TWI737220B

TWI737220B - 語音呼救系統

Info

Publication number: TWI737220B
Application number: TW109108848A
Authority: TW
Inventors: 王志強; 張迺森; 朱漢光; 朱家宏; 陳蕙美
Original assignee: 中興保全科技股份有限公司
Priority date: 2020-03-17
Filing date: 2020-03-17
Publication date: 2021-08-21
Also published as: TW202137153A

Abstract

語音呼救系統包含管制中心主機、雲服務端、語音輸入裝置、控制主機以及中繼裝置。雲服務端響應控制請求而發出控制命令。語音輸入裝置將呼救語音傳送至語音分析服務端，並接收語音分析服務端提供的語音分析結果，若語音分析結果與呼救關鍵字相符時，發出控制請求。控制主機響應控制命令而發出控制訊號，並響應求救訊號而發送救援通知至管制中心主機。中繼裝置包含訊號輸出端、訊號偵測電路以及控制器。控制器依據控制訊號，經由訊號輸出端發出致動訊號，並透過訊號偵測電路偵測得訊號輸出端發出致動訊號時，發出求救訊號。

Description

語音呼救系統

本發明是有關於一種呼救系統，特別是有關於一種語音呼救系統。

目前，若發生如跌倒或心臟病發等緊急狀況，通常會採取撥打電話的方式來通知醫院派遣救護車，但在聯絡地址等資訊時便需要花費許多時間，拖延救援時間。並且，倘若當事人獨自在家，也無法開門讓救援人員進入，使得救援作業困難重重。

鑒於上述說明，本發明提供一種語音呼救系統，適於對危急發生時，相應觸發設備控制、救援通知和人員派遣。

依據一些實施例，語音呼救系統包含一管制中心主機、一雲服務端、一語音輸入裝置、一控制主機以及一中繼裝置。雲服務端經由一網路接收一控制請求，並響應控制請求經由網路發出一控制命令。語音輸入裝置包含一收音器、一儲存器、一第一網路介面以及一第一處理器。收音器接收一呼救語音。儲存器儲存一呼救關鍵字。第一網路介面經由網路將呼救語音傳送至一語音分析服務端，並接收語音分析服務端提供的一語音分析結果。第一處理器於語音分析結果與呼救關鍵字相符時，經由網路發出控制請求至雲服務端。控制主機設置於一客戶端。控制主機包含一第二網路介面、一主機端通訊介面以及一第二處理器。第二網路介面連接網路，接收雲服務端發出的控制命令。第二處理器響應控制命令經由主機端通訊介面發出一控制訊號，並響應一求救訊號經由第二網路介面發送一救援通知至管制中心主機。中繼裝置設置於客戶端。中繼裝置包含一訊號輸出端、一訊號偵測電路、一受控端通訊介面以及一控制器。訊號輸出端連接一受控裝置。訊號偵測電路連接訊號輸出端，以監測訊號輸出端。受控端通訊介面接收控制主機發送的控制訊號。控制器依據控制訊號，經由訊號輸出端發出一致動訊號至受控裝置，並透過訊號偵測電路偵測得訊號輸出端發出致動訊號時，經由受控端通訊介面發出求救訊號至控制主機。

依據一些實施例，語音呼救系統更包含一按鈕開關。按鈕開關連接訊號偵測電路，當按鈕開關作動時，按鈕開關發出一按鈕訊號，其中當控制器透過訊號偵測電路偵測得按鈕訊號時，控制器經由受控端通訊介面發出求救訊號至控制主機。

依據一些實施例，按鈕開關包含多個按壓部，當該些按壓部被實質地同時按壓時，作動按鈕開關。

依據一些實施例，語音呼救系統更包含一車用主機。車用主機設置於一救援車輛上，其中管制中心主機在接收到救援通知時，發出一車輛派遣訊號至車用主機，以通知救援車輛前往客戶端。

依據一些實施例，救援車輛的類型區分為一配備心臟電擊器類型及一無配備心臟電擊器類型，管制中心主機儲存有對應客戶端的一心臟病風險資料，管制中心主機響應救援通知並依據心臟病風險資料，發出車輛派遣訊號至配備心臟電擊器類型或無配備心臟電擊器類型的救援車輛。

