[发明专利]一种共享自行车的声纹开锁方法

说明书

技术领域

本发明属于共享自行车智能开锁领域，尤其是一种共享自行车的声纹开锁方法。

背景技术

随着共享自行车的推广，共享自行车的应用越来越个广泛，但是目前共享单车的开锁方式只有扫描二维码开锁一种方式，缺乏更多的信息录入渠道，且二维码开锁的方式需要手机进行手动炒作，不利于共享自行车的快速开锁，而二维码模糊后，其唯一的信息输入渠道不顺畅时，将严重影响共享自行车的使用和用户的体验。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种共享自行车的声纹开锁方法，实现语音开锁方式，能够提高用户体验，该语音的匹配方式逻辑清楚辨识度高，能够适用于不同环境下的语音识别，具有极高的容错率和识别性。

本发明采用的技术方案如下：

本发明公开了一种共享自行车的声纹开锁方法，仅包括以下步骤：

步骤1：用户通过电脑端或手机终端向网络服务器中注册账户并预存声纹信息；电脑端或手机终端连接有或者内置有扬声器，电脑端或手机终端通过扬声器模拟街道环境、市场环境、和安静环境的噪音；在模拟的各个环境下，用户均录入至少五个内容相同的声纹并选取基准声纹及与其差别更大的两个作为预存声纹并定义为第一声纹和第二声纹，三个环境下分别获得预存声纹一、预存声纹二、及预存声纹三；

步骤2：用户打开设置于共享自行车车头处的声音传感器，声音传感器采集环境噪声并发送至MCU，MCU根据环境噪声匹配噪声库中的储存噪声并标引该环境噪声为街道环境、市场环境、或安静环境，噪声库存储于与MCU通讯连接的存储器中；MCU置于共享自行车的车锁内；

步骤3：用户向设置于车头处的声音传感器录入声纹，声音传感器将声纹转化为电信号并将该电信号传递MCU；MCU将电信号转化为数据形式的声纹数据后，将声纹数据及步骤2中的标记结果加密发生至网络服务器；

步骤4：网络服务器解密声纹数据和标记结果，声纹数据根据标记结果与对应的预存声纹进行匹配，标记结果可匹配预存声纹一、预存声纹二、或预存声纹三；

步骤5：网络服务器将声纹数据模拟为时间-波动信号图并分别与预存声纹中的基准声纹、第一声纹和第二声纹进行比较；若比较结果符合设定条件，则匹配通过；

步骤6：匹配通过后，网络服务器向MCU发送解锁命令，MCU接收解锁命令后，控制共享自行车锁内的电磁机构动作以使车锁打开。

该方式采用多种模式下的预存声纹录入方式，记录了不同噪声下的预存声纹，然后将用户声纹在不同噪声下进行标引识别，能够根据标引进行区别对应匹配，提高声音识别速度的匹配准确性，提高识别的有效性。

进一步，步骤5中，基准声纹、第一声纹和第二声纹分别模拟为时间-波动信号图并置于三个坐标系中，模拟的声纹数据图后分别放入该三个坐标系中；在各个个坐标系下分别选取振幅大于设定值预存声纹和声纹数据区域，并按区域的先后将区域内的预存声纹和声纹数据分别拼接，将拼接而成预存声纹和声纹数据的进行重叠；在重叠区间内进行分段，在分段中若预存声纹与声纹数据的平均振幅差小于设定振幅差则分段匹配成功，统计匹配成功的分段占总分段的百分比，若百分比大于设定百分比则预存声纹与声纹数据匹配成功。上述步骤中通过三个坐标系的布置，能够提高声纹的参照目标，同时进行分段匹配的方式，提高分段的对应性，提高不同环境下输入的声纹在网络服务器中的匹配成功率，提高语音开锁速度和开锁准确性。

进一步，选取振幅大于设定值预存声纹和声纹数据区域时，预存声纹一、预存声纹二、及预存声纹三分别对应有不同的设定值。三种预存声纹中，由于声纹不同采用不同的设定值，进而降低噪声参与声纹匹配，提高匹配的有效性。

进一步，在重叠区间内进行分段时，采用间隔分段，以重叠区间的总时间长度的十五分之一为间隔选取3-5个以分段，分段长度为重叠区间的总时间长度的八分之一。采用上述数量和长度的分段，能够在保证分段个数的前提下，具有更优的声音匹配长度，从而稳定平均振幅差，此外，分段采用间隔的设置方式，能够提高分段之间的独立性，避免分段连续性对匹配判断的影响。

进一步，MCU选用自带AD转换的MCU。

进一步，用户通过电脑端或手机终端向网络服务器中更换预存声纹信息；预存声纹信息以数据方式存储。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.提高用户体验，本声纹的识别方法能够提高识别的准确性，能够避免不同环境下声纹度误差对声纹识别的影响，能够实现手机没电状态下的共享自行车使用。