CN111329677A

CN111329677A - 一种基于语音识别的轮椅控制方法

Info

Publication number: CN111329677A
Application number: CN202010209326.0A
Authority: CN
Inventors: 夏艳霞
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-03-23
Filing date: 2020-03-23
Publication date: 2020-06-26

Abstract

本发明涉及一种基于语音识别的轮椅控制方法，获取用户的指纹信息，若用户的指纹信息与预存的指纹信息是相同的指纹信息，则向用户输出指纹识别通过反馈信号，同时向轮椅输出轮椅启动指令，接收用户发出的轮椅语音控制指令，对轮椅语音控制指令进行识别，得到文本数据，将文本数据输入到预设的轮椅控制指令专用词典进行比对，得到目标文本数据，将目标文本数据转换为目标控制指令，根据目标控制指令对轮椅进行控制。该轮椅控制方法无需手动操作，只需输出语音控制指令即可，适用于两只手均无法正常使用的用户，适用性比较强，而且，该轮椅控制方法能够避免出现语音识别错误的情况，提升语音识别的准确性，进而提升轮椅的控制准确性和可靠性。

Description

一种基于语音识别的轮椅控制方法

技术领域

本发明涉及一种基于语音识别的轮椅控制方法。

背景技术

轮椅是一种医疗辅助用具，是装有轮子可以帮助替代行走的椅子，分为电动和手动轮椅，手动轮椅一般适用于双脚不方便但双手能够正常使用的患者，但在移动时患者会消耗大量力气，而电动轮椅电动助力，降低消耗患者的体能，目前应用越来越广泛。目前，电动轮椅的控制方式普遍是通过设置在轮椅上的遥控器来控制轮椅前进、后退、停车、向左拐和向右拐。但是，这种控制方式适用于至少有一只手可以正常使用的患者，当两只手均无法正常使用时，该控制方式就无法适用，只能由别人全程帮助推动轮椅，耗费大量人力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于语音识别的轮椅控制方法，用于解决现有的轮椅控制方式的适用性比较差的问题。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于语音识别的轮椅控制方法，包括：

获取用户的指纹信息；

判断所述用户的指纹信息与预存的指纹信息是否是相同的指纹信息；

若所述用户的指纹信息与所述预存的指纹信息是相同的指纹信息，则向所述用户输出指纹识别通过反馈信号，同时向轮椅输出轮椅启动指令；

接收用户发出的轮椅语音控制指令；

对所述轮椅语音控制指令进行识别，得到对应的文本数据；

将所述文本数据输入到预设的轮椅控制指令专用词典进行比对，若所述文本数据属于所述轮椅控制指令专用词典中的词句，则保留所述文本数据，得到目标文本数据；若所述文本数据不属于所述轮椅控制指令专用词典中的词句，则根据所述文本数据的拼音，查找所述轮椅控制指令专用词典中与所述文本数据的拼音相同的词句，将查找到的词句替换所述文本数据，得到目标文本数据；

将所述目标文本数据转换为对应的目标控制指令；

根据所述目标控制指令对轮椅进行控制。

可选地，所述判断所述用户的指纹信息与预存的指纹信息是否是相同的指纹信息，包括：

获取所述用户的指纹信息与所述预存的指纹信息的匹配度；

比较所述匹配度与预设匹配度阈值；

若所述匹配度大于或者等于所述预设匹配度阈值，则判定所述用户的指纹信息与预存的指纹信息是相同的指纹信息；若所述匹配度小于所述预设匹配度阈值，则判定所述用户的指纹信息与预存的指纹信息不是相同的指纹信息。

