基于自然语言处理的智能控制系统技术方案

本发明专利技术公开了基于自然语言处理的智能控制系统，包括VHF对讲机、接收传输端、ASR、NLP、TTS、助航设备、图像识别模块、环境信息收集模块、告警模块、物联网平台，所述VHF对讲机、接收传输端、ASR、NLP、TTS、助航设备、图像识别模块、环境信息收集模块、告警模块均与物联网平台通过LoRa连接；本发明专利技术的有益效果是：针对丢包这一主要因素，在此基础上采用话音优化技术减小丢包对话音质量影响；结合ASR、NLP的应用，指挥助航设备系统做出智能和精准的响应；结合ASR、NLP技术的应用，感知地面的图像、气象信息并自动与飞行员对话，主动控制助航设备引导飞行器起降，实现停机坪/起降点无人值守；通过查看终端实现对监测数据的查看，为隐患排查提供数据支撑。支撑。支撑。

【技术实现步骤摘要】
基于自然语言处理的智能控制系统


[0001]本专利技术属于智能控制
，具体涉及基于自然语言处理的智能控制系统。

技术介绍

[0002]飞行器停机坪作为飞行器的主要活动区域，有着至关重要的作用；所谓飞行器停机坪就是供飞行器起降的场地，其一般要求配备相应的助航设备、航管通信设备、气象设施、消防救援设备、机场标志表示等，使之能符合飞行器安全起降要求；飞行器停机坪的建设有助于降低非正规场所起降的安全隐患，节约成本开支；正规场所没有用于起降的专用辅助设备和标识，非正规场所的起降均靠人为指挥和驾驶员的经验来判断，每次起降均要通过运输来解决飞行器起降停放的必要设施和中转，浪费起降时间，需要大量的人力物力来维持现场，以保证现场的安全。
[0003]语音控制技术将扮演重要角色，智能语音控制技术在各领域的广泛应用，是智能控制系统发展的必然趋势；智能语音控制技术势必将在智能控制系统中扮演重要的角色，并向更高层次发展。
[0004]飞行器起降时，飞行员通过对讲机呼叫地面，地面收到语音呼叫，存在着因语音识别准确率低，丢包，影响话音质量的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供基于自然语言处理的智能控制系统，优化硬件链路技术减小丢包对话音质量影响。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于自然语言处理的智能控制系统，包括VHF对讲机、接收传输端、ASR、NLP、TTS、助航设备、图像识别模块、环境信息收集模块、告警模块、物联网平台，所述VHF对讲机、接收传输端、ASR、NLP、TTS、助航设备、图像识别模块、环境信息收集模块、告警模块均与物联网平台通过LoRa连接，其中：
[0007]LoRa是LPWAN通信技术中的一种，是基于扩频技术的超远距离无线传输方案，这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式，为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统，进而扩展传感网络，目前，LoRa主要在全球免费频段运行，包括433、868、915MHz；LoRa网络主要由终端、网关、Server和云四部分组成，应用数据可双向传输；LoRaWAN网络架构是一个典型的星形拓扑结构，在这个网络架构中，LoRa网关是一个透明传输的中继，连接终端设备和后端中央服务器，网关与服务器间通过标准IP连接，终端设备采用单跳与一个或多个网关通信，所有的节点与网关间均是双向通信，同时也支持云端升级操作以减少云端通讯时间；终端与网关之间的通信是在不同频率和数据传输速率基础上完成的，数据速率的选择需要在传输距离和消息时延之间权衡，由于采用了扩频技术，不同传输速率的通信不会互相干扰，且还会创建一组“虚拟化”的频段来增加网关容量；LoRaWAN的数据传输速率范围为0.3kbps至37.5kbps，为了最大化终端设备电池的寿命和整个网络容量，LoRaWAN网络服务器通过一种速率自适应方案来控制数据传输速率和每一终
端设备的射频输出功率；一般说来，传输速率、工作频段和网络拓扑结构是影响传感网络特性的三个主要参数；传输速率的选择将影响系统的传输距离和电池寿命；工作频段的选择要折中考虑频段和系统的设计目标；网络拓扑结构的选择是由传输距离要求和系统需要的节点数目来决定的；LoRa融合了数字扩频、数字信号处理和前向纠错编码技术，拥有前所未有的性能；只有那些高等级的工业无线电通信会融合这些技术，而随着LoRa的引入，嵌入式无线通信领域的局面发生了彻底的改变；前向纠错编码技术是给待传输数据序列中增加了一些冗余信息，这样，数据传输进程中注入的错误码元在接收端就会被及时纠正；这一技术减少了以往创建“自修复”数据包来重发的需求，且在解决由多径衰落引发的突发性误码中表现良好；一旦数据包分组建立起来且注入前向纠错编码以保障可靠性，这些数据包将被送到数字扩频调制器中；这一调制器将分组数据包中每一比特馈入一个“展扩器”中，将每一比特时间划分为众多码片；
