具有本地语音识别的个人防护装置和其中处理语音信号的方法与流程

具有本地语音识别的个人防护装置和其中处理语音信号的方法
1.本公开涉及一种具有本地语音识别的个人防护装置以及一种其中处理语音信号的方法。
2.个人防护装备或装置已经广泛地用于在不安全或危险环境中工作时保护用户。这些区域可以包括嘈杂区域、具有极端温度的区域、具有包含危险或有毒成分的大气的区域、具有强烈光发射(例如焊接电弧)的区域、具有受伤风险的区域(例如施工作业区)。
3.个人防护装置已经随着时间的推移被开发和改进，并且可以包括分别改善佩戴者的保护和舒适性的电气功能或电子功能。这种个人防护装置可以包括具有噪声消除功能的听力保护装置、具有自动变暗滤光片的焊接护罩、具有阀或主动通风的呼吸装置。这些功能可能需要调整，这通常是通过用户例如用手按压这些装置上的按钮来完成的。如果用户的工作需要两只手使得操作按钮可能困难或不可能，则这可能变得困难或甚至有问题。此外，卫生方面可能是重要的，例如对于在污染环境中使用的呼吸器来说。
4.已经开发了语音识别系统以通过语音信号或语音命令来控制电气装置或电子装置的功能。语音控制装置的一个优点是用户可以在所谓的免提操作中控制这些装置的功能，即不需要按下按钮等来发起功能的切换。这些系统的示例是商业上可获得的用于控制计算机或如照明或消费电子产品等家用装备的功能的基于在线的系统。这样的系统通常是基于人工智能的，和/或由于导致相当高的数据量和处理工作量的某种复杂性和各种控制和命令而需要连接到如提供这些功能的服务器等外部处理装置。通常，这些连接由广域网(wan)或因特网提供。尽管这些系统识别用户说出的单词的成功概率可能足够高，但是这些系统在本地应用中可能是不利的，特别是在到网络(即wan或因特网)的连接不可用的情况下。然而，这些情况可能发生在工作期间以及用户使用个人防护装置的工作环境中。
5.因此，需要在没有wan或因特网连接的情况下工作的个人防护装置，特别是执行本地语音识别的装置。因此，本公开的目的是通过在本地提供语音识别来提高个人防护装置的用户的安全性和舒适性。
6.本公开涉及一种具有本地语音识别的个人防护装置，其包括语音接收单元，该语音接收单元包括用于识别用户的语音信号的至少一个麦克风。个人防护装置包括用于控制个人防护装置的功能的控制单元和用于处理从至少一个麦克风接收的语音信号的语音处理单元。语音处理单元连接到语音接收单元的至少一个麦克风，其中语音处理单元被配置成基于所接收的语音信号生成语音命令。语音处理单元包括存储在语音处理单元内部的预定命令信息。语音处理单元被配置成将根据语音信号生成的语音命令与所存储的命令信息进行匹配以生成语音命令信息块。个人防护装置包括命令处理单元，用于处理由语音处理单元生成的语音命令信息块。命令处理单元连接到语音处理单元和控制单元。命令处理单元包括存储在命令处理单元内的预定控制信息。命令处理单元被配置成将语音命令信息块与所存储的控制信息进行匹配以生成控制命令并将该控制命令传输到控制单元。这种个人防护装置是有利的，因为即使当没有wan或因特网连接可用于个人防护装置时，也可以执行可靠的语音识别。换句话说，个人防护装置在自给自足模式下操作。此外，由于没有来自用
户的数据被发送到远程网络，因此提高了数据安全性。此外，具有本地语音识别的个人防护装置允许以免提模式操作个人防护装置，这会最大限度地减少或避免在操作个人防护装置时以及在切换其功能时个人防护装置的脱落。这可以进一步增强个人防护装置的用户的安全性和舒适性。
7.语音接收单元的麦克风可以是数字麦克风或模拟麦克风。在后一种情况下，进一步的信号处理是数字的，可能需要ad/da转换器。如果进一步的信号处理是模拟的，则可能不需要转换器，除非麦克风是数字的，则可能需要da/ad转换器。
8.个人防护装置的部件或单元之间的连接，例如麦克风、语音接收单元、语音处理单元、命令处理单元、控制单元和/或包括指示单元的反馈单元之间的连接，例如可以是电的或光学的。连接可以是有线的，例如电线、光纤；或无线的，例如属于射频识别(rfid)、蓝牙、蓝牙低能量(ble)、zigbee、近场通信(nfc)、近场磁感应(nfmi)类型或其它合适的无线连接。此外，无线发送的光信号可用于这些连接。
