WO2010083768A1 - 用于机器人的语音***及带有该语音***的机器人 - Google Patents

用于机器人的语音***及带有该语音***的机器人 Download PDF

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WO2010083768A1
WO2010083768A1 PCT/CN2010/070316 CN2010070316W WO2010083768A1 WO 2010083768 A1 WO2010083768 A1 WO 2010083768A1 CN 2010070316 W CN2010070316 W CN 2010070316W WO 2010083768 A1 WO2010083768 A1 WO 2010083768A1
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WO
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audio file
robot
audio
storage unit
voice
Prior art date
Application number
PCT/CN2010/070316
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
钱东奇
Original Assignee
泰怡凯电器(苏州)有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 泰怡凯电器(苏州)有限公司 filed Critical 泰怡凯电器(苏州)有限公司
Priority to US13/145,683 priority Critical patent/US20120046788A1/en
Publication of WO2010083768A1 publication Critical patent/WO2010083768A1/zh

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/0005—Manipulators having means for high-level communication with users, e.g. speech generator, face recognition means
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L13/00—Speech synthesis; Text to speech systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation

Definitions

  • the present invention relates to a robot system, and more particularly to a voice system for a robot and a robot with the voice system. Background technique
  • roomba produced by IROBOT of the United States, which has a built-in speaker.
  • roomba fails, it first makes a "beep” sound, then a beep.
  • the number of times the user passes the number of "beep”, combined with the "fault solution” column in the product manual, the current situation of the robot is known.
  • This scheme is compared with the previous scheme.
  • the user can distinguish by sound and counting methods, the current situation of the robot is known.
  • the user has not been provided with the convenience of use.
  • the publication number is CN1876337A, and the applicant's patent document of LG Electronics Co., Ltd. discloses an improved type of technical solution.
  • the user can record the voice to use as the status notification information of the mobile robot.
  • the operation of recording the voice is achieved by the following methods and steps: 1. When the user presses a specific button set on the cleaning robot to request voice recording; 2. When it is confirmed that voice input is required, the controller switches the operation mode of the cleaning robot to Recording mode; 3. When the user presses a specific button to start recording; 4.
  • the voice encoder encodes the voice of the user through the microphone, stores the encoded voice signal in the memory, and the specific address specified by the controller; When the recording mode is requested to be terminated, the controller deactivates the recording mode and switches the operation mode of the cleaning robot according to a command input by the user later.
  • LG adopts the above method to record the voice by the user when the robot has a certain operating state. This informs the information of the operating state of the mobile robot, and the information content is intuitive, so that a good interaction between the product and the user is formed.
  • the solution needs to add a notification voice input unit (such as a microphone and a voice encoder) inside the robot itself, and the recorded sound is limited to the user's voice, and the amount of voice information is relatively simple.
  • a notification voice input unit such as a microphone and a voice encoder
  • the whole process of recording completion requires the user to perform multiple judgments and key confirmation operations on the man-machine interface of the mobile robot, and the operation process is cumbersome.
  • the user needs to be close to the microphone. At this time, the user has to take the robot to pick up the robot or place it in a certain position to record near the microphone, and bring the user Come to varying degrees of negative fatigue.
  • the voice recorded by the user is only a voice prompt for notifying the state of the mobile robot.
  • the voice function does not function, thereby making the voice of the product
  • the function is relatively simple.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide a voice system for a robot and a robot with a voice system, which can provide different voice content according to different working states of the robot, and
  • the sound content of the speech content is extensive, and is not restricted by the robot's own equipment, so that the user can make, modify or replace the robot according to his preference during use, so that the use of the robot is more intimate and interesting.
  • the present invention provides a voice system for a robot, comprising an audio file storage unit and a voice control unit, wherein the audio file storage unit stores an audio file acquired from an audio file creation unit;
  • the audio file making unit is located outside the robot, and the data stored by the audio file storage unit can be created, modified or replaced according to the needs of the user, and the voice control unit is connected to the audio file storage unit for information transmission.
  • the voice control unit converts the audio data in the audio file corresponding to the state stored in the audio file storage unit into a corresponding analog signal broadcast according to the received robot state information.
  • the audio file storage unit is a storage unit independent of the outside of the robot, and is connected to the robot by a wired or wireless manner, and the storage unit may be from the audio file creation unit or from the storage.
  • the third party of the audio file produced by the audio file creation unit acquires the audio file.
  • the voice control unit includes a control subunit, an audio signal processor, and a speaker; the control subunit is connected to the audio signal processor and the audio file storage unit, respectively; The control subunit reads an audio file corresponding to the state from the audio file storage unit according to the received state information of the robot, and sends the audio file to the audio signal processor; The audio signal processor is configured to perform signal processing on the audio file, and output the processed analog signal corresponding to the state to the speaker for broadcast.
  • the voice control unit may also be implemented as another solution, that is, the voice control unit includes a control subunit, an audio signal processor, and a speaker; the audio signal processor respectively The control subunit is connected to the audio file storage unit; wherein the control subunit transmits, to the audio signal processor, information requesting to output audio data corresponding to the state according to the received state information of the robot; the audio signal processing After receiving the information, the device reads the audio file corresponding to the state from the audio file storage unit, performs signal processing on the audio file, and finally outputs the processed analog signal corresponding to the state to the speaker for broadcast.
  • the voice control unit includes a control subunit, an audio signal processor, and a speaker; the audio signal processor respectively The control subunit is connected to the audio file storage unit; wherein the control subunit transmits, to the audio signal processor, information requesting to output audio data corresponding to the state according to the received state information of the robot; the audio signal processing After receiving the information, the device reads the audio file corresponding to the state from the audio file storage unit, perform
  • the audio signal processor and speaker and the audio file storage unit form a removable storage playback device independent of the outside of the robot.
  • the control subunit is connected to the removable storage playback device in a wireless manner.
  • the audio file storage unit may include a wireless communication circuit, and the control subunit and the audio file storage unit are connected by wire or wirelessly.
  • the wireless mode is an infrared or Bluetooth mode
  • the wired mode is a control subunit or the audio signal processor passes through a USB interface, an IEEE1394 interface, an RS232 interface, an SPI interface, an IIC interface, or an RS485 interface.
  • the audio file storage unit is connected.
  • the audio file storage unit is an SD card, an XD card, a CF card, an XF, an MMC card or a USB flash drive.
  • the audio file storage unit may also be a memory placed inside the robot, and the audio file creation unit or the audio file created by the audio file creation unit is stored through a communication interface.
  • the third party downloads or records the audio file as described.
  • the audio file storage unit is a storage placed inside the robot, and the audio file creation unit or the audio file created by the audio file creation unit is stored through a communication interface.
  • the third party downloads or records the audio file as described.
  • the voice control unit includes a control subunit, an audio signal processor, and a speaker; the control subunit is respectively associated with the audio signal processor and The audio file storage unit is connected; wherein the control subunit reads an audio file corresponding to the state from the audio file storage unit according to the received state information of the robot, and sends the audio file to the An audio signal processor; the audio signal processor is configured to input the audio file The line signal processing outputs the processed analog signal corresponding to the state to the speaker for broadcast.
  • the voice control unit includes a control subunit, an audio signal processor, and a speaker; the audio signal processor and the control subunit and The audio file storage unit is connected; wherein the control subunit transmits, to the audio signal processor, information requesting to output audio data corresponding to the state according to the received state information of the robot; the audio signal processor receives the After the information, the audio file corresponding to the state is read from the audio file storage unit, the audio file is subjected to signal processing, and finally the processed analog signal corresponding to the state is output to the speaker for broadcast.
  • the third party is the Internet or a device that can store files, and the device is a computer, a mobile phone, or a personal digital assistant.
