[發(fā)明專利]嘈雜工況環(huán)境的機(jī)器人語音控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810104069.7
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN108447479B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉麗蘭;孫干;高增桂;陳恩來;孫鵬飛
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: G10L15/22
• 分類號: G10L15/22;G10L15/20;G10L21/0208;G10L21/0216
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

1.用于嘈雜工況環(huán)境的機(jī)器人語音控制系統(tǒng)，其特征在于：包括語音語義在線識別數(shù)據(jù)平臺（1）、移動客戶端（2）、本地語音控制裝置（3）和工業(yè)協(xié)作機(jī)器人（4），語音語義在線識別數(shù)據(jù)平臺（1）、移動客戶端（2）和本地語音控制裝置（3），三者通過無線網(wǎng)絡(luò)相互連接，本地語音控制裝置（3）和工業(yè)協(xié)作機(jī)器人（4）通過串口線連接；通過所述移動客戶端（2）連接或組建無線網(wǎng)絡(luò)，由于本地語音控制裝置（3）中有集成的無線連接模塊（14），所以本地語音控制裝置（3）可聯(lián)網(wǎng)；所述移動客戶端（2）掃描連接本地語音控制裝置（3），并請求語音語義在線識別數(shù)據(jù)平臺（1）的服務(wù)，完成本地語音控制裝置（3）和語音語義在線識別數(shù)據(jù)平臺（1）的網(wǎng)絡(luò)連接，由于本地語音控制裝置（3）中有集成的語音數(shù)據(jù)核心模塊（15），運行Android系統(tǒng)，可基于語音數(shù)據(jù)核心模塊（15）的主服務(wù)，實現(xiàn)客戶端服務(wù)，完成本地語音控制裝置（3）和語音語義在線識別數(shù)據(jù)平臺（1）的數(shù)據(jù)傳輸；所述本地語音控制裝置（3）采集語音信號并進(jìn)行降噪處理，將處理后的語音信號傳輸至語音語義在線識別數(shù)據(jù)平臺（1），實現(xiàn)在線的語音語義識別，識別結(jié)果數(shù)據(jù)再返回給本地語音控制裝置（3），本地語音控制裝置（3）接收數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，處理后的數(shù)據(jù)按照既定通信協(xié)議傳輸給工業(yè)協(xié)作機(jī)器人（4），工業(yè)協(xié)作機(jī)器人（4）獲得數(shù)據(jù)后進(jìn)行指令解析并執(zhí)行相應(yīng)的動作或姿態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于嘈雜工況環(huán)境的機(jī)器人語音控制系統(tǒng)，其特征在于：所述語音語義在線識別數(shù)據(jù)平臺（1）是基于深度學(xué)習(xí)的大數(shù)據(jù)平臺，可采用科大訊飛股份有限公司的語音開放平臺，接入語音識別服務(wù)，具有語義VAD、特征識別、基于上下文識別、連續(xù)語音識別和上下文理解功能，能夠?qū)ι蟼髦翑?shù)據(jù)平臺的語音信號進(jìn)行在線的語音語義識別，并將識別后的數(shù)據(jù)返回給本地語音控制裝置（3）中集成的語音數(shù)據(jù)核心模塊（15），基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的在線語音識別提高了語音控制系統(tǒng)對嘈雜工況環(huán)境中復(fù)雜噪聲的魯棒性。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于嘈雜工況環(huán)境的機(jī)器人語音控制系統(tǒng)，其特征在于：所述本地語音控制裝置（3）內(nèi)置有裝置電源（8）、集成電路板（9）和左右聲道音響（6）；所述裝置電源（8）和左右聲道音響（6）均通過飛線連接集成電路板（9），以保證三者在本地語音控制裝置（3）內(nèi)的安裝合理；所述本地語音控制裝置（3）在結(jié)構(gòu)上包括上蓋（7）和底座（5），二者通過螺栓連接，形成一個盒體，其中上蓋（7）周邊采用陣列孔的設(shè)計形式，開孔面盡可能大，孔數(shù)盡量密集，以保證內(nèi)置集成電路板（9）所集成的麥克風(fēng)陣列模塊（13）的拾音效果，避免掩蔽效應(yīng)，底座（5）設(shè)計有左右兩個獨立的密封腔體放置左右聲道音響（6），用以避免外放合成語音影響內(nèi)置集成電路板（9）所集成的麥克風(fēng)陣列模塊（13）的拾音效果。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于嘈雜工況環(huán)境的機(jī)器人語音控制系統(tǒng)，其特征在于：所述集成電路板（9）包含麥克風(fēng)陣列模塊（13）、無線連接模塊（14）、語音數(shù)據(jù)核心模塊（15）、識別結(jié)果發(fā)送模塊（16）以及USB電源接口（17）、RS485/232串口（18）、復(fù)位開關(guān)（20）、無線連接按鈕（21）和電源開關(guān)（22）；所述麥克風(fēng)陣列模塊（13）采集語音信號，將語音信號傳輸給語音數(shù)據(jù)核心模塊（15），語音數(shù)據(jù)核心模塊（15）對語音信號進(jìn)行處理，通過無線連接模塊（14）實現(xiàn)語音信號上傳至語音語義在線識別數(shù)據(jù)平臺（1），并接收返回的語音識別數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)預(yù)處理后傳輸給識別結(jié)果發(fā)送模塊（16），進(jìn)行識別數(shù)據(jù)的進(jìn)一步處理，然后經(jīng)過RS485/232串口（18）向機(jī)器人發(fā)送數(shù)據(jù)信息；所述集成電路板（9）的麥克風(fēng)陣列模塊（13）采用圓形六麥麥克風(fēng)陣列形式，利用空間分布的多路麥克風(fēng)拾取聲音信號，通過對麥克風(fēng)陣列的各路輸出信號進(jìn)行分析和處理，得到一個或多個聲源的位置信息，實現(xiàn)聲源定位功能，同時利用麥克風(fēng)陣列的空域濾波特性，通過對喚醒人的角度定位，形成定向拾音波束，并對波束以外的噪音進(jìn)行抑制，提升遠(yuǎn)場拾音質(zhì)量，保證識別效果，有效克服了工業(yè)場景下的噪聲環(huán)境，因此采用的圓形六麥麥克風(fēng)陣列模塊具有拾音降噪、回聲消除和聲源定位功能。