可选地，所述基于语音识别的轮椅控制方法，还包括：

若所述用户的指纹信息与所述预存的指纹信息不是相同的指纹信息，则向所述用户输出指纹识别未通过反馈信号，以指示所述用户再次输入指纹信息。

可选地，所述轮椅控制指令专用词典包括至少两个轮椅控制指令的词句以及各轮椅控制指令的词句的拼音；

所述根据所述文本数据的拼音，查找所述轮椅控制指令专用词典中与所述文本数据的拼音相同的词句，将查找到的词句替换所述文本数据，得到目标文本数据，包括：

获取所述文本数据的拼音；

将获取得到的所述文本数据的拼音输入到所述轮椅控制指令专用词典中，得到所述轮椅控制指令专用词典中与所述文本数据的拼音相同的拼音，并根据得到的拼音得到所述轮椅控制指令专用词典中对应的词句；

将得到的词句替换所述文本数据，得到目标文本数据。

可选地，所述至少两个轮椅控制指令的词句包括：前进、后退、停车、加速、减速、向左拐和向右拐，所述各轮椅控制指令的词句的拼音包括所述前进对应的拼音、所述后退对应的拼音、所述停车对应的拼音、所述加速对应的拼音、所述减速对应的拼音、所述向左拐对应的拼音和所述向右拐对应的拼音。

本发明的有益效果为：本发明提供一种基于语音识别的轮椅控制方法，根据获取到的用户发出的轮椅语音控制指令进行控制，相较于现有的手动控制以及通过遥控器电动控制的方式，智能化程度得到了极大地提升，而且，由于在轮椅运动过程中，无需手动操作，只需输出语音控制指令即可，解放了用户的双手，适用于两只手均无法正常使用的用户，适用性比较强，控制比较方便，能够满足人们对于轮椅自动控制的越来越高的要求；在进行语音控制之前，需要验证用户的指纹信息，只有指纹信息与预存的指纹信息是相同的指纹信息才能够进行后续的语音控制，防止无关人员对轮椅进行操作，进而避免用户无法使用轮椅而带来一系列后果，提升控制安全性；在获得轮椅语音控制指令之后，并非直接根据该轮椅语音控制指令进行相应控制，而是先对轮椅语音控制指令进行文本识别，得到对应的文本数据，由于在文本识别过程中，有可能会文本识别错误，识别得到的文本数据不是轮椅控制所用的文本数据，就无法进行后续控制，为了解决这个问题，预设一个轮椅控制指令专用词典，该轮椅控制指令专用词典中存储的各个词句（即文本数据）均为轮椅控制所用到的词句，那么，若识别得到的文本数据属于该轮椅控制指令专用词典中的词句，表示文本识别正确，则保留该文本数据，得到目标文本数据；若识别得到的文本数据不属于该轮椅控制指令专用词典中的词句，表示文本识别错误，那么，为了实现轮椅控制，根据该文本数据的拼音，查找该轮椅控制指令专用词典中与该文本数据的拼音相同的词句，将查找到的词句替换文本数据，通过这种根据拼音相同的条件进行文本替换，就能够得到准确的目标文本数据，然后，将目标文本数据转换为对应的目标控制指令，根据该目标控制指令控制轮椅。因此，通过该基于语音识别的轮椅控制方法能够避免出现语音识别错误的情况，提升语音识别的准确性，进而提升轮椅的控制准确性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍：

图1是基于语音识别的轮椅控制方法的流程示意图。

具体实施方式

本实施例提供一种基于语音识别的轮椅控制方法，该轮椅控制方法的执行主体为电动轮椅，具体为设置在电动轮椅上的控制器，控制器实现电动轮椅的控制。控制器的具体设置位置由实际需要进行确定。由于电动轮椅为常规设备，不再赘述。

如图1所示，基于语音识别的轮椅控制方法包括以下步骤：

获取用户的指纹信息：

电动轮椅上还设置一个指纹采集器，用于采集用户的指纹信息，指纹采集器与控制器通信连接。指纹识别器可以设置在左侧把手或者右侧把手上。在采集用户的指纹信息时，若用户的两只手均不能正常使用，可以借助于其他人，其他人将用户的手指放在指纹采集器上进行采集指纹，指纹采集器将采集到的指纹信息输出给控制器。

