CN116428690B - 一种节能空调系统语音控制方法及装置 - Google Patents

一种节能空调系统语音控制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种节能空调系统语音控制方法及装置，包括接收当前用户的语音信息，识别出语音控制指令；当所述语音控制指令为记忆温度调节模式时，通过所述当前用户的语音信息获取用户的实时位置和声纹信息，将所述实时位置和声纹信息与预先建立的所述当前用户的个性化记忆库匹配，当匹配成功时，获取所述当前用户的记忆库中关联的至少一个空调运行参数，根据所述运行参数注入到物联网控制器实现对所述至少一个空调的控制，其能够实现智能调节空调温度以使得降低能耗的前提下用户具有更好的舒适度。

Description

一种节能空调系统语音控制方法及装置
技术领域
本发明涉及节能空调控制技术领域，尤其涉及一种节能空调系统语音控制方法及装置。
背景技术
随着人工智能和语音识别技术的发展,语音控制已广泛应用于家庭自动化和空调控制领域。通过语音接口,用户可以自然地与空调交互并调整参数,无需手动操作控制面板。
目前,主流的空调品牌都推出了与其空调配套的语音控制产品或技术。这些语音控制系统通常由两部分构成:一部分为集成在空调内的语音识别模块,该模块可识别用户的语音命令并转化为空调可以理解的控制信号;另一部分为位于空调外部的语音控制设备,如智能音箱、智能手机App等,它可以接收用户的语音输入,并将语音命令传输到空调的语音识别模块。
现有的空调语音控制技术已实现对空调基本参数的控制,如温度设置、风速调节、启动/停止等,但通常语音控制仅作为交互媒介实现参数控制，并未有效利用语音信息，机械的通过语音控制设置固定的温度等参数时，一方面用户舒适性差，另一方面容易导致能耗浪费。为了克服上述问题，已经存在若干现有技术，例如CN109631264A公开了一种通过声源与空调之间的位置关系对空调风速进行调节，其虽在一定程度上利用声音的空间信息，但其仅考量送风避风，并未考虑温度舒适性的问题，CN111121218A公开了一种根据声纹识别特定人以做出个性化偏好设置的方式，但并未考虑场景中不同位置下的温度舒适性的问题，CN113291124A公开了一种根据入座人员账号最近一次记忆空调信息进行设置的方式，但并未考虑场景中不同时刻、不同位置、多用户以及缺乏记忆信息的情况。
综上,空调语音控制技术正在成为智能家居的重要组成部分,亟需一种方法使得空调语音控制交互将变得更加智能和个性化,为用户带来更加便捷舒适的体验。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种节能空调系统语音控制方法及装置。
本发明的技术方案是这样实现的：
第一方面，本发明提供了一种节能空调语音控制方法，其特征在于，包括：
接收当前用户的语音信息，识别出语音控制指令；
当所述语音控制指令为记忆温度调节模式时，通过所述当前用户的语音信息获取用户的实时位置和声纹信息，将所述实时位置和声纹信息与预先建立的所述当前用户的个性化记忆库匹配，当匹配成功时，获取所述当前用户的记忆库中关联的至少一个空调运行参数，根据所述空调运行参数注入到物联网控制器实现对所述至少一个空调的控制。
进一步地，所述预先建立的所述当前用户的个性化记忆库具体包括：
当前用户感知到环境温度舒适时，当前用户主动发出特定格式的语音信息，接收所述语音信息识别出语音控制指令，当所述语音控制指令为记忆温度记录模式时，通过所述空调上麦克风阵列接收到语音信号确定当前用户的位置信息，并对语音信号进行分离和识别，获取当前用户的声纹信息，同时识别语音控制指令中关于时刻和/或时间段的关键字，将所述当前用户、位置信息与至少一个所述空调在所述时刻和/或时间段对应的空调运行参数以及室外温度进行绑定，并记录在所述个性化记忆库中。
