一种车辆方向盘的语音控制方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及车辆技术领域，特别是指一种车辆方向盘的语音控制方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

随着科技的进步，人们对于车辆的需求已经不再仅仅是出行的代步工具，对于车辆的智能化需求越来越高。然而，目前，对于车辆方向盘自身的转动，需要驾驶员手动操作完成，而不能通过人车交互控制方向盘自身的转动，操作繁琐，用户体验差。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种车辆方向盘的语音控制方法、装置、设备及存储介质，解决驾驶员对方向盘自身转动操作繁琐的问题。

基于上述目的，本发明第一方面提供了一种车辆方向盘的语音控制方法，该方法包括：

接收待识别语音指令；

识别所述待识别语音指令，并生成操作指令；

发送所述操作指令至电机，以使所述电机基于所述操作指令控制方向盘。

可选地，所述识别所述待识别语音指令，并生成操作指令，包括：识别所述待识别语音指令，并生成与所述待识别语音指令对应的文本信息；根据所述文本信息，生成操作指令。

可选地，所述识别所述待识别语音指令，并生成所述待识别语音指令对应的文本信息，包括：识别所述待识别语音指令中包含的待识别特征矢量；将所述待识别特征矢量与预先存储的特征库中的预设特征矢量进行匹配；基于匹配结果，生成与所述待识别语音指令对应的文本信息。

可选地，所述文本信息包括目标转角及目标转角速度；所述根据所述文本信息，生成操作指令，包括：接收实际转角及实际转角速度；将所述目标转角与所述实际转角做差值运算得转角差值，将所述目标转角速度与所述实际转角速度做差值运算得转角速度差值；基于所述转角差值及所述转角速度差值生成操作指令。

可选地，在所述识别所述待识别语音指令，并生成操作指令的步骤之前，所述方法还包括：判断所述待识别语音指令是否由驾驶员发出；若是，则执行识别所述待识别语音指令，并生成操作指令的步骤；若不是，则流程结束。

可选地，所述判断所述待识别语音指令是否由驾驶员发出，包括：提取所述待识别语音指令的待识别声纹特征；将所述待识别声纹特征与预先存储的声纹库中的预设声纹特征进行匹配；若所述声纹库中存在与所述待识别声纹特征相匹配的预设声纹特征，则判定所述待识别语音指令由驾驶员发出，执行识别所述待识别语音指令，并生成操作指令的步骤；若所述声纹库中不存在与所述待识别声纹特征相匹配的预设声纹特征，则判定所述待识别语音指令不是由驾驶员发出，流程结束。

基于相同的发明构思，本发明第二方面提供了一种车辆方向盘的语音控制装置，该装置包括：

接收模块，用于接收待识别语音指令；

识别模块，用于识别所述待识别语音指令，并生成操作指令；

发送模块，用于发送所述操作指令至电机，以使所述电机基于所述操作指令控制方向盘。

可选地，所述识别模块，包括：识别单元，用于识别所述待识别语音指令，并生成与所述待识别语音指令对应的文本信息；生成单元，用于根据所述文本信息，生成操作指令。

可选地，所述识别单元，具体用于：识别所述待识别语音指令中包含的待识别特征矢量；将所述待识别特征矢量与预先存储的特征库中的预设特征矢量进行匹配；基于匹配结果，生成与所述待识别语音指令对应的文本信息。

可选地，所述文本信息包括目标转角及目标转角速度；所述生成单元，具体用于：接收实际转角及实际转角速度；将所述目标转角与所述实际转角做差值运算得转角差值，将所述目标转角速度与所述实际转角速度做差值运算得转角速度差值；基于所述转角差值及所述转角速度差值生成操作指令。

可选地，所述装置还包括判断模块，所述判断模块用于在所述识别模块识别所述待识别语音指令，并生成操作指令之前，判断所述待识别语音指令是否由驾驶员发出；若是，则执行识别所述待识别语音指令，并生成操作指令的步骤；若不是，则流程结束。

可选地，所述所述判断模块，包括：提取单元，用于提取所述待识别语音指令的待识别声纹特征；匹配单元，用于将所述待识别声纹特征与预先存储的声纹库中的预设声纹特征进行匹配；判定单元，用于若所述声纹库中存在与所述待识别声纹特征相匹配的预设声纹特征，则判定所述待识别语音指令由驾驶员发出，执行识别所述待识别语音指令，并生成操作指令的步骤；若所述声纹库中不存在与所述待识别声纹特征相匹配的预设声纹特征，则判定所述待识别语音指令不是由驾驶员发出，流程结束。