判断所述用户的指纹信息与预存的指纹信息是否是相同的指纹信息：

控制器中预存有一个指纹信息，用于与实际采集到的用户的指纹信息进行比对。控制器中预存的指纹信息为事先录入的，该指纹信息一般为电动轮椅拥有者的指纹信息。控制器接收到用户的指纹信息之后，判断用户的指纹信息与预存的指纹信息是否是相同的指纹信息，以下给出一种判断过程：获取用户的指纹信息与预存的指纹信息的匹配度，匹配度等效于相似度，匹配度越高，表示两个指纹信息越相似；比较匹配度与预设匹配度阈值，预设匹配度阈值由实际需要进行设置，比如90%；若匹配度大于或者等于预设匹配度阈值，表示两个指纹信息十分相似，可以判定用户的指纹信息与预存的指纹信息是相同的指纹信息，即该用户就是电动轮椅拥有者；相应地，若匹配度小于预设匹配度阈值，则判定用户的指纹信息与预存的指纹信息不是相同的指纹信息。

若所述用户的指纹信息与所述预存的指纹信息是相同的指纹信息，则向所述用户输出指纹识别通过反馈信号，同时向轮椅输出轮椅启动指令：

若用户的指纹信息与预存的指纹信息是相同的指纹信息，则控制器向用户输出指纹识别通过反馈信号，该指纹识别通过反馈信号的实现方式不唯一，可以是语音信号，那么，电动轮椅上还需要设置喇叭，控制器控制喇叭输出指纹识别通过反馈信号，比如“指纹识别通过”的语音信号；还可以是蜂鸣信号，那么，电动轮椅上还需要设置蜂鸣器，控制器控制蜂鸣器输出指纹识别通过反馈信号，指纹识别通过反馈信号为一个特定频率的蜂鸣信号。

同时，控制器向电动轮椅输出轮椅启动指令，以控制电动轮椅启动，比如轮椅上电指令或者解除锁定指令。

进一步地，若用户的指纹信息与预存的指纹信息不是相同的指纹信息，则控制器向用户输出指纹识别未通过反馈信号，以指示用户再次输入指纹信息。指纹识别未通过反馈信号的实现方式与上述指纹识别通过反馈信号同理，不再赘述。其中，若指纹识别未通过反馈信号是蜂鸣信号，该指纹识别未通过反馈信号对应的频率与指纹识别通过反馈信号对应的频率不同，以此区别指纹识别未通过反馈信号和指纹识别通过反馈信号。

接收用户发出的轮椅语音控制指令：

电动轮椅上设置有一个麦克风。当用户获知到指纹识别通过反馈信号之后，用户发出轮椅语音控制指令。该麦克风接收用户发出的轮椅语音控制指令，麦克风将轮椅语音控制指令输出给控制器。为了提升语音获取的可靠性，可以将麦克风做成一个佩戴设备，用户将其佩戴在身上，麦克风靠近嘴巴。需要说明的是，为了提升控制准确性和可靠性，轮椅语音控制指令需要有一定的要求，比如格式要求，即轮椅语音控制指令不是随意说出的，本实施例中，轮椅语音控制指令为“前进”、“后退”、“停车”、“加速”、“减速”、“向左拐”和“向右拐”的语音信号。

对所述轮椅语音控制指令进行识别，得到对应的文本数据：

在获取到轮椅语音控制指令之后，控制器对该轮椅语音控制指令进行识别，得到与该轮椅语音控制指令对应的文本数据，即将语音识别为对应的文本数据，比如将语音“前进”识别为文本数据“前进”。当然，在对语音进行识别，得到对应的文本数据之前，也可以对语音进行去噪处理，提升识别准确性。由于对语音进行文本识别，得到对应的文本数据属于常规技术手段，不再赘述。为了方便后续利用文本数据的拼音，在对轮椅语音控制指令进行识别，得到对应的文本数据的同时，还得到该文本数据的拼音。