[0008]所述物联网平台用于维持整个系统的运行；
[0009]所述VHF对讲机和接收传输端通过LoRa连接，利用VHF对讲机实现飞行员的语音呼叫和播报；VHF是指频带由30Mhz～300MHz的无线电电波；
[0010]所述ASR和接收传输端通过LoRa连接，利用ASR将语音转化为文字；ASR是指自动语音识别技术，是一种将人的语音转换为文本的技术；
[0011]所述NLP和ASR通过LoRa连接，利用NLP识别飞行员的意图，并根据意图给出对应回复文本；NLP，是研究人与计算机交互的语言问题的一门学科；
[0012]所述TTS和NLP、VHF对讲机通过LoRa连接，TTS将回复文本转为语音，通过VHF对讲机播报给飞行员；
[0013]所述TTS和助航设备通过LoRa连接，指挥助航设备做出响应；
[0014]所述图像识别模块识别降落飞行器，向飞行员发出VHF语音引导和助航引导，保障降落安全；
[0015]所述环境信息收集模块收集停机坪温湿度、风力风向、占用情况；
[0016]所述告警模块用于在停机坪不适合起降时做出VHF语音告警和助航装备灯光告警，保障起降安全。
[0017]作为本专利技术的一种优选的技术方案，还包括与物联网平台连接的对焦模块，当飞行器进入场景内时，基于三点预测性聚焦算法，采用三点拟合曲线，求出曲线峰值，确定最佳清晰点。
[0018]作为本专利技术的一种优选的技术方案，还包括与物联网平台连接的噪声消除模块，采用基于BM3D三维块匹配的去噪算法，还原噪声下的图像。
[0019]作为本专利技术的一种优选的技术方案，还包括与物联网平台连接的图像去雾模块，采用基于暗原色先验透雾算法，在雾霾天气下还原图像。
[0020]作为本专利技术的一种优选的技术方案，所述环境信息收集模块还用于发现停机坪的异常，该异常包括异物侵入、灾害发生。
[0021]作为本专利技术的一种优选的技术方案，所述告警的方式为VHF语音告警和助航设备灯光告警。
[0022]作为本专利技术的一种优选的技术方案，还包括话音优化模块，话音优化方法如下：对当前的话音进行降噪处理，获得去噪语音；获取去噪语音的音质清晰值，音质清晰值为衡量
去噪语音清晰程度的参数；当音质清晰值低于设定的清晰阈值时，对去噪语音进行纠音处理；输出纠音处理后的去噪语音。
[0023]作为本专利技术的一种优选的技术方案，还包括与物联网平台连接的查看终端，通过查看终端查看运行情况，查看终端为手机APP及电脑端，实现对监测数据的查看，为隐患排查提供数据支撑。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0025]1.针对丢包这一主要因素，在此基础上采用话音优化技术减小丢包对话音质量影响；结合ASR、NLP的应用，指挥助航设备系统做出智能和精准的响应；
[0026]2.结合ASR、NLP技术的应用，感知地面的图像、气象信息并自动与飞行员对话，主动控制助航设备引导飞行器起降，实现停机坪/起降点无人值守，保障助航设备全天候全条件下的战本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于自然语言处理的智能控制系统，其特征在于：包括VHF对讲机、接收传输端、ASR、NLP、TTS、助航设备、图像识别模块、环境信息收集模块、告警模块、物联网平台，所述VHF对讲机、接收传输端、ASR、NLP、TTS、助航设备、图像识别模块、环境信息收集模块、告警模块均与物联网平台通过LoRa连接，其中：所述物联网平台用于维持整个系统的运行；所述VHF对讲机和接收传输端通过LoRa连接，利用VHF对讲机实现飞行员的语音呼叫和播报；所述ASR和接收传输端通过LoRa连接，利用ASR将语音转化为文字；所述NLP和ASR通过LoRa连接，利用NLP识别飞行员的意图，并根据意图给出对应回复文本；所述TTS和NLP、VHF对讲机通过LoRa连接，TTS将回复文本转为语音，通过VHF对讲机播报给飞行员；所述TTS和助航设备通过LoRa连接，指挥助航设备做出响应；所述图像识别模块识别降落飞行器，向飞行员发出VHF语音引导和助航引导；所述环境信息收集模块收集停机坪温湿度、风力风向、占用情况；所述告警模块用于在停机坪不适合起降时发出告警。2.根据权利要求1所述的基于自然语言处理的智能控制系统，其特征在于：还包括与物联网平台连接的对焦模块，当飞行器进入场景内时，基于三点预测性聚焦算法，采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海亮，苏航，张怡，
申请(专利权)人：中山大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：