CN207947893U - 一种基于3d深度感应摄像头技术的智能体感控制音箱 - Google Patents
一种基于3d深度感应摄像头技术的智能体感控制音箱 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种基于3D深度感应摄像头技术的智能体感控制音箱，包括音箱本体，音箱本体侧面设置控制按键，音箱本体顶部设置3D深度感应摄像头和拾音器，所述音箱本体底部设置电源和电路板，所述电路板上设置图像处理单元、音频处理单元、中央控制单元和音箱驱动单元。本实用新型采用3D深度感应摄像头体感控制技术，给智能音箱增加一种新的控制方式，从而增强音箱本身的智能程度同时使用户体验得到进一步提升。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种音箱，尤其是涉及一种基于3D深度感应摄像头技术的智能体感控制音箱。
背景技术
随着人工智能技术在理论上的突破和不断成熟，在各类生活场景中的应用也随之深入，各类智能设备层出不穷，其中智能音箱作为语音识别技术与音响设备相结合的产物，成功抢占了智慧家庭的控制入口。用户通过语音交互，指挥智能音箱完成歌曲点播、信息查询以及空调、电灯等周边家居电器设备的控制，省去了操作遥控器的繁琐和到处寻找遥控器的尴尬，生活品质得到进一步提高。
“语音识别”技术相当于给计算机系统安装上“耳朵”，使其具备“能听”的功能。该技术经过语音信号处理、语音特征处理、模型训练及解码引擎等复杂步骤，使机器最终能够将语音中的内容、说话人、语种等信息识别出来，实现对机器的控制。
授权公告号为CN 202524545 U的中国专利文献公布了一种语音识别控制音箱，其主旨在解决现有音箱按键不方便等问题，该音箱包括壳体、设置在壳体内的语音识别集成电路，该电路包括， DSP 处理器，与DSP 处理器连接的A/D 转换器、LCD 显示器、SD 存储卡单元、Flash 、SDRAM、按键单元，顺序连接的麦克风、运算放大器、抗混叠滤波器，抗混叠滤波器与A/D 转换器连接。壳体上设置有LCD 显示器、SD卡插槽、麦克风孔、USB 插槽， LCD显示单元设置在LCD 显示器内， SD 存卡单元设置在SD 卡插槽内，麦克风设置在麦克风孔内， USB 接口设置在USB 插槽内。本实用新型用作音箱设备。
然而，语音控制也有其局限性，首先语音识别对于方言和口音较重的用户识别率较低；其次在距离较远或有环境噪音干扰的情况下，用户需提高说话声音，甚至靠喊话来控制，体验不佳；再次在睡眠前通过语音控制音箱的关闭，会影响到周边已经休息的家人。虽然大多数智能设备都可以通过手机APP进行遥控操作，但其本质上仍然是在操作实体的遥控器，上面提到的关于遥控器的各种不便同样不可避免。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于3D深度感应摄像头技术的智能体感控制音箱，给智能音箱增加一种新的控制方式，从而增强音箱本身的智能程度同时使用户体验得到进一步提升。
为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种基于3D深度感应摄像头技术的智能体感控制音箱，其特征在于：包括音箱本体，音箱本体侧面设置控制按键，音箱本体顶部设置3D深度感应摄像头和拾音器，所述音箱本体底部设置电源和电路板，所述电路板上设置图像处理单元、音频处理单元、中央控制单元和音箱驱动单元，所述3D深度感应摄像头与图像处理单元连接，所述拾音器与音频处理单元连接，所述图像处理单元、音频处理单元和音箱驱动单元都与中央控制单元连接，所述音箱驱动单元与音箱本体连接。
作为本实用新型的进一步改进，所述控制按键包括电源键、音量加、音量减、上一首、下一首和切换键，切换键有按键控制、体感控制、语音控制三个档位。
作为本实用新型的进一步改进，所述3D深度感应摄像头上设有红外激光散斑光源和CMOS传感器。
作为本实用新型的进一步改进，所述3D深度感应摄像头的监控区域为半径8米的120度扇面区。
作为本实用新型的进一步改进，3D深度感应摄像头主动识别用户和音箱之间的距离关系，并根据音量与距离关联公式：
Vr = 20 lg（r/r1）+ V1自动调整音量到舒适程度；
Vr（单位：分贝）：人与音箱距离为r时，音箱的音量值（默认初始音量V1=50dB）；
r（单位：米）：人与音箱的距离( 1 < r < 8，开机默认初始距离为r1=1米) 。
作为本实用新型的进一步改进，所述拾音器为数字降噪拾音器。
