CN203607093U

CN203607093U - 一种基于云加端的车载人机语音交互系统

Info

Publication number: CN203607093U
Application number: CN201320657984.1U
Authority: CN
Inventors: 旷辉; 邹小亮
Original assignee: HUIZHOU KAIYUE ELECTRONICS Co Ltd
Current assignee: HUIZHOU KAIYUE ELECTRONICS Co Ltd
Priority date: 2013-10-24
Filing date: 2013-10-24
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2023-10-24

Abstract

本实用新型提供了一种基于云加端的车载人机语音交互系统，包括：麦克风、噪声滤波器、回声处理器、MCU、无线网络连接器、位于车载终端的语音语义解析装置、云服务器以及车载控制单元；麦克风、噪声滤波器、回声处理器以及MCU依次连接，MCU通过无线网络连接器与云服务器建立双向通信连接，MCU还与语音语义解析装置建立双向通信连接，无线网络连接器的输出端、语音语义解析装置的输出端分别与车载控制单元连接。本实用新型既可以在无线网络信号状况良好的情况下，优选云服务器进行语音识别处理，以提高语音识别的准确性及识别速度，又可以在无线网络信号不良的情况下启动系统终端处理器，维持车载系统的正常工作。

Description

一种基于云加端的车载人机语音交互系统

技术领域

本实用新型涉及语音识别技术领域，具体涉及一种基于云加端的车载人机语音交互系统，尤其适用于车载信息娱乐和信息通讯系统。

背景技术

随着汽车电子技术的飞速发展以及人们对汽车功能多样化、便捷化、人性化的需求逐步升温，车载信息娱乐和信息通讯系统正逐渐成为汽车厂商追捧的热点。车载信息娱乐和信息通讯系统主要包括车载通讯系统、电子导航系统（GPS）、智能交通系统、车载网络、汽车音响系统、车载娱乐系统等，这些车载系统是为了给汽车提供更多的娱乐、通信及移动办公功能，与汽车本身的安全、动力性能无直接关系。

传统的车载系统常采用按键式操控，这种操控方式虽然能保证其功能正常使用，但便捷性和安全度低。例如，当人在驾车时，通过按钮操控车载系统会造成注意力分散，难以应对路面特殊情况，造成行车安全隐患。

专利号为ZL201220115136.3的中国专利公开了“一种车载语音人机唤醒人机交互系统”，它是在车载设备中置入语音唤醒模块，该语音唤醒模块包括一用于输入语音指令的麦克风；一主控制器MCU和flash存储器，主控制器MCU与车载控制单元模块和麦克风的输出端相连接，flash存储器存储有语音指令信息；主控制器MCU内有语音识别模块和语音指令执行模块，语音识别模块能提取flash存储器中存储的语音信息并对正在输入的语音信息进行比对，识别驾驶员的语音信息；车载控制功能单元模块，由语音命令执行模块控制，实现其功能。上述公开的技术方案通过语音代替传统的按钮以控制车载系统，提高了便捷性及安全度，但语音识别依靠的是车载系统内置的处理器，识别准确率低且识别速度慢，不能较好的满足人们使用需求。

专利号为ZL201220002430.3的中国专利公开了“一种基于云计算的车载人机语音交互系统”该系统通过将语音识别的处理送至云端服务器，降低了本地处理芯片的数据处理负载，同时提升了语音识别的准确性及识别速度。但是云端服务器在没有网络或网络信号差的情况下，无法向车载系统无线提供语音识别处理，导致系统不能正常工作。

鉴于以上所述，研发一种不受网络信号限制且语音识别准确性高、识别速度快的车载人机语音交互系统成为本行业急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种不受网络信号限制的基于云加端的车载人机语音交互系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于云加端的车载人机语音交互系统，包括：

麦克风、噪声滤波器、回声处理器、用于选择语音处理方式的MCU、无线网络连接器、位于车载终端的语音语义解析装置、云服务器以及车载控制单元；

所述麦克风、噪声滤波器、回声处理器以及MCU依次连接，MCU通过无线网络连接器与云服务器建立双向通信连接，MCU还与语音语义解析装置建立双向通信连接，无线网络连接器的输出端、语音语义解析装置的输出端分别与车载控制单元连接。

本实用新型基于云加端技术，选择云服务器和车载终端处理器（具体为语音语义解析装置）中最佳的处理方式进行语音识别处理，处理方式选取的原则为：在无线信号良好的情况下，优先启动云服务器，以提升语音识别的准确性及识别速度；在无线信号不良的情况下，启动车载终端处理器进行语音识别处理，使车载系统可维持正常的工作。

