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Automated Interpretation of Air Traffic Control Communication: The Journey from Spoken Words to a Deeper Understanding of the Meaning

Kleinert, Matthias und Helmke, Hartmut und Shetty, Shruthi und Ohneiser, Oliver und Ehr, Heiko und Prasad, Amrutha und Motlicek, Petr und Harfmann, Julia (2021) Automated Interpretation of Air Traffic Control Communication: The Journey from Spoken Words to a Deeper Understanding of the Meaning. In: 40th AIAA/IEEE Digital Avionics Systems Conference, DASC 2021. 40th Digital Avionics Systems Conference (DASC), 2021-10-03 - 2021-10-07, San Antonio, Texas, USA. doi: 10.1109/DASC52595.2021.9594387. ISSN 2155-7195.

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Kurzfassung

Sophisticated Automatic Speech Recognition (ASR) technologies have become increasingly popular and are widely used in all domains over the years. Systems like Google Assistant, Siri®, Alexa® are integrated into our day-to-day lives. These systems offer a wide range of possible applications just by understanding human speech. However, in the Air Traffic Control (ATC) domain, even the most advanced simulators can just partially replace expensive pseudo-pilots. In spite of having a standardized ATC phraseology, it is still a major challenge to recognize and correctly understand the communication between air traffic controllers (ATCo) and pilots. This is because understanding an ATCo-pilot communication requires more than just transforming speech to a sequence of words. For most ATC applications, perfectly recognizing the sequence of words would not be useful, if the meaning behind the word sequence cannot be correctly interpreted. Recently, 20 European partners from Air Traffic Management (ATM) domain have agreed on a common set of rules, i.e., an ontology on how to transform the spoken words into ATC instructions that clearly define the meaning of the words and make them usable for different applications. In this paper, we present an extension of the mentioned ontology to make it usable for pilot speech as well. We also show some of the challenges faced in understanding the meaning of ATCo-pilot communication and describe our approach of tackling them. Furthermore, we present an algorithm to transform words automatically into ontology instructions and describe the interfaces used to ensure a consistent and reliable communication of ATC instructions. This interface includes, besides other information, plausibility values, different speakers, and ambiguous outputs.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/145392/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Automated Interpretation of Air Traffic Control Communication: The Journey from Spoken Words to a Deeper Understanding of the Meaning
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kleinert, Matthiasmatthias.kleinert (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0782-4147NICHT SPEZIFIZIERT
Helmke, Hartmuthartmut.helmke (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1939-0200NICHT SPEZIFIZIERT
Shetty, Shruthishruthi.shetty (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ohneiser, OliverOliver.Ohneiser (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5411-691XNICHT SPEZIFIZIERT
Ehr, HeikoHeiko.Ehr (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Prasad, Amruthaamrutha.prasad (at) idiap.chNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Motlicek, PetrPetr.Motlicek (at) idiap.chNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Harfmann, Juliajulia.harfmann (at) nats.co.ukNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2021
Erschienen in:40th AIAA/IEEE Digital Avionics Systems Conference, DASC 2021
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/DASC52595.2021.9594387
ISSN:2155-7195
Status:veröffentlicht
Stichwörter:air traffic control, ATC command ontology, command extraction, language understanding, command recognition rate, JSON
Veranstaltungstitel:40th Digital Avionics Systems Conference (DASC)
Veranstaltungsort:San Antonio, Texas, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:3 Oktober 2021
Veranstaltungsende:7 Oktober 2021
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L - keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Managementaufgaben Luftfahrt
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Flugführung > Lotsenassistenz
Hinterlegt von: Kleinert, Matthias
Hinterlegt am:09 Nov 2021 14:34
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:44

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