DE19723938A1

DE19723938A1 - Haushaltgerät, insbesondere elektrisch betriebenes Haushaltgerät

Info

Publication number: DE19723938A1
Application number: DE1997123938
Authority: DE
Inventors: Felicitas Dipl Ing Ziegler; Uwe Dipl Ing Has
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-06-06
Filing date: 1997-06-06
Publication date: 1998-12-10

Description

Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät, insbesondere ein elektrisch betriebenes Haus haltsgerät, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In Haushaltsgeräten wird durch mechanische Stellglieder dem oder den elektrischen Ver brauchern Leistung zugeführt.

Die mechanische Stellglieder bzw. Bedienelemente befinden sich im Haushaltsgerät, so daß die Bedienperson am Ort des Haushaltsgeräts zu sein hat, um die Bedienelemente zu betätigen. Die Bedienperson hat damit die aktuelle Arbeit zu unterbrechen und gege benenfalls die Hände zu reinigen und zu trocknen. Darüber hinaus erweist sich die Betäti gung von Haushaltsgeräten für behinderte Menschen oft als relativ mühsam.

Es ist bereits ein Produkt mit der Bezeichnung "SICARE pilot" (Firma evosoft Software vertrieb GmbH, D-90411 Nürnberg/Deutschland) für den REHA-Bereich bekannt, das ein mobiles Gerät umfaßt, welches gesprochene Befehle in Signale umsetzt. Die Ausgabe der Signale erfolgt durch Infrarotsender, z. B. für die Steuerung von Fernsehgeräten, Vi deorecordern, HiFi-Anlagen, Telefon und Beleuchtung, durch Funksender, z. B. für die Steuerung von Haustüren, Fahrstühlen, Ruf- und Alarmanlagen oder durch drahtgebun dene Schnittstellen, z. B. für die Steuerung von elektrisch angetriebenen Rollstühlen und motorverstellbaren Betten. Das bekannte Produkt, das für körperbehinderte Personen bestimmt ist, ermöglicht die Speicherung von maximal 64 Befehlen. Das mobile Gerät sendet den Befehl für die gewünschte Aktion, z. B. "Fernseher an", automatisch über die zuvor ausgewählte Schnittstelle an das entsprechende Gerät. Jede einzelne Anweisung kann mehrere Geräte gleichzeitig ansprechen. Das bekannte Produkt wird auf die indivi duellen Sprachmuster einer Person trainiert und realisiert damit eine sprecherabhängige Spracherkennung. Im Idealzustand sind andere Personen nicht in der Lage, aus gespro chenen Befehlen Signale zu bilden, die die Geräte steuern. Die Spracherkennung ist bei dem bekannten Produkt in der Weise realisiert, daß vorgegebene Worte (z. B. "Haus", "Licht", "vier", "minus") gemäß einem Menübaum mit mehreren Zweigen zu sprechen sind, wobei die einzelnen Worte in beliebigem zeitlichem Abstand gesprochen werden können. Wenn wegen einer Unpäßlichkeit der körperbehinderten Person die Sprachein gabe vorzeitig abgebrochen wird, können einzelne Worte, z. B. aus einem Radio- oder Fernsehgerät, die in dem nach dem Spracheingabeabbruch anstehenden Zweig des Menübaums vorgesehen sind, zur Bildung von Signalen führen, die ein oder mehrere Geräte steuern. Eine solche ungewollte Steuerung eines oder mehrerer Geräte, z. B. ei nes Rollstuhls, kann die körperbehinderte Person gefährden.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die sprachgesteuerte Bedienung von Haushaltsgeräten sicherer zu gestalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Haushaltsgerät gelöst, das in Anspruch 1 definiert ist.