  • the audio file storage unit a plurality of audio files are stored corresponding to one state of the robot.
  • the audio file is in MP3, WAV, WMA, MP2, OGG, APE, AAC, MIDI or VQF format.
  • the robot is internally provided with a built-in memory that stores a standard audio file corresponding to the state of the robot, and the voice control unit stores the image according to the application condition according to the received robot state information.
  • the audio data in the audio file corresponding to the state in the audio file storage unit or the built-in memory is converted into a corresponding analog signal broadcast.
  • the application condition is a user instruction or a use priority.
  • the present invention also provides a voice-enabled robot, including a control system, a sensor system, a driving system, an actuator, and a human-machine interface, where the human-machine interface is used for human-computer interaction.
  • the control system is configured to control the drive system to drive the actuator to perform corresponding work
  • the sensor system is configured to detect an operating state of the robot, and further includes the voice system, the voice system is based on a sensor system
  • the detected working state of the robot plays an audio file corresponding to the state.
  • the voice control unit in the voice system is a component unit of the control system.
  • the robot may be a dust removing robot.
  • the sensor system includes a sensor for detecting a working environment, a sensor for detecting an operating state, and a signal processing circuit corresponding to the sensor; the actuator is a cleaning unit;
  • the drive system includes a work motor for driving the cleaning unit and a wheel for driving the robot to walk and a drive motor thereof; the control system is used to control the robot to complete the dust removal work, and cooperate with the voice system in different working states. Broadcasting different audio files; the human machine interface is an interface for the robot operation.
  • the sensor for detecting an operating state includes an infrared sensor and/or a piezoelectric sensor Device.
  • the audio file storage unit involved in the present invention may be various memory cards in the prior art, and the internal audio files may be directly stored from an audio file creation unit external to the robot or downloaded by a third party, and the audio file creation unit It can be a lot of commonly used equipment tools such as mobile phones and computers. It can record or download various sounds through common equipment. The sound sources are very wide and diverse.
  • the removable device is recorded or downloaded by connecting with a common device tool such as a mobile phone or a computer.
  • a common device tool such as a mobile phone or a computer.
  • the download voice function has been added. It is very convenient and simple to search, modify or change the file in the "all-inclusive" "sound information library" by simply selecting the phone button or operating the computer mouse.
  • the voice recorded or downloaded by the user can not only play the voice prompt for notifying the state of the mobile robot, but also when the other states are in good condition, such as when the mobile robot is in standby or charging, by recording or downloading the voice.
  • the file is stored in a file corresponding to the operating state file of the mobile machine, so that leisure or learning can be realized, so that the voice is powerful and the content is more diverse.
  • the system utilizes a device such as a voice encoder, a microphone, and the like that is carried by the household equipment tool, and realizes the data recorded or downloaded from the original device of the home by connecting the mobile device with the common equipment of the home device. It becomes a format suitable for storage. The user only needs to connect the mobile device to the interface provided on the self-mobile robot to realize the function of voice playback.
  • the system takes full advantage of the original equipment resources of the home and reduces the cost of the self-mobile robot system itself.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a robot with a voice system according to the present invention
  • FIG. 2 is a flow chart of an embodiment of a robot having a voice system for playing different audio files according to its state
  • FIG. 3 is a structural block diagram of a robot having a voice system embodiment 1 according to the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic structural diagram of a robot with a voice system embodiment according to the present invention
  • 5 is a structural block diagram of a robot having a voice system embodiment 2 according to the present invention
  • FIG. 6 is a structural block diagram of a robot having a voice system embodiment 3 according to the present invention
  • FIG. 7 is a structural block diagram of a robot having a fourth embodiment of a voice system according to the present invention.
  • FIG. 8 is a structural block diagram of a robot having a voice system embodiment 5 according to the present invention.
  • FIG. 9 is a structural block diagram of a robot having a voice system embodiment 6 according to the present invention.
  • FIG. 10 is a structural block diagram of a robot having a seventh embodiment of a voice system according to the present invention. detailed description
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a robot with a voice system according to the present invention.
  • the robot 1 of the present invention has a voice system 2, wherein the robot 1 includes a control system 500, a sensor system 600, a drive system 700, an actuator 800, and a human machine interface 900, and the human machine interface 900 is used for human-computer interaction.
  • the control system 500 is configured to control the driving system 700 to drive the actuator 800 to perform corresponding operations
  • the sensor system 600 is configured to detect an operating state of the robot.
  • the voice system includes an audio file storage unit 200 and a voice control unit 300, and the audio file storage unit 200 stores an audio file acquired from an audio file creating unit 100.
  • the audio file creating unit 100 is located outside the robot 1 and is separated from the robot 1.
  • the voice control unit 300 is connected to the audio file storage unit 200 in a wired or wireless manner for information transfer and data reading or exchange.
  • the voice control unit 300 receives the working state information of the robot detected by the sensor system 600, and the state information may be directly sent by the sensor system 600 to the voice control unit 300, or may be received by the control system 500 first.
  • the information transmitted by the sensor system 600 is processed and then transmitted by the control system 500 to the voice control unit 300.
  • the voice control unit 300 converts the audio data stored in the audio file corresponding to the state in the audio file storage unit 200 into the corresponding analog signal broadcast based on the received robot state information.
  • the robot 1 may be a robot having various functions such as a cleaning robot.
  • the audio file storage unit 200 stores an audio file that informs the robot 1 of the operational state.
  • the operation state may be a state in which the operation is started, a state in which the operation cannot be performed, a state in which the work is completed, a state in which the cleaning brush is stuck, and the like.
  • the audio file storage unit 200 stores one or more audio files corresponding thereto.
  • the audio file storage unit 200 can store audio information when the cleaning robot is in a certain working state, in addition to the audio data that informs the cleaning robot of the operating state change, such as the cleaning robot is in the standby state, or is in the process of being The state of charge or other conditions in which the working condition is good.
  • the audio file storage unit 200 when the cleaning robot is in a certain stable good state Contents including music for music entertainment or cross talk or drama may be stored in corresponding files corresponding to the operational state of the class, or may include content such as foreign language news or essays for learning.
  • the audio file stored in the audio file storage unit 200 can be created and replaced by the user according to the user's request and preferences. , modify. Therefore, whether the audio file that informs the cleaning robot of the operating state change or the audio file that stores the cleaning robot in a certain good state is stored, the user can pass the audio file storage unit 200 to the audio file creating unit 100, such as a mobile phone. Computers and other common equipment tools are connected. Using the vocal encoders and microphones that are commonly used in such home devices, audio files can be obtained by recording or downloading, and the audio data can be modified or changed as needed. According to the user's preference, the audio data can be voice or tune. Example: When the cleaning robot is cleaned, the audio content "work completed, rest required" recorded or downloaded by the user can be stored in the folder corresponding to the "work completion status" of the cleaning robot in the audio file storage unit 200.
  • the voice control unit 300 determines whether there is information on the start of operation (S80). If the user inputs a command to start the operation, the voice control unit 300 receives the information, and the voice control unit 300 checks the audio information stored in the audio file storage unit 200, and reads The audio file stored in the corresponding "operation start” file is processed, and the audio information "cleaning robot starts working” is output through the speaker (S90), and then the cleaning robot performs the cleaning operation (S100). During the cleaning operation, the sensor system 600 checks the working state of the cleaning robot to determine whether it is possible to move (S110).
  • the sensor system 600 transmits the information to the voice control unit 300, and the voice control unit 300 checks the audio information stored in the removable memory, and reads the corresponding state corresponding to the detected state.
  • the audio file is outputted through a speaker such as "I have encountered obstacles, cannot move" (S120). Voices recorded or downloaded by the user can quickly inform the user of the status of the cleaning robot, so that they can respond quickly and take the necessary measures.
