自动驾驶车辆的车外人机交互设备和自动驾驶车辆

摘要

本实用新型提供了一种车外人机交互设备和自动驾驶车辆，涉及人工智能领域，尤其涉及自动驾驶、智能交通和人机交互等技术领域。具体实现方案为：自动驾驶车辆包括车身和车窗，车身包括窗架，车窗嵌设于窗架；车外人机交互设备包括控制构件和通讯构件。控制构件设置于车身；通讯构件包括显示装置、摄像装置以及音频装置，显示装置设置于车窗的位于车舱内的一侧，显示装置与控制构件通过第一线束连接；摄像装置设置于车窗的位于车舱内的一侧，摄像装置与控制构件通过第二线束连接；音频装置包括收音模块和扩音模块，收音模块设置于车窗与窗架之间，扩音模块设置于车窗的位于车舱内的一侧，收音模块和扩音模块均与控制构件通过第三线束连接。

说明书

技术领域

本实用新型涉及人工智能技术领域，尤其涉及自动驾驶、智能交通和人机交互等技术领域，具体涉及一种自动驾驶车辆的车外人机交互设备和自动驾驶车辆。

背景技术

全无人化自动驾驶车辆在运营过程中，很可能会遇到一些突发的交通管制、车辆违章或交通事故等场景，交通执法人员在赶到车辆附近时，由于自动驾驶车辆内没有人类驾驶员，交通执法人员需要第一时间与自动驾驶车辆运营后台人员进行语音视频通话，以便开展后续工作。当车辆在静止状态时，需要与交通执法人员进行人机交互，因此，有必要开发一种自动驾驶车辆的车外人机交互设备，以满足交通执法人员在车外就可以跟车辆运营后台人员进行语音视频通话的需求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种自动驾驶车辆的车外人机交互设备，所述自动驾驶车辆包括车身和车窗，所述车身包括窗架，所述车窗嵌设于所述窗架；所述车外人机交互设备包括控制构件和通讯构件。所述控制构件设置于所述车身；所述通讯构件包括显示装置、摄像装置以及音频装置，所述显示装置设置于所述车窗的位于车舱内的一侧，所述显示装置与所述控制构件通过第一线束连接；所述摄像装置设置于所述车窗的位于车舱内的一侧，所述摄像装置与所述控制构件通过第二线束连接；所述音频装置包括收音模块和扩音模块，所述收音模块设置于所述车窗与所述窗架之间，所述扩音模块设置于所述车窗的位于车舱内的一侧，所述收音模块和所述扩音模块均与所述控制构件通过第三线束连接。

进一步地，所述控制构件包括主处理器和第一加串器，所述主处理器和所述第一加串器通讯连接，所述显示装置包括显示模块和第一解串器，所述显示模块和所述第一解串器通讯连接，所述第一加串器和所述第一解串器通过所述第一线束连接，所述第一线束为差分线。

进一步地，所述控制构件包括主处理器和第二解串器，所述主处理器和所述第二解串器通讯连接，所述摄像装置包括摄像模块和第二加串器，所述摄像模块和所述第二加串器通讯连接，所述第二加串器和所述第二解串器通过所述第二线束连接，所述第二线束为同轴线。

进一步地，所述摄像模块包括可见光摄像头和红外摄像头中的至少一个。

进一步地，所述控制构件包括主处理器和第一音频总线信号转换芯片，所述主处理器和所述第一音频总线信号转换芯片通讯连接，所述音频装置还包括第二音频总线信号转换芯片，所述收音模块和所述扩音模块均与所述第二音频总线信号转换芯片通讯连接，所述第二音频总线信号转换芯片和所述第一音频总线信号转换芯片通过所述第三线束连接，所述第三线束为差分线。

