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设计)奔〔技朮交.
Technical Communication
卢军波，何伟，潘昌财，肖正奎
(重庆凯瑞特种车有限公司，重庆400900)
摘要：本文以一款智能环卫洗扫车为对象，介绍了上装智能语音识别控制系统的构成、工作原理、音频信号识别及降噪处理方法。
关键词：环卫洗扫车；智能语音识别控制系统；音频识别；降噪处理
中图分类号：U463.67文献标志码：A文章编号：1003-(639(2021)04-0034-03
Analysis of Intelligent Speech Recognition System Installed on Sanitation Vehicle
LU Jun-bo,HE Wei,PAN Chang-cai#XIAO Zheng-kui
(Chongqing Kaituite Special Vehicle Co.,Ltd.,Chongqing400900,China)
oadmAbstract：In this paper tasks an intelligent sanitation car as object,describes the construction of intelligent voice recognition control system,and its working principle,audio signal recognition and noise reduction processing method.
Key words：sanitation vehicle；intelligent voice recognition control system；audio recognition；noise reduction processing
图1智能语音识别系统构成和原理框图
的凸显，城市道路清扫保洁、垃圾收运、扬尘抑制等成为城
市文明建设的重要组成部分。环卫洗扫车是一种承担城市主
干路扫地、吸尘、洗地、垃圾回收、运输等功能为一体的经济实用型车辆，在城市道路清洁过程中得到广泛应用。但是，目前环卫洗扫车驾驶员既要保证车辆行驶安，吒
要路制板实体按键来选择适当的模，驾驶员分心，路
发生安。为一实际运用问题，一种3
块,
对,
块,
系统工作原理
u输模
模的行比
u输应的到显制模显驱u各关键部件工下。
1）用于外部输入的数据u并音
环卫洗扫车能制u过制车辆的制，驾驶员的、u路行车安
的。
文环卫洗扫车为例，介绍上装智能语音识别系统的设证。
2系统构成
能、模、显示主板（前板）、、制模、扬器、行模O
智能语音识别系统原理框图如图1所示。信号转换为电号
2）模①负责驱；②转换为电信号的波形行数字滤波、自适应降噪、回消除等处理；③对处理后的语音波形与预存的命令通过DNN算法，进行征。 3）显主板（前板"：显内会存作
（1）u过模发的u 其是应的的序号u显只需要析
之应的序号，主板内预存的序号进行u即可获知当前并显示。
4）制模用于分显（前板）输出的数u并转换为各个行模块的制。
收稿日期:2021-01-12
K技朮交*］设计
Tech n i c al Com muni c ati o n匸
表1作业语音指令表
序号语音指令语音反馈备注
1你好，小瑞主人，我在，请吩咐唤醒词
2打开两
侧作业
-〉主人，两侧作业打开中-〉主
人，两侧作业已打开
命令词
3打开左
侧作业
①右侧作业未打开-〉主人，左
侧作业打开中，-〉主人，左侧
作业已动作
的制备②右侧作业已打开-〉主人，左
侧作业打开中，-〉主人，左侧
作业已动作
命令词
4打开右
侧作业
①左侧作业未打开-〉主人，右
侧作业打开中，-〉主人，右侧
作业打开了
②左侧作业已打开-〉主人，右
侧作业打开中，-〉主人，右侧
作业打开了
命令词
5结束作业-〉主人，正在结束作业动作，
-〉主人，作业动作已结束
6扫盘高速主人，扫盘已高速命令词7扫盘中速主人，扫盘中速运行命令词8扫盘低速主人，扫盘切换至低速命令词9动力加强主人，动力已加强命令词10动力恢复主人，动力恢复常规状态命令词11怠速等候主人，已处于怠速等候命令词
12打开降尘①作业动作未打开-〉主人，请
先打开作业动作
②作业动作打开-〉主人，降尘
功能已打开
命令词
13关闭降尘主人，降尘已关闭命令词14打开音乐主人，音乐已打开命令词15关闭音乐主人，音乐已关闭命令词16打开警示灯主人，警示灯已打开命令词17关闭警示灯主人，警示灯已关闭命令词18打开喷雾主人，喷雾已打开命令词19关闭喷雾主人，喷雾已关闭命令词20退出语音控制主人，我退下了命令词
5）执行模块％在接收到上装控制模块指令后，根据指令准确控制各个执行对象（电机、风机、电磁阀等）。
6）扬声器：对预设的语音指令进行声音播报，实现语音交互体验。
4系统关键技术
虽然语音识别技术已经有了飞速的发展，但环卫车在作业时，副发动机以及作业装备仍会产生巨大的噪声，为保证强噪声下系统的识别成功，音识别噪成为系统的技术。4.1音频信号识别
系统在音频数据输入后，通过特征算法将声音进行，然后将声音据的音切除，降低后的对后的据进行人声提取，的据通过算成声音的N成特时，语模，对声进行算，通过器N算实的回声，然后将声估算在输入N到回声，声模语模对语音据进行N确特征，将输的音声特征后的音据进行比对，输的语音识别2
语言模型
是否咬嚴
结束
养i
餐词
