CN108436910A - 一种遥控的可移动机器人通信系统及方法 - Google Patents

一种遥控的可移动机器人通信系统及方法 Download PDF

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张银磊
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Abstract

本发明公开了一种遥控的可移动机器人通信系统及方法，遥控语音设备与机器人通信模块无线通信，机器人通信模块与声音处理模块、机器人运动系统相连接，声音处理模块输入端与声音采集模块连接，声音处理模块输出端与声音播放模块连接。本发明可使用日常随处可见的手机、平板等无线语音设备对远程的机器人运动系统进行遥控操作，机器人运动系统运动到被通话者面前，作为语音信息传输中介，实现遥控语音设备和被通话者通话，通话一方可不必手持通话设备，只需与机器人通话间接实现与远程的通话另一方通话。并且，机器人可将通话声音进行变声处理，能在保护通话人隐私，尤其是通话发起者隐私的前提下发起对话、传递信息，为陌生人对话沟通提供了媒介。

Description

一种遥控的可移动机器人通信系统及方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种遥控的可移动机器人通信系统及方法。
背景技术
电话是一种最常见的语音通话设备，已经深刻地渗入到人们的日常生活，成为人们沟通交流、传递信息的桥梁。电话使远隔重洋的两位亲人述说思念有了可能，电话使千里之外的面试求职成为了现实，电话极大地提高了人们的沟通效率，为人们的生活提供了便利。
虽然电话能满足人们在大多数情况下的使用需求，但是在某些情况下，却难以给人们的生活提供便利。比如，电话需要通话双方各持一部终端机，在一方未携带电话终端机的情况下不能通话。再比如，电话会将通话人的声音部分保真的传递到另一通话人的耳中，泄露通话人的身份，不能保护通话人的个人隐私。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种遥控的可移动机器人通信系统及方法，以解决现有技术的不足。
为实现上述目的，本发明提供了一种遥控的可移动机器人通信系统，包括：遥控语音设备、机器人通信模块、机器人运动系统、声音采集模块、声音处理模块、声音播放模块，所述遥控语音设备与机器人通信模块无线通信，所述机器人通信模块与声音处理模块、机器人运动系统相连接，所述声音处理模块输入端与声音采集模块连接，所述声音处理模块输出端与声音播放模块连接，其中：
遥控语音设备，用于向机器人运动系统发送控制指令，使机器人进行自动或手动的运动，以及用于录入持有遥控语音设备的通话者的声音和被通话者的声音输出；
机器人通信模块，用于将遥控语音设备发出的机器人运动系统控制指令解析后，传输到声音处理模块、机器人运动系统；。
机器人运动系统，用于运动到被通话者面前，作为语音信息传输中介，实现遥控语音设备和被通话者通话；
声音采集模块，用于采集被通话者通话语音；
声音处理模块，用于对通话者的通话语音进行变声处理；
声音播放模块，用于播放变声处理后的通话者的通话语音。
进一步地，所述遥控语音设备包括但不限于手机、平板电脑。
进一步地，所述机器人通信模块为WIFI模块、蓝牙模块、4G/5G模块任意一种。
进一步地，所述机器人运动系统包括串口通信模块和与串口通信模块连接的运动控制器，所述运动控制器通过直流电机与机器人本体、头部、小臂、大臂连接。
进一步地，所述声音采集模块为驻极体咪头或者麦克风。
进一步地，所述声音播放模块包括声音放大电路、扬声器和吸声材料，其中声音放大电路与扬声器连接。
一种遥控的可移动机器人通信方法，包括以下步骤：
步骤1、通话者向遥控语音设备发出通话声音，遥控语音设备录入持有遥控语音设备的通话者的声音并无线发送到机器人通信模块，机器人通信模块解析通话者发出的通话声音，解析出的控制指令去控制控制机器人运动系统运动到被通话者面前；
步骤2、机器人通信模块解析出的通话者通话内容声音，通过声音处理模块变声处理后通过声音播放模块播放，由被通话者接听；
步骤3、被通话者接听到由机器人运动系统转化的通话者语音通话后，发出通话声音由声音采集模块采集，然后依次通过声音处理模块、机器人通信模块发送到通话者手持的遥控语音设备上，通过遥控语音设备播放出被通话者的通话声音，完成一次通话过程，然后循环以上步骤。
