CN215526462U - 语音处理系统及控制手柄 - Google Patents

Abstract

语音处理系统，用于控制无人机的飞行姿态，涉及控制手柄领域。所述系统包括导航系统、语音控制系统、控制系统、通讯系统，所述无人机设有控制系统，所述导航系统用于获取无人机的姿态位置并将导航数据传到所述控制系统，所述控制系统接受所述导航数据；所述语音控制系统用于获取并解析语音数据并将所述语音数据解析成控制指令传到所述控制系统，所述控制系统执行所述控制指令用于无人机的飞行状态；所述语音控制系统设有语音提示模块。本实用新型进一步引用了语音控制方案，通过对发出的语音命令进行解析，进而由控制系统根据导航数据进行执行，以控制无人机的飞行姿态，实现手柄的半自动化控制，操作精度更为准确、快速。还包括语音控制手柄。

Description

语音处理系统及控制手柄

技术领域

本实用新型涉及控制手柄领域，更具体地，涉及语音处理系统及控制手柄。

背景技术

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，通过操控控制摇杆方式，能对无人机进行快速调整，但对于需要精确控制的情况下，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。

实用新型内容

本实用新型旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供语音处理系统及控制手柄，用于解决无人机控制不精准、操作方式较复杂的问题。

本实用新型采取的技术方案是，语音处理系统，用于控制无人机的飞行姿态，所述系统包括导航系统、语音控制系统、控制系统、通讯系统，所述无人机设有控制系统，所述控制系统通过通讯系统连接所述语音控制系统、所述导航系统；

所述导航系统用于获取无人机的姿态位置并将导航数据传到所述控制系统，所述控制系统接受所述导航数据用于无人机的体感控制；

所述语音控制系统用于获取并解析语音数据并将所述语音数据解析成控制指令传到所述控制系统，所述控制系统执行所述控制指令用于无人机的飞行状态；

所述语音控制系统设有语音提示模块，用于提示当前的语音识别结果或当前完成的功能。为实现对无人机的精准控制，在导航系统实现导航数据的获取基础上，本实用新型进一步引用了语音控制方案，通过操作人员在控制时发出的语音命令进行解析，由内部的语音控制系统识别出相应的控制指令，进而由控制系统根据导航数据进行执行，控制无人机的飞行姿态，如：起飞、飞行方向的改变、就地悬停等，实现在无人机内部的半自动化操作，操作精度更为准确、快速；同时，在语音控制的基础上，本实用新型还进一步增加了语音提示模块，可向操作人员实时反馈语音识别的结果，在语音识别出错时，可以重新通过语音控制的方式进行反向调节，提高无人机控制的体验感。

优选的，所述导航系统包括GNSS定位模块、MEMS惯性测量模块，所述GNSS定位模块用于获取所述无人机的实时位置，所述MEMS惯性测量模块用于获取所述无人机的在飞行的速度和加速度。

优选的，所述语音控制系统包括：

语音采集模块：用于收集语音信号并形成语音脉冲信号；

前级处理模块：连接所述语音采集模块，用于对语音脉冲信号进行滤波，提取语音特征矢量，并将其量化成标准语音矢量；

语音识别模块：连接所述前级处理模块，设有语音模板库，所述语音模板库用于存储若干标准特征矢量，所述语音识别模块用于比较标准语音矢量与标准特征矢量并输出：

匹配控制指令到控制系统，和/或，输出语音匹配结果；

语音提示模块：连接所述语音识别模块用于接收并播放所述语音匹配结果。

本方案中，语音采集模块主要完成信号调理和信号采集等功能，它将环境中采集的原始语音信号转换成语音脉冲序列，主要包括声/电转换、信号调理和采样等信号处理过程；语音前级处理模块的主要功能是滤除干扰信号、提取语音特征矢量，并将提取的语音特征矢量量化成标准语音特征矢量，主要包括语音预处理、特征提取、矢量量化等语音信号处理过程；语音识别模块的主要功能是将多次采集、提取的语音特征标准矢量进行概率统计，提取说话人的最佳语音特征标准矢量，防止因说话人心情、环境等因数引起提取特征参数不准确而影响语音识别效果，包括：将重新采集的标准语音特征矢量与语音模板库中的语音模型进行比较，判断当前语音命令功能，如矢量比较、参数评估两个过程；并且，所述语音识别模块还可以进行语音输出功能，即语音播报，根据语音识别的结果提示用户进行相关操作或说明当前完成的功能，包括：调用提示语音资源文件、D/A转换、信号放大等语音处理过程；和/或，语音识别模块的输出控制功能，根据语音识别结果输出控制指令，通过通讯系统对外发送控制信号。