进一步地，所述将所述实时位置和声纹信息与预先建立的所述当前用户的个性化记忆库匹配，当匹配失败时具体包括：当前用户或当前用户在当前位置下并未通过所述记忆温度记录模式进行记忆，当当前用户的位置信息与其他用户的个性化记忆库中位置相匹配时，将当前用户与其他用户的身份信息以及偏好信息进行相似性比对，当相似度超过阈值时，从其他用户中选取相似度最高的用户作为目标用户，将目标用户的个性化记忆库在匹配位置的至少一个空调运行参数迁移至到当前用户的个性化记忆库。
进一步地，所述将目标用户的个性化记忆库在匹配位置的至少一个空调运行参数迁移至到当前用户的个性化记忆库后还包括：获取目标用户的个性化记忆库在匹配位置的至少一个空调运行参数相对应时刻和/或时间段标记以及历史室外温度，结合当前用户所处的时刻以及当前室外温度，推算当前用户所处的时刻至少一个空调运行参数。
进一步地，所述空调运行参数包括空调的设定温度、空调的风扇以及空调的风扇方向角。
进一步地，当所述语音控制指令为记忆温度调节模式时具体包括，等待预设时间，在预设时间内捕捉多个用户的温度调节请求，根据所述温度调节请求获取多个用户的记忆温度模式下的空调运行参数，将多个用户对应的空调运行参数和位置信息输入到End-to-End深度神经网络中，以获得最优的空调运行参数。
进一步地，所述多个用户对应的空调运行参数和位置信息输入到End-to-End深度神经网络中，以获得最优的空调运行参数具体包括，获取多个用户个性化档案中优先级信息，当满足优先级条件时，将对多个用户分配不同的优先级权重，将所述优先级权重、空调运行参数和位置信息输入到End-to-End深度神经网络中，以获得满足优先级条件下的最优的空调运行参数。
第二方面，本发明还提供一种节能空调语音控制装置，其特征在于包括：
语音指令识别模块，接收当前用户的语音信息，识别出语音控制指令；
记忆温度调节模块，当所述语音控制指令为记忆温度调节模式时，通过所述当前用户的语音信息获取用户的实时位置和声纹信息，将所述实时位置和声纹信息与预先建立的所述当前用户的个性化记忆库匹配，当匹配成功时，获取所述当前用户的记忆库中关联的至少一个空调运行参数，根据所述空调运行参数注入到物联网控制器实现对所述至少一个空调的控制。
第三方面，本发明还提供一种计算机设备，其上包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够在处理器运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的方法。
第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的方法。
本申请提供了一种节能空调系统语音控制方法及装置，至少具备如下有益效果：
第一，将实时位置和声纹信息与预先建立的个性化记忆库匹配，该种方式能够有效的提取出用户在特定位置的情况下，去寻找之前个性化记忆库中关联的多个空调运行参数，并通过物联网控制器进行集中控制，避免用户机械设置参数、降低舒适度以及浪费能耗。
第二，当用户新进入一个新环境或进入到一个新的位置时，此时，个性化记忆库并未建立，或者个性化记忆库并不包括相对应的内容，因此，通过用户间相似性比对进行相应空调个性化信息的迁移，从而使得用户能够在新的环境或位置上快速获得满意的温度。
第三，当场景中的多个用户存在协同调节温度的需求，可以在预设时间内捕捉多个用户的请求，然后获取多个用户的记忆温度模式下空调运行参数和位置信息，继而可以获取一个相对最优的空调运行参数。
第四，每个用户具备不同的优先级信息，因此，在语音协同调节温度的需求的基础上，在空调温度设置时应当考虑其优先级，获取一个相对最优的空调运行参数，有利于特殊人群的照顾。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种节能空调系统语音控制方法的示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
第一方面，参考图1，本发明提供了一种节能空调语音控制方法，其特征在于，包括：
S110：接收当前用户的语音信息，识别出语音控制指令；
S120：当所述语音控制指令为记忆温度调节模式时，通过所述当前用户的语音信息获取用户的实时位置和声纹信息；
