CN110992952A - 一种基于rtos的ai车载语音交互系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于RTOS的AI车载语音交互系统，包括语音录入模块、语音识别模块、语音输出单元、数据库、比对单元、分析单元、执行单元和监测判定模块，所述语音录入模块用于实时接收车上人员的语音数据，并将其传输至语音识别模块，所述语音识别模块用于对语音数据进行识别，所述语音录入模块和语音识别模块共同对语音数据进行语音输入操作，得到文字数据标记Wei，本发明通过语音录入模块和语音识别模块对车上人员的输入命令进行识别和读取，依据比对单元将读取到的命令进行分析，生成操作信号，进行命令执行，更精确地分析车上人员的命令，避免数据处理的误差，增加精确性，更好的达到语言的交互，提高系统的工作效率。

Description

一种基于RTOS的AI车载语音交互系统

技术领域

本发明涉及车载语音交互技术领域，具体为一种基于RTOS的AI车载语音交互系统。

背景技术

人机交互系统是研究人与计算机之间通过相互理解的交流与通信，在最大程度上为人们完成信息管理，服务和处理等功能，使计算机真正成为人们工作学习的和谐助手的一门技术科学，现在大多运用到智能机器人、智能家电和车载上。

授权公告号为CN101281745B的一种车载语音交互系统，该车载语音交互系统，达到在复杂真实的车载环境下，在硬件资源有限的嵌入式平台上实现高性能语音交互引擎，以智能人机交互为核心，实现用自然语音方便地控制与汽车安全行驶无关的车载信息系统模块，但是，该车载语音交互系统，在车载的实用上不便于精准的对语音指令进行分析和执行，同时在驾驶员与外界通话结束时，需要手动挂断电话，为此，我们提出一种基于RTOS的AI车载语音交互系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于RTOS的AI车载语音交互系统，通过语音录入模块、语音识别模块、比对单元和执行单元的设置，对语音命令进行精确分析，更精确地分析车上人员的命令，避免数据处理的误差，增加精确性，更好的达到语言的交互，提高系统的工作效率，通过监测判定模块、分析单元和执行单元的设置，来自动挂断通话，避免用户在驾车时手动挂电话，造成安全隐患，提高驾驶员的驾驶安全。

本发明所要解决的技术问题为：

(1)如何通过语音录入模块和语音识别模块对车上人员的输入命令进行识别和读取，依据比对单元将读取到的命令进行分析，生成操作信号，进行命令执行，更精确地分析车上人员的命令，来解决现有技术中对于车载语音交互不通畅的问题；

(2)如何通过监测判定模块和分析单元的设定，对用户的通话监测内容进行检测，分析通话内容中的关键词，与通话状态进行检测，自动挂断结束的通话，来解决现有技术中难以实现车载系统在用户通话过后自动挂断的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于RTOS的AI车载语音交互系统，包括语音录入模块、语音识别模块、语音输出单元、数据库、比对单元、分析单元、执行单元和监测判定模块；

所述语音录入模块用于实时接收车上人员的语音数据，并将其传输至语音识别模块，所述语音识别模块用于对语音数据进行识别，所述语音录入模块和语音识别模块共同对语音数据进行语音输入操作，得到文字数据标记Wei，并将其传输至比对单元；

所述数据库内存储有多组操作命令数据，比对单元从数据库内获取多组操作命令数据，并将其与文字数据一同进行比对操作，比对操作的具体操作过程为：

S1：获取多组操作命令数据，并将其标记为CZo，o＝1,2,3......m；

S2：将文字数据Wei与多组操作命令数据CZo进行比对，当

时，则判定该多组操作命令数据内部不包含文字数据，生成输入错误信号，当Wei∈CZo时，则判定该多组操作命令数据内部包含文字数据，生成相似信号，并将识别到的Wei∈CZo结果依次进行标记为Zql，q＝1,2,3......b，l＝1,2,3......v，其中q表示为同一组的操作命令识别数据，l表示为同一组的第几个数据；