依據一些實施例，受控裝置為一智慧床，智慧床依據致動訊號偵測是否有人臥床，並在未有人臥床時，經由中繼裝置的受控端通訊介面發出求救訊號至控制主機。

依據一些實施例，語音呼救系統更包含一定位感測器，偵測一使用者於該客戶端所身處之位置，而產生一定位訊號，其中該控制主機的該第二處理器響應該求救訊號並經由該第二網路介面發送該救援通知及該定位訊號至該管制中心主機。

依據一些實施例，雲服務端經由網路自一使用者裝置接收對應呼救關鍵字的一關鍵字設定，並將關鍵字設定傳送至語音輸入裝置，以更新語音輸入裝置中的呼救關鍵字。

依據一些實施例，儲存器儲存呼救關鍵字及一授權使用者之一聲紋模型，第一處理器依據呼救語音，對照聲紋模型，以識別呼救語音是否對應授權使用者，當呼救語音非對應授權使用者時，第一網路介面不傳送呼救語音至語音分析服務端。

依據一些實施例，第一處理器依據呼救語音中的一啟動指令，而使第一網路介面將呼救語音傳送至語音分析服務端。

因此，依據一些實施例，使用者可輸入自行定義的關鍵字設定，以使透過呼救關鍵字，例如「救命啊」即可迅速啟動一或多個受控裝置(例如空調、警報鈴、物聯網設備等等)，以使管制中心主機可快速給予適當的救援，並藉由使用者的心臟病風險資料及配置在車輛上的心臟電擊器，以使當使用者說出呼救關鍵字的同時，管制中心主機除了給予一般救援外，額外快速提供心臟電擊器給使用者，提升使用者的安全及生存機率。此外，利用啟動指令可避免誤觸語音求救系統，以減少資源的浪費。

10:管制中心主機

20:雲服務端

30:語音輸入裝置

31:收音器

33:儲存器

35:第一網路介面

37:第一處理器

40:控制主機

41:第二網路介面

43:主機端通訊介面

45:第二處理器

50:中繼裝置

51:訊號輸出端

53:訊號偵測電路

55:受控端通訊介面

57:控制器

60:受控裝置

70:語音分析服務端

100:語音呼救系統

200:按鈕開關

203A、203B:按壓部

400:車用主機

403:救援車輛

603:智慧床

[圖1]為本發明一實施例之語音呼救系統之方塊示意圖；[圖2]為本發明一實施例之按鈕開關及中繼裝置的方塊示意圖；[圖3A]為本發明一實施例之按鈕開關之立體圖；[圖3B]為本發明一實施例之按鈕開關之立體圖；[圖4]為本發明一實施例之車用主機及救援車輛之架構圖；[圖5A]為本發明一實施例之智慧床之立體圖；以及[圖5B]為本發明一實施例之智慧床之立體圖。

參照圖1，圖1為本發明一實施例之語音呼救系統100之方塊示意圖。語音呼救系統100包含一管制中心主機10、一雲服務端20、一語音輸入裝置30、一控制主機40以及一中繼裝置50。雲服務端20提供遠端操控功能，可經由一網路接收語音輸入裝置30發出的一控制請求，並響應控制請求經由網路發出一控制命令。管制中心主機10設置在管制中心。管制中心主機10與控制主機40連線，可供管制入員實時監控控制主機40發送的訊號。語音輸入裝置30、控制主機40以及中繼裝置50設置在客戶端。控制主機40透過中繼裝置50能連接受控裝置60，以依據控制命令對受控裝置60進行控制。

語音輸入裝置30包含一收音器31、一儲存器33、一第一網路介面35以及一第一處理器37。第一處理器37連接收音器31、儲存器33及第一網路介面35。收音器31接收一呼救語音。儲存器33儲存一呼救關鍵字。第一網路介面35經由網路將呼救語音傳送至一語音分析服務端70，並接收語音分析服務端70提供的一語音分析結果。第一處理器37於語音分析結果與呼救關鍵字相符時，經由網路發出控制請求至雲服務端20。