9.本公开还涉及一种在具有本地语音识别的个人防护装置中处理语音信号的方法。个人防护装置包括语音接收单元，该语音接收单元包括用于识别用户的语音信号的至少一个麦克风。个人防护装置包括用于控制个人防护装置的功能的控制单元和用于处理从语音接收单元的至少一个麦克风接收的语音信号的语音处理单元。语音处理单元连接到语音接收单元的至少一个麦克风，其中语音处理单元被配置成基于所接收的语音信号生成语音命令。语音处理单元包括存储在语音处理单元内部的预定命令信息。语音处理单元被配置成将根据语音信号生成的语音命令与所存储的命令信息进行匹配以生成语音命令信息块。个人防护装置包括命令处理单元，用于处理由语音处理单元生成的语音命令信息块，其中命令处理单元连接到语音处理单元和控制单元，其中命令处理单元包括存储在命令处理单元内的预定控制信息，并且其中命令处理单元被配置成将语音命令信息块与所存储的控制信息进行匹配以生成控制命令并且将该控制命令传输到控制单元。该方法包括以下步骤：通过麦克风识别语音信号；将语音信号传输到可选地外部装置的语音处理单元；利用语音处理单元处理所接收的语音信号以基于所接收的语音信号生成语音命令；处理根据语音信号生成的语音命令并将其与存储在语音处理单元内的命令信息匹配以生成语音命令信息块；将语音命令信息块传输到命令处理单元；处理语音命令信息块并将其与存储在命令处理单元内的控制信息匹配以生成控制命令；以及将控制命令传输到控制单元。这种在个人防护装置中处理语音信号的方法是有利的，因为即使当没有wan或因特网连接可用于个人防护装置时，也可以执行可靠的语音识别。换句话说，个人防护装置在自给自足模式下操作。此外，由于没有来自用户的数据被发送到远程网络，因此提高了数据安全性。该方法实现了在免提模式下操作个人防护装置，包括切换其功能。如上所述，避免个人防护装置的脱落可以提高装置和其操作的安全性和舒适性。
10.个人防护装置被设计成保护其佩戴者或用户免受由于受伤或感染引起的危害。对佩戴者或用户的危害包括物理、光、电、热、化学、生物危害或大气颗粒物危害。个人防护装置通常包括防护服、头盔、护目镜或被设计成保护佩戴者或用户的其它服装或装备，例如面甲、护罩、头盔、面罩或呼吸器。
11.广域网或连接(wan)是出于计算机联网的目的在大的地理区域上延伸的电信网络。这包括在不同装置之间交换和/或处理数据。通常，因特网连接是wan连接。与此形成对
比的是局域网(lan)，其将在下面描述。
12.局域网(lan)是连接有限区域内的计算机或其它电子装置的计算机网络。该有限区域可以是建筑物、建筑物的一部分、房屋或房屋的一部分。与wan相比，地理延伸小得多。lan内的典型最大距离可以是100m。此外，与wan相比，lan将较少数量的计算机和/或电子装置彼此连接。可以有线或无线地形成lan。后者也被称为无线局域网(wlan)或wifi。通常，wlan或wifi网络基于ieee 802.11标准工作。在lan中，与wan相比，等待时间通常较低。即使wan或因特网不可用或不可访问，lan或wlan也可以是可用的并且可由个人防护装置访问。
13.离线模式是装置未连接到wan或因特网的操作模式。操作装置所必需的处理和/或存储能力被内置在该装置中，或者可以存在于经由短程连接连接到或可经由短程连接连接到个人防护装置的外部装置中。这样的外部装置优选地可以是智能手机。
14.本公开意义上的本地语音识别被理解为以离线模式运行语音识别的系统。换句话说，执行这种本地语音识别的装置不连接到wan或因特网，并且可以具有内置到装置中的所有所需部件或单元，或者可以具有外包到外部装置的语音处理部件或单元和/或命令处理部件或单元，该外部装置不连接到wan或因特网，而是经由包括lan或wlan连接的短程连接连接到个人防护装置。
15.在线模式或在线语音识别被理解为以远程处理能力完成语音信号的处理的语音识别系统，该语音识别系统可以经由wan或因特网连接连接到该装置。
16.本公开意义上的短程传输或连接是装置之间通常在1m-2m、2m-5m或5m-10m距离内的有线或无线传输或连接。短程传输还可以包括lan或wlan传输。
17.本公开意义上的外部装置、单元或部件被理解为单独的装置或部件，即，与经由有线或无线连接而连接的另一装置相距物理距离。这样的外部装置可以包括智能手机或外部控制或处理装置。这样的外部装置可以连接到wan或因特网，但是不用于语音识别内的处理操作。
18.本公开意义上的内部装置、单元或部件包括用于不同功能的装置内的单独硬件部件或用于不同功能的运行软件的公共硬件部件。
19.本公开意义上的语音信号是由个人防护装置的用户说出的信号。该信号包括声波，该等声波形成限定一个单词的单个数字、字符或多个字符，或者限定一个关键词的一系列几个单词。
20.本公开意义上的语音命令是与可能的语音信号列表的条目匹配的语音信号。换句话说，基于语音信号生成语音命令，这意味着将语音信号转换为语音命令。这样的列表可以存储在个人防护装置中。换句话说，语音命令表示被个人防护装置识别为特定单词、短语或句子的语音信号。
