CN211297082U - 一种具有自然语言交互功能的智能路灯及其控制*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有自然语言交互功能的智能路灯及其控制***，所述智能路灯包括：声音采集模块、声音识别模块、控制模块和灯具，其中：所述声音采集模块，与所述声音识别模块连接，用于采集预设区域内用户的第一声音信号，并将所述第一声音信号发送至所述声音识别模块；所述声音识别模块，与所述控制模块连接，用于识别所述第一声音信号；基于识别结果，确定与所述第一声音信号相匹配的第一控制指令，并发送至所述控制模块；所述控制模块，与所述灯具连接，用于基于所述第一控制指令，控制所述灯具的亮灯方式。因此，可通过识别用户的声音信号，并基于与声音信号匹配的控制指令，控制灯具的亮灯方式，从而增强用户与智能路灯的语言互动性。

Description

一种具有自然语言交互功能的智能路灯及其控制***

技术领域

本实用新型涉及人工智能领域，尤其涉及一种具有自然语言交互功能的智能路灯及其控制***。

背景技术

路灯可以是给道路提供照明功能的灯具。泛指交通照明中路面照明范围内的灯具。路灯被广泛运用于各种需要照明的地方。

现有的路灯通常只具备照明功能，功能过于单一，且一般受统一控制。

因此，亟需一种能够增强与用户的互动性的智能路灯。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种具有自然语言交互功能的智能路灯，以解决现有路灯与用户的互动性差的问题。

本实用新型实施例采用下述技术方案：

本实用新型的具有自然语言交互功能的智能路灯包括：声音采集模块、声音识别模块、控制模块和灯具，其中：

所述声音采集模块，与所述声音识别模块连接，用于采集预设区域内用户的第一声音信号，并将所述第一声音信号发送至所述声音识别模块；

所述声音识别模块，分别与所述声音采集模块和所述控制模块连接，用于识别所述第一声音信号；基于识别结果，确定与所述第一声音信号相匹配的第一控制指令，并发送至所述控制模块；

所述控制模块，与所述灯具连接，用于基于所述第一控制指令，控制所述灯具的亮灯方式。

可选的，所述声音识别模块包括：声音信号分类器和存储器，其中：

所述存储器，用于存储预录入的标准声音信号和对应的控制指令；

所述声音信号分类器，与所述存储器连接，用于从所述存储器中，对比出与所述第一声音信号相匹配的目标标准声音信号，并确定所述目标标准声音信号对应的目标控制指令，作为所述第一控制指令。

可选的，所述声音识别模块包括：语义分析器和存储器，其中：

所述存储器，用于存储预录入的关键字和对应的控制指令；

所述语义分析器，与所述存储器连接，用于对所述第一声音信号进行语义分析，以识别所述第一声音信号对应的目标关键字，并从所述存储器中查找出与所述目标关键字对应的目标控制指令，作为所述第一控制指令。

可选的，所述智能路灯还包括：

显示屏，设置于智能路灯本体，用于播放第二控制指令对应的视频数据，所述第二控制指令通过识别用户的第二声音信号获得。

可选的，所述智能路灯还包括：

音响，设置于智能路灯本体，用于播放第三控制指令对应的音频数据，所述第三控制指令通过识别用户的第三声音信号获得。

可选的，所述智能路灯还包括：

充电桩，设置于智能路灯本体，用于为用户设备充电。

可选的，所述智能路灯还包括：通信模块和监测模块，其中：

监测模块，分别与所述通信模块、所述声音采集模块、所述声音识别模块、所述控制模块以及所述灯具连接，用于监测所述声音采集模块、所述声音识别模块、所述控制模块和所述灯具的运行状态，并在监测到所述运行状态出现异常时，通过所述通信模块向服务器发送异常提醒。

可选的，所述亮灯方式包括灯光颜色、灯光亮度和灯光闪烁状态中的至少一种。

可选的，所述声音采集模块包括：麦克风，所述麦克风用于采集所述第一声音信号。

本实用新型的具有自然语言交互功能的智能路灯的控制***包括：如上述所述的智能路灯、与所述智能路灯通信连接的服务器，所述服务器用于根据接收到的用户的声音信号向所述智能路灯发送与所述用户的声音信号相匹配的控制指令。

