轮椅的控制方法及电子设备和存储介质与流程

1.本发明属于语音识别技术领域，尤其涉及一种轮椅的控制方法及电子设备和存储介质。


背景技术：

2.轮椅是行动不便人士日常生活必需的代步工具，为了满足他们对日常出行和生活的多样化需求以及考虑护理人员工作负担，轮椅的设计与制作开始越来越追求人性化、多样化；不仅仅会考虑到老人，也会为护理人员考虑。
3.目前市面上，按照控制方式分类，大概有以下两种种类型的轮椅控制系统：手推型轮椅、按键摇杆控制型的电动轮椅。手推型轮椅是通过外力控制的：手推型轮椅是原始的，需要他人推动的，对于手和前臂功能健全的使用者，也可自行推行。按键摇杆控制型的电动轮椅是由按键摇杆控制的：使用者直接通过操作轮椅上的按键和摇杆，将控制指令发送至轮椅上的电机控制系统，由其执行对应的动作。
4.手推型轮椅由于需要通过外力控制，无论使用者是由他人推着出行，还是自己手动外出，都是要或受制于他人，或受制于体力，使用成本高；同时能够出入的地方也十分的有限，不够便捷。按键摇杆控制型的电动轮椅由于是由按键摇杆控制的，需要使用者的手和前臂功能健全，但是轮椅的使用者一般都是年纪较大的老人，手和前臂功能很难保证，使得此方案的适用者不够广泛；同时，一系列按键、摇杆的操作，对于年纪较大的使用者来说较繁琐、复杂；嵌于扶手上的按键、摇杆，经常性的会被误操作，导致轮椅失控，存在安全问题。
5.发明人发现：上述技术提供的能力是单一的，在产品的设计不能满足用户的实际需求，对于手推型轮椅需要人力辅助，使用成本高，使用范围也受限，不够便捷；对于电动轮椅，需要使用者手和前臂功能健全，适用性不够广泛，而且操作繁琐、复杂同时存在误操作风险，安全性低。


