DE10130852A1 - Sprachgesteuertes Fernbedienungssystem für elektrische Geräte - Google Patents
Sprachgesteuertes Fernbedienungssystem für elektrische GeräteInfo
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Abstract
Ein sprachgesteuertes Fernbedienungssystem für elektrische Geräte weist wenigstens ein Handgerät und wenigstens ein Basisgerät zur Ansteuerung der elektrischen Geräte in Abhängigkeit von codierten Steuersignalen auf, die von den Handgeräten an die Basisstation übertragen werden.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein sprachgesteuertes Fernbedienungssystem für
elektrische Geräte gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.
Elektrische und elektronische Apparate und Geräte im Sinne der Erfindung sind u. a.
elektrische und elektronische Apparate und Geräte im herkömmlichen Sinne,
beispielsweise auch solche im häuslichen oder gewerblichen Bereich, aber auch
Maschinen oder Maschinengruppen z. B. einer industriellen Fertigung.
Zur Bedienung und Steuerung elektrischer und elektronischer Apparate und Geräte im
industriellen sowie im häuslichen Bereich werden verschiedene Fernbedienungen mit
unterschiedlichen Übertragungstechniken eingesetzt. Durch die zunehmende
Verfügbarkeit leistungsfähiger Spracherkennungstechnologien kann diese Technik auch
als Eingabefunktion für solche Fernbedienungen genutzt werden.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Lösung bekannt. Beispielsweise die
Aufnahme und Übertragung der Sprachsignale an einem zentralen Rechner (PC) zur
Spracherkennung, Befehlszuordnung und Befehlsweitergabe. Die Nachteile eines
solchen Systems bestehen u. a. darin, daß durch die direkte Sprachübertragung
Verfälschungen auf dem Übertragungsweg möglich sind. Dies führt dann zu einer
hoher Fehlerrate bei der Spracherkennung. Außerdem ist eine aufwendige
Rückübertragung von Daten zum mobilen Handgerät notwendig, um den Benutzer
eventuelle Fehler anzuzeigen.
Ändert sich der Benutzer, so muß die Spracherkennung neu trainiert werden, d. h. sie
muß an die Sprache des jeweiligen Benutzers angepaßt werden. Dies erfordert einen
hohen technischen und praktischen Aufwand, insbesondere wenn Personen oft
wechseln, Personen mit verschiedenen Sprachen das System bedienen sollen und/oder
Geräte aus weiter Entfernung bedient werden sollen.
Ein anderer Lösungsansatz besteht darin, die Aufnahme der Sprachsignale, deren
Bewertung und die Befehlszuordnung in einem Fernbedienungsgerät, z. B. in einem
Handgerät vorzunehmen und in diesem Fernbedienungsgerät die Steuersignale oder
Steuerbefehle zu generieren, die dann an die angeschlossenen Geräte übertragen
werden (CH 689 410). Nachteilig ist hierbei u. a., daß bei einer Änderung eines
Steuerbefehls z. B. beim Austauschen eines elektrischen Gerätes oder einer
Neuanschaffung sämtliche Fernbedienungen hinsichtlich der Befehlszuordnung
angepaßt werden müssen. Werden neue Steuerverfahren an den elektrischen Geräten
eingeführt, die ursprünglich an den Handgeräten nicht vorgesehen waren, so ist ein
Austausch oder Umbau sämtlicher Handgeräte erforderlich. Durch die Übertragung der
Steuerbefehle direkt an die angeschlossenen elektrischen Geräte ist auch eine
differenzierte Ausführung der Befehle an diesen Geräten nicht oder nur mit einem
großen technischen Aufwand möglich.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein sprachgesteuertes Fernbedienungssystem
aufzuzeigen, welches eine hohe Flexibilität besitzt und hierdurch insbesondere an
unterschiedlichste Anforderungen individuell anpaßbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein sprachgesteuertes Fernbedienungssystem
entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.
