專利名稱：車輛導航裝置語音控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛導航裝置，更具體涉及語音控制車輛導航的語音控制實現(xiàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的車輛導航裝置大多采用觸摸屏和遙控器作為使用者操作車輛導航裝置的手段，在駕駛過程中，操作非常不方便，且存在安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種車輛導航裝置的語音控制實現(xiàn)系統(tǒng)，實現(xiàn)車輛導航裝置的語音控制，使用者通過麥克風輸入控制指令或地圖地名，車輛導航裝置識別出指令或地名，并作相應(yīng)的處理。
本發(fā)明的技術(shù)方案是采用語音輸入裝置、存儲模塊和微處理器構(gòu)成車輛導航裝置語音控制系統(tǒng)，語音輸入裝置包括一個能夠接收聲音信號的麥克風和將聲音信號轉(zhuǎn)換成電子計算機能夠識別的電信號的聲卡；存儲模塊和微處理器包括識別出語音信息的語音識別模塊、判斷語音信息是控制指令還是地圖地名的指令判別模塊、進行相應(yīng)的指令處理或地名查詢顯示的指令處理模塊和將漢字轉(zhuǎn)換成拼音的漢字-拼音轉(zhuǎn)換模塊；存儲模塊和微處理器對來自聲卡的信號進行存儲及處理，麥克風輸出端連接聲卡輸入端，聲卡輸出端連接存儲模塊，存儲模塊與微處理器相互通訊。
其中，語音識別模塊通過使用微軟的語音識別開發(fā)包MicrosoftSpeech SDK實現(xiàn)。
指令判別模塊首先在控制指令庫中搜索，看識別出的語音信息是否為控制指令，如果搜索到控制指令，轉(zhuǎn)到相應(yīng)的控制指令處理模塊；如果未能搜索到控制指令，則通過確認是否為地圖地名，來進行地圖地名查詢。
在地圖地名查詢中，由于漢語存在同聲異字現(xiàn)象，有可能在地名查詢過程中，出現(xiàn)搜索的地名和實際地名同聲異字，因此需要采用特定的搜索算法來完成地圖地名的查詢。
本發(fā)明提出了拼音字形雙層匹配算法。識別出漢字后，通過漢字-拼音轉(zhuǎn)換模塊，得到相應(yīng)的拼音全寫和漢字拼音首字母的組合。漢字-拼音轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)漢字編碼標準GB2312，計算漢字對應(yīng)的計算機編碼。通過建立漢字-拼音碼對照表，根據(jù)漢字的編碼得到漢字的拼音。
在事先準備好的地名數(shù)據(jù)庫中，首先查詢是否有相應(yīng)的漢字地名與識別出的漢字地名對應(yīng)，如果查詢出結(jié)果，輸出結(jié)果等待使用者確認；如果未能查詢到地名，再通過轉(zhuǎn)換的拼音全寫和漢字拼音的首字母，在地名數(shù)據(jù)庫中查尋匹配度最大的拼音地名。然后輸出查詢結(jié)果等待使用者確認。
需要設(shè)計的地名數(shù)據(jù)庫，不僅要包括地名，還要包括地名的漢字拼音首字母和地名的拼音全寫部分。采用Access數(shù)據(jù)庫形式。
通過采用上述方案，解決了車輛導航裝置的語音控制問題，使用者在駕駛過程中可以通過語音控制的形式操作車輛導航裝置，提高了車輛導航裝置的使用便利性，降低了使用者手動操作引起的危險因素，并使語音控制更準確、實用。


圖1為本發(fā)明方框圖；圖2語音控制單元圖；圖3語音識別模塊流程圖；圖4指令判別模塊流程圖；圖5指令處理模塊流程圖；圖6漢字-拼音轉(zhuǎn)換圖；圖7地圖查詢流程；圖8是地名數(shù)據(jù)庫示意圖。