S3：获取上述S2中的输入错误信号和相似信号，当识别到输入错误信号时，则将其转换成命令错误信号，并将其传输至语音输出单元，当识别到相似信号时，则将文字数据Wei与多组操作命令数据CZo进行完整比对，具体为：获取多组操作命令数据CZo，将其识别结果的标记Zql调取出来，并将其与文字数据Wei比对，当We_i+1、We_i+2、We_i+3.......We_i+a与Zql不一致时，则判定该命令无法识别，生成无法操作信号，并将其传输至语音输出单元，当We_i+1、We_i+2、We_i+3.......We_i+a与Zql一致时，则判定该命令正确，生成操作信号，并将操作信号分别传输至语音输出单元和执行单元；

所述语音输出单元用于接收命令错误信号和无法操作信号，并依据其发出相应的语音提示，所述执行单元用于执行操作信号；

所述监测判定模块用于对用户的通讯进行检测并自动获取监测数据，所述监测数据指代通话语音数据，并依据其进行检测判定操作，得到沉默时间数据、通讯继续信号和通讯结束信号；

所述分析单元用于对沉默时间数据、通讯继续信号和通讯结束信号进行分析操作，得到继续监测信号、进行信号和结束信号，并将其传输至执行单元；

所述执行单元依据继续监测信号、进行信号和结束信号进行执行操作，当执行单元接收到继续监测信号和进行信号，生成监测命令，并将其发送至监测判定模块，当执行单元接收到结束信号时，生成挂断命令，并执行挂断命令将通讯挂断。

作为本发明的进一步改进方案：语音输入操作的具体操作过程为：

步骤一：在语音录入模块内设定一个语音接收打开命令，并将其标记为DK，当车辆的语音录入模块没有接收到语音接收打开命令时，则不开始语音识别功能，反之，当接收到语音接收打开命令时，则对语音数据传输至语音识别模块进行识别；

步骤二：获取语音数据，并将语音数据转换成文字数据，并将其按照文字顺序依次标记为Wei，i＝1，2，3.......n。

作为本发明的进一步改进方案：检测判定操作的具体操作过程为：

C1：获取通话语音数据，并将其通过语音识别模块转换成通讯文字数据，同时将通讯文字数据依次标记为TXj，j＝1,2,3......z；

C2：设定多组关键词字符组，并将其标记为GJs，s＝1,2,3......h；

C3：将设定的多组字关键字符组与通讯文字数据进行比对，当通讯文字数据中没有出现多组字关键字符组中的任意一种时，则判定通讯仍在继续，生成通讯继续信号，当通讯文字数据中出现多组字关键字符组中的任意一种时，则判定通讯即将结束，生成通讯结束信号；

C4：当监测到通讯结束信号，监测判定模块对通讯进行最终监测，监测通讯内容，自动获取沉默时间数据，沉默时间数据表示为一段时间内，用户与他人没有通话内容，即双方都不说话。

作为本发明的进一步改进方案：分析操作的具体操作过程为：

R1：当获取到通讯继续信号时，则判定该通话没有完成，监测判定模块继续监测，生成继续监测信号；

R2：当获取到通讯结束信号，将其与沉默时间数据数据进行综合判定，具体为：

E1：当获取到通讯结束信号，且沉默时间数据≤G，则判定该通话仍在进行时，生成进行信号；

E2：当获取到通讯结束信号，且沉默时间数据＞G，则判定该通话已经结束，生成结束信号，其中G为沉默时间预设值。

本发明的有益效果：

(1)语音录入模块实时接收车上人员的语音数据，并将其传输至语音识别模块，语音识别模块用于对语音数据进行识别，语音录入模块和语音识别模块共同对语音数据进行语音输入操作，得到Wei，并将其传输至比对单元，数据库内存储有多组操作命令数据，比对单元从数据库内获取多组操作命令数据，并将其与文字数据一同进行比对操作，得到操作信号，并将操作信号传输至执行单元，语音输出单元接收命令错误信号和无法操作信号，并依据其发出相应的语音提示，执行单元执行操作信号，通过语音录入模块和语音识别模块对车上人员的输入命令进行识别和读取，依据比对单元将读取到的命令进行分析，生成操作信号，进行命令执行，更精确地分析车上人员的命令，避免数据处理的误差，增加精确性，更好的达到语言的交互，提高系统的工作效率；

