語音交互式雨刮控制裝置及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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(shù)】
[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?，F(xiàn)在雨刮的控制是通過手動(dòng)操作方向盤下面的組合開關(guān)實(shí)現(xiàn)的。通常在使用雨刮時(shí)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(jī)在操作雨刮時(shí)僅有一只手握方向盤，給安全行車帶來了一定的隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，是提供一種通過語音控制雨刮器的裝置。
[0004]本發(fā)明的語音交互式雨刮控制裝置設(shè)有語音識(shí)別模塊、單片機(jī)控制模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、信號(hào)盤和霍爾傳感器。
[0005]所述語音識(shí)別模塊以LD3320為核心，能實(shí)現(xiàn)非特定司機(jī)的語音識(shí)別，不需要司機(jī)的事先訓(xùn)練和錄音，并且有口令模式和循環(huán)模式可供選擇，在口令模式下語音識(shí)別模塊在給出相應(yīng)的輸出信號(hào)的同時(shí)還會(huì)發(fā)出語音，以回應(yīng)司機(jī)發(fā)出的控制語音命令，在循環(huán)模式下語音識(shí)別模塊僅給出相應(yīng)的輸出信號(hào)。
[0006]所述語音識(shí)別模塊能將司機(jī)發(fā)出的控制雨刮器的語音命令轉(zhuǎn)換為單片機(jī)模塊可以識(shí)別的信號(hào)輸出給單片機(jī)模塊。
[0007]信號(hào)盤、信號(hào)盤上的磁鋼及霍爾傳感器向單片機(jī)控制模塊提供雨刮器的初始位置信號(hào)和雨刮器刮動(dòng)次數(shù)信號(hào)。
[0008]所述單片機(jī)模塊以AVR的MEGA8為核心。單片機(jī)控制模塊能根據(jù)語音識(shí)別模塊輸出的控制信號(hào)和信號(hào)盤及霍爾傳感器提供的雨刮初始位置信號(hào)，控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)雨刮電機(jī)和噴水電機(jī)完成司機(jī)對(duì)雨刮的控制意圖。
[0009]所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用L298N為核心。
[0010]單片機(jī)控制模塊采用PffM方式控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
[0011]采用PffM方式控制實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟起動(dòng)，有效地減小了雨刮電機(jī)和噴水電機(jī)的起動(dòng)電流。
[0012]采用PffM方式控制實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟停止，有效地減小了雨刮電機(jī)和噴水電機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的危害。
[0013]當(dāng)司機(jī)發(fā)出“噴水兩秒”語音命令時(shí)，噴水電機(jī)噴水時(shí)間為兩秒，噴水開始0.5秒時(shí)雨刮以中速開始刮動(dòng)，噴水電機(jī)停止噴水后，雨刮再刮動(dòng)三次回到初始位置停止刮動(dòng)。當(dāng)司機(jī)發(fā)出“噴水四秒”語音命令時(shí)，噴水電機(jī)噴水時(shí)間為四秒，噴水開始0.5秒時(shí)雨刮以中速開始刮動(dòng)，噴水電機(jī)停止噴水后，雨刮再刮動(dòng)三次回到初始位置停止刮動(dòng)。當(dāng)司機(jī)發(fā)出“雨刮間歇I”語音命令時(shí)，雨刮刮動(dòng)一次后，停6秒，再刮下一次。當(dāng)司機(jī)發(fā)出“雨刮間歇2”語音命令時(shí)，雨刮刮動(dòng)一次后，停4秒，再刮下一次。當(dāng)司機(jī)發(fā)出“雨刮間歇3”語音命令時(shí)，雨刮刮動(dòng)一次后，停2秒，再刮下一次。當(dāng)司機(jī)發(fā)出“雨刮點(diǎn)動(dòng)”語音命令時(shí)，雨刮刮動(dòng)一次，并回到初始位置。當(dāng)司機(jī)發(fā)出“雨刮低速”語音命令時(shí)，雨刮以低速刮動(dòng)。當(dāng)司機(jī)發(fā)出“雨刮中速”語音命令時(shí)，雨刮以中速刮動(dòng)。當(dāng)司機(jī)發(fā)出“雨刮高速”語音命令時(shí)，雨刮以高速刮動(dòng)。當(dāng)司機(jī)發(fā)出“雨刮停止”語音命令時(shí)，單片機(jī)模塊先將雨刮的速度調(diào)整到低速，當(dāng)雨刮回到初始位置時(shí)停止雨刮。