将所述文本数据输入到预设的轮椅控制指令专用词典进行比对，若所述文本数据属于所述轮椅控制指令专用词典中的词句，则保留所述文本数据，得到目标文本数据；若所述文本数据不属于所述轮椅控制指令专用词典中的词句，则根据所述文本数据的拼音，查找所述轮椅控制指令专用词典中与所述文本数据的拼音相同的词句，将查找到的词句替换所述文本数据，得到目标文本数据：

在轮椅控制指令识别为文本数据时，可能出现识别错误的情况，识别错误是指识别为相同拼音（即相同读音）的不同文本，该得到的文本不是轮椅控制领域的专有名词，即不是轮椅控制指令。比如将语音“前进”识别为文本数据“千金”，将语音“后退”识别为文本数据“后腿”。很明显，“千金”和“后腿”不是轮椅控制指令。

为了避免出现识别错误的情况，预设有一个轮椅控制指令专用词典，该轮椅控制指令专用词典中存储有轮椅控制相关的词句，即轮椅控制指令对应的文本数据。应当理解，该轮椅控制指令专用词典中所包含的轮椅控制指令对应的文本数据的多少由实际需要（比如电动轮椅在运行过程中的功能多少）决定，若电动轮椅在运行过程中的功能比较少，只有一些基础功能，则该轮椅控制指令专用词典中所包含的轮椅控制指令对应的文本数据可以比较少；相应地，若电动轮椅在运行过程中的功能比较多，除了基础功能之外，还有一些其他提升舒适性的功能，比如：底部加热，则该轮椅控制指令专用词典中所包含的轮椅控制指令对应的文本数据可以比较多。本实施例中，轮椅控制指令专用词典中包括至少两个轮椅控制指令的词句，包括：前进、后退、停车、加速、减速、向左拐和向右拐。

那么，将得到的文本数据输入到预设的轮椅控制指令专用词典进行比对，具体是与该轮椅控制指令专用词典中的各个词句进行逐一比对，即根据计算机程序自动将该文本数据与轮椅控制指令专用词典中的各个词句进行逐一比对。

若该文本数据属于轮椅控制指令专用词典中的词句，表示没有识别错误，则保留该文本数据，该文本数据为目标文本数据。

若该文本数据不属于轮椅控制指令专用词典中的词句，那么，根据该文本数据的拼音，从轮椅控制指令专用词典中查找到与该文本数据的拼音相同的词句，将查找到的词句替换该文本数据，该查找到的词句为目标文本数据。为了实现上述替换过程，轮椅控制指令专用词典包括各轮椅控制指令的词句以及各轮椅控制指令的词句的拼音（由于不能绝对保证语音音调拼读准确，因此，各轮椅控制指令的词句的拼音可以不包含音调），即除了包括各个词句之外，还包括各个词句的拼音。由于本实施例中，轮椅控制指令专用词典中的轮椅控制指令的词句包括：前进、后退、停车、加速、减速、向左拐和向右拐。相应地，各轮椅控制指令的词句的拼音包括前进对应的拼音（即qian jin）、后退对应的拼音（即hou tui）、停车对应的拼音（即ting che）、加速对应的拼音（即jia su）、减速对应的拼音（即jian su）、向左拐对应的拼音（即xiang zuo guai）和向右拐对应的拼音（即xiang you guai）。

相应地，以下给出一种具体实现过程：

首先，获取该文本数据的拼音，由于根据文本数据得到对应的拼音属于常规技术，不再赘述；

然后，将获取得到的文本数据的拼音输入到轮椅控制指令专用词典中，得到轮椅控制指令专用词典中与该文本数据的拼音相同的拼音，具体地，将该文本数据的拼音与轮椅控制指令专用词典中的各个词句的拼音进行逐一比对，找到轮椅控制指令专用词典中与该文本数据的拼音相同的拼音，然后，根据得到的拼音就能够得到与该拼音对应的轮椅控制指令专用词典中的词句，该词句就是所需的词句；

