一種家居智能機器人的語音交互系統技術方案

本實用新型專利技術提供了一種家居智能機器人的語音交互系統，包括語音采集傳感器、語音識別專用芯片、數字信號處理器、身份語音樣本庫存儲芯片、控制單元和指令處理單元，語音采集傳感器的信號輸出端連接到語音識別專用芯片，數字信號處理器分別與語音識別專用芯片、身份語音樣本庫存儲芯片和控制單元雙向信號連接導通，指令處理單元與控制單元雙向信號連接導通。本實用新型專利技術的有益效果是能夠對家庭成員進行特定語音識別，進而甄別出家人和陌生人的身份，高效地執行家庭成員的指令，同時也能對陌生人進行甄別后保持待機或向家人發出報警信息。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于家居智能機器人語音識別
，尤其是涉及一種家居智能機器人的語音交互系統。
技術介紹
語音控制方式是一種最具研究前景的家用機器人控制方式，其優點在于友好的人機交互性，使用者無需掌握專業知識，使用語言就可以完成對機器人的操控，可以滿足普通人甚至盲人等殘障人士的需求。語音識別系統是建立在語音識別技術基礎上的一個信息化、智能化的系統，這個系統能夠通過對說話方式進行識別，實現對連續的語音、連接詞語音和孤立詞語音進行識另IJ，同時能夠根據不同的語音特征進行身份識別。從語音識別的研究現狀來看，在比較安靜的環境下，對于正式的書面語言，語音識別系統已經達到了比較高的使用度；與工業機器人完全不同，家居智能機器人既可以充當家庭保安，也可以具備娛樂功能、清潔功能，但同時家居環境也是比較嘈雜的，現有技術制造出的家居智能機器人難以對環境中所有的語音指令進行無差別地識別執行，也不能通過語音識別家庭成員的特定的語音指令，不具有通過語音甄別身份的功能。
技術實現思路
有鑒于此，本技術旨在提出一種家居智能機器人的語音交互系統，能夠對家庭成員進行特定語音識別，進而甄別出家人和陌生人的身份，高效地執行家庭成員的指令，同時也能對陌生人進行甄別后保持待機或向家人發出報警信息。為達到上述目的，本技術的技術方案是這樣實現的:—種家居智能機器人的語音交互系統，包括語音采集傳感器、語音識別專用芯片、數字信號處理器、身份語音樣本庫存儲芯片、控制單元和指令處理單元，所述語音采集傳感器的信號輸出端連接到所述語音識別專用芯片，所述數字信號處理器分別與所述語音識別專用芯片、所述身份語音樣本庫存儲芯片和所述控制單元雙向信號連接導通，所述指令處理單元與所述控制單元雙向信號連接導通。進一步的，所述指令處理單元包括指令存儲芯片和指令執行模塊，所述指令存儲芯片和所述指令執行模塊都與所述控制單元雙向信號連接導通。進一步的，所述控制單元為單片機。進一步的，所述控制單元上還雙向信號連接有通信單元，所述通信單元包括藍牙模塊和無線WIFI連接模塊。進一步的，所述通信單元上設有USB數據接口。相對于現有技術，本技術所述的家居智能機器人的語音交互系統具有以下優勢:(I)本技術在使用過程中，會完成身份識別和指令解析執行兩部分工作，首先要進行身份識別，語音采集傳感器會采集到信號強度以及持續時間在自身正常采集閾值范圍內的語音信號，進而將語音信號通過信號輸出端傳輸到語音識別專用芯片上，語音識別專用芯片上采樣過家庭成員的語音，并將代表家庭成員聲音的音色、音調等語音特征與身份信息結合，通過數字信號處理器將家庭成員語音身份存儲到身份語音樣本庫存儲芯片中，此時數字信號處理器會爬取身份語音樣本庫存儲芯片中的語音身份信息，與語音識別專用芯片上的語音信號進行比對，若不能互相匹配，本技術會認定發送指令的人為陌生人，采取保持待機或向家人發出報警信息的動作；若外界語音信號指令與語音身份信息匹配成功，則進行指令解析執行的工作步驟，指令處理單元包括指令存儲芯片和指令執行模塊，指令存儲芯片中采集存儲有家庭成員的不同語音指令信息，通過采用語音分析方法分析出語音包含的詞語、句子等內容信息，這些參數形成指令語音樣本庫，身份匹配成功后，控制系統會提取語音指令中的內容信息，與指令存儲芯片內存儲的指令語音樣本庫中的存儲詞句進行相應匹配，匹配過程通常是聲音和字詞句內容的轉換過程，本動作可將所識別的語音轉換成可執行的任務指令，若指令解析成功，控制單元控制指令執行模塊進入指令執行階段；若指令解析失敗，則本技術進入待機模式。