[0014]如果起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后雨刮片不在初始位置，雨刮控制器將自動(dòng)使雨刮片回到初始位置。
[0015]本發(fā)明突出的優(yōu)點(diǎn)是:實(shí)現(xiàn)了司機(jī)在雙手不脫離方向盤的情況下可以通過語音命令對(duì)雨刮器進(jìn)行各種控制操作，增加了駕駛的安全性。由于通過采用PWM對(duì)雨刮電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制可以減少雨刮電機(jī)的接線端子增加了電路連接的可靠性。由于采用軟起動(dòng)，減小了起動(dòng)電流，從而延長了雨刮電機(jī)和噴水電機(jī)的使用壽命。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)組成框圖。
[0017]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的電路組成原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1和圖2所示，本發(fā)明的實(shí)施方式一包括語音識(shí)別模塊12、單片機(jī)控制模塊13、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊14、信號(hào)盤18、霍爾傳感器19和磁鋼20。
[0019]所述的信號(hào)盤18固定在減速機(jī)構(gòu)17的輸出軸上，跟隨減速機(jī)構(gòu)17的輸出軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)。雨刮片在擋風(fēng)玻璃上往復(fù)刮動(dòng)一次，信號(hào)盤旋轉(zhuǎn)一周。信號(hào)盤18的邊緣位置上固定了一個(gè)磁鋼20，在雨刮片位于初始位置時(shí)，磁鋼20的位置和霍爾傳感器19的位置垂直正對(duì)，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(dāng)雨刮片位于初始位置時(shí)霍爾傳感器19將輸出低電平，雨刮片位于其他位置時(shí)霍爾傳感器19將輸出高電平?；魻杺鞲衅?9的輸出信號(hào)將傳遞給單片機(jī)控制模塊13。
[0020]所述語音識(shí)別模塊12能實(shí)現(xiàn)非特定司機(jī)的語音識(shí)別，不需要司機(jī)的事先訓(xùn)練和錄音，并且有口令模式和循環(huán)模式可供選擇，在口令模式下語音識(shí)別模塊在給出相應(yīng)的輸出信號(hào)的同時(shí)還會(huì)發(fā)出語音回應(yīng)司機(jī)發(fā)出的控制語音命令，在循環(huán)模式下語音識(shí)別模塊僅給出相應(yīng)的輸出信號(hào)?？诹钅Ｊ胶脱h(huán)模式的選擇是通過語音識(shí)別模塊12上的自鎖開關(guān)實(shí)現(xiàn)。
[0021]單片機(jī)控制模塊13對(duì)雨刮電機(jī)16和噴水電機(jī)15采用PffM方式控制。通過將PffM的占空比從0%開始逐步增加到需要的占空比的方式實(shí)現(xiàn)雨刮電機(jī)16和噴水電機(jī)15的軟起動(dòng)，有效地減小了雨刮電機(jī)16和噴水電機(jī)15的起動(dòng)電流。通過將PffM的占空比逐步減小到0%的方式實(shí)現(xiàn)雨刮電機(jī)16和噴水電機(jī)15的軟停止，有效地減小了雨刮電機(jī)16和噴水電機(jī)15停轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊14的危害。
[0022]如果起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后雨刮片不在初始位置，霍爾傳感器19將輸出高電平并將此信號(hào)傳遞給單片機(jī)控制模塊13，單片機(jī)控制模塊13接收到此信號(hào)后，單片機(jī)控制模塊13將控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊14，使雨刮電機(jī)16轉(zhuǎn)動(dòng)，雨刮電機(jī)16的輸出軸經(jīng)過減速機(jī)構(gòu)17帶動(dòng)雨刮片在擋風(fēng)玻璃上刮動(dòng)，當(dāng)雨刮片回到初始位置時(shí)，磁鋼20的位置和霍爾傳感器19的位置垂直正對(duì)，霍爾傳感器19將輸出低電平，單片機(jī)控制模塊13接收到此低電平信號(hào)后，單片機(jī)控制模塊13將控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊14，使雨刮電機(jī)16停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0023]當(dāng)司機(jī)11發(fā)出“噴水兩秒”語音命令時(shí)，語音識(shí)別模塊12將識(shí)別此語音語音命令，完成識(shí)別后，語音識(shí)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(jī)控制模塊13中的MEGA8的PC4引腳將接收到語音識(shí)別模塊12的P13引腳輸出的高電平信號(hào)，單片機(jī)控制模塊13將控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊14，使噴水電機(jī)15噴水時(shí)間為兩秒，噴水開始
