车载语音识别与控制系统设计

摘要

语言是人与人之间最直接也是最自然的一种交流方式，随着计算机和通信技术的发展，人们希望可以摆脱鼠标键盘的束缚，直接与机器进行信息交流。在过去的六十年里，语音识别相关技术与理论得到迅速发展，目前已经取得相当的成绩。近年来，随着汽车产业的不断发展，语音识别技术在车载中的应用越来越受到业界的关注。随着汽车的普及和汽车上电子设备的增多，对于行驶过程中的驾驶员来说，手动操作电子设备的不方便性和不安全性逐渐凸显出来。而且国外的语音识别技术在车载上的运用领先于国内，并且国外对技术的垄断使得国内在车载语音识别方面仍处于研究阶段。而基于嵌入式平台下的语音识别技术在资源与计算速度方面都比较缺乏。因此，研究语音识别技术在车载上的应用是很有意义和价值的。
　　 本文针对驾驶员在行驶过程中操作车上电子设备的不安全性和不方便性，以及国外对国内技术垄断的问题，开发了基于DSP的车载语音识别与控制系统的硬件平台，实现了用语音控制汽车车身电子设备的功能。另外，针对特定的汽车车内环境噪声对语音识别系统的影响，改进了语音端点检测算法，一定程度上提高了语音识别系统在汽车噪声环境下的识别率。本论文的主要内容如下：
　　 第一，分析了语音识别技术的基本原理及其系统的基本组成。
　　 第二，设计了车载语音识别与控制系统，并对系统的硬件结构和每个模块的功能做详细的阐述。
　　 第三，针对孤立词语音的特点，研究了语音端点检测方法，考虑到车载语音识别系统在资源方面的限制以及汽车噪音环境的特殊性改进了基于MEL倒谱频域能量端点检测算法。
　　 第四，分析了TI公司的专用DSP集成开发环境CCS3.3，设计了车载语音识别与控制系统的接口程序，包括系统的初始化，模块的接口程序等。并且在CAN模块硬件支持下，实现了语音识别系统与汽车网络的相互通信，在实验室的汽车台架上得到了验证。
　　 本文采用TI公司的DSP芯片开发了车载语音识别与控制系统，并在此基础上研究了针对汽车车内噪音环境下的端点检测算法，另外实现了系统与车载CAN网络之间的通信。实验结果表明：硬件平台能够正常工作，并成功发送CAN报文并控制了汽车台架上车身的指示灯。