W artykule zaprezentowano badania dwóch systemów sterowania głosowego w zakresie komend dedykowanych dla inteligentnego budynku. Opisano implementację rozpoznawania mowy opartą na platformach Google Cloud Speech API i BitVoicer. Przeprowadzono badania w celu weryfikacji poprawności działania sterowania głosowego i określono dalsze możliwości rozwoju.
EN
The article presents the research of two voice control systems in the field of commands dedicated to the intelligent building. An implementation of speech recognition based on the Google Cloud Speech API and BitVoicer platform is described. Research was carried out to verify the correctness of voice control and further development options were identified.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The subject of the paper is a description of a process of a control system development using a rapid prototyping approach. The purpose of this article is to present a control system design process on two examples of electromechanical devices. The first example is a mobile wheeled robot, guided by operator’s voice commands and the second example is a parallel manipulator based on permanent magnet brushless DC (PM BLDC) motors.
PL
Przedmiotem artykułu jest opis procesu projektowania systemu sterowania z wykorzystaniem metody szybkiego prototypowania. Celem publikacji jest przedstawienie tego procesu w oparciu o dwa przykłady urządzeń elektromechanicznych. Pierwszym przykładem jest kołowy robot mobilny, kierowany za pośrednictwem głosowych poleceń operatora, drugi przykład dotyczy manipulatora równoległego napędzanego sześcioma silnikami bezszczotkowymi prądu stałego z magnesami trwałymi.
W artykule przedstawiono nowatorskie rozwiązanie sterowania manipulatorem elektrohydraulicznym za pomocą komend głosowych. W ramach pracy opracowano interfejs na komputer klasy PC oraz na platformę mobilną Android. Obydwa rozwiązania pozwalają w prosty sposób sterować pozycją manipulatora z wykorzystaniem technologii rozpoznania mowy. Głównym celem tej pracy jest przedstawienie możliwości i użyteczności systemów rozpoznawania mowy pod kątem sterowania urządzeniami.
EN
Automatic speech recognition systems have more and more applications in field of mechatronics and robotics. They have become an essential element of intelligent human-machine interfaces. They also allow users to communicate with devices in the most natural way – using speech. This paper presents an innovative solution of electrohydraulic manipulator control using voice commands. During the work, interfaces for PCs and mobile platform Android have been created. Both solutions allow to easily control the position of the manipulator using speech recognition technology. The main objective of this paper is to present the abilities and usefulness of speech recognition systems for device control.
Artykuł przedstawia przykłady wykorzystania systemów automatycznego rozpoznawania mowy do budowy głosowych interfejsów typu człowiek-maszyna. W artykule opisano sposób działania takich aplikacji pod kątem sterowania i komunikacji głosowej. W następnej części przedstawiono koncepcję i budowę systemu rozpoznawania mowy do komunikacji z 32-bitowym modułowym sterownikiem pralki.
EN
This paper presents examples of the use of automatic speech recognition systems to build human-machine voice interfaces. Also this paper briefly describes how these applications can work. The rest of the article shows the concept of usage speech recognition system based on own driver which cooperate with washing machine controller.
W niniejszej pracy rozważa się zagadnienie wykorzystania inteligentnego systemu nawigowania oraz przeglądania serwisu Internetowego z wykorzystaniem głosu. Przeanalizowano miejsca i mechanizmy występowania problemów, które są krytyczne dla działania systemu. Zaprezentowano przykładową pełną implementację rozważanego systemu, która pozwala też na wyznaczenie kierunków dalszego jego rozwoju.
EN
We consider the problem of using intelligent service navigation and browsing the Internet using a voice-controlled system. The issues critical for system operation are analyzed. After presenting general characteristics, there are described the system architecture, its modular-layered structure, initialization, the way of connecting a customer, and the methods for generating speech and recognizing voice. A short description of an exemplary complete implementation of the intelligent voice-controlled navigation through the website is given. Initial tests have shown the integral and stable operation of the whole system. The applied libraries, used for speech recognition and synthesis, are though not perfect. The quality of the generated speech needs further improvement, and the speech recognition system has a high error rate. Though the pace of development of the speech libraries is not too high, they are constantly being developed, and thus they can be successively updated.
