CN107085463A - 一种支持自然语言信息交互的智能设备控制体系和方法 - Google Patents

一种支持自然语言信息交互的智能设备控制体系和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种支持自然语言信息交互的智能设备控制体系，包括客户端、智能设备和智能大脑。其中，客户端用于接收人们输入的以自然语言表达或格式化的控制信息，智能设备用于根据控制信息完成相应的功能；智能大脑则用于帮助智能设备理解控制信息。一种支持自然语言信息交互的智能设备控制方法，详细描述了在该体系中人操控智能设备以及智能大脑帮助智能设备的具体步骤。通过本发明，人们能够通过文本或语音以自然语言形式的控制信息，对智能化程度较低的智能设备，进行灵活简便的操控，从而能够在降低智能设备制造复杂度的同时，大幅度提升人们的操控能力和交互体验。

Description

一种支持自然语言信息交互的智能设备控制体系和方法
技术领域
本发明属于信息技术和物联网领域，涉及对智能设备的操控问题，特别涉及人如何自如地以自然语言形式与智能设备的交互操作问题。
背景技术
随着移动互联网、物联网和人工智能的飞速发展，越来越多的智能设备能够入网，接受人们的控制，帮助人们完成很多富有想象力的工作，提升人们的生活和工作质量，例如远程监控摄像头、智能家居、智能汽车、无人机、机器人和智能穿戴设备等。
目前，人们对智能设备的操控通常通过应用程序的菜单、图标以及配合物理操纵设备进行，有的还可以接受简单的语音控制，但通常都是格式化的控制指令信息。智能设备在与人的结合上还处于初级阶段，人的高智能性与智能设备的低智能性不能很好地匹配，使操控性和交互体验大打折扣。特别是在智能设备发展的初期，智能设备的制造厂商还不会投入大量资金去提升智能设备的智能性，不会对智能设备的控制接口作大的升级改造。
这一方面是人们需要对智能设备有更加灵活自如的控制，另一方面是智能设备由于自身的计算处理资源和成本有限，无法达到较高的智能性。因此，本发明公开了一种支持自然语言信息交互的智能设备控制体系和方法，通过在人与智能设备的交互操作中添加辅助智能装置，构建由人、智能设备和智能大脑三者组成的互动体系，利用智能大脑来提升智能设备的智能性，使智能设备能够理解人们更为自如复杂的控制信息，从而提升人们对智能设备的操控能力和交互体验性。
通过该发明，在人们（用户）看来，智能设备的智能性大幅度提高，人们能够通过文本或语音，以自然语言形式自如地操控智能设备；在智能设备一方，智能设备本身并没有大的改动，遇到它不理解的操控信息，它会向智能大脑请求帮助，智能大脑会告诉它人们发来的是什么样的操控指令。
发明内容
本发明的目的，是为人们与智能设备的交互操作，提供一种辅助智能装置，从而建立人、智能设备和智能大脑三者互动的体系，使得人们能够更直接、简便、自如地操控智能设备，同时又在不增加智能设备控制接口复杂度的条件下，与人们进行灵活方便的互动。本发明通过帮助智能设备理解人们发送的形式多样灵活多变的控制信息，在不改变智能设备的情况下，提升了智能设备的智能性和操控性。
本发明的一种支持自然语言信息交互的智能设备控制体系，用于人对智能设备的操控，由客户端、智能设备和智能大脑三部分组成，具体如下：
（1）客户端
客户端提供人机交互接口，人通过客户端发出控制信息去操控智能设备；运行在智能手机、平板电脑、笔记本电脑和桌面主机等终端上，包括一个即时通信模块、一个语音识别模块和至少一个应用模块；其中，即时通信模块支持以文本和语音方式输入控制信息，语音识别模块用于将语音输入的控制信息转换为文本信息，应用模块则运行在即时通信模块之上，支持对智能设备的远程细粒度控制。
（2）智能设备
智能设备具有计算处理能力和智能特性的物联网设备，用于完成人需要的功能；包括即时通信、控制信息解析和功能三个模块；其中，即时通信模块用于接收来自客户端的控制信息以及向智能大脑转发控制信息，接收来自智能大脑的控制指令或报错信息，获取来自功能模块的执行结果信息或自身状态信息，向客户端发送执行结果信息和自身状态信息或报错信息；控制信息解析模块用于解析控制信息得到控制指令，能够解析格式化的控制信息；功能模块则用于根据控制指令执行智能设备相应的功能。智能设备的制造可在普通物联网设备中增加所述即时通信模块和控制信息解析模块而得到。
（3）智能大脑
智能大脑具有比智能设备更高智能化水平的设备，用于帮助智能设备与人进行交互操作。它帮助智能设备理解复杂的控制信息，包括即时通信和智能分析两个模块；其中，即时通信模块用于接收来自智能设备的控制信息以及给智能设备发回解析后的控制指令或报错信息，智能分析模块则用于分析理解控制信息并将控制信息转换为控制指令。智能大脑可根据不同的应用方向、专业方向或智能设备类别进行分类、设计与实现，不同类别的智能大脑具有不同的智能分析模块。
在该体系中，人通过客户端与智能设备交互操作，智能大脑帮助智能设备理解客户端发来的控制信息，客户端与智能设备、智能设备与智能大脑均通过网络进行相互通信。在通过网络建立起一个智能设备控制系统之前，系统中的所有客户端与智能设备、智能设备与智能大脑之间都应进行双向身份鉴别。
在该体系中的关键数据，即人通过客户端发出的控制信息，用于对智能设备的操控，它既包含格式化的控制信息，也包含自然语言形式表述的控制信息。
一种支持自然语言信息交互的智能设备控制方法，分为如下步骤：
（1）人通过客户端向智能设备发出控制信息；
（2）智能设备收到并解析控制信息；