21.本公开意义上的语音命令信息块被理解为基于由麦克风和语音接收单元接收的并且与可能的语音信号列表的条目匹配的语音信号的可能的命令的建议列表。建议列表可以包括针对要在电子装置处发起的特定动作的多于一个选项。换句话说，它包括该装置的可能性的列表。该列表不仅包括可能性，而且包括在例如基于语音信号“abc”分配置信水平值clv的情况下所识别的概率，该列表可以包括“abc”clv＝9000、“abe”clv＝8000、“ebc”clv＝5000等等。分配阈值clv可能是重要的，在该阈值clv下系统可以忽略可能性。例如，为了将包括无线电的装置从一个电台切换到另一个电台，用户可以说出“频道1”或“电台1”，
从而产生相同结果，即，具有其无线电的装置切换到“频道1”。
22.本公开意义上的控制命令是与用于个人防护装置的可能的控制列表的条目(即控制信息)匹配并且被传输到控制单元以用于发起电子装置的特定动作的命令。可以通过将语音命令信息块的条目与表示对于特定装置可能的特定命令的可能性的预定控制信息匹配来获得控制命令。这包括该列表的多于一个条目导致相同控制命令的可能性。为了实现这一点，具有本地语音识别的个人防护装置的命令处理单元和控制单元需要在对于该特定装置可能的控制命令方面协调和同步。
23.本公开意义上的控制单元被理解为用于在个人防护装置内发起动作的单元。例如，改变装置的操作模式、改变装置上的设置等将由控制单元发起。通常，通过要由用户按下的开关按钮等来操作控制单元。
24.本领域技术人员应当理解的是，例如麦克风、语音接收单元、语音处理单元和/或命令处理单元、控制单元和/或具有听觉、视觉和/或触觉指示单元的反馈单元等上述部分或部件可以是个人防护装置内的单独部分。还可以想到，一些部分或部件彼此集成，例如可以想到，语音接收单元和语音处理单元和/或命令处理单元被构建在一个微芯片上。还可以想到，一个微芯片运行软件以表示语音接收单元、语音处理单元和/或命令处理单元、控制单元和/或反馈单元的功能。在后一种情况下，更确切地说，划分成不同的部件是从功能方面来看的，而不一定仅从构造或结构方面来看。
25.向个人防护装置的用户提供反馈被理解为向用户提供关于语音命令与所存储的命令信息的匹配以及关于语音命令信息块与命令处理单元的所存储的命令信息的匹配的指示。反馈可以包括关于匹配的肯定反馈或指示、不存在匹配的否定反馈或指示，或这两者的组合。还可以想到，反馈或指示包括用户说出的语音信号的重复。此外，反馈可以包括对用户的关于要被传输到控制单元的控制命令的指示，并且可以包括关于要由控制单元发起的动作或者没有动作被发起的指示。反馈还可以包括指示，例如听觉指示，其不同于由用户说出的语音信号，但是其可以由用户清楚地分配。应当理解，术语反馈和指示同样用于使用户意识到个人防护装置的特定状态或改变的动作。
26.根据本公开的个人防护装置可以通过提供如上文和下文所描述的语音接收单元和语音处理单元和/或命令处理单元，例如布置在包括用于语音接收和语音处理和/或命令处理的电路的印刷电路板上，并且将语音接收单元和语音处理单元和/或命令处理单元布置在个人防护装置处来制造。一个示例可以包括将语音接收单元和语音处理单元和/或命令处理单元布置在个人防护装置的外壳内或外壳处。通常，来自或去往语音处理单元和/或命令处理单元的连接可以是有线的，但是也可以想到无线地布置该连接。另一示例可以包括将语音接收单元布置在个人防护装置处，而语音处理单元和/或命令处理单元可以布置在距个人防护装置的短距离内，例如通常间隔开0.3m或1m-2m、2m-5m或5m-10m的距离。在后一种情况下，语音处理单元和/或命令处理单元可以有线或无线地连接到个人防护装置。
27.在一个实施方案中，个人防护装置还包括反馈单元，该反馈单元包括至少一个指示装置以向个人防护装置的用户提供反馈。反馈单元连接到控制单元。控制单元被配置成控制至少一个反馈单元，使得向用户提供以下指示：关于语音命令与所存储的命令信息的匹配和/或关于语音命令信息块与所存储的控制信息的匹配和/或关于要被传输到控制单元的控制命令。这种反馈单元是有利的，因为反馈单元将匹配通知给个人防护装置的用户。
这可以帮助用户使用个人防护装置，特别是当个人防护装置的脱落被最大限度地减少或避免时，因为通知用户切换操作并且用户不需要手动查看例如装置的按钮或显示器或灯。这对于危险环境中的工人来说可能是特别重要的。
28.在另一特定实施方案中，个人防护装置的反馈单元包括听觉指示单元，以向用户提供听觉指示。这种听觉指示单元是有利的，因为听觉指示可以帮助用户在接收反馈或指示的同时仍然关注某些视觉方面。换句话说，由此可以最大限度地减少或避免偏离用户需要在周围看到的东西。
29.在又一特定实施方案中，个人防护装置的听觉指示单元包括电连接到控制单元的至少一个扬声器，用于向用户播放声信号作为听觉指示。控制单元被配置成控制反馈单元，使得反馈单元生成要在至少一个扬声器上播放的声信号。这种听觉指示单元是有利的，因为扬声器向用户播放声信号表示向用户提供听觉反馈或指示的容易且可靠的方式。
