面向智能新风的语音交互系统的设计与实现
这是一篇关于智能新风,语音交互,微服务,自然语言处理的论文, 主要内容为随着物联网的发展,智能家居的解决方案被广泛应用,用户对智能化的要求程度也越来越高。智能家居的交互方式也从实体按钮控制向终端触屏控制甚至语音控制不断发展。同时,因空气污染、疫情等原因,用户对新风机需求上升。因此,将智能新风和语音交互相结合的方案受到了更多的重视。面向智能新风的语音交互系统让用户可以通过语音的形式与家居设备进行交互。用户可以通过小程序远程语音控制新风设备,比如开关设备、调节设备风量、设置设备模式等。用户也可以查询新风设备属性,比如查询设备的电源状态、风速大小、当前处于何种模式等。用户还可以通过小程序以语音方式使用生活服务,比如查询今日天气实况、查询未来几天的天气预报。系统还将多个平台的数据集中起来,以图形化的方式展示给用户,让用户对自己的使用情况了如指掌。本系统基于Spring Cloud的微服务架构,将单一程序划为独立的服务,服务之间可以通过Feign互相调用,提高了系统的可用性。前端采用微信小程序,用户无需安装多余的App。后端每个服务使用Spring Boot框架进行开发,数据库采用My SQL,辅以Redis缓存,同时使用My Batis作为持久层框架。根据功能性需求将系统划分为认证模块、语义识别模块、机器控制模块、生活服务模块和数据分析模块五个模块。本文从需求分析、概要设计、详细设计与实现这几个层次描述这些模块。认证模块是将小程序的用户数据与已有数据对接;语义识别模块是对用户的语音请求进行NLP,将其转为计算机可以理解的指令;机器控制模块提供对新风设备各项属性查询和控制的动作的处理;生活服务模块提供对天气实况和天气预报查询的动作的处理;数据分析模块提供用户上述动作以及在其他平台相关动作的数据统计与分析工作并可视化。在系统开发完成后对其功能性和非功能性需求分别作单元测试、集成测试和性能测试,对所用算法评估,发现系统可以满足用户的功能性需求和速度需求,在服务量方面,系统满足了最低标准,可以满足每秒处理50个请求,距离最高标准仍有提升空间。系统在大部分情况下可以满足每秒处理100个请求。测试完成后,将系统部署并投入使用,提高了企业新风产品的竞争力,用户也获得与设备交互的更多方式,得到良好体验。
基于语音交互的老人陪伴智慧盒系统设计与实现
这是一篇关于智慧盒系统,语音交互,插件机制,远程监护的论文, 主要内容为随着我国的老龄化群体日渐增多,人口老龄化情况也越来越严重,因此老人空巢成为当下社会亟待解决的问题,日常陪伴老人是缓解空巢问题的重要方式。随着计算机技术和智能产品的蓬勃发展,空巢老人的问题也受到了相关领域的热切关注,市场上也涌现了很多的智能化产品。但是在目前推出的智能产品中,存在着用户界限区分不明显、产品使用门槛较高、缺少监护人模块等缺点,导致现有智能产品很难直接应用于老年人群体。针对上述问题,本文基于语音交互设计并实现了特有的面向老年群体的老人陪伴智慧盒系统,针对老人需求设计各项功能模块,旨在解决当前老人空巢问题的社会困境。本文的主要研究内容如下所述。(1)基于语音交互的老人陪伴智慧盒系统实现。本文采用树莓派、UPS电池板、摄像头、声卡、存储卡等硬件构建智慧盒系统的硬件设施,并设计系统金属外壳,完善系统的硬件基础。利用语音唤醒、语音识别、语音合成、语义理解接口实现语音交互逻辑和系统的人机交互,构建系统的软件基础结构。(2)基于自定义语音协议的插件机制的实现。本文使用插件机制来实现用户通过语音协议来操作系统功能。通过分析系统各个功能的特点自定义语音操作协议,并设计实现插件管理类来管理系统插件和语音协议轮询,完善系统功能模块与语音交互模块之间的调度。(3)系统功能模块的实现。考虑到老人和监护人特有的需求,针对需求进行分析提出系统的功能模块,并研究深度森林、领域知识图谱、知识库等相关关键技术进行实现。功能模块包括:娱乐模块、生活服务模块、检测工具模块、远程监护模块等,满足老人和监护人的使用需求,提高系统的应用价值。最后,本文依照软件测试原理对系统进行测试验证,测试结果表明本文设计的老人陪伴智慧盒系统可以满足老人和监护人的需求,能够缓解当前社会的老人空巢问题,同时在语音交互模式下,降低了系统使用门槛,优化了用户的体验。
商用服务机器人人机交互关键技术研究