S130：将所述实时位置和声纹信息与预先建立的所述当前用户的个性化记忆库匹配；
S140：当匹配成功时，获取所述当前用户的记忆库中关联的至少一个空调运行参数，根据所述空调运行参数注入到物联网控制器实现对所述至少一个空调的控制。
可以理解的是，通过语音信息进行定位的方式包括单声源定位、多声源定位，所述单声源定位适用于只有一个声源需要定位的场景。通过分析声音在不同麦克风或传感器中的到达时间差异（Time Difference of Arrival, TDOA）或强度差异（IntensityDifference of Arrival, IDOA），可以计算出声源的位置。这种方法常用于语音识别、音频处理和声学定位等领域；所述多声源定位适用于有多个声源需要定位的场景，常用的方法有基于阵列信号处理的方法和基于深度学习的方法。基于阵列信号处理的方法可以利用多个麦克风阵列的信号进行定位，而基于深度学习的方法则可以通过训练神经网络对声音信号进行处理和分析，实现多声源的定位，本发明对此不作进一步限定，采用现有技术中任意可以实现的方式均可。
可以理解的是，声纹信息的作用是确定用户的信息，继而匹配到用户的个性化记忆库，其通常采用基于说话人模型识别的声纹识别方法、基于声学模型的声纹方法、基于语音识别的声纹识别方法以及基于特征模型的声纹识别方法，本发明对此不作进一步限定，采用现有技术中任意可以实现的方式均可。
在本实施例中，将实时位置和声纹信息与预先建立的个性化记忆库匹配，该种方式能够有效的提取出用户在特定位置的情况下，去寻找之前个性化记忆库中关联的多个空调运行参数，并通过物联网控制器进行集中控制，避免用户机械设置参数，降低舒适度以及浪费能耗。
进一步地，所述预先建立的所述当前用户的个性化记忆库具体包括：
当前用户感知到环境温度舒适时，当前用户主动发出特定格式的语音信息，接收所述语音信息识别出语音控制指令，当所述语音控制指令为记忆温度记录模式时，通过所述空调上麦克风阵列接收到语音信号确定当前用户的位置信息，并对语音信号进行分离和识别，获取当前用户的声纹信息，同时识别语音控制指令中关于时刻和/或时间段的关键字，将所述当前用户、位置信息与至少一个所述空调在所述时刻和/或时间段对应的空调运行参数以及室外温度进行绑定，并记录在所述个性化记忆库中。
在本实施例中，其重点是用户在当前位置感知到舒适的环境温度时，进行主动记录当前时刻和/或当前时间段对应的空调运行参数，以便后续在面临相同场景时，能够迅速找到合适的空调运行参数使得用户快速进行最佳舒适温度。
值得一提的是，当前用户主动发出特定格式的语音信息，其具体形式可采用如下举例方式，例如，小x，我觉得今天下午1:00-4:00的空调温度特别舒服，此时小x是唤醒词，“舒服”可以对应记忆温度记录模式，“下午1:00-4:00”可以对应为时间关键字，其语音信息本身可提取声纹信息和定位信息，可以理解的是，空调通常都包括室外温度传感器，可以获取此时的室外温度。
进一步地，所述将所述实时位置和声纹信息与预先建立的所述当前用户的个性化记忆库匹配，当匹配失败时具体包括：当前用户或当前用户在当前位置下并未通过所述记忆温度记录模式进行记忆，当当前用户的位置信息与其他用户的个性化记忆库中位置相匹配时，将当前用户与其他用户的身份信息以及偏好信息进行相似性比对，当相似度超过阈值时，从其他用户中选取相似度最高作为目标用户，将目标用户的个性化记忆库在匹配位置的至少一个空调运行参数迁移至到当前用户的个性化记忆库。
在本实施例中，当用户新进入一个新环境或进入到一个新的位置时，此时，个性化记忆库并未建立，或者个性化记忆库并不包括相对应的内容，因此，通过用户间相似性比对进行相应空调个性化信息的迁移，从而使得用户能够在新的环境或位置上快速获得满意的温度。
可以理解的是，个性化记忆库可以是用户自行注册生成的，亦可以是通过场景中根据新识别的声纹信息初始化建立的记忆库，亦可以采用其他方式进行确定，本发明对此不进行限定。
进一步地，所述空调运行参数包括空调的设定温度、空调的风扇以及空调的风扇方向角。