30.在另一特定实施方案中，个人防护装置的反馈单元包括视觉指示单元，以向用户提供视觉指示。这种视觉指示单元是有利的，因为视觉反馈或指示可以帮助通知用户该匹配，即使在可能错过听觉反馈的嘈杂环境中。
31.在又一特定实施方案中，个人防护装置的反馈单元包括触觉指示单元，以向用户提供触觉指示。这种触觉指示单元是有利的，因为触觉反馈可以帮助避免与给予个人防护装置的用户的视觉输入和/或听觉输入的输入冲突。换句话说，如果用户需要收听音频信号并且需要读取视觉信号，则触觉反馈或指示不与这些其它信号冲突。
32.在一个实施方案中，个人防护装置的语音处理单元和/或命令处理单元包含在个人防护装置内。这种处理单元是有利的，因为不需要额外的装置来利用个人防护装置执行语音识别。如果所有必要的部分或部件都包含在个人防护装置内，则由此提供了用于语音识别的系统的稳健且容易的设计。
33.在另一个实施方案中，个人防护装置的语音处理单元和/或命令处理单元远离个人防护装置布置。个人防护装置被构造成经由短程连接与语音处理单元和/或命令处理单元通信。这种连接可以例如包括装置之间通常在1m-2m、2m-5m或5m-10m距离内并且可以是电的或光学的有线或无线传输或连接。这种连接可以是有线的，例如电线、光纤；或无线的，例如属于射频识别(rfid)、蓝牙、蓝牙低能量(ble)、zigbee、近场通信(nfc)、近场磁感应(nfmi)类型或其它合适的无线连接。这种语音和/或处理单元是有利的，因为与个人防护装置内的内置处理能力相比，靠近个人防护装置的外部装置可以提供改进的处理能力。这可以导致在准确性、速度等方面改进语音识别。
34.在另一实施方案中，个人防护装置的语音处理单元包括用于存储不同于预定命令信息的附加命令信息的存储空间，并且/或者其中个人防护装置的命令处理单元包括用于存储附加控制信息的存储空间。例如，这种附加存储空间可以用于存储新的语音命令和/或新的控制命令。这种处理单元是有利的，因为附加命令信息可以允许扩展范围的命令和/或功能。
35.在又一实施方案中，个人防护装置是具有本地语音识别的听力保护装置，其还包括两个耳罩或耳塞以及降噪装置，可选地包括头带。替代地，两个耳罩或耳塞可以在没有头带的情况下附接到安全帽或防护头盔。这种个人防护装置是有利的，因为用户可以在不按压操作按钮或旋钮的情况下操作个人防护装置。这将允许用户以所谓的免提模式操作个人
防护装置，这可以帮助避免这种个人防护装置的用户正在做的事情，例如在嘈杂环境中工作受到干扰。此外，由此可以最大限度地减少或避免个人防护装置在嘈杂环境中的脱落。
36.在另一个实施方案中，个人防护装置是具有本地语音识别的焊接护罩，还包括自动变暗滤光片。这种个人防护装置是有利的，因为用户可以在不按压操作按钮或旋钮的情况下操作个人防护装置。这将允许用户以所谓的免提模式操作个人防护装置，这可以帮助避免这种个人防护装置的用户正在做的事情，例如焊接工作受到干扰。此外，由此可以最大限度地减少或避免个人防护装置在需要针对焊接电弧进行保护的环境中的脱落。
37.在又一个实施方案中，个人防护装置是具有本地语音识别的呼吸装置，其还包括用于过滤吸入空气的滤筒。这种个人防护装置是有利的，因为用户可以在不按压操作按钮或旋钮的情况下操作个人防护装置。这将允许用户以所谓的免提模式操作个人防护装置，这可以帮助避免这种个人防护装置的用户正在做的事情，例如在由于环境大气的条件而需要呼吸防护的环境中工作受到干扰。此外，由此可以最大限度地减少或避免个人防护装置在这种环境中的脱落。
38.在又一实施方案中，个人防护装置的语音处理单元，优选地控制单元还被配置成处理用于训练用户关于语音信号的正确发音的关键词训练模式。对于这种训练模式，可以使用个人防护装置的部件。例如扬声器，以向用户播放语音命令或关键词。还可以想到，特别是在个人防护装置还不包括训练模式所需的部件的情况下，布置附加部件以便于这种训练模式。这种处理单元是有利的，因为通过训练用户使用该系统，可以提高准确性，即可以提高所识别的语音信号或命令的置信水平。此外，与具有在线语音识别的系统相比，该系统可以仅使用有限的命令信息，这可以帮助克服个人防护装置的有限的处理和/或存储能力。
39.在另一实施方案中，在个人防护装置中处理语音信号的方法还包括以下步骤：向用户提供关于以下项的指示：语音命令与所存储的命令信息的匹配和/或关于语音命令信息块与所存储的控制信息的匹配和/或关于要被传输到控制单元的控制命令，其中对用户的指示包括听觉指示、视觉指示、触觉指示或它们的组合。这种方法是有利的，因为反馈单元将匹配通知给个人防护装置的用户。这可以帮助用户使用个人防护装置。
40.在以上各种实施方案中描述本发明。本领域的技术人员应当理解，上述实施方案中的一个实施方案、若干个实施方案或全部实施方案可彼此组合。
