ETM故障诊断引擎五个组件：
[0028] a)音频检测与交换模块用于实现诊断结果语音信号和诊断任务音频信号的检测 以及两者在语音交互模块和IETM浏览器之间的交换；
[0029]b)命令匹配模块负责将诊断结果语音信号匹配为标准的命令模式；IETM故障诊 断引擎负责从IETM内容数据库中加载装备的技术资料信息，处理IETM故障诊断策略信 息，控制诊断策略的执行过程；
[0030]C)数据解析和转换模块用于将IETM故障诊断引擎推理得到的诊断任务解析和转 换为音频信号；
[0031]d)界面管理模块包括导航工具条、搜索工具栏和内容展示区三类界面元素，导航 工具条可以显示是、不是、不确定、上一步、重复一遍和启动故障诊断等导航按钮，内容展示 区可以显示文本、图形、图片、视频、动画等元素，搜索工具栏可用于故障现象、故障代码的 输入和搜索。
[0032] 语音交互模块用于采集排故人员的语音，识别语音中包含的诊断结果语音信号， 播放IETM浏览器输出的诊断任务音频信号，并实现诊断结果语音信号和诊断任务音频信 号的无线传输。语音交互模块包括语音采集模块、音频输出模块、语音识别模块和无线通信 模块四个组件：
[0033] a)语音采集模块可以是麦克风或话筒，用于采集排故人员的语音；
[0034] b)语音识别模块可以是语音识别芯片或语音识别专用电路，负责识别语音采集模 块采集的语音，提取语音中包含的诊断结果语音信号；
[0035] c)音频输出模块可以是扬声器、音响或耳机等具有播放功能的设备，用于播放输 出诊断任务音频信号；
[0036]d)无线通信模块可以是蓝牙、红外等无线通信设备，用于语音交互模块与IETM浏 览器之间的无线通信。
[0037] 图2是本发明方法中IETM浏览器的工作过程示意图。
[0038] 第一步，IETM故障诊断引擎从IETM内容数据库中加载故障诊断策略，并将其输出 至界面管理模块。
[0039] 第二步，界面管理模块生成用户界面，显示IETM的界面元素包括导航栏、搜索栏 和内容展示区，并在内容展示区显示加载的故障诊断策略。
[0040] 第三步，排故人员根据设备的实际故障现象或故障代码在内容展示区中选择故障 诊断策略，也可以在搜索栏输入设备的实际故障现象或故障代码，搜索与之一致或相近的 故障诊断策略，搜索后的故障诊断策略同样显示于内容展示区。排故人员选定故障诊断策 略后点击导航工具条上的"启动故障诊断"按钮，启动选择的故障诊断策略。
[0041] 第四步，IETM故障诊断引擎根据排故人员选择的故障诊断策略初始化该故障诊断 策略，提取该故障诊断策略的第1条诊断步骤，并将第1条诊断步骤的诊断任务输出给数据 解析和转换模块和界面管理模块。
[0042] 第五步，界面管理模块接收IETM故障诊断引擎输出的诊断任务，并将其以流程图 的形式显示于内容展示区。
[0043] 第六步，数据解析和转换模块接收IETM故障诊断引擎输出的诊断任务，并对其进 行解析和转换，使之转换为诊断任务音频信号后输出给音频检测与交换模块。音频检测与 交换模块检测到诊断任务音频信号输入后将其输出给语音交互模块，用以指导排故人员进 行故障诊断。
[0044]第七步，排故人员按照诊断任务音频信号的指示进行故障诊断，对诊断任务给出 "是"、"不是"或"不确定"的诊断结果，该诊断结果语音的形式说出后被语音交互模块采集 并处理后输出。音频检测与交换模块检测到语音交互模块的诊断结果语音信号输出后接收 该诊断结果语音信号，并将其输出给命令模式匹配模块。
[0045]第八步，命令匹配模块接收该诊断结果语音信号，并使其与命令模式数据库存储 的命令模式匹配，如果匹配成功，输出与诊断结果语音信号匹配的命令模式，如"是"、"不 是"、"不确定"、"上一步"、"请重复一遍";如果匹配失败，输出命令模式数据库中存储的一个 特定命令模式，如"匹配失败"；
[0046] 第九步，IETM故障诊断引擎根据命令匹配模块输出的命令模式从IETM内容数据 库中提取当前诊断步骤的下一级诊断步骤，并判断下一级诊断步骤是否存在，如存在，提取 下一级诊断步骤的诊断任务，返回第五步继续执行故障诊断过程；如不存在，结束故障诊断 过程。
[0047] 第十步，排故人员根据人机交互界面内容展示区显示的最后一个故障诊断步骤的 维修操作卡标识查找该维修操作卡，按照该维修操作卡的指示进行维修操作。
[0048] 图3是本发明方法中诊断步骤单元的信息结构示意图。
[0049] IETM诊断引擎从IETM内容数据库中提取的故障诊断策略是由一组诊断步骤元素 构成的，诊断步骤包括诊断步骤标识、诊断步骤名称、故障现象、故障代码、上一级诊断步骤 标识、诊断任务和诊断结果七个单元组成：
[0050]a)诊断步骤标识是诊断步骤的唯一性标识，用于区分不同的诊断步骤，每一项诊 断步骤都必须有诊断步骤标识。
[0051] b)诊断步骤名称是当前诊断步骤的概括性表述。
[0052] c)故障现象是当前诊断步骤所适用的故障的语言描述。