优选的，所述语音识别模块还包括：

语音训练模块：用于训练评估多次转化后与语音标准矢量与所述标准特征矢量得出并更新最佳的语音模板库。本方案中，模块库的功能是存储训练后的最佳语音特征矢量，提高识别的准确率。

语音控制手柄，包括所述的语音处理系统，设有主板，所述主板设有包裹所述主板的外壳，所述主板用于设置连接导航系统、语音处理系统、控制系统、通讯系统，所述外壳与所述主板之间设有按键、遥杆，所述按键包括连接所述主板的姿态按键、手势按键，所述姿态按键通过所述主板连接所述控制系统，用于实现对无人机的姿态控制和/或对无人机端相机的动作控制，所述手势按键连接所述控制系统，用于实现启动和切换控制对象；所述遥杆连接所述控制系统，用于实现对无人机的方向控制。

具体的，所述姿态按键包括解锁按键、运动模式按键、相机控制按键，所述解锁按键用于实现对所述无人机电机的工作模式的控制，包括：无人机的电机解锁、自动起飞或降落、飞行的无头模式；所述运动模式按键用于切换所述无人机工作时的飞行模式，如无人机的跟随模式、运动模式、返航模式；所述相机控制按键，用于实现对无人机机体嵌入的相机的控制，包括：对录像和拍照模式的开关及二者之间的切换。

进一步的，解锁按键的控制方式为：双击解锁启动无人机电机/锁定停止无人机电机；单击进入无头模式飞行；长按自动起飞/自动降落。相机按键的控制方式为：短按拍照或开始/结束录像；长按切换拍照/录像模式。运动模式按键的控制方式为：单击运动模式；双击跟随模式；长按返航。

进一步的，所述手势按键用于切换控制对象，所述控制对象包括无人机旋翼、相机。在姿态按键的具体控制模式下，为避免控制指令的矛盾，本方案进一步通过在手势按键上进行切换控制对象，实现语音控制指令的有效分流，提高手柄的控制效率。

进一步的，手势按键的控制方式为：按下开启手势控制；松开关闭手势控制；双击切换控制对象(在无人机/云台之间切换)。

优选的，所述外壳的第一表面用于设置所述姿态按键，所述外壳的第二表面用于设置所述手势按键，所述第一表面与所述第二表面位于所述外壳的上下两侧。本方案中，为进一步区别姿态按键、手势按键，本实用新型进一步将二者设置在外壳的两侧，提高手柄控制的手感区别。

优选的，所述第二表面设有凹弧面，所述手势按键设于所述凹弧面处。为进一步避免对手势按键的误触，本实用新型进一步增加了在第二表面的凹弧面，提高手势按键的触觉，并增加了手柄的把握舒适度，增加了手柄操控的触感和舒适性。

优选的，所述主板还设有语音输入模块，所述语音输入模块连接所述语音控制系统，用于获取环境中的语音。进一步的，所述语音输入模块为麦克风，所述麦克风连接所述语音控制系统。

优选的，所述主板设有显示模块。

优选的，所述显示模块包括状态指示灯和显示屏。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型所述的语音手柄可通过语音手柄显示屏或连接移动设备实时显示高清画面和无人机的相关参数，所述的凹陷弧面具有全新人体工程学外形设计，操控更舒适更简便，可实现单手操控。

