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1、新能源汽車(chē)車(chē)輛語(yǔ)音控制系統(tǒng)
摘要:隨著近幾年車(chē)聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展和應(yīng)用,車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用到汽車(chē)上。文章針對(duì)現(xiàn)有車(chē)聯(lián)網(wǎng)車(chē)輛語(yǔ)音控制方案的缺陷,提出了基于云端的新能源汽車(chē)車(chē)輛語(yǔ)音控制設(shè)計(jì)方案,闡述了該方案原理及實(shí)現(xiàn)方式,為車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及功能的快速迭代更新提供了一種新的實(shí)現(xiàn)方式。
關(guān)鍵詞:新能源汽車(chē);語(yǔ)音控制;云端;車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù);系統(tǒng)設(shè)計(jì)
隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生?;谲?chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能汽車(chē)已成為各大汽車(chē)廠的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)。目前,我國(guó)已成為世界汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量第一大國(guó)[1],各種智能網(wǎng)聯(lián)黑科技和新玩法都陸續(xù)出現(xiàn)在了汽車(chē)上,在智能化道路上,新能源汽車(chē)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)走
2、在了道路的前沿。車(chē)聯(lián)網(wǎng)化應(yīng)用最廣且最受歡迎的是車(chē)輛語(yǔ)音控制,包括語(yǔ)音控制車(chē)窗、車(chē)門(mén)、空調(diào)、車(chē)燈、雨刮等等功能,為乘駕人員提供全新的、直接的、多元化的人機(jī)交互體驗(yàn),解放了用戶雙手,提高了乘駕人員的舒適度并進(jìn)一步提升了行車(chē)安全[2-3]。目前,車(chē)輛語(yǔ)音控制的實(shí)現(xiàn)方式基本是基于具有語(yǔ)音識(shí)別的車(chē)機(jī)端采集用戶指令,實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)義理解,車(chē)機(jī)端上CAN,通過(guò)CAN將指令傳到各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu),從而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛語(yǔ)音控制[4]。該方式具有一定的局限性,不同的車(chē)型,硬件接口不同時(shí),硬件接口需要跟隨變更;另外對(duì)硬件車(chē)機(jī)端依賴大,迭代升級(jí)周期長(zhǎng),無(wú)法應(yīng)對(duì)如今產(chǎn)品快速迭代、開(kāi)發(fā)的節(jié)奏。本文針對(duì)上述方式的局限性,以新能源汽車(chē)為
3、研究對(duì)象,提出基于云端的新能源汽車(chē)車(chē)輛語(yǔ)音控制設(shè)計(jì)方案,該方案既可實(shí)現(xiàn)車(chē)內(nèi)語(yǔ)音控制,也可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程車(chē)輛語(yǔ)音控制;可快速響應(yīng)整車(chē)開(kāi)發(fā)節(jié)奏,兼容性強(qiáng)。
1系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.1系統(tǒng)概述。基于云端的新能源汽車(chē)車(chē)輛語(yǔ)音控制系統(tǒng)主要包含以下三個(gè)部分:車(chē)端、智能設(shè)備、云端。三個(gè)部分相互交互,以云端為核心,負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)智能設(shè)備與車(chē)端之間的相互通信,因此該方案實(shí)現(xiàn)對(duì)云端要求較高,不完全依賴于車(chē)機(jī)端硬件,系統(tǒng)的迭代與升級(jí)大部分依靠軟件升級(jí)便可實(shí)現(xiàn),且系統(tǒng)具有OTA功能,故方案實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、快速,可實(shí)現(xiàn)快速升級(jí)迭代,兼容性強(qiáng)。
1.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。車(chē)端主要負(fù)責(zé)車(chē)輛數(shù)據(jù)的采集
4、與指令發(fā)送;智能設(shè)備可以是以下三種形式之一,即智能手機(jī)客戶端APP、智能機(jī)器人、智能交互PAD,智能設(shè)備主要負(fù)責(zé)用戶語(yǔ)音指令的采集,實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)義理解;云端是指車(chē)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)與語(yǔ)音服務(wù)平臺(tái),通過(guò)語(yǔ)音平臺(tái)實(shí)現(xiàn)用戶指令的轉(zhuǎn)化,通過(guò)車(chē)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)實(shí)時(shí)掌握車(chē)輛狀態(tài)及將指令下發(fā)到車(chē)端實(shí)現(xiàn)車(chē)輛語(yǔ)音控制。
