CN110963382B - 一种基于语音助手的电梯选层控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于语音助手的电梯选层控制系统及方法，利用对语音助手的改造让各种智能设备和非智能电梯结合在一起，有效降低了语音控制电梯的门槛，实现了智能控制选层的目的，提升电梯的智能水平。针对现有语音识别的识别率容易收到干扰，存在无法识别的问题，利用影像采集模块、面部识别模块、声纹识别模块、记录生成模块以及补偿模块相互配合，通过对面部特征、动作特征、选层信息进行对比，提取出选层信息，能够有效解决在语音识别失败后，需要用户重复操作的问题，进一步提高了识别效率和智能化。

Description

一种基于语音助手的电梯选层控制系统及方法

技术领域

本发明涉及电梯选层控制领域，具体涉及一种基于语音助手的电梯选层控制系统及方法。

背景技术

公开号为CN207129789U的专利文件公开了一种语音电梯选层器，包括麦克风输入模块、语音识别模块和I/O继电器模块，所述I/O继电器模块的数量与电梯的总层数相同；所述麦克风输入模块的输出端连接于所述语音识别模块的输入端；每个I/O继电器模块的I/O输入端均连接于所述语音识别模块的I/O输出端，且每个I/O继电器模块均连接于选层控制单元，所述选层控制单元通讯连接于电梯控制器。可有效呼叫电梯和选层，为不方便用手完成呼梯和选层的人群提供了极大方便。

现有技术并未公开如何对现有的普通电梯进行改造，实现普通电梯的智能化选层。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种基于语音助手的电梯选层控制系统及方法，利用对语音助手的改造让各种智能设备和非智能电梯结合在一起，有效降低了语音控制电梯的门槛，实现了智能控制选层的目的，提升电梯的智能水平。针对现有语音识别的识别率容易收到干扰，存在无法识别的问题，利用影像采集模块、面部识别模块、声纹识别模块、记录生成模块以及补偿模块相互配合，通过对面部特征、动作特征、选层信息进行对比，提取出选层信息，能够有效解决在语音识别失败后，需要用户重复操作的问题，进一步提高了识别效率和智能化。

本发明所要解决的技术问题为：

A.如何实现非智能电梯的智能化改造，进而实现语音控制电梯选层的目的。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于语音助手的电梯选层控制系统，包括带有语音助手功能的语音识别设备、具有与语音识别设备无线通信功能的智能插座，所述智能插座的数量与建筑的楼层数相同，且智能插座均与同一个语音识别设备无线通信连接，所述语音识别设备用于将用户发出的声音信息识别为选层信息，该系统还包括通电延时关闭模块、智能网关、无线开关和微动开关；

每个所述智能插座均与一个通电延时关闭模块电性连接，所述通电延时关闭模块与楼层按钮的信号线电性连接；

所述智能插座均与同一个智能网关无线通信连接；

所述智能网关与无线开关无线通信连接；

所述无线开关信号引脚与微动开关常开端并联；

所述微动开关用于在轿门完全关闭时，微动开关被触发，使与微动开关常开端并联的无线开关按钮信号线接通。

进一步的，所述语音识别设备安装在电梯内招板内，所述通电延时关闭模块、智能网关、智能插座均安装在轿顶，微动开关安装在电梯轿门门机上。

进一步的，所述智能插座采用的无线通信为ZigBee。

进一步的，所述该系统还包括影像采集模块、面部识别模块、声纹识别模块、记录生成模块、补偿模块；

所述影像采集模块用于采集进入电梯内的用户的面部影像；

所述面部识别模块用于在用户发出的声音信息被识别为选层信息时，根据采集的面部影像提取用户说出选层信息时的动作特征和用户的面部特征；

所述声纹识别模块用于从语音识别设备获取用户发出的声音信息，并从声音信息中提取声纹特征；

所述记录生成模块用于将语音识别设备识别的选层信息、用户的面部特征、声纹特征以及动作特征关联后打包生成识别记录；

所述补偿模块用于在语音识别设备未能将用户发出的声音信息识别为选层信息时，从面部影像提取出面部特征、声纹特征、动作特征，并与识别记录中的面部特征、声纹特征、动作特征进行对比后，提取出选层信息。