Das erfindungsgemäße Haushaltsgerät weist anstelle der mechanischen Bedienelemente oder auch zusätzlich zu diesen eine erste Einrichtung zur Eingabe von Sprachsignalen, die Betriebsfunktionen des Haushaltsgeräts bezeichnen, eine zweite Einrichtung zur Er kennung der durch die Sprachsignale bezeichneten Betriebsfunktionen und eine dritte Einrichtung zur Umsetzung der erkannten Sprachsignale in Steuerbefehle zum Betrieb des Haushaltsgeräts auf. Damit läßt sich das Haushaltsgerät auch von Bedienpersonen bedienen, die sich nicht unmittelbar am Ort des Haushaltsgeräts aufhalten. Eine manuelle Bedienung erfolgt nicht, so daß die Bedienperson während der Bedienung des Haus haltsgeräts "die Hände frei hat". Die Bedienperson kann damit beispielsweise Zutaten für die Zubereitung einer Speise bearbeiten und gleichzeitig eine Kochmulde eines Herdes einschalten. Die Bildung ungewollter Steuerbefehle wird dadurch verhindert, daß aufein anderfolgende Sprachsignale nur dann zur Bildung eines Steuerbefehls führen, wenn die aufeinanderfolgenden Sprachsignale in einer definierten Reihenfolge und innerhalb einer vorgebbaren Zeit eingegeben werden. Wenn diese Bedingungen nicht vorliegen, wird kein Steuerbefehl gebildet. Weiterhin werden die Sprachsignalverbreitungsprozeduren an den Startpunkt der Verarbeitungsabfolge zurückgestellt. Soll also der ursprünglich beabsich tigte Steuerbefehl gebildet werden, sind nicht die noch fehlenden Sprachsignale einzuge ben, vielmehr sind alle vorgesehenen Sprachsignale innerhalb der definierten Reihen folge, innerhalb der vorgebbaren Zeit einzugeben.

Die Spracherkennung erfolgt vorzugsweise sprecherunabhängig und ermöglicht damit, die Haushaltsgeräte in größerer Serie herzustellen, ohne daß Modifikationen zur Bedien barkeit durch einzelne Bedienpersonen vorzunehmen sind.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts ist dadurch gekennzeichnet, daß das einem Steuerwerk zugeordnete Steuerungsprogramm in der Weise ausgestaltet ist, daß die erste Einrichtung und/oder die zweite Einrichtung und/oder die dritte Einrichtung nur nach Betätigung eines mechanischen Bedienelements aktivierbar ist (sind). Dies ist mit dem Vorteil verbunden, daß ein eventuell wochenlang laufendes Radio- oder Fernsehgerät durch das rein zufällige Abspielen von "passenden" Schlüsselwörtern das Hausgerät nicht einschalten kann.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 schematisch ein erfindungsgemäßes Haushaltsgerät; und

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Abfolge von Verfahrensschritten bei der Einga be, der Erkennung und die Auswertung von Sprachsignalen.

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts, das beispielsweise ein elektrisch betriebener Herd mit einer Mulde ist, weist mechanische Bedienelemente 2 auf, die eine Leistungsquelle P schalten. Die Lei stungsquelle P dient der Zufuhr elektrischer Leistung, z. B. an eine Kochmulde mit einer ersten Kochstelle K1 (vorne links), einer zweiten Kochstelle K2 (hinten links), einer dritten Kochstelle K3 (hinten rechts) und einer vierten Kochstelle K4 (vorne rechts).

Weiterhin weist das erfindungsgemäße Haushaltsgerät eine erste Einrichtung 3 auf, die der Eingabe von Sprachsignalen dient und insbesondere durch ein unmittelbar am Haus haltsgerät angebrachtes Mikrofon gebildet ist.

Alternativ hierzu ist vorgesehen, daß die Einrichtung 3 getrennt von dem Haushaltsgerät angeordnet ist und beispielsweise in einem tragbaren Fernsprechendgerät (schnurlos Telefon; Handy) gebildet ist, wobei das vorhandene Mikrofon des Fernsprechendgeräts eine Doppelfunktion erhält.

Die erste Einrichtung 3 zur Eingabe von Sprachsignalen ist mit einer zweiten, an sich be kannten Einrichtung 41 zur Erkennung der durch die Sprachsignale bezeichneten Be triebsfunktionen und diese wiederum mit einer dritten, an sich bekannten Einrichtung 42 zur Umsetzung der erkannten Sprachsignale in Steuerbefehle zum Betrieb des Haus haltsgeräts 1 verbunden.