41.现在将参考以下举例说明了本发明的特定实施方案的附图更详细地来描述本发明：
附图说明
42.图1是根据本公开的在具有本地语音识别的个人防护装置中处理语音信号的方法的示意图。
43.图2a是根据本公开的具有本地语音识别的个人防护装置的示意图。
44.图2b是根据本公开的另一实施方案的具有本地语音识别的个人防护装置的示意图。
45.图3是根据本公开的一个实施方案的具有本地语音识别的个人防护装置的透视图。
46.图4是根据本公开的另一实施方案的具有本地语音识别的个人防护装置的透视
图。
47.图5是根据本公开的另一实施方案的具有本地语音识别的个人防护装置的透视图。
48.图1以示意性框图示出了根据本公开的在具有本地语音识别的个人防护装置中处理语音信号的方法。用户(此处未示出)说出语音信号，该语音信号被语音接收单元20、20'(此处未示出)识别。所接收的语音信号被传输到语音处理单元30、30'(此处也未示出)。所传输的语音信号然后在语音处理单元30、30'中被处理以生成语音命令。然后，将语音命令与存储在语音处理单元30、30'内的命令信息匹配，以生成语音命令信息块。然后，将语音命令信息块传输到命令处理单元40、40'(此处未示出)并在该命令处理单元内处理该语音命令信息块。这包括将语音命令信息块与存储在命令处理单元40、40'内的命令信息匹配以生成控制命令。然后，控制命令被传输到控制单元42、42'并且向个人防护装置的用户提供关于匹配的反馈。
49.图2a示出了具有本地语音识别的个人防护装置100和使用个人防护装置100的用户200的一个实施方案。用户200说出语音信号202，该语音信号由经由连接12连接的语音接收单元20的麦克风10接收。如果麦克风10是模拟麦克风，则语音接收单元20可以将所接收的语音信号转换为数字语音信号。在使用数字麦克风的情况下，可以省略该步骤。语音接收单元20经由连接22将语音信号202传输到语音处理单元30。在那里，对语音信号202进行处理，包括基于所接收的语音信号202生成语音命令，以及将该语音命令与存储在语音处理单元30内的预定命令信息进行匹配以生成语音命令信息块。语音命令信息块然后经由连接32被传输到命令处理单元40。在命令处理单元40中，正在对语音命令进行处理，包括将语音命令与所存储的控制信息进行匹配以及生成控制命令。然后，控制命令经由连接44被传输到控制单元42，以在个人防护装置100中发起动作，例如，增大或减小扬声器音量、接通或断开如噪声消除、无线电、与其它个人防护装置(此处未示出)的单向通信或双向通信等附加功能。并行地，控制单元42经由连接34将关于匹配的反馈信号传输到反馈单元50。反馈单元50可以通过经由连接54连接的听觉指示单元52(例如扬声器52)向用户200发起听觉指示。此外，反馈单元50可以通过经由连接58连接的视觉指示单元56(例如灯或发光二极管(led)56等)向用户200发起视觉指示。反馈单元50还可以通过经由连接62连接的触觉指示单元60(例如由马达60生成的振动警告等)向用户200发起触觉指示。
50.图2b示出了具有本地语音识别的个人防护装置100'和使用个人防护装置100'的用户200'的另一实施方案。个人防护装置100'类似于图1所示的个人防护装置100，除了语音处理单元30'是外部装置31'，例如智能手机31'等的一部分。在所示的实施方案中，外部装置31'经由无线连接22'无线连接到语音接收单元20'。此外，可以想到有线连接(未示出)。外部装置31'还经由无线连接32'无线连接到命令处理单元40'。此外，可以想到有线连接(未示出)。另一方面，命令处理单元40'经由连接34'连接到反馈单元50'。这些无线连接可以属于射频识别(rfid)、蓝牙、蓝牙低能量(ble)、zigbee、近场通信(nfc)、近场磁感应(nfmi)类型或其它合适的无线连接。在图2b所示的实施方案中，用户200'说出语音信号202'，该语音信号由经由连接12'连接的语音接收单元20'的麦克风10'接收。如果麦克风10'是模拟麦克风，则语音接收单元20'可以将所接收的语音信号转换为数字语音信号。在使用数字麦克风的情况下，可以省略该步骤。语音接收单元20'经由无线连接22'向语音处