进一步地，当所述语音控制指令为记忆温度调节模式时具体包括，等待预设时间，在预设时间内捕捉多个用户的温度调节请求，根据所述温度调节请求获取多个用户的记忆温度模式下的空调运行参数，将多个用户对应的空调运行参数和位置信息输入到End-to-End深度神经网络中，以获得最优的空调运行参数。
在本发明实施例中，当场景中的多个用户存在协同调节温度的需求，可以在预设时间内捕捉多个用户的请求，然后获取多个用户的记忆温度模式下空调运行参数和位置信息，此时可以理解的是，空调参数的设置不像单个用户一样，可以随着单个用户的需求进行调节，因此，可以获取一个相对最优的空调运行参数。
可选地，所述记忆温度调节模式也可以是连续等待和响应的过程，即可以得到请求而进行调节，例如，当一个人突然说到“有点热”，另一个人说到“我觉得还行”，此时既可以根据多个用户的温度调节请求进行实时/准实时调节。
可以理解的是，End-to-End深度神经网络的可以获取历史各个用户在各个位置、各个时间/时间段对应的空调运行参数以及反馈评分等作为训练的源数据，而End-to-End深度神经网络的训练和构建均是现有技术，本发明对其具体过程不在进行赘述。
进一步地，所述多个用户对应的空调运行参数和位置信息输入到End-to-End深度神经网络中，以获得最优的空调运行参数具体包括，获取多个用户个性化档案中优先级信息，当满足优先级条件时，将对多个用户分配不同的优先级权重，将所述优先级权重、空调运行参数和位置信息输入到End-to-End深度神经网络中，以获得满足优先级条件下的最优的空调运行参数。
在本发明实施例中，可以理解的是，每个用户具备不同的优先级信息，例如在公共场所中，老人、病人、小孩和孕妇等应受到照顾，因此，当前述协同温度调节的方式的基础上，在空调温度设置时应当考虑其优先级，获取一个相对最优且合理的空调运行参数，有利于特殊人群的照顾。
第二方面，本发明还提供一种节能空调语音控制装置，其特征在于包括：
语音指令识别模块，接收当前用户的语音信息，识别出语音控制指令；
记忆温度调节模块，当所述语音控制指令为记忆温度调节模式时，通过所述当前用户的语音信息获取用户的实时位置和声纹信息，将所述实时位置和声纹信息与预先建立的所述当前用户的个性化记忆库匹配，当匹配成功时，获取所述当前用户的记忆库中关联的至少一个空调运行参数，根据所述空调运行参数注入到物联网控制器实现对所述至少一个空调的控制。
第三方面，本发明还提供一种计算机设备，其上包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够在处理器运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的方法。
第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的方法。

Claims (6)

1.一种节能空调语音控制方法，其特征在于，包括：
接收当前用户的语音信息，识别出语音控制指令；
当所述语音控制指令为记忆温度调节模式时，通过所述当前用户的语音信息获取用户的实时位置和声纹信息；
将所述实时位置和声纹信息与预先建立的所述当前用户的个性化记忆库匹配；
所述预先建立的所述当前用户的个性化记忆库包括：当前用户感知到环境温度舒适时，当前用户主动发出特定格式的语音信息，接收所述语音信息识别出语音控制指令，当所述语音控制指令为记忆温度记录模式时，通过所述空调上麦克风阵列接收到语音信号确定当前用户的位置信息，并对语音信号进行分离和识别，获取当前用户的声纹信息，同时识别语音控制指令中关于时刻和/或时间段的关键字，将所述当前用户、位置信息与至少一个所述空调在所述时刻和/或时间段对应的空调运行参数以及室外温度进行绑定，并记录在所述个性化记忆库中；
当匹配成功时，获取所述当前用户的记忆库中关联的至少一个空调运行参数，根据所述空调运行参数注入到物联网控制器实现对所述至少一个空调的控制；
所述空调运行参数包括空调的设定温度、空调的风扇以及空调的风扇方向角；