作为本实用新型的进一步改进，所述电路板上设置网络通信单元，网络通信单元与中央控制单元连接。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型针对现有技术的不足，提供一种基于3D深度感应摄像头技术的智能体感控制音箱，给语音识别智能音箱增加一种新的控制方式，利用3D深度感应摄像头技术捕获使用者的身体动作，并将图像数据和深度数据传输至图像处理单元，后者对数据进行归一化处理，形成系统可识别的格式化数据并传输至中央控制单元，中央控制单元接收图像处理单元发送的数据并完成用户动作行为意图判断，在确定用户动作命令类型后控制音箱驱动单元完成音量调节、播放、暂停等动作，从而增强音箱本身的智能程度同时使用户体验得到进一步提升。
2、控制按键包括电源键、音量加、音量减、上一首、下一首和切换键，切换键有按键控制、体感控制、语音控制三个档位，通过切换键选择控制方式，满足不同环境下的使用需求，人性化设计，适用性更强。
3、3D深度感应摄像头上设有红外激光散斑光源和CMOS传感器，红外激光散斑是激光照射到粗糙物体或穿透毛玻璃后随机形成的衍射斑点。这些散斑具有高度的随机性，而且会随着距离的不同而变换图案。也就是说空间中任意两处的散斑图案都是不同的。只要在空间中打上这样的光，整个空间都被做了标记，把一个物体放进这个空间，只要看看物体上面的散斑图案，就可以知道这个物体在什么位置了，通过此技术来检测使用者的肢体活动并确定用户指令意图，达到体感控制音箱的目的。
4、3D深度感应摄像头的监控区域为半径8米的120度扇面区，满足一般室内空间使用要求，保证使用者在体感控制时不会超出监控区域，指令稳定有效。
5、3D深度感应摄像头主动识别用户和音箱之间的距离关系，并根据音量与距离关联公式：
Vr = 20 lg（r/r1）+ V1自动调整音量到舒适程度，增加音箱智能程度，提供更舒适的体验。
6、拾音器为数字降噪拾音器，尤其是在有噪音的情况下能更准确识别使用者的语音指令。
7、电路板上设置网络通信单元，中央控制单元与网络通信单元连接，用户可将自定义的体感指令或语音指令上传至服务器保存，并可将音箱连接网络曲库或从云端下载歌曲，使用更方便。
附图说明
图1为本实用新型实施例一的工作流程图。
图2为本实用新型实施例二的工作流程图。
图3为本实用新型体感控制指令示意图。
图3中数字标号依次对应指令如下：1-唤醒，2-暂停，3-上一曲，4-下一曲，5-播放，6-音量加，7-音量减，8-单曲循环。
具体实施方式
下面对本实用新型作进一步描述。
实施例一
如图1所示，一种基于3D深度感应摄像头技术的智能体感控制音箱，包括音箱本体，所述音箱本体为立方体结构，音箱本体侧面设置控制按键，所述控制按键包括电源键、音量加、音量减、上一首、下一首和切换键，切换键有按键控制、体感控制、语音控制三个档位，通过切换键选择控制方式，满足不同环境下的使用需求，人性化设计，适用性更强。
音箱本体顶部设置3D深度感应摄像头和拾音器，所述3D深度感应摄像头上设有红外激光散斑光源和CMOS传感器，红外激光散斑是激光照射到粗糙物体或穿透毛玻璃后随机形成的衍射斑点，这些散斑具有高度的随机性，而且会随着距离的不同而变换图案。空间中任意两处的散斑图案都是不同的，只要在空间中打上这样的光，整个空间都被做了标记，把一个物体放进这个空间，只要看看物体上面的散斑图案，就可以知道这个物体在什么位置，通过此技术来检测使用者的肢体活动并确定用户指令意图，达到体感控制音箱的目的。所述拾音器为数字降噪拾音器，尤其是在有噪音的情况下能更准确识别使用者的语音指令。3D深度感应摄像头的监控区域为半径8米的120度扇面区，满足一般室内空间使用要求，保证使用者在体感控制时不会超出监控区域，指令稳定有效。
所述音箱本体底部设置电源和电路板，所述电路板上设置图像处理单元、音频处理单元、中央控制单元和音箱驱动单元，所述3D深度感应摄像头与图像处理单元连接，所述拾音器与音频处理单元连接，所述图像处理单元、音频处理单元和音箱驱动单元都与中央控制单元连接，所述音箱驱动单元与音箱本体连接。
3D深度感应摄像头主动识别用户和音箱之间的距离关系，并根据音量与距离关联公式：
Vr = 20 lg（r/r1）+ V1
自动调整音量到舒适程度，增加音箱智能程度，提供更舒适的体验。
式中Vr（单位：分贝）：人与音箱距离为r时，音箱的音量值（默认初始音量V1=50dB）；
r（单位：米）：人与音箱的距离( 1 < r < 8，开机默认初始距离为r1=1米) 。
本实用新型在使用时可选择按键控制、语音控制和体感控制，其中体感控制方法以下面的“唤醒”功能为例进行说明：
