本發(fā)明屬于自動(dòng)化
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種基于語音識(shí)別的車輛控制系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
：目前國內(nèi)外車載語音控制系統(tǒng)的開發(fā)已經(jīng)有所發(fā)展。當(dāng)前國內(nèi)自主研發(fā)機(jī)構(gòu)主要致力于車載導(dǎo)航系統(tǒng)的開發(fā)。如科大訊飛推出的新一代車載語音導(dǎo)航系統(tǒng)“智語星”，其語音識(shí)別依然依賴于網(wǎng)絡(luò)終端。國外對于語音識(shí)別系統(tǒng)的研究也沒有全面地到應(yīng)用到所有本地電器的控制或汽車車身運(yùn)動(dòng)操控上，且目前的車載語音控制系統(tǒng)僅在中高端車型中有所應(yīng)用，例如福特?？怂沟能囕d多媒體通訊娛樂系統(tǒng)，可以通過語音口令音樂播放，撥打電話，發(fā)送短信等，還有待與進(jìn)一步的普及。但是這些系統(tǒng)的局限性還較大，具體表現(xiàn)為車輛導(dǎo)航系統(tǒng)對駕駛員操控依賴程度過高，對本地電器的智能控制僅限于部分多媒體電器的操控，對車輛運(yùn)動(dòng)控制的整體的智能化程度不夠高。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于語音識(shí)別的車輛控制系統(tǒng)及其控制方法，使駕駛員可以通過語音指令實(shí)現(xiàn)車輛的運(yùn)動(dòng)操控以及本地電器控制。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于語音識(shí)別的車輛控制系統(tǒng)，其特征在于，包括啟動(dòng)開關(guān)、主控模塊、語音獲取模塊、語音識(shí)別模塊、存儲(chǔ)模塊、語音提示模塊及云端信息獲取模塊，所述存儲(chǔ)模塊包括車輛行駛狀態(tài)存儲(chǔ)區(qū)和語音識(shí)別關(guān)鍵詞詞庫；所述語音獲取模塊包括麥克風(fēng)、喉震式麥克風(fēng)，所述喉震式麥克風(fēng)可在嘈雜環(huán)境時(shí)較準(zhǔn)確地設(shè)別出語音信號；所述語音識(shí)別模塊、存儲(chǔ)模塊、語音提示模塊、云端信息獲取模塊分別與主控模塊相連，所述語音識(shí)別模塊還與語音獲取模塊相連；所述語音獲取模塊采集語音信號傳輸給語音識(shí)別模塊，所述語音識(shí)別模塊將處理后的信息傳輸給主控模塊；所述語音提示模塊、存儲(chǔ)模塊、云端信息獲取模塊與主控模塊之間均為雙向通信；所述云端信息獲取模塊為車載導(dǎo)航儀，用于獲取云端導(dǎo)航信息與云端天氣情況。上述方案中，所述主控模塊還可與移動(dòng)端平臺(tái)雙向通信，實(shí)現(xiàn)在移動(dòng)端平臺(tái)操作車輛控制系統(tǒng)。一種基于語音識(shí)別的車輛控制方法，包括如下步驟：S1，啟動(dòng)開關(guān)開啟車輛控制系統(tǒng)；S2，麥克風(fēng)獲取空氣傳播的語音信號、喉震式麥克風(fēng)獲取使用者喉嚨振動(dòng)信號，并將獲取的語音信號及喉嚨振動(dòng)信號傳輸給語音識(shí)別模塊；S3，語音識(shí)別模塊對獲取的語音信號及喉嚨振動(dòng)信號同時(shí)進(jìn)行設(shè)別，選擇與語音識(shí)別關(guān)鍵詞詞庫吻合度較高的信號作為有效控制信號，并傳輸給主控模塊；S4，主控模塊依據(jù)識(shí)別的語音信號對車輛進(jìn)行控制；S5，由主控模塊控制語音提示模塊，將車輛控制執(zhí)行情況反饋給駕駛員。進(jìn)一步，所述S2中麥克風(fēng)獲取空氣傳播的語音信號、喉震式麥克風(fēng)獲取使用者喉嚨振動(dòng)信號均采用一級口令模式，一級口令在語音獲取模塊中驗(yàn)證正確之后的口令為有效口令；一級口令驗(yàn)證正確之后，若駕駛員發(fā)出語音指令，麥克風(fēng)與喉震式麥克風(fēng)同時(shí)對語音指令進(jìn)行采集。