基于相同的发明构思，本发明第三方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现本发明第一方面提供的车辆方向盘的语音控制方法

基于相同的发明构思，本发明第四方面提供了一种存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行本发明第一方面提供的车辆方向盘的语音控制方法。

从上面所述可以看出，本发明提供的车辆方向盘的语音控制方法、装置、设备及存储介质，通过接收语音指令，对语音指令进行识别并生成操作指令，然后将操作指令发送至电机，电机根据操作指令控制方向盘转动；对于方向盘的转动，通过语音指令即能控制，而不需要驾驶员的手动操作，减少了驾驶员的工作量，实现了智能转向。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的车辆方向盘的语音控制方法的流程示意图；

图2为本发明另一实施例提供的车辆方向盘的语音控制方法的流程示意图；

图3为本发明一示例性实施例示出的硬件架构示意图；

图4为图3中硬件架构的工作原理示意图；

图5为本发明实施例提供的车辆方向盘的语音控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

方向盘是驾驶者控制车辆转向的装置，是人与车交互的重要载体。随着技术的进步，方向盘由单一的控制车轮转向，向着智能化、多功能化发展，驾驶员通过方向盘上的物理按钮，可以直接控制车内很多的电子设备，如音响控制、空调调节、蓝牙电话、震动提醒等。尽管方向盘集成了很多控制功能，但方向盘自身的转动需要驾驶员手动操作，操作繁琐，用户体验差。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种车辆方向盘的语音控制方法、装置、设备及存储介质，通过接收语音指令，对语音指令进行识别并生成操作指令，然后将操作指令发送至电机，电机根据操作指令控制方向盘转动。该方法及装置可以应用于车载设备，例如车辆中的方向盘，方向盘内可以设置用于执行本实施例提供的方法的电子设备。

为了便于理解，下面结合附图对该车辆方向盘的语音控制方法进行详细说明。

图1为本发明实施例提供的车辆方向盘的语音控制方法的流程示意图。

该方法包括：

s1、接收待识别语音指令；

本发明实施例中，为了实现人与方向盘的交互，可以在客车方向盘内安装执行本方法的电子设备(以下简称本电子设备)。待识别语音指令为驾驶员通过语音向本电子设备发送的转动命令，在实际应用中，转动命令可以为向左转角500°、向右转角600°，转角速度为100度每秒等等，具体不做限定。

s2、识别所述待识别语音指令，并生成操作指令。

本发明实施例中，为了实现人与车更好的交互，接收到驾驶员发送的待识别语音指令后，首先对待识别语音指令进行识别，然后基于对待识别语音指令识别的结果生成操作指令，操作指令为控制电机运行的命令，例如，控制电机正转、反转等等，具体不做限定。

关于对待识别语音指令进行识别的具体过程，后续将进行具体说明，这里先不赘述。

s3、发送所述操作指令至电机，以使所述电机基于所述操作指令控制方向盘。

本发明实施例中，为了控制电机的转动，与电机进行通信，向电机发送操作指令，电机在接收到操作指令后按照操作指令控制客车方向盘的转动。

在实际应用中，可以通过pid控制电机的旋转方向和电流大小，以使客车方向盘达到目标转角及目标转角速度。

本发明实施例中，通过接收语音指令，对语音指令进行识别并生成操作指令，然后将操作指令发送至电机，电机根据操作指令控制方向盘转动；对于方向盘的转动，通过语音指令即能控制，而不需要驾驶员的手动操作，减少了驾驶员的工作量，实现了智能转向。

图2示出了另一种车辆方向盘的语音控制方法。如图2所示，

本发明实施例中，客车方向盘有两种工作模式，分别为手动控制模式和语音控制模式。在实际工作中，可以在客车方向盘上设置液晶显示屏，驾驶员可以通过液晶显示屏触摸选择手动控制模式或语音控制模式，进行手动控制模式和语音控制模式的切换；或者驾驶员直接用手转动方向盘，同样会自动退出语音控制模式，切换为手动控制模式。

