Бортовое устройство речевого оповещения

 

Использование: в авиационной технике, телефонии, системах связи. Сущность изобретения: бортовое устройство речевого оповещения содержат блок управления сигналами речевого оповещения 1, каталог подпрограммы сообщений 2, хранилище программы речевых сообщений 3, хранилище элементов речи 4, селектор выдачи программы сообщений 5, выполненный с тремя выходами по приоритету сигналов на аварийные, первоочередные и контрольные, блок запуска на повтор сообщения 6, декодер 7, бортовое переговорное устройство 8, блок ожидания начала и конца сообщения 3, многоканальный коммутатор опроса датчиков состояния 10, порт состояния датчиков бортовых узлов 11, компаратор состояния бортовых систем 12, формирователь кода номера речевого оповещения 13, приемник телекодовых сигналов по контролю с проверкой из достоверности 14, порт телекодовых сигналов 15, регистратор отметки полетного времени и номеров команд речевого оповещения 16, система анализа 17, регистратор чтения сообщения 18, дельта модулятор с изменяемым шагом квантования 19. 2-1-5-9-18-7-8, 11-10-12-13-16-17, 15-14-13-1, 1-6-18, 9-6, 3-1, 4-1, 19-7. 1 ил.

Изобретение относится к области приборостроения, в частности, к устройствам преобразования речевых сигналов, а более конкретно, к синтезаторам речевых сообщений, и может быть использовано в авиационной технике, телефонии, системах связи и оповещения, вычислительной технике.

Известно устройство синтеза многословных речевых сообщений (1), в котором многословное сообщение хранится в запоминающем устройстве (ЗУ) по команде органов управления путем нажатия клавиатуры выбирается нужная последовательность слов, извлекаемых из ЗУ.

Недостаток известного технического решения связан с тем, что отсутствует возможность анализа выдаваемых сообщений в течение определенного отрезка времени (например, длительности полета), слабая естественность восстановленной речи.

Известен синтезатор речи (2) прототип, содержащий блок управления сигналами речевого оповещения, связанный, соответственно, с каталогом подпрограмм сообщений, двумя хранилищами программ речевых сообщений и речевых компонент, селектором выдачи программы сообщений, блоком запуска на повтор сообщения, декодера, соединенного с бортовым переговорным устройством, выходы селектора выдачи программы сообщения соединены со входами блока ожидания начала и конца сообщения, первый выход которого связан со вторым входом блока запуска на повтор сообщения.

К недостаткам известного технического решения следует отнести повышенное время обработки команд при выдаче речевого оповещения, невозможность выполнения анализа возникших ситуаций при разборе полетного задания, слабая естественность синтезированной речи, что при наличии дополнительных шумов повышает время распознавания и принятия решения. Кроме того, в известном устройстве при выдаче очередного сообщения в темпе разговорной речи следующее за ним не может быть принято до окончания первого, что создает так называемую "мертвую зону", когда аппаратура не откликается на входные сигналы, а это снижает оперативность в принятии решения.

Первый недостаток известного устройства связан с тем, что обработка входных команд и выдача речевых сообщений производится в темпе выдачи речевого сообщения, для чего используется значительная часть элементов структурной схемы, выдаваемые сигналы на оповещение не регистрируются с привязкой к времени их поступления, поэтому анализ действий экипажа в экстремальной обстановке невозможен, отсутствуют средства, повышающие естественность восстановленной речи.

Целью настоящего изобретения является сокращение времени обработки команды при выдаче речевого оповещения, возможности анализа ситуаций, возникших в полете, повышение естественности синтезированной речи.

Поставленная цель решается за счет того, что в бортовое устройство речевого оповещения, содержащее блок управления сигналами речевого оповещения, связанный, соответственно, с каталогом подпрограмм сообщений, двумя хранилищами программ речевых сообщений и элементов речи, селектором выдачи программы сообщений, блоком запуска на повтор сообщения, декодера, соединенного с бортовым переговорным устройством, выходы селектора выдачи программы сообщения соединены со входами блока ожидания начала и конца сообщения, первый выход которого связан со вторым входом блока запуска на повтор сообщения, введены многоканальный коммутатор опроса датчиков состояния, подключенный через компаратор состояния бортовых систем к первому входу формирователя кода номера речевого оповещения, второй вход которого соединен с приемником телекодовых сигналов по контролю с проверкой их достоверности. Первый же выход формирователя кодов номера речевого оповещения подключен через регистратор отметки полетного времени и номеров команд речевого оповещения, к системе анализа, второй же выход подключен к блоку управления сигналами речевого оповещения, селектор выдачи программ сигналов выполнен с тремя выходами разделенных по приоритету сигналов на аварийные, первоочередные и контрольные, а вторые выходы блока ожидания начала и конца очередного сообщения и блока запуска на повтор сообщения соединены с первым и вторым входом регистра чтения сообщения, выход которого дополнительно подключен к декодеру, при этом вторые вход и выход соединены с дельта-модулятором с изменяемым шагом квантования.