(2)监测判定模块对用户的通讯进行检测并自动获取监测数据，并依据其进行检测判定操作，得到沉默时间数据、通讯继续信号和通讯结束信号，分析单元对沉默时间数据、通讯继续信号和通讯结束信号进行分析操作，得到继续监测信号、进行信号和结束信号，并将其传输至执行单元，执行单元依据继续监测信号、进行信号和结束信号进行执行操作，当执行单元接收到继续监测信号和进行信号，生成监测命令，并将其发送至监测判定模块，当执行单元接收到结束信号时，生成挂断命令，并执行挂断命令将通讯挂断，通过监测判定模块和分析单元的设定，对用户的通话监测内容进行检测，分析通话内容中的关键词，与通话状态进行检测，自动挂断结束的通话，避免用户在驾车时手动挂电话，造成安全隐患，提高驾驶员的驾驶安全。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的系统框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为一种基于RTOS的AI车载语音交互系统，包括语音录入模块、语音识别模块、语音输出单元、数据库、比对单元、分析单元、执行单元和监测判定模块；

所述语音录入模块用于实时接收车上人员的语音数据，并将其传输至语音识别模块，所述语音识别模块用于对语音数据进行识别，所述语音录入模块和语音识别模块共同对语音数据进行语音输入操作，语音输入操作的具体操作过程为：

步骤一：在语音录入模块内设定一个语音接收打开命令，并将其标记为DK，当车辆的语音录入模块没有接收到语音接收打开命令时，则不开始语音识别功能，反之，当接收到语音接收打开命令时，则对语音数据传输至语音识别模块进行识别；

步骤二：获取语音数据，并将语音数据转换成文字数据，并将其按照文字顺序依次标记为Wei，i＝1，2，3.......n；

步骤三：获取步骤二中的文字数据标记Wei，并将其传输至比对单元；

所述数据库内存储有多组操作命令数据，比对单元从数据库内获取多组操作命令数据，并将其与文字数据一同进行比对操作，比对操作的具体操作过程为：

S1：获取多组操作命令数据，并将其标记为CZo，o＝1,2,3......m；

S2：将文字数据Wei与多组操作命令数据CZo进行比对，当

时，则判定该多组操作命令数据内部不包含文字数据，生成输入错误信号，当Wei∈CZo时，则判定该多组操作命令数据内部包含文字数据，生成相似信号，并将识别到的Wei∈CZo结果依次进行标记为Zql，q＝1,2,3......b，l＝1,2,3......v，其中q表示为同一组的操作命令识别数据，l表示为同一组的第几个数据；

S3：获取上述S2中的输入错误信号和相似信号，当识别到输入错误信号时，则将其转换成命令错误信号，并将其传输至语音输出单元，当识别到相似信号时，则将文字数据Wei与多组操作命令数据CZo进行完整比对，具体为：获取多组操作命令数据CZo，将其识别结果的标记Zql调取出来，并将其与文字数据Wei比对，当We_i+1、We_i+2、We_i+3.......We_i+a与Zql不一致时，则判定该命令无法识别，生成无法操作信号，并将其传输至语音输出单元，当We_i+1、We_i+2、We_i+3.......We_i+a与Zql一致时，则判定该命令正确，生成操作信号，并将操作信号分别传输至语音输出单元和执行单元；

