CN113317629A - 一种智能ai语音交互式书桌 - Google Patents

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尚昌海
童国林
钱何凡
方国峰
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Abstract

本发明公开了一种智能AI语音交互式书桌，具体涉及智能书桌技术领域，包括：课桌主体；交互显示组件，用于显示交互信息；语音交互组件，用于获取交互目标主体发出的语音交互信息；手势交互组件，用于获取交互目标主体作出的手势交互信息；交互识别模块，包含了训练好了的交互识别卷积核，用于对语音交互组件和手势交互组件获取的交互信息进行识别；微控制器，用于执行交互识别模块对处理语音交互组件和手势交互组件获取的交互信息进行处理。本发明能够为学生在使用过程中提供更加全面的交互方式，提升智能书桌的实用性和交互体验，提升书桌智能化的程度，从而改善学生们的学习兴趣和积极性，带来更好的使用效果。

Description

一种智能AI语音交互式书桌
技术领域
本发明涉及智能书桌技术领域，更具体地说，本发明涉及一种智能AI语音交互式书桌。
背景技术
目前，教育行业已存在多种智能化设备，将智能化设备作为辅助教学的工具能够提高教学效率，比如，利用人体姿势识别评估学生上课效果，利用人脸识别进行课堂考勤等。书桌作为学生学习过程中必不可少的辅助设备，也越来越智能化。
相关技术中，在书桌表面嵌入触屏面板，供学生通过触屏或者鼠标进行交互。但实际上，用触屏或者鼠标进行操作和直接使用电脑区别并不大，仅能完成依赖于触屏和鼠标操作的执行动作，书桌的智能化程度低，交互性低，导致学生的学习兴趣和积极性不高。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能AI语音交互式书桌，包括：
课桌主体；
交互显示组件，用于显示交互信息；
语音交互组件，用于获取交互目标主体发出的语音交互信息；
手势交互组件，用于获取交互目标主体作出的手势交互信息；
交互识别模块，包含了训练好了的交互识别卷积核，用于对语音交互组件和手势交互组件获取的交互信息进行识别；
微控制器，用于执行交互识别模块对处理语音交互组件和手势交互组件获取的交互信息进行处理；
交互指令模块，通过微控制器处理的交互信息结果，对交互信息进行响应并执行相应操作。
在一个优选地实施方式中，还包括了交互记录模块，所述交互记录模块用于对交互目标主体所作出的交互信息进行存储和备份。
在一个优选地实施方式中，还包括了身份验证模块，所述身份验证模块用于对交互目标主体的身份信息进行识别和验证，并且所发生的任意交互记录均备份于识别后的身份账户下。
一种智能AI语音交互式书桌的交互方法，包括：
进行交互目标主体的身份验证，并执行交互记录模块，对交互目标主体的身份进行确认并完成信息记录；
接收交互目标主体发出的交互信息，通过训练好的交互识别卷积核对交互信息进行识别和处理；
获取交互信息处理的结果，并对交互信息的结果进行相应并完成相应操作。
在一个优选地实施方式中，所述交互信息包括了语音交互信息和手势交互信息，并对交互信息进行目标主体特征识别，其中：
记录符合目标主体特征的交互信息，记为有效交互信息；
记录不符合目标主体特征的交互信息，记为无效交互信息；
将无效交互信息完成备份，基于无效交互信息对交互识别卷积核进行训练。
一种智能交互设备，包括存储模块、处理器及存储在存储模块上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求4-5任一项所述的智能AI语音交互式书桌的交互方法。
本发明的技术效果和优点：
本发明提供的智能交互书桌能够为学生在使用过程中提供更加全面的交互方式，提升智能书桌的实用性和交互体验，提升书桌智能化的程度，从而改善学生们的学习兴趣和积极性，带来更好的使用效果。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