進(jìn)一步，所述一級口令分為導(dǎo)航目的地口令與語音控制口令兩種。進(jìn)一步，所述S4具體為：主控模塊對識(shí)別的語音信號進(jìn)行判斷，若該識(shí)別的語音信號與車輛行駛狀態(tài)存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的當(dāng)前車輛行駛狀態(tài)存在邏輯互鎖關(guān)系則判定為無效指令，若無邏輯互鎖關(guān)系則判定為有效指令；若有效指令為車輛行駛指令時(shí)，則車輛控制系統(tǒng)綜合云端導(dǎo)航信息、云端天氣情況確定車輛的行駛轉(zhuǎn)動(dòng)角度、行駛速度，控制車輛行駛；若有效指令為行駛目的地指令時(shí)，則車輛控制系統(tǒng)利用云端導(dǎo)航信息、云端天氣情況合理安排車輛的行駛路線、行駛速度，并根據(jù)駕駛員后續(xù)指令實(shí)時(shí)修改行駛路線與速度；若有效指令為呼叫求助信號時(shí)，由移動(dòng)端平臺(tái)發(fā)出指令撥打預(yù)設(shè)電話求助，電話接通之后自動(dòng)播報(bào)車輛當(dāng)前位置信息、行駛信息與駕駛員對車輛的控制情況。進(jìn)一步，所述車輛控制系統(tǒng)安排車輛行駛速度的過程為：由云端信息獲取模塊獲取當(dāng)前道路的最高車速與最低車速并傳輸給主控模塊，利用加權(quán)公式得出車輛控制系統(tǒng)當(dāng)前期望速度，將當(dāng)前期望速度與道路的最高車速、最低車速進(jìn)行對比，獲得控制車速。進(jìn)一步，所述加權(quán)公式為Vα＝(-α÷90°)×10和Vi＝V0+Vα+A+B+C+D，其中Vα為轉(zhuǎn)彎角加權(quán)速度，α為轉(zhuǎn)彎角角度，Vi為車輛控制系統(tǒng)當(dāng)前期望速，V0為車輛控制系統(tǒng)行駛基礎(chǔ)速度，A、B、C、D為天氣情況的加權(quán)系數(shù)。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明可以幫助駕駛員實(shí)現(xiàn)語音指令控制車輛行駛；其中喉震式麥克風(fēng)與普通麥克風(fēng)同時(shí)采集信號可以讓系統(tǒng)在嘈雜環(huán)境下依舊保持良好對的識(shí)別精度；一級指令可以防止語音指令的誤識(shí)別，增加系統(tǒng)的安全性；語音指令內(nèi)部邏輯互鎖可以減少駕駛員的錯(cuò)誤指令帶來的危險(xiǎn)；結(jié)合云端信息的控制系統(tǒng)使得系統(tǒng)對于車輛的控制更加合理而有效。附圖說明圖1為基于語音識(shí)別的車輛控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為車輛語音控制方法的流程圖；圖3為車輛控制系統(tǒng)執(zhí)行前進(jìn)/后退指令控制方法流程圖；圖4為車輛控制系統(tǒng)執(zhí)行左轉(zhuǎn)/右轉(zhuǎn)指令控制方法流程圖。具體實(shí)施方式以下將結(jié)合附圖所示的各實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但這些實(shí)施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。如圖1所示，一種基于語音識(shí)別的車輛控制系統(tǒng)，包括啟動(dòng)開關(guān)、主控模塊(STM32系列)、語音獲取模塊、語音識(shí)別模塊(LD3320為核心的語音識(shí)別芯片)、存儲(chǔ)模塊(SD卡)、語音提示模塊(喇叭)及云端信息獲取模塊，存儲(chǔ)模塊包括車輛行駛狀態(tài)存儲(chǔ)區(qū)和語音識(shí)別關(guān)鍵詞詞庫；語音獲取模塊包括麥克風(fēng)、喉震式麥克風(fēng)，喉震式麥克風(fēng)可在嘈雜環(huán)境時(shí)較準(zhǔn)確地設(shè)別出語音信號；啟動(dòng)開關(guān)用于啟動(dòng)車輛控制系統(tǒng)，主控模塊用于控制車輛運(yùn)動(dòng)、車載電器的使用、編輯控制車輛