CN115019799A - 一种基于长语音识别的人机交互方法和*** - Google Patents

一种基于长语音识别的人机交互方法和*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及智能家居相关领域，公开了一种基于长语音识别的人机交互方法和***，通过待机唤醒模块、语音识别模块、定位扫描模块以及执行清洁模块的配合设置，获得了清洁机器人更加多样和智能的控制方式，能够实现在无人工主动控制的情形下及时对物品跌落泼洒等情况产生的异物进行及时判断和清洁的效果，有效的避免了现有技术清洁机器人在使用时因无法及时发现并处理脏污导致的异味扩散以及牢固后无法方便清除等问题。

Description

一种基于长语音识别的人机交互方法和***
技术领域
本发明涉及智能家居相关领域，具体是一种基于长语音识别的人机交互方法和***。
背景技术
随着计算机技术的快速发展，智能设备的领域以及种类越来越丰富，例如被广泛使用的智能家居设备，多数的智能家居可通过语音、触控以及终端移动设备等多种方式进行控制，以达到更方便的控制，例如家居清洁机器人，其可以通过使用终端移动设备进行清洁模式以及时间的设定，也可以通过语音进行随时的启动控制。
但现有技术中的语音智能设备，尤其是智能清洁机器人此类，在脱离人工随时的工作控制后，设定的循环式工作方式并不具有较高的智能性以应对各种实时发生的情况，例如当家中主人离开时，宠物独自在家可能会打翻各种物品导致物品泼洒破碎等，而现有的智能清洁机器人并不能做出响应并进行清洁处理，而泼洒物长时间存在可能会因粘附性导致无法清除，或产生大量异味等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于长语音识别的人机交互方法和***，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于长语音识别的人机交互***，包含：
待机唤醒模块，用于通过声音传感器实时监测并获取声音信号，并对所述声音信号的类型进行辨别，若所述辨别类型为语音，则引导执行语音识别程序，若为非语音内容，则引导执行定位扫描程序，所述声音信号包括数个声音数据以及与所述声音数据相对应的方位数据，所述方位数据用于表征所述声音数据的获取方位；
语音识别模块，用于执行语音识别程序，所述语音识别程序包括步骤：对所述声音信号进行识别以获取文本信息，并根据所述文本信息识别获取指令关键词，根据所述指令关键词建立行为引导指令，所述行为引导指令包括常规指令以及临时指令，所述临时指令用于引导执行定位扫描程序；
定位扫描模块，用于执行定位扫描程序，所述定位扫描程序包括步骤：获取所述声音信号中的所述方位数据，根据所述方位数据生成扇形扫描区，并对所述扇形扫描区进行覆盖扫描，获取清理对象信息，所述清理对象信息用于表征异物的类型、大小以及分布；
执行清洁模块，用于根据预设的清理执行方案对所述清理对象信息进行分析，生成清洁方案并输出，所述清洁方案用于控制机器人运转。
作为本发明的进一步方案：所述待机唤醒模块包括定位辅助单元；
所述定位辅助单元，用于当监测到所述声音信号时，通过传感设备对所述声音信号的监测方向进行检测，获取与所述声音信号相对应的传感信息，所述传感信息用于辅助所述方位数据的生成，所述传感信息表征生物源以及热源的存在。
作为本发明的再进一步方案：所述定位扫描模块包括环境模拟单元，所述环境模拟单元具体包括：
环境记忆子单元，用于当机器人响应所述常规指令或所述临时指令并执行控制机器人后，更新区域环境信息，所述区域环境信息用于表征所述机器人清洁区域的物件分布情况；
环境比对子单元，用于当对所述扇形扫描区域进行扫描覆盖或响应所述常规指令时，将扫描信息与区域环境信息进行比对，获取清理对象信息；
