CN112929766B - 一种智能音箱及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能音箱及其控制方法，智能音箱包括活动部件、音频接收装置、控制器、播放装置以及连动装置，活动部件活动设置在智能音箱上；音频接收装置接收音频数据；控制器分析音频数据并对其提取语音数据以及背景音乐数据，控制器根据语音数据处理得到语音控制信号；播放装置接收背景音乐数据；连动装置根据语音控制信号进行动作，使其与播放装置同频控制，连动装置与活动部件相连接，以带动活动部件按照背景音乐的节拍进行相应的动态动作，采用对音频数据提取语音数据以及背景音乐数据，使得连动装置相对于播放装置同频动作，进而可以将音箱外观设计成人形、动物或者其他形态，使其完成拟人化动态动作，增加了使用者的趣味性。

Description

一种智能音箱及其控制方法

技术领域

本发明涉及播放设备领域，尤其涉及一种智能音箱及其控制方法。

背景技术

智能音箱是音箱的升级产物，市面上的智能音箱多为独立的一体机，同一台机器的内容、功能相对较为单一，只能以预存的默认音频数据来实现语音播放功能，其外观固定，无法通过插件或者其他附属装置使智能音箱做出相应的改变，由此导致使用过程的娱乐体验不足，功能不能得到充分延伸和拓展，从而影响了使用的趣味性。

发明内容

为此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的智能音箱由于只能实现播放功能所导致的功能单一、趣味性差的技术缺陷。

为了实现上述目的，本发明提供一种智能音箱，包括活动部件、音频接收装置、控制器、播放装置以及连动装置，其中，活动部件活动设置在智能音箱上；音频接收装置接收音频数据；控制器分析音频数据，并对其提取得到语音数据以及背景音乐数据，控制器根据语音数据处理得到语音控制信号；播放装置接收背景音乐数据，并播放背景音乐；连动装置接收语音控制信号，并根据语音控制信号进行动作，使其与播放装置同频控制，连动装置与活动部件相连接，以带动活动部件按照背景音乐的节拍进行相应的动态动作，采用对音频数据提取语音数据和/或背景音乐数据的方式，来使得连动装置相对于播放装置同频动作，进而可以将音箱外观设计成人形、动物或者其他形态，使得连动装置完成拟人化动作或者其他动态动作，譬如随着背景音乐同步张口、踢腿、摇头等，拓展了音箱的使用功能，使得在带来音乐享受的同时，增加了使用者的趣味性。

进一步地，连动装置包括驱动部件以及机械传动部件，驱动部件接收语音控制信号，并根据语音控制信号同频控制机械传动部件动作，进而达到了同频控制连动装置动作的目的。

进一步地，驱动部件为电机，机械传动部件为相互传动的齿轮，电机驱动齿轮转动，进而实现了机械传动部件的传动，即实现了连动装置的连动。

变形地，驱动部件为电机，机械传动部件为相互传动的铰链结构，电机驱动铰链结构位置改变，同样实现了连动装置的连动。

变形地，驱动部件为电机，机械传动部件为相互传动的移动块，电机驱动移动块位置改变，同样实现了连动装置的连动。

变形地，驱动部件为电磁线圈，机械传动部件为可活动吸附的磁吸件，电磁线圈带动磁吸件位置改变，即采用磁吸弹片的方式，同样实现了连动装置的连动。

进一步地，电机接收语音控制信号，控制器根据语音控制信号控制电机的转动方向、转速以及转动周次，以驱动所述机械传动部件动作。

进一步地，音频接收装置包括与控制器电性连接的无线通信模块，无线通信模块接收从互联网平台传输的音频数据，并将其传输至控制器，进而该智能音箱可以接收处理无线传输的数据。

进一步地，音频接收装置包括与控制器电性连接的电性物理接口，电性物理接口接收从移动终端传输的音频数据，并将其传输至控制器，进而该智能音箱可以接收USB、SD存储器里的数据。

