本發(fā)明屬于人機(jī)交互技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)器人。

背景技術(shù)：

隨著人工智能行業(yè)的發(fā)展，語音交互已經(jīng)比較普遍。在現(xiàn)有的機(jī)器人中通常使用語音識別技術(shù)進(jìn)行語音交互。然而由于語音識別技術(shù)的性能受到許多因素的影響，如不同說話人的發(fā)音方式、說話方式、環(huán)境噪音、傳輸信道衰落等，導(dǎo)致現(xiàn)有機(jī)器人對語音的識別度較低。

故，有必要提出一種新的技術(shù)方案，以解決上述技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于此，本發(fā)明實施例提供一種機(jī)器人，以解決現(xiàn)有機(jī)器人對語音的識別度較低的問題。

本發(fā)明實施例的第一方面，提供一種機(jī)器人，所述機(jī)器人包括：

處理器、麥克風(fēng)陣列、語音處理模塊以及運動控制模塊，其中，所述麥克風(fēng)陣列包括至少兩個麥克風(fēng)；

所述處理器分別與所述語音處理模塊以及運動控制模塊連接；

所述麥克風(fēng)陣列與所述語音處理模塊連接；

所述麥克風(fēng)陣列，用于采集語音信息，并將所述語音信息發(fā)送給所述語音處理模塊；

所述語音處理模塊，用于對接收到的所述語音信息進(jìn)行處理，并將處理后的所述語音信息發(fā)送給所述處理器；

所述處理器，用于在接收到所述語音信息后，根據(jù)所述語音信息控制所述運動控制模塊執(zhí)行相應(yīng)的操作。

本發(fā)明實施例與現(xiàn)有技術(shù)相比存在的有益效果是：本發(fā)明實施例通過采用包括處理器、麥克風(fēng)陣列、語音處理模塊以及運動控制模塊的機(jī)器人，使得麥克風(fēng)陣列采集語音信息，并將所述語音信息發(fā)送給所述語音處理模塊，所述語音處理模塊對接收到的所述語音信息進(jìn)行處理，并將處理后的所述語音信息發(fā)送給所述處理器，所述處理器在接收到所述語音信息后，根據(jù)所述語音信息控制所述運動控制模塊執(zhí)行相應(yīng)的操作，進(jìn)而提高了機(jī)器人的抗干擾能力和穩(wěn)定性，解決了現(xiàn)有機(jī)器人對語音的識別度較低的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例一提供的一種機(jī)器人的組成示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例二提供的一種機(jī)器人的組成示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例一：

圖1示出了本發(fā)明實施例一提供的一種機(jī)器人100的組成示意圖，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實施例相關(guān)的部分，詳述如下：

如圖1所示，本發(fā)明實施例所提供的機(jī)器人100包括：處理器11、麥克風(fēng)陣列12、語音處理模塊13以及運動控制模塊14。

其中，所述麥克風(fēng)陣列12包括至少兩個麥克風(fēng)。

所述處理器11分別與所述語音處理模塊13以及運動控制模塊14連接。

所述麥克風(fēng)陣列12與所述語音處理模塊13連接。

所述麥克風(fēng)陣列12，用于采集語音信息，并將所述語音信息發(fā)送給所述語音處理模塊13；

所述語音處理模塊13，用于對接收到的所述語音信息進(jìn)行處理，并將處理后的所述語音信息發(fā)送給所述處理器11；

所述處理器11，用于在接收到所述語音信息后，根據(jù)所述語音信息控制所述運動控制模塊14執(zhí)行相應(yīng)的操作。

可選的，所述處理器11可以為單片機(jī)芯片或ARM芯片。所述運動控制模塊14可以包括電機(jī)驅(qū)動電路和電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動電路按照控制邏輯為電機(jī)提供相應(yīng)的驅(qū)動功率，使所述運動控制模塊執(zhí)行相應(yīng)的移動。

具體地，所述麥克風(fēng)陣列12具有對遠(yuǎn)場噪聲很強的抑制作用，在噪聲環(huán)境中具有良好的信號采集性。所述麥克風(fēng)陣列12是指按照一定距離排列放置的一組麥克風(fēng)，通過聲波抵達(dá)陣列中每個麥克風(fēng)之間的微小時差的相互作用，麥克風(fēng)陣列可以得到比單個麥克風(fēng)更好的指向性。通過對麥克風(fēng)信號的綜合處理，麥克風(fēng)陣列12可以組合成所要求的強指向性麥克風(fēng)，形成被稱為波束的指向特性。麥克風(fēng)陣列12的波束可以經(jīng)由電路或程序處理，使其指向聲源方向加強音頻采集效果，只接收說話人的聲音的同時抑制環(huán)境中的噪聲與干擾。較佳的，所述麥克風(fēng)陣列12以兩個麥克風(fēng)線性布局，麥克風(fēng)間距為80mm。