附图标记为：1课桌主体、2交互显示组件、3语音交互组件、4手势交互组件。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1所示的一种智能AI语音交互式书桌，包括：
课桌主体；
交互显示组件，用于显示交互信息；
语音交互组件，用于获取交互目标主体发出的语音交互信息；
手势交互组件，用于获取交互目标主体作出的手势交互信息；
交互识别模块，包含了训练好了的交互识别卷积核，用于对语音交互组件和手势交互组件获取的交互信息进行识别；
微控制器，用于执行交互识别模块对处理语音交互组件和手势交互组件获取的交互信息进行处理；
交互指令模块，通过微控制器处理的交互信息结果，对交互信息进行响应并执行相应操作。
其中，交互显示组件具体为可触摸的触控显示屏，安装在课桌主体上，显示屏的分辨率在1080p以上，高分辨率的显示效果能够改善交互过程中的显示效果。
语音交互组件具体为具有录音和语音播放功能的装置，可以是智能音箱或其他录音设备，安装在课桌主体上，在使用过程中，获取交互目标主体发出的语音交互指令信息，同时播放交互过程中的语音交互指令，对目标主体进行交互指示和提醒。
手势交互组件具体为具有视频影像捕捉的摄像装置，安装在课桌主体上，该摄像装置支持1080p以上规格的视频录像，保证交互过程中的影像内容具有足够的清晰度以便进行手势识别，且该摄像装置为全景工作方式，可进行不同角度和方向上的影像获取，在使用过程中，对交互目标主体的肢体动作影像进行捕捉和获取。
微控制器具体为安装在书桌主体内部的处理单元，可以为其他具有逻辑处理和运算能力的运算芯片，交互识别模块为连接微控制器的功能模块，对手势交互组件和语音交互组件获取的交互信息进行识别，使用已经训练好了的识别卷积核对交互信息进行识别，获取交互信息中的交互指令，通过交互指令模块对交互指令进行识别和确认，并执行相应的操作。
还包括了交互记录模块，所述交互记录模块用于对交互目标主体所作出的交互信息进行存储和备份，交互记录模块主要记载交互目标主体在学习过程中所作出的各类交互信息，可以根据这些信息进行分析处理，获取用户在书桌钱学习的时间、学习的频率和学习的效率等内容，方便家长作出更好的学习计划或指导。
还包括了身份验证模块，所述身份验证模块用于对交互目标主体的身份信息进行识别和验证，并且所发生的任意交互记录均备份于识别后的身份账户下，身份验证模块则是为了对使用智能书桌的交互目标身份进行确认，方便家长对每个孩童的学习状态进行精确把握，从而进行更加全面的教学指导和规划。
进一步的，上述的交互过程可具体为：
学生在使用过程中，设定语音交互和手势交互的具体内容，设定手势“X”为“播放舒缓音乐”，因此，学生在书桌主体前，可作出手势“X”，在作出手势时，手势交互组件中的摄像装置会捕捉到学生的手势影像信息，该部分交互信息信息会通过微处理器进行处理，利用交互识别模块，通过交互卷积核模型对交互信息进行识别，获取交互信息中的“播放舒缓音乐”的交互指令，而交互指令模块会对“播放舒缓音乐”的交互指令进行读取，并进行指令响应，控制书桌主体上的音乐播放设备进行舒缓音乐的播放。
在上述的基础上，在现今的智能书桌中，音乐播放设备是常见且成熟的技术手段，本申请在阐述技术方案时，是默认书桌本体包括上述音乐播放功能的。
本实施例提供的智能AI语音交互式书桌在使用过程中，能够提供全面的智能交互效果。
实施例2
一种智能AI语音交互式书桌的交互方法，包括：
进行交互目标主体的身份验证，并执行交互记录模块，对交互目标主体的身份进行确认并完成信息记录；
接收交互目标主体发出的交互信息，通过训练好的交互识别卷积核对交互信息进行识别和处理；
获取交互信息处理的结果，并对交互信息的结果进行相应并完成相应操作。
所述交互信息包括了语音交互信息和手势交互信息，并对交互信息进行目标主体特征识别，其中：
记录符合目标主体特征的交互信息，记为有效交互信息；
记录不符合目标主体特征的交互信息，记为无效交互信息；
将无效交互信息完成备份，基于无效交互信息对交互识别卷积核进行训练。
