CN111554286A - 一种基于语音控制无人机的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种基于语音控制无人机的方法和设备，应用于语音系统以及无人机控制系统；其中，该方法包括：通过语音系统获取操作员发出的与待控无人机关联的语音控制指令，并对所述语音控制指令分别进行语音识别以及语义理解，以得到指令意图；基于所述指令意图、预设的业务执行规则以及所述待控无人机当前的状态信息进行业务决策分析，以确定所述指令意图的执行结果；若所述执行结果满足预设执行规则，则通过语音系统将所述意图控制指令发送到无人机控制系统，以通过所述无人机控制系统对待控无人机进行控制。本方案克服了现有技术中的缺陷，通过智能语音技术辅助控制无人机，满足语音控制的智能性，又满足手工操作系统的精准性，且控制简便。
Description
技术领域
本发明涉及无人机控制领域，特别涉及一种基于语音控制无人机的方法和设备。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。与有人驾驶飞机相比，由于不搭载驾驶员，无人机往往更适合那些太“愚钝，肮脏或危险”的任务。无人机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，应用的很广，且随着人们生活水平的日益提高，对无人机的需求也越来越多。
而无人机需要控制，目前的无人机控制方法主要是基于控制杆及控制软件操控无人机，但现有的无人机控制方法有很多不方便的地方，通过控制控制摇杆方式，能对无人机进行快速调整，但对于需要精确控制是，无法满对无人机的精准调整；而通过软件控制无人机方式，能对无人机各个参数提供精准控制，但需要对于比较多控制选项时，可能需要在控制软件中二级甚至三级菜单中进行，带来很多不便利性。
由此，目前需要一种方案可以避免该缺陷。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提出了一种基于语音控制无人机的方法和设备，克服了现有技术中的缺陷，通过智能语音技术辅助控制无人机，满足语音控制的智能性，又满足手工操作系统的精准性，且控制简便。
具体的，本发明提出了以下实施例：
本发明实施例提出了一种基于语音控制无人机的方法，应用于语音系统以及无人机控制系统；其中，该方法包括：
通过语音系统获取操作员发出的与待控无人机关联的语音控制指令，并对所述语音控制指令分别进行语音识别以及语义理解，以得到指令意图；
基于所述指令意图、预设的业务执行规则以及所述待控无人机当前的状态信息进行业务决策分析，以确定所述指令意图的执行结果；
若所述执行结果满足预设执行规则，则通过语音系统将所述意图控制指令发送到无人机控制系统，以通过所述无人机控制系统对待控无人机进行控制。
在一个具体的实施例中，所述语音系统包括拾音麦克风、业务系统；其中，所述业务系统包括离线ASR模块、离线NLU模块；
所述通过语音系统获取操作员发出的与待控无人机关联的语音控制指令，并对所述语音控制指令分别进行语音识别以及语义理解，以得到指令意图，包括：
通过语音系统中的拾音麦克风获取操作员发出的与待控无人机关联的语音控制指令，并发送给业务系统；
通过所述语音系统中的业务系统将所述语音控制指令发送给离线ASR模块进行语音识别，以得到指令文本；
将所述指令文本输入离线NLU模块进行语义理解，以确定指令意图。
在一个具体的实施例中，所述离线ASR模块中还设置有预设发音词典，以有提高对预设发音的语音识别率。
在一个具体的实施例中，所述业务系统还包括：规则引擎；所述规则引擎中包含有一个或多个可定制的业务执行规则；
所述基于所述指令意图、预设的业务执行规则以及所述待控无人机当前的状态信息进行业务决策分析，以确定所述指令意图的执行结果，包括：
通过将所述指令意图输入所述规则引擎，且结合所述预设的业务执行规则以及所述待控无人机当前的状态信息进行业务决策分析，以确定所述指令意图的执行结果。