作为改进技术方案，所述麦克风包括第一麦克风和第二麦克风，所述第一麦克风距离人说话较近位置，用于采集语音指令，第二麦克风距离人说话较远位置，用于采集环境噪声。

作为改进技术方案，所述噪声滤波器包括一差分放大电路，所述差分放大电路分别与所述第一麦克风、第二麦克风连接，用于将环境噪声信号与语音指令信号的差值放大后输出。

具体的，所述差分放大电路包括：

跟随器电路，连接于第一麦克风和第二麦克风的输出端，接收环境噪声信号以及包括环境噪声信号的语音指令信号；

减法器，连接于跟随器电路的输出端，输出环境噪音信号和语音指令信号的差值；

隔直电容，连接于减法器的输出端，从减法器的输出信号中筛选出交流信号并输出。

作为进一步改进技术方案，所述语音语义解析装置包括模数转换电路、语音语义编解码电路、现场可编程门阵列以及CPCI接口转换电路。

本实用新型相比现有技术具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型提供了云服务器以及车载终端处理器两种语音识别处理方式，既可以在无线网络信号状况良好的情况下，优选云服务器进行语音识别处理，以提高语音识别的准确性及识别速度，又可以在无线网络信号不良的情况下启动车载终端处理器，维持车载系统的正常工作；

（2）本实用新型通过设置用于消除语音信息中的噪声和回声的语音提纯模块，提高了语音识别的准确性；

（3）本实用新型噪声滤波器、语音语义解析装置的具体结构设计简单，成本低，且便于实现；

（4）麦克风的数量设置为两个，分别用于采集包括噪声的语音指令以及噪声，并通过差分放大电路消除噪音，此种噪音消除的方式简单，成本低。

附图说明

图1为本实用新型结构框图。

图2为差分放大电路结构框图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型创造的实施方式不限于此。

如图1及图2所示，本实用新型提供了一种基于云加端的车载人机语音交互系统，包括：

麦克风、噪声滤波器、回声处理器、用于选择语音处理方式的MCU、无线网络连接器、位于车载终端的语音语义解析装置、云服务器以及车载控制单元；麦克风、噪声滤波器、回声处理器以及MCU依次连接，MCU通过无线网络连接器与云服务器建立双向通信连接，MCU还与语音语义解析装置建立双向通信连接，无线网络连接器的输出端、语音语义解析装置的输出端分别与车载控制单元连接。

其中：

麦克风包括第一麦克风和第二麦克风，第一麦克风距离人说话较近位置，用于采集语音指令，第二麦克风距离人说话较远位置，用于采集环境噪声。

噪声滤波器包括一差分放大电路，差分放大电路包括：

语音语义解析装置包括模数转换电路、语音语义编解码电路、现场可编程门阵列以及CPCI接口转换电路。

本实用新型的工作原理如下：

首先，麦克风将使用者的操作语音收集后，依次传送至噪声滤波器、回声处理器；其次，经噪声滤波器和回收处理器处理后，消除语音信息中的噪声和回声，生成纯净的语音信息并传送至MCU；最后，MCU判定当前的无线网络信号状况，并在云服务器和设于车载终端的语音语义解析装置择一进行语音识别处理；

当MCU选择云服务器进行语音识别处理时，无线网络连接器提供MCU和云服务器之间的无线网络连接，云服务器会对MCU传送的纯净语音信息进行语音识别处理，生成执行命令并由无线网络连接器传送至车载控制单元，车载控制单元接收并执行云服务器经由无线网络连接器传送的命令；

当MCU选择位于车载终端的语音语义解析装置进行语音识别处理时，语音语义解析装置会对MCU传送的纯净语音信息进行语音识别处理，将生成的执行命令传送至车载控制单元，车载控制单元接收并执行系统终端处理器传送的命令。

差分放大电路的工作原理如下：

首先，跟随器电路，接收第二麦克风发送的环境噪声信号以及第二麦克风发送的包括环境噪声信号的语音指令信号；

其次，减法器输出环境噪音信号和语音指令信号的差值；

最后，隔直电容从减法器的输出信号中筛选出交流信号并输出。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种基于云加端的车载人机语音交互系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于云加端的车载人机语音交互系统，其特征在于：所述麦克风包括用于采集语音指令的第一麦克风和用于采集环境噪声的第二麦克风。

3.根据权利要求2所述的基于云加端的车载人机语音交互系统，其特征在于：所述噪声滤波器包括一差分放大电路，所述差分放大电路分别与所述第一麦克风、第二麦克风连接，用于将环境噪声信号与语音指令信号的差值放大后输出。

4.根据权利要求3所述的基于云加端的车载人机语音交互系统，其特征在于：所述差分放大电路包括：

5.根据权利要求4所述的基于云加端的车载人机语音交互系统，其特征在于：所述语音语义解析装置包括模数转换电路、语音语义编解码电路、现场可编程门阵列以及CPCI接口转换电路。