0.5秒時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊14使雨刮電機(jī)16開始以中速的速度帶動(dòng)雨刮片開始刮動(dòng)，噴水電機(jī)15停止噴水后，雨刮片再刮動(dòng)三次回到初始位置停止刮動(dòng)。
[0024]當(dāng)司機(jī)11發(fā)出“噴水四秒”語音命令時(shí)，語音識(shí)別模塊12將識(shí)別此語音語音命令，完成識(shí)別后，語音識(shí)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(jī)控制模塊13中的MEGA8的PC3引腳將接收到語音識(shí)別模塊12的P14引腳輸出的高電平信號(hào)，單片機(jī)控制模塊13將控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊14，使噴水電機(jī)15噴水時(shí)間為四秒，噴水開始
0.5秒時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊14使雨刮電機(jī)16開始以中速的速度帶動(dòng)雨刮片開始刮動(dòng)，噴水電機(jī)15停止噴水后，雨刮片再刮動(dòng)三次回到初始位置停止刮動(dòng)。
[0025]當(dāng)司機(jī)11發(fā)出“雨刮間歇I”語音命令時(shí)，語音識(shí)別模塊12將識(shí)別此語音語音命令，完成識(shí)別后，語音識(shí)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(jī)控制模塊13中的MEGA8的PC2引腳將接收到語音識(shí)別模塊12的P15引腳輸出的高電平信號(hào)，單片機(jī)控制模塊13將控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊14，使雨刮電機(jī)16帶動(dòng)雨刮片往復(fù)刮動(dòng)一次，然后使雨刮電機(jī)16停止6秒，再刮動(dòng)下一次。
[0026]當(dāng)司機(jī)11發(fā)出“雨刮間歇2”語音命令時(shí)，語音識(shí)別模塊12將識(shí)別此語音語音命令，完成識(shí)別后，語音識(shí)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(jī)控制模塊13中的MEGA8的PCl引腳將接收到語音識(shí)別模塊12的P16引腳輸出的高電平信號(hào)，單片機(jī)控制模塊13將控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊14，使雨刮電機(jī)16帶動(dòng)雨刮片往復(fù)刮動(dòng)一次，然后使雨刮電機(jī)16停止4秒，再刮動(dòng)下一次。
[0027]當(dāng)司機(jī)11發(fā)出“雨刮間歇3”語音命令時(shí)，語音識(shí)別模塊12將識(shí)別此語音語音命令，完成識(shí)別后，語音識(shí)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(jī)控制模塊13中的MEGA8的PCO引腳將接收到語音識(shí)別模塊12的P17引腳輸出的高電平信號(hào)，單片機(jī)控制模塊13將控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊14，使雨刮電機(jī)16帶動(dòng)雨刮片往復(fù)刮動(dòng)一次，然后使雨刮電機(jī)16停止2秒，再刮動(dòng)下一次。