这是一篇关于服务机器人,人机交互,人脸检测,语音交互的论文, 主要内容为近年来,随着机器人技术突破与应用场景逐渐成熟,商用服务机器人的需求日益增多,而良好的人机交互性能是商用服务机器人取得市场成功的关键。本文以提升人机交互的合理性和体验感为目的,通过对机器人在实际使用过程中遇到的交互问题的调研和分析,展开了机器人人机交互关键技术的相关研究。主要研究内容包括:服务机器人屏幕定位方法、服务机器人语音交互优化、后台交互方案设计。具体如下:首先研究了机器人屏幕交互无法自适应用户身高的问题,提出了一种以人脸检测算法为核心的屏幕定位方法。先通过实验对比分析,确定采用HOG-ULBP特征作为表征人脸信息的描述符,然后针对复杂环境下人脸检测精度不高的问题,提出了一种改进的人脸检测算法,即先对图像进行GBVS-SD算法区域提取,减少无关区域的影响,再对所提取区域进行HOG-ULBP特征提取,最后使用SVM得到分类结果。实验结果表明,改进人脸检测算法的精度在复杂环境下有显著提升。采用该方法能够准确实现屏幕定位,成功率可达93.3%。其次,针对服务机器人语音交互中存在的若干问题进行了优化。其一是利用人体检测结果作为语音交互自开启与关闭的条件,加强交互智能性;其二是通过改进的双门限语音端点检测算法实现非接触式连续语音识别,提高了交互的便捷性;其三是对常见的语音去噪算法进行研究,综合对比去噪效果与时间等因素,选择快速RLS算法作为语音交互降噪算法,提高了语音可懂度。再次,为解决服务机器人单平台交互的局限性,搭建了一个基于Spring MVC框架的后台交互服务器,实现了与机器人的远距离命令交互并对其数据进行监测,保证了机器人正常运行。最后,对系统平台进行搭建,实现机器人Android交互端的具体功能,并在机器人实体上进行各种交互功能的测试与验证。测试结果表明,本文提出和优化的人机交互方式能更好地为用户提供交互体验。
救护队应急救援管理系统的前端设计与实现
这是一篇关于应急管理,救援队,管理系统,Vue.js,语音交互的论文, 主要内容为矿井发生事故后,矿山救护队是奋战在一线的主力军,矿山救护队建设的好坏直接影响矿工生命和国家财产安全,然而现阶段我国矿山救护队在业务管理方面存在数据录入、查询困难等问题。为了实现救护队智能化、质量标准化建设,设计开发一套救护队应急管理系统具有一定的现实意义。救护队应急救援管理系统采用B/S架构,结合前后端分离模式进行开发,主要用于救护队日常业务管理和远程监管。本文通过互联网云技术、语音交互、数据可视化等技术,完成系统前端页面设计、语音交互以及数据可视化展示。系统部署到云服务器上,使用Vue.js、Element-UI等技术框架,结合echarts工具实现页面设计和数据展示,通过Axios进行前后端数据交互,利用Webpack对代码进行打包,并结合其他前端技术辅助项目开发。根据救护队工作流程和业务,应急救援管理系统包括个人模块、装备物资模块、应急接警模块、培训训练模块、系统管理模块、救援方案模块、基础配置模块、救援队伍模块、计划模块、资料管理模块以及办公自动化模块。系统主要包括救护队基础数据存储和管理,数据统计分析和可视化展示,装备物资维保和出入库,应急预案的自动生成,文档上传和下载,智能录入接警信息并实时跟踪接警处置情况,语音朗读通知公告和待办提醒等功能。对开发完成后的系统前端进行功能、UI、安全性测试,测试结果表明,系统各功能模块均能正常使用,页面在各主流浏览器显示正常,满足设计需求。在语音交互测试中,语音合成平均正确率达到94%以上,语音识别平均正确率达到90%以上,通过语音识别方式录入接警信息速度明显快于手写和打字记录方式,该功能满足救护队的使用需求,最后通过了神南救护队的验收,验证了系统的可行性和稳定性。
乒乓球智能语音处理系统的设计与实现
这是一篇关于智能语音处理系统,问答系统,SimBERT,乒乓球,语音交互的论文, 主要内容为随着我国全民体育事业的快速发展,体育运动已成为国人生活中不可或缺的一部分。乒乓球运动在我国受到很多人的喜爱,但是如何利用AI及相关技术,设计并提供一款科学提升乒乓球业余爱好者技术水平的系统,是一个值得研究的问题。本文设计并实现了一个以语音、视频为交互方式,基于Android平台的乒乓球智能语音处理系统,旨在帮助乒乓球训练者在训练的过程中通过语音对话,实时地获取乒乓球领域的技术动作要领和击球技巧知识,以帮助提升训练者的技术水平。本文所设计的乒乓球智能语音处理系统,包含三个主要部分。首先,由于在实际乒乓球训练场景中,语音交互存在嘈杂的环境噪声和多人说话的混合语音等问题,本文采用梅尔频率倒谱系数作为说话人声纹特征,解决在多人说话中识别目标人物语音的问题;其次,为了确保智能语音处理中问答系统响应问题结果的准确性,采用Sim BERT语义相似度模型并基于乒乓球领域的语料库进行模型训练,同时,引入基于统计的BM25相似度算法和基于BOOL检索方法,减少语义相似性计算的时间,提高系统实时交互性能。最后,根据设计要求,基于Android手机平台,通过现有的云平台和语音处理技术,开发了声纹识别、语音唤醒、语音识别、语音合成和视频检索回放等功能,系统功能测试结果表明,该系统功能达到预期设计要求。
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