CN203249629U - 具有语音识别和人机交互功能的导航装置 - Google Patents
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Abstract
一种具有语音识别和人机交互功能的导航装置,其控制电路是由单片机及其多个外围设备或部件:位置检测器、速度传感器、语音识别器、地图输入设备、显示器和外部存储器所组成。其特点是:引进语音识别技术,使用户可不再人工输入目的地,只需口述目的地址,就能够与导航装置进行智能交互;也就是利用语音直接命令该导航装置的声控部件进行位置搜索。同时,可识别非特定人的汉语(包括方言)。还可通过语音触发或按压特定按键触发该装置的自动呼叫功能,以便直接与后台服务中心交互联系,提供人工对话服务,直接提供人工电话导航、救援服务和旅游服务等多种服务。总之,该装置解决了行车过程中的便捷交互难题,保证交通安全与人身安全。
Description
技术领域
本实用新型发明涉及一种具有语音识别和人机交互功能的导航装置,属于计算机应用的技术领域。
背景技术
目前,公知的一些导航装置在进行地图搜索的时候,需要使用手写操作,即手写输入目的地址,然后该装置会输出相应的路线,或者实时播报相应的路况信息,这些功能都是非常实用的。但是,如果在驾驶机动车的过程中,手写输入汉字的操作肯定对安全驾车造成一定影响,严重的话,甚至引发交通事故。因此,如何设计制造一种方便有效、具有人机交互功能的导航装置,以提高该装置的使用便利性,并保证车上驾驶员与乘客的人身安全,是一件非常有意义的。此外,当导航设备失灵或者有其它突发状况时,如果该装置具备紧急呼叫功能,可与后台服务中心工作人员直接进行通话和求救,对于驾驶员的心理上和行动上,都是一种切实有效的解决方式。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型的目的是提供一种具有语音识别和人机交互功能的导航装置,用于解决现有导航技术或装置在与用户交互时的缺陷,尤其是解决行车过程中的便捷交互问题,以保证交通安全与人身安全。
为了达到上述目的,本实用新型提供了一种具有语音识别和人机交互功能的导航装置,一种具有语音识别和人机交互功能的导航装置,其特征在于:所述装置的控制电路是由单片机及其多个外围设备或外围部件:位置检测器、速度传感器、语音识别器、地图输入设备、显示器和外部存储器所组成;其中,
位置检测器,负责利用多种检测与定位仪器或设备来确定车辆的行驶位置和停车地点,所配置的仪器或设备至少包括:利用车辆通过道路时对地球磁场的影响而自动感应检测车辆的停车时间与地点的地磁传感器;既作为指示仪表、更被当作自动控制系统中信号传感器的敏感元件:用于提供准确的方位、水平、位置、速度和加速度的多种方位基准信号,以供驾驶员或自动导航仪控制机动车行驶的陀螺仪;能够精确测量车辆车体所占用体积的范围传感器;以及用于接收GPS卫星信号来检测位置、实时更新地图信息的GPS接收机;
速度传感器,用于监测汽车行驶速度,并结合路况信息,预测其到达目的地所需的时间,再交由显示器显示;
语音识别器,利用包括隐马尔可夫模型、频率分析、微分分析和线性代数技术的多种语音识别技术,以及非特定人的汉语数码串语音识别技术来识别、处理不同汉语用户的语音命令,以便通过与其连接的麦克风接收用户的语音命令,对该导航装置发出各种指令来控制该导航装置;
地图输入设备,用于导入外部存储器中存储的地图数据,该图输入设备包括:CD-ROM、DVD-ROM、硬盘或存储卡的驱动器;
显示器,作为人机交互界面,负责对基于位置检测器获取的信息进行计算而得到的车辆位置和通过GPS接收机与外部存储器获取的地图信息进行可视化显示;能够接受用户手动操作指令,显示车辆所在行驶和/或停车的位置、目的地址和用户查询的车辆行驶路线,同时,通过扬声器对用户的查询信息进行语音播报;
外部存储器,负责利用包括CD-ROM、DVD-ROM、硬盘驱动器或存储卡的多种存储介质,用于存储地图信息或该装置所需要的其它各种数据。
