覃永進 陳長健 黃祖朋

摘 ?要：隨著近幾年車聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展和應(yīng)用，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用到汽車上。文章針對現(xiàn)有車聯(lián)網(wǎng)車輛語音控制方案的缺陷，提出了基于云端的新能源汽車車輛語音控制設(shè)計方案，闡述了該方案原理及實現(xiàn)方式，為車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及功能的快速迭代更新提供了一種新的實現(xiàn)方式。

關(guān)鍵詞：新能源汽車;語音控制;云端;車聯(lián)網(wǎng)技術(shù);系統(tǒng)設(shè)計

中圖分類號：U463 ? ? ? ? ?文獻標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）32-0097-02

Abstract： With the rapid development and application of cars in recent years， car networking technology has been widely applied to the car now. In view of the defects of the existing voice control scheme of vehicle networking， this paper puts forward a voice control design scheme of new energy vehicle based on cloud， and expounds the principle and implementation of the scheme， thus providing a new way to realize the rapid iterative updating of vehicle networking technology and functions.

Keywords： new energy vehicles; voice control; cloud terminal; car networking technology; system design

隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運而生?；谲嚶?lián)網(wǎng)技術(shù)的智能汽車已成為各大汽車廠的競爭焦點。目前，我國已成為世界汽車產(chǎn)銷量第一大國[1]，各種智能網(wǎng)聯(lián)黑科技和新玩法都陸續(xù)出現(xiàn)在了汽車上，在智能化道路上，新能源汽車以其獨特的優(yōu)勢走在了道路的前沿。

車聯(lián)網(wǎng)化應(yīng)用最廣且最受歡迎的是車輛語音控制，包括語音控制車窗、車門、空調(diào)、車燈、雨刮等等功能，為乘駕人員提供全新的、直接的、多元化的人機交互體驗，解放了用戶雙手，提高了乘駕人員的舒適度并進一步提升了行車安全[2-3]。目前，車輛語音控制的實現(xiàn)方式基本是基于具有語音識別的車機端采集用戶指令，實現(xiàn)語音識別、語義理解，車機端上CAN，通過CAN將指令傳到各個執(zhí)行機構(gòu)，從而實現(xiàn)車輛語音控制[4]。該方式具有一定的局限性，不同的車型，硬件接口不同時，硬件接口需要跟隨變更;另外對硬件車機端依賴大，迭代升級周期長，無法應(yīng)對如今產(chǎn)品快速迭代、開發(fā)的節(jié)奏。

本文針對上述方式的局限性，以新能源汽車為研究對象，提出基于云端的新能源汽車車輛語音控制設(shè)計方案，該方案既可實現(xiàn)車內(nèi)語音控制，也可以實現(xiàn)遠程車輛語音控制;可快速響應(yīng)整車開發(fā)節(jié)奏，兼容性強。

1 系統(tǒng)設(shè)計

1.1 系統(tǒng)概述

基于云端的新能源汽車車輛語音控制系統(tǒng)主要包含以下三個部分：車端、智能設(shè)備、云端。三個部分相互交互，以云端為核心，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)智能設(shè)備與車端之間的相互通信，因此該方案實現(xiàn)對云端要求較高，不完全依賴于車機端硬件，系統(tǒng)的迭代與升級大部分依靠軟件升級便可實現(xiàn)，且系統(tǒng)具有OTA功能，故方案實現(xiàn)簡單、快速，可實現(xiàn)快速升級迭代，兼容性強。

1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。車端主要負(fù)責(zé)車輛數(shù)據(jù)的采集與指令發(fā)送;智能設(shè)備可以是以下三種形式之一，即智能手機客戶端APP、智能機器人、智能交互PAD，智能設(shè)備主要負(fù)責(zé)用戶語音指令的采集，實現(xiàn)語音識別、語義理解;云端是指車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺與語音服務(wù)平臺，通過語音平臺實現(xiàn)用戶指令的轉(zhuǎn)化，通過車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺實時掌握車輛狀態(tài)及將指令下發(fā)到車端實現(xiàn)車輛語音控制。