在本發(fā)明實施例中，通過所述麥克風(fēng)陣列12實現(xiàn)語音信號的采集，通過語音處理模塊13完成噪聲的濾除與語音信號的增強，降低了使用距離、環(huán)境噪聲等限制因素對語音信號的影響，從而實現(xiàn)了較好的語音識別。

可選的，所述處理器11還用于：

在接收到喚醒指令后，向用戶發(fā)送準(zhǔn)備就緒的提示信息，并在接收到控制指令后，根據(jù)所述控制指令控制所述機(jī)器人執(zhí)行相應(yīng)的操作。

在本發(fā)明實施例中，可以通過多麥克風(fēng)陣列接收較遠(yuǎn)距離(3m內(nèi))用戶的語音指令信息，交互設(shè)計以及技術(shù)應(yīng)用上提高了家庭環(huán)境娛樂的方便性以及可靠性。例如用戶可以問機(jī)器人說“小Q小Q”(可用戶自定義的喚醒命令)，本系統(tǒng)回復(fù)“主人，我在呢”，用戶說“北京明天天氣怎么樣”，然后查詢數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容，按實際天氣情況作出答復(fù)；甚至您可以在機(jī)器人播放音樂的嘈雜環(huán)境下說“小Q小Q”，本系統(tǒng)回復(fù)“主人，我在呢”，你說“音響聲音調(diào)小點”，然后機(jī)器人系統(tǒng)自動控制音量變小。之所以能夠在較遠(yuǎn)距離和嘈雜環(huán)境中進(jìn)行語音控制并且具有較好的識別率，取決于本機(jī)器人采用的多麥克風(fēng)陣列特性以及較好交互方式。

本發(fā)明實施例通過專有的喚醒系統(tǒng)來實現(xiàn)交互行為的發(fā)起，極大程度提高了語音交互系統(tǒng)的對環(huán)境依賴性，交互邏輯簡單可靠，消除用戶適應(yīng)語音識別節(jié)奏的難度，同時避免了識別時連續(xù)監(jiān)聽對系統(tǒng)資源的要求和功耗負(fù)擔(dān)。本發(fā)明實施例結(jié)合技術(shù)現(xiàn)狀和家庭娛樂交互環(huán)境與特點全局考慮，設(shè)計出一種低成本且適合嵌入式系統(tǒng)機(jī)器人使用的一套語音交互系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力以及穩(wěn)定性，降低了使用難度。

可選的，所述語音處理模塊13包括：

信號調(diào)理模塊131以及麥克風(fēng)陣列數(shù)據(jù)處理模塊132；

所述信號調(diào)理模塊131分別與所述麥克風(fēng)陣列12和所述麥克風(fēng)陣列數(shù)據(jù)處理模塊132連接；

所述信號調(diào)理模塊131，用于在接收到所述麥克風(fēng)陣列12發(fā)送的語音信息后，對所述語音信息進(jìn)行第一處理，并將第一處理后的語音信號發(fā)送給所述麥克風(fēng)陣列數(shù)據(jù)處理模塊132；

所述麥克風(fēng)陣列數(shù)據(jù)處理模塊132，用于在接收到所述第一處理后的語音信息后，對所述第一處理后的語音信息進(jìn)行第二處理，并將第二處理后的語音信息發(fā)送給所述處理器11，以使得所述處理器11在接收到該語音信息后，根據(jù)該語音信息控制所述運動控制模塊14執(zhí)行相應(yīng)的操作。

在本發(fā)明實施例中，所述信號調(diào)理模塊131包括濾波電路和放大電路。所述麥克風(fēng)陣列數(shù)據(jù)處理模塊132包括多通道AD采集、DSP數(shù)據(jù)處理和硬件中斷觸發(fā)。

具體的，多個麥克風(fēng)形成的陣列采集語音信號然后對每路信號進(jìn)行硬件濾波以及信號放大，該信號通過麥克風(fēng)陣列數(shù)據(jù)處理模塊132，在其中包含AD采集轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后進(jìn)行算法數(shù)據(jù)處理，最終的信號傳送到處理器11。