實現了能夠對家庭成員進行特定語音識別，進而甄別出家人和陌生人的身份，高效地執行家庭成員的指令，同時也能對陌生人進行甄別后保持待機或向家人發出報警信息，且各個單元程序簡單，后期維護成本低，升級方式靈活簡單。語音身份識別和指令確認，與現有的家用智能機器人區別開來，可與家居環境更好的融合，接近人與人之間的日常交流，為用戶提供了一個更方便簡潔的控制方式。(2)本技術可以通過與控制單元雙向信號連接的通信單元，通過藍牙模塊和無線WIFI連接模塊實現與外網信息交流更新，有助于及時更新數據庫信息，而且通信單元上設有的USB數據接口有助于使用USB等外部存儲設備導入導出信息數據。【附圖說明】構成本技術的一部分的附圖用來提供對本技術的進一步理解，本技術的示意性實施例及其說明用于解釋本技術，并不構成對本技術的不當限定。在附圖中:圖1為本技術實施例的系統硬件結構框圖；圖2為本技術實施例的處理流程圖。附圖標記說明:1-語音采集傳感器，2-語音識別專用芯片，3-數字信號處理器，4-身份語音樣本庫存儲芯片，5-控制單元，6-指令處理單元，61-指令存儲芯片，62-指令執行模塊，7-通信單元。【具體實施方式】需要說明的是，在不沖突的情況下，本技術中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本技術。如圖1所示，本技術提供一種家居智能機器人的語音交互系統，包括語音采集傳感器1、語音識別專用芯片2、數字信號處理器3、身份語音樣本庫存儲芯片4、控制單元5和指令處理單元6，所述語音采集傳感器I的信號輸出端連接到所述語音識別專用芯片2，所述數字信號處理器3分別與所述語音識別專用芯片2、所述身份語音樣本庫存儲芯片4和所述控制單元5雙向信號連接導通，所述指令處理單元6與所述控制單元5雙向信號連接導通。所述指令處理單元6包括指令存儲芯片61和指令執行模塊62，所述指令存儲芯片61和所述指令執行模塊62都與所述控制單元5雙向信號連接導通。所述控制單元5為單片機。所述控制單元5上還雙向信號連接有通信單元7，所述通信單元7包括藍牙模塊和無線WIFI連接模塊。所述通信單元7上設有USB數據接口。本技術的硬件基于已公知的語音識別軟件TL-YYSB-S1.0運行，具體工作過程如圖1、2所不:—、需要提前建立信息備用數據庫:a、建立身份語音樣本庫:語音識別專用芯片2采樣家庭成員的語音信號，并將代表家庭成員語音信號的的音色、音調等語音特征與身份信息結合，通過數字信號處理器3將家庭成員語音身份存儲到身份語音樣本庫存儲芯片4中；b、建立指令語音樣本庫:指令存儲芯片61采集存儲家庭成員的不同語音指令信息，通過采用語音分析方法分析出語音包含的詞語、句子等內容信息，這些參數形成指令語音樣本庫；C、建立指令響應庫:指令語音樣本庫建立完成后，對本技術進行短時間的語音指令訓練，建立指令響應庫。指令解析成功后，控制單元5將會控制從指令響應庫中調取相應的響應過程，指令執行模塊62執行命令中的動作；二、實時接收外界語音指令信號工作:語音采集傳感器I采集信號強度以及持續時間在自身正常采集閾值范圍內的語音指令信號，進而將語音指令信號通過信號輸出端傳輸到語音識別專用芯片2上，數字信號處理器3調取身份語音樣本庫存儲芯片4中的身份語音樣本庫的語音身份信息，與語音識別專用芯片2上的語音指令信號進行比對，若不能互相匹配，本技術會認定發送指令的人為陌生人，采取保持待機或向家人發出報警信息的動作；若外界語音指令信號與身份語音樣本庫的語音身份信息匹配成功，則進行指令解析本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種家居智能機器人的語音交互系統，其特征在于：包括語音采集傳感器、語音識別專用芯片、數字信號處理器、身份語音樣本庫存儲芯片、控制單元和指令處理單元，所述語音采集傳感器的信號輸出端連接到所述語音識別專用芯片，所述數字信號處理器分別與所述語音識別專用芯片、所述身份語音樣本庫存儲芯片和所述控制單元雙向信號連接導通，所述指令處理單元與所述控制單元雙向信號連接導通。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉則，
申請(專利權)人：天津市微卡科技有限公司，
類型：新型
國別省市：天津;12