所述单片机控制电路包括:CPU、ROM、RAM、连接总线和输入输出I/O端口,其中的ROM设有存储导航程序及其相关程序的程序存储区和缓存导航程序运行过程中产生的数据和外部输入的数据信息的数据存储区,RAM为数据缓存区。
所述装置还设有收发机和通信单元,用于无线连接后台服务中心实时交换路况信息;其中,收发机负责与后台服务中心交互路况数据信息,再将其获取的信息交给单片机进行处理;通信单元也能与包括后台服务中心的外部网络进行通信,且设有“人工呼叫”按键,以供要求与后台服务中心直接进行人工交互,提供包括人工电话导航、救援服务和旅游服务的各种相关服务。
所述显示器设有多种用于操作该设备显示状态的控制按键,包括:“设置”:分别利用不同图案或颜色设置车辆行驶和/或停车的位置、目的地址和行驶路线;“导航”:输入目的地并确认后,即在显示器上显示其行驶线路;“周边”:用于搜索设定地点附近的包括银行、饭馆、加油站、影剧院的各种特定场所所在地;“放大”和“缩小”:对地图的显示范围进行放大和缩小,以适应用户的观察;“确认”和“取消”:用于对输入信息的确认和取消;“退出”:退出本次导航操作。
所述装置上设置的各种按键是机械按键,或触控按键;显示器上的触控按键是用红外传感器检测接触物的位置来接收输入信息的。
本实用新型具有语音识别和人机交互功能的导航装置的最大创新特点是:引进语音识别技术,使得用户可以不再人工手动输入目的地,只需直接口述目的地地址、即要到哪里去就可以了;并且,可与导航装置进行智能交互。也就是,本实用新型是利用语音直接命令该导航装置的声控部件进行位置搜索;同时,其语音识别单元可以识别非特定人的汉语,例如国内不同地区的方言。同时,本实用新型还具有自动呼叫功能,该功能既可以通过语音触发,也可以通过该装置上的一个按键进行触发。且触发后,就能够直接与后台服务中心进行交互联系,此时能够提供人工服务,也可以通过对话直接提供包括:人工电话导航、救援服务和旅游服务等多种服务。
附图说明
图1为本实用新型导航装置的结构组成示意图。
图2为本实用新型导航装置实施例的显示器示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
参见图1,介绍本实用新型具有语音识别和人机交互功能的导航装置的结构组成:其控制电路是由单片机A及其多个外围设备或外围部件:位置检测器B、速度传感器C、语音识别器D、地图输入设备E、显示器F和外部存储器G所组成。下面分别说明单片机A和这些外围设备或外围部件的功能与交互关系。
单片机控制电路A包括:CPU(1)、ROM(2)、RAM(3)、连接总线(4)和输入输出I/O端口(5),其中的ROM(2)设有存储导航程序及其相关程序的程序存储区和缓存导航程序运行过程中产生的数据和外部输入的数据信息的数据存储区,RAM(3)为数据缓存区。
位置检测器B的主要功能是负责利用多种检测与定位仪器或设备来确定车辆的行驶位置和停车地点,其所配置的仪器或设备至少包括:
地磁传感器(6):利用车辆通过道路时对地球磁场的影响而自动感应检测车辆的停车时间与地点。
陀螺仪(7):既用作指示仪表、更被当作自动控制系统中信号传感器的敏感元件,用于提供准确的方位、水平、位置、速度和加速度的多种方位基准信号,以供驾驶员或自动导航仪控制机动车安全行驶。
范围传感器(8):用于精确测量车辆车体占用的空间体积。
GPS接收机(9):用于接收GPS卫星信号来检测位置、实时更新地图信息。
速度传感器C的功能是监测汽车行驶速度,并结合路况信息,预测其到达目的地所需的时间,再交由显示器显示。
语音识别器的用途是利用包括隐马尔可夫模型、频率分析、微分分析和线性代数技术的多种语音识别技术,以及非特定人的汉语数码串语音识别技术来识别、处理不同汉语用户的语音命令(包括中国某些地方的方言),以便通过与其连接的麦克风(13)接收用户的语音命令,对该导航装置发出各种指令来控制该导航装置执行相应操作。
地图输入设备E是用于导入外部存储器G中的地图数据,该地图输入设备E的结构形式包括:CD-ROM、DVD-ROM、硬盘驱动器或存储卡的驱动器。.