信息反馈子单元，用于获取清理对象的图像数据，通过局域网输出所述图像数据。
作为本发明的再进一步方案：所述文本信息包括执行对象以及指令内容，所述指令内容与预设的指令执行库相对应，所述指令内容包括所述常规指令与所述临时指令，所述常规指令包括指令内容与指令执行区域。
作为本发明的再进一步方案：所述语音识别模块具体包括：
分割单元，用于通过预设的间断时间阈值对所述声音信号进行分割识别，生成多个分割标记；
转化单元，用于对所述声音信号进行识别转化，获取文本信息，所述文本信息包括多个分割标记；
识别单元，用于通过预设的对象识别库以及指令识别库对所述文本信息进行识别，获取指令关键词，并建立行为引导指令。
本发明实施例旨在提供一种基于长语音识别的人机交互方法，包括步骤：
通过声音传感器实时监测并获取声音信号，并对所述声音信号的类型进行辨别，若所述辨别类型为语音，则引导执行语音识别程序，若为非语音内容，则引导执行定位扫描程序，所述声音信号包括数个声音数据以及与所述声音数据相对应的方位数据，所述方位数据用于表征所述声音数据的获取方位；
执行语音识别程序，所述语音识别程序包括步骤：对所述声音信号进行识别以获取文本信息，并根据所述文本信息识别获取指令关键词，根据所述指令关键词建立行为引导指令，所述行为引导指令包括常规指令以及临时指令，所述临时指令用于引导执行定位扫描程序；
执行定位扫描程序，所述定位扫描程序包括步骤：获取所述声音信号中的所述方位数据，根据所述方位数据生成扇形扫描区，并对所述扇形扫描区进行覆盖扫描，获取清理对象信息，所述清理对象信息用于表征异物的类型、大小以及分布；
根据预设的清理执行方案对所述清理对象信息进行分析，生成清洁方案并输出，所述清洁方案用于控制机器人运转。
作为本发明的进一步方案：包括步骤：
当监测到所述声音信号时，通过传感设备对所述声音信号的监测方向进行检测，获取与所述声音信号相对应的传感信息，所述传感信息用于辅助所述方位数据的生成，所述传感信息表征生物源以及热源的存在。
作为本发明的再进一步方案：所述并对所述扇形扫描区进行覆盖扫描，获取清理对象信息的步骤具体包括：
当机器人响应所述常规指令或所述临时指令并执行控制机器人后，更新区域环境信息，所述区域环境信息用于表征所述机器人清洁区域的物件分布情况；
当对所述扇形扫描区域进行扫描覆盖或响应所述常规指令时，将扫描信息与区域环境信息进行比对，获取清理对象信息；
获取清理对象的图像数据，通过局域网输出所述图像数据。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过相关模块的配合设置，获得了清洁机器人更加多样和智能的控制方式，能够实现在无人工主动控制的情形下及时对物品跌落泼洒等情况产生的异物进行及时判断和清洁的效果，有效的避免了现有技术清洁机器人在使用时因无法即使发现并处理脏污导致的异味扩散以及牢固后无法方便清除等问题。
附图说明
图1为一种基于长语音识别的人机交互***的组成框图。
图2为一种基于长语音识别的人机交互***中环境模拟单元的组成框图。
图3为一种基于长语音识别的人机交互***中语音识别模块的组成框图。
图4为一种基于长语音识别的人机交互方法的流程框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现方式进行详细描述。
如图1所述，为本发明一个实施例提供的一种基于长语音识别的人机交互***，包括：
待机唤醒模块100，用于通过声音传感器实时监测并获取声音信号，并对所述声音信号的类型进行辨别，若所述辨别类型为语音，则引导执行语音识别程序，若为非语音内容，则引导执行定位扫描程序，所述声音信号包括数个声音数据以及与所述声音数据相对应的方位数据，所述方位数据用于表征所述声音数据的获取方位。
