CN1841312A - 车辆导航装置语音控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种车辆导航装置语音控制系统，涉及语音控制车辆导航的语音控制实现系统。采用语音输入装置、存储模块和微处理器构成，语音输入装置包括一个能够接收声音信号的麦克风和将声音信号转换成电子计算机能够识别的电信号的声卡；存储模块和微处理器包括识别出语音信息的语音识别模块、判断语音信息是控制指令还是地图地名的指令判别模块、进行相应的指令处理或地名查询显示的指令处理模块和将汉字转换成拼音的汉字－拼音转换模块。本发明能够在驾驶过程中可以通过语音控制的形式操作车辆导航装置，提高了车辆导航装置的使用便利性。
Description
技术领域：
本发明涉及车辆导航装置，更具体涉及语音控制车辆导航的语音控制实现系统。
背景技术：
现有的车辆导航装置大多采用触摸屏和遥控器作为使用者操作车辆导航装置的手段，在驾驶过程中，操作非常不方便，且存在安全隐患。
发明内容：
本发明提出一种车辆导航装置的语音控制实现系统，实现车辆导航装置的语音控制，使用者通过麦克风输入控制指令或地图地名，车辆导航装置识别出指令或地名，并作相应的处理。
本发明的技术方案是采用语音输入装置、存储模块和微处理器构成车辆导航装置语音控制系统，语音输入装置包括一个能够接收声音信号的麦克风和将声音信号转换成电子计算机能够识别的电信号的声卡；存储模块和微处理器包括识别出语音信息的语音识别模块、判断语音信息是控制指令还是地图地名的指令判别模块、进行相应的指令处理或地名查询显示的指令处理模块和将汉字转换成拼音的汉字-拼音转换模块；存储模块和微处理器对来自声卡的信号进行存储及处理，麦克风输出端连接声卡输入端，声卡输出端连接存储模块，存储模块与微处理器相互通讯。
其中，语音识别模块通过使用微软的语音识别开发包MicrosoftSpeech SDK实现。
指令判别模块首先在控制指令库中搜索，看识别出的语音信息是否为控制指令，如果搜索到控制指令，转到相应的控制指令处理模块；如果未能搜索到控制指令，则通过确认是否为地图地名，来进行地图地名查询。
在地图地名查询中，由于汉语存在同声异字现象，有可能在地名查询过程中，出现搜索的地名和实际地名同声异字，因此需要采用特定的搜索算法来完成地图地名的查询。
本发明提出了拼音字形双层匹配算法。识别出汉字后，通过汉字-拼音转换模块，得到相应的拼音全写和汉字拼音首字母的组合。汉字-拼音转换模块根据汉字编码标准GB2312，计算汉字对应的计算机编码。通过建立汉字-拼音码对照表，根据汉字的编码得到汉字的拼音。
在事先准备好的地名数据库中，首先查询是否有相应的汉字地名与识别出的汉字地名对应，如果查询出结果，输出结果等待使用者确认；如果未能查询到地名，再通过转换的拼音全写和汉字拼音的首字母，在地名数据库中查寻匹配度最大的拼音地名。然后输出查询结果等待使用者确认。
需要设计的地名数据库，不仅要包括地名，还要包括地名的汉字拼音首字母和地名的拼音全写部分。采用Access数据库形式。
通过采用上述方案，解决了车辆导航装置的语音控制问题，使用者在驾驶过程中可以通过语音控制的形式操作车辆导航装置，提高了车辆导航装置的使用便利性，降低了使用者手动操作引起的危险因素，并使语音控制更准确、实用。
附图说明
图1为本发明方框图；
图2语音控制单元图；
图3语音识别模块流程图；
图4指令判别模块流程图；
图5指令处理模块流程图；
图6汉字-拼音转换图；
图7地图查询流程；
图8是地名数据库示意图。
具体实施方式：
