[發明專利]一種基于智能聲源定位與語音控制的機器人系統及方法

有效

• 申請號: 201710458349.3
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107199572B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 周風余;姜志飛;田天;王玉剛;尹磊;陳科;趙陽;萬方
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J13/08;B25J9/16
• 代理公司: 37221 濟南圣達知識產權代理有限公司
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種基于智能聲源定位與語音控制的機器人系統及方法，機器人本體不斷采集周圍的語音信息，當存在語音指令后，進行聲源定位，控制機器人本體移動到聲源位置，對采集的語音信息進行識別，識別到有效語句時，發送相應的控制指令給機器人本體執行對應的操作，同時將有效語句翻譯成對應文字，進行中文分詞，加載情感詞典、程度副詞詞典、否定詞詞表和關聯詞詞表，識別句子中的每一個情感詞，根據識別結果展示相應的表情。本發明能夠提升服務型機器人與被陪護者的交互能力。

技術領域

本發明涉及一種基于智能聲源定位與語音控制的機器人系統及方法。

背景技術

如今，獨生子女一代正在成為社會的中堅力量，而他們所面臨的父母及孩子的陪伴看護等問題也日益凸顯，因此家庭陪護機器人的需求也日益旺盛。相較于工業機器人，服務機器人起步相對較晚，還不夠成熟，目前僅有掃地機器人在家庭中間擁有相對較高的普及率，其他大部分服務機器人還停留在實驗室階段，其功能服務同消費者的期望還有很大的差距。

根據國家統計局最新發布的數據，顯示老齡化程度進一步加深。其中，60周歲及以上人口23086萬人，占總人口的16.7％；65周歲及以上人口15003萬人，占總人口的10.8％。同時，單獨二孩政策已在各地陸續正式實施，兒童的數量在現有基礎上，還會有一定幅度的增加。因此，大力發展家庭陪護機器人，發揮他們在陪護和啟蒙教育等方面的作用將是社會發展的必然要求，這將大大減輕年輕人的負擔，社會意義重大，但同時對服務機器人的人機交互方式也提出了更高的要求。

而日常生活中，人們之間的交互方式主要包括語音、視覺、手勢等形式，其中語音是最為簡單高效的一種交互形式，也最符合人們的交流習慣。語音識別技術是近幾年的研究熱點，已取得較大進展，并在很多領域得到了應用，比如車載設備、游戲、智能家電等。語音識別技術能夠讓機器理解用戶所說的內容，解放了用戶雙手，提升人機交互體驗。

針對應用場合的不同，語音識別的側重點也不盡相同。有些情況僅僅需要識別其中的一些關鍵詞即可，比如基于語音關鍵詞的運動控制；有一些場景要求盡量準確的識別出語音包含的所有漢字，比如語音輸入；還有些情況不僅要求完整識別文字，還要求能夠洞察出說話人的情感信息。要想使用戶有好的人機交互體驗，除了語音識別技術外，同樣也離不開聲源定位技術，只有讓機器知曉說話人的方位，才能夠有針對性的做出動作響應，而且將定位信息進一步同視覺等信息結合，可以開發出更多的功能場景。雖然語音技術已經在很多領域都已經有廣泛應用，但是在機器人行業中還沒有完全普及，也存在一些技術問題有待解決。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提出了一種基于智能聲源定位與語音控制的機器人系統及方法，本發明能夠實現機器人對說話人位置的估計及語音指令的響應等功能,有利于服務型機器人與人的交互。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于智能聲源定位與語音控制的機器人系統，包括服務器、客戶端和設置于機器人本體上的控制單元，其中：

所述服務器，被配置為存儲有賬戶信息、權限設置和語音與視頻信息，基于云共享機制，實現機器人的群體學習與進化；

所述客戶端，顯示機器人經由服務器傳送的語音和視頻信息，并可進行權限修改、資源管理和遠程控制操作；

所述控制單元，包括相互通信的上層處理系統和下層控制系統，所述上層處理系統被配置為具有多個采集模塊，分別采集語音和視頻信息，并根據語音的聲源進行定位，進而控制機器人本體運動，識別語音內容；

所述下層控制系統被配置為接受并解析下達的運動指令，利用電機驅動單元驅動電機按照設定的速度運動，并將機器人的運行情況反饋至上層處理系統，實現語音的實時控制；

所述機器人本體根據識別的語音內容執行相應的語音操作，并識別語音信息中的情緒，控制本體上設置的表情模塊展示不同的表情。