CN113948078A - 一种飞行模拟器语音控制系统及其控制方法 - Google Patents

一种飞行模拟器语音控制系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及航空飞行模拟器领域，为一种飞行模拟器语音控制系统，包括音频采集系统，用于采集模拟器座舱或教员台耳麦的控制指令，经过语音识别、解析后输出指令信息；指令控制系统，用于根据接收音频采集系统发出的指令信息，并根据音频信息进行指令解析，而后执行该控制指令；语音反馈系统，用于在指令控制系统执行控制指令后，将执行结果通过语音的方式反馈至模拟器座舱或教员台耳麦，以能够进行后续操作；网络通讯系统，用于音频采集系统、指令控制系统、结果反馈系统之间的网络通讯。具有可实现单人操作、提高训练效率的技术效果。

Description

一种飞行模拟器语音控制系统及其控制方法
技术领域
本申请属于航空飞行模拟器领域，特别涉及一种飞行模拟器语音控制系统及其控制方法。
背景技术
飞行员在模拟器上进行飞行训练、对抗训练时，研发/生产人员在进行系统测试、调试过程中，座舱内人员需要频繁地对系统进行初始化、运行、冻结、解冻、复位等操作，而这些指令是教员台发出的，与座舱距离较远，需要有专人在教员台留守配合。教员台操作员需要眼睛观查态势和座舱仪表，双手离不开鼠标和键盘，通过耳麦和座舱操作人员通话，带来很大的工作强度。科研调试和故障复现时需要对飞机特定状态的冻结也不及时。因此如何减少教员台操作人员工作强度、提高飞行员训练效率是一个需要解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供了一种飞行模拟器语音控制系统及其控制方法，以解决现有技术中教员台操作人员工作强度高、飞行员与教员台操作员配合有时间差而导致训练效率较低的技术问题。
本申请的技术方案是：一种飞行模拟器语音控制系统，包括音频采集系统，用于采集模拟器座舱或教员台耳麦的控制指令，经过语音识别、解析后输出指令信息；指令控制系统，用于根据接收音频采集系统发出的指令信息，并根据音频信息进行指令解析，而后执行该控制指令；语音反馈系统，用于在指令控制系统执行控制指令后，将执行结果通过语音的方式反馈至模拟器座舱或教员台耳麦，以能够进行后续操作；网络通讯系统，用于音频采集系统、指令控制系统、结果反馈系统之间的网络通讯。
优选地，所述音频采集系统包括音频采集模块，用于采集模拟器座舱或教员台耳麦的语音信息并输出该语音信息；语音识别模块，用于接收语音信息并对该语音信息进行识别，形成文本文件，而后输出文本文件；结果解析模块，用于接收文本文件并将文本文件转化为字符串并输出。
优选地，所述音频采集模块和语音识别模块之间设有唤醒词监听模块，所述唤醒词监听模块内设置有预设的唤醒词数据库，在唤醒词监听模块接收到对应的唤醒词之后，控制语音识别模块和结果解析模块工作；否则，语音识别模块和结果解析模块不工作。
优选地，所述结果解析模块内设有字符串数据库，将文本文件转化成字符串之后，调取字符串数据库对转化的字符串进行对比、纠错，纠错完成后将字符串通过网络通讯系统发送至指令控制系统。
优选地，所述指令控制系统包括第一指令解析模块，设有指令数据库，通过将接收到字符串与预设的指令数据库进行对比，将字符串转化为对应的控制指令并输出该控制指令；指令执行模块，用于接收第一指令解析模块发出的控制指令并将该控制指令发送至飞行模拟器，而后根据该控制指令执行对应的操作。
优选地，所述网络通信系统包括第一网络通信模块和第二网络通信模块，所述第一网络通信模块和第二网络通信模块之间采用UDP协议进行通讯。
优选地，所述语音反馈系统包括结果反馈模块，用于接收飞行模拟器运行状态信息并将该信息转化为字符串，该字符串发送至第二网络通信模块，并通过第二网络通信模块发送至第一网络通信模块内；第二指令解析模块，内设有完成语音数据库，用于接收第一网络通信模块的字符串信息并将该信息转化成语音信息，而后将语音信息发出；语音播放模块，用于接收第二指令解析模块发出的语音信息并将该语音信息发送至模拟器座舱或教员台耳麦内进行播放。
一种飞行员模拟器控制台，包括音响仿真计算机，设置有音频采集系统、第一网络通信模块、第二指令解析模块和语音播放模块，能够进行语音的采集处理、数据的输入输出和语音的播放；教员控制台，设置有第二网络通信模块、指令控制系统和结果反馈模块，能够进行数据的输入输出、控制指令的执行和飞行模拟器运行结果的采集。