Głównym celem badań opisanych w niniejszej pracy jest opracowanie struktury oraz zasad działania systemu sterowania głosowego, charakteryzującego się takim poziomem niezawodności i funkcjonalności, aby możliwe było jego zastosowanie w praktyce przemysłowej w zautomatyzowanym wytwarzaniu. Postawione zostało pytanie: dlaczego systemy takie nie zostały dotąd zaimplementowane? W szczególności zaś: jakie są ograniczenia i niedoskonałości istniejących algorytmów rozpoznawania mowy i przetwarzania języka naturalnego? W przeciwieństwie do innych opracowań, położony został nacisk na specyfikę przetwarzania komend głosowych służących do sterowania robotami przemysłowymi i maszynami technologicznymi. Przeprowadzona została dogłębna analiza funkcji systemu sterowania głosowego. Analiza ta była ściśle powiązana z obszernym przeglądem literatury opisującej rozwiązania dotyczące rozpoznawania mowy i przetwarzania języka naturalnego. Jej celem było m.in. określenie stopnia przydatności tych rozwiązań do sterowania głosowego w zautomatyzowanym wytwarzaniu. Kolejny etap stanowi synteza, wyróżniająca się całościowym, systemowym podejściem do tematu przetwarzania komend głosowych. Uwzględnia ona prawie wszystkie aspekty przetwarzania tych komend i - co najważniejsze - również ich wzajemne związki. W efekcie opracowane zostały szczegółowe zasady, według których powinien funkcjonować przemysłowy system sterowania głosowego. Jeśli chodzi o aspekt utylitarny, to powstało w ten sposób narzędzie służące do szybkiego i łatwego generowania przemysłowych systemów sterowania głosowego, dostosowanych do konkretnych zestawów maszyn i urządzeń oraz do konkretnych zadań produkcyjnych. Zrealizowana z pomocą tego narzędzia aplikacja laboratoryjna jest - według wiedzy autora - najbardziej obecnie zaawansowanym, funkcjonującym, przemysłowo zorientowanym systemem sterowania głosowego bazującym na komendach w języku ąuasi-naturalnym. Ponadto w niniejszej pracy zaprezentowano nowatorskie rozwiązania dotyczące zdalnego sterowania głosowego maszynami i urządzeniami wchodzącymi w skład zautomatyzowanych systemów wytwarzania. Zostały opracowane (oraz laboratoryjnie zweryfikowane) zasady funkcjonowania bazującego na Internecie systemu sterowania głosowego. Według opinii autora, może to się przyczynić do rozwoju nowej dziedziny badań.
EN
The purpose of research presented in this work was to develop the structure and principles governing the functioning of an industrially oriented voice control system that would be functional and reliable enough to be applied in the industrial practice. The following questions have been asked: why have voice control systems not been used in the industry yet? What are the limitations of existing speech recognition and language processing algorithms? Unlike some other works, this research has focused on the specific requirements that have to be fulfilled by voice command processing systems in the industrial environment. An in-depth analysis of voice control system functioning has been performed. It involved a comprehensive survey of literature related to speech recognition and natural language processing. The aim of this survey was to evaluate the usefulness of existing solutions for industrially oriented voice control systems. The next step consisted in performing the synthesis based on the holistic and systemic approach to the voice command processing. It took into consideration almost all aspects of voice command processing and, what is very important, their mutual influence. In this way, detailed rules of industrially oriented voice control system functioning have been elaborated. A practical result of this research is a generic tool for the fast development of voice control applications that could be employed in individual automated manufacturing systems. With the help of this tool, the voice control system for a robotized manufacturing cell has been developed, implemented, and practically verified in the laboratory. As far as the author is aware, it is the most advanced operational, industrially oriented voice control system based on commands in a quasi-natural language. Moreover, this work presents novel solutions related to remote voice control of automated manufacturing systems. The principles of Internet-based voice control have been elaborated. In the author's opinion, this may potentially open up a new domain for research.
Przedstawiono bezprzewodową sieć sensorową, pobierającą i przekazującą informacje z czujników temperatury i oświetlenia sterowanych głosem. Funkcjonalność systemu może zostać wykorzystana do sterowania urządzeniami automatyki domowej. System składa się z trzech zasadniczych elementów: koordynatora sieci ZigBee, urządzenia końcowego (pomiarowego) wyposażonego w czujniki światła i temperatury oraz komputera PC. Użytkownik może zarządzać systemem za pomocą trzech interfejsów: komend głosowych rejestrowanych przez mikrofon, wyświetlacza TFT z panelem dotykowym oraz komputera PC z opracowanym oprogramowaniem. W koordynatorze zastosowano uproszczony algorytm rozpoznawania izolowanych słów przy pomocy współczynników LPC (Linear Predictive Coding). System został skonstruowany na popularnych mikrokontrolerach firmy STM z nowoczesnym mikroprocesorem ARM Cortex-M3.
EN
Wireless sensor network collecting and transferring information from temperature and lighting sensors controlled by means of operator’s voice has been presented. Functionality of the system can be applied for controlling of home automatic devices. The system consists of three main parts: ZigBee network coordinator, measuring terminals equipped in light and temperature sensors and computer PC. A user can manage the system by means of three interfaces: voice commands registered by the microphone, TFT display with touch panel and computer PC with elaborated software. In the coordinator the simplified algorithm of isolated words recognition by means of the LPC (Linear Predictive Coding) coefficients was applied. The system was realized using popular microcontrollers produced by STM with the modern microprocessor ARM Cortex-M3.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy zaprezentowano koncepcję systemu sterowania samolotem asystującego pilotowi. System różni się od tradycyjnie stosowanych tym, że sterowanie odbywa się za pomocą poleceń wydawanych głosem. W pracy przeanalizowano możliwości wykonania systemu sterowania z wbudowanym modułem automatycznego rozpoznawania mowy dla samolotów ogólnego przeznaczenia. Podjęto próbę zdefiniowania głównych reguł, którymi powinien kierować się projektant systemu. Zdefiniowano i omówiono główne poziomy funkcjonalności prezentowanego systemu sterowania. Szczegółowo omówiono zastosowanie wybranych komend do bezpośredniego sterowania lotem samolotu. Podano również podstawowe wymagania, jakie powinny spełniać komendy głosowe. Zawarto również krótki opis eksperymentalnego systemu sterowania stanowiącego podstawę rozwijania systemów głosowego sterowania samolotami ogólnego przeznaczenia.