本实用新型实施例采用上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

通过对用户的声音信息进行识别，以确定与所述声音信号相匹配的控制指令，并基于所述控制指令，控制灯具的亮灯方式，从而增强用户与智能路灯的语言互动性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型的一个实施例提供的一种智能路灯的模块组成示意图之一；

图2a是本实用新型的一个实施例提供的一种智能路灯的模块组成示意图之二；

图2b是本实用新型的一个实施例提供的一种智能路灯的模块组成示意图之三；

图3是本实用新型的一个实施例提供的一种智能路灯的模块组成示意图之四；

图4是本实用新型的一个实施例提供的一种智能路灯的模块组成示意图之五；

图5是本实用新型的一个实施例提供的一种智能路灯的模块组成示意图之六；

图6是本实用新型的一个实施例提供的一种智能路灯的模块组成示意图之七；

图7是本实用新型的一个实施例提供的一种智能路灯的结构示意图；

图8是本实用新型的一个实施例提供的一种智能路灯的控制***的模块组成示意图。

其中，附图1-8中包括下述附图标记：

智能路灯本体100；声音采集模块102；声音识别模块104；存储器1041；声音信号分类器1042；存储器1043；语义分析器1044；控制模块106；灯具108；显示屏110；音响112；充电桩114；监测模块116；通信模块118；用户120；服务器122。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，为本实用新型的一个实施例提供的一种具有自然语言交互功能的智能路灯100，智能路灯100包括声音采集模块102、声音识别模块104、控制模块106和灯具108，其中：

所述声音采集模块102，与所述声音识别模块104连接，用于采集预设区域内用户120的第一声音信号，并将所述第一声音信号发送至所述声音识别模块104；

所述声音识别模块104，分别与所述声音采集模块102和所述控制模块106连接，用于识别所述第一声音信号；基于识别结果，确定与所述第一声音信号相匹配的第一控制指令，并发送至所述控制模块106；

所述控制模块106，与所述灯具108连接，用于基于所述第一控制指令，控制所述灯具108的亮灯方式。

其中，预设区域可以是指预先设定的能有效采集到用户120的声音信号的区域；声音信号又称音频信号，是指带有语音、音乐和音效的有规律的声波的频率、幅度变化信息载体；用户120的声音信号可以是用户120自身发出的声音信号(例如：“把灯调亮一些”、“变成蓝色的灯”以及“灯快速闪烁”等)，也可以是用户120携带的设备发出的声音信号。

控制指令是指控制被控设备(例如可以是智能路灯100)进行目标操作的指示和命令，控制指令一般包括操作码和地址码，操作码决定要完成的目标操作，地址码是指参加运算的数据及其所在的单元地址，地址码是产品出厂时已经设定的号码，用以区别不同的设备(例如第一控制指令中包含的地址码可以是灯具108的地址码，则控制模块106可基于第一控制指令控制所述灯具108执行目标操作)；优选的，参见图7，所述声音采集模块102可设置于智能路灯本体100的表面，声音识别模块104和控制模块106可设置于智能路灯本体100的内部。

智能路灯的灯具108是指智能路灯上能透光、分配和改变光源光分布的器具，优选地，参见图7，灯具108可设置在智能路灯本体100的上端；按照智能路灯光源的不同，灯具108可以是钠灯路灯、LED(Light Emitting Diode，发光二极管)路灯、节能路灯或新型索明氙气路灯；按照供电方式的不同，灯具108可以是市电路灯、太阳能路灯或风光互补路灯；所述亮灯方式包括灯光颜色、灯光亮度和灯光闪烁状态中的至少一种；灯光颜色可以是黄色、白色和蓝色等；灯光亮度可以按照从亮到暗的顺序分为一级亮度、二级亮度、三级亮度、四级亮度和五级亮度等；灯光的闪烁状态可以包括常亮、高频闪烁、中频闪烁和低频闪烁等。

