CN102152312A - 机器人系统和机器人系统执行任务的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人系统和机器人系统执行任务的方法。机器人系统包括机器人和服务器，机器人和服务器之间通过无线网络通信，当用户跟机器人对话时，机器人将用户的话语发送给服务器，由服务器进行语音识别，得出用户想要机器人执行任务的内容，机器人根据用户的指示执行相应的任务。在本发明中不需要用户用电子设备生成控制命令就能为用户控制家中电器的开关或调节器甚至执行某些特定的操作。

Description

机器人系统和机器人系统执行任务的方法

技术领域

本发明涉及一种机器人系统，包括机器人、服务器和设备控制器，设备控制器用于控制设备的开关或调整设备的运行状态。

本发明还涉及一种机器人系统执行任务的方法，机器人系统包括机器人、服务器和设备控制器，设备控制器控制设备的开关或调整设备的运行状态。

本发明还涉及一种机器人系统，包括机器人和服务器。

本发明还涉及一种机器人系统执行任务的方法，机器人系统包括机器人和服务器。

背景技术

在人们的日常生活中，机器人扮演越来越重要的角色。传统的机器人将各种各样的功能单元内置在机器人身上，由于受限于机器人处理能力与存储能力，使得机器人各方面的处理能力受到很大的限制，从而影响了机器人智能化的提高。

中国发明专利说明书ZL200710177973.2公开了一种智能家居保姆系统和多网络单点接入集成方法。

该系统包括：中央控制器、机器人终端执行器、远程控制终端和设备终端执行器；中央控制器通过无线的方式控制机器人终端执行器和设备终端执行器，远程控制终端与中央控制器无线通信，通过中央控制器控制机器人终端执行器和设备终端执行器。

该发明中，中央控制器相当于服务器，机器人终端执行器相当于机器人，远程控制终端相当于手机或电脑，设备终端执行器相当于电器的开关或调节器。该发明用于解决用户不在家中时无法控制家中电器的开关或调节器的问题，但是对于家中不会操作手机、电脑的小孩或老人，该发明不能为他们控制家中电器的开关或调节器。

发明内容

本发明的目的是提供一种机器人系统和机器人系统执行任务的方法，其不需要人们用电子设备生成控制命令就能为人们控制家中电器的开关或调节器甚至执行某些特定的操作。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种机器人系统，包括机器人、服务器和设备控制器，设备控制器用于控制设备的开关或调整设备的运行状态，机器人包括语音获取模块和第一通信模块，语音获取模块用于获取用户的语音数据，第一通信模块用于将语音数据发送给服务器和从服务器接收任务指令以及将任务指令发送给设备控制器；服务器包括第二通信模块、语音识别模块、任务指令生成模块和存储模块，第二通信模块用于接收机器人发送的语音数据和向机器人发送任务指令，语音识别模块用于识别语音数据并生成识别结果，任务指令生成模块用于将识别结果转化为任务指令，存储模块用于存储用户的语音特征和任务指令。

优选地，所述机器人还包括：运动模块和任务执行模块，运动模块用于响应用户的召唤把机器人运动到用户附近或用于根据任务指令运动，任务执行模块用于根据任务指令执行相应的任务；所述服务器还包括语音学习模块，用于学习用户的语音并生成相应的语音特征。

根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种机器人系统执行任务的方法，机器人系统包括机器人、服务器和设备控制器，该方法包括步骤：设备控制器控制设备的开关或调整设备的运行状态，该机器人包括语音获取模块和第一通信模块，该服务器包括第二通信模块、语音识别模块、任务指令生成模块和存储模块，该方法还包括以下步骤：语音获取模块获取用户的语音数据，第一通信模块将语音数据发送给服务器，第二通信模块接收语音数据，语音识别模块从存储器中读取用户的语音特征数据以识别语音数据并生成识别结果，任务指令生成模块从存储器中读取任务指令以将识别结果转化为任务指令，第二通信模块将任务指令发送给机器人，第一通信模块接收任务指令并判断任务的执行主体，若任务的执行主体是设备控制器，机器人将任务指令发送给设备控制器。

优选地，所述机器人还包括运动模块和任务执行模块，所述服务器还包括语音学习模块，该方法还包括以下步骤：当用户召唤时，运动模块把机器人运动到用户附近，当需要执行任务时，运动模块根据任务指令运动；任务执行模块根据任务指令执行相应的任务；语音学习模块学习用户的语音并生成相应的语音特征。