理单元30'传输语音信号202'。在那里，对语音信号202'进行处理，包括基于所接收的语音信号202'生成语音命令，以及将该语音命令与存储在语音处理单元30'内的预定命令信息进行匹配以生成语音命令信息块。然后经由无线连接32'将语音命令信息块传输到命令处理单元40'。在命令处理单元40'中，正在对语音命令信息块进行处理，包括将语音命令信息块与所存储的控制信息进行匹配以及生成控制命令。然后，控制命令经由连接44'被传输到控制单元42'，以在个人防护装置100'中发起动作，例如，增大或减小扬声器音量、接通或断开如噪声消除、无线电、与其它个人防护装置(此处未示出)的单向通信或双向通信等附加功能。并行地，控制单元42'经由连接34'向反馈单元50'传输关于匹配的反馈信号。反馈单元50'可以通过经由连接54'连接的听觉指示单元52'(例如扬声器52'或压电元件)向用户200'发起听觉指示。此外，反馈单元50可以通过经由连接58'连接的视觉指示单元56'(例如灯或发光二极管(led)56'等)向用户200'发起视觉指示。反馈单元50'还可以通过经由连接62'连接的触觉指示单元60'(例如通过马达60'生成的振动警告等)向用户200'发起触觉指示。
51.图3以前侧透视图示出了根据本公开的一个实施方案的具有本地语音识别的个人防护装置300的一个实施方案，该个人防护装置是具有本地语音识别的焊接头盔300。焊接头盔300包括焊接头盔壳体310和自动变暗滤光片330，该自动变暗滤光片安装在面向前的光学透射窗口320中。焊接头盔300包括如以上在图2a或图2b中所示的个人防护装置100或个人防护装置100'的部件，这些部件在图3中为了简化而被省略(细节参见图2a或图2b)。控制单元42、42'(此处未示出)连接到自动变暗滤光片330或其它可切换的电子部件，使得可以执行自动变暗滤光片330和/或这些其它部件的切换。
52.图4以透视图示出了佩戴根据本公开的一个实施方案的具有本地语音识别的个人防护装置400的用户200，该个人防护装置是具有本地语音识别的听力保护装置400。听力保护装置400包括经由安装件418、420安装到头带416的第一杯件412和第二杯件414。安装件418、420连接到由头带416的区段形成的头带安装件426、428。天线472从杯件412中的一个杯件延伸，以用于允许改进例如来自听力装置400或到该听力装置的语音电信号的信号传输。图4还示出了麦克风吊杆470从杯件414中的一个杯件朝向语音麦克风474延伸，使得语音麦克风474被保持在靠近用户的嘴部的位置。由此实现了当用户说话时，嘴部到语音麦克风474的良好声音传递。如在图4中可以看出的，耳垫422、424布置在杯件412、414与用户头部之间，使得实现了听力保护装置的良好佩戴舒适性。听力保护装置400包括如以上在图2a或图2b中所示的个人防护装置100或个人防护装置100'的部件，这些部件在图4中为了简化而被省略(细节参见图2a或图2b)。控制单元42、42'(此处未示出)连接到听力保护装置400内的部件，例如麦克风、扬声器、降噪单元或其它可切换的电子部件，使得可以执行这些部件的切换。
53.图5以透视图示出了佩戴根据本公开的一个实施方案的具有本地语音识别的个人防护装置500的用户200，该个人防护装置是具有本地语音识别的呼吸装置500。呼吸装置500包括轴流风扇512，该轴流风扇包含在外壳516内。为了控制轴流风扇512的操作，开关机构514连接到控制单元42、42'(此处未示出)，例如以优化轴流风扇的期望速度，并且因此基于环境条件、佩戴者200正在进行的任务以及佩戴者的个人选择来优化冷却效果。图5所示的个人防护呼吸装置500是3m
tm
4251阀过滤型半面式呼吸器。如图5所示，一对滤筒522、524
在相应的吸气端口(未示出)处一体地附接到呼吸面罩520。吸气端口中的每个吸气端口包括位于呼吸面罩520的内侧上的相应的吸气阀(未示出)，其随佩戴者200呼吸打开。呼吸面罩520具有用于附接到佩戴者200的可调节带528。呼吸装置500包括如以上在图2a或图2b中所示的个人防护装置100或个人防护装置100'的部件，这些部件在图5中为了简化而被省略(细节参见图2a或图2b)。控制单元42、42'(此处未示出)连接到呼吸装置500内的部件，例如机动通气单元或其它可切换的电子部件，使得可以执行这些部件的切换。

技术特征：
1.一种具有本地语音识别的个人防护装置(100,100',300,400,500)，所述个人防护装置包括：a.语音接收单元(20,20')，所述语音接收单元包括用于识别用户(200,200')的语音信号(202,202')的至少一个麦克风(10,10')，b.控制单元(42,42')，所述控制单元用于控制所述个人防护装置(100,100',300,400,500)的功能，c.语音处理单元(30,30')，所述语音处理单元用于处理从所述至少一个麦克风(10,10')接收的语音信号(202,202')，-所述语音处理单元(30,30')连接到所述语音接收单元(20,20')的所述至少一个麦克风(10,10')，-其中所述语音处理单元(30,30')被配置成基于所接收的语音信号(202,202')生成语音命令，-其中所述语音处理单元(30,30')包括存储在所述语音处理单元(30,30')内部的预定命令信息，-其中所述语音处理单元(30,30')被配置成将根据所述语音信号(202,202')生成的所述语音命令与所存储的命令信息匹配，以生成语音命令信息块，d.