技术实现要素：

6.本发明实施例旨在至少解决上述技术问题之一。
7.第一方面，本发明实施例提供一种轮椅的控制方法，包括：获取用户的语音信号进行声纹特征提取并与预设声纹模板进行比对；若比对通过，对所述用户的语音信号进行语音识别，输出识别结果；当所述识别结果为合法指令时，将所述合法指令传输至电机控制系统并通过所述电机控制系统对所述轮椅进行控制。
8.第一方面，本发明实施例提供一种轮椅的控制设备，包括：获取模块，用于获取用户的语音信号进行声纹特征提取并与预设声纹模板进行比对；识别模块，用于若比对通过，对所述用户的语音信号进行语音识别，输出识别结果；控制模块，用于当所述识别结果为合法指令时，将所述合法指令传输至电机控制系统并通过所述电机控制系统对所述轮椅进行控制。
9.第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所
述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明上述任一项轮椅的控制方法。
10.第四方面，本发明实施例提供一种存储介质，所述存储介质中存储有一个或多个包括执行指令的程序，所述执行指令能够被电子设备(包括但不限于计算机，服务器，或者网络设备等)读取并执行，以用于执行本发明上述任一项轮椅的控制方法。
11.第五方面，本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行上述任一项轮椅的控制方法。
12.本发明实施例通过对用户的语音信号进行声纹识别和语音识别来获取用户的合法控制指令，基于合法指令来实现对轮椅的控制，提高了轮椅的实用性和便捷性，同时增加声纹模块保证该轮椅只执行由使用者发出的指令，防止其他人误操作该装置，同时也解决了安全性低的问题。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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。
14.图1为本发明的轮椅的控制方法的一实施例的流程图；
15.图2为本发明的轮椅的控制方法的声纹注册示意图；
16.图3为本发明的轮椅的控制方法的使用步骤流程图；
17.图4为本发明一实施例提供的一种轮椅的控制设备的结构示意图；；
18.图5为本发明的电子设备的一实施例的结构示意图。
具体实施方式
19.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
21.本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、元件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
22.在本发明中，“模块”、“装置”、“系统”等指应用于计算机的相关实体，如硬件、硬件和软件的组合、软件或执行中的软件等。详细地说，例如，元件可以、但不限于是运行于处理器的过程、处理器、对象、可执行元件、执行线程、程序和/或计算机。还有，运行于服务器上
的应用程序或脚本程序、服务器都可以是元件。一个或多个元件可在执行的过程和/或线程中，并且元件可以在一台计算机上本地化和/或分布在两台或多台计算机之间，并可以由各种计算机可读介质运行。元件还可以根据具有一个或多个数据包的信号，例如，来自一个与本地系统、分布式系统中另一元件交互的，和/或在因特网的网络通过信号与其它系统交互的数据的信号通过本地和/或远程过程来进行通信。
23.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”，不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
24.本发明实施例提供一种轮椅的控制方法，该方法可以应用于电子设备。电子设备可以是电脑、服务器或者其他电子产品等，本发明对此不作限定。
25.请参考图1，其示出了本发明一实施例提供的一种轮椅的控制方法。
26.如图1所示，在步骤101中，获取用户的语音信号进行声纹特征提取并与预设声纹模板进行比对；
27.在步骤102中，若比对通过，对所述用户的语音信号进行语音识别，输出识别结果；
28.在步骤103中，当所述识别结果为合法指令时，将所述合法指令传输至电机控制系统并通过所述电机控制系统对所述轮椅进行控制。
29.在本实施例中，对于步骤101，通过使用麦克风等拾音设备来获取用户的语音信号，其中语音信号为用户说话的语音，获取到用户的语音信号后对该语音信号进行声纹特征提取，将提取到的声纹特征与预设声纹模板里面的声纹特征进行比对，确认用户语音信号的声纹特征是否与预设声纹模板里面的声纹特征是否一样，例如，输入的语音信号由麦克风采集，将采集到的语音信号输入声纹引擎，提取声纹特征，声纹引擎使用提取出的声纹特征，与声纹模版进行模式匹配，给出相似度得分，与阈值比较，若声纹相似度得分低于阈值，则匹配不通过，则提示用户身份验证失败，继续等待用户输入语音信号；之后，对于步骤102，如果用户语音信号的声纹特征与预设声纹模板里面的声纹特征比对通过，说明用户语音信号的声纹特征与预设声纹模板里面的声纹特征是否一样，则对用户的语音信号进行语音识别，并输出识别结果，例如，将提取到的声纹与预设的声纹模板比较后，若声纹相似度得分高于阈值，则匹配通过，将语音信号输入语音识别引擎，其中语音识别引擎用于提取输入的语音声学特征，并输出语音识别引擎识别后的识别结果。
30.最后对于步骤103，当识别引擎识别到的结果为合法指令时，将该合法指令传输至电机控制系统，其中电机控制系统用于对轮椅进行控制，例如，若识别结果为合法指令，比如前进、后退、暂停等，则将结果传输至电机控制系统，电机控制系统对轮椅进行控制，执行相应指令；若识别结果为非法指令，则拒绝执行，并提示使用者指令不合法，继续等待指令重新输入。
31.本技术实施例的方法通过对用户的语音信号进行声纹识别和语音识别来获取用户的合法控制指令，基于合法指令来实现对轮椅的控制，提高了轮椅的实用性和便捷性，同时增加声纹模块保证该轮椅只执行由使用者发出的指令，防止其他人误操作该装置，同时
也解决了安全性低的问题。
32.需要说明的是，用户在首次使用本技术的轮椅控制方法时需要对使用者进行声纹注册，在第一次使用时，使用者首先进行目标人注册，注册过程使用者按照要求录入注册音频,经过背景模型提出声纹特征，建立声纹模板。
33.在一些可选的实施例中，根据采集到的语音信号，该语音信号首先由声纹引擎对其提取特征，并与声纹模版进行模式匹配，给出相似度得分，与阈值比较，得出通过或者不通过的结论，通过的话再将语音信号送入语音识别引擎，其中声纹引擎使用提取出的声纹特征，与声纹模版进行模式匹配，给出相似度得分，并与阈值比较。
34.在一些可选的实施例中，根据声纹特征与声纹模板进行比对确认声纹特征的相似度得分，并将相似度得分与预设的阈值进行对比，判断相似度得分是否大于阈值，若声纹相似度得分低于所述阈值，则比对不通过，并提示用户身份验证失败，继续等待用户输入新的语音信号，若声纹相似度得分高于所述阈值，则为比对通过，并将用户的语音信号输入至语音识别引擎进行语音声学特征提取，通过使用声学模型对声学特征进行解码，并将解码结果在词库中进行搜索，并将搜索结果拼接为最终所述识别结果，例如，当声纹相似度得分低于阈值，则匹配不通过，则提示用户身份验证失败，继续等待用户输入语音信号；当声纹相似度得分高于阈值，则匹配通过，将语音信号输入语音识别引擎，语音识别引擎提取输入的语音声学特征，并使用声学模型对声学特征解码，得到声学特征解码结果，将该声学特征解码结果在语言模型和词典中搜索，将搜索后的结果进行输出，并将该搜索后的结果进行拼接成最终的识别结果。