进一步的，由于用户在进行交互过程中，其生成或发出的交互信息并非全部都可以实现正确的交互，因此在交互过程中，需要对无效交互信息进行剔除，并在剔除时，对进行交互信息识别的交互识别卷积核进行训练，从而提升下一次交互的识别准确性。
而语音交互组件使用时，学生在设定过程中，设定语音音节“112”为“启动风扇”的交互命令，因此，学生在书桌主体前，可发出语音交互指令“112”，语音交互组件中的录音功能部分会捕捉到学生发出的语音信息，该部分语音信息会通过微处理器进行处理，利用交互识别模块，通过交互卷积核模型对交互信息进行识别，获取交互信息中的“启动风扇”的交互指令，而交互指令模块会对“启动风扇”的交互指令进行读取，并进行指令响应，控制书桌主体上的风扇设备进行舒缓音乐的播放。
在上述的基础上，在现今的智能书桌中，在书桌上设置风扇是常见且成熟的技术手段，本申请在阐述技术方案时，是默认书桌本体上安装有风扇设备的，在使用时，只需将风扇设备采用智能控制的方式，并将风扇的智能控制与微处理器连接，即可实现上述操作过程。
实施例3
一种智能交互设备，包括存储模块、处理器及存储在存储模块上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求4-5任一项所述的智能AI语音交互式书桌的交互方法。
其中，存储模块用于对本发明中交互目标主体预设的各类交互信息和不同的交互目标主体身份信息，包括语音交互信息和手势交互信息的触发指令，并为交互记录模块存储的交互信息提供存储介质。
进一步的，处理器为交互过程中的信息指令识别提供运算的性能支持，还可通过网络将存储模块进行联网，完成数据的网络上传和云端备份。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能AI语音交互式书桌，其特征在于，包括：
课桌主体；
交互显示组件，用于显示交互信息；
语音交互组件，用于获取交互目标主体发出的语音交互信息；
手势交互组件，用于获取交互目标主体作出的手势交互信息；
交互识别模块，包含了训练好了的交互识别卷积核，用于对语音交互组件和手势交互组件获取的交互信息进行识别；
微控制器，用于执行交互识别模块对处理语音交互组件和手势交互组件获取的交互信息进行处理；
交互指令模块，通过微控制器处理的交互信息结果，对交互信息进行响应并执行相应操作。
2.根据权利要求1所述的一种智能AI语音交互式书桌，其特征在于，还包括了交互记录模块，所述交互记录模块用于对交互目标主体所作出的交互信息进行存储和备份。
3.根据权利要求1或2任意一项所述的一种智能AI语音交互式书桌，其特征在于：还包括了身份验证模块，所述身份验证模块用于对交互目标主体的身份信息进行识别和验证，并且所发生的任意交互记录均备份于识别后的身份账户下。
4.一种智能AI语音交互式书桌的交互方法，其特征在于，包括：
进行交互目标主体的身份验证，并执行交互记录模块，对交互目标主体的身份进行确认并完成信息记录；
接收交互目标主体发出的交互信息，通过训练好的交互识别卷积核对交互信息进行识别和处理；
获取交互信息处理的结果，并对交互信息的结果进行相应并完成相应操作。
5.根据权利要求4所述的一种智能AI语音交互式书桌的交互方法，其特征在于：所述交互信息包括了语音交互信息和手势交互信息，并对交互信息进行目标主体特征识别，其中：
记录符合目标主体特征的交互信息，记为有效交互信息；
记录不符合目标主体特征的交互信息，记为无效交互信息；
将无效交互信息完成备份，基于无效交互信息对交互识别卷积核进行训练。
6.一种智能交互设备，包括存储模块、处理器及存储在存储模块上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求4-5任一项所述的智能AI语音交互式书桌的交互方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115120049A (zh) * 2022-05-31 2022-09-30 芜湖金太阳机电设备有限公司 物联网智能办公桌

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