一种基于语义分析的飞行器脚本控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于语义分析的飞行器脚本控制方法，其特征在于，所述基于语义分析的飞行脚本控制方法采用的技术方案步骤如下：步骤一：通过语音识别技术将操作手输入的语音任务命令信息转为自然语言文本；步骤二：通过任务命令解析，提取命令参数信息，并判断命令参数完整性，若不完整则要求操作手进行补充；步骤四：根据完整的命令参数信息，生成飞行器脚本；步骤五：飞行器脚本与V750无人直升机指令系统做适配，以实现对无人机的飞行控制。本发明专利技术通过分析处理操作手的任务命令，使无人直升机具有一定程度的人工智能，同时基于语义分析的飞行器脚本，通过指令匹配可以适用于多种无人机类型，并且极大的降低无人机的操作难度。

A script control method based on semantic analysis

The invention discloses an aircraft script control method based on semantic analysis, which is characterized by the following technical steps: step 1: converting the voice task command information input by the operator into natural language text by speech recognition technology; step 2 Through task command parsing, extract command parameter information, and judge the integrity of command parameters, if not complete, the operator is required to supplement; Step 4: According to the complete command parameter information, generate aircraft script; Step 5: The aircraft script and V750 unmanned helicopter command system are adapted to achieve unmanned. Aircraft flight control. By analyzing and processing the task command of the operator, the unmanned helicopter has a certain degree of artificial intelligence. Meanwhile, the aircraft script based on semantic analysis can be applied to various types of unmanned aerial vehicles by command matching, and greatly reduces the operation difficulty of the unmanned aerial vehicle.