EN
The paper presents a conception of an airborne control system assisting the pilot, different than classical approaches present. There is a conception of voice commanded control system presented in this paper. The paper analyses possibilities of realization of aircraft control system with the speech recognition module for general aviation aircraft, at this moment. The author tries to define the main rules, which must be kept to project and operate such systems. The main functionality levels of such control system are defined and discussed too. The use of voice commands for the direct controlling the flight of the plane is also presented and analyzed in details. The paper discusses also types of voice commands pilot could use to control the plane. The main requirements voice commands must meet are defined and discussed. The last chapter contains the short description of the experimental control system, which can be the base for developing an experimental voice controlled general aviation aircraft.
W oparciu o światową literaturę naukową oraz doniesienia o próbach komercjalizacji rozwiązań dotyczących głosowego sterowania maszyn technologicznych, autor przeprowadza analizę celowości i zakresu możliwych zastosowań automatycznego rozpoznawania mowy do obsługi i sterowania zrobotyzowanych gniazd obróbkowych. Celowe wydaje się być zastosowanie tych technik w odniesieniu do gniazd obróbkowych o zróżnicowanym stopniu automatyzacji, w których część zadań realizowana jest automatycznie, a część ręcznie przez operatora. Operator, sam wykonując pewne czynności i mając zajęte ręce, może zarazem wydawać polecenia „współpracownikom" będącym robotami, obrabiarkami lub uchwytami obróbkowymi. W artykule opisana jest nowatorska implementacja tej koncepcji, zrealizowana w Laboratorium Zautomatyzowanej Produkcji. System komunikacji głosowej umożliwia sterowanie maszynami i urządzeniami pomocniczymi zrobotyzowanego gniazda obróbkowego za pomocą komend w języku naturalnym. Odbywa się to we współpracy z systemem analizy obrazu.
EN
This paper presents an analysis of potential applications for speech recognition techniques in machining cell control. Using voice communication in machining cells of diversified automation level seems to be very promising application area because such cells fulfill the concept of man -machine cooperation in pursuing a given goal. As some activities are fully automated and the others must be executed manually by the operator, it would be very convenient to communicate by voice. The operator, focused on his task and with his hands engaged, could simultaneously give instructions to his "co-workers" i.e. to machine tools, robots, clamps etc. The voice communication could also function bi-directionally. The practical implementation of this concept is a fully operational voice control system for the robotized cell. It is functioning in the Laboratory for Automated Manufacturing in the Warsaw University of Technology.
The authors presented in the study human voice recognition algorithm, which functioning is based on analysis of spectrograms with MSE (mean square error) quality measure utilization, which is employed for digital images comparing. The algorithm of human voice recognition proposed in the article was practically used for voice control of visual supervision system.
This paper is an extended version of the MIT'06 conference contribution. During the conference, many inquiries about the used techniques were performed. Hence, in the paper some parts of investigations were explained and discussed, with greater accuracy. It is shown that the computer applications can be controlled by a human voice. The computer controlling processes are available by means of utterance of isolated words, where application events with the aid of user's voice can be serviced. The voice usage can be convenient for blind or partially sighted users or for persons with limb paresis. The Microsoft application events, by means of the practicable Microsoft Windows firmware MSAA® technology can be analysed. Such technology, together with isolated word descriptors, as voice recognition system, has been presented.
W Warunkach przemysłowych komunikacja z systemem diagnostycznym może być uciążliwa ponieważ operator musi mieć stały dostęp do pulpitu sterowniczego. Problem ten może zostać rozwiązany przez sterowanie za pomocą głosu. W artykule przedstawiono próby komunikacji głosowej z systemem doradczym diagnozującym zużycie narzędzia.
EN
In industrial conditions the communication with diagnostic system can be very inconvenient because operator has to have entrance to a control panel. This problem could be solved by voice control. In article, the attempt of voice communication with tool wear diagnostic expert system is shown. Communication with expert system is based on a few separate words.
W artykule przedstawiono ogólną koncepcję sterowania urządzeń elektromechanicznych głosem na przykładzie sterowania elektrycznym wózkiem inwalidzkim. Zaprezentowano strukturę blokową układu sterowania oraz omówiono podstawowe zadania poszczególnych modułów. W artykule zamieszczono wyłoniony w trakcie badań symulacyjnych zestaw poleceń w postaci słów izolowanych oraz wyniki symulacji taru ruchu pojazdu sterowanego za pomocą tych poleceń.
EN
The paper presents general idea of electromechanical device voice control. An electric wheelchair drive control system is shown as an example. Bloc structure of the control system is described and taska of every module are considered. Also, command set for voice control system, obtained through simulation research and some simulation results of path of the electric vehicle (f.eg. electric wheelchair), guided by voice commands are presented.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.