进一步地，音频接收装置包括与控制器电性连接的麦克风接收头，麦克风接收头上设置有拾音孔，麦克风接收头接收外界的声源，并将其转换成电信号传输至控制器，进而音频接收装置可以将正在播放的音频作为输入信号，并对其进行处理。

为了实现上述目的，本发明还提供一种智能音箱控制方法，包括步骤：获取数据，从互联网平台、移动终端或外界环境中获取音频数据；数据处理，分析音频数据，并对其提取语音数据以及背景音乐数据；播放控制，将背景音乐数据通过播放装置播放出来；连动控制，根据处理得到的语音数据控制连动装置动作，通过对音频数据提取语音数据以及背景音乐数据，以达到分别控制播放装置和连动装置同步的效果，拓展了音箱的使用功能，使得在带来音乐享受的同时，增加了使用者的趣味性。

进一步地，连动装置与所述播放装置采用DSP控制器或者单片机同频控制，使得连动装置的动作能够按照音乐的节拍来执行，进而使得动作更加生动。

进一步地，在数据处理的步骤中，控制器根据人的声音特征以及背景音乐声音的特征算法分析音频数据，以对音频数据提取语音数据和背景音乐数据。

本发明提供的智能音箱及其控制方法，采用对音频数据提取语音数据以及背景音乐数据的方式，来使得连动装置相对于播放装置同频动作，进而可以将音箱外观设计成人形、动物或者其他形态，使得连动装置完成拟人化动作或者其他动态动作，譬如随着背景音乐同步张口、踢腿、摇头等，拓展了音箱的使用功能，使得在带来音乐享受的同时，增加了使用者的趣味性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式的技术方案，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对发明作进一步详细说明。

图1为本发明智能音箱的示意图；

图2为图1所示智能音箱的连动装置的第一种实施方式的示意图；

图3为图1所示智能音箱的连动装置的第二种实施方式的示意图；

图4为图1所示智能音箱的连动装置的第三种实施方式的示意图；

图5为图1所示智能音箱的连动装置的第四种实施方式的示意图；

图6为图1所示智能音箱的工作流程图；

图7为本发明智能音箱控制方法的流程图。

图中各附图标记说明如下。

1-活动部件；2-电机；3-齿轮；4-铰链结构；

5-移动块；6-电磁线圈；7-磁吸件；8-外壳。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1所示的智能音箱的一种具体实施方式，包括活动部件1、音频接收装置、控制器、播放装置以及连动装置，其中，活动部件1活动的设置在智能音箱上；音频接收装置接收音频数据；控制器分析音频数据，并对其提取语音数据以及背景音乐数据，控制器根据语音数据处理得到语音控制信号；播放装置接收背景音乐数据，并播放背景音乐；连动装置接收语音控制信号，并根据语音控制信号进行动作，使其与播放装置同频控制，连动装置与活动部件1相连接，以带动活动部件1按照背景音乐的节拍进行相应的动态动作。

上述智能音箱，采用对音频数据提取语音数据以及背景音乐数据的方式，来使得连动装置相对于播放装置同频动作，进而可以将音箱外观设计成人形、动物或者其他形态，使得连动装置完成拟人化动作或者其他动态动作，譬如随着背景音乐同步张口、踢腿、摇头等，拓展了音箱的使用功能，使得在带来音乐享受的同时，增加了使用者的趣味性。

具体的，音频接收装置上设置有与控制器电性连接的无线通信模块、电性物理接口、麦克风接收头蓝牙、麦克风接收头等，以实现对外界音频数据的接收。其中，无线通讯模块采用蓝牙以及WIFI通讯模块，无线通信模块接收从互联网平台传输的音频数据，并将其传输至控制器，进而该智能音箱可以接收处理无线传输的数据；电性物理接口采用USB、SD存储卡接口，以接收从移动终端传输的音频数据，并将其传输至控制器，进而该智能音箱可以接收USB、SD存储器里的数据；麦克风接收头上设置有拾音孔，以接收外界的声源，并将其转换成电信号传输至控制器，进而音频接收装置可以将正在播放的音频作为输入信号，并对其进行处理。