可選的，所述麥克風(fēng)陣列數(shù)據(jù)處理模塊132的型號可以為科大訊飛XFM10211模塊。該模塊利用麥克風(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，并對波束以外的噪聲進(jìn)行抑制，以保證較高的錄音質(zhì)量。主要有以下特性：2麥克風(fēng)線性麥克風(fēng)陣列；語音喚醒；回聲消除；語音打斷；去混響。其中，所述2麥克風(fēng)線性麥克風(fēng)陣列支持遠(yuǎn)場拾音，所述遠(yuǎn)場拾音是指運用遠(yuǎn)場識別和降噪技術(shù)，使拾音距離達(dá)到3米。所述語音喚醒是指用戶通過說出關(guān)鍵詞(默認(rèn)關(guān)鍵詞是“打開語音助手”)，可以將模塊從休眠狀態(tài)喚醒，喚醒后，會有WAKE_UP標(biāo)志位輸出。所述回聲消除是指在播放和錄音同時進(jìn)行的場景，模塊通過回聲消除技術(shù)，可以將揚聲器的聲音屏蔽，只接收用戶的聲音。語音打斷：在設(shè)備播音時，仍然可以喚醒，實現(xiàn)打斷效果。

本發(fā)明實施例通過采用麥克風(fēng)陣列采集語音信息，提高了機(jī)器人的抗干擾能力和穩(wěn)定性，解決了現(xiàn)有機(jī)器人對語音的識別度較低的問題。

實施例二：

圖2示出了本發(fā)明實施例二提供的一種機(jī)器人的組成示意圖，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實施例相關(guān)的部分，詳述如下：

如圖2所示，本發(fā)明實施例所示的機(jī)器人200與圖1所示的機(jī)器人100的區(qū)別之處在于本發(fā)明實施例所示的機(jī)器人200還包括：狀態(tài)采集模塊21、指示模塊22、無線模塊23、存儲模塊24、電源系統(tǒng)25以及數(shù)據(jù)庫服務(wù)器26。

其中，所述狀態(tài)采集模塊21與所述處理器11連接；

所述狀態(tài)采集模塊21用于采集所述機(jī)器人的狀態(tài)信息，并將所述狀態(tài)信息發(fā)送給所述處理器11。

具體地，所述狀態(tài)采集模塊21可以對所述機(jī)器人所在環(huán)境和一些交互信息進(jìn)行檢測，加強其智能性，增強其可玩性，為其娛樂功能服務(wù)。

可選的，所述狀態(tài)采集模塊21包括：

溫度傳感器211、光敏傳感器212、加速度傳感器213、紅外傳感器214以及觸摸傳感器215。

所述溫度傳感器211，可以采用電阻式溫度傳感器，只要將其布置在電路板位置能表征室溫的地方，室溫的變化就會轉(zhuǎn)換成電阻變換，再通過A/D采集便可解析出溫度。

所述光敏傳感器212，通過光敏器件(如光敏三極管、光敏二極管、光敏電阻等)獲得光線的變化數(shù)據(jù)，獲得光敏信號，經(jīng)處理后發(fā)送至處理器11。

所述加速度傳感器213，通過加速度芯片獲得返回x、y、z三軸的加速度數(shù)值,經(jīng)處理后發(fā)送至處理器11。

所述紅外傳感器214，可以采用紅外線反射式傳感器，利用紅外線反射的原理，根據(jù)反射的強度來判定前方是否有障礙。在距離適中時測量精度很高。由于使用的是紅外線，所以抗干擾能力很強,能有效避免機(jī)器人在運動過程中碰撞問題。

所述觸摸傳感器215，通過觸摸片獲得觸摸電容的變化數(shù)據(jù)，進(jìn)而獲得觸摸信息，經(jīng)處理后發(fā)送至處理器11,可以作為和用戶互動的一種方式。

可選的，所述指示模塊22與所述處理器11連接；

所述指示模塊22，用于在接收到所述處理器11發(fā)送的指示信息后，根據(jù)所述指示信息執(zhí)行相應(yīng)的操作。

在本發(fā)明實施例中，所述指示模塊22包括LED驅(qū)動電路和LED。LED驅(qū)動電路以及LED可以實現(xiàn)燈光效果以及一些指示功能。

可選的，所述機(jī)器人200還可以包括提示模塊，所述提示模塊包括音頻放大電路和喇叭。音頻放大電路為喇叭提供相應(yīng)的功率，使其將音頻信號還原出聲音，來完成提示音，語音回復(fù)等相應(yīng)響應(yīng)效果。

可選的，所述無線模塊23與所述處理器11連接。

在本發(fā)明實施例中，所述無線模塊23包括但不限于wifi模塊，用于實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的連接以及與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間的通訊。

可選的，所述存儲模塊24與所述處理器11連接。

在本發(fā)明實施例中，所述存儲模塊24可以與所述處理器11組合形成主系統(tǒng)，所述存儲模塊24可以用于存儲所述處理器11接收到的數(shù)據(jù)或者處理的數(shù)據(jù)。其中，所述存儲模塊24可以為雙倍速率同步動態(tài)隨機(jī)存儲器(Double Data Rate，DDR)、FLASH存儲器、TF卡、SD卡等。