语音识别模块300，用于执行语音识别程序，所述语音识别程序包括步骤：对所述声音信号进行识别以获取文本信息，并根据所述文本信息识别获取指令关键词，根据所述指令关键词建立行为引导指令，所述行为引导指令包括常规指令以及临时指令，所述临时指令用于引导执行定位扫描程序。
定位扫描模块500，用于执行定位扫描程序，所述定位扫描程序包括步骤：获取所述声音信号中的所述方位数据，根据所述方位数据生成扇形扫描区，并对所述扇形扫描区进行覆盖扫描，获取清理对象信息，所述清理对象信息用于表征异物的类型、大小以及分布。
执行清洁模块700，用于根据预设的清理执行方案对所述清理对象信息进行分析，生成清洁方案并输出，所述清洁方案用于控制机器人运转。
本实施例中，给出了一种基于长语音识别的人机交互***，具体的来说是一种基于语音或是声音识别的智能家居清洁机器人的控制***，提供了更加多样的控制方式，起到了即使人员不在的情况下也能达到高效的清洁执行力，现有技术中的清洁机器人多是基于规律性的定时模式进行清洁工作，或是由人工进行临时的指令下发以覆盖性清洁，而在其余时间内，并不会做出其它的清洁作业，但是在日常使用中，大人不在家中时，家里可能还会有宠物小孩等，在活动中可能会导致物品的跌落泼洒等，现有技术清洁方案无法即使做出响应，导致脏污长时间存在最终难以清理、造成异味扩散或是损坏地面地毯等，而本申请则基于声音的监测等形式，实现了智能的区域扫描处理能力，当物品跌落时，可以第一时间做出响应进行清洁；这里的常规指令在于控制机器人进行日常的常规清扫工作，例如定时巡视对室内的覆盖性清洁，具体的使用中，机器人是始终处于监听状态的，因此当获取到声音信号时，会分辨为正常语音还是其它的突发性声音，如果为正常语音，则与传统的执行方式相同，检测到唤醒词汇后进行语音识别执行需求的清洁任务，若为突发性声音则根据声音的发出方向进行扫描确认以进行异物是否存在的判断和清洁。
作为本发明另一个优选的实施例，所述待机唤醒模块100包括定位辅助单元；
所述定位辅助单元，用于当监测到所述声音信号时，通过传感设备对所述声音信号的监测方向进行检测，获取与所述声音信号相对应的传感信息，所述传感信息用于辅助所述方位数据的生成，所述传感信息表征生物源以及热源的存在。
本实施例中，对待机唤醒模块100进行了进一步的说明，因为在实际使用中，鉴于声音的强度等其它因素，可能会导致监测时无法准确的获取声音的传递方向，无法进行准确的方位数据确定，因此通过热感应等方式进行辅助的定位，在大多数情况下，物件跌落泼洒产生脏污的情况是有人或是生物参与的，因此可以通过这样的方式辅助进行位置方位的确定。
如图2所示，作为本发明另一个优选的实施例，所述定位扫描模块500包括环境模拟单元510，所述环境模拟单元510具体包括：
环境记忆子单元511，用于当机器人响应所述常规指令或所述临时指令并执行控制机器人后，更新区域环境信息，所述区域环境信息用于表征所述机器人清洁区域的物件分布情况。
环境比对子单元512，用于当对所述扇形扫描区域进行扫描覆盖或响应所述常规指令时，将扫描信息与区域环境信息进行比对，获取清理对象信息。
信息反馈子单元513，用于获取清理对象的图像数据，通过局域网输出所述图像数据。
本实施例中，引入了环境模拟单元510，并根据功能性作用对其进行了进一步的说明，其主要作用在于，清洁机器人在每次的工作中均会对环境进行扫描（主要指清洁面）并记录，这样就可以获得清洁区域内的清洁面分布环境，因此，当在下一次的扫描中发现区别与之前的区域时，则表示这里的区别可能是异物，进行判断，这样可以有效的辅助对于清理对象的扫描获取，提升效率，将区别图像通过局域网发送给控制端，也可以通过人工判断辅助对异物的判定，确认是否需要进行清洁处理。
作为本发明另一个优选的实施例，所述文本信息包括执行对象以及指令内容，所述指令内容与预设的指令执行库相对应，所述指令内容包括所述常规指令与所述临时指令，所述常规指令包括指令内容与指令执行区域。