在实际应用中，液晶显示屏还可以显示方向盘的转动情况以及方向盘是否处于零位，便于驾驶员随时查看。

客车启动时，方向盘的工作模式默认是手动控制模式；手动控制模式时，并不能通过语音指令控制客车方向盘的转动，电机根据手动拨动方向盘进行随速助力，同时，转向系统内的转角传感器和转速传感器将实时检测到的方向盘实际转角和实际转角速度反馈给本电子设备，并在液晶显示屏上进行实时显示；并且，方向盘的目标转角和目标转角速度也可以同时在液晶显示屏上进行显示。

客车启动后，驾驶员可以通过液晶显示屏进行触摸操作选择语音控制模式，此时，语音控制模式被激活。在实际应用中，接收到待识别语音指令时，应该首先判断待识别语音指令是否由驾驶员发出；则，在一些可能的实施方式中，该方法还包括：

判断待识别语音指令是否由驾驶员发出；

若是，则执行识别所述待识别语音指令，并生成操作指令的步骤；

若不是，则流程结束。

可以理解的是，首先对待识别语音指令是否由驾驶员发出，能够防止驾驶员以外的人员随意向本电子设备发送待识别语音指令，确保了行车安全性。在实际应用中，可以采用任意方法判断待识别语音指令是否由驾驶员发出，例如将待识别语音指令进行声纹比对等等，具体不做限定。则，在一些可能的实施方式中，判断待识别语音指令是否由驾驶员发出，包括：

提取待识别语音指令的待识别声纹特征；

将待识别声纹特征与预先存储的声纹库中的预设声纹特征进行匹配；

若声纹库中存在与待识别声纹特征相匹配的预设声纹特征，则判定待识别语音指令由驾驶员发出，执行识别待识别语音指令，并生成操作指令的步骤；

若声纹库中不存在与待识别声纹特征相匹配的预设声纹特征，则判定待识别语音指令不是由驾驶员发出，流程结束。

为了判断待识别语音指令是否由驾驶员发出，可以在本电子设备内预先存储包含该客车所有驾驶员的声纹特征的声纹库。接收待识别语音指令后，将待识别语音指令的声纹特征与声纹库中存储的声纹特征进行匹配。声纹是指用电声学仪器显示的携带言语信息的声波频谱，声纹特征包括音色、音长、音强、音高等特征。为了便于区分描述，将待识别语义指令的声纹特征定义为待识别声纹特征，将声纹库中的声纹特征定义为预设声纹特征。

声纹库中存在预设声纹特征与驾驶员的对应关系，即该客车的所有驾驶员的声音在声纹库中均能找到与之对应的声纹特征。在实际应用中，可以采用训练神经网络模型的方式建立声纹库。预先提取客车所有驾驶员的声纹特征作为训练数据，以所有声纹特征分别对应的驾驶员作为训练标签，对神经网络进行训练，得到声纹特征模型；预先提取的客车所有驾驶员的声纹特征即为预设声纹特征。当接收到待识别语音指令后，提取待识别语音指令的待识别声纹特征，将待识别声纹特征输入声纹特征模型中，如果待识别声纹特征与预设声纹特征能够匹配成功，即可输出待识别声纹特征对应的驾驶员。

为了判断待识别声纹特征是否为客车驾驶员的声纹特征，将待识别声纹特征与声纹库中的预设声纹特征进行匹配；如果待识别声纹特征能够与预设声纹特征匹配成功，则判定待识别声纹特征为驾驶员的声纹特征，待识别语音指令为驾驶员发出，并且可以根据预设声纹特征与驾驶员的对应关系确定该待识别语音指令是由哪位驾驶员发出，可以执行识别待识别语音指令，并生成操作指令的步骤。如果待识别声纹特征不能够与声纹库中的预设声纹特征匹配成功，则判定待识别声纹特征不是客车驾驶员的声纹特征，待识别语音指令不是由驾驶员发出，不执行识别待识别语音指令，并生成操作指令的步骤，流程结束。

可以理解的是，基于将待识别声纹特征与声纹库中预设声纹特征的比对，能够判断待识别语音指令是否由客车驾驶员发出，防止驾驶员以外的人员随意向本电子设备发送待识别语音指令，确保了行车安全性。在实际应用中，确认待识别语音指令为客车驾驶员发出的后，还需要进一步对待识别语音指令进行识别；则，在一些可能的实施方式中，识别待识别语音指令，并生成操作指令，包括：

识别所述待识别语音指令，并生成与所述待识别语音指令对应的文本信息；

根据所述文本信息，生成操作指令。

为了进一步执行待识别语音指令，需要对待识别语音指令进行识别，生成待识别语音指令对应的文本信息，然后根据文本信息，生成操作指令。操作指令为控制电机运行的命令，例如，控制电机正转、反转等等，具体不做限定。