一种基于语音助手的电梯选层控制方法，包括如下步骤：

S1、训练语音助手生成用于在接收到选层信号后打开对应楼层智能插座的楼层信号和用于在接收到长按信号后关闭所有智能插座的复位信号；

S2、语音识别设备将用户发出的声音信息转化为选层信息，并根据选层信息匹配楼层信号，打开对应楼层的智能插座；

S3、智能插座打开后，对应的通电延时关闭模块通电，将对应楼层按钮的接通，使电梯去往对应楼层；

S4、到达楼层后，安装在门机处的微动开关动作接通无线开关；

S5、无线开关接通后发出一个长按信号给智能网关，智能网关触发复位信号，关闭所有智能插座。

进一步的，S2中，当语音识别设备未能将用户发出的声音信息识别为选层信息时；

S2.1、所述补偿模块从语音识别设备获取声音，并从中提取声纹特征，将声纹特征与所有的识别记录中的声纹特征进行匹配，得到匹配用户；

S2.2、获取用户发出声音信息的时间段T，并截取时间段T的面部影像，调用面部识别模块提取动作特征，并与匹配用户识别记录中的动作特征进行比对，若匹配，则执行S2.3，若不匹配，则补偿模块结束执行；

S2.3、获取匹配用户所有的识别记录，并从中提取选层信息；若所有选层信息均对应同一楼层，则将该楼层作为选层信息；并返回语音识别设备。

进一步的，若S2.1中得到的匹配用户的数量超过1，则

S2.1.1、获取各个匹配用户的识别记录，并从中提取面部特征，作为对照组；

S2.1.2、获取用户发出声音信息的时间段T，并截取时间段T的面部影像，调用面部识别模块提取面部影像中的面部特征，作为样本组，筛选出对照组和样本组内均存在的面部特征，将该面部特征对应的用户标记为备选匹配用户；

S2.1.3、若备选匹配用户的数量大于1，则执行S2.1.4；若备选匹配用户的数量等于1，则将备选匹配用户设为匹配用户；

S2.1.4、调用面部识别模块根据时间段T内的面部影像对各个备选匹配用户的动作特征进行提取，并与各个备选匹配用户的识别记录中的动作特征进行比对，将动作特征相匹配的备选匹配用户设为匹配用户，并跳过S2.2直接执行S2.3。

本发明的有益效果：

(1)本申请利用对语音助手的改造让各种智能设备和非智能电梯结合在一起，有效降低了语音控制电梯的门槛，实现了智能控制选层的目的，提升电梯的智能水平。

(2)针对现有语音识别的识别率容易收到干扰，存在无法识别的问题，利用影像采集模块、面部识别模块、声纹识别模块、记录生成模块以及补偿模块相互配合，通过对面部特征、动作特征、选层信息进行对比，提取出选层信息，能够有效解决在语音识别失败后，需要用户重复操作的问题，进一步提高了识别效率和智能化。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的系统框图；

图2是本发明选层功能实现补偿功能的硬件示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2所示，本实施例提供了一种基于语音助手的电梯选层控制系统，包括带有语音助手功能的语音识别设备、具有与语音识别设备无线通信功能的智能插座，所述智能插座的数量与建筑的楼层数相同，且智能插座均与同一个语音识别设备无线通信连接，所述语音识别设备用于将用户发出的声音信息识别为选层信息，该系统还包括通电延时关闭模块、智能网关、无线开关和微动开关；

每个所述智能插座均与一个通电延时关闭模块电性连接，所述通电延时关闭模块与楼层按钮的信号线电性连接；

所述智能插座均与同一个智能网关无线通信连接；

所述智能网关与无线开关无线通信连接；

所述无线开关信号引脚与微动开关常开端并联；

所述微动开关用于在轿门完全关闭时，微动开关被触发，使与微动开关常开端并联的无线开关按钮信号线接通。

所述语音识别设备安装在电梯内招板内，所述通电延时关闭模块、智能网关、智能插座均安装在轿顶，微动开关安装在电梯轿门门机上。

所述智能插座采用的无线通信为ZigBee。功耗更低，便于维护。

通过对语音助手的改造让各种智能设备和非智能电梯结合在一起，有效降低了语音控制电梯的门槛，实现了智能控制选层的目的，提升电梯的智能水平。

针对现有语音识别的识别率容易收到干扰，存在无法识别的问题，需要在未成功识别时，启动补偿功能，因此所述该系统还包括影像采集模块、面部识别模块、声纹识别模块、记录生成模块、补偿模块；