进一步的，如图3所示，所述语音识别模块300具体包括：
分割单元301，用于通过预设的间断时间阈值对所述声音信号进行分割识别，生成多个分割标记。
转化单元302，用于对所述声音信号进行识别转化，获取文本信息，所述文本信息包括多个分割标记。
识别单元303，用于通过预设的对象识别库以及指令识别库对所述文本信息进行识别，获取指令关键词，并建立行为引导指令。
本实施例中，对文本信息进行了详细的内容说明，因清洁机器人并不需要完全理解语音的内容，只需要通过语音获取所需要执行的清洁工作既可，因此只需要对相关的关键词汇进行识别便可，在对语音进行关键词汇的获取时，首先通过间断时间阈值进行语句的划分，避免将两句话的语音内容进行混合识别，导致清洁指令的判断失误，例如两句话对应两台清洁设备以执行不同的清洁工作。
如图4所示，本发明还提供了一种基于长语音识别的人机交互方法，其包括步骤：
S200，通过声音传感器实时监测并获取声音信号，并对所述声音信号的类型进行辨别，若所述辨别类型为语音，则引导执行语音识别程序，若为非语音内容，则引导执行定位扫描程序，所述声音信号包括数个声音数据以及与所述声音数据相对应的方位数据，所述方位数据用于表征所述声音数据的获取方位。
S400，执行语音识别程序，所述语音识别程序包括步骤：对所述声音信号进行识别以获取文本信息，并根据所述文本信息识别获取指令关键词，根据所述指令关键词建立行为引导指令，所述行为引导指令包括常规指令以及临时指令，所述临时指令用于引导执行定位扫描程序。
S600，执行定位扫描程序，所述定位扫描程序包括步骤：获取所述声音信号中的所述方位数据，根据所述方位数据生成扇形扫描区，并对所述扇形扫描区进行覆盖扫描，获取清理对象信息，所述清理对象信息用于表征异物的类型、大小以及分布。
S800，根据预设的清理执行方案对所述清理对象信息进行分析，生成清洁方案并输出，所述清洁方案用于控制机器人运转。
作为本发明另一个优选的实施例，包括步骤：
当监测到所述声音信号时，通过传感设备对所述声音信号的监测方向进行检测，获取与所述声音信号相对应的传感信息，所述传感信息用于辅助所述方位数据的生成，所述传感信息表征生物源以及热源的存在。
作为本发明另一个优选的实施例，所述并对所述扇形扫描区进行覆盖扫描，获取清理对象信息的步骤具体包括：
当机器人响应所述常规指令或所述临时指令并执行控制机器人后，更新区域环境信息，所述区域环境信息用于表征所述机器人清洁区域的物件分布情况。
当对所述扇形扫描区域进行扫描覆盖或响应所述常规指令时，将扫描信息与区域环境信息进行比对，获取清理对象信息。
获取清理对象的图像数据，通过局域网输出所述图像数据。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。
本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种基于长语音识别的人机交互***，其特征在于，包含：
待机唤醒模块，用于通过声音传感器实时监测并获取声音信号，并对所述声音信号的类型进行辨别，若所述辨别类型为语音，则引导执行语音识别程序，若为非语音内容，则引导执行定位扫描程序，所述声音信号包括数个声音数据以及与所述声音数据相对应的方位数据，所述方位数据用于表征所述声音数据的获取方位；
语音识别模块，用于执行语音识别程序，所述语音识别程序包括步骤：对所述声音信号进行识别以获取文本信息，并根据所述文本信息识别获取指令关键词，根据所述指令关键词建立行为引导指令，所述行为引导指令包括常规指令以及临时指令，所述临时指令用于引导执行定位扫描程序；
定位扫描模块，用于执行定位扫描程序，所述定位扫描程序包括步骤：获取所述声音信号中的所述方位数据，根据所述方位数据生成扇形扫描区，并对所述扇形扫描区进行覆盖扫描，获取清理对象信息，所述清理对象信息用于表征异物的类型、大小以及分布；