根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种机器人系统，包括机器人和服务器，机器人包括语音获取模块、第一通信模块和任务执行模块，语音获取模块用于获取用户的语音数据，第一通信模块用于将语音数据发送给服务器和从服务器接收任务指令，任务执行模块用于根据任务指令执行相应的任务；服务器包括第二通信模块、语音识别模块、任务指令生成模块和存储模块，第二通信模块用于接收机器人发送的语音数据和向机器人发送任务指令，语音识别模块用于识别语音数据并生成识别结果，任务指令生成模块用于将识别结果转化为任务指令，存储模块用于存储用户的语音特征和任务指令。

优选地，所述机器人还包括：运动模块，用于响应用户的召唤把机器人运动到用户附近或用于根据任务指令运动。

优选地，所述服务器还包括语音学习模块，用于学习用户的语音并生成相应的语音特征。

根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种机器人系统执行任务的方法，机器人系统包括机器人和服务器，该机器人包括语音获取模块、第一通信模块和任务执行模块，该服务器包括第二通信模块、语音识别模块、任务指令生成模块和存储模块，该方法还包括以下步骤：语音获取模块获取用户的语音数据，第一通信模块将语音数据发送给服务器，第二通信模块接收语音数据，语音识别模块从存储器中读取用户的语音特征数据以识别语音数据并生成识别结果，任务指令生成模块从存储器中读取任务指令以将识别结果转化为任务指令，第二通信模块将任务指令发送给机器人，第一通信模块接收任务指令，任务执行模块根据任务指令执行相应的任务。

优选地，所述机器人还包括运动模块，该方法还包括以下步骤：当用户召唤时，运动模块把机器人运动到用户附近，当需要执行任务时，运动模块根据任务指令运动。

优选地，所述服务器还包括语音学习模块，该方法还包括以下步骤：语音学习模块学习用户的语音并生成相应的语音特征。

附图说明

图1为本发明的机器人系统的一个实施例的示意图。

图2为本发明的机器人系统的另一个实施例的示意图。

图3为本发明的机器人的框图。

图4为本发明的服务器的框图。

图5为本发明的机器人系统执行方法的一个实施例的流程图。

图6和图7为本发明的机器人系统执行方法的另一个实施例的流程图。

具体实施方式

参考图1，本发明的机器人系统由服务器101、机器人102和设备控制器103组成。服务器101和机器人102连接到无线网络，通过无线网络通信。这里所述的无线网络可以是3G通信网、Wi-Fi网、Zigbee网等；机器人102和设备控制器103也连接到无线网络，通过无线网络通信，这个无线网络可以是Wi-Fi网、Zigbee网等。机器人102用于获取用户的语音数据，当然，为了获取用户的语音数据，机器人102有时候需要运动到用户的附近，机器人102还可用于执行任务。机器102人可以执行的任务包括：用机械手搬运物体、移动物体、关闭家庭设备的开关等；用摄像头拍摄某一场景的图像或视频，如躺在床上的用户可以通过机器人的摄像头看厨房的锅里的水是否烧开；用扬声器播放一些音乐或用扬声器、第一通信模块和语音获取模块的组合来跟远方的人通电话；用显示屏播放从服务器或互联网上的电影，甚至为用户提供视频电话的功能；用温度传感器探测室外的温度或者与气体传感器结合在一起探测火灾；用气体传感器来探测厨房里是否有煤气泄漏了或者探测烟雾。分析语音数据和识别语音数据的工作由服务器101来执行。设备控制器103用于控制家庭设备的开关或调节器，家庭设备可以是空调、煤气炉、电灯、门锁等。

参考图2，本发明的机器人系统由服务器101和机器人102组成。服务器101和机器人102连接到无线网络，通过无线网络通信。这里所述的无线网络可以是3G通信网、Wi-Fi网、Zigbee网等。机器人102用于获取用户的语音数据，当然，为了获取用户的语音数据，机器人有时候需要运动到用户的附近，除此之外，机器人还可用于执行任务。机器人102可以执行的任务包括：用机械手搬运物体、移动物体、关闭家庭设备的开关等；用摄像头拍摄某一场景的图像或视频，如躺在床上的用户可以通过机器人的摄像头看厨房的锅里的水是否烧开；用扬声器播放一些音乐或用扬声器、第一通信模块和语音获取模块的组合来跟别人通电话；用显示屏播放从服务器或互联网上的电影，甚至为用户提供视频电话的功能；用温度传感器探测室外的温度或者与气体传感器结合在一起探测火灾；用气体传感器来探测厨房里是否有煤气泄漏了或者探测烟雾。服务器101用于分析语音数据和识别语音数据。