优选地，所述音响仿真计算机内分别设有音频采集线程和网络接收语音播放线程；所述音频采集线程能够进行音频的循环采集、监听、识别和发送，所述网络接收播放线程能够进行数据接收和语音播放的循环。
一种飞行模拟器语音控制方法，包括采集模拟器座舱或教员台耳麦处的音频信息；对音频信息进行监听、识别后将音频信息转化为字符串并输出；接收字符串信息并将该字符串信息转化为控制指令；将控制指令发送至飞机模拟器内并控制飞行模拟器执行该控制指令；采集飞行模拟器运行数据并将该运行数据转化为字符串；接收字符串信息并将该字符串信息转化为语音信息，而后在模拟器座舱或教员台耳麦内播放，提醒座舱操作人员进行后续操作。
本申请的一种飞行模拟器语音控制系统，通过设置音频采集系统进行音频的采集和处理，通过设置指令控制系统将接收到的音频转化为控制指令对飞行模拟器进行控制，再通过语音反馈系统实时反馈飞行模拟器状态信息，确定指令是否完成，以提供舱内工作人员进行后续操作，操作方便，单人即可实现，并且不需要进行人与人之间的交流，训练效率高。
优选地，通过设置音频采集模块对语音信息进行采集，通过设置语音识别模块和结果解析模块将语音信息转化为字符串，以方便后续的处理，通过设置唤醒词监听模块能够防止语音识别模块和结果解析模块在非工作条件下工作，保证工作的稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请整体系统结构示意图；
图2为本申请模拟器控制台的结构示意图；
图3为本申请双线程流程结构示意图；
图4为本申请整体流程结构示意图。
1、音响仿真计算机；2、教员控制台；3、音频采集模块；4、唤醒词监听模块；5、语音识别模块；6、结果解析模块；7、第一网络通信模块；8、第二网络通信模块；9、第一指令解析模块；10、指令执行模块；11、结果反馈模块；12、第二指令解析模块；13、语音播放模块。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
一种飞行模拟器语音控制系统，包括音频采集系统、指令控制系统、语音反馈系统、网络通讯系统。
音频采集系统，用于采集模拟器座舱或教员台耳麦的控制指令，经过语音识别、解析后输出指令信息；指令控制系统，用于根据接收音频采集系统发出的指令信息，并根据音频信息进行指令解析，而后执行该控制指令；语音反馈系统，用于在指令控制系统执行控制指令后，将执行结果通过语音的方式反馈至模拟器座舱或教员台耳麦，以能够进行后续操作；网络通讯系统，用于音频采集系统、指令控制系统、结果反馈系统之间的网络通讯。
指令控制系统能够向飞行模拟器发送的控制指令包括初始化、运行、复位、冻结、解冻。
飞行员在进行飞行训练、对抗训练时，在进行调试时，座舱内的人员再完成一个指令后，语音反馈系统会通过模拟器座舱向其反馈该指令已完成的信息，而后座舱内的人员可以直接通过语音下达下一个控制指令，音频采集系统采集该控制指令，并将该控制指令处理后通过网络通讯系统发送至指令控制系统，指令控制系统对该指令进行解析而后向飞行模拟器发出该控制指令，飞行模拟器指令该控制指令后，语音反馈系统再次采集模拟器座舱的信息并将该信息通过语音播报的方式向座舱内的人员发送该指令已完成的信息，实现循环运行。
通过语音循环播报的方式，不需要其他工作人员的配合，座舱内的单人即可完成所有的对模拟器的操作，摆脱人工鼠标键盘对整个飞行模拟器的控制，减轻了眼睛和手的负载，节省人力和时间成本。可以避免飞行员/操作员无效进出座舱，减少了辅助人员配置和交流延迟，明显提高了飞行训练效率，同时也有助于科研调试中需要特定状态的及时冻结保持。
当然，在飞行训练过程中，教员训练台处的教员台耳麦也可以实时接收到语音信息，该处的工作人员能够通过语音信息对训练过程进行实时的监控，在发生意外时能够及时处理。
如图1所示，优选地，音频采集系统包括音频采集模块3、语音识别模块5和结果解析模块6。音频采集模块3，用于采集模拟器座舱或教员台耳麦的语音信息并输出该语音信息；语音识别模块5，用于接收语音信息并对该语音信息进行识别，形成文本文件，而后输出文本文件；结果解析模块6，用于接收文本文件并将文本文件转化为字符串并输出。
通过设置音频采集系统，能够将语音信息转化成字符串，以便于指令控制系统对语音信息能够快速处理。其中语音识别模块5可采用现有产品。