执行清洁模块，用于根据预设的清理执行方案对所述清理对象信息进行分析，生成清洁方案并输出，所述清洁方案用于控制机器人运转。
2.根据权利要求1所述的一种基于长语音识别的人机交互***，其特征在于，所述待机唤醒模块包括定位辅助单元；
所述定位辅助单元，用于当监测到所述声音信号时，通过传感设备对所述声音信号的监测方向进行检测，获取与所述声音信号相对应的传感信息，所述传感信息用于辅助所述方位数据的生成，所述传感信息表征生物源以及热源的存在。
3.根据权利要求2所述的一种基于长语音识别的人机交互***，其特征在于，所述定位扫描模块包括环境模拟单元，所述环境模拟单元具体包括：
环境记忆子单元，用于当机器人响应所述常规指令或所述临时指令并执行控制机器人后，更新区域环境信息，所述区域环境信息用于表征所述机器人清洁区域的物件分布情况；
环境比对子单元，用于当对所述扇形扫描区域进行扫描覆盖或响应所述常规指令时，将扫描信息与区域环境信息进行比对，获取清理对象信息；
信息反馈子单元，用于获取清理对象的图像数据，通过局域网输出所述图像数据。
4.根据权利要求1所述的一种基于长语音识别的人机交互***，其特征在于，所述文本信息包括执行对象以及指令内容，所述指令内容与预设的指令执行库相对应，所述指令内容包括所述常规指令与所述临时指令，所述常规指令包括指令内容与指令执行区域。
5.根据权利要求4所述的一种基于长语音识别的人机交互***，其特征在于，所述语音识别模块具体包括：
分割单元，用于通过预设的间断时间阈值对所述声音信号进行分割识别，生成多个分割标记；
转化单元，用于对所述声音信号进行识别转化，获取文本信息，所述文本信息包括多个分割标记；
识别单元，用于通过预设的对象识别库以及指令识别库对所述文本信息进行识别，获取指令关键词，并建立行为引导指令。
6.一种基于长语音识别的人机交互方法，其特征在于，包括步骤：
通过声音传感器实时监测并获取声音信号，并对所述声音信号的类型进行辨别，若所述辨别类型为语音，则引导执行语音识别程序，若为非语音内容，则引导执行定位扫描程序，所述声音信号包括数个声音数据以及与所述声音数据相对应的方位数据，所述方位数据用于表征所述声音数据的获取方位；
执行语音识别程序，所述语音识别程序包括步骤：对所述声音信号进行识别以获取文本信息，并根据所述文本信息识别获取指令关键词，根据所述指令关键词建立行为引导指令，所述行为引导指令包括常规指令以及临时指令，所述临时指令用于引导执行定位扫描程序；
执行定位扫描程序，所述定位扫描程序包括步骤：获取所述声音信号中的所述方位数据，根据所述方位数据生成扇形扫描区，并对所述扇形扫描区进行覆盖扫描，获取清理对象信息，所述清理对象信息用于表征异物的类型、大小以及分布；
根据预设的清理执行方案对所述清理对象信息进行分析，生成清洁方案并输出，所述清洁方案用于控制机器人运转。
7.根据权利要求6所述的一种基于长语音识别的人机交互方法，其特征在于，包括步骤：
当监测到所述声音信号时，通过传感设备对所述声音信号的监测方向进行检测，获取与所述声音信号相对应的传感信息，所述传感信息用于辅助所述方位数据的生成，所述传感信息表征生物源以及热源的存在。
8.根据权利要求7所述的一种基于长语音识别的人机交互方法，其特征在于，所述并对所述扇形扫描区进行覆盖扫描，获取清理对象信息的步骤具体包括：
当机器人响应所述常规指令或所述临时指令并执行控制机器人后，更新区域环境信息，所述区域环境信息用于表征所述机器人清洁区域的物件分布情况；
当对所述扇形扫描区域进行扫描覆盖或响应所述常规指令时，将扫描信息与区域环境信息进行比对，获取清理对象信息；
获取清理对象的图像数据，通过局域网输出所述图像数据。
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