控制主機40包含一第二網路介面41、一主機端通訊介面43以及一第二處理器45。第二處理器45連接第二網路介面41以及主機端通訊介面43。第二網路介面41連接網路，接收雲服務端20發出的控制命令。第二處理器45響應控制命令經由主機端通訊介面43發出一控制訊號，並響應一求救訊號經由第二網路介面41發送一救援通知至管制中心主機10。

中繼裝置50包含一訊號輸出端51、一訊號偵測電路53、一受控端通訊介面55以及一控制器57。控制器57連接訊號輸出端51、訊號偵測電路53及受控端通訊介面55。訊號輸出端51連接一受控裝置60。訊號偵測電路53連接訊號輸出端51，以監測訊號輸出端51。受控端通訊介面55接收控制主機40發送的控制訊號。控制器57依據控制訊號，經由訊號輸出端51發出一致動訊號至受控裝置60，並透過訊號偵測電路53偵測得訊號輸出端51發出致動訊號時，經由受控端通訊介面55發出求救訊號至控制主機40。

使用者可對語音輸入裝置30說出包含呼救關鍵字的話語來觸發控制主機40，並經由中繼裝置50致動受控裝置60(例如使門窗打開)，並且透過致動訊號連動產生求救訊號，使得控制主機40發出救援通知至管制中心主機10，管制中心主機10在接收到救援通知後，管制人員即可施予合適的救援措施。例如呼叫救護車前往客戶端或通報警察局等，令客戶端之使用者可快速得到適當的救援，且不需要其他費時的操作，例如打電話求救，開門窗等。

前述第一處理器37、第二處理器45以及控制器57例如但不限於中央處理器(CPU,Central Processing Unit)、微處理器(Microprocessor)、特定應用積體電路(ASIC,Application-specific Integrated Circuit)、系統單晶片(SOC,System on a Chip)等。前述儲存器33例如但不限於揮發性記憶體(如隨機存取記憶體(RAM))、非揮發性記憶體(如唯讀記憶體(ROM))、硬碟、固態硬碟等。前述收音器31例如但不限於麥克風等。

前述第一網路介面35、第二網路介面41可以提供網路通訊服務，透過網路以與其他裝置做通訊，例如但不限於無線傳輸之通訊介面，如無線熱點(Wi-Fi)、行動通訊等，也可以是有線傳輸之通訊介面，如乙太網路(Ethernet)等。前述主機端通訊介面43以及受控端通訊介面55可以提供本地端短距通訊功能，以與其他裝置通訊，例如但不限於是無線傳輸之通訊介面，如藍芽、無線熱點、行動通訊、近距離無線通訊(NFC，Near-field communication)，也可以是有線傳輸之通訊介面，例如乙太網路、通用序列匯流排(Universal Serial Bus,USB)等。在一些實施例中，第二網路介面41及主機端通訊介面43可整合為單一的通訊介面。

前述語音輸入裝置30例如但不限於智慧音箱、智慧助理等。前述雲服務端20、語音分析服務端70例如但不限於一或多台伺服器。前述訊號輸出端51例如但不限於輸出入接腳(GPIO，General purpose input output)等。前述受控裝置60例如但不限於門、空調、警報鈴等等。

在一些實施例中，語音分析服務端70可以將一段語音進行語音識別、自然語言理解處理等等(例如Google Home的語音分析伺服器)，以將接收到的呼救語音做分析，並執行語音轉文字處理而生成語音分析結果。語音分析結果可以為將語音轉為文字的文字檔。

在一些實施例中，語音分析結果與呼救關鍵字相符，舉例來說，語音分析結果包含語音中的多個詞彙，該些詞彙的其中一個、多個或全部與呼救關鍵字相符。在一些實施例中，第一處理器37用以比對語音分析結果與呼救關鍵字是否相符，若語音分析結果與呼救關鍵字相符時，第一處理器37經由第一網路介面35並透過網路發出控制請求至雲服務端20。在一些實施例中，第一處理器37於語音分析結果與呼救關鍵字相符時，經由第一網路介面35並透過網路發出控制請求至雲服務端20。