进一步地，所述机器人通信模块解析通话者发出的通话声音包括用于控制机器人运动的运动控制指令和通话者的通话内容信息。
进一步地，所述声音处理模块将任意格式的数字语音信号转换成PCM语音格式，对时域内的数字语音信号进行快速傅里叶变换，得到语音信号的频谱，进行频域处理，收缩基频和共振峰频率，对处理后的频域信号做傅里叶逆变换，转换到时域，再经过重采样之后，得到音频解码器可以播放的变声语音。
本发明的有益效果是：
本发明可使用日常随处可见的手机、平板等无线语音设备对远程的机器人运动系统进行遥控操作，机器人运动系统运动到被通话者面前，作为语音信息传输中介，实现遥控语音设备和被通话者通话，通话一方可不必手持通话设备，只需与机器人通话间接实现与远程的通话另一方通话。并且，机器人可将通话声音进行变声处理，能在保护通话人隐私，尤其是通话发起者隐私的前提下发起对话、传递信息，为陌生人对话沟通提供了媒介。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的整体结构框图。
图2是本发明的机器人运动系统结构框图。
图3是本发明的声音处理模块工作流程图。
具体实施方式
如图1所示，一种遥控的可移动机器人通信系统，包括：遥控语音设备、机器人通信模块、机器人运动系统、声音采集模块、声音处理模块、声音播放模块，所述遥控语音设备与机器人通信模块无线通信，所述机器人通信模块与声音处理模块、机器人运动系统相连接，所述声音处理模块输入端与声音采集模块连接，所述声音处理模块输出端与声音播放模块连接，其中：
遥控语音设备，用于向机器人运动系统发送控制指令，使机器人进行自动或手动的运动，以及用于录入持有遥控语音设备的通话者的声音和被通话者的声音输出；
机器人通信模块，用于将遥控语音设备发出的机器人运动系统控制指令解析后，传输到声音处理模块、机器人运动系统；。
机器人运动系统，用于运动到被通话者面前，作为语音信息传输中介，实现遥控语音设备和被通话者通话；
声音采集模块，用于采集被通话者通话语音；
声音处理模块，用于对通话者的通话语音进行变声处理；
声音播放模块，用于播放变声处理后的通话者的通话语音。
本实施例中，所述遥控语音设备包括但不限于手机、平板电脑。
本实施例中，所述机器人通信模块为WIFI模块、蓝牙模块、4G/5G模块任意一种。
本实施例中，所述机器人运动系统包括串口通信模块和与串口通信模块连接的运动控制器，所述运动控制器通过直流电机与机器人本体、头部、小臂、大臂连接。
本实施例中，所述声音采集模块为驻极体咪头或者麦克风。
本实施例中，所述声音播放模块包括声音放大电路、扬声器和吸声材料，其中声音放大电路与扬声器连接。声音放大电路将微弱的电信号放大以驱动扬声器。扬声器将电信号转化为声音信号。吸声材料是用来吸收声音，防止声音反射，提高所播放声音的清晰度。
一种遥控的可移动机器人通信方法，包括以下步骤：
步骤1、通话者向遥控语音设备发出通话声音，遥控语音设备录入持有遥控语音设备的通话者的声音并无线发送到机器人通信模块，机器人通信模块解析通话者发出的通话声音，解析出的控制指令去控制控制机器人运动系统运动到被通话者面前；
步骤2、机器人通信模块解析出的通话者通话内容声音，通过声音处理模块变声处理后通过声音播放模块播放，由被通话者接听；
步骤3、被通话者接听到由机器人运动系统转化的通话者语音通话后，发出通话声音由声音采集模块采集，然后依次通过声音处理模块、机器人通信模块发送到通话者手持的遥控语音设备上，通过遥控语音设备播放出被通话者的通话声音，完成一次通话过程，然后循环以上步骤。
本实施例中，所述机器人通信模块解析通话者发出的通话声音包括用于控制机器人运动的运动控制指令和通话者的通话内容信息。
本实施例中，所述声音处理模块控制声音播放模块播放声音，控制声音采集模块采集声音，协调两路声音，避免相互干扰产生噪音。处理声音数据，通过改变原始输入声音的频率，进而改变声音的音色、音调，使输出声音，在感官上与原声音不同。将任意格式的数字语音信号转换成PCM语音格式，对时域内的数字语音信号进行快速傅里叶变换，得到语音信号的频谱，进行频域处理，收缩基频和共振峰频率，对处理后的频域信号做傅里叶逆变换，转换到时域，再经过重采样之后，得到音频解码器可以播放的变声语音。