所述语音输出单元用于接收命令错误信号和无法操作信号，并依据其发出相应的语音提示，所述执行单元用于执行操作信号；

所述监测判定模块用于对用户的通讯进行检测并自动获取监测数据，所述监测数据指代通话语音数据，并依据其进行检测判定操作，检测判定操作的具体操作过程为：

C1：获取通话语音数据，并将其通过语音识别模块转换成通讯文字数据，同时将通讯文字数据依次标记为TXj，j＝1,2,3......z；

C2：设定多组关键词字符组，并将其标记为GJs，s＝1,2,3......h；

C3：将设定的多组字关键字符组与通讯文字数据进行比对，当通讯文字数据中没有出现多组字关键字符组中的任意一种时，则判定通讯仍在继续，生成通讯继续信号，当通讯文字数据中出现多组字关键字符组中的任意一种时，则判定通讯即将结束，生成通讯结束信号；

C4：当监测到通讯结束信号，监测判定模块对通讯进行最终监测，监测通讯内容，自动获取沉默时间数据，沉默时间数据表示为一段时间内，用户与他人没有通话内容，即双方都不说话，并将其与通讯继续信号和通讯结束信号一同传输至分析单元；

所述分析单元用于对沉默时间数据、通讯继续信号和通讯结束信号进行分析操作，分析操作的具体操作过程为：

R1：当获取到通讯继续信号时，则判定该通话没有完成，监测判定模块继续监测，生成继续监测信号；

R2：当获取到通讯结束信号，将其与沉默时间数据数据进行综合判定，具体为：

E1：当获取到通讯结束信号，且沉默时间数据≤G，则判定该通话仍在进行时，生成进行信号；

E2：当获取到通讯结束信号，且沉默时间数据＞G，则判定该通话已经结束，生成结束信号，其中G为沉默时间预设值；

R3：将继续监测信号、进行信号和结束信号传输至执行单元；

所述执行单元依据继续监测信号、进行信号和结束信号进行执行操作，当执行单元接收到继续监测信号和进行信号，生成监测命令，并将其发送至监测判定模块，当执行单元接收到结束信号时，生成挂断命令，并执行挂断命令将通讯挂断。

本发明在工作时，语音录入模块实时接收车上人员的语音数据，并将其传输至语音识别模块，语音识别模块用于对语音数据进行识别，语音录入模块和语音识别模块共同对语音数据进行语音输入操作，得到Wei，并将其传输至比对单元，数据库内存储有多组操作命令数据，比对单元从数据库内获取多组操作命令数据，并将其与文字数据一同进行比对操作，得到操作信号，并将操作信号传输至执行单元，语音输出单元接收命令错误信号和无法操作信号，并依据其发出相应的语音提示，执行单元执行操作信号；监测判定模块对用户的通讯进行检测并自动获取监测数据，并依据其进行检测判定操作，得到沉默时间数据、通讯继续信号和通讯结束信号，分析单元对沉默时间数据、通讯继续信号和通讯结束信号进行分析操作，得到继续监测信号、进行信号和结束信号，并将其传输至执行单元，执行单元依据继续监测信号、进行信号和结束信号进行执行操作，当执行单元接收到继续监测信号和进行信号，生成监测命令，并将其发送至监测判定模块，当执行单元接收到结束信号时，生成挂断命令，并执行挂断命令将通讯挂断。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于RTOS的AI车载语音交互系统，其特征在于，包括语音录入模块、语音识别模块、语音输出单元、数据库、比对单元、分析单元、执行单元和监测判定模块；

所述语音录入模块用于实时接收车上人员的语音数据，并将其传输至语音识别模块，所述语音识别模块用于对语音数据进行识别，所述语音录入模块和语音识别模块共同对语音数据进行语音输入操作，得到文字数据标记Wei，并将其传输至比对单元；

所述数据库内存储有多组操作命令数据，比对单元从数据库内获取多组操作命令数据，并将其与文字数据一同进行比对操作，比对操作的具体操作过程为：

S1：获取多组操作命令数据，并将其标记为CZo，o＝1,2,3......m；

S2：将文字数据Wei与多组操作命令数据CZo进行比对，当

时，则判定该多组操作命令数据内部不包含文字数据，生成输入错误信号，当Wei∈CZo时，则判定该多组操作命令数据内部包含文字数据，生成相似信号，并将识别到的Wei∈CZo结果依次进行标记为Zql，q＝1,2,3......b，l＝1,2,3......v，其中q表示为同一组的操作命令识别数据，l表示为同一组的第几个数据；