控制器根据人的声音的特征以及背景音乐声音的特征算法，从音频数据中提取语音数据和背景音乐数据，并根据处理得到的语音数据来控制连动装置动作，以及将背景音乐数据传输至播放装置。

活动部件1相对于智能音箱的外壳8活动设置，活动部件1与连动装置相连接，连动装置包括驱动部件以及机械传动部件，驱动部件接收语音控制信号，并根据语音控制信号同频控制机械传动部件动作，机械传动部件与智能音箱上的活动部件1相连接，进而达到了同频控制连动装置动作的目的。其中，驱动部件可以采用电机或者弹片的方式，以对机械传动部件进行控制，智能音箱的外形可以采用人形、动物或者其他形态，对应的活动部件1可以设计于口部、关节部等位置，以使得当该智能音箱在播放音乐时，活动部件1同步在外壳8上进行互动，即实现了张口、踢腿、摇头等拟人化动作；在本实施方式中，连动装置可以采用与连动装置分体设计，也可以采用与连动装置一体化设计。

作为优选的实施方式，如图2所示，驱动部件为电机2，电机2接收语音控制信号，控制器根据语音控制信号来控制电机2的转动(转动方向、转速以及转动周次)，以驱动机械传动部件动作；机械传动部件为齿轮3，电机2的电机轴上对应连接安装有齿轮3，以使电机2驱动电机轴上的齿轮3传动，然后带动与机械传动部件中齿轮3相连的活动部件1动作，即实现了该智能音箱的动态动作。在本实施方式中，采用电机轴上的齿轮3与机械传动部件中的齿轮3直接传动方式，还可以采用多个齿轮的齿轮组的方式，来实现两者之间的间接传动的方式，由于齿轮组为常规的传动手段，具体不在加以详细描述。

作为变形的实施方式，如图3和图4所示，机械传动部件也可以采用与电机2配合传动的铰链结构4，或者与电机2配合传动的移动块5的方式，来使得电机2驱动机械传动部件传动；还可以采用磁吸件7与电磁线圈6配合等方式，如图5所示，磁吸件7采用弹片结构，来实现磁吸弹片驱动活动部件1位置改变，综合使得驱动部件驱动机械传动部件传动，并带动与机械传动部件相连的活动部件1动作；同时机械传动部件上还设置有弹性回复件(图未示)，使其能够来回移动，即对应的使得活动部件1来回移动。当然，还可以采用其它的传动方式，只要能够传动即可，具体不在加以一一列举。

如图6所示，音频输入后，控制对音频数据进行数据采样以及数据分析、处理，以得到语音数据和背景音乐数据，其中，背景音乐数据经A/D转换器(模数转换器)转换成数字信号，并通过AMP功率放大器进行放大，然后传送至喇叭播放出来，此时播放的是音频中的背景音乐部分，控制器还可以控制背景音乐的音量；控制器根据提取的语音数据发出语音控制信号，并将其传输至连动装置中的驱动部件，以控制驱动部件运转，来带动机械传动部件动作，即同频控制连动装置动作，使得智能音箱的连动机构能够按着背景音乐的节拍进行相应的动作，以提高了智能音箱的可玩性、趣味性。

实施例2

如图7所示的智能音箱控制方法的一种实施方式的流程图包括以下步骤,

S1:获取数据，从互联网平台、移动终端或外界环境中获取音频数据；

S2:数据处理，分析音频数据，并对其提取语音数据以及背景音乐数据；

S3:播放控制，将背景音乐数据通过播放装置播放出来；

S4:连动控制，根据处理得到的语音数据控制连动装置动作。

上述智能音箱控制方法，通过对音频数据提取语音数据以及背景音乐数据，以达到分别控制播放装置和连动装置同步的效果，拓展了音箱的使用功能，使得在带来音乐享受的同时，增加了使用者的趣味性。