[0028]當(dāng)司機(jī)11發(fā)出“雨刮點(diǎn)動(dòng)”語音命令時(shí)，語音識(shí)別模塊12將識(shí)別此語音語音命令，完成識(shí)別后，語音識(shí)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(jī)控制模塊13中的MEGA8的TOO引腳將接收到語音識(shí)別模塊12的P23引腳輸出的高電平信號(hào)，單片機(jī)控制模塊13將控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊14，使雨刮電機(jī)16帶動(dòng)雨刮片往復(fù)刮動(dòng)一次后雨刮電機(jī)就停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0029]當(dāng)司機(jī)11發(fā)出“雨刮低速”語音命令時(shí)，語音識(shí)別模塊12將識(shí)別此語音語音命令，完成識(shí)別后，語音識(shí)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(jī)控制模塊13中的MEGA8的HH引腳將接收到語音識(shí)別模塊12的P22引腳輸出的高電平信號(hào)，單片機(jī)控制模塊13將控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊14，使雨刮電機(jī)16帶動(dòng)雨刮片以低速往復(fù)刮動(dòng)。
[0030]當(dāng)司機(jī)11發(fā)出“雨刮中速”語音命令時(shí)，語音識(shí)別模塊12將識(shí)別此語音語音命令，完成識(shí)別后，語音識(shí)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(jī)控制模塊13中的MEGA8的TO2引腳將接收到語音識(shí)別模塊12的P21引腳輸出的高電平信號(hào)，單片機(jī)控制模塊13將控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊14，使雨刮電機(jī)16帶動(dòng)雨刮片以中速往復(fù)刮動(dòng)。
[0031]當(dāng)司機(jī)11發(fā)出“雨刮高速”語音命令時(shí)，語音識(shí)別模塊12將識(shí)別此語音語音命令，完成識(shí)別后，語音識(shí)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(jī)控制模塊13中的MEGA8的TO3引腳將接收到語音識(shí)別模塊12的P40引腳輸出的高電平信號(hào)，單片機(jī)控制模塊13將控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊14，使雨刮電機(jī)16帶動(dòng)雨刮片以高速往復(fù)刮動(dòng)。
[0032]當(dāng)司機(jī)11發(fā)出“雨刮停止”語音命令時(shí)，語音識(shí)別模塊12將識(shí)別此語音語音命令，完成識(shí)別后，語音識(shí)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(jī)控制模塊13中的MEGA8的PD4引腳將接收到語音識(shí)別模塊12的P35引腳輸出的高電平信號(hào)，單片機(jī)控制模塊13將控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊14，先將雨刮電機(jī)16的速度調(diào)整到低速，當(dāng)雨刮片回到初始位置時(shí)再使雨刮電機(jī)16停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0033]本發(fā)明可用其他的不違背本發(fā)明的精神或主要特征的具體形式來概述。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，本發(fā)明的上述實(shí)施方案都只能認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的說明而不能限制本發(fā)明，權(quán)利要求書指出了本發(fā)明的范圍，而上述的說明并未指出本發(fā)明的范圍，因此，在與本發(fā)明的權(quán)利要求書相當(dāng)?shù)暮x和范圍內(nèi)的任何改變，都應(yīng)認(rèn)為是包括在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種語音交互式雨刮控制裝置，包括語音識(shí)別模塊、單片機(jī)控制模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、信號(hào)盤和霍爾傳感器，其特征在于，所述語音識(shí)別模塊的輸出端接單片機(jī)控制模塊的輸入端:霍爾傳感器接單片機(jī)控制模塊的輸入端；單片機(jī)控制模塊的輸出端接電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端；電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端接噴水電機(jī)和雨刮電機(jī)；所述磁鋼和霍爾傳感器的位置在雨刮片位于初始位置時(shí)垂直正對(duì)，此時(shí)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(quán)利要求1所述的一種語音交互式雨刮控制裝置，其特征在于所述語音識(shí)別模塊能實(shí)現(xiàn)非特定司機(jī)的語音識(shí)別，不需要司機(jī)的事先訓(xùn)練和錄音，并且有口令模式和循環(huán)模式，在口令模式下語音識(shí)別模塊在給出相應(yīng)的輸出信號(hào)的同時(shí)還會(huì)發(fā)出語音回應(yīng)司機(jī)發(fā)出的控制語音命令，在循環(huán)模式下語音識(shí)別模塊僅給出相應(yīng)的輸出信號(hào)。