在一些實施例中，控制訊號為一位準訊號。例如，控制訊號為高位準訊號時，控制器57控制訊號輸出端51發出致動訊號至受控裝置60。但並不以此為限，例如控制訊號為低位準訊號時，控制器57控制訊號輸出端51發出致動訊號至受控裝置60。

在一些實施例中，控制器57與訊號輸出端51之間為控制器57單方面控制訊號輸出端51，例如控制訊號輸出端51發出致動訊號至受控裝置60，然而控制器57無法直接偵測訊號輸出端51是否發出致動訊號，需透過直接耦接訊號輸出端51的訊號偵測電路53來偵測。在一些實施例中，控制主機40與中繼裝置50可以整合為單一的電子裝置。

在一些實施例中，訊號偵測電路53例如但不限於輸出入接腳中斷電路等。訊號偵測電路53連接訊號輸出端51，以監測訊號輸出端51是否發出致動訊號。舉例來說，致動訊號為一高位準訊號，當訊號輸出端51發出致動訊號時，訊號輸出端51從低位準轉為高位準，訊號偵測電路53啟動一上升緣觸發動作，並通知控制器57，使控制器57經由受控端通訊介面55發出求救訊號至控制主機40，但並不以此為限。例如致動訊號為一低位準訊號，訊號偵測電路53啟動一下降緣觸發動作。

在一些實施例中，控制主機40更包含一人機介面，使用者可經由人機介面設定多個情境及該些情境分別對應的呼救關鍵字與可致動的受控裝置60。例如使用者設定發生火災的情境，對應的呼救關鍵字為失火，且對應的可致動的受控裝置60為灑水器及排煙閥。舉另一例來說明，使用者設定搶劫的情境，對應的呼救關鍵字為小偷，且對應的可致動的受控裝置60為警報鈴及門、窗。控制主機40的第二處理器45經由第二網路介面41並透過網路傳送該些情境設定及該些情境對應的呼救關鍵字與可致動的受控裝置60至語音輸入裝置30，使得當使用者設定的情境被觸發時，管制中心主機10可透過不同的情境設定給予不同的救援措施，例如若為火災的情境觸發時，管制中心主機10即呼叫消防車至客戶端；若為搶劫的情境觸發時，管制中心主機10即通報警察局。在此，人機介面例如但不限於由按鈕、旋鈕、觸碰螢幕、語音輸入等方式所構成的輸入介面。

參照圖2，圖2為本發明一實施例之按鈕開關200及中繼裝置50的方塊示意圖。在一些實施例中，按鈕開關200連接訊號偵測電路53，當按鈕開關200作動時，按鈕開關200發出一按鈕訊號，其中當控制器57透過訊號偵測電路53偵測得按鈕訊號時，控制器57經由受控端通訊介面 55發出求救訊號至控制主機40。舉例來說，當按鈕開關200的按鈕被按壓時，按鈕開關200發出按鈕訊號，其中按鈕訊號為一高位準訊號，當按鈕開關200發出按鈕訊號時，按鈕開關200從低位準轉為高位準，訊號偵測電路53啟動一上升緣觸發動作，並通知控制器57，使控制器57經由受控端通訊介面55發出求救訊號至控制主機40，但並不以此為限。例如按鈕訊號為一低位準訊號，訊號偵測電路53啟動一下降緣觸發動作。在一些實施例中，按鈕開關200設置於客戶端。在一些實施例中，按鈕開關200例如但不限於槓桿開關(toggle switch)、按鍵開關、船型開關(rocker switch)、旋轉開關、側撥開關等。

參照圖1及圖2，在一些實施例中，當按鈕開關200的按鈕被按壓時，按鈕開關200發出按鈕訊號並經由訊號輸出端51發出致動訊號至受控裝置60。使按鈕開關200作動時，管制中心主機10可獲得救援通知，且受控裝置60也被致動。在一些實施例中，按壓部203A、203B可包含彈性導電元件，按壓按鈕開關200之按壓部203A、203B時，可藉由彈性導電元件觸發按鈕開關200之內部電路，以發出按鈕訊號。