最后，将得到的词句替换该文本数据，该查找到的词句为目标文本数据。比如：若识别得到的文本数据为“千金”，不是轮椅控制指令专用词典中的词句，那么，获取到文本数据“千金”的拼音——qian jin，将该拼音与轮椅控制指令专用词典中的各个词句的拼音进行逐一比对，找到轮椅控制指令专用词典中的相同的拼音 “qian jin”，进而得到该拼音“qian jin”对应的词句“前进”，将文本数据“前进”替换文本数据“千金”，该文本数据“前进”就是目标文本数据。

将所述目标文本数据转换为对应的目标控制指令：

控制器得到目标文本数据之后，将该目标文本数据转换为对应的目标控制指令，比如：将目标文本数据“前进”转换为前进控制指令；将目标文本数据“后退”转换为后退控制指令；将目标文本数据“加速”转换为加速控制指令；将目标文本数据“减速”转换为减速控制指令；将目标文本数据“停车”转换为停车控制指令；将目标文本数据“向左拐”转换为向左拐控制指令；将目标文本数据“向右拐”转换为向右拐控制指令。

根据所述目标控制指令对轮椅进行控制：

控制器根据目标控制指令控制电动轮椅，具体是控制电动轮椅的驱动电机和电动转向机构，以进行相应的动作。比如：根据前进控制指令控制驱动电机向前转动，实现电动轮椅前进；根据后退控制指令控制驱动电机向后转动，实现电动轮椅后退；根据加速控制指令控制驱动电机加快转动速度，实现电动轮椅加速；根据减速控制指令控制驱动电机降低转动速度，实现电动轮椅减速；根据停车控制指令控制驱动电机停止转动，实现电动轮椅停车；根据向左拐控制指令控制驱动电机向前转动以及控制电动转向机构向左转，实现电动轮椅向左拐；根据向右拐控制指令控制驱动电机向前转动以及控制电动转向机构向右转，实现电动轮椅向右拐。

应当理解，各个目标控制指令对应的驱动电机的具体转速数值由实际需要进行确定，当然，需要满足相应的基本的安全条件，比如：电动轮椅前进和电动轮椅后退时，驱动电机匀速转动，并且转速需要满足运行安全要求；向左拐或者向右拐时，驱动电机的转速需要小于前进时的转速，以满足运行安全要求，而且，电动转向机构的转动角度不宜过大，避免出现侧翻。

上述实施例仅以一种具体的实施方式说明本发明的技术方案，任何对本发明进行的等同替换及不脱离本发明精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本发明权利要求保护的范围之内。

Claims

1.一种基于语音识别的轮椅控制方法，其特征在于，包括：

获取用户的指纹信息；

接收用户发出的轮椅语音控制指令；

对所述轮椅语音控制指令进行识别，得到对应的文本数据；

将所述目标文本数据转换为对应的目标控制指令；

根据所述目标控制指令对轮椅进行控制。

2.根据权利要求1所述的基于语音识别的轮椅控制方法，其特征在于，所述判断所述用户的指纹信息与预存的指纹信息是否是相同的指纹信息，包括：

获取所述用户的指纹信息与所述预存的指纹信息的匹配度；

比较所述匹配度与预设匹配度阈值；

3.根据权利要求1所述的基于语音识别的轮椅控制方法，其特征在于，所述基于语音识别的轮椅控制方法，还包括：

4.根据权利要求1所述的基于语音识别的轮椅控制方法，其特征在于，所述轮椅控制指令专用词典包括至少两个轮椅控制指令的词句以及各轮椅控制指令的词句的拼音；

获取所述文本数据的拼音；

将得到的词句替换所述文本数据，得到目标文本数据。

5.根据权利要求4所述的基于语音识别的轮椅控制方法，其特征在于，所述至少两个轮椅控制指令的词句包括：前进、后退、停车、加速、减速、向左拐和向右拐，所述各轮椅控制指令的词句的拼音包括所述前进对应的拼音、所述后退对应的拼音、所述停车对应的拼音、所述加速对应的拼音、所述减速对应的拼音、所述向左拐对应的拼音和所述向右拐对应的拼音。