  • the voice control unit 300 repeatedly checks the state of the cleaning robot and reads and outputs the corresponding audio information through the speaker (S130) until the user inputs the operation command to terminate the cleaning robot to output the corresponding audio information (S140).
  • the voice control unit 300 may be from the audio file storage unit 200 when the mobile robot is in a charging state or a standby state or the like without informing the robot operating state.
  • the audio file corresponding to "no need to inform the cleaning robot operating state change" is read and outputted, and the audio data in the audio file may be casual songs or English and the like, and the related content has been previously described, and details are not described herein again.
  • the audio file operates, such as converting an audio file of a certain state into an audio file of another state or deleting an audio file that is not like.
  • the audio file storage unit 200 a plurality of audio files are stored corresponding to one state of the robot.
  • the audio file can be in various formats such as MP3, WAV, WMA, MP2, OGG, APE, AAC, MIDI or VQF.
  • FIG. 3 it is a structural block diagram of a robot with a voice system embodiment according to the present invention.
  • the voice system includes a control subunit 301, an audio signal processor 302, and a speaker 303; the control subunit 301 is connected to the audio signal processor 302 and the audio file storage unit 200, respectively; The subunit 301 reads an audio file corresponding to the state from the audio file storage unit 200 according to the received state information of the robot, and transmits the audio file to the audio signal processor 302; the audio The signal processor 302 is configured to perform signal processing on the audio file, and output the processed analog signal corresponding to the state to the speaker 303 for broadcast.
  • the system included in the robot is the same as that shown in FIG. It is concise and will not be specifically shown in the figure and the following figures.
  • the voice control unit 300 is located inside the robot, and the audio file storage unit 200 is located outside the robot.
  • the control subunit 301 and the audio file storage unit 200 may be connected by wire or wirelessly, so that The control sub-unit 301 reads an audio file from the audio file storage unit 200.
  • a data interface can be set at a corresponding position of the robot, such as a USB interface, an IEEE1394 interface, and an RS232.
  • the interface, the SPI interface, the IIC interface or the RS485 interface causes the control subunit 301 to perform data transmission with the audio file storage unit 200 through the above interface.
  • the structure of a specific embodiment is shown in FIG.
  • FIG. 5 is a structural block diagram of a robot having a second embodiment of a voice system.
  • the control subunit 301' sends a request output corresponding to the audio signal processor 302' according to the received state information of the robot.
  • Information of the audio data in the state after receiving the information, the audio signal processor 302' reads the audio file corresponding to the state from the audio file storage unit 200, performs signal processing on the audio file, and finally processes the audio file.
  • the subsequent analog signal corresponding to this state is output to the speaker 303' for broadcast.
  • the audio signal processor 302' and the speaker 303' in FIG. 5 and the audio file storage unit 200 may be configured as a removable storage playback device independent of the outside of the robot, as shown in FIG. 6, FIG. 6 has a language.
  • the audio signal processor 302' and the speaker 303' and the audio file storage unit 200 constitute a removable storage playback device 3 independent of the outside of the robot, and specifically can be made into a player similar to an MP3 or MP4 product.
  • the robot is connected to the player device 3 through the data interface thereon, and the control sub-unit 301' transmits a message for playing an audio file corresponding to a certain state to the player device 3. After the player device 3 receives the message,
  • the audio file on the audio file storage unit 200 is read by the audio signal processor 302' located in the player device 3, and the audio signal is output through the speaker 303' thereon.
  • the audio file storage unit 200 can also be transmitted in addition to the above-described wired transmission in various interfaces.
  • the wireless way and the robot carry out data transmission. If the data transmission is performed wirelessly, a wireless communication circuit needs to be established in the audio file storage unit 200. It goes without saying that there should be a corresponding wireless communication circuit on the voice control unit or the robot, thereby forming a complete wireless. Transmission channel.
  • wirelessly transmit the simplest such as infrared, Bluetooth and so on.
  • the player device 3 is employed, it is better to use the wireless transmission effect when the player device 3 and the control subunit 301' in the robot transmit a message.
  • the audio file storage unit can also be disposed inside the robot, and the audio file is downloaded or recorded from a computer, a mobile phone, or the like outside the robot through a communication interface, and the structure diagram thereof is shown in FIGS.
  • FIG. 7 is a structural block diagram of a robot having a fourth embodiment of a voice system.
  • the voice system 300a includes a control subunit 301a, an audio signal processor 302a, and a speaker 303a; the control subunit 301a is connected to the audio signal processor 302a and the audio file storage unit 200', respectively; the control subunit 301a is based on Receiving status information of the robot, reading an audio file corresponding to the state from the audio file storage unit 200', and transmitting the audio file to the audio signal processor 302a; the audio signal processor The 302a is configured to perform signal processing on the audio file, and output the processed analog signal corresponding to the state to the speaker 303a for broadcast.
  • FIG. 8 is a structural block diagram of a robot having a voice system embodiment 5.
  • the voice control unit 300a' includes a control subunit 301a', an audio signal processor 302a', and a speaker 303a'; the audio signal processor 302a' is connected to the control subunit 301a' and the audio file storage unit 200', respectively;
  • the control subunit 301a' transmits, to the audio signal processor 302a', information requesting to output audio data corresponding to the state according to the received state information of the robot; the audio signal processor 302a' receives the information. Thereafter, the audio file corresponding to the state is read from the audio file storage unit 200', the audio file is subjected to signal processing, and finally the processed analog signal corresponding to the state is output to the speaker 303a' for broadcast.
  • the audio file in the external device is downloaded to the audio file storage unit 200' located inside the robot by means of file downloading, or by An external audio file creating unit such as a computer or a mobile phone PDA is directly recorded into the audio file storage unit 200' through a data line.
  • the audio file storage unit 200' can be embodied as a variety of rewritable memories.
  • a built-in memory 400 may be disposed inside the robot.
  • the memory 400 stores standard audio corresponding to the state of the robot.
  • a file the standard audio file is written by a manufacturer of the robot, and the voice control unit 300, 300', 300a or 300a' is stored in the audio file storage unit 200 or according to the application condition according to the received robot state information.
  • the audio data in the audio file corresponding to the state in the 200' or built-in memory 400 is converted into a corresponding analog signal broadcast.
  • the application conditions described herein can be determined according to actual conditions, such as instructions input by the user through the human machine interface, or usage priorities set by the user or the manufacturer, such as when an external audio file storage unit is connected.
  • the audio file in the external audio file storage unit is preferentially used, and the audio file in the built-in memory 400 is used when no external audio file storage unit is connected. Or, it may be up to the user to choose which storage unit to use.
  • the machine 1 of the present invention can be an automatic sweeper or an automatic mopping machine, or a dust removing robot.
  • the sensor system 600 includes a sensor for detecting a working environment, a sensor for detecting an operating state and a signal processing circuit corresponding to the sensor;
  • the actuator 800 is a cleaning unit;
  • the drive system 700 includes a working motor for driving the cleaning unit and a wheel for driving the robot to walk
  • the control system 500 is configured to control the robot to complete the dust removal work, and play different audio files in different working states according to the voice system 2;
  • the human machine interface 900 is the robot operation interface.
  • the sensor for detecting an operational state includes an infrared sensor and/or a piezoelectric sensor.
  • the above structure for the dust removing robot may be prior art, as in the publication number KR20040087185,
  • WO07065033A2 is disclosed in the patent documents of WO0038026AK WO0036969A1 and is not repeated in this application.
  • the audio file stored in the storage unit of the present invention can be operated by a user, such as being modified, deleted, replaced, etc. by the user, and the storage unit can be implemented as various removable memory cards. This greatly facilitates the user to record or download various audio files through many common equipment tools such as mobile phones and computers, and the sound sources are very wide and diverse.