Аналогичной совокупности существенных признаков в патентной и научно-технической литературе не обнаружено, что позволяет считать заявленное техническое решение соответствующим критериям "новизна" и "существенные отличия".

Сущность технического решения поясняется чертежом. На чертеже представлена функциональная схема бортового устройства речевого оповещения, которое состоит из блока управления сигналами речевого оповещения 1, связанного входом и выходом с каталогом подпрограмм сообщений 2, хранилищем программы речевых сообщений 3, хранилищем элементов речи 4, селектором выдачи программы сообщений 5, выполненного с тремя выходами разграниченных по приоритету сигналов на аварийные 5.1, первоочередные 5.2 и контрольные 5.3, блока запуска на повтор сообщения 6, декодера 7, соединенного с бортовым переговорным устройством 8, выходы 5.1, 5.2, 5.3 селектора выдачи программы сообщений 5 соединены со входами блока ожидания начала и конца сообщения 9, многоканальный коммутатор опроса датчиков состояния 10, порт состояния датчиков бортовых узлов 11, компаратор состояния бортовых систем 12, подключенный к первому входу формирователя кода номера речевого оповещения 13, второй вход которого соединен с приемником телекодовых сигналов по контролю с проверкой их достоверности 14, порт телекодовых сигналов по контролю работоспособности бортовых систем управления 15; первый выход формирователя кодов номера речевого оповещения 13 подключен через регистр отметки полетного времени и номеров команд речевого оповещения 16 к системе анализа 17, второй же выход подключен к блоку управления сигналами речевого оповещения 1 регистра чтения сообщения 18, выходы которого подключены к второму выходу блока ожидания начала начала и конца очередного сообщения 9 и блоку запуска на повтор сообщения 6, а выход подключен к декодеру 7, вторые вход, выход которого соединены с дельта-модулятором с изменяемым шагом квантования 19.