开始）一＞音频采集
回声抑制
人声提取
噪声抑制
解码器
图2音频信号识别流程
4.2降噪处理
4.2.1风噪
风的噪语音识别果，将会到的背景噪声，得语句难以判断贝」的强不够，无进行有的
离，噪N噪声离困难N各个的音过大，将识别进结台架测试及洗扫车实车测试验证，本系统选择的风
为-28-B，信噪比为70dB o
4.2.2电源洁净
音过，电源的洁净将系统的噪车载电源在工作由于发动机转速、液压系统负载、大功设备的启停等各
种外部原因会导致系统电源有较大的动。针对这种情况，对语音识别系统供电电源进行二次，将电源纹从200mV至50mV，有了电源动对系统的
壁炉门4.2.3态软件
—般人说话的语音范围大概在300〜3400Hz的频率范围内，而环卫洗扫车的噪声主要来源于风机噪声以及发动机噪声。经过驾驶室隔离之后，风机噪声在500Hz以下，发动机的噪声一般在200Hz，针对这一特点，通过软件
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静态滤波，着重提取人声段信号进行处理。
4.2.4动态软件滤波
环卫洗扫车的环境噪声在一定的作业模式下是相对固定的，针对这一特点，通过软件动态滤波，在人未发声的情况下进行环境噪声信号采集，以此作为当前的噪声基频再通过声波叠加原理，将噪声信号通过加权反向叠加到采集的信号中，从而达到降低噪声分量的目的。
5系统#试验证
通过对系统进行台架及实车验证，确保系统功能满足设%在验证过中及进行，卡效果达到最佳。测试结果如表23
表2测试结果
测试环境室内（试验室）室外（实车）
测试条件①系统电压24#
②环境噪声40~60'B
③播报距离50cm zjumg
①系统电压24#逐營ifi
②环境噪声70~82dB
③播报距离50cm
测试方法①使用人工进行既定指令播报，确认各项语音指令是否能够正确接收、显示屏是否做出相应反馈、是否有相关CAN 总线数据输出
②同一个指令进行多次测试，用于测定识别率
③测试时不刻意回避复杂环境，用来测试稳定性，是否有误触发
测试结果
—.....—
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/fl®....
语音指令测试：语音指令测试：
语音内容123456语音内容123456你好，小瑞!77777你好，7777打开两侧作业!X7777打开两侧作业77777X 打开左侧作业!77777打开左侧作业7X7777打开右侧作业!77777打开右侧作业777777关闭
作业动作!77777关777777扫盘高速!77777扫盘高速7X7777扫盘中速!77777扫盘中速777777扫盘低速777777低777777动力加强777777力加强777777恢复常规动力777777恢复常规动力777777怠速等候777777等777777打开降尘777777打开降尘777777关777777关777777音777777音7X7777关音777777关音777777示777777示7777X7关示777777关示777777打开喷雾777777打开喷雾777777关777777关777777出语音777777出语音777777共计测试126条指令，出现了一次“打开两侧作业”无
动作，识别率99.2%湿法炼锌
共计测试126条指令中出现了5次无动作，识别率96%
结论语音功能满足设计需求，识别率为99.2%
语音各项功能满足设计需求，在环境噪声70~75dB时识别率为96%，满足设计需求。在环境噪声80dB以上时识别率90.5%
（下转第40页）
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120.65 L5 -1L8 40
23.7
-0.1 100 1 -0.70 2.60
图6大角度（3。）校准补偿后护栏的变化
试 的统 t 和的 t
0。〜3。 内 的雷
能效实现 t t 在土0.3。 内t
在 现，效果可能较差。
4.4测试结论
1） 车速度的影响，可以适应多的场景h 能 在
和 的,95%的果 可到±0.3。
的
3min , 入式的运行要求。
2） 装毫米波 系统可采用产线 配合下线后
h 减 朝
上层预警系统性能的
影响。
（编辑凌波）
（上接第36页）
6结束语
该智能语音识别控制系统产品已完成可靠性验证和试验 工作：并已经实现市场销售：环卫洗扫车智能语音识别系统
功能得到客户的认可好评。智能语音识别控制系统产品装车 效果如图3所示。
E J E J E J m s
图3智能语音识别控制系统产品装车效果
随着国内环卫行业的快速发展，安全性和高端性也越来
越被重视t 环卫洗扫车智能化应用需求日趋明显。在人 有的依靠 作 作：现在 需 语音智能控制
可完车辆上装的作与控制t 可效提升行车的安
全性和便捷性t 此智能语音识别系统 显在环卫车
的应用
t 可 车提升产品 t 销售 。
参考文献：
[1 ]刘幺和，宋庭新.语音识别与控制应用技术[M ].北京:
北京科学出版社，2008.
[2]刘筠，卢超.一种新型语音识别系统[J ].成都大学学
报（自然科学版）,2008, 27 （3（: 235-238.
[3 ]熊燕.抗噪声语音识别技术研究[J ].中国科技信息,
2006, （7）： 204-205.
（编辑凌波）
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