Das erfindungsgemäße System eignet sich gleichermaßen für den industriellen Einsatz
als auch für den Einsatz im häuslichen oder privaten Bereich. Ein Anwendungsbeispiel
für den industriellen Einsatz ist z. B. die Steuerung mehrerer Maschinen an einer
Fertigung. Jedem für den Eingriff in die Fertigung berechtigten Mitarbeiter ist dabei ein
Handgerät zugeordnet, das für seine Tätigkeit und Befugnis individuell passend
eingestellt ist. Hierfür wird für den jeweiligen Benutzer eine Liste möglicher Aktionen
ausgewählt und diesen dann jeweils einem Sprachmuster im Handgerät zugeordnet.
Auch unterschiedliche Sprachen der Mitarbeiter können hierbei ohne Probleme
berücksichtigt werden.
An den Geräten oder Maschinen können eine Basisstation oder mehrere Basisstationen
angeschlossen sein. Die Basisstation unterscheidet die Handgeräte beispielsweise
aufgrund einer mit dem jeweiligen Befehlscode übertragenen Identifizierung, so daß
eingehende Befehle auch unterschiedlich behandelt werden können. Ein
untergeordneter Mitarbeiter kann z. B. durch die Eingabe des Sprachbefehls "Stop" das
Stillsetzen nur eines Bereich einer Produktionslinie und ein übergeordneter Mitarbeiter
hingegen durch die Eingabe des selben Sprachbefehls "Stop" das Stillsetzen einer
ganzen Produktionslinie veranlassen. Gleiches kann durch unterschiedliche
Befehlscode erreicht werden, die in den Handgeräten dem gleichen Sprachbefehl
unterschiedlich zugeordnet werden.
Bei Änderung der Steuerbefehle an den Maschinen (z. B. beim Umbau, beim
Austauschen usw.) ist es lediglich erforderlich, die angeschlossene Basisstation durch
Änderung der Zuordnung anzupassen. Alle in Verwendung befindlichen Handgeräte
können weiterhin ohne jede Änderung benutzt werden.
Eine Anwendung des erfindungsgemäßen Fernbedienungssystems im häuslichen
Bereich ist beispielsweise die Steuerung elektrischer Geräte, wie Fernseher, Audio-
Geräte usw. Hier besteht insbesondere auch die Möglichkeit, bei mit einer Handy- oder
Telefonfunktion ausgestattetem Handgerät und bei entsprechender Ausbildung
der Basisstation durch akustische Eingabe von Steuerbefehlen über das Telefon
unterschiedlichste Geräte des häuslichen Bereichs über größere Distanzen
fernzusteuern, beispielsweise das Öffnen und Schließen von elektrischen betätigten
Jalousien, das Ein- und Ausschalten von Raumbeleuchtungen usw. Auch hier ist die
getrennt und individuell einstellbare Zuordnung zwischen dem Ergebnis der
Spracherkennung und dem jeweiligen Befehlscode im Handgerät sowie die
einstellbare Zuordnung zwischen dem Befehlscode und dem tatsächlichen
Steuerbefehl an der Basisstation von entscheidender Bedeutung, da sich die Geräte im
Haus und damit die entsprechenden Steuerbefehle jederzeit ändern können. Eine
ständige Umstellung jedes Handgerätes wäre auch in diesem Fall nicht praktikabel.
Wichtig ist auch die Möglichkeit, daß an der oder den Basisstationen die Verwendung
und die Berechtigung des jeweils empfangenen Befehlscodes (Aktion) individuell
einstellbar ist.
Vorteil des erfindungsgemäßen Fernbedienungssystem besteht auch darin, daß für die
Übertragung ein standardisierter, bewährter Befehlscode verwendet wird, und zwar
unabhängig von dem jeweiligen Anwendungsfall und der über die Sprachbefehle zu
steuernden Aktionen.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figur, die in schematischer Darstellung
und im Block- bzw. Funktionsdiagramm eine Basisstation eines sprachgesteuerten
Fernbedienungssystems gemäß der Erfindung zusammen mit einem mit dieser
Basisstation zusammenarbeitenden Handgerät zeigt, näher erläutert.