作为优选的实施方式，连动装置与所述播放装置采用DSP控制器或者单片机同频控制，采用DSP控制器或者单片机对数据进行处理，以对播放装置传输背景音乐数据，同时根据语音数据对连动装置发出相应的语音控制信号，使得连动装置的动作能够按照音乐的节拍来执行，进而使得动作更加生动。

同时，在S2步骤中，DSP控制器或者单片机根据人的声音特征以及背景音乐声音的特征算法分析音频数据，以对音频数据提取语音数据和背景音乐数据。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种智能音箱，其特征在于，包括：

活动部件（1），活动设置在所述智能音箱上；

音频接收装置，接收音频数据；

控制器，分析所述音频数据，并对其提取语音数据以及背景音乐数据，所述控制器根据所述语音数据处理得到语音控制信号；

播放装置，接收所述背景音乐数据，并播放背景音乐；以及

连动装置，接收所述语音控制信号，并根据所述语音控制信号进行动作，使其与所述播放装置同频控制，所述连动装置与所述活动部件（1）相连接，以带动所述活动部件（1）按照所述背景音乐的节拍进行相应的动态动作。

2.根据权利要求1所述的智能音箱，其特征在于，所述连动装置包括驱动部件以及机械传动部件。

3.根据权利要求2所述的智能音箱，其特征在于，所述驱动部件为电机（2），所述机械传动部件为相互传动的齿轮（3），所述电机（2）驱动所述齿轮（3）转动；或者所述驱动部件为电机（2），所述机械传动部件为相互传动的铰链结构（4），所述电机（2）驱动所述铰链结构（4）位置改变；或者所述驱动部件为电机（2），所述机械传动部件为相互传动的移动块（5），所述电机（2）驱动所述移动块（5）位置改变；或者所述驱动部件为电磁线圈（6），所述机械传动部件为可活动吸附的磁吸件（7），所述电磁线圈（6）带动所述磁吸件（7）位置改变。

4.根据权利要求3所述的智能音箱，其特征在于，所述电机（2）接收所述语音控制信号，所述控制器根据所述语音控制信号控制所述电机（2）的转动方向、转速以及转动周次，以驱动所述机械传动部件动作。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的智能音箱，其特征在于，所述音频接收装置包括与所述控制器电性连接的无线通信模块，所述无线通信模块接收从互联网平台传输的所述音频数据，并将其传输至所述控制器。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的智能音箱，其特征在于，所述音频接收装置包括与所述控制器电性连接的电性物理接口，所述电性物理接口接收从移动终端传输的所述音频数据，并将其传输至所述控制器。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的智能音箱，其特征在于，所述音频接收装置包括与所述控制器电性连接的麦克风接收头，所述麦克风接收头上设置有拾音孔，所述麦克风接收头接收外界的声源，并将其转换成电信号传输至所述控制器。

8.一种智能音箱控制方法 ，其特征在于，包括步骤：

获取数据，从互联网平台、移动终端或外界环境中获取音频数据；

数据处理，分析所述音频数据，并对其提取语音数据以及背景音乐数据，根据所述语音数据处理形成语音控制信号；

播放控制，将所述背景音乐数据通过播放装置播放出来；

连动控制，根据所述语音控制信号控制连动装置动作，使其与所述播放装置同频控制，所述连动装置带动活动部件（1）按照所述背景音乐的节拍进行相应的动态动作。

9.根据权利要求8所述的智能音箱控制方法，其特征在于，所述连动装置与所述播放装置采用DSP控制器或者单片机同频控制。

10.根据权利要求8或者9所述的智能音箱控制方法，其特征在于，在所述数据处理的步骤中，控制器根据人的声音特征以及背景音乐声音的特征算法分析所述音频数据，以对所述音频数据提取语音数据和背景音乐数据。