命令处理单元(40,40')，所述命令处理单元用于处理由所述语音处理单元(30,30')生成的所述语音命令信息块，-其中所述命令处理单元(40,40')连接到所述语音处理单元(30,30')和所述控制单元(42,42')，-其中所述命令处理单元(40,40')包括存储在所述命令处理单元(40,40')内的预定控制信息，并且-其中所述命令处理单元(40,40')被配置成将所述语音命令信息块与所存储的控制信息匹配，以生成控制命令并且将所述控制命令传输到所述控制单元(42,42')。2.根据权利要求1所述的个人防护装置(100,100',300,400,500)，还包括反馈单元(50,50')，所述反馈单元包括至少一个指示单元(52,52',56,56',60,60')以向所述个人防护装置(100,100',300,400,500)的所述用户(200,200')提供反馈，其中所述反馈单元(50,50')连接到所述控制单元(42,42')，并且其中所述控制单元(42,42')被配置成控制所述反馈单元(50,50')，使得向所述用户(200,200')提供关于以下项的指示：关于所述语音命令与所存储的命令信息的所述匹配，和/或关于所述语音命令信息块与所存储的控制信息的所述匹配，和/或关于要传输到所述控制单元(42,42')的所述控制命令。3.根据权利要求2所述的个人防护装置(100,100',300,400,500)，其中所述反馈单元(50,50')包括听觉指示单元(52,52')，以向用户(200,200')提供听觉指示。4.根据权利要求3所述的个人防护装置(100,100',300,400,500)，其中所述听觉指示单元(52,52')包括至少一个扬声器(52,52')，所述至少一个扬声器电连接到所述反馈单元(50,50')以用于向所述用户(200,200')播放声信号(204,204')作为听觉指示，其中所述控制单元(42,42')被配置成控制所述反馈单元(50,50')，使得所述反馈单元(50,50')生成要在所述至少一个扬声器(52,52')上播放的声信号(204,204')。5.根据权利要求2至4中任一项所述的个人防护装置(100,100',300,400,500)，其中所
述反馈单元(50,50')包括视觉指示单元(56,56')，以向用户(200,200')提供视觉指示。6.根据权利要求2至5中任一项所述的个人防护装置(100,100',300,400,500)，其中所述反馈单元(50,50')包括触觉指示单元(60,60')，以向用户(200,200')提供触觉指示。7.根据前述权利要求中任一项所述的个人防护装置(100,300,400,500)，其中所述语音处理单元和/或所述命令处理单元(30,40)包含在所述个人防护装置(100,300,400,500)内。8.根据权利要求1至6中任一项所述的个人防护装置(100',300,400,500)，其中所述语音处理单元和/或所述命令处理单元(30',40')被布置为远离所述个人防护装置(100',300,400,500)，并且其中所述个人防护装置(100',300,400,500)被构造成经由短程连接(22',32')与所述语音处理单元和/或所述命令处理单元(30',40')通信。9.根据前述权利要求中任一项所述的个人防护装置(100,100',300,400,500)，其中所述语音处理单元(30,30')包括用于存储不同于所述预定命令信息的附加命令信息的存储空间，并且/或者其中所述命令处理单元(40,40')包括用于存储附加控制信息的存储空间。10.根据前述权利要求中任一项所述的个人防护装置(100,100',300,400,500)，其中所述个人防护装置(100,100',300,400,500)是具有本地语音识别的听力保护装置(400)，所述听力保护装置还包括两个耳罩(412,414)或耳塞以及降噪装置，可选地包括头带(416)。11.根据前述权利要求中任一项的个人防护装置(100,100',300,400,500)，其中所述个人防护装置(100,100',300,400,500)是具有本地语音识别的焊接护罩(300)，所述焊接护罩还包括自动变暗滤光片(330)。12.根据前述权利要求中任一项所述的个人防护装置(100,100',300,400,500)，其中所述个人防护装置(100,100',300,400,500)是具有本地语音识别的呼吸装置(500)，所述呼吸装置还包括用于过滤吸入空气的滤筒(522,524)。