專利名稱：具備行為導(dǎo)向與約束能力的車載導(dǎo)航裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電子、信息、通信、控制技術(shù)領(lǐng)域，是行為控制理論、交通信息技術(shù)的應(yīng)用。
技術(shù)背景車載導(dǎo)航裝置是用來對駕駛員行駛路徑進行引導(dǎo)，滿足從出發(fā)地到達目的地出行需求的電子裝置?，F(xiàn)有的車載導(dǎo)航裝置已經(jīng)具有準確運動定位、基于動態(tài)交通信息的最短路徑計算、多方式發(fā)布路徑誘導(dǎo)信息功能，但是沒有一種車載導(dǎo)航裝置是服務(wù)于交通系統(tǒng)控制的目標，也沒有一種車載導(dǎo)航裝置針對駕駛員的駕駛行為進行針對性的引導(dǎo)和約束的。具體地說，就是實用新型一個車載裝置以多模式人機交互方式，以提高信息價值服務(wù)實現(xiàn)對駕駛員路徑選擇行為的正確引導(dǎo)。

實用新型內(nèi)容本實用新型目的在于根據(jù)交通系統(tǒng)控制目標實現(xiàn)對駕駛員交通行為的引導(dǎo)，核心是交通信息的應(yīng)用。具備行為導(dǎo)向與約束能力的車載導(dǎo)航裝置，該導(dǎo)航裝置包括電源裝置、主機和GPS 天線三部分。GPS天線、主機部分和電源裝置和主機部分相連；主機部分包括一個中央處理單元CPU ；一個存儲器與CPU相連；一個GPS接收機與CPU相連；一個顯示屏與CPU相連；一個 USB HOST 與 CPU 相連； 一個GPRS模塊與CPU相連；一個錄音器與CPU相連；一個GPS車速傳感器與CPU相連；一個揚聲器，通過語音解碼器與CPU相連；其特征在于聲音傳感器和光線傳感器與模擬電路連接，模擬電路包括放大器、濾波器，模擬電路與A/D轉(zhuǎn)換器連接，A/D轉(zhuǎn)換器與單片機連接，單片機經(jīng)過接口電路連接到顯示屏和揚聲器；觸摸屏通過USB HOST與CPU相連。應(yīng)用所述具備行為導(dǎo)向與約束能力的車載導(dǎo)航裝置的方法，步驟如下通過錄音器錄制好語音提示數(shù)據(jù)庫，存儲在存儲器中。存儲器中還存有警示圖片數(shù)據(jù)庫。通過聲音傳感器和光線傳感器檢測車內(nèi)物理環(huán)境，通過模擬電路的放大器、濾波器處理，處理結(jié)果經(jīng)過 A/D轉(zhuǎn)換器，將轉(zhuǎn)換結(jié)果輸入到單片機。當檢測器檢測到周圍環(huán)境聲音頻率超過3000HZ時， 每次通過揚聲器聲壓級增加；當聲音頻率超過16000HZ時，切換交互方式為觸摸屏交互；當檢測到車內(nèi)光線照度低于50LX或者高于10000LX范圍時，啟動單片機調(diào)整顯示屏亮度。GPS車速傳感器檢測車輛行駛速度、將GPS接收機接收發(fā)布的誘導(dǎo)路徑與GPS接收機檢測到的行駛軌跡進行匹配，輸送到中央處理單元CPU，通過中央處理單元CPU調(diào)度存儲器，分別通過揚聲器和顯示屏執(zhí)行，或者借助GPS天線通過GPRS模塊接收來自網(wǎng)絡(luò)的語音提示和警示圖片。實用新型的導(dǎo)航裝置與駕駛員人機交互界面采用語音、旋鈕和鍵盤交互模式組合。交互式漢語普通話理解，屏幕顯示與按壓、拖動、縮擴手指操作，導(dǎo)航裝置物理鍵盤三種模式配合，發(fā)揮各模式優(yōu)勢，多冗余互相驗證即采取互補模式人機界面的形式。