  • the present invention can set a plurality of states, and can not broadcast different sounds not only when the state is changed, but also when the certain state is stable. For example, you can make a tone when you start work and work, and you can make sounds while you are working, such as some light music, news, study materials, and so on.
  • the robot in the present invention can be implemented as a robot of various types and various functions. Small household robots such as washing machines, rice cookers, vacuum cleaners, etc., can also be some industrial robots. With the speech system of the present invention, the affinity of the communication between the robot and the person is improved without increasing the excessive cost, thereby increasing the added value of these robots.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Toys (AREA)

Abstract

。

Description

用于机器人的语音***及带有该语音***的机器人 技术领域
本发明涉及一种机器人***， 尤其涉及一种用于机器人的语音***及带有该语音 ***的机器人。 背景技术
目前市场上传统的机器人， 如自移动清洁机器人， 在操作、 使用的过程中， 遇到 诸如机器人电量不足、 被线缠绕无法脱身、 充电完毕等情况时， 一般是通过机器人内 部的蜂鸣器等类似声音警报器的装置发出的警报提示音来提示用户， 或者是通过一显 示器， 如本身自带的人机交互界面显示具有特定含义的代码， 如 "ERR01 "、 " " 等。 当以警报提示音来提示用户时， 由于提示音单调， 用户并不能及时而直接地了解到自 移动机器人所处的实际情况， 当以显示的方式提示用户时， 用户需要通过使用手册才 能了解当前显示代码的含义， 知道机器人当前所处的实际情况， 同样不能直接而及时 地了解到自移动机器人所处的实际情况， 这在很大程度上给用户在使用过程中带来了 一定的困扰。
近年市场上出现了由美国 IROBOT公司生产的一种名为 roomba的自移动机器人， 该机器人内设扬声器。 当 roomba发生故障时， 它首先会发出 "呃哦 "的声音， 然后是 嘟嘟声。 用户通过数 "嘟嘟声" 的次数， 再结合产品使用说明书中的 "故障解决办法" 一栏进行对照， 得知机器人当前的情况。 此方案与前一方案进行比较， 用户虽然能够 通过声音和计数方法进行辨别， 知晓机器人的当前情况。 但是， 仍未给用户提供使用 上的便利。
公开号为 CN1876337A, 申请人为 LG 电子株式会社的专利文献中公开了一种改 进型的技术方案。 用户可以通过录制语音以此用作移动机器人的状态告知信息。 此录 制语音的工作是通过如下方式和步骤实现的： 1、 当用户按压清洁机器人上设置的特定 按钮以便请求语音录制； 2、 当确认需要语音输入时， 控制器将清洁机器人的操作模式 切换到录制模式； 3、 当用户按压特定按钮， 以便开始录音； 4、 语音编码器编码通过 麦克风输入用户的语音， 将所编码的语音信号存储在存储器中， 由控制器指定的特定 地址； 5、 用户请求终止录制模时， 控制器停用录制模式以及根据由用户后来输入的命 令， 切换清洁机器人的操作模式。
LG公司采用上述方式， 当机器人出现某一操作状态时， 通过用户自行录制语音以 此告知自移动机器人操作状态的信息， 信息内容直观， 使产品和用户之间形成良好互 动。
然而， 该方案需在机器人本身内部添置告知语音输入单元 （如麦克风和语音编码 器）， 录制的声音仅限于用户的声音， 声音信息量较为单一。 同时， 录音完成的整个过 程需要用户在自移动机器人的人机界面上进行多次判断、 按键确认等操作， 操作过程 较为繁琐。 另外， 为使所录音的声音清晰、 响亮， 效果较好， 用户需要贴近麦克风， 此时用户不得不采用抱起机器人或是将它放置于某一位置等手段靠近麦克风进行录 制， 给用户也带来了不同程度的负累。 再者， 用户自行录制的语音仅是用于告知自移 动机器人状态的语音提示， 在机器人处于待机或者正在充电或者其它工作状态良好的 情况下， 该语音功能不发挥作用， 从而使得该产品的语音功能较为单一。 另外， 在机 器人本身内部语音输入单元， 就其实现功能本身来说， 需要配置语音编码器和麦克风 等诸多元件， 无形中也增加了产品的成本。 发明内容
本发明所要解决的技术问题在于， 针对现有技术的不足， 提供一种用于机器人的 语音***和具有语音***的机器人， 该语音***可以根据机器人不同的工作状态提供 不同的语音内容， 并且所述语音内容的音源地广泛， 不受机器人本身设备的限制， 使 用户在机器人的使用过程中可以按其喜好进行制作、 修改或更换， 使得机器人的使用 更具有亲和性、 趣味性。
为了解决上述的技术问题， 本发明提供了一种用于机器人的语音***， 包括音频 文件存储单元和语音控制单元， 所述音频文件存储单元存储有从音频文件制作单元获 取的音频文件； 其中， 所述音频文件制作单元位于机器人外部， 所述音频文件存储单 元所存储的数据可以依据使用者的需求进行制作、 修改或更换， 所述语音控制单元与 所述音频文件存储单元连接以进行信息传递和数据读取， 所述语音控制单元根据接收 到的机器人状态信息， 将存储在音频文件存储单元中的对应于该状态的音频文件中的 音频数据转换为相应的模拟信号播出。
在上述的语音***中， 所述音频文件存储单元为独立于机器人外部的存储单元， 其通过有线或无线的方式与机器人相连通， 该存储单元可以从所述音频文件制作单元 或从存储有所述音频文件制作单元制作的音频文件的第三方获取所述的音频文件。
在上述用于机器人的语音***中， 所述语音控制单元包括控制子单元、 音频信号 处理器和扬声器； 所述控制子单元分别与音频信号处理器和音频文件存储单元连接； 其中， 所述控制子单元根据接收到的机器人的状态信息， 从所述的音频文件存储单元 读取对应于该状态的音频文件， 并把该音频文件发送给所述的音频信号处理器； 所述 音频信号处理器用于对所述的音频文件进行信号处理， 将处理后的、 对应于该状态的 模拟信号输出到扬声器播出。
在所述的用于机器人的语音***中，所述语音控制单元还可以实施为另一种方案， 即语音控制单元包括控制子单元、 音频信号处理器和扬声器； 所述音频信号处理器分 别与控制子单元和音频文件存储单元相连接； 其中， 所述控制子单元根据接收到的机 器人的状态信息， 向音频信号处理器发送要求输出对应于该状态的音频数据的信息； 所述音频信号处理器接收到该信息后， 从音频文件存储单元读取对应于该状态的音频 文件， 对该音频文件进行信号处理， 最后将处理后的、 对应于该状态的模拟信号输出 到扬声器播出。