进一步地，所述收音模块为多个，多个所述收音模块间隔地设置于所述车窗与所述窗架之间，多个所述收音模块均与所述第二音频总线信号转换芯片通讯连接。

进一步地，所述扩音模块为多个，多个所述扩音模块呈环状间隔地设置于所述车窗的位于车舱内的一侧，多个所述扩音模块均与所述第二音频总线信号转换芯片通讯连接。

进一步地，所述音频装置还包括功放芯片，多个所述扩音模块均与所述功放芯片通讯连接，所述功放芯片和所述第二音频总线信号转换芯片通讯连接。

进一步地，所述控制构件还包括音频协处理器，所述音频协处理器和所述主处理器通讯连接，所述音频协处理器和所述第一音频总线信号转换芯片通讯连接。

本实用新型提供了一种自动驾驶车辆，包括车外人机交互设备、车身和车窗，所述车外人机交互设备为如上所述的自动驾驶车辆的车外人机交互设备；所述车身包括窗架，所述控制构件设置于所述车身；所述车窗嵌设于所述窗架，所述显示装置设置于所述车窗的位于车舱内的一侧，所述摄像装置设置于所述车窗的位于车舱内的一侧，所述收音模块设置于所述车窗与所述窗架之间，所述扩音模块设置于所述车窗的位于车舱内的一侧。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图用于更好地理解本方案，不构成对本实用新型的限定。其中：

图1示意性示出了根据本实用新型实施例的自动驾驶车辆的接线原理图，其中，包括车外人机交互设备的接线原理。

图2示意性示出了根据本实用新型实施例的自动驾驶车辆的部分结构示意图，其中，包括车外人机交互设备的部分结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的示范性实施例做出说明，其中包括本实用新型实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本实用新型的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本实用新型。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。

全无人化自动驾驶车辆在运营过程中，很可能会遇到一些突发的交通管制、车辆违章或交通事故等场景，交通执法人员在赶到车辆附近时，由于自动驾驶车辆内没有人类驾驶员，交通执法人员需要第一时间与自动驾驶车辆运营后台人员进行语音视频通话，以便开展后续工作。当车辆在静止状态时，需要与交通执法人员进行人机交互，因此，有必要开发一种自动驾驶车辆的车外人机交互设备，以满足交通执法人员在车外就可以跟车辆运营后台人员进行语音视频通话的需求。

图1示意性示出了根据本实用新型实施例的自动驾驶车辆的接线原理图，其中，包括车外人机交互设备的接线原理。

图2示意性示出了根据本实用新型实施例的自动驾驶车辆的部分结构示意图，其中，包括车外人机交互设备的部分结构示意图。

如图1和图2所示，根据本实用新型一实施例的自动驾驶车辆的车外人机交互设备300，自动驾驶车辆1000包括车身和车窗200，车身包括窗架100，车窗200嵌设于窗架100。车外人机交互设备300包括控制构件和通讯构件，控制构件设置于车身；通讯构件包括显示装置1、摄像装置和音频装置。

其中，显示装置1设置于车窗200的位于车舱内的一侧，显示装置1与控制构件通过第一线束连接；摄像装置设置于车窗200的位于车舱内的一侧，摄像装置与控制构件通过第二线束连接；音频装置包括收音模块31和扩音模块32，收音模块31设置于车窗200与窗架100之间，扩音模块32设置于车窗200的位于车舱内的一侧，收音模块31和扩音模块32均与控制构件通过第三线束连接。

示例性地，控制构件为核心处理单元，用于完成与通讯构件以及自动驾驶车辆1000上其他零部件之间的交互。主要实现了对采集的图像处理、对音频数据处理、对显示数据处理、汽车总线(CAN-FD总线)通讯和车规以太网通讯。在一些示例中，音频和视频通话主要通过车规以太网经由安全网关过滤后，与通讯盒(Tbox)进行数据交换，进而实现远端音频和视频通话功能。在一些示例中，控制构件也通过CAN-FD总线与自动驾驶车辆1000上的其他零部件进行数据交换，实时上报自身状态，并发送相关的控制命令给其他零部件，例如：发送相关的控制命令给车身控制器，实现车辆1000右后门解锁等功能。