所述影像采集模块用于采集进入电梯内的用户的面部影像；

所述面部识别模块用于在用户发出的声音信息被识别为选层信息时，根据采集的面部影像提取用户说出选层信息时的动作特征和用户的面部特征；

所述声纹识别模块用于从语音识别设备获取用户发出的声音信息，并从声音信息中提取声纹特征；

所述记录生成模块用于将语音识别设备识别的选层信息、用户的面部特征、声纹特征以及动作特征关联后打包生成识别记录；

所述补偿模块用于在语音识别设备未能将用户发出的声音信息识别为选层信息时，从面部影像提取出面部特征、声纹特征、动作特征，并与识别记录中的面部特征、声纹特征、动作特征进行对比后，提取出选层信息。

能够有效解决在语音识别失败后，需要用户重复操作的问题，进一步提高了识别效率和智能化。

一种基于语音助手的电梯选层控制方法，包括如下步骤：

S1、训练语音助手生成用于在接收到选层信号后打开对应楼层智能插座的楼层信号和用于在接收到长按信号后关闭所有智能插座的复位信号；

选层功能的实现：

S2、语音识别设备将用户发出的声音信息转化为选层信息，并根据选层信息匹配楼层信号，打开对应楼层的智能插座；

由于现有的语音识别设备均无法保证百分百的识别准确率，因此在识别失败后，往往需要用户手动控制选层或是再次说出选层信息，降低体验感，因此，为了提高识别效率和智能化，当语音识别设备未能将用户发出的声音信息识别为选层信息时；

S2.1、所述补偿模块从语音识别设备获取声音，并从中提取声纹特征，将声纹特征与所有的识别记录中的声纹特征进行匹配，得到匹配用户；

若S2.1中得到的匹配用户的数量超过1，即多个用户的声纹相似，需要进一步通过面部特征进行确认，则；

S2.1.1、获取各个匹配用户的识别记录，并从中提取面部特征，作为对照组；

S2.1.2、获取用户发出声音信息的时间段T，并截取时间段T的面部影像，调用面部识别模块提取面部影像中的面部特征，作为样本组，筛选出对照组和样本组内均存在的面部特征，将该面部特征对应的用户标记为备选匹配用户；即能够从多个声纹相似的用户中剔除均乘坐同一电梯，且在同一时间段说话的用户，此时存在多人的概率已经较小；

S2.1.3、若备选匹配用户的数量大于1，即仍存在多个声纹相似、乘坐同一电梯、同时说话的用户，则需要根据动作特征进一步确定，因此执行S2.1.4；

若备选匹配用户的数量等于1，则将备选匹配用户设为匹配用户；

S2.1.4、调用面部识别模块根据时间段T内的面部影像对各个备选匹配用户的动作特征进行提取，并与各个备选匹配用户的识别记录中的动作特征进行比对，即排除只是在说话的备选匹配用户；将动作特征相匹配的备选匹配用户设为匹配用户，由于已经进行过动作特征比对，因此可跳过S2.2直接执行S2.3。

S2.2、由于声音信息可能是非选层信息，为了减少不必要的计算量，因此获取用户发出声音信息的时间段T，并截取时间段T的面部影像，调用面部识别模块提取动作特征，并与匹配用户识别记录中的动作特征进行比对，若匹配，则执行S2.3，若不匹配，则补偿模块结束执行；

S2.3、获取匹配用户所有的识别记录，并从中提取选层信息；若所有选层信息均对应同一楼层，即说明该匹配用户只去这一个楼层，因此可将该楼层作为选层信息；并返回语音识别设备。