本實用新型中采取自適應(yīng)的人機交互界面，用來完成導(dǎo)航裝置在車內(nèi)實現(xiàn)行為控制環(huán)境的檢測工作。檢測車內(nèi)環(huán)境光線、背景噪聲改變裝置的工作狀況去動態(tài)適應(yīng)當前用戶和當前任務(wù)。另外，通過語音交互提供語音輸入的操作方式，提高行車安全性。GPS車速傳感器檢測車輛行駛速度，當車速超過對應(yīng)路段限速閾值時，錄音器啟動，通過揚聲器播放錄制好的超速語音提示信息、顯示屏顯示警示圖片，提示駕駛員已經(jīng)超速，導(dǎo)向其安全駕駛約束超速駕駛行為。GPRS模塊接受信息中心的交通信息后，將誘導(dǎo)路徑顯示于顯示屏，通過GPS的定位，比對駕駛員的行駛路徑與誘導(dǎo)路徑，如果兩者不匹配，則調(diào)用存儲器中語音提示數(shù)據(jù)庫中的信息，導(dǎo)向駕駛員回歸到誘導(dǎo)路徑。

圖1聲音傳感器、光線傳感器工作設(shè)計框圖圖2導(dǎo)航裝置交互方式調(diào)度流程圖
具體實施方式
光線傳感器選用的是光敏電阻PGM2005，聲音傳感器選用的是語音信號處理芯片 RSC4128 ；經(jīng)過一模擬電路放大器LM709、磁珠濾波器的放大、濾波作用，將聲音信號和光線信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，A/D轉(zhuǎn)換選用實效低廉的ADC0809，節(jié)約了成本；單片機選用低功耗的AT89S51。實時采集室外環(huán)境光照度和背景噪聲，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，送入單片機 AT89S51，然后與設(shè)定閾值進行比較。該裝置根據(jù)車內(nèi)交互環(huán)境檢測裝置，檢測環(huán)境亮度和背景噪聲后自適應(yīng)調(diào)節(jié)亮度和發(fā)聲分貝，經(jīng)過顯示屏和揚聲器輸出自適應(yīng)調(diào)結(jié)后的結(jié)果， 利于安全駕駛。當光線亮度調(diào)整和發(fā)聲調(diào)整均不能超過閾值時，則啟動鍵盤交互方式，即駕駛員利用觸摸屏?xí)鴮戇x擇。另外，通過USB HOST連接，整個裝置通用性提升。當檢測到車內(nèi)光線照度低于50LX高于10000LX范圍時，啟動光線自適應(yīng)調(diào)節(jié)，調(diào)整顯示屏亮度。當檢測器檢測到周圍環(huán)境聲音頻率超過3000HZ時，每次調(diào)整時增加聲壓級增加IOdb ；當聲音頻率超過16000HZ時調(diào)度屏幕模塊，切換交互方式為鍵盤交互，通過觸摸屏實現(xiàn)。聲音傳感器、光線傳感器工作設(shè)計框圖如圖1。當駕駛員啟動導(dǎo)航裝置后，系統(tǒng)加載地圖信息到存儲器，同時加載交互方式信息。 之后首先啟動光線傳感器，檢測車內(nèi)物理環(huán)境光線亮度，自適應(yīng)功能將光線調(diào)整在50LX到 10000LX的范圍內(nèi)。提醒用戶是否選擇語音導(dǎo)航交互操作，當確定選擇后啟動語音交互，否則啟動鍵盤交互，方便駕駛員的行為習(xí)慣，培養(yǎng)駕駛員對導(dǎo)航裝置的交互友好感。調(diào)整導(dǎo)航裝置語音交互、屏幕顯示與觸摸屏操作、導(dǎo)航裝置物理按鈕人機交互界面模態(tài)，可多方法冗余互相驗證，提升各種信息的效用價值。