根据本实用新型实施例的自动驾驶车辆的车外人机交互设备300，将显示装置1与控制构件通过第一线束连接可以实现显示装置1的显示功能；将摄像装置与控制构件通过第二线束连接可以实现摄像装置的采集图像的功能；由此，通过显示装置1和摄像装置可以便于实现视频需求。将收音模块31和扩音模块32均与控制构件通过第三线束连接可以实现收音模块31的采集声音的功能，和实现扩音模块32的功放声音的功能，由此，通过音频装置可以便于实现语音需求。在同时实现视频和语音功能的基础上，将显示装置1设置于车窗200的位于车舱内的一侧可以方便显示装置1实现显示功能的同时给显示装置1防水防尘；将摄像装置设置于车窗200的位于车舱内的一侧可以方便摄像装置实现采集图像的功能的同时给摄像装置防水防尘；将收音模块31设置于车窗200与窗架100之间可以方便收音模块31实现采集声音的功能的同时给收音模块31防水防尘；将扩音模块32设置于车窗200的位于车舱内的一侧可以方便扩音模块32实现功放声音的功能的同时给扩音模块32防水防尘。

示例性地，在本实用新型的一些实施例中，如图1和图2所示，控制构件包括主处理器和第一加串器，主处理器和第一加串器通讯连接，显示装置1包括显示模块和第一解串器，显示模块和第一解串器通讯连接，第一加串器和第一解串器通过第一线束连接，第一线束为差分线。这里，通讯连接可以包括数据线连接，也可以包括信号连接；主处理器为核心处理单元，用于处理显示数据。

可以理解的是，对于显示数据的传输，在控制构件中设置了加串器(Serializer)，在显示装置1中设置了解串器(Deserializer)，由此，第一线束为差分线即可实现1080p以上的全高清视频传输。相关加解串方案，可以使用FPD-LINK、GMSL或V-by-one协议芯片实现，最大传输距离可达10米以上。基于此，本实用新型具有视频高清且传输距离远的优点。

示例性地，在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，控制构件包括主处理器和第二解串器，主处理器和第二解串器通讯连接，摄像装置包括摄像模块和第二加串器，摄像模块和第二加串器通讯连接，第二加串器和第二解串器通过第二线束连接，第二线束为同轴线。这里，通讯连接可以包括数据线连接，也可以包括信号连接；主处理器为核心处理单元，用于处理采集的图像数据。

可以理解的是，对于图像采集数据的传输，摄像装置中设置了加串器，控制构件中设置了解串器，第二线束为同轴线即可实现供电和数据传输，同轴线的屏蔽层实现电流回路。相关的加解串方案，可以使用FPD-LINK、GMSL等，最大传输距离可达10米以上。基于此，本实用新型具有图像传输好且传输距离远的优点。

示例性地，在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，控制构件包括主处理器和第一音频总线信号转换芯片，主处理器和第一音频总线信号转换芯片通讯连接，音频装置还包括第二音频总线信号转换芯片，收音模块和扩音模块均与第二音频总线信号转换芯片通讯连接，第二音频总线信号转换芯片和第一音频总线信号转换芯片通过第三线束连接，第三线束为差分线。这里，通讯连接可以包括数据线连接，也可以包括信号连接；主处理器为核心处理单元，用于处理音频数据。

可以理解的是，通过在控制构件中设置第一音频总线信号转换芯片，在音频装置中设置第二音频总线信号转换芯片，第三线束为差分线连接第一音频总线信号转换芯片和第二音频总线信号转换芯片即可组成汽车音频总线(A2B)，由此即可实现对音频数据的传输，传输音频数据包括将收音模块采集的数据传输至主处理器；还包括将主处理器处理完的数据传输至扩音模块进行功放。由此，通过主处理器、第一音频总线信号转换芯片、收音模块、扩音模块和第二音频总线信号转换芯片可以便于实现音频功能。

示例性地，在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，扩音模块可以有多个，音频装置还可以包括功放芯片，多个扩音模块均与功放芯片通讯连接，功放芯片和第二音频总线信号转换芯片通讯连接。由此，可以便于对音频信号进行进一步放大。

示例性地，在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，控制构件还可以包括音频协处理器，音频协处理器和主处理器通讯连接，音频协处理器和第一音频总线信号转换芯片通讯连接。由此，音频协处理器可以利用内置的数字信号处理芯片进行相关的音频数据算法处理，提高整体的音频通话效果，尤其可以实现对车外噪音的压制和回声的抑制。音频协处理器可以提高音频数据处理的实时性，减轻主处理器的负担。