1.3 系統(tǒng)工作原理

本系統(tǒng)基于云端實現(xiàn)車輛的語音控制功能，所有語音指令、狀態(tài)信息及控制指令通過云端實現(xiàn)交互與反饋。其工作原理為：

（1）語音采集。設(shè)備端具有語音采集模塊，采用用戶語音指令，上傳至云端進行語音識別。

（2）指令處理。云端將語音控制指令處理成對應(yīng)的控制指令，然后下發(fā)到車端的用戶連接單位。

（3）指令下發(fā)。用戶連接單位接收到控制指令之后，下發(fā)到整車CAN上。

（4）指令執(zhí)行。控制指令通過CAN網(wǎng)絡(luò)到達對應(yīng)執(zhí)行機構(gòu)，從而實現(xiàn)車輛控制。

（5）結(jié)果反饋。執(zhí)行機構(gòu)將執(zhí)行狀態(tài)通過云端反饋到設(shè)備端，讓用戶知道語音指令是否已完成執(zhí)行。

具體例子如圖2所示，智能設(shè)備端采集到用戶開/關(guān)車燈的語音指令，在云端處理之后下發(fā)至車端，車端執(zhí)行完控制指令之后反饋執(zhí)行狀態(tài)到設(shè)備端，將執(zhí)行狀態(tài)通知給用戶。

2 系統(tǒng)開發(fā)與實現(xiàn)

2.1 智能設(shè)備端的開發(fā)與實現(xiàn)

智能設(shè)備端包含三種形態(tài)，包括智能手機APP、智能機器人、智能交互PAD，任意一種形態(tài)都可以實現(xiàn)車輛語音控制功能。由于三種形態(tài)與整車直接關(guān)聯(lián)少，因此可實現(xiàn)系統(tǒng)的快速迭代與開發(fā)。

（1）APP端包含移動端（iOS、Android）及后臺管理及API接口三部分。iOS端采用Object-C語言進行開發(fā)，Android端采用Java語言進行開發(fā)使用volley、okhttp、butterknife等第三方庫集成，后臺管理采用Vue.js，ant Desgin pro框架，通過restful API的形式向API接口進行數(shù)據(jù)請求。API接口則采用Spring boot，Spring Cloud等框架技術(shù)。

（2）智能機器人和智能交互PAD端包含硬件、軟件、API接口開發(fā)。主要涉及硬件選型、硬件測試、UI交互、應(yīng)用開發(fā)、軟件測試、數(shù)據(jù)接口匹配等。

2.2 云端開發(fā)與實現(xiàn)

云端包含車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺與語音服務(wù)平臺。車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺統(tǒng)一管理車輛，需開發(fā)處理整車數(shù)據(jù)功能，管理用戶賬號功能，完成指令下發(fā)功能，實時掌握車輛運行情況等。語音服務(wù)平臺需要開發(fā)語音識別、語義理解功能等。

2.3 車端開發(fā)與實現(xiàn)

為實現(xiàn)車輛語音控制功能，車端也需要相應(yīng)的進行一定的開發(fā)。主要包括：

（1）用戶連接單元：負(fù)責(zé)整車數(shù)據(jù)采集、指令下發(fā)至整車。

（2）整車控制器：實現(xiàn)遠程控制或者語音控制時整車的上下電。

（3）車身控制器：實現(xiàn)車門、車窗、車燈等控制。

（4）空調(diào)控制器：實現(xiàn)語音或者遠程控制空調(diào)功能。

3 結(jié)束語

車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)在汽車行業(yè)的應(yīng)用，它能夠收集汽車、行人與道路等相關(guān)信息，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使信息共享并相互聯(lián)結(jié)，實現(xiàn)人、車、路的智能協(xié)同控制。綜上所述，本文所提出的基于云端的新能源汽車車輛語音控制設(shè)計方案，不完全依賴于車機端的硬件，所有語音指令、狀態(tài)信息及控制指令通過云端實現(xiàn)交互與反饋，可快速實現(xiàn)產(chǎn)品的升級與迭代。同時隨著未來5G時代的到來，該方案將為車輛語音控制的發(fā)展帶來全新的面貌。

參考文獻：

[1]藍玉華.我國未來汽車新能源的發(fā)展趨勢研究[J].科技資訊，2015，07：236.

[2]中商產(chǎn)業(yè)研究院.中國智能語音行業(yè)市場發(fā)展前景研究報告（2018-2023年）[R].深圳：中商產(chǎn)業(yè)研究院，2018.

[3]吳騰奇.車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀分析及展望[J].汽車工業(yè)研究，2016（4）：10-15.

[4]練藝，曾曉輝.智能語音在汽車中的應(yīng)用[J].無線互聯(lián)科技，2018，12：23.