參照圖3A及圖3B，圖3A為本發明一實施例之按鈕開關200之立體圖。圖3B為本發明一實施例之按鈕開關200之立體圖。在一些實例中，按鈕開關200包含多個按壓部203A、203B，當按壓部203A、203B被實質地同時按壓時，作動按鈕開關200。具體來說，如圖3A所示，按鈕開關200的按壓部203A、203B尚未被按壓，並未輸出按鈕訊號。如圖3B所示，按鈕開關200的按壓部203A、203B皆被按壓，而按鈕開關200即被作動，並發出按鈕訊號。以多個按壓部203A、203B需被實質地同時按壓時才能做動按鈕開關200可減少誤觸語音呼救系統100，避免資源的浪費。

參照圖4，圖4為本發明一實施例之車用主機400及救援車輛403之架構圖。在一些實施例中，車用主機400設置於一救援車輛403上，管制中心主機10在接收到救援通知時，可自動或由人員手動，依據地理位置、救援車輛403的配備、等因素選擇合適派遣的救援車輛403，以將車輛派遣訊號發送至該救援車輛403的車用主機400，以通知救援車輛403前往客戶端。

在一些實施例中，救援車輛403的類型區分為一配備心臟電擊器(例如自動體外心臟去顫器(AED，Automated External Defibrillator))類型及一無配備心臟電擊器類型，管制中心主機10儲存有對應客戶端的一心臟病風險資料，管制中心主機10響應救援通知並依據心臟病風險資料，發出車輛派遣訊號至配備心臟電擊器類型或無配備心臟電擊器類型的救援車輛403。舉例來說，一客戶端的使用者透過一使用者裝置(例如手機、行動裝置、個人數位助理等)經由網路將自身的心臟病風險資料(例如心臟病史，心臟病發病的機率、家族遺傳的心臟病史、多久前心臟病發等)登錄至管制中心主機10，管制中心主機10在接收到救援通知後，依據對應的客戶端的心臟病風險資料，判斷觸發求救通知的客戶端是否為高機率發生心臟病的使用者。若為高機率發生心臟病的使用者，則管制中心主機10發出車輛派遣訊號至配備心臟電擊器類型的救援車輛403，使救援車輛403前往客戶端；若非高機率發生心臟病的使用者，則管制中心主機10發出車輛派遣訊號至無配備心臟電擊器類型的救援車輛403，使救援車輛403前往客戶端。由於心臟病發的黃金搶救時間非常短暫，因此透過提供配備心臟電擊器的救援車輛403給予高機率發生心臟病的使用者，可使若使用者在觸發求救通知後，發生心臟病或是因心臟病而需要救援時，能提供第一時間最快速的救援，以增加使用者的存活率。

參照圖1、圖5A及圖5B，圖5A為本發明一實施例之智慧床603之立體圖。圖5B為本發明一實施例之智慧床603之立體圖。受控裝置60為一智慧床603，智慧床603依據致動訊號偵測是否有人臥床，並在未有人臥床時，經由中繼裝置50的受控端通訊介面55發出求救訊號至控制主機40。舉例來說，如圖5B所示，智慧床603有人臥床。如圖5A所示，智慧床603無人臥床，若未有人臥床，智慧床經由中繼裝置50的受控端通訊介面55發出求救訊號至控制主機40，及後續讓管制中心主機10獲得救援通知，由於未有人臥床，可能是使用者從床上跌下來，因此，管制中心主機10可派遣配備有拐杖的救援車輛403(如圖4所示)前往客戶端。

在一些實例中，智慧床603具有嵌入式系統(Embedded System)，在接收到致動訊號後，智慧床603被啟動，開始偵測是否有人臥床，並在未有人臥床時，輸出一觸發訊號至與其連接的訊號偵測電路53(圖未示)，若訊號偵測電路53偵測到觸發訊號，則控制器57經由受控端通訊介面55發出求救訊號至控制主機40。在此，致動訊號及觸發訊號可以為一位準訊號，例如低位準訊號、高位準訊號等。