更好地， 所述音频信号处理器和扬声器与所述音频文件存储单元构成一独立于机 器人外部的可移动存储播放装置。
所述控制子单元与可移动存储播放装置通过无线方式进行连接。
在所述用于机器人的语音***中，所述音频文件存储单元可以包括无线通讯电路， 所述控制子单元与所述音频文件存储单元通过有线或无线方式进行连接。
具体地， 所述的无线方式为红外或蓝牙方式； 所述的有线方式为控制子单元或所 述音频信号处理器通过 USB接口、 IEEE1394接口、 RS232接口、 SPI接口、 IIC接口 或 RS485接口与所述音频文件存储单元进行连接。
所述的音频文件存储单元为 SD卡、 XD卡、 CF卡、 XF、 MMC卡或 U盘。
在本发明的另一个方面， 所述音频文件存储单元也可以为置于机器人内部的存储 器， 其通过一通讯接口从所述音频文件制作单元或从存储有所述音频文件制作单元制 作的音频文件的第三方下载或录制所述的音频文件。
在上述用于机器人的语音***中， 所述音频文件存储单元为置于机器人内部的存 储， 其通过一通讯接口从所述音频文件制作单元或从存储有所述音频文件制作单元制 作的音频文件的第三方下载或录制所述的音频文件。
在音频文件存储单元为置于机器人内部的存储器的用于机器人的语音***中， 所 述语音控制单元包括控制子单元、 音频信号处理器和扬声器； 所述控制子单元分别与 音频信号处理器和音频文件存储单元连接； 其中， 所述控制子单元根据接收到的机器 人的状态信息， 从所述的音频文件存储单元读取对应于该状态的音频文件， 并把该音 频文件发送给所述的音频信号处理器； 所述音频信号处理器用于对所述的音频文件进 行信号处理， 将处理后的、 对应于该状态的模拟信号输出到扬声器播出。 在音频文件存储单元为置于机器人内部的存储器的用于机器人的语音***中， 所 述语音控制单元包括控制子单元、 音频信号处理器和扬声器； 所述音频信号处理器分 别与控制子单元和音频文件存储单元相连接； 其中， 所述控制子单元根据接收到的机 器人的状态信息， 向音频信号处理器发送要求输出对应于该状态的音频数据的信息； 所述音频信号处理器接收到该信息后， 从音频文件存储单元读取对应于该状态的音频 文件， 对该音频文件进行信号处理， 最后将处理后的、 对应于该状态的模拟信号输出 到扬声器播出。
在上述各个用于机器人的语音***中， 所述第三方为互联网或可以存储文件的设 备， 所述设备为电脑、 手机或个人数字助理。
在上述各个用于机器人的语音***中， 在所述音频文件存储单元中， 对应于机器 人的一个状态存储有多个音频文件。
在上述各个用于机器人的语音***中，所述音频文件为 MP3、 WAV、 WMA、 MP2、 OGG、 APE、 AAC、 MIDI或 VQF格式。
在上述各个用于机器人的语音***中， 所述机器人内部设有内置式存储器， 其存 储对应于机器人状态的标准音频文件， 所述语音控制单元根据接收到的机器人状态信 息， 根据应用条件将存储在音频文件存储单元或内置式存储器中的对应于该状态的音 频文件中的音频数据转换为相应的模拟信号播出。
具体地， 所述的应用条件为用户指令或使用优先级。
为了解决上述的技术问题， 本发明还提供了一种具有语音功能的机器人， 包括控 制***、 传感器***、 驱动***、 执行机构和人机界面， 所述人机界面用于进行人机 交互， 所述控制***用于控制所述驱动***， 以驱动所述执行机构进行相应的工作， 所述传感器***用于检测所述机器人的工作状态； 还包括上述的语音***， 所述语音 ***根据传感器***检测到的所述机器人的工作状态，播放对应于该状态的音频文件。
其中所述语音***中的语音控制单元为控制***的一个组成单元。
所述机器人可以为除尘机器人， 对应地， 所述传感器***包括用于检测工作环境 的传感器、 用于检测工作状态的传感器和与传感器相对应的信号处理电路； 所述执行 机构为清洁单元； 所述驱动***包括用于驱动清洁单元工作的工作电动机和用于驱动 机器人行走的轮子及其驱动电动机； 所述控制***用于控制机器人完成除尘工作， 并 配合所述的语音***在不同的工作状态播出不同的音频文件； 所述人机界面为所述机 器人操作使用界面。 所述用于检测工作状态的传感器包括红外传感器和 /或压电传感 器。
与现有技术相比， 本发明的有益效果在于：
1、本发明中涉及到的音频文件存储单元可以为现有技术中的各种存储卡， 其内部 的音频文件可以从机器人外部的音频文件制作单元直接存储或通过第三方下载， 音频 文件制作单元可以是手机、 电脑等诸多家庭常用设备工具， 通过常用设备进行录制或 下载各种声音， 声音来源非常广泛、 多样化；
2、 由于可移动装置是通过与手机、 电脑等家庭常用设备工具相连接进行录制或下 载。 录制语音时， 只需要用户对准手机或电脑的麦克风， 或采用配带耳机麦克风等其 它诸多手段与手机或电脑的麦克风接口相连进行录制， 轻松实现录制的功能， 可免除 了 "劳作之苦"； 另外增设了下载语音功能， 只需要通过手机按键选取或是电脑鼠标操 作， 即可实现在 "包罗万象" 的 "声音信息库" 中搜寻、 修改或变更文件， 十分方便、 简单；
3、 用户自行录制或下载的语音不仅能起到用于告知自移动机器人状态的语音提 示， 而且在例如自移动机器人处于待机或正在充电时等其它操作状态良好时， 通过将 录制或下载的语音文件存储到对应于自移动机器操作状态文件下， 即可实现休闲或是 学习的功能， 从而使得语音功能强大， 内容更为多样化。
4、本***利用家庭常用设备工具中自身携带的诸如语音编码器、麦克风等录音功 能的装置， 通过自移动装置与家庭常用设备工具相连接来实现从家庭原有设备中录制 或下载的资料本身就成为适合于存储的格式。 用户只需将自移动装置与自移动机器人 上设有的接口相连接， 即可实现语音播放的功能。 该***充分利用了家庭原有的设备 资源， 降低了自移动机器人***产品本身的成本。
5、通过采用录制或下载语音文件的方式进行语音的输入， 充分体现了产品自身和 用户之间的友好互动， 提升了产品的亲和度， 使得通过本发明制成的产品不仅仅作为 一种操作使用工具，而且更能从产品中体现用户个人特质并以此增添了家庭生活情趣。 附图说明
图 1为本发明所述具有语音***的机器人的原理框图；
图 2为本发明所述具有语音***的机器人根据其状态来播放不同的音频文件的实 施例的流程图；
图 3为本发明所述具有语音***实施例一的机器人的结构原理框图；
图 4为本发明所述具有语音***实施例一的机器人的结构示意图； 图 5为本发明所述具有语音***实施例二的机器人的结构原理框图； 图 6为本发明所述具有语音***实施例三的机器人的结构原理框图；
图 7为本发明所述具有语音***实施例四的机器人的结构原理框图；
图 8为本发明所述具有语音***实施例五的机器人的结构原理框图；
图 9为本发明所述具有语音***实施例六的机器人的结构原理框图；
图 10为本发明所述具有语音***实施例七的机器人的结构原理框图。 具体实施方式
参见图 1， 图 1 为本发明所述具有语音***的机器人的原理框图。 本发明所述的 机器人 1具有语音*** 2， 其中， 机器人 1包括控制*** 500、 传感器*** 600、 驱动 *** 700、 执行机构 800和人机界面 900， 所述人机界面 900用于进行人机交互， 所述 控制*** 500用于控制所述驱动*** 700， 以驱动所述执行机构 800进行相应的工作， 所述传感器*** 600用于检测所述机器人的工作状态。