S3、智能插座打开后，对应的通电延时关闭模块通电，将对应楼层按钮的接通，使电梯去往对应楼层；

复位功能的实现：

S4、到达楼层后，安装在门机处的微动开关动作接通无线开关；

S5、无线开关接通后发出一个长按信号给智能网关，智能网关触发复位信号，关闭所有智能插座。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于语音助手的电梯选层控制系统，其特征在于，包括带有语音助手功能的语音识别设备、具有与语音识别设备无线通信功能的智能插座，所述智能插座的数量与建筑的楼层数相同，且智能插座均与同一个语音识别设备无线通信连接，所述语音识别设备用于将用户发出的声音信息识别为选层信息，该系统还包括通电延时关闭模块、智能网关、无线开关和微动开关；

每个所述智能插座均与一个通电延时关闭模块电性连接，所述通电延时关闭模块与楼层按钮的信号线电性连接；

所述智能插座均与同一个智能网关无线通信连接；

所述智能网关与无线开关无线通信连接；

所述无线开关信号引脚与微动开关常开端并联；

所述微动开关用于在轿门完全关闭时，微动开关被触发，使与微动开关常开端并联的无线开关按钮信号线接通；所述语音识别设备安装在电梯内招板内，所述通电延时关闭模块、智能网关、智能插座均安装在轿顶，微动开关安装在电梯轿门门机上；所述智能插座采用的无线通信为ZigBee；

所述该系统还包括影像采集模块、面部识别模块、声纹识别模块、记录生成模块、补偿模块；

所述影像采集模块用于采集进入电梯内的用户的面部影像；

所述面部识别模块用于在用户发出的声音信息被识别为选层信息时，根据采集的面部影像提取用户说出选层信息时的动作特征和用户的面部特征；

所述声纹识别模块用于从语音识别设备获取用户发出的声音信息，并从声音信息中提取声纹特征；

所述记录生成模块用于将语音识别设备识别的选层信息、用户的面部特征、声纹特征以及动作特征关联后打包生成识别记录；

所述补偿模块用于在语音识别设备未能将用户发出的声音信息识别为选层信息时，从面部影像提取出面部特征、声纹特征、动作特征，并与识别记录中的面部特征、声纹特征、动作特征进行对比后，提取出选层信息。

2.一种如权利要求1所述的基于语音助手的电梯选层控制系统的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、训练语音助手生成用于在接收到选层信号后打开对应楼层智能插座的楼层信号和用于在接收到长按信号后关闭所有智能插座的复位信号；

S2、语音识别设备将用户发出的声音信息转化为选层信息，并根据选层信息匹配楼层信号，打开对应楼层的智能插座；

S3、智能插座打开后，对应的通电延时关闭模块通电，将对应楼层按钮的接通，使电梯去往对应楼层；

S4、到达楼层后，安装在门机处的微动开关动作接通无线开关；

S5、无线开关接通后发出一个长按信号给智能网关，智能网关触发复位信号，关闭所有智能插座；

S2中，当语音识别设备未能将用户发出的声音信息识别为选层信息时；

S2.1、所述补偿模块从语音识别设备获取声音，并从中提取声纹特征，将声纹特征与所有的识别记录中的声纹特征进行匹配，得到匹配用户；

S2.2、获取用户发出声音信息的时间段T，并截取时间段T的面部影像，调用面部识别模块提取动作特征，并与匹配用户识别记录中的动作特征进行比对，若匹配，则执行S2.3，若不匹配，则补偿模块结束执行；

S2.3、获取匹配用户所有的识别记录，并从中提取选层信息；若所有选层信息均对应同一楼层，则将该楼层作为选层信息；并返回语音识别设备；若S2.1中得到的匹配用户的数量超过1，则

S2.1.1、获取各个匹配用户的识别记录，并从中提取面部特征，作为对照组；

S2.1.2、获取用户发出声音信息的时间段T，并截取时间段T的面部影像，调用面部识别模块提取面部影像中的面部特征，作为样本组，筛选出对照组和样本组内均存在的面部特征，将该面部特征对应的用户标记为备选匹配用户；

S2.1.3、若备选匹配用户的数量大于1，则执行S2.1.4；

若备选匹配用户的数量等于1，则将备选匹配用户设为匹配用户；

S2.1.4、调用面部识别模块根据时间段T内的面部影像对各个备选匹配用户的动作特征进行提取，并与各个备选匹配用户的识别记录中的动作特征进行比对，将动作特征相匹配的备选匹配用户设为匹配用户，并跳过S2.2直接执行S2.3。

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