Design and development of a voice assistant for automotive dashboard control

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Luz, Mathias Rodrigues da
• Orientador(a): Santos, Max Mauro Dias
• Banca de defesa: Santos, Max Mauro Dias , Teixeira, Evandro Leonardo Silva , Corrêa, Fernanda Cristina
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Ponta Grossa
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Reconhecimento automático da voz; Sistemas de reconhecimento de padrões; Sistemas embarcados (Computadores); Segurança no trânsito; Motoristas; Automatic speech recognition; Pattern recognition systems; Embedded computer systems; Traffic safety; Motor vehicle drivers
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30512

Para obter a carteira nacional de habilitação, os motoristas brasileiros passam por exames de aptidão física e mental, de modo a comprovar que são capacitados para operar um veículo. Entretanto, as pessoas que não estão em plenas capacidades físicas, denominadas Pessoas com Mobilidade Reduzida, não possuem a mesma liberdade para se locomover devido as suas limitações. Eles enfrentam dificuldades com a mobilidade urbana, ficando dependentes do transporte público ou por aplicativos. Outra alternativa é o uso de veículos especialmente adaptados, porém até mesmo esses veículos não suprem todas as suas necessidades. Com o advento de novas tecnologias de reconhecimento de voz e de sistemas avançados de assistência ao motorista, surgiram sistemas que permitem controlar o veículo por comandos de voz, que atuam em funções multimídia ou controle climático, por exemplo. Sendo assim, este trabalho propõe desenvolver um sistema embarcado para auxiliar o motorista na condução do veículo usando reconhecimento de fala e foca em criar um protótipo para avaliar a usabilidade do sistema por uma Prova de Conceito. O modelo V de desenvolvimento de software foi utilizado como base da metodologia para a criação de um assistente de voz capaz de reconhecer quatro comandos (seta para direita, seta para esquerda, pisca alerta e luz baixa) e controlar as respectivas funções do veículo. O reconhecimento de comandos de voz foi feito utilizando uma verificação por três etapas com a aplicação de técnicas de inteligência artificial como redes neurais e aprendizado profundo. Este trabalho também descreve a criação de um banco de dados com comandos de voz em Português Brasileiro para treinamento de modelos de reconhecimento de fala, por meio de Transferência de Aprendizado. Além de reconhecer os comandos de voz, o assistente é capaz de identificar o motorista pela voz e verificar a similaridade dos comandos com a voz do motorista. O sistema desenvolvido atendeu a todos os requisitos estabelecidos na etapa de projeto, e reconheceu corretamente 98.4% dos casos explorados, sem ruídos. Nos demais casos, nenhum comando foi reconhecido, o que é considerado melhor que o reconhecimento de outro comando, visto que isto acarretaria na atuação de uma função indesejada. Além disso, o protótipo desenvolvido foi testado em um veículo em seis situações reais de direção, com o ruído sonoro sendo monitorado. O sistema funcionou perfeitamente até uma média de 73.8 dB, que corresponde ao nível sonoro característico dentro de veículos em movimento. O tempo de processamento dos comandos de voz foi de aproximadamente 1 segundo.