优选地，音频采集模块3和语音识别模块5之间设有唤醒词监听模块4，唤醒词监听模块4内设置有预设的唤醒词数据库，在唤醒词监听模块4内接收到对应的唤醒词之后，如“小飞小飞”、“小度小度”等，可自定义设置，控制语音识别模块5和结果解析模块6工作；否则，语音识别模块5和结果解析模块6不工作。通过设置唤醒词监听模块4，能够过滤杂音，避免音频采集模块3和语音识别模块5在非工作状态下工作。唤醒词监听模块4可采用现有产品。
优选地，结果解析模块6内设有字符串数据库，将文本转化为字符串之后，通过字符串数据库对转化的字符串进行对比、纠错，纠错完成后将字符串通过网络通讯系统发送至指令控制系统。通过设置并调取字符串数据库，能够准确的删除错误数据，保证后续指令下发的准确度。
优选地，指令控制系统包括第一指令解析模块9和指令执行模块10。第一指令解析模块9设有指令数据库，通过将接收到的字符串与预设的指令数据库进行对比，将字符串转化为对应的控制指令并输出该控制指令；指令执行模块10用于接收第一指令解析模块9发出的控制指令并将该控制指令发送至飞行模拟器，而后根据该控制指令执行对应的操作。
如第一指令解析模块9将字符串转化为“初始化”指令，则指令执行模块10则将该“初始化”指令发送至飞行模拟器内，命令该模拟器执行初始化操作，控制稳定高效。
优选地，网络通讯系统包括第一网络通信模块7和第二网络通信模块8，第一网络通信模块7和第二网络通信模块8之间采用UDP协议进行通讯。
当结果解析模块6解析完成后，将字符串发送至第一网络通信模块7内，第一网络通信模块7将该数据发送至第二网络通信模块8，而后又指令解析模块进行接收，语音反馈系统在接收到飞行模拟器的状态信息后，同样通过第一网络通信模块7和第二网络通信模块8进行通信。
由于整个系统采用同一套协议进行通信，通信效率高，信号稳定。
优选地，语音反馈系统包括结果反馈模块11、第二指令解析模块12和语音播放模块13。结果反馈模块11用于接收飞行模拟器运行状态信息并将该信息转化为字符串，该字符串发送至第二网络通信模块8，并通过第二网络通信模块8发送至第一网络通信模块7内；第二指令解析模块12内设有完成语音数据库，用于接收第一网络通信模块7的字符串信息并将该信息转化为语音信息，而后将语音信息发出；语音播放模块13用于接收第二指令解析模块12发出的语音信息并将语音信息发送至模拟器座舱或教员台耳麦内进行播放。
通过对飞行模拟器运行状态信息进行反馈和解析，保证模拟器座舱或教员台耳麦内能够接收到准确的飞行模拟器运行状态信息。
作为一种具体实施方式，还包括一种飞行员模拟控制台，如图2、图3所示，包括音响仿真计算机1和教员控制台2。音响仿真计算机1内设有音频矩阵控制箱，音频矩阵控制箱上设有至少两组的音频耳麦连接盒，用于连接前舱头盔耳麦或后舱头盔耳麦。教员控制台2和音响仿真计算机1通过以太网连接。
音响仿真计算机1内设置有音频采集系统、第一网络通信模块7、第二指令解析模块12和语音播放模块13，能够进行语音的采集处理、数据的输入输出和语音的播放；教员控制台2，设置有第二网络通信模块8、指令控制系统和结果反馈模块11，能够进行数据的输入输出，控制指令的执行和飞行模拟器运行结果的采集。音响仿真计算机1和教员控制台2通过第一网络通信模块7、第二网络通信模块8进行相互之间的通讯，音响仿真计算机1进行语音及其相关的数据处理、语音播放，教员控制台2进行飞行模拟器的控制和飞行模拟器的数据采集等工作，两种设备各司其职，工作稳定。
优选地，音响仿真计算机1内分别设有音频采集线程和网络接收语音播放线程。音频采集线程能够进行音频的循环采集、监听、识别和发送，网络接收播放线程能够进行数据接收和语音播放的循环。通过采用双线程设计，两个线程的工作互不干扰，能够有效保证音响仿真计算机1工作的效率和稳定性。
作为一种具体实施方式，还包括一种飞行模拟器语音控制方法，如图4所示，包括：
步骤S100，采集模拟器座舱或教员台耳麦处的音频信息；
步骤S200，对音频信息进行监听、识别后将音频信息转化为字符串并输出；
步骤S300，接收字符串信息并将该字符串信息转化为控制指令；
步骤S400，将控制指令发送至飞行模拟器内并控制飞行模拟器执行该控制指令；
步骤S500，采集飞行模拟器运行数据并将该运行数据转化为字符串；
步骤S600，接收字符串信息并将该字符串信息转化为语音信息，而后在模拟器座舱或教员台耳麦内播放，提醒座舱操作人员进行后续操作。