麦克风连接声卡将声音信号输入至声卡，声卡为USB外置声卡，声卡将声音信号转换成电子计算机能够识别的电信号，输出至存储模块，存储模块和微处理器对来自声卡的信号进行存储及处理，存储模块和微处理器包括识别出语音信息的语音识别模块、判断语音信息是控制指令还是地图地名的指令判别模块、进行相应的指令处理或地名查询显示的指令处理模块和将汉字转换成拼音的汉字-拼音转换模块，其中语音识别模块接收并识别出使用者的语音信息，通过指令判别模块判断语音信息是指令还是地图地名，再通过指令处理模块进行相应的指令处理或地名查询显示，指令处理可以根据指令将地图进行放大、缩小及翻转，语音信息是地图地名时，通过汉字-拼音转换模块进行地图声名查询。
1、语音识别模块
使用者通过麦克风输入语音后，语音识别模块将使用者所说的话识别成汉字或指令。该模块通过使用微软的语音开发包(Microsoft Speech SDK)完成。
具体实现流程：
a、初始化语音COM接口；
b、声明语音识别引擎，语音识别上下文，语音识别语法和兴趣事件；
c、编制语音控制XML格式语法；
d、编写语音识别处理函数，对识别结果作相应处理。
2、指令判断模块
语音识别模块识别出结果后，在语音控制指令库中查寻结果，看识别出的语音为控制指令还是地图地名。如果在语音控制指令库中查到结果，则为控制指令；如果在语音控制指令库中未查到结果，则认为是地图地名。
3、指令处理模块
如果为控制指令，转到控制转移模块，与导航设备程序相结合，完成控制指令操作；如果为地图的地名，则通过汉字-拼音转换模块，得到地图地名的拼音全称和首字母的缩写，然后将地名和拼音传送到地图查询模块，进行地名的查询。
4、控制转移模块
指令处理模块与导航设备程序的转移接口，根据事先准备好的控制指令库判断应该转向导航设备程序的对应的功能函数。
本发明设计的控制指令包括：
1)地图控制指令：地图放大、缩小、左移、右移、上移、下移；
2)导航控制指令：设置终点、计算路径；
3)地图查询指令：地点查询；
5、汉字-拼音转换模块
在由指令处理模块转移到地图查询模块时，需要输入汉字和拼音进行组合查询。因此需要语音识别模块识别出来的汉字所对应的拼音。汉字-拼音转换模块用于将汉字转换成相应的拼音。
汉字-拼音转换模块是根据汉字在计算机系统中的编码特性来进行相应的转换，每个汉字对应一个汉字编码，根据汉字的编码计算汉字在汉字拼音码对照表中的索引，通过查找汉字-拼音码对照表，得到汉字相应的拼音和拼音的首字母缩写。
汉字到汉字编码的转换依据简体中文GB2312标准完成。每个汉字在计算机中的编码由两个字节组成，每个字节是由一个16进制数组成，在表示简体中文的这两个字节中，第一个字节的标识范围为：0xB0-0xF7，第二个字节的标识范围为：0xA1-0xFE。用这两个字节在此标识范围之内所能表示的汉字个数为：(0xF7-0xB0+1)×(0xFE-0xA1+1)＝72×94＝6768。事实上字符映射表里的简体汉字个数也为6768个。因而根据汉字拼音的十六进制编码确定汉字在汉字表中的索引，使用公式[(汉字第一字节编码-0xB0)×94+(汉字第二字节编码-0xA1)]。
汉字-拼音码对照表使用简体中文汉字GB2312标准，实际的转换过程通过使用Windows操作系统中自带的“输入法生成器”的逆转换功能来实现。输入法生成器在Windows98系统中间的“开始->附件->输入法生成器”，在WindowsXP中“\ProgramFiles\WindowsNT\Accessories\Imegen.exe”位置。将微软拼音输入法的码表文件“c：\windows\system\winpy.mb”逆转换为文本文件“c：\winpy.txt”。这个文本文件就是汉字-拼音码对照表。对每个汉字建立索引编号。便于通过索引完成拼音查询。
6、地图查询模块
指令处理模块与地图数据库间的接口，运用拼音字形双层匹配查询技术进行地图地名的查询，并将查询结果传送给车辆导航装置的显示单元，将结果显示出来。
拼音字形双层匹配查询技术的步骤是：