[0053] d)故障代码是当前诊断步骤所使用的故障编码，一般由设备制造商确定。
[0054] e)上一级诊断步骤标识用于表明诊断步骤之间的前向关联关系，当某一诊断步骤 没有上一级诊断步骤时，该诊断步骤即为某一诊断策略的初始诊断步骤。
[0055] f)诊断任务单元用于确定或排除设备对象的某个子系统或组件是否发生了故障。
[0056]g)诊断结果用于指明下一级诊断步骤或故障原因和维修操作卡标识，不同的诊断 结果对应不同的诊断步骤或故障原因和维修操作卡标识。当诊断结果对应的下一级诊断步 骤存在时则没有故障原因和维修操作卡标识，反之当故障原因和维修操作卡标识存在时， 则没有下一级诊断步骤
[0057] h)维修操作卡标识用于记录当前诊断步骤所确定的故障部件的维修操作卡标识。
[0058] 图4是本发明方法中语音交互模块的工作过程示意图。
[0059] 第一步，IETM浏览器完成初始化并输出诊断步骤的诊断任务音频信号，无线通信 模块接收该诊断任务音频信号，并将其输出给音频输出模块。
[0060] 第二步，音频输出模块以音频播放的形式播放输出该诊断任务音频信号。
[0061] 第三步，排故人员排故人员收听音频输出模块播放的诊断任务音频信号并据此执 行该诊断任务，诊断结果以语音的形式说出，语音采集模块采集排故人员说出的包含诊断 结果的语音。
[0062] 第四步，语音识别模块接收语音采集模块采集的语音，并对该语音进行预处理和 识别，提取语音中的诊断结果语音信号。
[0063] 第五步，无线通信模块将识别后的诊断结果语音信号以无线传输的方式输出给 IETM浏览器，供其驱动故障诊断过程。诊断结果语音信号输出后，无线通信模块检测并判 断IETM浏览器是否有新的诊断任务音频信号输出，如有，返回第一步再次执行语音交互工 作过程，如无诊断任务音频输出，则结束语音交互过程。
[0064] 下面，以飞机起落架位置信号灯不亮为例，对本发明的系统和方法作更进一步的 解释和说明，飞机起落架位置信号灯不亮的故障诊断策略如表1所示。
[0065] 表1飞机起落架位置信号灯不亮的故障诊断策略
[0066]
【主权项】
1. 一种基于语音交互的故障诊断系统，其特征在于包括语音交互模块、IETM浏览器、 IETM内容数据库和命令模式数据库四个部分；所述语音交互模块用于采集排故人员的语 音，识别语音中包含的诊断结果语音信号，播放IETM浏览器输出的诊断任务音频信号，并 实现诊断结果语音信号和诊断任务音频信号的无线传输；所述IETM内容数据库是IETM浏 览器的数据源，用于存储设备对象的各种诊断和维修任务信息；所述IEMT浏览器从IETM内 容数据库中加载设备的技术资料信息，提供人机交互的图形界面，并响应和处理排故人员 发出的各种命令；所述命令模式数据库用于存储驱动故障诊断过程的命令模式。
2. 根据权利要求1所述的基于语音交互的故障诊断系统，其特征在于所述的语音交互 模块包括语音采集模块、音频输出模块、语音识别模块和无线通信模块四个部分；语音采集 模块用于采集排故人员的语音；语音识别模块负责识别语音采集模块采集的语音，提取语 音中包含的诊断结果语音信号；音频输出模块用于输出诊断任务音频信号；无线通信模块 用于语音交互模块与IETM浏览器之间的无线通信。
3. 根据权利要求1所述的基于语音交互的故障诊断系统，其特征在于所述的IETM浏 览器包括音频检测与交换模块、命令匹配模块、数据解析和转换模块、界面管理模块和IETM 故障诊断引擎五个部分；音频检测与交换模块用于实现诊断结果语音信号和诊断任务音频 信号的检测以及两者在语音交互模块和IETM浏览器之间的交换；命令匹配模块负责将诊 断结果语音信号匹配为标准的命令模式；IETM故障诊断引擎负责从IETM内容数据库中加 载装备的技术资料信息，处理IETM故障诊断策略信息，控制诊断策略的执行过程；数据解 析和转换模块用于将IETM故障诊断引擎推理得到的诊断任务解析和转换为音频信号；界 面管理模块实现人机交互界面。
【专利摘要】本发明属于设备的故障诊断技术领域，涉及一种基于语音交互的故障诊断系统。其特征在于设计有语音交互模块、IETM浏览器、IETM内容数据库和命令模式数据库四个部分，其有益效果是：封装了复杂的故障诊断过程，易于排故人员使用操作；提高了IETM的故障诊断能力；排故人员不需要操作IETM浏览器只利用语音即可驱动IETM故障诊断策略的执行，提高了排故效率；排故人员的诊断结果语音信号与命令模式的匹配，提高诊断结果识别的准确度，降低了因语音嘈杂造成的匹配失败率；便携性好，语音交互与界面显示同步，可用于设备排故现场作业以及对排故人员的现场考核；环境适应性强，不受光线、作业空间的限制。
【IPC分类】G10L15-22, G05B23-02
【公开号】CN104750091
【申请号】CN201310744480
【发明人】刘 东, 王瑞凯
【申请人】中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月31日