参考图3，本发明的机器人102包括第一控制模块303、第一通信模块301、语音获取模块304、任务执行模块302、运动模块305和电源模块306。第一控制模块303用于对机器人102执行总体控制；语音获取模块304用于获取用户的语音数据；第一通信模块301用于将用户的语音数据通过无线网络发送给服务器101以及从服务器101接收任务指令，在本发明的机器人系统包括设备控制器103的实施例中，第一通信模块301还用于将任务指令发送给设备控制器103；电源模块306用于向机器人102供电；运动模块305用于使机器人102运动到用户附近或者根据任务指令运动到指令地点；任务执行模块302用于根据任务指令执行任务，任务执行模块302可以是机械手、摄像头、扬声器、显示屏、温度传感器和气体传感器等。

参考图4，本发明的服务器101包括第二控制模块404、第二通信模块405、语音学习模块402、语音识别模块403和存储模块401。第二控制模块404用于对服务器101执行总体控制；第二通信模块405用于接收机器人102发送的语音数据和向机器人102发送任务指令；语音识别模块403在第二通信模块405接收到语音数据后对语音数据进行识别并生成语音识别结果，语音识别模块403根据语音识别结果从存储模块401中调用任务指令，并发送给第二控制模块404，当然，调用任务指令也可以由第二控制模块404来执行；存储模块401中存储了用户的语音特征和任务指令，供语音识别模块403或第二控制模块404读取，任务指令包括任务的执行主体和任务的执行内容；语音学习模块402用于对用户的语音进行学习，并生成基于用户的语音特征，这些语音特征存储在存储模块401中。

参考图5，本实施例是基于机器人102处在用户附近这个情况下考虑的。在本发明中，如果机器人102系统不包括设备控制器103，那么服务器101生成的任务指令中就不需要包含任务的执行主体，机器人102也不需要判断任务指令的执行主体，同时，本实施例也不需要由设备控制器103来执行任务的步骤了。在步骤501，机器人102获取用户的声音，这个步骤是由机器人102中的语音获取模块304来执行的。在步骤502，机器人102将用户的语音数据通过第一通信模块301发送给服务器101，机器人102与服务器101之间的通信可以通过3G网络来进行，也可通过2G网络或Wi-Fi、Zigbee等网络来进行。如果是3G网络，服务器101可以放置在距离机器人102较远的地方，如果是Wi-Fi、Zigbee等网络，服务器101可以放置在距离机器人102较近的地方。在步骤503，服务器101中的语音识别模块403对语音数据进行识别，在识别的过程中，语音识别模块403从存储模块401中调用语音特征，并根据语音特征和语音数据进行比对，得出语音识别的结果。在步骤504，语音识别模块403根据语音识别结果从存储模块401中查找任务指令，任务指令包括任务的执行主体和任务的执行内容，然后把任务指令发送给第二控制器404，由第二通信模块402发送给机器人102，当然，也可以由第二控制模块404来从存储模块401中查找任务指令。在步骤505，机器人102接收任务指令并分析任务的执行主体和执行内容。如果任务的执行主体是机器人102，则进入步骤507，如果任务的执行主体是设备控制器103，则进入步骤508。在步骤507，机器人102根据任务指令执行相关操作，机器人102上的任务执行模块302可以是机械手、摄像头、扬声器、显示屏、温度传感器和气体传感器等，相对应地，机器人102可以执行的任务包括：用机械手搬运物体、移动物体、关闭家庭设备的开关等；用摄像头拍摄某一场景的图像或视频，如躺在床上的用户可以通过机器人的摄像头看厨房的锅里的水是否烧开；用扬声器播放一些音乐或用扬声器、第一通信模块和语音获取模块的组合来跟别人通电话；用显示屏播放从服务器或互联网上的电影，甚至为用户提供视频电话的功能；用温度传感器探测室外的温度或者与气体传感器结合在一起探测火灾；用气体传感器来探测厨房里是否有煤气泄漏了或者探测烟雾。在步骤508，机器人102将任务指令发送给设备控制器103，机器人102和设备控制器103可以通过Wi-Fi网、Zigbee网或红外线等通信。当接收到任务指令时，设备控制器103可以向机器人101反馈一个接收成功的命令。在步骤509，设备控制器103根据任务指令执行相关操作。