在一个具体的实施例中，所述语音系统还包括：指令转换协议模块；所述指令转换协议模块连接所述无人机控制系统；
所述若所述执行结果满足预设执行规则，则通过语音系统将所述意图控制指令发送到无人机控制系统，包括：
若所述执行结果满足预设执行规则，则将所述意图控制指令发送给所述指令转换协议模块；
基于所述指令转换协议模块将所述意图控制指令发送给所述无人机控制系统，并通过所述无人机控制系统所连接的塔台发送给所述待控无人机。
在一个具体的实施例中，所述业务系统还包括：TTS模块；该方法还包括：
调用所述语音系统中的TTS模块，合成业务成功的话术音频并进行播报。
在一个具体的实施例中，还包括：
若所述执行结果不满足预设执行规则，则基于所述执行结果调用所述语音系统中的TTS模块，合成与所述执行结构相应的话术音频并进行播报。
在一个具体的实施例中，还包括：
状态同步器，所述状态同步器连接在所述业务系统和所述无人机控制系统之间；所述业务系统通过所述状态同步器实时同步所述无人机控制获取到的无人机信息数据，并对所述无人机信息数据进行异常检测，且当检测出异常时进行预设的告警流程。
在一个具体的实施例中，还包括：离线唤醒模块和声纹验证模块；所述离线唤醒模块和所述声纹验证模块连接在所述拾音麦克风和所述业务系统之间，以通过所述离线唤醒模块启动所述声纹验证模块，并当所述声纹验证模块对所述语音控制指令验证通过后将所述语音控制指令发送到所述业务系统。
本发明实施例还提出了一种基于语音控制无人机的设备，应用于语音系统以及无人机控制系统；其中，该设备包括：
获取模块，用于通过语音系统获取操作员发出的与待控无人机关联的语音控制指令，并对所述语音控制指令分别进行语音识别以及语义理解，以得到指令意图；
确定模块，用于基于所述指令意图、预设的业务执行规则以及所述待控无人机当前的状态信息进行业务决策分析，以确定所述指令意图的执行结果；
控制模块，用于若所述执行结果满足预设执行规则，则通过语音系统将所述意图控制指令发送到无人机控制系统，以通过所述无人机控制系统对待控无人机进行控制。
以此，本发明实施例提出了一种基于语音控制无人机的方法和设备，应用于语音系统以及无人机控制系统；其中，该方法包括：通过语音系统获取操作员发出的与待控无人机关联的语音控制指令，并对所述语音控制指令分别进行语音识别以及语义理解，以得到指令意图；基于所述指令意图、预设的业务执行规则以及所述待控无人机当前的状态信息进行业务决策分析，以确定所述指令意图的执行结果；若所述执行结果满足预设执行规则，则通过语音系统将所述意图控制指令发送到无人机控制系统，以通过所述无人机控制系统对待控无人机进行控制。本方案克服了现有技术中的缺陷，通过智能语音技术辅助控制无人机，满足语音控制的智能性，又满足手工操作系统的精准性，且控制简便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提出的一种基于语音控制无人机的方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提出的一种基于语音控制无人机的方法中语音系统以及无人机控制系统的结构示意图；
图3为本发明实施例提出的一种基于语音控制无人机的设备的结构示意图。
具体实施方式
在下文中，将更全面地描述本公开的各种实施例。本公开可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本公开的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本公开理解为涵盖落入本公开的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。
在本公开的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本公开的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本公开的各种实施例中被清楚地限定。
