[發明專利]基于增強現實技術的智能汽車人機交互系統

在審

• 申請號: 201710027003.8
• 申請日: 2017-01-15
• 公開（公告）號: CN106740114A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 劉蔚;王勇
• 申請（專利權）人: 上海云劍信息技術有限公司
• 主分類號: B60K35/00
• 分類號: B60K35/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明公開了一種基于增強現實技術的智能汽車人機交互系統的設計裝置和設計方法，它屬于計算機、人工智能、現代傳感及自動控制等技術領域，該裝置包括：基于增強現實技術的智能駕駛人機交互模塊，基于增強現實技術的車載導航人機交互模塊，基于增強現實技術的車用輔助功能人機交互模塊；該設計方法是利用增強現實技術，將行人、路況、前方車輛、路徑導航、汽車儀表盤等信息，經過計算處理，顯示在具有增強現實技術功能的車輛擋風玻璃上，從而應用到車輛的駕駛系統、導航系統以及車用輔助功能系統。

背景技術

增強現實技術，即AR（Augmented Reality）技術，它是一種將真實世界信息和虛擬世界信息集成的技術，是把原本在現實世界的一定時間空間范圍內很難體驗到的實體信息（視覺信息，聲音，味道，觸覺等），通過電腦等科學技術，模擬仿真后再疊加，真實的環境和虛擬的物體實時地疊加到了同一個畫面或空間同時存在。通過將虛擬的信息應用到真實世界，被人類感官所感知，從而達到超越現實的感官體驗。

人機交互（Human-Computer Interaction，簡稱HCI），是一門研究系統與用戶之間的交互關系的學問。系統可以是各種各樣的機器，也可以是計算機化的系統和軟件。人與計算機之間使用某種對話語言，以一定的交互方式，為完成確定任務的人與計算機之間的信息交換過程。人機交互界面通常是指用戶可見的部分。用戶通過人機交互界面與系統交流，并進行操作。

汽車人機交互系統，該系統實現了人與車之間的“對話”功能。駕駛者可通過該系統，快速掌握車輛狀態信息（車速、里程、當前位置、車輛保養信息、路況信息等），可以進行定速巡航設置、藍牙免提設置、空調及音響的設置。

激光雷達，激光雷達是以發射激光束探測目標的位置、速度等特征量的雷達系統。它的工作原理是：向目標發射探測信號（激光束），然后將接收到的從目標反射回來的信號（目標回波）與發射信號進行比較，作適當處理后,就可獲得目標的有關信息，如目標距離、方位、高度、速度、姿態、甚至形狀等參數。與普通微波雷達相比，激光雷達由于使用的是激光束，工作頻率較微波高了許多，因此具有普通微波雷達所不具備的分辨率高、抗有源干擾能力強，低空探測性能好等特點。車載雷達采用激光雷達，利用激光雷達低空探測性能好的特點，就可以進行“零高度”工作，對汽車周圍尤其是駕駛者的盲區，有很好的探測效果。

目前關于汽車駕駛模塊，市場上采用的是后裝車載抬頭顯示器。其實，這種抬頭顯示技術最早出現在飛機上，利用光學反射的原理，將重要的飛行相關資訊投射在一片玻璃上面。這片玻璃位于座艙前端，高度大致與飛行員的眼睛成水平，投射的文字和影像調整在焦距無限遠的距離上面，飛行員透過抬頭顯示器往前方看的時候，能夠輕易的將外界的景象與顯示的資料融合在一起。

汽車上引入抬頭顯示器，其主要作用是使駕駛員不用低頭就可以看到相關信息，將更多的精力放到觀察路面情況上，與此同時其也可以減少駕駛員觀察遠處道路情況與近距離查看導航、車輛信息視線頻繁轉換引發的視覺疲勞。而對于那些經常使用手機導航軟件的車主來說，一款功能齊全品質可靠的抬頭顯示器，可以更為直觀的顯示導航信息。

目前，市場上的抬頭顯示器，缺陷也比較明顯。它僅僅能起到車載行車電腦的輔助顯示器功能。在顯示器上面顯示諸如車距、油耗、導航等信息，談不上對與實際駕駛員肉眼看到內容的增強。而隨著信號處理技術的發展，現代汽車傳感器已經能夠完全識別車道分割線，以及路上其他車輛等路況信息。因此，將整塊擋風玻璃作為顯示器，就可以用最直觀、最清晰的方法向駕駛員提供路線規劃與路況信息。

目前關于車載導航模塊，市場上比較多的是傳統手寫導航和聲控導航。導航的工作原理是：導航內置的GPS（Global Positioning System）全球定位系統，天線接收到來自環繞地球的24顆GPS衛星中的至少3顆所傳遞的數據信息，由此測定汽車當前所處的位置。導航主機通過GPS衛星信號確定的位置坐標與電子地圖數據相匹配，便可確定汽車在電子地圖中的準確位置。在此基礎上，將會實現行車導航、路線推薦、信息查詢等多種功能。駕駛者只須通過觀看顯示器上的畫面和收聽語音提示，便可知道行車路線。