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基于树莓派5和Deepseek的智能语音人车界面

05/28 16:40
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一、 抛出问题

租车出游或是借用他人车辆时,我总会陷入操作困境。车内功能五花八门,按钮位置、功能菜单一概不知。想打开尾箱,手指在车内摸索半天也找不到开关;要加油了,却怎么也找不到油箱盖的开启按钮,满心都是无助与迷茫。
独自驾车踏上旅程,想提前在目的地周边精挑好评餐馆,预订舒适旅店,把行程安排得细致妥帖。要是途中遇到油箱见底,需要沿途找个加油站,确保爱车?“能量满满”。
行车途中,难免意外不期而至。前一刻还在有条不紊地规划行程,下一秒意外突然降临,瞬间大脑一片空白,整个人慌了神,手脚都不知道该怎么放,完全不知道如何应对,只觉得孤立无援。
目前的确有不同途径解决以上问题,但能否有更简洁方式呢?今年DeepSeek的不期而遇,使我有更多想法

二、 想法

一个智能语言人机界面。通过唤醒语,激活语音输入功能,系统帮你实现各种功能。

1、 车辆功能语言操作

(1)如开关前大灯、远光、雨刷。开个空调,设置温度,除除前挡玻璃的雾气。播放音乐,开开油箱盖,检查车门是否关好等等,出来一些安全操作外,这些都可以手不离开方向盘,通过语言输入实现。
(2)此前有新闻司机突发疾病或车子无法制动,是否能通过语音绕过机械踏板,这都可以探讨。部分安全操作,可以增加二次确认的环节。
(3)导航目前可以使用语言控制,可以与这系统整合在一起。而且可以增加更多智能互动,如目的地餐饮旅馆介绍,旅游景点介绍。甚至可以进行预定服务。

2、 车辆功能、应急指导

(1)在大语言模型加持下,把汽车相关安全知识,汽车手册等做成本地知识库,需要时不需再到厚厚的操作手册中翻找,或拿起手机临时搜索。而且可以在屏幕上显示相关操作视频。
(2)当有网络可以使用联网方式获取更准确详尽的信息,无网络下(如边远地区)也可以通过本地部署的简洁模型,为使用者提供服务。
(3)需要时可以通过连接的手机拨打救援电话;

3、 司机在驾驶时,不方便使用手机,语音对话功能会更方便安全。同时屏幕可以辅助显示关键信息。

三、 本项目实现功能

1、 系统图

1、 硬件:
MPU树莓派5,8GB
显示屏:显示处理过程、语义分类情况、Deepseek的回复等信息
音箱:输出语义分类及Deepseek的回复
2、 音频处理:语音输入输出使用sherpa_onnx库,是一个基于 ONNX 运行时的开源语音处理库,支持多种语音相关任务,包括语音识别、语音合成、说话人识别、语言识别等。ASR使用sherpa-ncnn-streaming-zipformer-bilingual-zh-en模型,TTS使用vits-melo-tts-zh_en模型,支持中英文输入输出。
3、 朴素贝叶斯语义分类,使用”开”、“关”、“大灯”、“雨刷”等17个关键词,进行语义分类,共分“导航命令”、“Deepseek查询”、“打开前大灯命令”等9个分类,分类算法见源码附件中的excel表格。
4、?大型语言模型,使用本地部署的Deepseek 1.5B模型,查询后,通过语音播送出来。
5、树莓派5同时运行多个AI算法,比较勉强,程序中我同时使用三个核,一个核进行语音识别和语义分类,一核进行Deepseek查询,一核进行语音合成。这样核间通信比较简单,只有字符串,核与核之间通信使用Pipe方式。

四、 实现效果以及源码

百度网盘链接:?https://pan.baidu.com/s/10i-BarrN5Fz1N99xAMtGxQ&Pwd=c77j?提取码: c77j

五、 不足与展望

1、树莓派5不带NPU,在人工智能方面使用方面显得性能不足,目前带NPU的处理器如雨后春笋般涌现,性能方面能得到大大提升。
2、受个人能力限制,朴素贝叶斯语义分类只是使用手工做了个简单的分类。
3、ASR与TTS更换不同模型,可以支持更多语种,本项目中只是支持中英文两种。
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