所述语音***包括一个音频文件存储单元 200和一个语音控制单元 300， 所述音 频文件存储单元 200存储有从一个音频文件制作单元 100获取的音频文件。 所述音频 文件制作单元 100位于机器人 1外部， 与机器人 1相分离。 所述语音控制单元 300与 所述音频文件存储单元 200以有线或无线的方式连接以进行信息传递和数据的读取或 交换。 所述语音控制单元 300接收传感器*** 600检测到的所述机器人的工作状态信 息， 该状态信息可以是由传感器*** 600直接发送给语音控制单元 300的， 也可以是 先由控制*** 500来接收由传感器*** 600发送的信息，经过加工后， 由控制*** 500 再发送给语音控制单元 300。 语音控制单元 300根据接收到的机器人状态信息， 将存 储在音频文件存储单元 200中的对应于该状态的音频文件中的音频数据转换为相应的 模拟信号播出。
在本发明中， 所述机器人 1可以为具有各种功能的机器人， 如清洁机器人。 音频 文件存储单元 200存储有告知机器人 1操作状态的音频文件。 例如， 针对于清洁机器 人而言， 所述的操作状态可以是操作开始的状态、 不能移动的状态、 工作完成的状态、 清洁刷卡死的状态等诸多状态。 对于不同的状态， 音频文件存储单元 200中存有一个 或多个与其对应的音频文件。 另外， 音频文件存储单元 200除了能存储告知清洁机器 人操作状态变化时的音频数据之外， 还可以存储清洁机器人处于某一工作状态良好时 的音频信息， 如清洁机器人处于待机状态、 或是处于正在充电状态或是其它工作状态 良好时的情形。在所述清洁机器人处于某一稳定的良好状态时，音频文件存储单元 200 在对应于该类操作状态的相应文件中可以存储包括供休闲娱乐所用的音乐或相声或戏 曲等内容， 也可以是包括供学习所用的外语新闻或短文等内容。
由于音频文件存储单元 200中存储的音频文件是从一个机器人外部的音频文件制 作单元 100获取的， 音频文件存储单元 200中存储的音频文件可以按使用者的要求、 喜好由使用者进行制作、 更换、 修改。 因此， 无论是存储告知清洁机器人操作状态改 变的音频文件， 还是存储清洁机器人处于某一良好状态的音频文件， 使用者均可以通 过将音频文件存储单元 200通过与音频文件制作单元 100， 如手机、 电脑等家庭常用 设备工具相连接， 利用该类家庭常用设备所具备的语音编码器、 麦克风等配置， 采用 录制或是下载的方式取得音频文件， 并根据需要修改或变更音频数据。 根据用户的喜 好， 该类音频数据可以是语音或是曲调。 举例： 当清洁机器人清洁完毕时， 可以将用 户录制或下载的音频内容 "工作完成， 需要休息" 存储在音频文件存储单元 200中对 应于清洁机器人的 "工作完成状态" 的文件夹中。
根据机器人的状态来播放不同的音频文件的一个具体实施例的流程如图 2所示。 语音控制单元 300判断是否有操作开始的信息（S80)， 如果用户输入操作开始的命令， 语音控制单元 300收到该信息， 语音控制单元 300检查音频文件存储单元 200中存储 的音频信息， 读取相应 "操作开始" 文件中存储的音频文件， 处理后通过扬声器输出 音频信息 "清洁机器人开始工作" （S90)， 继而清洁机器人执行清洁操作 （S100)。 在 清洁操作的过程中， 由传感器*** 600检查清洁机器人的工作状态， 判断是否可以移 动 （S110 )。 例如： 当清洁机器人遇到障碍物不能移动时， 传感器*** 600将该信息发 送给语音控制单元 300， 语音控制单元 300检查在可移动存储器中存储的音频信息， 读取对应于所检测的状态的音频文件， 并通过扬声器输出诸如 "遇到障碍， 不能移动" 的语音（S120)。通过用户自行录制或下载的语音能快速地告知用户该清洁机器人的状 态， 从而能快速响应， 采取必要的措施。 语音控制单元 300重复检查清洁机器人的状 态和读取并通过扬声器输出相应的音频信息（S130 ) , 直到用户输入终止清洁机器人的 操作命令输出相应的音频信息 （S140 ) 为止。
除了图 2所举例的当机器人处于需告知操作状态的情况下， 当自移动机器人处于 充电状态或是待机状态等类似无需告知机器人操作状态的情况下， 语音控制单元 300 可以从音频文件存储单元 200读取和输出对应于"无需告知清洁机器人操作状态变化" 的音频文件， 该音频文件中的音频数据可以是休闲类歌曲或是英语等信息， 有关内容 先前有过描述， 在此不再赘述。
另外， 利用机器人 1 良好的人机界面， 用户还可以对音频文件存储单元 200中的 音频文件进行操作， 如将某一状态的音频文件变换为另一状态的音频文件或者是将不 喜欢的音频文件删除。
在音频文件存储单元 200中， 对应于机器人的一个状态存储有多个音频文件。 所 述音频文件可以为 MP3、 WAV、 WMA、 MP2、 OGG、 APE、 AAC、 MIDI或 VQF等 各种格式。
基于如上的原理框图和流程图的描述， 本发明中机器人实现语音功能的技术方案 具体如下：
参见图 3， 为本发明所述具有语音***实施例一的机器人的结构原理框图。
在本实施例中， 所述的语音***包括控制子单元 301、 音频信号处理器 302和扬 声器 303 ; 所述控制子单元 301分别与音频信号处理器 302和音频文件存储单元 200 连接； 所述控制子单元 301根据接收到的机器人的状态信息， 从所述的音频文件存储 单元 200读取对应于该状态的音频文件， 并把该音频文件发送给所述的音频信号处理 器 302; 所述音频信号处理器 302用于对所述的音频文件进行信号处理， 将处理后的、 对应于该状态的模拟信号输出到扬声器 303播出， 至于机器人包括的***， 由于与图 1所示相同， 为了简洁， 在该图及以下的图中不再具体表示。
在本实施例中，所述的语音控制单元 300位于机器人内部，音频文件存储单元 200 位于机器人外部， 此时， 控制子单元 301与音频文件存储单元 200可以通过有线或无 线的方式连接， 以使控制子单元 301从音频文件存储单元 200上读取音频文件。
当音频文件存储单元 200实施为各种存储卡，如 SD卡、 XD卡、 CF卡、 XF、 MMC 卡或 U盘时， 可以在机器人的相应位置设置数据接口， 如 USB接口、 IEEE1394接口、 RS232接口、 SPI接口、 IIC接口或 RS485接口， 使得控制子单元 301通过上述接口与 音频文件存储单元 200进行数据传输。 具体实施例的结构如图 4所示。
在该实施例中， 由控制子单元 301来读取音频文件存储单元 200中音频文件， 当 然， 也可以由音频信号处理器 302来读取音频文件存储单元 200中音频文件。 如图 5 所示， 图 5为具有语音***实施例二的机器人的结构原理框图，所述控制子单元 301 ' 根据接收到的机器人的状态信息后， 向音频信号处理器 302 ' 发送要求输出对应于该 状态的音频数据的信息； 所述音频信号处理器 302 ' 接收到该信息后， 从音频文件存 储单元 200读取对应于该状态的音频文件， 对该音频文件进行信号处理， 最后将处理 后的、 对应于该状态的模拟信号输出到扬声器 303 ' 播出。
可以将图 5中的所述音频信号处理器 302 ' 和扬声器 303 ' 与所述音频文件存储单 元 200构成一独立于机器人外部的可移动存储播放装置， 如图 6所示， 图 6为具有语 音***实施例三的机器人的结构原理框图。所述音频信号处理器 302 ' 和扬声器 303 ' 与所述音频文件存储单元 200构成一独立于机器人外部的可移动存储播放装置 3， 具 体可以制成类似于 MP3或 MP4产品的播放器。 机器人通过其上的数据接口与该播放 器装置 3相连接， 由控制子单元 301 ' 将播放对应某一状态的音频文件的消息发送给 播放器装置 3， 播放器装置 3接收到该消息后， 由位于播放器装置 3 内的音频信号处 理器 302 ' 读取音频文件存储单元 200上的音频文件，通过其上的扬声器 303 ' 输出音 频信号。