参考图6和图7，本实施例是基于机器人102不在用户附近这个情况下考虑的。由于机器人102不在用户附近，所以当用户向机器人102传达指令时，机器人102获取的用户的语音数据可能不清晰。在这种情况下机器人102需要运动到用户的附近，以更真实地获取用户的声音数据。在本发明中，如果机器人102系统不包括设备控制器103，那么服务器101生成的任务指令中就不需要包含任务的执行主体，机器人102也不需要判断任务指令的执行主体，同时，本实施例也不需要由设备控制器103来执行任务的步骤了。在步骤601，机器人102探测环境中的声音。机器人102可以通过让语音获取模块304一直处于开启的状态，然后反复地检测电流来探测环境中的是否有声音发出。若环境中有声音发出，则进入步骤603，否则返回步骤601。在步骤603，机器人102通过语音获取模块304获取声音数据。在步骤604，机器人102和服务器101建立通信信道，机器人101的第一通信模块301通过信道将语音数据发送给服务器101的第二通信模块405，机器人102和服务器101之间的通信可以通过3G移动通信网络或2G移动通信网络来进行。在步骤605，服务器101的第二通信模块405接收声音数据，第二控制模块404识别出机器人102的识别码，语音识别模块403从存储模块401中读取人类的声音频谱特征，将人类的声音频谱特征和声音数据进行比对以判断机器人102获取的声音是不是人发出的声音，也就是说，机器人102可能会将一些家庭中的杂音录下来传给服务器101，这时候用户其实并没有召唤机器人101，所以服务器101需要利用人类的声音频谱特征来识别这些声音是不是由用户发出的，若是，则进入步骤607，否则返回步骤601。在步骤607，服务器101的语音识别模块403从存储模块401中读取语音特征，然后将语音特征和用户的语音数据进行比对，识别出语音数据的内容。若服务器101的语音识别模块403识别出用户是在召唤机器人102，则进入步骤609，否则进入步骤702。在步骤609，服务器101把召唤指令发送给机器人102，召唤指令是指让机器人102运动到用户附近的命令。在步骤701，机器人102通过第一通信模块301接收召唤指令并驱动运动模块305以运动到用户附近。在步骤702，机器人102通过语音获取模块304获取用户的语音数据。在步骤703，机器人102将语音数据发送给服务器101，如果机器人102和服务器101的通信信道未关闭，则机器人102和服务器101可以继续沿用该信道，当然，机器人102和服务器101也可以重新建立通信信道。在步骤704，服务器101对语音数据进行识别并判断语音的内容，服务器101中的语音识别模块403从第二通信模块405中获取语音数据之后从存储模块401中读取用户的语音特征数据，然后将用户的语音数据和语音特征数据进行比对，得出语音识别结果。在步骤705，服务器101生成任务指令并将任务指令发送给机器人102，任务指令包括任务的执行主体和执行内容，任务指令存储在存储模块401中。生成任务指令这一步骤既可以由语音识别模块403来执行，也可以由第二控制模块404来执行，服务器101通过第二通信模块405将任务指令发送给机器人102。在步骤706，机器人102的第一通信模块301接收任务指令并由第一控制模块303分析任务的执行主体和执行内容。第一控制模块303判断任务的执行主体是否是机器人102，若是，则进入步骤708，否则，进入步骤709。在步骤708，机器人102根据任务指令执行相关操作。在步骤709，机器人102将任务指令发送给设备控制器103。在步骤710，设备控制器103接收到任务指令后根据任务指令执行相关操作。

本发明将语音识别的工作分配给服务器101承担，一方面可以减少机器人102的数据处理量，机器人101不需要很高的芯片配置，机器人101的成本可以得到降低；另一方面可以让服务器102专注于做语音识别的工作，语音识别效果会更加理想。

Claims (10)