可以理解的是，通过对待识别语音指令进行识别，生成与其对应的文本信息，并根据文本信息生成操作指令，能够将待识别语音指令转变为对电机的操作指令，实现语音指令对方向盘的控制。在实际应用中，可以采用任意方式识别待识别语音指令，并生成与其对应的文本信息；则，在一些可能的实施方式中，识别待识别语音指令，并生成待识别语音指令对应的文本信息，包括：

识别所述待识别语音指令中包含的待识别特征矢量；

将所述待识别特征矢量与预先存储的特征库中的预设特征矢量进行匹配；

基于匹配结果，生成与所述待识别语音指令对应的文本信息。

为了对待识别语音指令进行识别，可以首先识别待识别语音指令中包含的特征矢量，基于对待识别语音指令中包含的特征矢量进行识别的目的，可以在本电子设备内预先存储包括特征矢量的语义库。在实际应用中，特征矢量可以包括孤立词、连接词、关键词等等，具体不做限定。为了便于区分描述，将待识别语音指令包含的特征矢量定义为待识别特征矢量，将语义库中包含的特征矢量定义为预设特征矢量。

在实际应用中，为了提升正确识别的概率，对同一待识别特征，可以在特征库中设置包含关键词的多个预设特征矢量，同时考虑不同语言或不同方言的语言特征。比如，方向盘向左转角的设置，可以采用“左转xxx/方向盘左打xxx/向左转角xxx/设置左转xxx/设置方向盘向左打xxx/设定向左转角xxx……”等等多个预设特征矢量，具体不做限定。

特征库中存在预设特征矢量与文本信息的对应关系，在实际应用中，可以采用训练神经网络模型的方式建立特征库；预先提取特征矢量作为训练数据，以所有特征矢量分别对应的文本信息作为训练标签，对神经网络进行训练，得到特征模型；预先提取的特征矢量即为预设特征矢量。当将待识别特征矢量输入特征模型中，即可确定与待识别特征矢量相似度最高的预设特征矢量，进而输出与预设特征矢量对应的文本信息。

为了生成待识别语音指令对应的文本信息，将待识别语音指令中包含的待识别特征矢量与语义库中的预设特征矢量进行匹配；根据匹配结果，得到与待识别特征矢量对应的预设特征矢量，基于特征库中预设特征矢量与文本信息的对应关系，得到待识别语音指令对应的文本信息。

可以理解的是，通过对待识别语音指令进行识别，并得到待识别语音指令对应的文本信息，利于生成精准的操作指令。在实际应用中，待识别语音指令中可以包括对方向盘的各种期望操作，比如，左转300°、右转400°、转角速度每秒300度等等，具体不做限定。则，在一些可能的实施例中，文本信息包括目标转角及目标转角速度；

根据所述文本信息，生成操作指令，包括：

接收实际转角及实际转角速度；

将所述目标转角与所述实际转角做差值运算得转角差值，将所述目标转角速度与所述实际转角速度做差值运算得转角速度差值；

基于所述转角差值及所述转角速度差值生成操作指令。

为了根据目标转角和目标转角速度生成操作指令，基于接收的实际目标转角和目标转角速度，将目标转角与实际转角做差值运算得到转角差值，将目标转角速度与实际转角速度做差值运算得到转角速度差值；根据转角差值及转角速度差值生成操作指令，即操作指令中包括转角差值及转角速度差值，电机根据转角差值及转角速度差值进行转动从而带动方向盘转动。

在实际应用中，客车方向盘可以转动的角度范围为[-1000°,+1000°]，即目标转角范围可以为[-1000°,+1000°]，角度数值为负，表示方向盘往左打；角度数值为正，表示方向盘往右打。方向盘可转动角度速度的范围为[0°/s，500°/s]，即目标转角速度范围可以为[0°/s，500°/s]数值越大，表示方向盘转动越快。

可以理解的是，将目标转角与实际转角做差值运算，将目标转角速度与实际转角速度做差值运算，基于转角差值及转角速度差值生成操作指令，便于电机更精准的转动，从而带动客车方向盘达到目标转角及目标转角速度。

电机接收到操作指令后，按照操作指令转动，从而带动方向盘转动；当方向盘的实际转角达到目标转角、方向盘的实际转角速度达到目标转角速度时，电机停止转动；如果方向盘的实际转角未达到目标转角或方向盘的实际转角速度未达到目标转角速度时，电机继续转动带动方向盘转动，直至方向盘达到目标转件和目标转角速度，电机停止转动。