附图说明

图1为本实用新型的语音处理系统的结构框图。

图2为本实用新型的语音处理系统的语音控制系统流程图。

图3为本实用新型的语音控制手柄的爆炸图。

图4为本实用新型的语音控制手柄的正视图。

图5为本实用新型的语音控制手柄的正视图。

图6为本实用新型的语音控制手柄的侧视图。

图7为本实用新型的语音控制手柄的爆炸图。

图中，导航系统100，语音控制系统200，语音采集模块210，前级处理模块220，语音识别模块230，语音训练模块231，语音模板库232，语音提示模块240，通讯系统300，控制系统400，语音控制手柄500，主板510，定位模块511，图传模块512，外壳520，凹弧面521，按键530，解锁按键531，运动模式按532，相机控制按键533，手势按键534，遥杆540，显示模块550。

具体实施方式

本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1所示，语音处理系统，用于控制无人机的飞行姿态，所述系统包括导航系统100、语音控制系统200、控制系统400、通讯系统300，所述无人机设有控制系统400，所述控制系统400通过通讯系统300连接所述语音控制系统200、所述导航系统100；

所述导航系统100用于获取无人机的姿态位置并将导航数据传到所述控制系统400，所述控制系统400接受所述导航数据用于无人机的体感控制；

所述语音控制系统200用于获取并解析语音数据并将所述语音数据解析成控制指令传到所述控制系统400，所述控制系统400执行所述控制指令用于无人机的飞行状态；

所述语音控制系统200设有语音提示模块240，用于提示当前的语音识别结果或当前完成的功能。为实现对无人机的精准控制，在导航系统100实现导航数据的获取基础上，本实用新型进一步引用了语音控制方案，通过操作人员在控制时发出的语音命令进行解析，由内部的语音控制系统200识别出相应的控制指令，进而由控制系统400根据导航数据进行执行，控制无人机的飞行姿态，如：起飞、飞行方向的改变、就地悬停等，实现在无人机内部的半自动化操作，操作精度更为准确、快速；同时，在语音控制的基础上，本实用新型还进一步增加了语音提示模块240，可向操作人员实时反馈语音识别的结果，在语音识别出错时，可以重新通过语音控制的方式进行反向调节，提高无人机控制的体验感。

优选的，所述导航系统100包括GNSS定位模块、MEMS惯性测量模块，所述GNSS定位模块用于获取所述无人机的实时位置，所述MEMS惯性测量模块用于获取所述无人机的在飞行的速度和加速度。

如图2所示，优选的，所述语音控制系统200包括：

语音采集模块210：用于收集语音信号并形成语音脉冲信号；

前级处理模块220：连接所述语音采集模块210，用于对语音脉冲信号进行滤波，提取语音特征矢量，并将其量化成标准语音矢量；

语音识别模块230：连接所述前级处理模块220，设有语音模板库232，所述语音模板库232用于存储若干标准特征矢量，所述语音识别模块230用于比较标准语音矢量与标准特征矢量并输出：

匹配控制指令到控制系统400，和/或，输出语音匹配结果；

语音提示模块240：连接所述语音识别模块230用于接收并播放所述语音匹配结果。

本方案中，语音采集模块210主要完成信号调理和信号采集等功能，它将环境中采集的原始语音信号转换成语音脉冲序列，主要包括声/电转换、信号调理和采样等信号处理过程；语音前级处理模块220的主要功能是滤除干扰信号、提取语音特征矢量，并将提取的语音特征矢量量化成标准语音特征矢量，主要包括语音预处理、特征提取、矢量量化等语音信号处理过程；语音识别模块230的主要功能是将多次采集、提取的语音特征标准矢量进行概率统计，提取说话人的最佳语音特征标准矢量，防止因说话人心情、环境等因数引起提取特征参数不准确而影响语音识别效果，包括：将重新采集的标准语音特征矢量与语音模板库232中的语音模型进行比较，判断当前语音命令功能，如矢量比较、参数评估两个过程；并且，所述语音识别模块230还可以进行语音输出功能，即语音播报，根据语音识别的结果提示用户进行相关操作或说明当前完成的功能，包括：调用提示语音资源文件、D/A转换、信号放大等语音处理过程；和/或，语音识别模块230的输出控制功能，根据语音识别结果输出控制指令，通过通讯系统300对外发送控制信号。