基于此，用户不仅可以通过发出的声音信号来控制灯具108的灯光颜色，还可以控制灯具108的灯光亮度和灯光闪烁状态，从而能够使用户更灵活地控制灯具108，使灯具108展现出更多样化地变换，进而增强灯具108的灯光的多变性和美观性，以及灯具108与用户的互动性。

进一步地，所述声音采集模块102包括：麦克风，所述麦克风用于采集所述第一声音信号。

其中，麦克风又称传声器、话筒等，是将用户120的声音信号转换为电信号的能量转换器件，按照声电转换原理的不同，麦克风可以是电动式(动圈式、铝带式)麦克风、电容式(直流极化式)麦克风、电磁式麦克风或半导体式麦克风等；按照电信号的传输方式的不同，麦克风可以是有线麦克风或无线麦克风，无线麦克风分为三个频段：FM段、VHF段和UHF段，不同频段对应的信号接收性能不同，优选的，可用音质较好的UHF段的无线麦克风采集第一声音信号。

基于此，能够通过麦克风更清晰地采集到用户的声音信号，以便后续更好地对声音信号进行识别。

进一步地，参见图2a，所述声音识别模块104包括：声音信号分类器1042和存储器1041，其中：

所述存储器1041，用于存储预录入的标准声音信号和对应的控制指令；

所述声音信号分类器1042，与所述存储器1041连接，用于从所述存储器1041中，对比出与所述第一声音信号相匹配的目标标准声音信号，并确定所述目标标准声音信号对应的目标控制指令，作为所述第一控制指令。

其中，假设第一声音信号为“请把灯调成紫色”，若存储库1041中存在与该第一声音信号匹配的目标标准声音信号“把灯调成紫色”，则声音信号分类器1042将“把灯调成紫色”对应的目标控制指令作为第一控制指令。

基于此，若存储库1041中存在与第一声音信号相匹配的目标标准声音信号，则可将目标标准声音信号对应的目标控制指令作为第一控制指令，从而能够更快速地确定出第一控制指令。

不难理解的是，假设第一声音信号为“请把灯调绿并且调暗一些”，若存储中1041不存在与该第一声音信号匹配的目标标准声音信号，则参见图2b，所述声音识别模块104包括：语义分析器1044和存储器1043，其中：

所述存储器1043，用于存储预录入的关键字和对应的控制指令；

所述语义分析器1044，与所述存储器1043连接，用于对所述第一声音信号进行语义分析，以识别所述第一声音信号对应的目标关键字，并从所述存储器1043中查找出与所述目标关键字对应的目标控制指令，作为所述第一控制指令。

其中，关键字可以是“绿色”、“黄”、“粉红颜色”、“并且”、“和”、“或者”、“一点点”、“一些”和“很多”等；语义分析器1044通过对第一声音信号“请把灯调绿并且调暗一些”进行语义分析，识别所述第一信号对应的目标关键字为“绿”、“并且”、“调暗”和“一些”，并从存储库1043中查找出与所述目标关键字对应的目标控制指令“将灯具的灯光颜色调整为绿色，并且将灯具的发光亮度从目前所在的一级亮度调整为三级亮度”。

基于此，若存储库1041中不存在与第一声音信号相匹配的目标标准声音信号，则可通过对第一声音信号进行语义分析，识别出第一声音信号对应的目标关键字，并将所述目标关键字对应的目标控制指令确定为第一控制指令，从而能够更灵活地确定出第一控制指令。

进一步地，参见图3，所述智能路灯100还包括：

显示屏110，设置于智能路灯本体100，用于播放第二控制指令对应的视频数据，所述第二控制指令通过识别用户120的第二声音信号获得。

其中，显示屏110是一种将一定的电子文件通过特定的传输设备显示到屏幕上再反射到人眼的显示工具，显示器110可以是阴极射线管显示器、等离子显示器或液晶显示器，所述电子文件中包括视频数据；视频数据是指连续的图像序列，其实质是由一组组连续的图像构成的；假设用户120的第二声音信号是“显示A地到B地的路线”，则显示屏110上可显示A地到B地的行走路线、地铁或公交路线等；假设用户120的第二声音信号是“播放C歌手的D歌曲MV”，则显示屏110可显示与所述第二控制指令对应的C歌手的D歌曲的多个版本的MV，以供用户120选择。