Das erfindungsgemäße sprachgesteuerte Fernbedienungssystem besteht entsprechend
der Figur aus wenigstens einem Handgerät 1, vorzugsweise aber aus mehreren
Handgeräten und aus wenigstens einer Basisstation 2, beispielsweise auch aus
mehreren Basisstationen. Die Basisstation 2 wirkt über eine drahtlose, bidirektionale
Datenverbindung 3 mit dem wenigstens einem Handgerät 1 zusammen.
In der Figur ist die Datenverbindung als Funkverbindung angedeutet.
Selbstverständlich sind auch andere Arten der Datenverbindung möglich,
beispielsweise auf Infrarot basierende Datenverbindungen oder aber
Datenverbindungen, über zusätzliche Relais- und Zwischenstationen, ggf. auch unter
Einschluß vorhandener Kommunikations- und Datenübertragungsstrecken,
beispielsweise Mobilfunkstrecken usw.
Zentrales Element des Handgerätes 1 ist eine Steuerelektronik 4, die u. a. der
Ablaufsteuerung sämtlicher Funktionen des Handgerätes 1 dient und mit der für diesen
Zweck die übrigen, nachstehend beschriebenen Funktionselemente des Handgerätes 1
zusammenwirken.
Das Handgerät 1 umfaßt weiterhin eine Spracherkennungselektronik 5 mit Mikrofon 6,
über welches akustisch Sprachbefehle vom Benutzer eingegeben werden. Die
Spracherkennungselektronik enthält hierfür u. a. einen Sprachmusterspeicher 5.1, in
welchem Sprachmuster bzw. Sprachbefehle, die von dem Benutzer des Handgerätes 1
über das Mikrofon 6 in einer Programmierungsphase eingegeben wurden, zusammen
mit einer Identifikation abgespeichert sind. Weiterhin enthält die
Spracherkennungselektronik einen Mustervergleich 5.2, mit dem der am Mikrofon 6
eingegebene Sprachbefehl unter Berücksichtigung der im Sprachmusterspeicher 5.1
gespeicherten Sprachmuster identifiziert bzw. bewertet wird (Bewertung 5.3).
Bestandteil des Handgerätes 1 ist weiterhin eine Zuordnungselektronik 7, die aus der
Bewertung 5.3 durch Zuordnung einen für das Fernbedienungssystem standardisierten
Befehlscode bildet, der eine zuverlässige Übertragung des Befehls an die Basisstation 2
gewährleistet. Die Zuordnung der Bewertung 5.3 zu einem standardisierten
Befehlscode ist der Zuordnungselektronik 7 ist dort einstellbar, und zwar
beispielsweise über eine am Handgerät 1 vorgesehene Eingabeeinrichtung 8 oder über
eine entsprechende Schnittstelle, mit der das Handgerät 1 in der
Programmierungsphase an einen nicht dargestellten Rechner angeschlossen ist.
Am Handgerät 1 sind weiterhin akustische und optische Signalgeber 9 und 10
vorgesehen, und zwar u. a. zur Anzeige des betriebsbereiten Zustandes oder des
abgeschalteten Zustandes des Handgerätes 1, zur Leitung des Benutzers bei der
akustischen Eingabe von Sprachbefehlen, für die Bestätigung, daß ein akustisch
eingegebener Befehl vom System akzeptiert und an die Basisstation 2 weitergeleitet
bzw. dort ausgeführt wurde usw.
Das Handgerät 1 enthält weiterhin eine Kommunikationselektronik 11, die im
wesentliche dazu dient, aus dem jeweiligen Befehlscode ein für die Übertragung an
die Basisstation 2 geeignetes Signal zu bilden und dieses an einem in der
Kommunikationselektronik 11 enthaltenden Sender abzusenden, sowie auch dazu, an
einem in der Kommunikationselektronik ebenfalls enthaltenen Empfänger Signale der
Basisstation zu empfangen und in Daten umzusetzen, die dann in dem Handgerät
weiter verarbeitet werden, beispielsweise Bestätigung eines Befehls durch die
Basisstation 2, Anzeige des Zustandes der Basisstation 2 an dem Handgerät usw.