实施例1
本发明实施例1公开了一种基于语音控制无人机的方法，应用于语音系统以及无人机控制系统；其中，如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤101、通过语音系统获取操作员发出的与待控无人机关联的语音控制指令，并对所述语音控制指令分别进行语音识别以及语义理解，以得到指令意图；
具体的，如图2所示，所述语音系统包括拾音麦克风、业务系统；其中，所述业务系统包括离线ASR(Automatic Speech Recognition，自动语音识别)模块、离线NLU(NaturalLanguage Understanding，自然语音理解)模块；
由此，步骤101中的所述通过语音系统获取操作员发出的与待控无人机关联的语音控制指令，并对所述语音控制指令分别进行语音识别以及语义理解，以得到指令意图，包括：
通过语音系统中的拾音麦克风获取操作员发出的与待控无人机关联的语音控制指令，并发送给业务系统；
通过所述语音系统中的业务系统将所述语音控制指令发送给离线ASR模块进行语音识别，以得到指令文本；
将所述指令文本输入离线NLU模块进行语义理解，以确定指令意图。
在一个具体的实施例中，无人机操作员通过拾音麦克风，说出无人机控制指令，如对飞机状态调整的控制指令，或无人机编队的战术指令等
进一步的，业务服务收到控制指令语音流，送往离线ASR(语音识别)服务进行语音识别，得到指令文本。
此外，为了针对特定的发音有更好的识别率，所述离线ASR模块中还设置有预设发音词典，以有提高对预设发音的语音识别率。
具体的，例如针对军事系统中，存在0(洞)、1(幺)、2(两)、7(拐)、9(勾)特定读法，故系统对ASR(语音识别)引入发音词典模块，可以针对性提高这部分的语音识别正确率。当然除此以外，还可以针对特定区域的方言或者某个具体领域的术语或者发音等进行有针对性的做成发音词典，以便能对着部分的发音有更准确的识别。
步骤102、基于所述指令意图、预设的业务执行规则以及所述待控无人机当前的状态信息进行业务决策分析，以确定所述指令意图的执行结果；
所述业务系统还包括：规则引擎；所述规则引擎中包含有一个或多个可定制的业务执行规则；
由此步骤102中的基于所述指令意图、预设的业务执行规则以及所述待控无人机当前的状态信息进行业务决策分析，以确定所述指令意图的执行结果，包括：
通过将所述指令意图输入所述规则引擎，且结合所述预设的业务执行规则以及所述待控无人机当前的状态信息进行业务决策分析，以确定所述指令意图的执行结果。
具体的，根据得到的语音识别指令文本，送往离线NLU(语义理解)服务进行语义理解，经过语义模型分析，判断出指令意图并可输出指令意图协议。
具体的，针对规则业务决策中，可以定制不同的业务规则，同时对规则编写的进行逻辑剥离，相互独立判断，根据对不同规则判断的结果，进行综合决策，解耦业务端逻辑。
步骤103、若所述执行结果满足预设执行规则，则通过语音系统将所述意图控制指令发送到无人机控制系统，以通过所述无人机控制系统对待控无人机进行控制。
在一个具体的实施例中，所述语音系统还包括：指令转换协议模块；所述指令转换协议模块连接所述无人机控制系统；
由此，步骤103中的所述若所述执行结果满足预设执行规则，则通过语音系统将所述意图控制指令发送到无人机控制系统，包括：
若所述执行结果满足预设执行规则，则将所述意图控制指令发送给所述指令转换协议模块；
基于所述指令转换协议模块将所述意图控制指令发送给所述无人机控制系统，并通过所述无人机控制系统所连接的塔台发送给所述待控无人机。
在一个具体的实施例中，所述业务系统还包括：TTS模块；该方法还包括：
调用所述语音系统中的TTS模块，合成业务成功的话术音频并进行播报。
具体的，在对待控的无人机进行控制后，会基于TTS(语音合成)模块，合成业务成功的话术音频并进行播报，以便可以更好的反馈得知控制的结果。