将本实用新型放置在室内电视柜或角柜之上，正面朝向室内开阔区域且不能有较大面积的遮挡，确保从音箱的视角能通视整个房间。音箱打开电源后切换到体感控制挡，3D深度感应摄像头首先对室内环境进行扫描并将扫描结果做为底图数据加以保存，随后进入待机状态；系统默认用户同时抬起双手为唤醒动作，当用户在有效检测区域内正面面对音箱时两次同时抬起双手，摄像头捕获到该动作后将画面数据传递给图形处理单元，图形处理单元将数据进行归一化处理,形成系统可识别的格式化数据并传输至中央控制单元,中央控制单元接收图像处理单元发送的数据，通过与后台数据比对判断出用户做出的唤醒指令，随之将操作系统从低功耗状态激活，系统整体转入工作状态，等待用户的进一步指令。附图3为系统默认动作集合示意图。
实施例二
如图2所示，本实施例和实施例一的结构基本相同，其区别在于：所述电路板上设置网络通信单元，网络通信单元与中央控制单元连接，用户可将自定义的体感指令或语音指令上传至服务器保存，并可将音箱连接网络曲库或从云端下载歌曲，使用更方便。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种基于3D深度感应摄像头技术的智能体感控制音箱，其特征在于：包括音箱本体，音箱本体侧面设置控制按键，音箱本体顶部设置3D深度感应摄像头和拾音器，所述音箱本体底部设置电源和电路板，所述电路板上设置图像处理单元、音频处理单元、中央控制单元和音箱驱动单元，所述3D深度感应摄像头与图像处理单元连接，所述拾音器与音频处理单元连接，所述图像处理单元、音频处理单元和音箱驱动单元都与中央控制单元连接，所述音箱驱动单元与音箱本体连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于3D深度感应摄像头技术的智能体感控制音箱，其特征在于：所述控制按键包括电源键、音量加、音量减、上一首、下一首和切换键，切换键有按键控制、体感控制、语音控制三个档位。
3.根据权利要求1所述的一种基于3D深度感应摄像头技术的智能体感控制音箱，其特征在于：所述3D深度感应摄像头上设有红外激光散斑光源和CMOS传感器。
4.根据权利要求1所述的一种基于3D深度感应摄像头技术的智能体感控制音箱，其特征在于：所述3D深度感应摄像头的监控区域为半径8米的120度扇面区。
5.根据权利要求1所述的一种基于3D深度感应摄像头技术的智能体感控制音箱，其特征在于：3D深度感应摄像头主动识别用户和音箱之间的距离关系，并根据音量与距离关联公式：
Vr = 20 lg（r/r1）+ V1
自动调整音量到舒适程度；
Vr：单位是分贝，表示人与音箱距离为r时，音箱的音量值，默认初始音量V1=50dB；
r：单位是米，表示人与音箱的距离，1 < r < 8，开机默认初始距离r1=1米。
6.根据权利要求1所述的一种基于3D深度感应摄像头技术的智能体感控制音箱，其特征在于：所述拾音器为数字降噪拾音器。
7.根据权利要求1所述的一种基于3D深度感应摄像头技术的智能体感控制音箱，其特征在于：所述电路板上设置网络通信单元，所述网络通信单元与所述中央控制单元连接。
Priority Applications (1)
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| CN201820430844.3U CN207947893U (zh) | 2018-03-28 | 2018-03-28 | 一种基于3d深度感应摄像头技术的智能体感控制音箱 |
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| CN207947893U true CN207947893U (zh) | 2018-10-09 |
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| CN201820430844.3U Active CN207947893U (zh) | 2018-03-28 | 2018-03-28 | 一种基于3d深度感应摄像头技术的智能体感控制音箱 |
Country Status (1)
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2018
- 2018-03-28 CN CN201820430844.3U patent/CN207947893U/zh active Active
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