1.3系統(tǒng)工作原理。本系統(tǒng)基于云端實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的語(yǔ)音控制功能,所有語(yǔ)音指令、狀態(tài)信息及控制指令通過(guò)云端實(shí)現(xiàn)交互與反饋。其工作原理為:(1)語(yǔ)音采集。設(shè)備端具有語(yǔ)音采集模塊,采用用戶語(yǔ)音指令,上傳至云端進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別。(2)指令處理。云端將語(yǔ)音控制指令處理成對(duì)應(yīng)的控制指令,然后下發(fā)到車(chē)端的用戶連接
5、單位。(3)指令下發(fā)。用戶連接單位接收到控制指令之后,下發(fā)到整車(chē)CAN上。(4)指令執(zhí)行??刂浦噶钔ㄟ^(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)到達(dá)對(duì)應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),從而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛控制。(5)結(jié)果反饋。執(zhí)行機(jī)構(gòu)將執(zhí)行狀態(tài)通過(guò)云端反饋到設(shè)備端,讓用戶知道語(yǔ)音指令是否已完成執(zhí)行。具體例子如圖2所示,智能設(shè)備端采集到用戶開(kāi)/關(guān)車(chē)燈的語(yǔ)音指令,在云端處理之后下發(fā)至車(chē)端,車(chē)端執(zhí)行完控制指令之后反饋執(zhí)行狀態(tài)到設(shè)備端,將執(zhí)行狀態(tài)通知給用戶。
2系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)
2.1智能設(shè)備端的開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)。智能設(shè)備端包含三種形態(tài),包括智能手機(jī)APP、智能機(jī)器人、智能交互PAD,任意一種形態(tài)都可以實(shí)現(xiàn)車(chē)輛語(yǔ)音控制功能。由于三種形態(tài)與整車(chē)直接
6、關(guān)聯(lián)少,因此可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的快速迭代與開(kāi)發(fā)。(1)APP端包含移動(dòng)端(iOS、Android)及后臺(tái)管理及API接口三部分。iOS端采用Object-C語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā),An-droid端采用Java語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)使用volley、okhttp、but-terknife等第三方庫(kù)集成,后臺(tái)管理采用Vue.js,antDesginpro框架,通過(guò)restfulAPI的形式向API接口進(jìn)行數(shù)據(jù)請(qǐng)求。API接口則采用Springboot,SpringCloud等框架技術(shù)。(2)智能機(jī)器人和智能交互PAD端包含硬件、軟件、API接口開(kāi)發(fā)。主要涉及硬件選型、硬件測(cè)試、UI交互、應(yīng)用開(kāi)發(fā)、軟件測(cè)試、數(shù)據(jù)接口匹配等。
7、
2.2云端開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)。云端包含車(chē)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)與語(yǔ)音服務(wù)平臺(tái)。車(chē)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)統(tǒng)一管理車(chē)輛,需開(kāi)發(fā)處理整車(chē)數(shù)據(jù)功能,管理用戶賬號(hào)功能,完成指令下發(fā)功能,實(shí)時(shí)掌握車(chē)輛運(yùn)行情況等。語(yǔ)音服務(wù)平臺(tái)需要開(kāi)發(fā)語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)義理解功能等。
2.3車(chē)端開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)。為實(shí)現(xiàn)車(chē)輛語(yǔ)音控制功能,車(chē)端也需要相應(yīng)的進(jìn)行一定的開(kāi)發(fā)。主要包括:(1)用戶連接單元:負(fù)責(zé)整車(chē)數(shù)據(jù)采集、指令下發(fā)至整車(chē)。(2)整車(chē)控制器:實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制或者語(yǔ)音控制時(shí)整車(chē)的上下電。(3)車(chē)身控制器:實(shí)現(xiàn)車(chē)門(mén)、車(chē)窗、車(chē)燈等控制。(4)空調(diào)控制器:實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音或者遠(yuǎn)程控制空調(diào)功能。
3結(jié)束語(yǔ)
車(chē)聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)在汽車(chē)行業(yè)
8、的應(yīng)用,它能夠收集汽車(chē)、行人與道路等相關(guān)信息,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),使信息共享并相互聯(lián)結(jié),實(shí)現(xiàn)人、車(chē)、路的智能協(xié)同控制。綜上所述,本文所提出的基于云端的新能源汽車(chē)車(chē)輛語(yǔ)音控制設(shè)計(jì)方案,不完全依賴于車(chē)機(jī)端的硬件,所有語(yǔ)音指令、狀態(tài)信息及控制指令通過(guò)云端實(shí)現(xiàn)交互與反饋,可快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的升級(jí)與迭代。同時(shí)隨著未來(lái)5G時(shí)代的到來(lái),該方案將為車(chē)輛語(yǔ)音控制的發(fā)展帶來(lái)全新的面貌。
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