手势识别,接近传感器推动车载信息娱乐系统的发展

为成长企业服务2022-05-12 07:06:30

设计车载应用交互界面时,安全是至关重要的,包括防止驾驶分心。不同于主要专注在设备屏幕的智能手机和其他移动设备交互,汽车环境中,驾驶员必须注意路面情况,即使在操控车载信息娱乐系统的情况下。但随着车载音频/视频选件种类和功能日益丰富包括导航、音乐或通话驾驶员往往很容易分心。

 

在社交媒体交互也已进入汽车的时代,若想让驾驶员立即安全地接通并执行任务,中控台需要加以改进。改进手势和语音识别功能是汽车制造商正在开发的两项十分突出的驾驶室人机接口 (HMI) 技术,以实现驾驶员与汽车之间安全可靠的交互。

 

手势识别:用手发命令


手势识别技术普遍预计将成为下一代车载用户界面。手势识别确定驾驶员是否在指定空间做出可识别的手部或手指动作,无需触摸触控屏。例如,通过手部接近动作启动车载信息娱乐系统,或更加复杂的系统,驾驶员手扶方向盘,向左或向右倾斜头部,调整体声音量的大小。方向盘或仪表盘内置摄像头经过编程可监视某些手势。看到手势后,摄像头向处理器发送信号,由其处理信息娱乐系统硬件的连接。通过数据分析判断驾驶员意图,确定驾驶员需要调整的显示控件,然后激活相应功能。

 

游戏玩家可能很熟悉这种技术。这是因为它不同于运动检测距离接近10英尺的微软Xbox游戏控制台的Kinect系统。Kinect系统跟踪用户整个身体的运动变化,而这一技术仅分析用于车载信息娱乐应用的用户手势。

 

2013年,IHS Automotive进行了手势识别技术和接近传感市场调查。IHS调查结果显示,全球市场车用接近传感和手势识别系统将由2013年的70万部,增加到2023年的3800万部,这一系统可供乘车人员通过简单的手势控制信息娱乐系统。包括奥迪、宝马、凯迪拉克、福特、通用、现代、起亚、雷克萨斯、奔驰、日产、丰田和大众,各大汽车厂商都在各自车型中部署某种形式的手势识别技术。

 

业界推出新型传感器和工具

 半导体供应商正在开发所需硬件,利用自然的手部和手指运动作为用户命令输入。例如,MicrochipMGC3130是一款基于该公司GestIC专利技术的三维手势识别和跟踪控制器芯片,它利用电场(E-field) 实时提供手势信息以及人手位置数据。电场由电荷产生,分布在表面带电荷的三维空间。对电极施加直流电压(DC) 产生持续电场。当人手或手指进入电场时,电场会失真。GestIC技术采用最少四个接收器(Rx) 电极检测不同位置的电场变化,以测量接收的不断变化的信号产生的电场失真。这种信息用于计算位置、跟踪运动并对运动模式 (手势) 进行分类。


语音控制:告诉我您想做什么

  

驾驶员与信息娱乐应用交互存在潜在危险的交通状况下,基于语音识别技术的语音控制可以有效补充传统HMI的功能。市场调研公司IHS预计,2019年,一半以上新车型将集成语音技术,如语音识别,文本-语音和语音-文本转换,便于驾驶员利用语音控制娱乐和导航系统。


为此,必须克服驾驶员中车载语音接口普及率低的问题,主要是由于给人感觉准确度差造成的。语音功能必须真正起作用才能实现真实、可靠的语音集成。要想实现从单纯面向任务的命令向控制更加复杂的、以用户为中心界面的飞跃,减少分心问题,语音系统必须更多地采用对话方式进行交互,而不是限于固定的预定义菜单列表短语。

好消息是,文本-语音或语音-文本转换免手动操作式语音识别系统显著提高了精度,并采用更加灵活的语法库。例如,福特 (Ford) 基于微软Windows CE操作系统的SYNC,支持10,000条语音命令,不需要进行系统识别命令的训练。

 

这需要利用强大的计算能力支持下一代基于语音的信息娱乐应用,实现上下文感知,提高响应速度和精度。有些语音功能由信息娱乐系统本地执行,其他功能由互联网服务提供商数据中心的服务器远程执行,如复述电子邮件或网页内容等。

 

处理器 (Intel Atom E640系列) 已具有支持临界噪声和回声抵消功能的强大计算能力,因此不需要数字信号处理器 (DSP),并能够为语音应用和远端通话接听方提供更加清晰的输入信号。

 

多媒体信息控制台现在已成为新车型仪表板的一大亮点。随着在途连接成为大部分新车型的标配功能,安全问题正在加大车载信息娱乐系统手势和语音识别技术的需求,这一技术可提供解决方案,明显减少驾驶员分心问题。这两种技术在人机接口开发中具有极大潜力,IC制造商正在迅速将必要功能集成到MCU和传感器中,使这种应用潜力变为现实。