可選的，所述電源系統(tǒng)25與所述處理器11連接；

所述電源系統(tǒng)25，用于向所述處理器11供電。

具體地，所述電源系統(tǒng)25可以包括電池(如鋰電池)、充電電路和電壓轉(zhuǎn)換電路，以實現(xiàn)對整個機(jī)器人系統(tǒng)的供電。所述充電電路對電池進(jìn)行充電，并提供充電電流限制、充電電壓管控、充電指示等相關(guān)的控制與指示。電壓轉(zhuǎn)換電路，通過電壓轉(zhuǎn)換電路，如LDO轉(zhuǎn)換電路，DC-DC轉(zhuǎn)換電路、PMU電源管理電路等，將輸入的電壓轉(zhuǎn)換成內(nèi)部器件所需要的電壓。鋰電池可以采用常規(guī)的聚合物鋰電池。

可選的，所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器26與所述處理器11連接；

所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器26，用于在接收到所述處理器11發(fā)送的請求信息時，根據(jù)該請求信息向所述處理器11反饋相應(yīng)的應(yīng)答信息。

其中，所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器26作為機(jī)器人系統(tǒng)的后臺資源存儲著相應(yīng)的內(nèi)容數(shù)據(jù)。包括但不限于問答數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，音頻曲目數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，知識百科數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等。

問答數(shù)據(jù)庫服務(wù)器可以根據(jù)用戶需要自行搭建，設(shè)計并編輯一定數(shù)量的對答數(shù)據(jù)內(nèi)容，最終再通過用戶使用逐步積累。音頻曲目數(shù)據(jù)庫服務(wù)器可以采用與第三方音樂平臺(如QQ音樂，百度音樂等)進(jìn)行合作，通過中轉(zhuǎn)機(jī)器人系統(tǒng)可以訪問授權(quán)的第三方音樂平臺的音樂內(nèi)容。知識百科數(shù)據(jù)庫服務(wù)器也可以采用和已有成熟的數(shù)據(jù)庫來合作，使其提供豐富、優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)資源，如搜狗百科數(shù)據(jù)庫。基于以上服務(wù)器方案可以給用戶提供豐富的娛樂內(nèi)容資源。

在本發(fā)明實施例的一種實際應(yīng)用場景中，以用戶發(fā)起一次功能操作為例，首先用戶語音發(fā)起喚醒指令，如“小Q小Q”，系統(tǒng)的語音偵聽系統(tǒng)進(jìn)行采集解析，判斷是否喚醒指令，如果是，置位中斷引腳，硬件中斷啟動交互系統(tǒng)，準(zhǔn)備就緒后給出語音提示。同時根據(jù)喚醒指令的波束信息解析出發(fā)指令所處的位置，并啟動控制指令的偵聽。當(dāng)用戶收到準(zhǔn)備就緒提示時發(fā)出控制語音指令，如“唱一首劉德華的歌”，機(jī)器人通過多麥克風(fēng)陣列采集到語音信息，進(jìn)行增強與背景音濾除后，處理器進(jìn)行語音識別，然后指令解析并轉(zhuǎn)換成控制信號通過運動控制模塊、指示模塊、提示模塊等完成相關(guān)的執(zhí)行響應(yīng)。本條指令“唱一首劉德華的歌”，系統(tǒng)會從數(shù)據(jù)庫中分類出劉德華的歌曲依次播放。機(jī)器人也可以通過觸摸、光敏等傳感器完成一些交互，如用戶觸摸或靠近，系統(tǒng)會通過傳感器檢測，啟動交互軟件，進(jìn)行指令解析，最終進(jìn)行執(zhí)行反饋。例如，用靠近機(jī)器人，機(jī)器人開口“主人，我看到你了，陪我玩會吧”，增加了機(jī)器人的主動交互，提升智能性和趣味性。

所述領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，僅以上述各功能模塊的劃分進(jìn)行舉例說明，實際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要而將上述功能分配由不同的功能模塊完成，即所述裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分成不同的功能模塊，上述功能模塊既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件的形式實現(xiàn)。另外，各功能模塊的具體名稱也只是為了便于相互區(qū)別，并不用于限制本申請的保護(hù)范圍。

綜上所述，本發(fā)明實施例通過采用麥克風(fēng)陣列采集語音信息，提高了機(jī)器人的抗干擾能力和穩(wěn)定性，解決了現(xiàn)有機(jī)器人對語音的識別度較低的問題。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還可以理解，實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可以在存儲于一計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中，所述的存儲介質(zhì)，包括ROM/RAM、磁盤、光盤等。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。