【技术实现步骤摘要】
一种基于语义分析的飞行器脚本控制方法
本专利技术涉及自然语言处理和无人机的交叉领域，具体为一种基于语义分析的飞行器脚本控制方法。
技术介绍
近几年，我国在无人机
取得了不小成就，如2011年V750无人直升机在在山东潍坊首飞成功，填补了中国中型无人直升机的空白，标志着中国无人机研制水平又迈上了一个新的台阶。V750由青岛海利直升机制造有限公司、潍坊天翔航空工业有限公司一起联合中航工业西安飞行自动控制研究所、中国电子科技集团第十研究所、中航技进出口有限责任公司等单位以市场需求为引导，在有人直升机的基础上，共同研制而成。V750最大飞行范围500公里，可巡航4小时，可广泛应用于环境监测、空中拍摄、减害抢险、通信联络等各个领域。V750的飞行控制与管理系统支持外控、程控和混控，这三种控制模型。对于V750的外控飞行，由操作手进行人工控制，这往往对要求操作人员具有很高的专业素质，随着无人机的广泛普及，而复杂的操作流程并不利于无人机的推广使用。随着人工智能的兴起，利用自然语言处理技术实现对无人机的飞行控制成为一个新的研究应用方向。由美国国防部高级研究计划局(DARPA)和美国空军提出的软件使能控制(SoftwareEnabledControl,SEC)计划的相关实验中，波音公司首次验证了有人驾驶战斗机与无人机(有人机加装无人机相关航空电子设备进行模拟)之间采用自然语言接口协调完成任务的能力，同时验证了无人机的自主控制能力。这个验证系统标志着自然语言接口第一次用于人机实时发布任务级自然语言指令到无人机。目前大多数自然语言指令与对应的机型是强绑定，无法做到解耦，因此难以拓展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于语义分析的飞行器脚本控制方法，针对V750无人直升机提供了一个交互控制平台，包括基于语义分析的飞行器脚本控制方法。其特征在于，操作手可以通过语音控制无人机完成基本任务，轻松实现对无人机的飞行控制。针对操作手输入的语音控制命令，通过语音识别、语义分析等自然语言处理技术获取到控制意图，并将意图转换为具有统一格式的命令脚本，通过脚本与对应飞行器指令的匹配控制飞行器的飞行，由于是通过脚本与指令进行对应，因此本方法还可用于多种机型，达到解耦的目的。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于语义分析的飞行器脚本控制方法，其特征在于，所述基于语义分析的飞行脚本控制方法采用的技术方案步骤如下：步骤一：通过语音识别技术将操作手输入的语音任务命令信息转为自然语言文本；步骤二：通过任务命令解析，提取命令参数信息，并判断命令参数完整性，若不完整则要求操作手进行补充；步骤四：根据完整的命令参数信息，生成飞行器脚本；步骤五：飞行器脚本与V750无人直升机指令系统做适配，以实现对无人机的飞行控制。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1、基于语义分析处理操作手的任务命令，使无人直升机具有一定程度的人工智能。2、基于语义分析的飞行器脚本，通过指令匹配可以适用于多种无人机类型。3、极大的降低无人机的操作难度，便于民用直升机的推广使用。附图说明图1为本专利技术人机交互模型概念图；图2为本专利技术基于语义分析的飞行器脚本控制方案图；图3为本专利技术基于语义分析的飞行器脚本控制方法流程图；图4为本专利技术自然语言理解过程流程图；图5为本专利技术任务命令配置格式；图6为本专利技术脚本格式；图7为本专利技术脚本指令匹配的配置格式；图8为本专利技术任务命令配置文件；图9为本专利技术脚本指令配置文件；图10为本专利技术飞行器脚本。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。一种基于语义分析的飞行器脚本控制方法，其特征在于，所述基于语义分析的飞行脚本控制方法采用的技术方案步骤如下：步骤一：通过语音识别技术将操作手输入的语音任务命令信息转为自然语言文本；步骤二：通过任务命令解析，提取命令参数信息，并判断命令参数完整性，若不完整则要求操作手进行补充；步骤四：根据完整的命令参数信息，生成飞行器脚本；步骤五：飞行器脚本与V750无人直升机指令系统做适配，以实现对无人机的飞行控制。无人直升机交互控制平台总体设计由于直接将语音信号传送到飞控系统中存在传输干扰等，容易造成信息丢失，因此本专利技术将控制平台建立在地面控制系统上，图1展示了交互控制平台概念图，通过人机交互接口，交互控制平台实现对无人机的控制。图2展示了基于语义分析的飞行器脚本控制方案，图中展示了平台包含的具体模块，其中，语音转换将接受到的操作手语音命令信息，通过语音识别转为自然语言文本，语言合成将提示消息转为语音进行输出；任务命令解析获取到操作手的命令意图；根据任务命令解析获取到的参数信息生成任务脚本；数据层提供预定义的参数信息。操作手输入语音任务命令与无人机系统进行交互，本专利技术的主要流程如图3所示。首先操作手输入语音任务命令，通过语音转换模块对语音进行识别，判断该命令是否成功识别，若命令没有被识别则给出相应提示，操作手进行重新输入，否则生成语音任务命令对应的自然语言文本。然后通过语义分析获取任务参数信息，然后判断任务命令中的参数是否完整，若不完整，则给出相应提示信息，让操作手输入对应的参数信息，若完整则使操作手确认任务命令。然后根据命令参数生成脚本，最后对脚本进行解析，获取到V750的指令格式。任务命令解析任务命令解析主要分为两步：语义分析，对话管理。语义分析获取到参数信息，对话管理技术判断命令参数是否完备，对于参数不完备的命令给出提示让操作手进行输入，最后让操作手确认最终的任务命令。由于本专利技术主要应用于无人机领域，系统规则较少，需要机器理解的内容相对固定，因此规则容易建立且容易扩充，因此本专利技术采用基于规则的句法分析技术分析自然语言结构，并获取任务命令参数。图4给出语义分析的过程。对于分词处理依赖的词典，在现有中文分词处理工具所提供的词典进行拓展，形成基于无人机领域的词典，然后根据语法规则进行解析，抽取出参数信息。同样，由于只针对无人机应用领域，对话管理采用有限状态机(FSM)进行实现，针对每类任务类型，设计状态的定义及跳转逻辑即可。脚本设计针对V750在民用领域的应用，本专利技术制定了无人机基本任务类型及其对应的基本参数，如表1所示。表中设计了基本任务类型和其对应的命令参数，基本类型为巡航、盘旋等待、返航、侦查搜索，其中参数主要根据接下来介绍的任务命令配置文件制定，表中只给出了任务的粗略参数。表1：无人机任务列表本专利技术采用配置文件的方式，对任务类型和其命令参数进行配置，同时也便于对任务命令进行修改及扩充。任务命令配置格式如图5所示。其中参数类型为对应系统所支持的数据类型，当默认值为“UNK”时表示该参数必须由操作手输入，若操作手没有输入该参数值时给出提示让操作手输入该参数值，若参数有默认值时而操作手输入了参数值，则采用操作手输入值。根据实际常用情况，本文设计了两种默认值符号，分别如表2所示。“UNK”表示需要操作手输入的参数信息；“NOW”表示时间默认值即当前时间点；“SPEED”表示速度默认值，即当前速度；“LNG”表示位置默认值，即当前经度；“LAT”表示位置默认值，即当前纬度。表2任务命令默认符号根据任务命令解析获得的任务类型及参数值，生成脚本。生成脚本采用json格式如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于语义分析的飞行器脚本控制方法，其特征在于，所述基于语义分析的飞行脚本控制方法采用的技术方案步骤如下：步骤一：通过语音识别技术将操作手输入的语音任务命令信息转为自然语言文本；步骤二：通过任务命令解析，提取命令参数信息，并判断命令参数完整性，若不完整则要求操作手进行补充；步骤四：根据完整的命令参数信息，生成飞行器脚本；步骤五：飞行器脚本与V750无人直升机指令系统做适配，以实现对无人机的飞行控制。

【技术特征摘要】
1.一种基于语义分析的飞行器脚本控制方法，其特征在于，所述基于语义分析的飞行脚本控制方法采用的技术方案步骤如下：步骤一：通过语音识别技术将操作手输入的语音任务命令信息转为自然语言文本；步骤二：通过任务命令...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋胜利，武方方，李鑫，周诗雨，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61