1.一种机器人系统，包括机器人、服务器和设备控制器，设备控制器用于控制设备的开关或调整设备的运行状态，其特征是：

机器人包括语音获取模块和第一通信模块，语音获取模块用于获取用户的语音数据，第一通信模块用于将语音数据发送给服务器和从服务器接收任务指令以及将任务指令发送给设备控制器；

服务器包括第二通信模块、语音识别模块、任务指令生成模块和存储模块，第二通信模块用于接收机器人发送的语音数据和向机器人发送任务指令，语音识别模块用于识别语音数据并生成识别结果，任务指令生成模块用于将识别结果转化为任务指令，存储模块用于存储用户的语音特征和任务指令。

2.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征是所述机器人还包括：运动模块和任务执行模块，运动模块用于响应用户的召唤把机器人运动到用户附近或用于根据任务指令运动，任务执行模块用于根据任务指令执行相应的任务；所述服务器还包括语音学习模块，用于学习用户的语音并生成相应的语音特征。

3.一种机器人系统执行任务的方法，机器人系统包括机器人、服务器和设备控制器，该方法包括步骤：设备控制器控制设备的开关或调整设备的运行状态，其特征是该机器人包括语音获取模块和第一通信模块，该服务器包括第二通信模块、语音识别模块、任务指令生成模块和存储模块，该方法还包括以下步骤：语音获取模块获取用户的语音数据，第一通信模块将语音数据发送给服务器，第二通信模块接收语音数据，语音识别模块从存储器中读取用户的语音特征数据以识别语音数据并生成识别结果，任务指令生成模块从存储器中读取任务指令以将识别结果转化为任务指令，第二通信模块将任务指令发送给机器人，第一通信模块接收任务指令并判断任务的执行主体，若任务的执行主体是设备控制器，机器人将任务指令发送给设备控制器。

4.根据权利要求3所述的机器人系统执行任务的方法，其特征是所述机器人还包括运动模块和任务执行模块，所述服务器还包括语音学习模块，该方法还包括以下步骤：当用户召唤时，运动模块把机器人运动到用户附近，当需要执行任务时，运动模块根据任务指令运动；任务执行模块根据任务指令执行相应的任务；语音学习模块学习用户的语音并生成相应的语音特征。

5.一种机器人系统，包括机器人和服务器，其特征是：

机器人包括语音获取模块、第一通信模块和任务执行模块，语音获取模块用于获取用户的语音数据，第一通信模块用于将语音数据发送给服务器和从服务器接收任务指令，任务执行模块用于根据任务指令执行相应的任务；

服务器包括第二通信模块、语音识别模块、任务指令生成模块和存储模块，第二通信模块用于接收机器人发送的语音数据和向机器人发送任务指令，语音识别模块用于识别语音数据并生成识别结果，任务指令生成模块用于将识别结果转化为任务指令，存储模块用于存储用户的语音特征和任务指令。

6.根据权利要求5所述的机器人系统，其特征是所述机器人还包括：运动模块，用于响应用户的召唤把机器人运动到用户附近或用于根据任务指令运动。

7.根据权利要求5至6中任意一项所述的机器人系统，其特征是所述服务器还包括语音学习模块，用于学习用户的语音并生成相应的语音特征。

8.一种机器人系统执行任务的方法，机器人系统包括机器人和服务器，其特征是该机器人包括语音获取模块、第一通信模块和任务执行模块，该服务器包括第二通信模块、语音识别模块、任务指令生成模块和存储模块，该方法还包括以下步骤：

语音获取模块获取用户的语音数据，第一通信模块将语音数据发送给服务器，第二通信模块接收语音数据，语音识别模块从存储器中读取用户的语音特征数据以识别语音数据并生成识别结果，任务指令生成模块从存储器中读取任务指令以将识别结果转化为任务指令，第二通信模块将任务指令发送给机器人，第一通信模块接收任务指令，任务执行模块根据任务指令执行相应的任务。

9.根据权利要求8所述的机器人系统执行任务的方法，其特征是所述机器人还包括运动模块，该方法还包括以下步骤：当用户召唤时，运动模块把机器人运动到用户附近，当需要执行任务时，运动模块根据任务指令运动。

10.根据权利要求8至9中任意一项所述的机器人系统执行任务的方法，其特征是所述服务器还包括语音学习模块，该方法还包括以下步骤：语音学习模块学习用户的语音并生成相应的语音特征。

Images