公開號】CN105711549
【申請號】CN201510024458
【發明人】葛守峰, 杜馨, 王彪, 李林燕, 吉武俊, 張羽
【申請人】河南職業技術學院