有可控制的情况，也就存在不可控制的情况，在此情况下，还包括：
若所述执行结果不满足预设执行规则，则基于所述执行结果调用所述语音系统中的TTS模块，合成与所述执行结构相应的话术音频并进行播报。
在一个具体的实施例中，为了能实时监控无人机的状态，该方法还包括：
状态同步器，所述状态同步器连接在所述业务系统和所述无人机控制系统之间；所述业务系统通过所述状态同步器实时同步所述无人机控制获取到的无人机信息数据，并对所述无人机信息数据进行异常检测，且当检测出异常时进行预设的告警流程。
在一个具体的实施例中，3、针对系统构建和完善上，系统支持对其他功能模块的拓展，如离线唤醒功能，声纹识别(VPR)功能等功能，让系统更智能，提升系统人机交互体验；例如在一个具体的应用场景下，为了过滤无线的语音指令，且只对特定的操作者的语音进行识别以及执行后续的操作，还包括：离线唤醒模块和声纹验证模块；所述离线唤醒模块和所述声纹验证模块连接在所述拾音麦克风和所述业务系统之间，以通过所述离线唤醒模块启动所述声纹验证模块，并当所述声纹验证模块对所述语音控制指令验证通过后将所述语音控制指令发送到所述业务系统。
具体的，以下以一个具体的实施例来进一步对本方案进行说明：
如图2所示，无人机操作员通过拾音麦克风，说出无人机控制指令，如对飞机状态调整的控制指令，或无人机编队的战术指令等；在此情况下，业务系统收到控制指令的语音流，送往离线ASR(语音识别)服务进行语音识别，得到指令文本；进一步的，根据得到的语音识别指令文本，送往离线NLU(语义理解)服务进行语义理解，经过语义模型分析，判断出指令意图并输出指令意图协议；由于针对无人机的控制指令的下发，需要结合当前无人机各种状态，如无人机阶段、速度、高度、航向等信息，综合考虑判断后，才能确认指令的合法性；故得到指令意图后，需要先送往规则引擎服务，结合飞机当前状态与业务执行规则，进行业务决策分析，得出该指令意图的执行结果；若执行结果满足执行规则，发送意图控制指令到指令转换协议服务中，送往无人机总控系统，再通过塔台发送给无人机。同时调用TTS(语音合成)服务，合成业务成功话术音频，并进行播报；当然若是执行结果不满足执行规则，则根据执行结果调用TTS(语音合成)服务，合成相应的响应话术音频，并播报；除此以外，整个业务系统还会实时同步无人机信息数据，对信息数据进行异常检测，判断出异常情况，及时触发告警并给出处理方案。
实施例2
为了对本方案进行进一步的说明，本发明实施例2还公开了一种基于语音控制无人机的设备，应用于语音系统以及无人机控制系统；其中，如图3所示，该设备包括：
获取模块201，用于通过语音系统获取操作员发出的与待控无人机关联的语音控制指令，并对所述语音控制指令分别进行语音识别以及语义理解，以得到指令意图；
确定模块202，用于基于所述指令意图、预设的业务执行规则以及所述待控无人机当前的状态信息进行业务决策分析，以确定所述指令意图的执行结果；
控制模块203，用于若所述执行结果满足预设执行规则，则通过语音系统将所述意图控制指令发送到无人机控制系统，以通过所述无人机控制系统对待控无人机进行控制。
具体的，本实施例还包括其他相应技术特征，具体的其他相应技术特征请参见实施例1中的记载。
本发明的方案通过智能语音技术辅助控制无人机，可独立或兼容人工手动操控方式，及满足语音控制的智能性，又满足手工操作系统的精准性。同时，对系统中特殊情况处理，能主动监控，给出预警和建议处理方案，有效降低异常带来的影响。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于语音控制无人机的方法，其特征在于，应用于语音系统以及无人机控制系统；其中，该方法包括：
通过语音系统获取操作员发出的与待控无人机关联的语音控制指令，并对所述语音控制指令分别进行语音识别以及语义理解，以得到指令意图；
基于所述指令意图、预设的业务执行规则以及所述待控无人机当前的状态信息进行业务决策分析，以确定所述指令意图的执行结果；