具體實施例方式麥克風連接聲卡將聲音信號輸入至聲卡，聲卡為USB外置聲卡，聲卡將聲音信號轉(zhuǎn)換成電子計算機能夠識別的電信號，輸出至存儲模塊，存儲模塊和微處理器對來自聲卡的信號進行存儲及處理，存儲模塊和微處理器包括識別出語音信息的語音識別模塊、判斷語音信息是控制指令還是地圖地名的指令判別模塊、進行相應(yīng)的指令處理或地名查詢顯示的指令處理模塊和將漢字轉(zhuǎn)換成拼音的漢字-拼音轉(zhuǎn)換模塊，其中語音識別模塊接收并識別出使用者的語音信息，通過指令判別模塊判斷語音信息是指令還是地圖地名，再通過指令處理模塊進行相應(yīng)的指令處理或地名查詢顯示，指令處理可以根據(jù)指令將地圖進行放大、縮小及翻轉(zhuǎn)，語音信息是地圖地名時，通過漢字-拼音轉(zhuǎn)換模塊進行地圖聲名查詢。
1、語音識別模塊使用者通過麥克風輸入語音后，語音識別模塊將使用者所說的話識別成漢字或指令。該模塊通過使用微軟的語音開發(fā)包(Microsoft Speech SDK)完成。
具體實現(xiàn)流程a、初始化語音COM接口；b、聲明語音識別引擎，語音識別上下文，語音識別語法和興趣事件；c、編制語音控制XML格式語法；d、編寫語音識別處理函數(shù)，對識別結(jié)果作相應(yīng)處理。
2、指令判斷模塊語音識別模塊識別出結(jié)果后，在語音控制指令庫中查尋結(jié)果，看識別出的語音為控制指令還是地圖地名。如果在語音控制指令庫中查到結(jié)果，則為控制指令；如果在語音控制指令庫中未查到結(jié)果，則認為是地圖地名。
3、指令處理模塊如果為控制指令，轉(zhuǎn)到控制轉(zhuǎn)移模塊，與導航設(shè)備程序相結(jié)合，完成控制指令操作；如果為地圖的地名，則通過漢字-拼音轉(zhuǎn)換模塊，得到地圖地名的拼音全稱和首字母的縮寫，然后將地名和拼音傳送到地圖查詢模塊，進行地名的查詢。
4、控制轉(zhuǎn)移模塊指令處理模塊與導航設(shè)備程序的轉(zhuǎn)移接口，根據(jù)事先準備好的控制指令庫判斷應(yīng)該轉(zhuǎn)向?qū)Ш皆O(shè)備程序的對應(yīng)的功能函數(shù)。
本發(fā)明設(shè)計的控制指令包括1)地圖控制指令地圖放大、縮小、左移、右移、上移、下移；2)導航控制指令設(shè)置終點、計算路徑；3)地圖查詢指令地點查詢；5、漢字-拼音轉(zhuǎn)換模塊在由指令處理模塊轉(zhuǎn)移到地圖查詢模塊時，需要輸入漢字和拼音進行組合查詢。因此需要語音識別模塊識別出來的漢字所對應(yīng)的拼音。漢字-拼音轉(zhuǎn)換模塊用于將漢字轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的拼音。
漢字-拼音轉(zhuǎn)換模塊是根據(jù)漢字在計算機系統(tǒng)中的編碼特性來進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，每個漢字對應(yīng)一個漢字編碼，根據(jù)漢字的編碼計算漢字在漢字拼音碼對照表中的索引，通過查找漢字-拼音碼對照表，得到漢字相應(yīng)的拼音和拼音的首字母縮寫。
漢字到漢字編碼的轉(zhuǎn)換依據(jù)簡體中文GB2312標準完成。每個漢字在計算機中的編碼由兩個字節(jié)組成，每個字節(jié)是由一個16進制數(shù)組成，在表示簡體中文的這兩個字節(jié)中，第一個字節(jié)的標識范圍為0xB0-0xF7，第二個字節(jié)的標識范圍為0xA1-0xFE。用這兩個字節(jié)在此標識范圍之內(nèi)所能表示的漢字個數(shù)為(0xF7-0xB0+1)×(0xFE-0xA1+1)＝72×94＝6768。事實上字符映射表里的簡體漢字個數(shù)也為6768個。因而根據(jù)漢字拼音的十六進制編碼確定漢字在漢字表中的索引，使用公式[(漢字第一字節(jié)編碼-0xB0)×94+(漢字第二字節(jié)編碼-0xA1)]。