Zur Reduzierung des Stromverbrauches enthält die Steuerelektronik 4 bei der
dargestellten Ausführungsform auch noch eine Intervallsteuerung, mit der die
Spracherkennungselektronik 5 nur in vorgegebenen Intervallen jeweils kurzfristig
aktiviert wird. Dem Benutzer wird der aktivierte Zustand bzw. die Bereitschaft der
Spracherkennungselektronik 5 dann akustisch und/oder optisch an den Signalgebern 9
und 10 angezeigt.
Die Basisstation 2 enthält als zentrales Element wiederum eine Steuerelektronik 12, die
den gesamten Ablauf der Basisstation 2 steuert. Die Basisstation 2 enthält weiterhin
eine Zuordnungselektronik 13 mit einem Steuersignalspeicher 13.1, einer individuelle
einstellbaren oder programmierbaren Zuordnung zwischen einem an die Basisstation 2
übertragenen Befehlscode und dem oder den aufgrund dieses Befehlscodes jeweils
auszuführenden Steuerbefehlen sowie einem Steuerbefehlgenerator 13.3.
Die Basisstation 2 enthält weiterhin eine Kommunikationselektronik 14 mit einem
Empfänger zum Empfang der über die Datenverbindung 3 übertragenen Signale des
Handgerätes 1 sowie auch einen Sender zur Rückübertragung von Daten an das
Handgerät 1. Die Kommunikationselektronik 14 bildet außerdem aus den
empfangenen Signalen den Befehlscode, aus dem dann der Steuerbefehlgenerator 13.3
der Zuordnungselektronik 13 unter Berücksichtigung der Zuordnung 13.2 den
jeweiligen Steuerbefehl erzeugt, der über die Aus- und Eingabeschnittstellen 15 zur
Steuerung der an die Basisstation 2 angeschlossenen Geräte dient.
Durch die individuelle Zuordnung der Bewertung 5.3 der Spracherkennung in dem
Handgerät 1 sowie durch die individuelle Zuordnung des übertragenen Befehlscodes
in der Zuordnung 13.2 der Basisstation zu bestimmten Steuerbefehlen oder
Befehlssequenzen ist das erfindungsgemäße System bei Übertragung eines
standardisierten Befehlscodes über die Datenverbindung 3 individuell an die
unterschiedlichsten Anwendungen anpaßbar. Weiterhin besteht durch die individuelle
Zuordnung insbesondere zwischen dem übertragenden Befehlscode und dem
generierten Steuerbefehl auch die Möglichkeit, auf bestimmte Aktionen je nach
verwendetem Handgerät 1 in unterschiedlicher Weise zu reagieren, d. h. beispielsweise
bei mehreren Basisstationen können einzelne Basisstationen nur auf ein oder mehrere
bestimmte Handgeräte 1 ansprechen und/oder bestimmte, gleichlautende akustische
an Handgeräten eingegebenen Sprachbefehle können durch die dortige individuelle
Zuordnung 7 unterschiedliche Befehlscode zugeordnet werden, um so beispielsweise
von unterschiedlichen Handgeräten 1 aus an ein und derselben Basisstation 2 oder
aber an unterschiedlichen Basisstationen 2 mit der gleichen Eingabe unterschiedliche
Befehle auszulösen, beispielsweise die Steuerung unterschiedlicher Geräte oder
Gerätegruppen. In Verbindung mit einer Sprecher abhängigen Sprachmustererkennung
in dem jeweiligen Handgerät 1 können auch bestimmte Funktionen personenabhängig
gesperrt oder freigegeben werden.