所述将所述实时位置和声纹信息与预先建立的所述当前用户的个性化记忆库匹配，当匹配失败时具体包括：当前用户或当前用户在当前位置下并未通过所述记忆温度记录模式进行记忆，当当前用户的位置信息与其他用户的个性化记忆库中位置相匹配时，将当前用户与其他用户的身份信息以及偏好信息进行相似性比对，当相似度超过阈值时，从其他用户中选取相似度最高的用户作为目标用户，将目标用户的个性化记忆库在匹配位置的至少一个空调运行参数迁移至到当前用户的个性化记忆库；
当所述语音控制指令为记忆温度调节模式时包括，等待预设时间，在预设时间内捕捉多个用户的温度调节请求，根据所述温度调节请求获取多个用户的记忆温度模式下的空调运行参数，将多个用户对应的空调运行参数和位置信息输入到End-to-End深度神经网络中，以获得最优的空调运行参数。
2.根据权利要求1所述的节能空调语音控制方法，其特征在于，所述将目标用户的个性化记忆库在匹配位置的至少一个空调运行参数迁移至到当前用户的个性化记忆库后还包括：获取目标用户的个性化记忆库在匹配位置的至少一个空调运行参数相对应时刻和/或时间段标记以及历史室外温度，结合当前用户所处的时刻以及当前室外温度，推算当前用户所处的时刻的至少一个空调运行参数。
3.根据权利要求1所述的节能空调语音控制方法，所述多个用户对应的空调运行参数和位置信息输入到End-to-End深度神经网络中，以获得最优的空调运行参数具体包括，获取多个用户个性化档案中优先级信息，当满足优先级条件时，将对多个用户分配不同的优先级权重，将所述优先级权重、空调运行参数和位置信息输入到End-to-End深度神经网络中，以获得满足优先级条件下的最优的空调运行参数。
4.一种节能空调语音控制装置，其特征在于包括：
语音指令识别模块，接收当前用户的语音信息，识别出语音控制指令；
记忆温度调节模块，当所述语音控制指令为记忆温度调节模式时，通过所述当前用户的语音信息获取用户的实时位置和声纹信息，将所述实时位置和声纹信息与预先建立的所述当前用户的个性化记忆库匹配，当匹配成功时，获取所述当前用户的记忆库中关联的至少一个空调运行参数，根据所述空调运行参数注入到物联网控制器实现对所述至少一个空调的控制；
所述空调运行参数包括空调的设定温度、空调的风扇以及空调的风扇方向角；
记忆温度记忆模块，当前用户感知到环境温度舒适时，当前用户主动发出特定格式的语音信息，接收所述语音信息识别出语音控制指令，当所述语音控制指令为记忆温度记录模式时，通过所述空调上麦克风阵列接收到语音信号确定当前用户的位置信息，并对语音信号进行分离和识别，获取当前用户的声纹信息，同时识别语音控制指令中关于时刻和/或时间段的关键字，将所述当前用户、位置信息与至少一个所述空调在所述时刻和/或时间段对应的空调运行参数以及室外温度进行绑定，并记录在所述个性化记忆库中；
个性化迁移模块，所述将所述实时位置和声纹信息与预先建立的所述当前用户的个性化记忆库匹配，当匹配失败时具体包括：当前用户或当前用户在当前位置下并未通过所述记忆温度记录模式进行记忆，当当前用户的位置信息与其他用户的个性化记忆库中位置相匹配时，将当前用户与其他用户的身份信息以及偏好信息进行相似性比对，当相似度超过阈值时，从其他用户中选取相似度最高的用户作为目标用户，将目标用户的个性化记忆库在匹配位置的至少一个空调运行参数迁移至到当前用户的个性化记忆库；
空调协同控制模块，等待预设时间，在预设时间内捕捉多个用户的温度调节请求，根据所述温度调节请求获取多个用户的记忆温度模式下的空调运行参数，将多个用户对应的空调运行参数和位置信息输入到End-to-End深度神经网络中，以获得最优的空调运行参数。
5.一种计算机设备，其上包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够在处理器运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-3中任一项所述的方法。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-3中任一项所述的方法。
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