CN107221322A - 一种基于养老机器人的方言识别系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及养老机器人技术领域，具体涉及一种基于养老机器人的方言识别系统，包括机器人本体，机器人本体内设有用于方言语音识别的处理模块、用于采集老人语音的采集装置和设置在机器人本体外的用于形成方言数据库的服务器，处理模块包括方言识别单元、匹配单元、方言词存储单元、微控制器和存储器。本发明自动对老人话语中的方言词语进行识别，将识别到的方言词语存储到服务器中以完善方言数据库，使方言数据库中的方言词语更完整，并将收集到的方言词语与现有方言词数据库中的方言词进行匹配，避免方言数据库中的方言词语重复。
Description
技术领域
本发明涉及养老机器人技术领域，具体涉及一种基于养老机器人的方言识别系统。
背景技术
语言是人类最重要的交际工具，是人们进行沟通的主要方式。语言是民族的重要特征之一，而且各个民族都有自己的语言，各个民族的语言使得我国的方言种类繁多，各种方言又可以分为多种次方言。
语言的使用需要一定的环境，一旦语言使用的环境变得薄弱了，语言的使用也式微了。如今，随着经济社会的发展，人们的交流变方式变得集中化，使用方言的人群越来越少，导致方言使用环境的缺失，使用方言的人群集中到老一辈的人群中，但是老一辈使用方言的人年龄普遍较大，老人居住的地方比较分散，要收集识别方言难度大。
现有的养老机器人通过智能看护、亲情互动和远程医疗等来服务老人，养老机器人陪伴在老人的身边能接触到老人，为了能从老人处方便地识别收集方言词语，现在急需一种基于养老机器人的方言识别系统。
发明内容
本发明意在提供一种能够给方言数据库自动增加方言词语的基于养老机器人的方言识别系统。
本方案中的基于养老机器人的方言识别系统，包括机器人本体，所述机器人本体内设有用于方言语音识别的处理模块、用于采集老人语音的采集装置和设置在机器人本体外的用于形成方言数据库的服务器，所述处理模块包括方言识别单元、匹配单元、方言词存储单元、微控制器和存储器：
方言识别单元，用于识别来自所述采集装置的语音中的方言词语，并传递给所述微控制器；
匹配单元，用于根据所述微控制器的匹配信号将方言词语与方言词存储单元中已有的方言词进行匹配，并在匹配失败时向所述微控制器发送存储信号；
方言词存储单元，用于预先存储方言词并作为初始的对比对象；
微控制器，用于根据所述方言识别单元的方言词语向匹配单元发送匹配信号，用于根据所述匹配单元的存储信号将方言词语发送给所述存储器，还用于将所述存储器中匹配失败的方言词语定时发送给后台服务器的方言数据库；
存储器，用于存储来自所述微控制器的匹配失败的方言词语；
无线发射单元，用于根据所述微控制器发送存储器中匹配失败的方言词语。
本方案的工作原理及有益效果是，在老人的日常生活中，说话交流多是采用方言进行，将机器人本体放置到老人旁边，由采集装置将老人的方言语音传递给方言识别单元，方言识别单元将语音中的方言词语传递给微控制器，由微控制器向匹配单元发送匹配信号，匹配单元将方言词语与方言词存储单元中的方言词进行匹配。
对匹配成功的方言词语不进行储存，将匹配失败的方言词语储存在方言词存储单元中，并同时将方言词语放置在存储器中进行储存，最后通过无线发射单元将方言词语定时发送给后台的服务器，以完善服务器上的方言数据库。
本设计自动对老人话语中的方言词语进行识别，将识别到的方言词语存储到服务器中以完善方言数据库，通过放置在老人身边的机器人对老人言语中的方言进行收集，没有了地域限制，不用单独找每个老人进行方言识别收集，使方言数据库中的方言词语更完整，并将收集到的方言词语与现有方言词数据库中的方言词进行匹配，避免方言数据库中的方言词语重复。
本设计中，老人可以像教小孩子一样对机器人本体说话，机器人本体对老人的话语进行采集识别，无需单独让老人说话来供机器人本体采集识别，更方便，而且老人还是说自己的方言，使老人感觉到更亲切，在老人孤独时，老人直接对机器人本体说话能缓解老人的孤独感，增加老人的乐趣。
进一步，所述方言识别单元包括音节映射子单元和汉字映射子单元，所述音节映射子单元用于将语音中的方言映射成音节，所述汉字映射子单元用于将音节映射成对应的汉字。
先从语音中识别出方言的音节，再从音节中识别出对应的汉字，使方言的识别更准确，使方言的收集更准确。
进一步，所述采集装置位于机器人本体的顶部，所述采集装置连接有用于让采集装置伸到老人面前的气缸。
让采集装置适应老人的位置，避免老人在寻找装置使用方法过程中的焦虑，让老人更随心所欲地使用装置，方便老人的娱乐生活。
进一步，所述采集装置上设有麦克风和摄像头，所述麦克风用于采集声音并传递给所述方言识别单元，所述摄像头用于采集老人面部图像并传递给所述微控制器，所述麦克风和摄像头处于采集装置的同一平面上。
把采集装置推向老人面前，声音可以更准确地从麦克风录入到方言识别单元中，不用老人自己动手调节麦克风的位置，避免老人因为不会用怕损坏装置的心理导致对机器人本体的排斥，让老人方便地使用高科技的东西，让老人感受到自己没有与社会脱节，满足老人的好奇心。
进一步，所述采集装置设置有多个并均布在机器人本体顶部。
当老人处于机器人本体的周围时，相应方位上的摄像头可通过图像识别出老人所在的位置，避免老人为适应采集装置位置而移动，使用更方便。