(1)根据识别出来的汉字进行一次查询，如果查询出结果，输出结果；结果为查到结果；转到步骤2；
(2)根据转换的拼音首字母查询首字母一样的结果；查询出结果后，在结果中根据拼音全写进行二次查询，查询到匹配度最大的结果输出。匹配度的大小根据拼音全写中的字母匹配个数判断。
7、符合拼音字形双层查询技术的地名数据库
拼音字形双层查询技术是要对字形和拼音进行组合查询，因此地图数据库中除了常用的地名以外，还要有地名的拼音全写和拼音首字母两个单元。由于使用者常常对某些地名有缩写的习惯，因此还要有常用的缩写单元(如吉林大学，人们常常说“吉大”)，以及缩写地名的拼音全写和拼音首字母。
地名数据库使用Microsoft Access数据库。根据地点类型确定表名。表分为以下几种类型：宾馆饭店、科研院所、旅游景点、餐饮娱乐、政府机关、运动场馆、医疗卫生、写字楼、文化教育、商业网点、汽车服务、金融银行、公司企业、地名简称。每个表包括以下几个数据项：地名、拼音全称、拼音首字母。
Claims (7)
1、一种车辆导航装置语音控制系统，其特征在于：它由语音输入装置、存储模块和微处理器构成，语音输入装置包括一个能够接收声音信号的麦克风和将声音信号转换成电子计算机能够识别的电信号的声卡；存储模块和微处理器包括识别出语音信息的语音识别模块、判断语音信息是控制指令还是地图地名的指令判别模块、进行相应的指令处理或地名查询显示的指令处理模块和将汉字转换成拼音的汉字-拼音转换模块；存储模块和微处理器对来自声卡的信号进行存储及处理，麦克风输出端连接声卡输入端，声卡输出端连接存储模块，存储模块与微处理器相互通讯。
2、根据权利要求1所述的车辆导航装置语音控制系统，其特征在于：所述的语音识别模块是将使用者所说的话识别成汉字或指令，该模块通过使用微软的语音开发包(Microsoft Speech SDK)完成，流程为：
a、初始化语音COM接口；
b、声明语音识别引擎，语音识别上下文，语音识别语法和兴趣事件；
c、编制语音控制XML格式语法；
d、编写语音识别处理函数，对识别结果作相应处理。
3、根据权利要求1所述的车辆导航装置语音控制系统，其特征在于：所述指令判别模块首先在控制指令库中搜索，看识别出的语音信息是否为控制指令，如果搜索到控制指令，转到相应的控制指令处理模块；如果未能搜索到控制指令，则通过确认是否为地图地名，来进行地图地名查询。
4、根据权利要求1所述的车辆导航装置语音控制系统，其特征在于：所述的指令处理模块将控制指令转到控制转移模块，与导航设备程序相结合，完成控制指令操作；将地图的地名，通过汉字-拼音转换模块，得到地图地名的拼音全称和首字母的缩写，然后将地名和拼音传送到地图查询模块，进行地名的查询。
5、根据权利要求1所述的车辆导航装置语音控制系统，其特征在于：所述的控制转移模块是指令处理模块与导航设备程序的转移接口，根据事先准备好的控制指令库判断应该转向导航设备程序的对应的功能函数。
6、根据权利要求1所述的车辆导航装置语音控制系统，其特征在于：所述的汉字-拼音转换模块是在由指令处理模块转移到地图查询模块时，需要输入汉字和拼音进行组合查询，因此需要语音识别模块识别出来的汉字所对应的拼音，汉字-拼音转换模块用于将汉字转换成相应的拼音。
7、根据权利要求1、6所述的车辆导航装置语音控制系统，其特征在于：所述的汉字-拼音转换模块是根据汉字在计算机系统中的编码特性来进行相应的转换，每个汉字对应一个汉字编码，根据汉字的编码计算汉字在汉字拼音码对照表中的索引，通过查找汉字-拼音码对照表，得到汉字相应的拼音和拼音的首字母缩写；汉字到汉字编码的转换依据简体中文GB2312标准完成，每个汉字在计算机中的编码由两个字节组成，每个字节是由一个16进制数组成。
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