示例性地，在本实用新型的一些实施例中，如图2所示，摄像模块2可以包括可见光摄像头21和红外摄像头22中的至少一个。可以理解的是，摄像模块2可以仅包括可见光摄像头21，用于图像采集；摄像模块2也可以仅包括红外摄像头22，用于图像采集；摄像模块2还可以包括可见光摄像头21和红外摄像头22，可见光摄像头21用于白天光线较好时进行图像采集，例如红外摄像头22可以搭配红外补光灯23使用，用于夜间光线暗淡时进行图像采集。

例如，摄像模块2还可以包括光线传感器24，用于识别光线的强弱。

示例性地，在本实用新型的一些实施例中，如图2所示，收音模块31可以为多个，多个收音模块31间隔地设置于车窗200与窗架100之间，多个收音模块31均与第二音频总线信号转换芯片通讯连接。例如，多个收音模块31可以为4个，按照上下左右4个方位进行排布。由此可以实现较好的收音效果。

示例性地，多个收音模块31除了基本的拾取声音的功能以外，同时结合控制构件中的相关音频算法可以实现回声降噪、环境降噪和声源定位功能，以满足在外部嘈杂环境下，通话的远端依然能够获得清晰音质。

示例性地，每个收音模块31上可以设置防水透音膜，由此可以最大限度的保护收音模块31，并最大限度地保持收音效果。

示例性地，在本实用新型的一些实施例中，如图2所示，扩音模块32可以为多个，多个扩音模块32呈环状间隔地设置于车窗200的位于车舱内的一侧，多个扩音模块32均与第二音频总线信号转换芯片通讯连接。可以理解的是，设置于车窗200的位于车舱内的一侧的多个扩音模块32用于驱动车窗200整体振动，进而驱动空气，达到屏幕发声的目的，同时兼顾了防水需求。多个扩音模块32使得扩音效果增强。

示例性地，对于音频数据的传输，采用汽车音频总线(A2B)，一对差分线即可实现多路收音模块和多路扩音模块的总线接入。节点间的最大线束距离最高可达15米，实现了音频节点安装位置的灵活调整。并且使得整体线束的重量较轻。

示例性地，显示模块可以为触摸显示屏，主要用于显示视频通话、车辆解锁二维码、9宫格按键等信息，整个显示的UI界面可以根据产品定义，随意修改，增加了业务场景的灵活性。触摸显示屏位于车窗后面，因此，在屏幕熄灭的情况下，外观跟普通车辆的玻璃没有区别。

示例性地，为了提高触摸显示屏在强光照射下的显示亮度，增加一个光线传感器，可以根据外部光线强度，进行屏幕亮度的实时调节。

如图1和图2所示，根据本实用新型一实施例的自动驾驶车辆1000，包括车外人机交互设备300、车身和车窗200。

其中，车外人机交互设备300为如上所述的自动驾驶车辆的车外人机交互设备300；车身包括窗架100，控制构件设置于车身；车窗200嵌设于窗架100，显示装置1设置于车窗200的位于车舱内的一侧，摄像装置设置于车窗200的位于车舱内的一侧，收音模块31设置于车窗200与窗架100之间，扩音模块32设置于车窗200的位于车舱内的一侧。

根据本实用新型实施例的自动驾驶车辆1000，将显示装置1与控制构件通过第一线束连接可以实现显示装置1的显示功能；将摄像装置与控制构件通过第二线束连接可以实现摄像装置的采集图像的功能；由此，通过显示装置1和摄像装置可以便于实现视频需求。将收音模块31和扩音模块32均与控制构件通过第三线束连接可以实现收音模块31的采集声音的功能，和实现扩音模块32的功放声音的功能，由此，通过音频装置可以便于实现语音需求。在同时实现视频和语音功能的基础上，将显示装置1设置于车窗200的位于车舱内的一侧可以方便显示装置1实现显示功能的同时给显示装置1防水防尘；将摄像装置设置于车窗200的位于车舱内的一侧可以方便摄像装置实现采集图像的功能的同时给摄像装置防水防尘；将收音模块31设置于车窗200与窗架100之间可以方便收音模块31实现采集声音的功能的同时给收音模块31防水防尘；将扩音模块32设置于车窗200的位于车舱内的一侧可以方便扩音模块32实现功放声音的功能的同时给扩音模块32防水防尘。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。