优选的，所述语音识别模块230还包括：

语音训练模块231：用于训练评估多次转化后与语音标准矢量与所述标准特征矢量得出并更新最佳的语音模板库232。本方案中，模块库的功能是存储训练后的最佳语音特征矢量，提高识别的准确率。

如图3、4所示，语音控制手柄500，包括所述的语音处理系统，设有主板510，所述主板510设有包裹所述主板510的外壳520，所述主板510用于设置连接导航系统100、语音处理系统、控制系统400、通讯系统300，所述外壳520与所述主板510之间设有按键530、遥杆540，所述按键530包括连接所述主板510的姿态按键530、手势按键534，所述姿态按键530通过所述主板510连接所述控制系统400，用于实现对无人机的姿态控制和/或对无人机端相机的动作控制，所述手势按键534连接所述控制系统400，用于实现启动和切换控制对象；所述遥杆540连接所述控制系统400，用于实现对无人机的方向控制。

如图5、6所示，具体的，所述姿态按键530包括解锁按键531、运动模式按键532、相机控制按键533，所述解锁按键531用于实现对所述无人机电机的工作模式的控制，包括：无人机的电机解锁、自动起飞或降落、飞行的无头模式；所述运动模式按键532用于切换所述无人机工作时的飞行模式，如无人机的跟随模式、运动模式、返航模式；所述相机控制按键533，用于实现对无人机机体嵌入的相机的控制，包括：对录像和拍照模式的开关及二者之间的切换。

进一步的，解锁按键531的控制方式为：双击解锁启动无人机电机/锁定停止无人机电机；单击进入无头模式飞行；长按自动起飞/自动降落。相机按键530的控制方式为：短按拍照或开始/结束录像；长按切换拍照/录像模式。运动模式按键532的控制方式为：单击运动模式；双击跟随模式；长按返航。

进一步的，所述手势按键534用于切换控制对象，所述控制对象包括无人机旋翼、相机。在姿态按键530的具体控制模式下，为避免控制指令的矛盾，本方案进一步通过在手势按键534上进行切换控制对象，实现语音控制指令的有效分流，提高手柄的控制效率。

进一步的，手势按键534的控制方式为：按下开启手势控制；松开关闭手势控制；双击切换控制对象(在无人机/云台之间切换)。

优选的，所述外壳520的第一表面用于设置所述姿态按键530，所述外壳520的第二表面用于设置所述手势按键534，所述第一表面与所述第二表面位于所述外壳520的上下两侧。本方案中，为进一步区别姿态按键530、手势按键534，本实用新型进一步将二者设置在外壳520的两侧，提高手柄控制的手感区别。

优选的，所述第二表面设有凹弧面521，所述手势按键534设于所述凹弧面521处。为进一步避免对手势按键534的误触，本实用新型进一步增加了在第二表面的凹弧面521，提高手势按键534的触觉，并增加了手柄的把握舒适度，增加了手柄操控的触感和舒适性。

优选的，所述主板510还设有语音输入模块，所述语音输入模块连接所述语音控制系统200，用于获取环境中的语音。进一步的，所述语音输入模块为麦克风，所述麦克风连接所述语音控制系统200。

如图3所示，优选的，所述主板510设有显示模块540。

优选的，所述显示模块540包括状态指示灯和显示屏。

如图7所示，优选的，所述主板510设有定位模块511、图传模块512，所述定位模块511与所述图传模块512通过通讯系统300连接所述控制系统400，与所述无人机实现数据互传。进一步的，所述定位模块包括对应所述导航系统的所述GNSS定位单元、所述MEMS惯性测量单元。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型所述的语音手柄可通过语音手柄显示屏或连接移动设备实时显示高清画面和无人机的相关参数，所述的凹陷弧面具有全新人体工程学外形设计，操控更舒适更简便，可实现单手操控。