漢字-拼音碼對照表使用簡體中文漢字GB2312標準，實際的轉(zhuǎn)換過程通過使用Windows操作系統(tǒng)中自帶的“輸入法生成器”的逆轉(zhuǎn)換功能來實現(xiàn)。輸入法生成器在Windows98系統(tǒng)中間的“開始->附件->輸入法生成器”，在WindowsXP中“\ProgramFiles\WindowsNT\Accessories\Imegen.exe”位置。將微軟拼音輸入法的碼表文件“c\windows\system\winpy.mb”逆轉(zhuǎn)換為文本文件“c\winpy.txt”。這個文本文件就是漢字-拼音碼對照表。對每個漢字建立索引編號。便于通過索引完成拼音查詢。
6、地圖查詢模塊指令處理模塊與地圖數(shù)據(jù)庫間的接口，運用拼音字形雙層匹配查詢技術(shù)進行地圖地名的查詢，并將查詢結(jié)果傳送給車輛導航裝置的顯示單元，將結(jié)果顯示出來。
拼音字形雙層匹配查詢技術(shù)的步驟是(1)根據(jù)識別出來的漢字進行一次查詢，如果查詢出結(jié)果，輸出結(jié)果；結(jié)果為查到結(jié)果；轉(zhuǎn)到步驟2；(2)根據(jù)轉(zhuǎn)換的拼音首字母查詢首字母一樣的結(jié)果；查詢出結(jié)果后，在結(jié)果中根據(jù)拼音全寫進行二次查詢，查詢到匹配度最大的結(jié)果輸出。匹配度的大小根據(jù)拼音全寫中的字母匹配個數(shù)判斷。
7、符合拼音字形雙層查詢技術(shù)的地名數(shù)據(jù)庫拼音字形雙層查詢技術(shù)是要對字形和拼音進行組合查詢，因此地圖數(shù)據(jù)庫中除了常用的地名以外，還要有地名的拼音全寫和拼音首字母兩個單元。由于使用者常常對某些地名有縮寫的習慣，因此還要有常用的縮寫單元(如吉林大學，人們常常說“吉大”)，以及縮寫地名的拼音全寫和拼音首字母。
地名數(shù)據(jù)庫使用Microsoft Access數(shù)據(jù)庫。根據(jù)地點類型確定表名。表分為以下幾種類型賓館飯店、科研院所、旅游景點、餐飲娛樂、政府機關(guān)、運動場館、醫(yī)療衛(wèi)生、寫字樓、文化教育、商業(yè)網(wǎng)點、汽車服務(wù)、金融銀行、公司企業(yè)、地名簡稱。每個表包括以下幾個數(shù)據(jù)項地名、拼音全稱、拼音首字母。
權(quán)利要求
1.一種車輛導航裝置語音控制系統(tǒng)，其特征在于它由語音輸入裝置、存儲模塊和微處理器構(gòu)成，語音輸入裝置包括一個能夠接收聲音信號的麥克風和將聲音信號轉(zhuǎn)換成電子計算機能夠識別的電信號的聲卡；存儲模塊和微處理器包括識別出語音信息的語音識別模塊、判斷語音信息是控制指令還是地圖地名的指令判別模塊、進行相應(yīng)的指令處理或地名查詢顯示的指令處理模塊和將漢字轉(zhuǎn)換成拼音的漢字-拼音轉(zhuǎn)換模塊；存儲模塊和微處理器對來自聲卡的信號進行存儲及處理，麥克風輸出端連接聲卡輸入端，聲卡輸出端連接存儲模塊，存儲模塊與微處理器相互通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛導航裝置語音控制系統(tǒng)，其特征在于所述的語音識別模塊是將使用者所說的話識別成漢字或指令，該模塊通過使用微軟的語音開發(fā)包(Microsoft Speech SDK)完成，流程為a、初始化語音COM接口；b、聲明語音識別引擎，語音識別上下文，語音識別語法和興趣事件；c、編制語音控制XML格式語法；d、編寫語音識別處理函數(shù)，對識別結(jié)果作相應(yīng)處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛導航裝置語音控制系統(tǒng)，其特征在于所述指令判別模塊首先在控制指令庫中搜索，看識別出的語音信息是否為控制指令，如果搜索到控制指令，轉(zhuǎn)到相應(yīng)的控制指令處理模塊；如果未能搜索到控制指令，則通過確認是否為地圖地名，來進行地圖地名查詢。