不同行駛狀態(tài)之間的互鎖關(guān)系，語音獲取模塊用于車輛控制系統(tǒng)啟動(dòng)后實(shí)時(shí)獲取語音指令，語音識(shí)別模塊用于對語音特征提取、關(guān)鍵詞識(shí)別、語音識(shí)別關(guān)鍵詞比對以及結(jié)果判定，存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)當(dāng)前車輛行駛狀態(tài)及所需的語音指令關(guān)鍵詞庫，云端信息獲取模塊用于獲取云端導(dǎo)航信息與云端天氣情況，語音識(shí)別關(guān)鍵詞庫包括車輛行駛及使用中常用語音指令并可以根據(jù)用戶實(shí)際使用情況進(jìn)行編輯添加；語音識(shí)別模塊、存儲(chǔ)模塊、語音提示模塊、云端信息獲取模塊分別與主控模塊相連，語音識(shí)別模塊還與語音獲取模塊相連；語音獲取模塊采集語音信號傳輸給語音識(shí)別模塊，語音識(shí)別模塊將處理后的信息傳輸給主控模塊；語音提示模塊、存儲(chǔ)模塊、云端信息獲取模塊與主控模塊之間均為雙向通信；云端信息獲取模塊為車載導(dǎo)航儀；主控模塊還可與移動(dòng)端平臺(tái)雙向通信，實(shí)現(xiàn)在移動(dòng)端平臺(tái)操作車輛控制系統(tǒng)。一種基于語音識(shí)別的車輛控制系統(tǒng)的工作過程為：啟動(dòng)開關(guān)開啟車輛控制系統(tǒng)，麥克風(fēng)獲取空氣傳播的語音信號、喉震式麥克風(fēng)獲取使用者喉嚨振動(dòng)信號，并將其傳給語音識(shí)別模塊；語音識(shí)別模塊對獲取的語音信號及喉嚨振動(dòng)信號同時(shí)進(jìn)行設(shè)別，選擇與語音識(shí)別關(guān)鍵詞詞庫吻合度較高的信號作為有效控制信號，傳輸給主控模塊；主控模塊根據(jù)獲得的有效控制信號綜合當(dāng)前車輛行駛邏輯互鎖，并調(diào)用車輛行駛狀態(tài)存儲(chǔ)區(qū)存儲(chǔ)的當(dāng)前車輛行駛狀態(tài)和云端信息獲取模塊獲取的導(dǎo)航信息、天氣情況綜合規(guī)劃車輛的行駛轉(zhuǎn)動(dòng)角度、行駛速度、行駛路徑等參數(shù)，通過CAN總線對車輛行駛與本地電器進(jìn)行控制并通過語音提示模塊將控制情況反饋給駕駛員。作為一個(gè)可選工作平臺(tái)-移動(dòng)端平臺(tái)可以與主控模塊雙向通信，實(shí)現(xiàn)在移動(dòng)端平臺(tái)操作車輛控制系統(tǒng)。一種基于語音識(shí)別的車輛控制方法，如圖2所示，包括步驟：S1，啟動(dòng)開關(guān)開啟車輛控制系統(tǒng)。S2，麥克風(fēng)獲取空氣傳播的語音信號、喉震式麥克風(fēng)獲取使用者喉嚨振動(dòng)信號，并將獲取的語音信號及喉嚨振動(dòng)信號傳輸給語音識(shí)別模塊；麥克風(fēng)獲取空氣傳播的語音信號、喉震式麥克風(fēng)獲取使用者喉嚨振動(dòng)信號均采用一級口令(導(dǎo)航目的地口令與語音控制口令)模式，一級口令在語音獲取模塊中驗(yàn)證正確之后的口令為有效口令；一級口令驗(yàn)證正確之后，若駕駛員發(fā)出語音指令，麥克風(fēng)與喉震式麥克風(fēng)同時(shí)對語音指令進(jìn)行采集。S3，語音識(shí)別模塊對獲取的語音信號及喉嚨振動(dòng)信號同時(shí)進(jìn)行設(shè)別，選擇與語音識(shí)別關(guān)鍵詞詞庫吻合度較高的信號作為有效控制信號，并傳輸給主控模塊。S4，主控模塊依據(jù)識(shí)別的語音信號對車輛進(jìn)行控制；主控模塊對識(shí)別的語音信號進(jìn)行判斷，若該識(shí)別的語音信號與車輛行駛狀態(tài)存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的當(dāng)前車輛行駛狀態(tài)存在邏輯互鎖關(guān)系則判定為無效指令，若無邏輯互鎖關(guān)系則判定為有效指令；若有效指令為車輛行駛指令時(shí)，則車輛控制系統(tǒng)綜合云端導(dǎo)航信息、云端天氣情況確定車輛的行駛轉(zhuǎn)動(dòng)角度、行駛速度，控制車輛行駛；若有效指令為行駛目的地指令時(shí)，則車輛控制系統(tǒng)利用云端導(dǎo)航信息、云端天氣情況合理安排車輛的行駛路線、行駛速度，并根據(jù)駕駛員后續(xù)指令實(shí)時(shí)修改行駛路線與速度；若有效指令為呼叫求助信號時(shí)，由移動(dòng)端平臺(tái)發(fā)出指令撥打預(yù)設(shè)電話求助，電話接通之后自動(dòng)播報(bào)車輛當(dāng)前位置信息、行駛信息與駕駛員對車輛的控制情況。