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1、新能源汽車車輛語音控制系統(tǒng)
摘要:隨著近幾年車聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展和應用,車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)在已廣泛應用到汽車上。文章針對現(xiàn)有車聯(lián)網(wǎng)車輛語音控制方案的缺陷,提出了基于云端的新能源汽車車輛語音控制設(shè)計方案,闡述了該方案原理及實現(xiàn)方式,為車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及功能的快速迭代更新提供了一種新的實現(xiàn)方式。
關(guān)鍵詞:新能源汽車;語音控制;云端;車聯(lián)網(wǎng)技術(shù);系統(tǒng)設(shè)計
隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應運而生?;谲嚶?lián)網(wǎng)技術(shù)的智能汽車已成為各大汽車廠的競爭焦點。目前,我國已成為世界汽車產(chǎn)銷量第一大國[1],各種智能網(wǎng)聯(lián)黑科技和新玩法都陸續(xù)出現(xiàn)在了汽車上,在智能化道路上,新能源汽車以其獨特的優(yōu)勢走
2、在了道路的前沿。車聯(lián)網(wǎng)化應用最廣且最受歡迎的是車輛語音控制,包括語音控制車窗、車門、空調(diào)、車燈、雨刮等等功能,為乘駕人員提供全新的、直接的、多元化的人機交互體驗,解放了用戶雙手,提高了乘駕人員的舒適度并進一步提升了行車安全[2-3]。目前,車輛語音控制的實現(xiàn)方式基本是基于具有語音識別的車機端采集用戶指令,實現(xiàn)語音識別、語義理解,車機端上CAN,通過CAN將指令傳到各個執(zhí)行機構(gòu),從而實現(xiàn)車輛語音控制[4]。該方式具有一定的局限性,不同的車型,硬件接口不同時,硬件接口需要跟隨變更;另外對硬件車機端依賴大,迭代升級周期長,無法應對如今產(chǎn)品快速迭代、開發(fā)的節(jié)奏。本文針對上述方式的局限性,以新能源汽車為
3、研究對象,提出基于云端的新能源汽車車輛語音控制設(shè)計方案,該方案既可實現(xiàn)車內(nèi)語音控制,也可以實現(xiàn)遠程車輛語音控制;可快速響應整車開發(fā)節(jié)奏,兼容性強。
1系統(tǒng)設(shè)計
1.1系統(tǒng)概述。基于云端的新能源汽車車輛語音控制系統(tǒng)主要包含以下三個部分:車端、智能設(shè)備、云端。三個部分相互交互,以云端為核心,負責協(xié)調(diào)智能設(shè)備與車端之間的相互通信,因此該方案實現(xiàn)對云端要求較高,不完全依賴于車機端硬件,系統(tǒng)的迭代與升級大部分依靠軟件升級便可實現(xiàn),且系統(tǒng)具有OTA功能,故方案實現(xiàn)簡單、快速,可實現(xiàn)快速升級迭代,兼容性強。
1.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。車端主要負責車輛數(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,即智能手機客戶端APP、智能機器人、智能交互PAD,智能設(shè)備主要負責用戶語音指令的采集,實現(xiàn)語音識別、語義理解;云端是指車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺與語音服務(wù)平臺,通過語音平臺實現(xiàn)用戶指令的轉(zhuǎn)化,通過車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺實時掌握車輛狀態(tài)及將指令下發(fā)到車端實現(xiàn)車輛語音控制。
1.3系統(tǒng)工作原理。本系統(tǒng)基于云端實現(xiàn)車輛的語音控制功能,所有語音指令、狀態(tài)信息及控制指令通過云端實現(xiàn)交互與反饋。其工作原理為:(1)語音采集。設(shè)備端具有語音采集模塊,采用用戶語音指令,上傳至云端進行語音識別。(2)指令處理。云端將語音控制指令處理成對應的控制指令,然后下發(fā)到車端的用戶連接
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CAN上。(4)指令執(zhí)行??刂浦噶钔ㄟ^CAN網(wǎng)絡(luò)到達對應執(zhí)行機構(gòu),從而實現(xiàn)車輛控制。(5)結(jié)果反饋。執(zhí)行機構(gòu)將執(zhí)行狀態(tài)通過云端反饋到設(shè)備端,讓用戶知道語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/關(guān)車燈的語音指令,在云端處理之后下發(fā)至車端,車端執(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)開發(fā)與實現(xiàn)
2.1智能設(shè)備端的開發(fā)與實現(xiàn)。智能設(shè)備端包含三種形態(tài),包括智能手機APP、智能機器人、智能交互PAD,任意一種形態(tài)都可以實現(xiàn)車輛語音控制功能。由于三種形態(tài)與整車直接
6、關(guān)聯(lián)少,因此可實現(xiàn)系統(tǒng)的快速迭代與開發(fā)。(1)APP端包含移動端(iOS、Android)及后臺管理及API接口三部分。iOS端采用Object-C語言進行開發(fā),An-droid端采用Java語言進行開發(fā)使用volley、okhttp、but-terknife等第三方庫集成,后臺管理采用Vue.js,antDesginpro框架,通過restfulAPI的形式向API接口進行數(shù)據(jù)請求。API接口則采用Springboot,SpringCloud等框架技術(shù)。(2)智能機器人和智能交互PAD端包含硬件、軟件、API接口開發(fā)。主要涉及硬件選型、硬件測試、UI交互、應用開發(fā)、軟件測試、數(shù)據(jù)接口匹配等。
7、
2.2云端開發(fā)與實現(xiàn)。云端包含車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺與語音服務(wù)平臺。車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺統(tǒng)一管理車輛,需開發(fā)處理整車數(shù)據(jù)功能,管理用戶賬號功能,完成指令下發(fā)功能,實時掌握車輛運行情況等。語音服務(wù)平臺需要開發(fā)語音識別、語義理解功能等。
2.3車端開發(fā)與實現(xiàn)。為實現(xiàn)車輛語音控制功能,車端也需要相應的進行一定的開發(fā)。主要包括:(1)用戶連接單元:負責整車數(shù)據(jù)采集、指令下發(fā)至整車。(2)整車控制器:實現(xiàn)遠程控制或者語音控制時整車的上下電。(3)車身控制器:實現(xiàn)車門、車窗、車燈等控制。(4)空調(diào)控制器:實現(xiàn)語音或者遠程控制空調(diào)功能。
3結(jié)束語
車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)在汽車行業(yè)
8、的應用,它能夠收集汽車、行人與道路等相關(guān)信息,通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù),使信息共享并相互聯(lián)結(jié),實現(xiàn)人、車、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車輛語音控制設(shè)計方案,不完全依賴于車機端的硬件,所有語音指令、狀態(tài)信息及控制指令通過云端實現(xiàn)交互與反饋,可快速實現(xiàn)產(chǎn)品的升級與迭代。同時隨著未來5G時代的到來,該方案將為車輛語音控制的發(fā)展帶來全新的面貌。
參考文獻:
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