图3示出了硬件架构图，图4示出了图3中硬件架构的工作原理。由图3和图4可知，上述实施例中的车辆方向盘的语音控制方法可以通过图3所示的硬件架构实现。

在客车方向盘表面设置液晶显示模块，在方向盘内设置语音输入模块、声纹识别模块、语音识别模块、电子控制模块；液晶显示模块可以显示方向盘的实际转角和实际转角速度。

启动语音控制模式后，语音输入模块接收待识别语音指令，然后将待识别语音指令发送给声纹识别模块，声纹识别模块判断待识别语音指令是否由驾驶员发出，如果待识别语音指令为驾驶员发出，则声纹识别模块发送待识别语音指令至语音识别模块。

语音识别模块对待识别语音指令进行识别分析，得到目标转角和目标转角速度，然后将目标转角和目标转角速度发送至电子控制模块，电子控制模块同时可以接收转角传感器发送的方向盘实际转角和转速传感器发送的方向盘实际转角速度，并基于目标转角、目标转角速度、实际转角和实际转角速度生成操作指令，并将操作指令发送给电机，电机根据操作指令转动以带动方向盘转动，达到语音指令中的目标转角和目标转角速度。

转向系统中的电动助力转向装置和液压助力转向装置集成在一起，电动助力转向装置由助力电机、减速结构、转矩及转角传感器、扭力杆等组成；电机根据输入的电流大小及方向，驱动减速机构，带动液压助力转向装置的输出轴左右摆动，实现车轮的转向。

在低速时，电液助力转向系统可以提供较大的转向助力，保障车辆的转向轻便性；车速提高时，电液助力转向系统提供的转向助力逐渐减小，转向时驾驶员所需提供的转向力将逐渐增大，提高车辆稳定性。

电动助力转向系统可以施加一定的附加回正力矩或阻尼力矩，使得低速时方向盘能够精确的回到中间位置，而且可以抑制高速回正过程中转向盘的振荡和超调，兼顾了车辆高、低速时的回正性能。

图5为本发明实施例提供的车辆方向盘的语音控制装置，包括：

接收模块501，用于接收待识别语音指令；

识别模块502，用于识别待识别语音指令，并生成操作指令；

发送模块503，用于发送操作指令至电机，以使电机基于操作指令控制方向盘。

在一些可能的实施方式中，识别模块，包括：

识别单元，用于识别待识别语音指令，并生成与待识别语音指令对应的文本信息；

生成单元，用于根据文本信息，生成操作指令。

作为一种实施方式，所述识别单元，具体用于：

识别待识别语音指令中包含的待识别特征矢量；

将待识别特征矢量与预先存储的特征库中的预设特征矢量进行匹配；

基于匹配结果，生成与待识别语音指令对应的文本信息。

在一些可能的实施方式中，文本信息包括目标转角及目标转角速度；生成单元，具体用于：

接收实际转角及实际转角速度；

将目标转角与实际转角做差值运算得转角差值，将目标转角速度与实际转角速度做差值运算得转角速度差值；

基于转角差值及转角速度差值生成操作指令。

作为一种实施方式，还包括判断模块(图中未示出)，判断模块用于在识别模块识别所述待识别语音指令，并生成操作指令之前，判断待识别语音指令是否由驾驶员发出；若是，则执行识别待识别语音指令，并生成操作指令的步骤；若不是，则流程结束。

在一些可能的实施方式中，判断模块，包括：

提取单元，用于提取待识别语音指令的待识别声纹特征；

匹配单元，用于将待识别声纹特征与预先存储的声纹库中的预设声纹特征进行匹配；

判定单元，用于若声纹库中存在与待识别声纹特征相匹配的预设声纹特征，则判定待识别语音指令由驾驶员发出，执行识别待识别语音指令，并生成操作指令的步骤；若声纹库中不存在与待识别声纹特征相匹配的预设声纹特征，则判定待识别语音指令不是由驾驶员发出，流程结束。

上述实施例的装置用于实现前述实施例中相应的方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

在本发明的一个实施例中，还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一车辆方向盘的语音控制方法。

在本申请的一个实施例中，还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述任一车辆方向盘的语音控制方法。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(ic)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态ram(dram))可以使用所讨论的实施例。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。