进一步，还包括用于根据微控制器的控制信号进行控制工作的气缸控制器，所述气缸控制器控制气缸的启动。
自动控制气缸启动，让采集装置自动伸到老人面前，老人不用自己调节采集装置的位置，避免老人因为怕弄坏的心理而不使用，让老人也能使用科技产品，满足老人的好奇心。
附图说明
图1为本发明实施例的示意性框图；
图2为本发明实施例的机器人本体的结构示意图；
图3为图2中采集装置的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
说明书附图中的附图标记包括：机器人本体1、采集装置2、麦克风21、摄像头22。
基于养老机器人的方言识别系统基本如图1所示：设置在图2所示的机器人本体1顶部的采集装置2对老人的方言语音进行收集，由机器人本体1内部的处理模块中的方言识别单元识别出语音中的方言词语，方言识别单元将识别出的方言词语传递给微控制器，微控制器向匹配单元发送匹配信号，匹配单元把方言词语与方言词存储单元中已有的方言进行对比匹配，对匹配成功的方言词语不进行存储，把匹配失败的方言词语直接存储在方言词存储单元中，同时把匹配失败的方言词语放在存储器中，由微控制器定时将存储器中的方言词语通过无线发射单元发送到服务器中，完善服务器中方言数据库的方言词汇，同时使服务器中的方言数据库与方言存储单元中的方言词汇相同，方便方言词汇的收集，减少方言词汇的遗漏。
在机器人本体1顶部设置多个采集装置2，例如可均匀布置三个采集装置，采集装置2由气缸带动可伸到老人的面前，使老人可近距离接触到采集装置2。
在采集装置2收集老人的方言语音时，由采集装置2上设置的如图3所示的摄像头22拍摄老人的脸部，当微控制器识别到老人的脸部时，微控制器向气缸控制器发送控制信号，让气缸控制器控制气缸启动，让气缸将采集装置2推到老人面前，拉近老人与采集装置2上的麦克风21的距离，让老人的语音可清楚准确地被麦克风21记录下来，而且还不用老人来调节，方便老人使用。
麦克风21和摄像头22位于采集装置的同一个平面上，使采集装置2根据对摄像头22的图片进行识别来判断老人的位置，让麦克风21推向老人，无需老人自己调节麦克风21位置以对准采集的入口，避免老人因为害怕弄坏而不使用，减少老人对高科技产品的戒心，让老人放心使用。
方言识别单元在识别语音时，先由音节映射子单元获得老人语音中的方言词语的音节，再由汉字映射子单元根据方言词语的音节获得对应的汉字，由于汉字的识别可从音节得来，提高方言识别的准确性。
微控制器可用单片机来实现功能，例如STM32系列单片机，存储器可使用现有的SD卡来存储方言词。
本实施例的设计自动对老人语音中的方言进行识别，并将识别出的且未存储的方言存储到方言数据库中，通过放置在老人身边的机器人本体1对老人言语中的方言进行收集，没有了地域限制，不用单独找每个老人进行方言识别收集，使方言的收集更加完善，使方言数据库更加完善。
而且老人可对着机器人本体1说自己的方言，让老人感觉到亲切，减少老人的孤独感，增加老人的生活乐趣。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (6)
1.一种基于养老机器人的方言识别系统，包括机器人本体，其特征在于：所述机器人本体内设有用于方言语音识别的处理模块、用于采集老人语音的采集装置和设置在机器人本体外的用于形成方言数据库的服务器，所述处理模块包括方言识别单元、匹配单元、方言词存储单元、微控制器和存储器：
方言识别单元，用于识别来自所述采集装置的语音中的方言词语，并传递给所述微控制器；
匹配单元，用于根据所述微控制器的匹配信号将方言词语与方言词存储单元中已有的方言词进行匹配，并在匹配失败时向所述微控制器发送存储信号；
方言词存储单元，用于预先存储方言词并作为初始的对比对象；
微控制器，用于根据所述方言识别单元的方言词语向匹配单元发送匹配信号，用于根据所述匹配单元的存储信号将方言词语发送给所述存储器，还用于将所述存储器中匹配失败的方言词语定时发送给后台服务器的方言数据库；
存储器，用于存储来自所述微控制器的匹配失败的方言词语；
无线发射单元，用于根据所述微控制器发送存储器中匹配失败的方言词语。
2.根据权利要求1所述的基于养老机器人的方言识别系统，其特征在于：所述方言识别单元包括音节映射子单元和汉字映射子单元，所述音节映射子单元用于将语音中的方言映射成音节，所述汉字映射子单元用于将音节映射成对应的汉字。
3.根据权利要求1所述的基于养老机器人的方言识别系统，其特征在于：所述采集装置位于机器人本体的顶部，所述采集装置连接有用于让采集装置伸到老人面前的气缸。
4.根据权利要求3所述的基于养老机器人的方言识别系统，其特征在于：所述采集装置上设有麦克风和摄像头，所述麦克风用于采集声音并传递给所述方言识别单元，所述摄像头用于采集老人面部图像并传递给所述微控制器，所述麦克风和摄像头处于采集装置的同一平面上。
5.根据权利要求4所述的基于养老机器人的方言识别系统，其特征在于：所述采集装置设置有多个并均布在机器人本体顶部。
6.根据权利要求3所述的基于养老机器人的方言识别系统，其特征在于：还包括用于根据微控制器的控制信号进行控制工作的气缸控制器，所述气缸控制器控制气缸的启动。
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