3.如權(quán)利要求2所述的一種語音交互式雨刮控制裝置，其特征在于所述語音識(shí)別模塊采用話筒和LD3320芯片。4.如權(quán)利要求2所述一種語音交互式雨刮控制裝置，其特征在于所述單片機(jī)控制模塊采用AVR的MEGA8單片機(jī)。5.如權(quán)利要求2所述的一種語音交互式雨刮控制裝置，其特征在于所述霍爾傳感器采用 A44E。6.如權(quán)利要求2所述的的一種語音交互式雨刮控制裝置，其特征在于所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用L298N芯片。7.如權(quán)利要求1所述的一種語音交互式雨刮控制裝置，其特征在于所述單片機(jī)控制模塊采用脈沖寬度調(diào)制方式控制噴水電機(jī)和雨刮電機(jī)轉(zhuǎn)速，并實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)和軟停止。8.權(quán)利要求1所述的一種語音交互式雨刮控制裝置實(shí)現(xiàn)語音控制的方法，其特征在于: (1)當(dāng)司機(jī)發(fā)出“噴水兩秒”語音命令時(shí)，噴水電機(jī)噴水時(shí)間為兩秒，噴水開始0.5秒時(shí)雨刮以中速開始刮動(dòng)，噴水電機(jī)停止噴水后，雨刮再刮動(dòng)三次回到初始位置停止刮動(dòng)； (2)當(dāng)司機(jī)發(fā)出“噴水四秒”語音命令時(shí)，噴水電機(jī)噴水時(shí)間為四秒，噴水開始0.5秒時(shí)雨刮以中速開始刮動(dòng)，噴水電機(jī)停止噴水后，雨刮再刮動(dòng)三次回到初始位置停止刮動(dòng)； (3)當(dāng)司機(jī)發(fā)出“雨刮間歇I”語音命令時(shí)，雨刮刮動(dòng)一次后，停6秒，再刮下一次； (4)當(dāng)司機(jī)發(fā)出“雨刮間歇2”語音命令時(shí)，雨刮刮動(dòng)一次后，停4秒，再刮下一次； (5)當(dāng)司機(jī)發(fā)出“雨刮間歇3”語音命令時(shí)，雨刮刮動(dòng)一次后，停2秒，再刮下一次； (6)當(dāng)司機(jī)發(fā)出“雨刮點(diǎn)動(dòng)”語音命令時(shí)，雨刮刮動(dòng)一次，并回到初始位置； (7)當(dāng)司機(jī)發(fā)出“雨刮低速”語音命令時(shí)，雨刮以低速刮動(dòng)； (8)當(dāng)司機(jī)發(fā)出“雨刮中速”語音命令時(shí)，雨刮以中速刮動(dòng)； (9)當(dāng)司機(jī)發(fā)出“雨刮高速”語音命令時(shí)，雨刮以高速刮動(dòng)； (10)當(dāng)司機(jī)發(fā)出“雨刮停止”語音命令時(shí)，單片機(jī)模塊先將雨刮的速度調(diào)整到低速，當(dāng)雨刮回到初始位置時(shí)停止雨刮； (11)如果起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后雨刮片不在初始位置，雨刮控制器將自動(dòng)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(shè)有語音識(shí)別模塊、單片機(jī)控制模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、信號(hào)盤和霍爾傳感器。語音識(shí)別模塊的輸出端接單片機(jī)控制模塊的輸入端；霍爾傳感器接單片機(jī)控制模塊的輸入端；單片機(jī)控制模塊的輸出端接電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端；電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端接噴水電機(jī)和雨刮電機(jī)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了司機(jī)在雙手不脫離方向盤的情況下通過語音命令對(duì)雨刮進(jìn)行控制，提高了駕駛的安全性。并且在停車時(shí)，司機(jī)不在駕駛位置也可以對(duì)雨刮進(jìn)行控制。
【IPC分類】B60S1/08, B60S1/46, G10L15/26
【公開號(hào)】CN105711549
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510024458
【發(fā)明人】葛守峰, 杜馨, 王彪, 李林燕, 吉武俊, 張羽
【申請(qǐng)人】河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院