在一些實施例中，一個或多個定位感測器設置於客戶端，用以偵測一使用者於客戶端所身處之位置，而產生一定位訊號，其中控制主機40的第二處理器45響應求救訊號並經由第二網路介面41發送救援通知及定位訊號至管制中心主機10。定位感測器例如但不限於人體紅外線感測器、環場攝影機等等。舉例來說，環場攝影機以三百六十度全方位的環視客戶端環境，並透過影像辨識方式偵測使用者於客戶端相對應的位置，以產生定位訊號。例如：位於餐廳的定位感測器有偵測到使用者，其他定位器沒有偵測到人體，則定位訊號係指出使用者位於餐廳。控制主機40的第二處理器45響應求救訊號並經由第二網路介面41發送救援通知及定位訊號至管制中心主機10，使管制中心主機10可將定位訊號置入車輛派遣訊號後，可讓在救援車輛403上的急救人員能得知使用者於客戶端的位置，以節省尋找的時間。

在一些實例中，雲服務端20經由網路自一使用者裝置接收對應呼救關鍵字的一關鍵字設定，並將關鍵字設定傳送至語音輸入裝置30，以更新語音輸入裝置30中的呼救關鍵字。使用者裝置例如但不限於手機、行動裝置或個人數位助理等。使用者可透過使用者裝置設置關鍵字設定，使用者裝置透過網路傳送關鍵字設定至雲服務端20，並更新語音輸入裝置30中的呼救關鍵字，因此若使用者遇上搶匪時，可藉由自定義的呼救關鍵字，使搶匪無法得知使用者是否已尋求救援；或由於面臨生命危險時，經常只會下意識地喊幾個簡單的單字或語句，使用者可透過預先於使用者裝置設置關鍵字設定，來達到最貼近使用者的救援觸發。

在一些實施例中，使用者可經由使用者裝置設定多個情境及該些情境分別對應的呼救關鍵字與可致動的受控裝置60，並經由網路將該些情境設定及該些情境對應的呼救關鍵字與可致動的受控裝置60至雲服務端20，雲服務端20將該些情境對應的呼救關鍵字與可致動的受控裝置60傳送給語音輸入裝置30的儲存器33儲存。在此，情境設定及該些情境對應的呼救關鍵字與可致動的受控裝置60已於前述說明，故在此不再重複贅述。

在一些實施例中，儲存器33儲存呼救關鍵字及一授權使用者之一聲紋模型，第一處理器37依據呼救語音，對照聲紋模型，以識別呼救語音是否對應授權使用者，當呼救語音非對應授權使用者時，第一網路介面35不傳送呼救語音至語音分析服務端70。舉例來說，使用者預先透過語音輸入裝置30建立聲紋型，例如使用者對語音輸入裝置30口述特定語句，語音輸入裝置30從該語音中提取特徵向量(例如，提取基音輪廓、共振峰頻帶寬及其軌跡、性預測係數、自相關係數、反射係數、模擬人耳對聲音頻率感知的特性而得到聽覺特性參數(如Mel倒譜係數、感知線性預測)等)，並依據特徵向量建立授權使用者的聲紋模型，第一處理器37依據呼救語音並使用一或多個聲紋匹配演算法(例如，透過穩態特徵的統計分析(例如，利用均值、方差等統計量和機率密度函數進行匹配分類)、矢量量化方法、隱馬爾可夫模型方法(HMM，Hidden Markov Model)等)，來比對呼救語音是否與聲紋模型匹配，以識別呼救語音是否對應授權使用者。若呼救語音與聲紋模型不匹配，即代表此時說出呼救語音的人並非授權使用者，此時第一網路介面35不傳送呼救語音至語音分析服務端70，即不分析呼救語音與不產生後續的救援通知。

在一些實施例中，第一處理器37依據呼救語音中的一啟動指令，而使第一網路介面35將呼救語音傳送至語音分析服務端70。舉例來說，呼救語音為「OK Google救命啊」，其中啟動指令為「OK Google」，當使用者於呼救語音中說出包含啟動指令的語句，第一網路介面35才會將呼救語音傳送至語音分析服務端70，並產生後續救援通知。在一些實施例中，啟動指令可由使用者自定義。