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛導航裝置語音控制系統(tǒng)，其特征在于所述的指令處理模塊將控制指令轉(zhuǎn)到控制轉(zhuǎn)移模塊，與導航設(shè)備程序相結(jié)合，完成控制指令操作；將地圖的地名，通過漢字-拼音轉(zhuǎn)換模塊，得到地圖地名的拼音全稱和首字母的縮寫，然后將地名和拼音傳送到地圖查詢模塊，進行地名的查詢。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛導航裝置語音控制系統(tǒng)，其特征在于所述的控制轉(zhuǎn)移模塊是指令處理模塊與導航設(shè)備程序的轉(zhuǎn)移接口，根據(jù)事先準備好的控制指令庫判斷應(yīng)該轉(zhuǎn)向?qū)Ш皆O(shè)備程序的對應(yīng)的功能函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛導航裝置語音控制系統(tǒng)，其特征在于所述的漢字-拼音轉(zhuǎn)換模塊是在由指令處理模塊轉(zhuǎn)移到地圖查詢模塊時，需要輸入漢字和拼音進行組合查詢，因此需要語音識別模塊識別出來的漢字所對應(yīng)的拼音，漢字-拼音轉(zhuǎn)換模塊用于將漢字轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的拼音。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、6所述的車輛導航裝置語音控制系統(tǒng)，其特征在于所述的漢字-拼音轉(zhuǎn)換模塊是根據(jù)漢字在計算機系統(tǒng)中的編碼特性來進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，每個漢字對應(yīng)一個漢字編碼，根據(jù)漢字的編碼計算漢字在漢字拼音碼對照表中的索引，通過查找漢字-拼音碼對照表，得到漢字相應(yīng)的拼音和拼音的首字母縮寫；漢字到漢字編碼的轉(zhuǎn)換依據(jù)簡體中文GB2312標準完成，每個漢字在計算機中的編碼由兩個字節(jié)組成，每個字節(jié)是由一個16進制數(shù)組成。
全文摘要
一種車輛導航裝置語音控制系統(tǒng)，涉及語音控制車輛導航的語音控制實現(xiàn)系統(tǒng)。采用語音輸入裝置、存儲模塊和微處理器構(gòu)成，語音輸入裝置包括一個能夠接收聲音信號的麥克風和將聲音信號轉(zhuǎn)換成電子計算機能夠識別的電信號的聲卡；存儲模塊和微處理器包括識別出語音信息的語音識別模塊、判斷語音信息是控制指令還是地圖地名的指令判別模塊、進行相應(yīng)的指令處理或地名查詢顯示的指令處理模塊和將漢字轉(zhuǎn)換成拼音的漢字－拼音轉(zhuǎn)換模塊。本發(fā)明能夠在駕駛過程中可以通過語音控制的形式操作車輛導航裝置，提高了車輛導航裝置的使用便利性。
文檔編號G01C21/26GK1841312SQ20061001654
公開日2006年10月4日 申請日期2006年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月19日
發(fā)明者楊兆升, 于德新, 楊楠, 王薇, 楊慶芳, 張 林, 汪健, 劉紅紅, 王媛 申請人:吉林大學