車輛控制系統(tǒng)執(zhí)行前進(jìn)與后退指令時(shí)，系統(tǒng)會(huì)調(diào)用導(dǎo)航信息，判斷是否允許作出后退指令，再根據(jù)當(dāng)前道路最高時(shí)速與最低時(shí)速限制車輛車速變化范圍，并根據(jù)云端導(dǎo)航信息模塊獲取的當(dāng)前天氣環(huán)境(如雨天、雪天、結(jié)冰、正常路況等)、路面潮濕程度確定車輛行駛速度并根據(jù)駕駛員后續(xù)加速或者減速指令進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整；如圖3所示。車輛控制系統(tǒng)執(zhí)行左轉(zhuǎn)與右轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向指令時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)導(dǎo)航信息確定當(dāng)前道路狀況，判斷是否允許作出該指令，再根據(jù)道路方向確定車輛的轉(zhuǎn)向角度，轉(zhuǎn)向角度可根據(jù)駕駛員后續(xù)指令進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，最后根據(jù)當(dāng)前道路限速、車輛所處天氣環(huán)境對車輛轉(zhuǎn)向速度進(jìn)行確定；如圖4所示。車輛控制系統(tǒng)安排車輛行駛速度的過程如下：由云端信息獲取模塊獲取當(dāng)前道路的最低車速V1與最高車速V2，若道路無最低車速要求則V1＝0，并設(shè)置汽車正常行駛最低車速為V3＝20km/h；由云端信息獲取模塊獲取當(dāng)前行駛路面信息與天氣信息，不同天氣狀況對應(yīng)的加權(quán)系數(shù)如表1所示；表1路面天氣情況加權(quán)系數(shù)天氣情況是否雨天加權(quán)系數(shù)A＝-5加權(quán)系數(shù)A＝0雪天加權(quán)系數(shù)B＝-5加權(quán)系數(shù)B＝0結(jié)冰加權(quán)系數(shù)C＝-10加權(quán)系數(shù)C＝0濃霧加權(quán)系數(shù)D＝-5加權(quán)系數(shù)D＝0利用云端信息獲取模塊獲取轉(zhuǎn)彎角角度α，根據(jù)加權(quán)公式(1)得到轉(zhuǎn)彎角加權(quán)速度Vα；Vα＝(-α÷90°)×10(1)設(shè)置車輛控制系統(tǒng)行駛基礎(chǔ)速度為V0，利用加權(quán)公式(2)得到車輛控制系統(tǒng)當(dāng)前期望速度Vi；Vi＝V0+Vα+A+B+C+D(2)將Vi與V1、V2、V3比較，若max(V1,V3)≤Vi≤V2，則控制車輛行駛車速V＝Vi；若V＜max(V1,V3)，則控制車輛行駛車速V＝max(V1,V3)；若Vi＞V2則車速V＝V2。S5，由主控模塊控制語音提示模塊，將車輛控制執(zhí)行情況反饋給駕駛員。以上對本發(fā)明所提供的一種基于語音識(shí)別的汽車控制系統(tǒng)及其控制方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本發(fā)明應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理和實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，所要說明的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3