Das System besitzt weiterhin, wie ausgeführt Rückmeldungen von der Basisstation 2 an
das jeweilige Handgerät über tatsächlich ausgeführte Aktionen oder über den Status
bestimmter Aktionen. Weiterhin besitzt das System die Möglichkeit, über die
Schnittstellenanordnung 15 an der wenigstens einen Basisstation 2 den aktuellen Stand
angeschlossener Geräte sowie auch den Status der Basisstation und der mit dieser
verbundenen Handgeräte 1 zu erfassen, wobei diese Informationen auch an die
Handgeräte 1 zur dortigen Ausgabe übermittelt werden können.
Claims (11)
1. Sprachgesteuertes Fernbedienungssystem für elektrische Geräte, mit wenigstens
einem Handgerät (1) und mit wenigstens einem Basisgerät (2) zur Ansteuerung der
elektrischen Geräte in Abhängigkeit von codierten Steuersignalen, die von den
Handgeräten (1) an die Basisstation (2) übertragen werden, mit einer
Spracherkennung (5) in dem Handgerät (1) zur Erzeugung der codierten
Steuersignale durch Mustervergleich von über ein Mikrofon (6) des Handgerätes (1)
eingegebenen Sprachbefehlen und in einem Sprachmusterspeicher (5.1)
gespeicherten Daten sowie durch Zuordnung (7) der Spracherkennung zu jeweils
einem codierten Steuersignal, und mit einer Steuerelektronik in der Basisstation (2)
zur Auswertung und Zuordnung der empfangenen codierten Steuersignale, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zuordnung (7) der Spracherkennung zu den codierten
Steuersignalen im Handgerät (1) individuell einstellbar ist.
2. Fernbedienungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zuordnung (13.2) der codierten Steuersignale zu elektrische Geräte ansteuernden
Befehlen in der wenigstens einen Basisstation (2) einstellbar ist.
3. Sprachgesteuertes Fernbedienungssystem für elektrische Geräte, mit wenigstens
einem Handgerät (1) und mit wenigstens einem Basisgerät (2) zur Ansteuerung der
elektrischen Geräte in Abhängigkeit von codierten Steuersignalen, die von dem
Handgerät (1) an die Basisstation (2) übertragen werden, mit einer Spracherkennung
(5) in dem Handgerät (1) zur Erzeugung der codierten Steuersignale durch
Mustervergleich von über ein Mikrofon (6) des Handgerätes eingegebenen
Sprachbefehlen und in einem Sprachmusterspeicher gespeicherten Daten sowie
durch Zuordnung der Spracherkennung zu jeweils einem codierten Steuersignal,
und mit einer Steuerelektronik in der Basisstation (2) zur Auswertung und
Zuordnung der empfangenen codierten Steuersignale, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zuordnung der codierten Steuersignale zu die elektrischen Geräte ansteuernden
Befehlen in der wenigstens einen Basisstation (2) einstellbar ist.
4. Fernbedienungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zuordnung der Spracherkennung zu den codierten Steuersignalen im Handgerät (1)
individuell einstellbar ist.
5. Fernbedienungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß an dem Handgerät (1) eine Bestätigung für jeden erkannten
Sprachbefehl von der Spracherkennung ausgegeben wird.
6. Fernbedienungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Basisstation (2) aufgrund von Steuersignalen den Status der
angeschlossenen Geräte erfaßt, und daß Mittel vorgesehen sind, mit denen dieser
Status optisch oder akustisch ausgegeben wird.
7. Fernbedienungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Basisstation (2) den Status der Geräte an das wenigstens
eine Handgerät (1) überträgt, und daß Mittel vorgesehen sind, um diesen Status an
dem Handgerät akustisch oder optisch auszugeben.
8. Fernbedienungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch die Verwendung von mehreren Handgeräten (1).
9. Fernbedienungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zuordnung (7) von Handgerät (1) zu Handgerät individuell einstellbar ist.
10. Fernbedienungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch die Verwendung von mehreren Basisstationen (2).
11. Fernbedienungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zuordnung (13.2) von Basisstation (2) zu Basisstation individuell einstellbar ist.
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