本實用新型中，GPRS模塊MC37i接受信息中心的交通信息后，通過GPS的定位，比對駕駛員的行駛路徑與誘導(dǎo)路徑，如果兩者不匹配，則調(diào)用存儲器中語音提示數(shù)據(jù)庫中的信息，導(dǎo)向駕駛員回歸到誘導(dǎo)路徑。對超速行為進行提示，通過GPS車速傳感器檢測到車速，根據(jù)存儲器中存儲的地圖信息，匹配顯示的誘導(dǎo)路徑，對高速公路、快速路、主干路、次干路和支路車速設(shè)定限速閾值，當GPS車速傳感器檢測到在主干路或者高速公路上，駕駛員行駛速度超過閾值后，通過揚聲器播報超速語音提示。超速語音提示是通過錄音器提前錄制成功，在存儲器中以數(shù)據(jù)庫形式存在，錄音內(nèi)容形式可以根據(jù)駕駛員個人喜好進行調(diào)整，變換錄音者不同的音色、語調(diào)、語氣，以利于對駕駛員有最大勸服力和威懾力。同時，可以利用存儲在存儲器中的警示圖片數(shù)據(jù)庫，也可以通過GPRS模塊MC37i接收網(wǎng)絡(luò)警示圖片，利用這些警示圖片提示駕駛員超速駕駛行為及其危害。行駛過程中，匹配誘導(dǎo)路徑中路段的性質(zhì)，區(qū)別出高速公路、快速路、主干路、次干路和支路，對應(yīng)閾值最高時速分別為120km、80km、60km、50km和40km。GPS車速傳感器檢測到車速，當車速超過對應(yīng)路段限速閾值時，存儲器調(diào)用提示語音數(shù)據(jù)庫，通過揚聲器播放導(dǎo)向提示語音，提示駕駛員已經(jīng)超速，誘導(dǎo)其安全駕駛。
權(quán)利要求1.具備行為導(dǎo)向與約束能力的車載導(dǎo)航裝置，該導(dǎo)航裝置包括電源裝置、主機和GPS 天線三部分；GPS天線、電源裝置均和主機相連； 主機包括一個中央處理單元CPU ；一個存儲器與CPU相連；一個GPS接收機與CPU相連；一個顯示屏與CPU相連；一個USB HOST與CPU相連；一個GPRS模塊與CPU相連；一個錄音器與CPU相連；一個GPS車速傳感器與CPU相連；一個揚聲器，通過語音解碼器與CPU相連；其特征在于聲音傳感器和光線傳感器與模擬電路連接，模擬電路包括放大器、濾波器，模擬電路與A/D轉(zhuǎn)換器連接，A/D轉(zhuǎn)換器與單片機連接，單片機經(jīng)過接口電路連接到顯示屏和揚聲器；觸摸屏通過USB HOST與CPU相連。
專利摘要具備行為導(dǎo)向與約束能力的車載導(dǎo)航裝置屬于交通領(lǐng)域，該導(dǎo)航裝置包括電源裝置、主機和GPS天線三部分；GPS天線、電源裝置均和主機相連；其特征在于聲音傳感器和光線傳感器與模擬電路連接，模擬電路包括放大器、濾波器，模擬電路與A/D轉(zhuǎn)換器連接，A/D轉(zhuǎn)換器與單片機連接，單片機經(jīng)過接口電路連接到顯示屏和揚聲器；觸摸屏通過USB HOST與CPU相連。通過車載導(dǎo)航裝置自適應(yīng)配置信息互證多模式人機交互界面，調(diào)度多種媒體形式信息，通過錄音定制個性化超速語音提示和警示圖片相配合的方式。通過感受導(dǎo)航裝置操作上的友好性，將駕駛員選擇的行駛路徑導(dǎo)向交通誘導(dǎo)系統(tǒng)下達的誘導(dǎo)路徑，實現(xiàn)緩解局部交通擁堵。
文檔編號G01S19/42GK202075870SQ201120157198
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者石建軍, 秦夢陽, 陳靜 申請人:北京工業(yè)大學(xué)