显示器F是用作人机交互界面的彩色液晶显示器,负责对基于位置检测器获取的信息进行计算而得到的车辆位置和通过GPS接收机与外部存储器获取的地图信息进行可视化显示。该显示器能够接受用户手动操作指令,显示车辆所在行驶和/或停车的位置、目的地址和用户查询的车辆行驶路线,同时,通过扬声器(10)对用户的查询信息进行语音播报。该显示器设有多种用于操作该设备显示状态的控制按键,包括:“设置”:分别利用不同图案或颜色设置车辆行驶和/或停车的位置、目的地址和行驶路线;“导航”:输入目的地并确认后,即在显示器上显示其行驶线路;“周边”:用于搜索设定地点附近的包括银行、饭馆、加油站、影剧院的各种特定场所所在地;“放大”和“缩小”:对地图的显示范围进行放大和缩小,以适应用户的观察;“确认”和“取消”:用于对输入信息的确认和取消;“退出”:就是退出本次导航操作。需要说明的是:该装置上设置的各种按键是机械按键,或触控按键。显示器上的触控按键是用红外传感器检测接触物的位置来接收输入信息的。
外部存储器G的功能是利用包括CD-ROM、DVD-ROM、硬盘或存储卡的多种存储介质,用于存储地图信息或该装置所需要的其它各种数据。
本实用新型导航装置的外围设备还包括:收发机(11)和通信单元(12),这两个设备用于无线连接后台服务中心H,以便用户与后台服务中心H实时交换路况信息。其中,收发机(11)负责与后台服务中心H交互路况数据信息,再将其获取的信息交给单片机A进行处理;通信单元(12)也能与包括后台服务中心H的外部网络进行通信,且设有“人工呼叫”按键,以供手动按压该“人工呼叫”按键,要求与后台服务中心H直接进行人工交互,提供包括人工电话导航、救援服务和旅游服务的各种相关服务。
参加图2,介绍本实用新型实施例中显示器F上显示的车辆位置(三角形)和目的地址(圆圈)以及行车路线的不同显示颜色,此时,可以通过手动按键操作或语音命令该导航装置的功能进行设置。图2中示出了用于操作该装置的各种按键,包括“设置”、“导航”、“周边”、“放大”、“缩小”、“退出”、“确认”和“取消”等。
本实用新型已经进行了实施试验,下面简要说明实施例的实验情况:
本实用新型实施例的导航装置中的单片机A开机后,其CPU(1)执行导航程序。然后,该导航装置通过手动输入或麦克风(13)接受来自车辆驾驶者的输入指令。按照该方式,用户还能够从显示器F的菜单上选择期望的操作。例如,当驾驶者在显示器F上选择“导航”项,输入目的地址后,再选择“确认”项,则在显示器F上显示其车辆的当前位置以及其到目的地址的行驶路线。其中,车辆当前位置信息是由位置检测器B获取的,地址指令可通过手动输入或麦克风(13)获取,搜索最优行驶路线的算法是使用公知的Dijkstra(单源最短路径)等算法。从麦克风(13)获取的语音信号经过语音识别器D采用非特定人的汉语语音识别算法进行处理,其优势是能够识别不同人的汉语语音。另外,该导航装置的地图信息的更新,是通过GPS接收机(9)进行在线更新,也可以通过外部存储器G进行手动更新。
图2所示是实施例的显示器F上的设置范例。当驾驶者打开电源开机后,屏幕就显示出车辆的当前位置(图中的三角形指示车辆位置和行进方向)。图2中的两侧的小矩形是设置按键,这些按键是机械的或触摸的。例如,当接收到来自麦克风(13)的语音命令时,屏幕会出现目的地点的相似名称,排列顺序是按照语音识别算法计算结果从左到右依次顺序排列,驾驶者可以手动从这些匹配出来的地址中选择正确地址。目的地址是以圆圈形式显示在显示器上。同时,也可能会显示出最短路线(图中的虚线)和最优路线(图2中双点虚线),不同路线采用不同颜色分别显示,并由驾驶者自己确定选择哪条路线。确认完毕,本实用新型导航装置就将进行路段情况的实时预测,并采用语音播报。如在对地址信息进行手动输入时,本实用新型导航装置提供了两种输入方法,分别是智能拼音和触屏手写。