（3）如果智能设备能够解析控制信息，就会直接得到控制指令；
（4）如果智能设备不能解析控制信息，就会将控制信息转发给智能大脑；
（5）智能大脑收到并解析控制信息；
（6）如果智能大脑能够解析控制信息，就会得到控制指令并将控制指令发回给智能设备；
（7）如果智能大脑不能解析控制信息，就会产生报错信息并发给智能设备；
（8）智能设备根据控制指令执行相关功能动作；
（9）智能设备将执行结果和相关状态信息或报错信息反馈给客户端。
通过本发明，人们能够以较高智能化水平的控制方法，比如通过语音控制信息、自然语言形式的口语化的控制信息，对智能化程度较低的智能设备，进行灵活简便的操控，从而能够在降低智能设备制造复杂度的同时，大幅度提升人们的操控能力和交互体验。
附图说明
图1是本发明的智能设备控制体系的结构框图。
图2是本发明的智能设备控制体系的部署示意图。
图3是本发明的智能设备控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的智能设备控制体系的结构框图。一种支持自然语言信息交互的智能设备控制体系，用于人对智能设备的操控，由客户端、智能设备和智能大脑三部分组成，具体如下：
（1）客户端
客户端提供人机交互接口，人通过客户端发出控制信息去操控智能设备；运行在智能手机、平板电脑、笔记本电脑和桌面主机等终端上，包括一个即时通信模块、一个语音识别模块和至少一个应用模块；其中，即时通信模块支持以文本和语音方式输入控制信息，语音识别模块用于将语音输入的控制信息转换为文本信息，应用模块则运行在即时通信模块之上，支持对智能设备的远程细粒度控制。
（2）智能设备
智能设备具有计算处理能力和智能特性的物联网设备，用于完成人需要的功能；包括即时通信、控制信息解析和功能三个模块；其中，即时通信模块用于接收来自客户端的控制信息以及向智能大脑转发控制信息，接收来自智能大脑的控制指令或报错信息，获取来自功能模块的执行结果信息或自身状态信息，向客户端发送执行结果信息和自身状态信息或报错信息；控制信息解析模块用于解析控制信息得到控制指令，能够解析格式化的控制信息；功能模块则用于根据控制指令执行智能设备相应的功能。智能设备的制造可在普通物联网设备中增加所述即时通信模块和控制信息解析模块而得到。
（3）智能大脑
智能大脑具有比智能设备更高智能化水平的设备，用于帮助智能设备与人进行交互操作。它帮助智能设备理解复杂的控制信息，包括即时通信和智能分析两个模块；其中，即时通信模块用于接收来自智能设备的控制信息以及给智能设备发回解析后的控制指令或报错信息，智能分析模块则用于分析理解控制信息并将控制信息转换为控制指令。智能大脑可根据不同的应用方向、专业方向或智能设备类别进行分类、设计与实现，不同类别的智能大脑具有不同的智能分析模块。
在该体系中，人通过客户端与智能设备交互操作，智能大脑帮助智能设备理解客户端发来的控制信息，客户端与智能设备、智能设备与智能大脑均通过网络进行相互通信。在通过网络建立起一个智能设备控制系统之前，系统中的所有客户端与智能设备、智能设备与智能大脑之间都应进行双向身份鉴别。
在该体系中的关键数据，即人通过客户端发出的控制信息，用于对智能设备的操控，它既包含格式化的控制信息，也包含自然语言形式的控制信息。通常，智能设备可以理解格式化的控制信息，但对复杂多变的以自然语言表述的控制信息就无能为力了，这就需要智能大脑的帮助。
所谓格式化的控制信息，就是严格定义数据格式的信息，如下：
控制信息 := 设备标识 + 动作 + 参数；
例如，空调打开26度，客厅电视打开5频道。
所谓自然语言形式的控制信息，通常就是人们口语化表达的信息，会遵从基本的自然语言语法，但没有严格的格式限制，例如，“有点热，空调开到26度吧！”，“有足球赛直播，快看CCTV5高清频道”。
图2是本发明的智能设备控制体系的部署示意图。为清楚说明本发明的应用，这里以一个简单的家庭中的智能家居控制网络为例。家庭成员的3个人，与智能安防、智能家电、智能汽车和智能穿戴设备等智能设备，以及一台用于智能家居的智能大脑，就构成了一个智能家居控制网络。在该网络中，人与智能设备网络相连，智能设备与智能大脑网络相连，家庭成员可以通过互联网来操作智能设备。
这里，每个家庭成员会有一个即时通信账号，他们也会给每台智能设备绑定一个即时通信账号，智能大脑也会有一个即时通信账号，智能家居控制网络中所有的人和智能设备的即时通信账号会在一个通信组群中，人能够以自然语言对话的方式，对智能设备进行操控，当然人也可以用格式化的控制指令对智能设备进行操控。这里，即时通信只是一种高效直观的通信方式，该体系还支持利用其他方式与智能设备进行网络连接。智能大脑既可以直接加入到人与智能设备的即时通信群中，作为一个成员与智能设备通信，也可以隐身为一个即时通信机器人，仅帮助智能设备解析控制信息。
图3是本发明的智能设备控制方法的流程图。一种支持自然语言信息交互的智能设备控制方法的具体步骤如下：
（1）人通过客户端向智能设备发出控制信息；
（2）智能设备收到并解析控制信息；
（3）如果智能设备能够解析控制信息，就会直接得到控制指令；
（4）如果智能设备不能解析控制信息，就会将控制信息转发给智能大脑；
（5）智能大脑收到并解析控制信息；
（6）如果智能大脑能够解析控制信息，就会得到控制指令并将控制指令发回给智能设备；
（7）如果智能大脑不能解析控制信息，就会产生报错信息并发给智能设备；
（8）智能设备根据控制指令执行相关功能动作；
（9）智能设备将执行结果和相关状态信息或报错信息反馈给客户端。

