新能源汽車車輛語音控制系統(tǒng)

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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(yīng)用，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用到汽車上。文章針對(duì)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(jì)方案，闡述了該方案原理及實(shí)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(shí)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(jì) 隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)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(diǎn)。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(dú)特的優(yōu)勢(shì)走

2、在了道路的前沿。車聯(lián)網(wǎng)化應(yīng)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(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)一步提升了行車安全[2-3]。目前，車輛語音控制的實(shí)現(xiàn)方式基本是基于具有語音識(shí)別的車機(jī)端采集用戶指令，實(shí)現(xiàn)語音識(shí)別、語義理解，車機(jī)端上CAN，通過CAN將指令傳到各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而實(shí)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(shí)，硬件接口需要跟隨變更；另外對(duì)硬件車機(jī)端依賴大，迭代升級(jí)周期長，無法應(yīng)對(duì)如今產(chǎn)品快速迭代、開發(fā)的節(jié)奏。本文針對(duì)上述方式的局限性，以新能源汽車為

3、研究對(duì)象，提出基于云端的新能源汽車車輛語音控制設(shè)計(jì)方案，該方案既可實(shí)現(xiàn)車內(nèi)語音控制，也可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程車輛語音控制；可快速響應(yīng)整車開發(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車輛語音控制系統(tǒng)主要包含以下三個(gè)部分：車端、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。車端主要負(fù)責(zé)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(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)用戶語音指令的采集，實(shí)現(xiàn)語音識(shí)別、語義理解；云端是指車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)與語音服務(wù)平臺(tái)，通過語音平臺(tái)實(shí)現(xiàn)用戶指令的轉(zhuǎn)化，通過車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)實(shí)時(shí)掌握車輛狀態(tài)及將指令下發(fā)到車端實(shí)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(shí)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(shí)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(jìn)行語音識(shí)別。（2）指令處理。云端將語音控制指令處理成對(duì)應(yīng)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。控制指令通過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(shí)現(xiàn) 2.1智能設(shè)備端的開發(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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的快速迭代與開發(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語言進(jìn)行開發(fā)，An－droid端采用Java語言進(jìn)行開發(fā)使用volley、okhttp、but－terknife等第三方庫集成，后臺(tái)管理采用Vue.js，antDesginpro框架，通過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接口開發(fā)。主要涉及硬件選型、硬件測(cè)試、UI交互、應(yīng)用開發(fā)、軟件測(cè)試、數(shù)據(jù)接口匹配等。

7、 2.2云端開發(fā)與實(shí)現(xiàn)。云端包含車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)與語音服務(wù)平臺(tái)。車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)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(hào)功能，完成指令下發(fā)功能，實(shí)時(shí)掌握車輛運(yùn)行情況等。語音服務(wù)平臺(tái)需要開發(fā)語音識(shí)別、語義理解功能等。 2.3車端開發(fā)與實(shí)現(xiàn)。為實(shí)現(xiàn)車輛語音控制功能，車端也需要相應(yīng)的進(jìn)行一定的開發(fā)。主要包括：（1）用戶連接單元：負(fù)責(zé)整車數(shù)據(jù)采集、指令下發(fā)至整車。（2）整車控制器：實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制或者語音控制時(shí)整車的上下電。（3）車身控制器：實(shí)現(xiàn)車門、車窗、車燈等控制。（4）空調(diào)控制器：實(shí)現(xiàn)語音或者遠(yuǎn)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(yīng)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(shí)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(jì)方案，不完全依賴于車機(jī)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(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5G時(shí)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(xiàn)： [1]藍(lán)玉華.我國未來汽車新能源的發(fā)展趨勢(shì)研究[J].科技資訊，2015，07：236. [2]中商產(chǎn)業(yè)研究院.中國智能語音行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展前景研究報(bào)告（2018-2023年）[R].深圳：中商產(chǎn)業(yè)研究院，2018. [3]吳騰奇.車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀分析及展望[J].汽車工業(yè)研究，2016（4）：10-15. [4]練藝，曾曉輝.智能語音在汽車中的應(yīng)用[J].無線互聯(lián)科技，2018，12：23.