35.本技术实施例的方法通过提取声纹特征与声纹模板进行比对来确认是否是轮椅的指定人员在使用该轮椅，这保证了该轮椅装置只执行由使用者发出的指令，防止其他人误操作该装置，解决了安全性低的问题。
36.需要说明的是，本技术中的轮椅在日常使用时，语音信号首先由声纹引擎对其提取特征，并与声纹模版进行模式匹配，给出相似度得分，与阈值比较，得出通过或者不通过的结论，通过的话再将语音信号送入语音识别引擎，在其声学模型中进行解码，并对语言模型和词典搜索，最终输出识别结果，将指令传输给到电机控制系统；不通过的话则拒绝识别，不执行相应指令。
37.需要说明的是，本技术很大程度的增强使用者的生活自理能力，不但可以独立完成一些买菜、做饭等日常互动，还可以独立遛弯、逛街，大大提高了了使用者的生活质量；同时无需家人时时陪伴，也无需花费大量金钱雇佣人员照料，一方面增加了使用者的自信心，另一方面也减少了家庭开支；语音交互的控制方法也为使用者的生活带来了趣味性，增加快乐。
38.请参考图2，其示出了本发明提供的一种轮椅的控制方法的声纹注册流程示意图。
39.如图2所示，首次使用时，需要对使用者进行声纹注册：
40.1)使用者按照要求，输入语音；
41.2)输入的语音信号由麦克风采集；
42.3)采集到的语音信号输入声纹引擎，提取声纹特征；
43.4)声纹引擎使用提取出的声纹特征，训练声纹模版；
44.5)生成声纹模版，注册结束。
45.请参考图3，其示出了本发明提供的一种轮椅的控制方法的使用步骤流程图。
46.如图3所示，1)常规使用时，使用者输入语音；
47.2)输入的语音信号由麦克风采集；
48.3)采集到的语音信号输入声纹引擎，提取声纹特征；
49.4)声纹引擎使用提取出的声纹特征，与声纹模版进行模式匹配，给出相似度得分，与阈值比较；
50.5)若声纹相似度得分低于阈值，则匹配不通过，则提示用户身份验证失败，继续等待用户输入语音信号；
51.6)若声纹相似度得分高于阈值，则匹配通过，将语音信号输入语音识别引擎；
52.7)语音识别引擎提取输入的语音声学特征；
53.8)使用声学模型对声学特征解码；
54.9)对解码后结果，在语言模型和词典中搜索；
55.10)搜索结果拼接成最终的识别结果；
56.11)若识别结果为合法指令，比如前进、后退、暂停等，则将结果传输至电机控制系统，执行相应指令；
57.12)若识别结果为非法指令，则拒绝执行，并提示使用者指令不合法，继续等待指令输入。
58.如图4所示为本发明一实施例提供的一种轮椅的控制设备的结构示意图，该系统可执行上述任意实施例所述的轮椅的控制方法，并配置在终端中。
59.本实施例提供的一种轮椅的控制执行设备100包括：获取模块110，识别模快120和控制模块130。
60.其中，获取模块110，用于获取用户的语音信号进行声纹特征提取并与预设声纹模板进行比对；识别模块120，用于若比对通过，对所述用户的语音信号进行语音识别，输出识别结果；控制模块130，用于当所述识别结果为合法指令时，将所述合法指令传输至电机控制系统并通过所述电机控制系统对所述轮椅进行控制。
61.需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作合并，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
62.在一些实施例中，本发明实施例提供一种非易失性计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有一个或多个包括执行指令的程序，所述执行指令能够被电子设备(包括但不限于计算机，服务器，或者网络设备等)读取并执行，以用于执行本发明上述任一项轮椅的控制方法。
63.在一些实施例中，本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行上述任一项轮椅的控制方法。
64.在一些实施例中，本发明实施例还提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，
以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行轮椅的控制方法。
65.图5是本技术另一实施例提供的执行轮椅的控制方法的电子设备的硬件结构示意图，如图5所示，该设备包括：
66.一个或多个处理器510以及存储器520，图5中以一个处理器510为例。
67.执行轮椅的控制方法的设备还可以包括：输入装置530和输出装置540。
68.处理器510、存储器520、输入装置530和输出装置540可以通过总线或者其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
69.存储器520作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本技术实施例中的轮椅的控制方法对应的程序指令/模块。处理器510通过运行存储在存储器520中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例轮椅的控制方法。
70.存储器520可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据轮椅的控制设备的使用所创建的数据等。此外，存储器520可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器520可选包括相对于处理器510远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至轮椅的控制设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
71.输入装置530可接收输入的数字或字符信息，以及产生与轮椅的控制设备的用户设置以及功能控制有关的信号。输出装置540可包括显示屏等显示设备。
72.所述一个或者多个模块存储在所述存储器520中，当被所述一个或者多个处理器510执行时，执行上述任意方法实施例中的轮椅的控制方法。
73.上述产品可执行本技术实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本技术实施例所提供的方法。
74.本技术实施例的电子设备以多种形式存在，包括但不限于:
75.(1)移动通信设备:这类设备的特点是具备移动通信功能，并且以提供话音、数据通信为主要目标。这类终端包括:智能手机、多媒体手机、功能性手机，以及低端手机等。
76.(2)超移动个人计算机设备:这类设备属于个人计算机的范畴，有计算和处理功能，一般也具备移动上网特性。这类终端包括:pda、mid和umpc设备等。
77.(3)便携式娱乐设备:这类设备可以显示和播放多媒体内容。该类设备包括:音频、视频播放器，掌上游戏机，电子书，以及智能玩具和便携式车载导航设备。
78.(4)其他具有数据交互功能的机载电子装置，例如安装上车辆上的车机装置。
79.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
80.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
81.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。