由于图 3、 图 5和图 6中的音频文件存储单元 200都是在机器人外部的可移动存 储装置， 则音频文件存储单元 200除了上述的以各种接口的方式进行有线传输外， 也 可以通过无线的方式与机器人进行数据传输。 如果以无线的方式进行数据传输， 需在 音频文件存储单元 200内建立无线通讯电路， 不言而喻， 在语音控制单元上或机器人 上也应有相应的无线通讯电路， 由此构成完整的无线传输通道。 无线传输的方式可以 有多种， 最简单的如红外、 蓝牙等方式。 尤其对于当采用播放器装置 3时， 播放器装 置 3与机器人中的控制子单元 301 ' 在传输消息时， 采用无线传输效果将更好。
当然， 音频文件存储单元也可以设置在机器人内部， 其通过一通讯接口从机器人 外部的电脑、 手机等设备下载或录制音频文件， 其结构图如图 7、 8所示。
如图 7所示， 图 7为具有语音***实施例四的机器人的结构原理框图。 所述的语 音*** 300a包括控制子单元 301a、 音频信号处理器 302a和扬声器 303a; 所述控制子 单元 301a分别与音频信号处理器 302a和音频文件存储单元 200 ' 连接； 所述控制子 单元 301a根据接收到的机器人的状态信息， 从所述的音频文件存储单元 200 ' 读取对 应于该状态的音频文件， 并把该音频文件发送给所述的音频信号处理器 302a; 所述音 频信号处理器 302a用于对所述的音频文件进行信号处理， 将处理后的、对应于该状态 的模拟信号输出到扬声器 303a播出。
图 8 为具有语音***实施例五的机器人的结构原理框图。 所述语音控制单元 300a ' 包括控制子单元 301a ' 、音频信号处理器 302a ' 和扬声器 303a ' ； 所述音频信 号处理器 302a ' 分别与控制子单元 301a ' 和音频文件存储单元 200 ' 相连接； 其中， 所述控制子单元 301a ' 根据接收到的机器人的状态信息， 向音频信号处理器 302a ' 发 送要求输出对应于该状态的音频数据的信息； 所述音频信号处理器 302a ' 接收到该信 息后， 从音频文件存储单元 200 ' 读取对应于该状态的音频文件， 对该音频文件进行 信号处理， 最后将处理后的、 对应于该状态的模拟信号输出到扬声器 303a ' 播出。
当需要对图 7、 图 8中的音频文件存储单元 200 ' 中的音频文件进行变更时， 可以 通过一数据接口， 通过一数据线与外部设备， 如电脑、 手机等相连接， 通过文件下载 的方式将外部设备中的音频文件下载到位于机器人内部的音频文件存储单元 200 ' ， 也可以通过如电脑、手机 PDA等外部音频文件制作单元通过数据线直接录制到该音频 文件存储单元 200 ' 中。该音频文件存储单元 200 ' 具体可以实施为各种可擦写的存储 器。
在上述各实施例的结构中， 还可以在机器人内部设有内置式存储器 400， 具体如 实施例六对应的图 9和实施例七对应的图 10， 存储器 400存储有对应于机器人状态的 标准音频文件， 该标准音频文件是由机器人的制作商写进去的， 所述语音控制单元 300、 300 ' 、 300a或 300a ' 根据接收到的机器人状态信息， 根据应用条件将存储在音 频文件存储单元 200或 200 ' 或内置式存储器 400中的对应于该状态的音频文件中的 音频数据转换为相应的模拟信号播出。 这里所述的应用条件可以按实际情况来确定， 如使用者通过人机界面输入的指令， 或由使用者或制作商设定的使用优先级， 如当接 有外置式的音频文件存储单元时，优先使用外置式的音频文件存储单元中的音频文件， 当没有接有外置式的音频文件存储单元时， 使用该内置式存储器 400内的音频文件。 或者， 可能由用户选择使用哪个存储单元。
再参见图 1， 本发明所述的机器 1可以自动扫地机或是自动拖地机， 或者为除尘 机器人。 根据机器人的不同功能， 需对图 1 中所述的机器人的各处组成部件进行相应 的改变， 例如， 当为除尘机器人时， 对应地， 所述传感器*** 600包括用于检测工作 环境的传感器、 用于检测工作状态的传感器和与传感器相对应的信号处理电路； 所述 执行机构 800为清洁单元； 所述驱动*** 700包括用于驱动清洁单元工作的工作电动 机和用于驱动机器人行走的轮子及其驱动电动机； 所述控制*** 500用于控制机器人 完成除尘工作， 并配合所述的语音*** 2在不同的工作状态播出不同的音频文件； 所 述人机界面 900为所述机器人操作使用界面。 更具体地说， 所述用于检测工作状态的 传感器包括红外传感器和 /或压电传感器。
对于除尘机器人的上述结构可以为现有技术， 如在公开号为 KR20040087185、
WO07065033A2 WO0038026AK WO0036969A1 的专利文献中均有体现， 在本申请 中不再重复。
本发明存储单元中存储的音频文件可以由使用者操作， 如由使用者进行修改、 删 除、 更换等， 并且， 可以将存储单元实施为各种可移动的存储卡。 这大大方便了使用 者通过手机、 电脑等诸多家庭常用设备工具来录制或下载各种音频文件， 音源非常广 泛、 多样。 本发明可以设定多个状态， 不仅在状态改变时可以播出不同的声音， 就是在某一 状态处于稳定时也会播出使用都设定了的声音。 例如， 是开始工作和工作结束时可以 发出提示音， 在工作进行中时也可以发出声音， 如一些轻音乐、 新闻、 学习资料等。
本发明中的机器人可以实施为各种类型、 各种功能的机器人。 如洗衣机、 电饭煲、 吸尘器等小型家用机器人， 也可以是一些工业机器人。 通过本发明中的语音***， 在 不需增加过多成本的前提下， 提高了机器人与人沟通的亲和性， 因此增加了这些机器 人的附加值。
最后所应说明的是： 以上实施例仅用以说明本发明而非限制， 尽管参照较佳实施 例对本发明进行了详细说明， 本领域的普通技术人员应当理解， 在不脱离本发明的精 神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换， 均应涵盖在本发明的权利要求 范围当中。

Claims

权利要求书
1. 一种用于机器人的语音***， 包括音频文件存储单元 （200、 200' ) 和语音控 制单元 （300， 300' ， 300a, 300a' )， 所述音频文件存储单元 （200、 200' ) 存储有 从音频文件制作单元 （100) 获取的音频文件；
其特征在于， 所述音频文件制作单元（100)位于机器人外部， 所述音频文件存储 单元 （200， 200' ) 所存储的数据可以依据使用者的需求进行制作、 修改或更换， 所 述语音控制单元（300， 300' , 300a, 300a' )与所述音频文件存储单元（200， 200' ) 连接以进行信息传递和数据读取， 所述语音控制单元 （300， 300' ， 300a, 300a' ) 根据接收到的机器人状态信息， 将存储在音频文件存储单元 （200， 200' ) 中的对应 于该状态的音频文件中的音频数据转换为相应的模拟信号播出。
2. 根据权利要求 1所述的用于机器人的语音***， 其特征在于， 所述音频文件存 储单元（200)为独立于机器人外部的存储单元， 其通过有线或无线的方式与机器人相 连通， 该存储单元可以从所述音频文件制作单元（100)或从存储有所述音频文件制作 单元 （100) 制作的音频文件的第三方获取所述的音频文件。
3. 根据权利要求 2所述的用于机器人的语音***， 其特征在于， 所述语音控制单 元 （300) 包括控制子单元 （301)、 音频信号处理器 （302) 和扬声器 （303); 所述控 制子单元 （301) 分别与音频信号处理器 （302) 和音频文件存储单元 （200) 连接； 其中， 所述控制子单元（301)根据接收到的机器人的状态信息， 从所述的音频文 件存储单元（200)读取对应于该状态的音频文件， 并把该音频文件发送给所述的音频 信号处理器 （302);