通过循环执行步骤S100-S600，单个座舱内操作人员即可进行所有的飞行训练工作，减少辅助人员负载，训练效率高。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种飞行模拟器语音控制系统，其特征在于：包括
音频采集系统，用于采集模拟器座舱或教员台耳麦的控制指令，经过语音识别、解析后输出指令信息；
指令控制系统，用于根据接收音频采集系统发出的指令信息，并根据音频信息进行指令解析，而后执行该控制指令；
语音反馈系统，用于在指令控制系统执行控制指令后，将执行结果通过语音的方式反馈至模拟器座舱或教员台耳麦，以能够进行后续操作；
网络通讯系统，用于音频采集系统、指令控制系统、结果反馈系统之间的网络通讯。
2.如权利要求1所述的飞行员模拟器语音控制系统，其特征在于：所述音频采集系统包括
音频采集模块(3)，用于采集模拟器座舱或教员台耳麦的语音信息并输出该语音信息；
语音识别模块(5)，用于接收语音信息并对该语音信息进行识别，形成文本文件，而后输出文本文件；
结果解析模块(6)，用于接收文本文件并将文本文件转化为字符串并输出。
3.如权利要求2所述的飞行员模拟器语音控制系统，其特征在于：所述音频采集模块(3)和语音识别模块(5)之间设有唤醒词监听模块(4)，所述唤醒词监听模块(4)内设置有预设的唤醒词数据库，在唤醒词监听模块(4)接收到对应的唤醒词之后，控制语音识别模块(5)和结果解析模块(6)工作；否则，语音识别模块(5)和结果解析模块(6)不工作。
4.如权利要求2所述的飞行员模拟器语音控制系统，其特征在于：所述结果解析模块(6)内设有字符串数据库，将文本文件转化成字符串之后，调取字符串数据库对转化的字符串进行对比、纠错，纠错完成后将字符串通过网络通讯系统发送至指令控制系统。
5.如权利要求4所述的飞行员模拟器语音控制系统，其特征在于：所述指令控制系统包括
第一指令解析模块(9)，设有指令数据库，通过将接收到字符串与预设的指令数据库进行对比，将字符串转化为对应的控制指令并输出该控制指令；
指令执行模块(10)，用于接收第一指令解析模块(9)发出的控制指令并将该控制指令发送至飞行模拟器，而后根据该控制指令执行对应的操作。
6.如权利要求1所述的飞行员模拟器语音控制系统，其特征在于：所述网络通信系统包括第一网络通信模块(7)和第二网络通信模块(8)，所述第一网络通信模块(7)和第二网络通信模块(8)之间采用UDP协议进行通讯。
7.如权利要求6所述的飞行员模拟器语音控制系统，其特征在于：所述语音反馈系统包括
结果反馈模块(11)，用于接收飞行模拟器运行状态信息并将该信息转化为字符串，该字符串发送至第二网络通信模块(8)，并通过第二网络通信模块(8)发送至第一网络通信模块(7)内；
第二指令解析模块(12)，内设有完成语音数据库，用于接收第一网络通信模块(7)的字符串信息并将该信息转化成语音信息，而后将语音信息发出；
语音播放模块(13)，用于接收第二指令解析模块(12)发出的语音信息并将该语音信息发送至模拟器座舱或教员台耳麦内进行播放。
8.一种飞行员模拟器控制台，其特征在于：包括
音响仿真计算机(1)，设置有音频采集系统、第一网络通信模块(7)、第二指令解析模块(12)和语音播放模块(13)，能够进行语音的采集处理、数据的输入输出和语音的播放；
教员控制台(2)，设置有第二网络通信模块(8)、指令控制系统和结果反馈模块(11)，能够进行数据的输入输出、控制指令的执行和飞行模拟器运行结果的采集。
9.如权利要求8所述的飞行员模拟器控制台，其特征在于：所述音响仿真计算机(1)内分别设有音频采集线程和网络接收语音播放线程；
所述音频采集线程能够进行音频的循环采集、监听、识别和发送，所述网络接收播放线程能够进行数据接收和语音播放的循环。
10.一种飞行模拟器语音控制方法，其特征在于：包括
采集模拟器座舱或教员台耳麦处的音频信息；
对音频信息进行监听、识别后将音频信息转化为字符串并输出；
接收字符串信息并将该字符串信息转化为控制指令；
将控制指令发送至飞机模拟器内并控制飞行模拟器执行该控制指令；
采集飞行模拟器运行数据并将该运行数据转化为字符串；
接收字符串信息并将该字符串信息转化为语音信息，而后在模拟器座舱或教员台耳麦内播放，提醒座舱操作人员进行后续操作。
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