一般来说，频率范围在20～20Khz之间的振动，可产生人类听觉能够识别到的声音信息。不同人的声音差异，主要与声带振动的基频和共振峰频率的分布有关。在进行变声时，主要考虑改变基频和共振峰频率。声带振动的基频跟人的性别特征有关。儿童由于声道短，其共振峰频率高于成年人，成年女性的声道一般短于成年男性，所以女性的共振峰频率一般高于男性。当基频伸展，共振峰频率也同时伸展时，可由男声变成女声，女声变成童声；反之，基频收缩，共振峰频率也同时收缩时，则由童声变女声，女声变男声。为了获得自然度、真实感较好的变声效果，基频和共振峰频率通常必须各自独立地伸缩变化。例如，要将女声变声成男声。首先，将任意格式的数字语音信号转换成PCM语音格式，对时域内的数字语音信号进行快速傅里叶变换，得到语音信号的频谱，进行频域处理，收缩基频和共振峰频率，对处理后的频域信号做傅里叶逆变换，转换到时域，再经过重采样之后，即得到音频解码器可以播放的男声语音。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种遥控的可移动机器人通信系统，其特征在于：包括：遥控语音设备、机器人通信模块、机器人运动系统、声音采集模块、声音处理模块、声音播放模块，所述遥控语音设备与机器人通信模块无线通信，所述机器人通信模块与声音处理模块、机器人运动系统相连接，所述声音处理模块输入端与声音采集模块连接，所述声音处理模块输出端与声音播放模块连接，其中：
遥控语音设备，用于向机器人运动系统发送控制指令，使机器人进行自动或手动的运动，以及用于录入持有遥控语音设备的通话者的声音和被通话者的声音输出；
机器人通信模块，用于将遥控语音设备发出的机器人运动系统控制指令解析后，传输到声音处理模块、机器人运动系统；
机器人运动系统，用于运动到被通话者面前，作为语音信息传输中介，实现遥控语音设备和被通话者通话；
声音采集模块，用于采集被通话者通话语音；
声音处理模块，用于对通话者的通话语音进行变声处理；
声音播放模块，用于播放变声处理后的通话者的通话语音。
2.如权利要求1所述的一种遥控的可移动机器人通信系统，其特征在于：所述遥控语音设备包括但不限于手机、平板电脑。
3.如权利要求1所述的一种遥控的可移动机器人通信系统，其特征在于：所述机器人通信模块为WIFI模块、蓝牙模块、4G/5G模块任意一种。
4.如权利要求1所述的一种遥控的可移动机器人通信系统，其特征在于：所述机器人运动系统包括串口通信模块和与串口通信模块连接的运动控制器，所述运动控制器通过直流电机与机器人本体、头部、小臂、大臂连接。
5.如权利要求1所述的一种遥控的可移动机器人通信系统，其特征在于：所述声音采集模块为驻极体咪头或者麦克风。
6.如权利要求1所述的一种遥控的可移动机器人通信系统，其特征在于：所述声音播放模块包括声音放大电路、扬声器和吸声材料，其中声音放大电路与扬声器连接。
7.一种遥控的可移动机器人通信方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、通话者向遥控语音设备发出通话声音，遥控语音设备录入持有遥控语音设备的通话者的声音并无线发送到机器人通信模块，机器人通信模块解析通话者发出的通话声音，解析出的控制指令去控制控制机器人运动系统运动到被通话者面前；
步骤2、机器人通信模块解析出的通话者通话内容声音，通过声音处理模块变声处理后通过声音播放模块播放，由被通话者接听；
步骤3、被通话者接听到由机器人运动系统转化的通话者语音通话后，发出通话声音由声音采集模块采集，然后依次通过声音处理模块、机器人通信模块发送到通话者手持的遥控语音设备上，通过遥控语音设备播放出被通话者的通话声音，完成一次通话过程，然后循环以上步骤。
8.如权利要求7所述的一种遥控的可移动机器人通信方法，其特征在于：所述机器人通信模块解析通话者发出的通话声音包括用于控制机器人运动的运动控制指令和通话者的通话内容信息。
9.如权利要求7所述的一种遥控的可移动机器人通信方法，其特征在于：所述声音处理模块将任意格式的数字语音信号转换成PCM语音格式，对时域内的数字语音信号进行快速傅里叶变换，得到语音信号的频谱，进行频域处理，收缩基频和共振峰频率，对处理后的频域信号做傅里叶逆变换，转换到时域，再经过重采样之后，得到音频解码器可以播放的变声语音。
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