Claims (10)

1.一种支持自然语言信息交互的智能设备控制体系，用于人对智能设备的操控，由客户端、智能设备和智能大脑三部分组成，具体如下：
客户端：提供人机交互接口，人通过客户端发出控制信息去操控智能设备；
智能设备：具有计算处理能力和智能特性的物联网设备，用于完成人需要的功能；
智能大脑：具有比智能设备更高智能化水平的设备，用于帮助智能设备与人进行交互操作。
2.根据权利要求1所述的智能设备控制体系，其特征在于，进一步地，人通过客户端与智能设备交互操作，智能大脑帮助智能设备理解客户端发来的控制信息，客户端与智能设备、智能设备与智能大脑均通过网络进行相互通信。
3.根据权利要求1或2所述的智能设备控制体系，其特征在于，进一步地，在由客户端、智能设备和智能大脑通过网络建立起一个智能设备控制系统之前，客户端与智能设备、智能设备与智能大脑之间应进行双向身份鉴别。
4.根据权利要求1或2所述的智能设备控制体系，其特征在于，所述客户端运行在智能手机、平板电脑、笔记本电脑和桌面主机等终端上，包括一个即时通信模块、一个语音识别模块和至少一个应用模块；其中，即时通信模块支持以文本和语音方式输入控制信息，语音识别模块用于将语音输入的控制信息转换为文本信息，应用模块则运行在即时通信模块之上，支持对智能设备的远程细粒度控制。
5.根据权利要求1或2或4所述的智能设备控制体系，其特征在于，所述控制信息用于对智能设备的操控，既包含格式化的控制信息，也包含自然语言形式的控制信息。
6.根据权利要求1或2所述的智能设备控制体系，其特征在于，所述智能设备包括即时通信、控制信息解析和功能三个模块；其中，即时通信模块用于接收来自客户端的控制信息以及向智能大脑转发控制信息，接收来自智能大脑的控制指令或报错信息，获取来自功能模块的执行结果信息或自身状态信息，向客户端发送执行结果信息和自身状态信息或报错信息；控制信息解析模块用于解析控制信息得到控制指令，能够解析格式化的控制信息；功能模块则用于根据控制指令执行智能设备相应的功能。
7.根据权利要求1或2或6所述的智能设备控制体系，其特征在于，进一步地，所述智能设备的制造可在普通物联网设备中增加所述即时通信模块和控制信息解析模块而得到。
8.根据权利要求1或2所述的智能设备控制体系，其特征在于，所述智能大脑用于帮助智能设备理解复杂的控制信息，包括即时通信和智能分析两个模块；其中，即时通信模块用于接收来自智能设备的控制信息以及给智能设备发回解析后的控制指令或报错信息，智能分析模块则用于分析理解控制信息并将控制信息转换为控制指令。
9.根据权利要求1或2或8所述的智能设备控制体系，其特征在于，进一步地，所述智能大脑可根据不同的应用方向、专业方向或智能设备类别进行分类、设计与实现，不同类别的智能大脑具有不同的智能分析模块。
10.一种支持自然语言信息交互的智能设备控制方法，分为如下步骤：
人通过客户端向智能设备发出控制信息；
智能设备收到并解析控制信息；
如果智能设备能够解析控制信息，就会直接得到控制指令；
如果智能设备不能解析控制信息，就会将控制信息转发给智能大脑；
智能大脑收到并解析控制信息；
如果智能大脑能够解析控制信息，就会得到控制指令并将控制指令发回给智能设备；
如果智能大脑不能解析控制信息，就会产生报错信息并发给智能设备；
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