所述音频信号处理器 （302) 用于对所述的音频文件进行信号处理， 将处理后的、 对应于该状态的模拟信号输出到扬声器 （303) 播出。
4. 根据权利要求 2所述的用于机器人的语音***， 其特征在于， 所述语音控制单 元 （300' ) 包括控制子单元 （301' )、 音频信号处理器 （302' ) 和扬声器 （303' )； 所述音频信号处理器（302' )分别与控制子单元（301' )和音频文件存储单元（200) 相连接；
其中， 所述控制子单元（301' )根据接收到的机器人的状态信息， 向音频信号处 理器 （302' ) 发送要求输出对应于该状态的音频数据的信息； 所述音频信号处理器 （302 ' ) 接收到该信息后， 从音频文件存储单元 （200 ) 读 取对应于该状态的音频文件， 对该音频文件进行信号处理， 最后将处理后的、 对应于 该状态的模拟信号输出到扬声器 （303 ' ) 播出。
5. 根据权利要求 4所述的用于机器人的语音***， 其特征在于， 所述音频信号处 理器 （302 ' ) 和扬声器 （303 ' ) 与所述音频文件存储单元 （200 ) 构成一独立于机器 人外部的可移动存储播放装置。
6. 根据权利要求 5所述的用于机器人的语音***， 其特征在于， 所述控制子单元 ( 301 ' ) 与可移动存储播放装置通过无线方式进行连接。
7. 根据权利要求 3所述的用于机器人的语音***， 其特征在于， 所述音频文件存 储单元 （200 ) 可以包括无线通讯电路， 所述控制子单元 （301 ) 与所述音频文件存储 单元 （200 ) 通过有线或无线方式进行连接。
8. 根据权利要求 4所述的用于机器人的语音***， 其特征在于， 所述音频文件存 储单元 （200 ) 可以包括无线通讯电路， 所述音频信号处理器 （302 ' ) 与所述音频文 件存储单元 （200) 通过有线或无线方式进行连接。
9. 根据权利要求 6或 7或 8所述的用于机器人的语音***， 其特征在于， 所述无 线方式为红外或蓝牙方式。
10. 根据权利要求 7或 8所述的用于机器人的语音***， 其特征在于， 所述的有 线方式为控制子单元（301 )或所述音频信号处理器（302 ' )通过 USB接口、 IEEE1394 接口、 RS232接口、 SPI接口、 IIC接口或 RS485接口与所述音频文件存储单元 （200) 进行连接。
11 . 根据权利要求 10所述的用于机器人的语音***， 其特征在于， 所述音频文件 存储单元 （200 ) 为 SD卡、 XD卡、 CF卡、 XF卡、 MMC卡或 U盘。
12. 根据权利要求 1所述的用于机器人的语音***， 其特征在于， 所述音频文件 存储单元（200 ' )为置于机器人内部的存储器， 其通过一通讯接口从所述音频文件制 作单元 （100 ) 或从存储有所述音频文件制作单元 （100 ) 制作的音频文件的第三方下 载或录制所述的音频文件。
13. 根据权利要求 12所述的用于机器人的语音***， 其特征在于， 所述语音控制 单元 （300a) 包括控制子单元 （301a)、 音频信号处理器 （302a) 和扬声器 （303a) ; 所述控制子单元（301a)分别与音频信号处理器（302a)和音频文件存储单元（200 ' ) 连接；
其中， 所述控制子单元 （301a) 根据接收到的机器人的状态信息， 从所述的音频 文件存储单元（200 ' )读取对应于该状态的音频文件， 并把该音频文件发送给所述的 音频信号处理器 （302a) ;
所述音频信号处理器（302a)用于对所述的音频文件进行信号处理， 将处理后的、 对应于该状态的模拟信号输出到扬声器 （303a) 播出。
14. 根据权利要求 12所述的用于机器人的语音***， 其特征在于， 所述语音控制 单元（300a ' )包括控制子单元（301a ' )、音频信号处理器（ 302a ' )和扬声器（303a ' )； 所述音频信号处理器 （302a ' ) 分别与控制子单元 （301a ' ) 和音频文件存储单元 ( 200 ' ) 相连接；
其中， 所述控制子单元 （301a ' ) 根据接收到的机器人的状态信息， 向音频信号 处理器 （302a ' ) 发送要求输出对应于该状态的音频数据的信息；
所述音频信号处理器 （302a ' ) 接收到该信息后， 从音频文件存储单元 （200 ' ) 读取对应于该状态的音频文件， 对该音频文件进行信号处理， 最后将处理后的、 对应 于该状态的模拟信号输出到扬声器 （303a ' ) 播出。
15. 根据权利要求 2或 12所述的用于机器人的语音***， 其特征在于， 所述第三 方为互联网或可以存储文件的设备， 所述设备为电脑、 手机或个人数字助理。
16. 根据权利要求 1所述的用于机器人的语音***， 其特征在于， 在所述音频文 件存储单元 （200， 200 ' ) 中， 对应于机器人的一个状态存储有多个音频文件。
17. 根据权利要求 1所述的用于机器人的语音***， 其特征在于， 所述音频文件 为 MP3、 WAV、 WMA、 MP2、 OGG、 APE、 AAC、 MIDI或 VQF格式。
18. 根据权利要求 1或 2或 12所述的用于机器人的语音***， 其特征在于， 所述 机器人内部设有内置式存储器 （400)， 其存储对应于机器人状态的标准音频文件， 所 述语音控制单元 （300， 300 ' ， 300a, 300a ' ) 根据接收到的机器人状态信息， 根据 应用条件将存储在音频文件存储单元 （200， 200 ' ) 或内置式存储器 （400) 中的对应 于该状态的音频文件中的音频数据转换为相应的模拟信号播出。
19. 根据权利要求 18所述的用于机器人的语音***， 其特征在于， 所述的应用条 件为用户指令或使用优先级。
20. 一种具有语音功能的机器人， 包括控制*** （500)、 传感器*** （600 )、 驱 动*** （700 )、 执行机构 （800 ) 和人机界面 （900 )， 所述人机界面 （900 ) 用于进行 人机交互， 所述控制*** （500) 用于控制所述驱动*** （700 )， 以驱动所述执行机构 ( 800 ) 进行相应的工作， 所述传感器*** （600 ) 用于检测所述机器人的工作状态； 其特征在于， 还包括如权利要求 1-19中任一权利要求所述的语音***， 所述语音 ***根据传感器***（600)检测到的所述机器人的工作状态， 播放对应于该状态的音 频文件。
21. 根据权利要求 20所述的具有语音功能的机器人， 其特征在于， 所述语音*** 中的语音控制单元（300， 300 ' ， 300a, 300a ' )为控制***（500) 的一个组成单元。
22. 根据权利要求 20所述的具有语音功能的机器人， 其特征在于， 所述机器人为 除尘机器人， 其中， 所述传感器***包括用于检测工作环境的传感器、 用于检测工作 状态的传感器和与传感器相对应的信号处理电路； 所述执行机构为清洁单元； 所述驱 动***包括用于驱动清洁单元工作的工作电动机和用于驱动机器人行走的轮子及其驱 动电动机； 所述控制***用于控制机器人完成除尘工作， 并配合所述的语音***在不 同的工作状态播出不同的音频文件； 所述人机界面为所述机器人操作使用界面。
23. 根据权利要求 22所述的具有语音功能的机器人， 其特征在于， 所述用于检测 工作状态的传感器包括红外传感器和 /或压电传感器。
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