S3：获取上述S2中的输入错误信号和相似信号，当识别到输入错误信号时，则将其转换成命令错误信号，并将其传输至语音输出单元，当识别到相似信号时，则将文字数据Wei与多组操作命令数据CZo进行完整比对，具体为：获取多组操作命令数据CZo，将其识别结果的标记Zql调取出来，并将其与文字数据Wei比对，当We_i+1、We_i+2、We_i+3.......We_i+a与Zql不一致时，则判定该命令无法识别，生成无法操作信号，并将其传输至语音输出单元，当We_i+1、We_i+2、We_i+3.......We_i+a与Zql一致时，则判定该命令正确，生成操作信号，并将操作信号分别传输至语音输出单元和执行单元；

所述语音输出单元用于接收命令错误信号和无法操作信号，并依据其发出相应的语音提示，所述执行单元用于执行操作信号；

所述监测判定模块用于对用户的通讯进行检测并自动获取监测数据，所述监测数据指代通话语音数据，并依据其进行检测判定操作，得到沉默时间数据、通讯继续信号和通讯结束信号；

所述分析单元用于对沉默时间数据、通讯继续信号和通讯结束信号进行分析操作，得到继续监测信号、进行信号和结束信号，并将其传输至执行单元；

所述执行单元依据继续监测信号、进行信号和结束信号进行执行操作，当执行单元接收到继续监测信号和进行信号，生成监测命令，并将其发送至监测判定模块，当执行单元接收到结束信号时，生成挂断命令，并执行挂断命令将通讯挂断。

2.根据权利要求1所述的一种基于RTOS的AI车载语音交互系统，其特征在于，语音输入操作的具体操作过程为：

步骤一：在语音录入模块内设定一个语音接收打开命令，并将其标记为DK，当车辆的语音录入模块没有接收到语音接收打开命令时，则不开始语音识别功能，反之，当接收到语音接收打开命令时，则对语音数据传输至语音识别模块进行识别；

步骤二：获取语音数据，并将语音数据转换成文字数据，并将其按照文字顺序依次标记为Wei，i＝1，2，3.......n。

3.根据权利要求1所述的一种基于RTOS的AI车载语音交互系统，其特征在于，检测判定操作的具体操作过程为：

C1：获取通话语音数据，并将其通过语音识别模块转换成通讯文字数据，同时将通讯文字数据依次标记为TXj，j＝1,2,3......z；

C2：设定多组关键词字符组，并将其标记为GJs，s＝1,2,3......h；

C3：将设定的多组字关键字符组与通讯文字数据进行比对，当通讯文字数据中没有出现多组字关键字符组中的任意一种时，则判定通讯仍在继续，生成通讯继续信号，当通讯文字数据中出现多组字关键字符组中的任意一种时，则判定通讯即将结束，生成通讯结束信号；

C4：当监测到通讯结束信号，监测判定模块对通讯进行最终监测，监测通讯内容，自动获取沉默时间数据，沉默时间数据表示为一段时间内，用户与他人没有通话内容，即双方都不说话。

4.根据权利要求1所述的一种基于RTOS的AI车载语音交互系统，其特征在于，分析操作的具体操作过程为：

R1：当获取到通讯继续信号时，则判定该通话没有完成，监测判定模块继续监测，生成继续监测信号；

R2：当获取到通讯结束信号，将其与沉默时间数据数据进行综合判定，具体为：

E1：当获取到通讯结束信号，且沉默时间数据≤G，则判定该通话仍在进行时，生成进行信号；

E2：当获取到通讯结束信号，且沉默时间数据＞G，则判定该通话已经结束，生成结束信号，其中G为沉默时间预设值。

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