13.根据前述权利要求中任一项所述的个人防护装置(100,100',300,400,500)，其中所述个人防护装置(100,100',300,400,500)，优选地所述控制单元(42,42')还被配置成处理关键词训练模式，以用于训练用户(200,200')关于所述语音信号(202,202')的正确发音。14.一种在具有本地语音识别的个人防护装置(100,100',300,400,500)中处理语音信号(202,202')的方法，所述个人防护装置包括：a.语音接收单元(20,20')，所述语音接收单元包括用于识别用户(200,200')的语音信号(202,202')的至少一个麦克风(10,10')，b.控制单元(42,42')，所述控制单元用于控制所述个人防护装置(100,100',300,400,500)的功能，c.语音处理单元(30,30')，所述语音处理单元用于处理从所述语音接收单元(20,20')的所述至少一个麦克风(10,10')接收的语音信号(202,202')，o其中所述语音处理单元(30,30')连接到所述至少一个麦克风(10,10')，o其中所述语音处理单元(30,30')被配置成基于所接收的语音信号(202,202')生成语音命令，o其中所述语音处理单元(30,30')包括存储在所述语音处理单元(30,30')内部的预定
命令信息，o其中所述语音处理单元(30,30')被配置成将根据所述语音信号(202,202')生成的所述语音命令与所存储的命令信息匹配，以生成语音命令信息块，d.命令处理单元(40,40')，所述命令处理单元用于处理由所述语音处理单元(30,30')生成的所述语音命令信息块，o其中所述命令处理单元(40,40')连接到所述语音处理单元(30,30')和所述控制单元(42,42')，o其中所述命令处理单元(40,40')包括存储在所述命令处理单元(40,40')内的预定控制信息，并且o其中所述命令处理单元(40,40)被配置成将所述语音命令信息块与所存储的控制信息匹配，以生成控制命令并且将所述控制命令传输到所述控制单元(42,42')，所述方法包括以下步骤：i.通过麦克风(10,10')识别语音信号(202,202')，ii.将所述语音信号(202,202')传输到可选地外部装置(31')的所述语音处理单元(30,30')，iii.利用所述语音处理单元(30,30')处理所接收的语音信号(202,202')，以基于所接收的语音信号(202,202')生成语音命令，iv.处理根据所述语音信号(202,202')生成的所述语音命令，并将所述语音命令与存储在所述语音处理单元(30,30')内的命令信息匹配，以生成语音命令信息块，v.将所述语音命令信息块传输到所述命令处理单元(40,40')，vi.处理所述语音命令信息块并将所述语音命令信息块与存储在所述命令处理单元(40,40')内的控制信息匹配以生成控制命令，以及vii.将所述控制命令传输到所述控制单元(42,42')。15.根据权利要求14所述的方法，还包括以下步骤：向所述用户(200,200')提供以下指示：关于所述语音命令与所存储的命令信息的所述匹配，和/或关于所述语音命令信息块与所存储的控制信息的所述匹配，和/或关于要传输到所述控制单元(42,42')的所述控制命令，其中对所述用户(200,200')的所述指示包括听觉指示、视觉指示、触觉反馈或它们的组合。

技术总结
本公开涉及一种具有本地语音识别的个人防护装置100、100'、300、400、500，该个人防护装置包括语音接收单元20、20'，语音处理单元30、30'，命令处理单元40、40'和控制单元42、42'。本公开还涉及一种在具有本地语音识别的个人防护装置100、100'、300、400、500中处理语音信号202、202'的方法，该方法包括以下步骤：通过麦克风10、10'识别语音信号202、202'；将语音信号202、202'传输到可选地外部装置31'的语音处理单元30、30'；利用语音处理单元30、30'处理所接收的语音信号202、202'以基于所接收的语音信号202、202'生成语音命令；处理根据语音信号202、202'生成的语音命令并将语音命令与存储在语音处理单元30、30'内的命令信息匹配以生成语音命令信息块；将语音命令信息块传输到命令处理单元40、40'；处理语音命令信息块并将语音命令信息块与存储在命令处理单元40、40'内的控制信息匹配以生成控制命令；以及将控制命令传输到控制单元42、42'。42'。42'。


技术研发人员：霍尔格
受保护的技术使用者：3M创新有限公司
技术研发日：2021.11.04
技术公布日：2023/7/20