以上所述的具体实施方式,对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了详细说明。但是,以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已,并不用于限定本实用新型的保护范围,凡在本实用新型的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种具有语音识别和人机交互功能的导航装置,其特征在于:所述装置的控制电路是由单片机及其多个外围设备或外围部件:位置检测器、速度传感器、语音识别器、地图输入设备、显示器和外部存储器所组成;其中,
位置检测器,负责利用多种检测与定位仪器或设备来确定车辆的行驶位置和停车地点,所配置的仪器或设备至少包括:利用车辆通过道路时对地球磁场的影响而自动感应检测车辆的停车时间与地点的地磁传感器;既作为指示仪表、更被当作自动控制系统中信号传感器的敏感元件:用于提供准确的方位、水平、位置、速度和加速度的多种方位基准信号,以供驾驶员或自动导航仪控制机动车行驶的陀螺仪;能够精确测量车辆车体占用空间体积的范围传感器;以及用于接收GPS卫星信号来检测位置、实时更新地图信息的GPS接收机;
速度传感器,用于监测汽车行驶速度,并结合路况信息,预测其到达目的地所需的时间,再交由显示器显示;
语音识别器,利用包括隐马尔可夫模型、频率分析、微分分析和线性代数技术的多种语音识别技术,以及非特定人的汉语数码串语音识别技术来识别、处理不同汉语用户的语音命令,以便通过与其连接的麦克风接收用户的语音命令,对该导航装置发出各种指令来控制该导航装置;
地图输入设备,用于导入外部存储器中存储的地图数据,该图输入设备包括:CD-ROM、DVD-ROM、硬盘或存储卡的驱动器;
显示器,作为人机交互界面,负责对基于位置检测器获取的信息进行计算而得到的车辆位置和通过GPS接收机与外部存储器获取的地图信息进行可视化显示;能够接受用户手动操作指令,显示车辆所在行驶和/或停车的位置、目的地址和用户查询的车辆行驶路线,同时,通过扬声器对用户的查询信息进行语音播报;
外部存储器,负责利用包括CD-ROM、DVD-ROM、硬盘驱动器或存储卡的多种存储介质,用于存储地图信息或该装置所需要的其它各种数据。
2.根据权利要求1所述的导航装置,其特征在于:所述单片机控制电路包括:CPU、ROM、RAM、连接总线和输入输出I/O端口,其中的ROM设有存储导航程序及其相关程序的程序存储区和缓存导航程序运行过程中产生的数据和外部输入的数据信息的数据存储区,RAM为数据缓存区。
3.根据权利要求1所述的导航装置,其特征在于:所述装置还设有收发机和通信单元,用于无线连接后台服务中心实时交换路况信息;其中,收发机负责与后台服务中心交互路况数据信息,再将其获取的信息交给单片机进行处理;通信单元也能与包括后台服务中心的外部网络进行通信,且设有“人工呼叫”按键,以供要求与后台服务中心直接进行人工交互,提供包括人工电话导航、救援服务和旅游服务的各种相关服务。
4.根据权利要求1所述的导航装置,其特征在于:所述显示器设有多种用于操作该设备显示状态的控制按键,包括:“设置”:分别利用不同图案或颜色设置车辆行驶和/或停车的位置、目的地址和行驶路线;“导航”:输入目的地并确认后,即在显示器上显示其行驶线路;“周边”:用于搜索设定地点附近的包括银行、饭馆、加油站、影剧院的各种特定场所所在地;“放大”和“缩小”:对地图的显示范围进行放大和缩小,以适应用户的观察;“确认”和“取消”:用于对输入信息的确认和取消;“退出”:退出本次导航操作。
5.根据权利要求1所述的导航装置,其特征在于:所述装置上设置的各种按键是机械按键,或触控按键;显示器上的触控按键是用红外传感器检测接触物的位置来接收输入信息的。
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