基于此，用户不仅可以通过发出第一声音信号来控制灯具的亮灯方式，还可通过发出第二声音信号来控制显示屏播放与第二声音信号对应的视频数据，从而能够增加用户和智能路灯互动的多样性。

优选地，参见图7，显示屏110设置于智能路灯本体100的表面，显示屏110在智能路灯本体100上的位置可调节(调高、调低、调左和调右)，用户120可根据自身需要，将显示屏110的高度可调整至自身的腰腹部的位置以便用户120点击显示屏110上的控件以进行视频数据的播放设置，还可以将显示屏110的高度调整至自身的颈部的位置，以便用户120更好地观看显示屏上所显示的视频数据。

进一步地，参见图4，所述智能路灯100还包括：

音响112，设置于智能路灯本体100，用于播放第三控制指令对应的音频数据，所述第三控制指令通过识别用户120的第三声音信号获得。

其中，音响112又称扬声器，是一种可以将电信号转换为声音信号的能量转换器件，音响112可以是动圈式(电动式)音响、电容式(静电式)音响、压电式(晶体或陶瓷)音响、电磁式(压簧式)音响、电离子式音响或气动式音响；音频数据是指数字化的声音数据；音响112可以在显示器110播放与第二控制指令对应的视频数据时，同步播放与第二控制指令对应的音频数据；假设第三声音信号是“播放今天下午五点至七点的天气情况”，则音响112可播放与所述第三控制指令对应的今天下午五点至七点的天气情况。

优选的，参见图7，音响112设置于智能路灯本体100的表面，音响112设置于显示屏110的下方，与显示屏110之间的距离小于预设距离。

基于此，用户不仅可以分别通过第一声音信号和第二声音信号控制智能路灯的灯具的亮灯方式和智能路灯显示屏播放的视频数据，还可以通过第三声音信号控制智能路灯的音响播放的音频数据，从而能够进一步增加用户和智能路灯互动的多样性。

进一步地，参见图5，所述智能路灯还包括：

充电桩114，设置于智能路灯本体100，用于为用户设备充电。

其中，参见图7，充电桩114可设置于智能路灯本体100表面的下端，充电桩114的输入端与交流电网直接连接，输出端装有充电插头；充电桩114一般提供常规充电和快速充电两种充电方式；用户120可以使用特定的充电卡在充电桩114提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩114的显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据；所述用户设备包括电动车辆和移动终端中的至少一种，所述电动车辆可以是电动汽车、电动摩托车和电动自行车等，所述移动终端可以是手机、笔记本电脑、平板电脑、移动电源和运动手环等。

基于此，用户可通过智能路灯提供的充电桩更便捷、更及时地对用户设备进行充电。

进一步地，参见图6，所述智能路灯100还包括：通信模块118和监测模块116，其中：

监测模块116，分别与所述通信模块118、所述声音采集模块102、所述声音识别模块104、所述控制模块106以及所述灯具108连接，用于监测所述声音采集模块102、所述声音识别模块104、所述控制模块106和所述灯具108的运行状态，并在监测到所述运行状态出现异常时，通过所述通信模块118向服务器122发送异常提醒。

其中，运行状态可以包括运行正常和运行异常，所述灯具108异常运行可以是灯具108不亮或者无法调节光线颜色等；服务器122在接收到异常提醒后，可根据异常类型的不同，选择是将对应的维修指令发送至对应的模块，还是向维修人员发送报警信息，以供维修人员进行维修处理。

基于此，通过设置监测模块和通信模块，能够更及时地监测出智能路灯100的异常，并将异常信息发送至服务器。

本实施例中，通过对用户的声音信号进行识别，以确定与所述声音信号相匹配的控制指令，并基于所述控制指令，控制灯具的亮灯方式，从而增强用户与智能路灯的语言互动性。

如图8所示，为本实用新型的一个实施例提供的一种具有自然语言交互功能的智能路灯的控制***，所述控制***包括：

上述实施例所述的任一种智能路灯100、与所述智能路灯通信连接的服务器122，所述服务器122用于根据接收到的用户120的声音信号向所述智能路灯100发送与所述用户120的声音信号相匹配的控制指令。