实施例2

具体的，实施例2包括如实施例1所述的语音控制手柄500，所述语音处理系统的语音控制方式包括：

开启所示语音手柄电源后，开启无人机的电源，待无人机与语音手柄对码连接成功后语音呼叫“小飞同学”唤醒操作摇杄语音操控功能；其中，语音控制口令包括：

“起飞”无人机将在数秒后自动起飞并上升到3m左右悬停；

“降落”无人机(已起飞)将会自动就地降落；

“向左”无人机已起飞)将会自动往左飞；

“向右”无人机(已起飞)将会自动往右飞；

“向前”无人机(已起飞)将会自动往前飞；

向后”无人机(已起飞)将会自动往后飞；

“上升”无人机(已起飞)将会自动往上飞；

悬停”无人机(已起飞在飞行过程中)将会自动当前位置就地悬停“下降”无人机(已起飞)将会自动往下飞；

“拍照”无人机将会自动拍照一张；

开始录像”无人机将会自动开始录像；

“停止录像”无人机将会自动停止录像并自动保录像；

返航”无人机(已起飞)将会自动返航降落在起飞点。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的具体实施方式的限定。凡在本实用新型权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.语音处理系统，用于控制无人机的飞行姿态，其特征在于，所述系统包括导航系统、语音控制系统、通讯系统，所述无人机设有控制系统，所述控制系统通过通讯系统连接所述语音控制系统、所述导航系统；

所述导航系统用于获取无人机的姿态位置并将导航数据传到所述控制系统，所述控制系统接受所述导航数据用于无人机的体感控制；

所述语音控制系统用于获取并解析语音数据并将所述语音数据解析成控制指令传到所述控制系统，所述控制系统执行所述控制指令用于无人机的飞行状态；

所述语音控制系统设有语音提示模块，用于提示当前的语音识别结果或当前完成的功能。

2.根据权利要求1所述的语音处理系统，其特征在于，所述语音控制系统包括：

语音采集模块：用于收集语音信号并形成语音脉冲信号；

前级处理模块：连接所述语音采集模块，用于对语音脉冲信号进行滤波，提取语音特征矢量，并将其量化成标准语音矢量；

语音识别模块：连接所述前级处理模块，设有语音模板库，所述语音模板库用于存储若干标准特征矢量，所述语音识别模块用于比较标准语音矢量与标准特征矢量并输出：

匹配控制指令到控制系统，和/或，输出语音匹配结果；

语音提示模块：连接所述语音识别模块用于接收并播放所述语音匹配结果。

3.根据权利要求2所述的语音处理系统，其特征在于，所述语音识别模块还包括：

语音训练模块：用于训练评估多次转化后与语音标准矢量与所述标准特征矢量得出并更新最佳的语音模板库。

4.根据权利要求3所述的语音处理系统，其特征在于，所述语音识别模块还包括：

离线语音处理单元：连接前级处理模块，用于比较输入的标准语音矢量与所述模板库的标准特征矢量，得出语音识别结果，所述离线与语音模块连接所述语音提示模块、所述通讯系统，通过所述通讯系统发出匹配的控制指令。

5.语音控制手柄，包括如权利要求1-4任一项所述的语音处理系统，其特征在于，设有主板，所述主板设有包裹所述主板的外壳，所述主板用于设置连接导航系统、语音处理系统、控制系统、通讯系统，所述外壳与所述主板之间设有按键、遥杆，所述按键包括连接所述主板的姿态按键、手势按键，所述姿态按键通过所述主板连接所述控制系统，用于实现对无人机的姿态控制和/或对无人机端相机的动作控制，所述手势按键连接所述控制系统，用于实现启动和切换控制对象；所述遥杆连接所述控制系统，用于实现对无人机的方向控制。

6.根据权利要求5所述的语音控制手柄，其特征在于，所述外壳的第一表面用于设置所述姿态按键，所述外壳的第二表面用于设置所述手势按键，所述第一表面与所述第二表面位于所述外壳的上下两侧。

7.根据权利要求6所述的语音控制手柄，其特征在于，所述第二表面设有凹弧面，所述手势按键设于所述凹弧面处。

8.根据权利要求5所述的语音控制手柄，其特征在于，所述主板还设有语音输入模块，所述语音输入模块连接所述语音控制系统，用于获取环境中的语音。

9.根据权利要求5所述的语音控制手柄，其特征在于，所述主板设有显示模块。

10.根据权利要求9所述的语音控制手柄，其特征在于，所述显示模块包括状态指示灯和显示屏。

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