[发明专利]飞机驾驶舱语音指令控制系统及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种语言指令控制系统，尤其涉及飞机驾驶舱语音指令控制系统及其操作方法，属于航空领域中的语音处理技术。

背景技术

语言是人类表达最自然、最有效的方法，语音的输入无需占用界面上的特殊空间，语音还具有无方向性、允许存在距离间隔，还可以解放出双眼和手，因此适应于在许多特定环境中的使用。例如，使用“语音拨号”,人们只需一次性地“读入”人名或电话号码，就能方便的进行拨号操作；语音查询则可用于旅游业及服务业的各种查询系统，如语音自动导游系统，游客可以通过与系统的交互式对话，获取自己感兴趣的景点相关信息；对于伤残者，能够全部使用声音控制的各种现代电器和办公设备可以给他们带来极大的生活工作便利；在通信方面，通过“语音识别—机器翻译—语音合成”将一种语音直接转换成另一种语言，实现两种语言之间的直接通信；在工业控制方面，对于在一些工作环境恶劣或手工难以操作的地方，均可通过语音发出相应的控制命令，让设备完成各种工作。

信息科学的发展、技术的进步对指挥控制的技术提出了更高的要求，语音识别将是车载、机载、舰载综合电子设备中一项不可缺少的内容，机载语音识别技术的研究对于飞机驾驶员在高速行驶中发出各种必要的控制命令，提高整个作战系统的反应速度，有着重要的意义。在有效减少离杆操作、降低飞行员的操作负担、实现飞行员的思维决策与任务操作的直接对接、保持思维过程的连续性、提高飞行安全等方面，语音指令控制方式都具备其独特的优势。

发明内容

本发明的目的在于解决上述的技术问题，提出飞机驾驶舱语音指令控制系统及其操作方法。

本发明的第一个目的，飞机驾驶舱语音指令控制系统，其特征在于：包括语音识别单元、控制单元和输出单元；

所述语音识别单元包括依次串联的语音输入模块、语音预处理模块和语音识别模块；

所述控制单元包括控制模块及与控制模块相连的语音指令设置模块和语音识别启动模块；

所述输出单元包括命令输出模块和语音输出模块，其中命令输出模块由命令反馈模块和命令执行模块组成；

所述控制模块与语音识别模块之间由RS232总线相连，所述控制模块的输出端分别连接命令输出模块和语音输出模块；所述语音指令设置模块的输出端与语音识别模块相连，所述命令反馈模块的输出端与控制模块相连。

优选的，所述语音输入模块包括依次串联的麦克风阵列、语音信号处理模块和语音信号输出模块。

优选的，所述语音预处理模块包括依次串联的预滤波模块、采样模块、A/D转换模块、分频模块和频率提升模块。

优选的，所述语音识别模块包括依次串联的端点检测模块、特征提取模块、信息比对模块和命令ID输出模块。

优选的，所述控制模块包括依次串联的语音命令发送模块、串口发送/接收模块、命令ID识别模块和命令判断模块。

优选的，所述语音识别模块为DSP、ARM或FPGA语音识别模块。

优选的，所述控制模块为FPGA控制模块或单片机。

本发明的第二个目的，飞机驾驶舱语音指令控制系统的操作方法，其特征在于包括如下步骤：

a.语音指令设置步骤，在语音指令设置模块中，将需要识别的语音指令设置好成为语音命令库；

b.启动语音识别命令步骤，通过语音识别启动模块启动语音识别命令；

c.语音处理及识别步骤，语音输入模块接收到外界的语音，传输至语音预处理模块，语音预处理模块将语音做端点检测处理，提取出语音的特征，并与语音指令设置模块中的语音命令库作对比，找出语音与语音命令库内最匹配的一条语音指令；

d.匹配语音数据传输步骤，语音识别模块将匹配到的语音指令数据通过RS232总线发送至控制模块；

e.命令输出步骤，控制模块将语音指令数据发送至命令输出模块内；

f.指令执行及反馈步骤，命令输出模块接收到语音指令数据，驱动命令执行模块执行指令，并同时驱动命令反馈模块将反馈信息传送至控制模块；

g.语音反馈步骤，控制模块接收到反馈信息后驱动语音输出模块输出机器语音，反馈给语音的发出者。

优选的，当步骤c中，外界的语音与语音命令库匹配失败时，语音识别模块则生成匹配失败数据，语音识别模块将匹配失败数据通过RS232总线发送至控制模块，控制模块进行记录，并生成匹配失败信息驱动语音输出模块输出机器语音，反馈给语音的发出者。