若所述执行结果满足预设执行规则，则通过语音系统将所述意图控制指令发送到无人机控制系统，以通过所述无人机控制系统对待控无人机进行控制。
2.如权利要求1所述的一种基于语音控制无人机的方法，其特征在于，所述语音系统包括拾音麦克风、业务系统；其中，所述业务系统包括离线ASR模块、离线NLU模块；
所述通过语音系统获取操作员发出的与待控无人机关联的语音控制指令，并对所述语音控制指令分别进行语音识别以及语义理解，以得到指令意图，包括：
通过语音系统中的拾音麦克风获取操作员发出的与待控无人机关联的语音控制指令，并发送给业务系统；
通过所述语音系统中的业务系统将所述语音控制指令发送给离线ASR模块进行语音识别，以得到指令文本；
将所述指令文本输入离线NLU模块进行语义理解，以确定指令意图。
3.如权利要求2所述的一种基于语音控制无人机的方法，其特征在于，所述离线ASR模块中还设置有预设发音词典，以有提高对预设发音的语音识别率。
4.如权利要求2所述的一种基于语音控制无人机的方法，其特征在于，所述业务系统还包括：规则引擎；所述规则引擎中包含有一个或多个可定制的业务执行规则；
所述基于所述指令意图、预设的业务执行规则以及所述待控无人机当前的状态信息进行业务决策分析，以确定所述指令意图的执行结果，包括：
通过将所述指令意图输入所述规则引擎，且结合所述预设的业务执行规则以及所述待控无人机当前的状态信息进行业务决策分析，以确定所述指令意图的执行结果。
5.如权利要求2所述的一种基于语音控制无人机的方法，其特征在于，所述语音系统还包括：指令转换协议模块；所述指令转换协议模块连接所述无人机控制系统；
所述若所述执行结果满足预设执行规则，则通过语音系统将所述意图控制指令发送到无人机控制系统，包括：
若所述执行结果满足预设执行规则，则将所述意图控制指令发送给所述指令转换协议模块；
基于所述指令转换协议模块将所述意图控制指令发送给所述无人机控制系统，并通过所述无人机控制系统所连接的塔台发送给所述待控无人机。
6.如权利要求2所述的一种基于语音控制无人机的方法，其特征在于，所述业务系统还包括：TTS模块；该方法还包括：
调用所述语音系统中的TTS模块，合成业务成功的话术音频并进行播报。
7.如权利要求6所述的一种基于语音控制无人机的方法，其特征在于，还包括：
若所述执行结果不满足预设执行规则，则基于所述执行结果调用所述语音系统中的TTS模块，合成与所述执行结构相应的话术音频并进行播报。
8.如权利要求2所述的一种基于语音控制无人机的方法，其特征在于，还包括：
状态同步器，所述状态同步器连接在所述业务系统和所述无人机控制系统之间；所述业务系统通过所述状态同步器实时同步所述无人机控制获取到的无人机信息数据，并对所述无人机信息数据进行异常检测，且当检测出异常时进行预设的告警流程。
9.如权利要求2所述的一种基于语音控制无人机的方法，其特征在于，还包括：离线唤醒模块和声纹验证模块；所述离线唤醒模块和所述声纹验证模块连接在所述拾音麦克风和所述业务系统之间，以通过所述离线唤醒模块启动所述声纹验证模块，并当所述声纹验证模块对所述语音控制指令验证通过后将所述语音控制指令发送到所述业务系统。
10.一种基于语音控制无人机的设备，其特征在于，应用于语音系统以及无人机控制系统；其中，该设备包括：
获取模块，用于通过语音系统获取操作员发出的与待控无人机关联的语音控制指令，并对所述语音控制指令分别进行语音识别以及语义理解，以得到指令意图；
确定模块，用于基于所述指令意图、预设的业务执行规则以及所述待控无人机当前的状态信息进行业务决策分析，以确定所述指令意图的执行结果；
控制模块，用于若所述执行结果满足预设执行规则，则通过语音系统将所述意图控制指令发送到无人机控制系统，以通过所述无人机控制系统对待控无人机进行控制。
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