其中，服务器122与智能路灯100的连接方式可以是有线连接方式，也可以是无线连接方式；假设存储中1041不存在与该第一声音信号匹配的目标标准声音信号，且语义分析器1044无法识别所述第一声音信号对应的目标关键字，则声音识别模块104将第一声音信号发送至服务器122，由服务器122对第一声音信号进行更准确的语义分析，以得到与所述第一声音信号相匹配的第一控制指令，并将所述第一控制指令发送至声音识别模块104，以供所述声音识别模块104将所述第一控制指令发送至控制模块106，以控制所述灯具108的亮灯方式。

本实施例中，通过在声音识别模块无法识别用户的声音信号时，将所述声音信号发送至服务器，由服务器将所述声音信号精确解析为匹配的控制指令，并基于所述控制指令，控制灯具的亮灯方式，从而增强用户与智能路灯的语言互动性。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种具有自然语言交互功能的智能路灯，其特征在于，包括：声音采集模块、声音识别模块、控制模块和灯具，其中：

所述声音采集模块，与所述声音识别模块连接，用于采集预设区域内用户的第一声音信号，并将所述第一声音信号发送至所述声音识别模块；

所述声音识别模块，分别与所述声音采集模块和所述控制模块连接，用于识别所述第一声音信号；基于识别结果，确定与所述第一声音信号相匹配的第一控制指令，并发送至所述控制模块；

所述控制模块，与所述灯具连接，用于基于所述第一控制指令，控制所述灯具的亮灯方式。

2.根据权利要求1所述的智能路灯，其特征在于，所述声音识别模块包括：声音信号分类器和存储器，其中：

所述存储器，用于存储预录入的标准声音信号和对应的控制指令；

所述声音信号分类器，与所述存储器连接，用于从所述存储器中，对比出与所述第一声音信号相匹配的目标标准声音信号，并确定所述目标标准声音信号对应的目标控制指令，作为所述第一控制指令。

3.根据权利要求1所述的智能路灯，其特征在于，所述声音识别模块包括：语义分析器和存储器，其中：

所述存储器，用于存储预录入的关键字和对应的控制指令；

所述语义分析器，与所述存储器连接，用于对所述第一声音信号进行语义分析，以识别所述第一声音信号对应的目标关键字，并从所述存储器中查找出与所述目标关键字对应的目标控制指令，作为所述第一控制指令。

4.根据权利要求1所述的智能路灯，其特征在于，所述智能路灯还包括：

显示屏，与所述控制模块连接，设置于智能路灯本体，用于播放第二控制指令对应的视频数据，所述第二控制指令通过识别用户的第二声音信号获得。

5.根据权利要求1所述的智能路灯，其特征在于，所述智能路灯还包括：

音响，与所述控制模块连接，设置于智能路灯本体，用于播放第三控制指令对应的音频数据，所述第三控制指令通过识别用户的第三声音信号获得。

6.根据权利要求1所述的智能路灯，其特征在于，所述智能路灯还包括：

充电桩，与所述控制模块连接，设置于智能路灯本体，用于为用户设备充电。

7.根据权利要求1所述的智能路灯，其特征在于，所述智能路灯还包括：通信模块和监测模块，其中：

监测模块，分别与所述通信模块、所述声音采集模块、所述声音识别模块、所述控制模块以及所述灯具连接，用于监测所述声音采集模块、所述声音识别模块、所述控制模块和所述灯具的运行状态，并在监测到所述运行状态出现异常时，通过所述通信模块向服务器发送异常提醒。

8.根据权利要求1所述的智能路灯，所述亮灯方式包括灯光颜色、灯光亮度和灯光闪烁状态中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的智能路灯，所述声音采集模块包括：麦克风，所述麦克风用于采集所述第一声音信号。

10.一种具有自然语言交互功能的智能路灯的控制***，其特征在于，包括如权利要求1～9中任一项所述的智能路灯、与所述智能路灯通信连接的服务器，所述服务器用于根据接收到的用户的声音信号向所述智能路灯发送与所述用户的声音信号相匹配的控制指令。

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