Бортовое устройство речевого оповещения работает следующим образом. Сигналы на выдачу речевого оповещения поступают через порт состояния датчиков бортовых узлов управления 11. Эти сигналы, как правило, потенциальные, значительной длительности, многоканальный коммутатор опроса датчиков состояния 10 опрашивает состояние датчиков, выявляет номер срабатывания. Этот сигнал поступает на компаратор состояния бортовых систем 12, где данному сигналу присваивается номер кодовой команды для речевого оповещения, которая поступает на первый вход формирователя кодов номера речевого оповещения 13. Вторым источником входных сигналов на речевое оповещение является порт телекодовых сигналов по контролю работоспособности бортовых систем управления 15; эти сигналы поступают на вход приемника телекодовых сигналов по контролю с проверкой их достоверности 14, где также выявляется номер команды речевого оповещения и выдается на второй вход формирователя кодов номера речевого оповещения 13. Последний, по существу, представляет собой сигнальный процессор и на основе номеров команд, поступающих на вход 1 или вход 2 формирует восьмиразрядный код номера речевого оповещения. Эти сигналы выдаются на регистратор 16 и фиксируются вместе с синхросигналами полетного времени. В процессе разбора полетного задания и контроля действий экипажа, к регистратору подключена система анализа 17, куда поступают дополнительные исходные данные (на чертеже не показаны). Второй выход формирователя кодов номера речевого оповещения 13 связан с блоком управления сигналами речевого оповещения 1. Этот блок представляет собой системный процессор, выполняющий центральную функцию формирования в кодовой форме сигналов речевого оповещения. Для этого номер кода речевого оповещения поступает в каталог подпрограмм сообщения 2, эта подпрограмма через блок управления сигналами речевого оповещения 1 поступает в хранилище программ речевых сообщений 3, согласно которой блок управления 1 с помощью хранилища элементов речи 4 формирует в кодовой форме речевое сообщение, которое с помощью селектора выдачи программы сигналов 5 по степени важности распределяется: на особоважные аварийные 5.1, требующие исполнения в течение 2с для спасения самолета, на сигналы первоочередные 5.2, требующие исполнения в течение 10^oC15c на реагирование, на сигналы контрольные 5.3, требующие исполнения в течение от 1 и более минут, которые предупреждают экипаж о неблагополучном состоянии бортовых систем управления. Выданный единожды сигнал из селектора выдачи программы 5 попадает в блок ожидания начала и конца сообщения 9, который дополнительно выполняет роль оперативного записывающего устройства на период начала и конца сообщения. Сигналы этого сообщения через выход 1 поступают на вход 2 блока запуска на повтор сообщения 6, а при поступлении команды на повтор через вход 1 от блока управления сигналами речевого оповещения 1 с выхода 2 блока запуска на повтор сообщения 6 сигналы сообщения поступают на первый вход регистра чтения сообщения 18. Заполнение этого регистра осуществляется либо с первого, либо со второго входа, подключенного к выходу блока ожидания начала и конца сообщения 9. Порядок выдачи сигналов на вход 1 и вход 2 и работа регистра чтения сообщения 18 осуществляется от блока управления сигналами речевого оповещения 1. Регистр чтения сообщения 18 понижает до реального масштаба времени темп выдачи сообщения в речевой форме в декодер 7, где осуществляется цифроаналоговое преобразование в низкочастотный сигнал, поступающий в бортовое переговорное устройство 8 для выдачи членам экипажа. Для повышения эффективности цифрового кодирования речевых сигналов к демодулятору 7 подключен дельта-модулятор с изменяемым шагом квантования 19, в котором путем добавления или вычитания поправочных приращений к предыдущему значению сигнала минимизируют ошибку между входным сигналом и восстановленным, а при изменении шага квантования с имеющимся квантованным уровнем приращения достигнута естественность звучания речевой информации.

Заявляемое бортовое устройство речевого оповещения позволяет производить обработку команд в реальном масштабе времени, регистрировать эти команды с привязкой к полетному времени, производить анализ полетного задания, что способствует восстановлению экстремальной ситуации, происшедшей на борту в процессе полета, оценивать действия экипажа в этих условиях. Восстановленная в заявленном устройстве речь имеет естественную тембральную окраску, женский голос легко воспринимается экипажем, не создает стрессовую ситуацию при восприятии сообщений любой важности.

Бортовое устройство речевого оповещения разработано, документация находится в стадии передачи на завод-изготовитель для серийного производства. Аппаратура бескинематическая, отвечает современным требованиям летной годности и предназначена для оснащения новых образцов авиационной техники.

Формула изобретения

Бортовое устройство речевого оповещения, содержащее блок управления сигналами речевого оповещения, связанный соответственно с каталогом подпрограмм сообщений, хранилищем программ речевых сообщений, хранилищем элементов речи, селектором выдачи программ сообщений, блоком запуска на повтор сообщения, декодера, соединенного с бортовым переговорным устройством, выходы селектора выдачи программ сообщения соединены с входами блока ожидания начала и конца сообщения, первый выход которого связан с вторым входом блока запуска на повтор сообщения, отличающееся тем, что в него введены многоканальный коммутатор опроса датчиков состояния, подключенный через компаратор состояния бортовых систем к первому входу формирователя кода номера речевого оповещения, второй вход которого соединен с приемником телекодовых сигналов по контролю с проверкой их достоверности, первый выход формирователя кодов номера речевого оповещения подключен через регистратор отметки полетного времени и номеров команд речевого оповещения к системе анализа, второй выход подключен к блоку управления сигналами речевого оповещения, селектор выдачи программ сигналов выполнен с тремя выходами, разделенными по приоритету сигналов на аварийные, первоочередные и контрольные, а вторые выходы блока ожидания начала и конца очередного сообщения и блока запуска на повтор сообщения соединены с первым и вторым входом регистра чтения сообщения, выход которого дополнительно подключен к декодеру, при этом вторые входы и выход декодера соединены с дельта-модулятором с изменяемым шагом квантования.

РИСУНКИ

Рисунок 1