Die zweite Einrichtung 41 und die dritte Einrichtung 42 können räumlich verbunden und schaltungstechnisch durch eine Einrichtung 4, bzw. durch ein Steuerwerk CPU (Mikroprozessor) gebildet sein.

Diesem Steuerwerk, das durch die zweite und dritte Einrichtung 41, 42 gebildet sein kann bzw. diesen Einrichtungen sowie der ersten Einrichtung 3 zugeordnet ist, ist ein Steuerungsprogramm zugeordnet, das unter anderem in der Weise ausgestaltet ist, daß aufeinanderfolgende Sprachsignale nur dann zur Bildung eines Steuerbefehls führen, wenn aufeinanderfolgende Sprachsignale (z. B. W1, W2, W3, W4 in Fig. 2), deren Reihenfolge durch einen Menübaum (Fig. 2) definiert ist, innerhalb einer vor gebbaren Zeit (T12 = Zeitraum zwischen dem Beginn oder dem Ende der Eingabe ei nes Sprachsignals W1 und dem Beginn oder dem Ende der Eingabe eines folgenden Sprachsignals W2) eingegeben werden.

Weiterhin kann das Steuerungsprogramm in der Weise ausgestaltet sein, daß bei ei ner Eingabe aufeinanderfolgender Sprachsignale (z. B. W1, W2 außerhalb der vor gebbaren Zeit (T12) oder bei einem Abbruch der Sprachsignaleingabe (z. B. keine Ein gabe von W3 und W4) ein Steuerbefehl nur dann gebildet wird, wenn alle zur Bildung eines Steuerbefehls erforderlichen Sprachsignale erneut, nun tatsächlich in der defi nierten Reihenfolge innerhalb der jeweils vorgebbaren Zeit (T12 bezüglich W1, W2; T23 bezüglich W2, W3); T34 bezüglich W3, W4 in Fig. 2) eingegeben werden.

Vorzugsweise erfolgt die Sprachsignalerkennung sprecherunabhängig. Sie kann jedoch auch sprecherabhängig, insbesondere sprechergruppenabhängig erfolgen. Sprache von Erwachsenen weisen Sprachcharakteristiken auf, die sich von Kinder-Sprachcharakteri stiken entscheiden. Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts lassen sich Kinder von der Betätigung des Haushaltsgeräts ausschließen.

Das Steuerungsprogramm kann auch in der Weise ausgestaltet sein, daß die erste und/oder die zweite und/oder die dritte Einrichtung nur nach Betätigung eines mechani schen Bedienelements 2 aktivierbar ist bzw. sind. Das mechanische Bedienelement 2 ist in diesem Fall eine Sondertaste, durch deren Betätigung ein Befehl gebildet wird, der an gibt, daß eine Steuerung des Haushaltsgeräts durch Sprachsignale erfolgen soll. Die konkrete Steuerung, z. B. einer bestimmten Temperatur einer Kochstelle eines Herdes erfolgt damit nicht; diese Steuerung wird durch die Betätigung der Sondertaste vielmehr vorbereitet. Insbesondere ist die erste und/oder die zweite und/oder die dritte Einrichtung unmittelbar nach einem Abschalten des Haushaltsgeräts nur nach Betätigung eines solchen mechanischen Bedienelements 2 (Sondertaste) aktivierbar.

In diesem Fall läßt sich das Haushaltsgerät durch Sprachsignale nach einem vorherge henden Abschalten nur dann aktivieren, wenn zuvor das mechanische Bedienelement betätigt worden ist. Dabei kann vorgesehen sein, daß diese Betätigung nur innerhalb ei nes vorgebbaren Zeitraums nach einem Abschalten freigegeben wird.

Weiterhin sind Pausen (Tt in Fig. 2) unterschiedlicher Länge zwischen den Sprachsi gnalen vorgebbar.

Die zweite Einrichtung 41 kann die eingegebenen Sprachsignale auch sprecherabhängig erkennen. Damit wird es möglich, nur bestimmte Personen, beispielsweise nur die er wachsenen Mitglieder eines Haushalts für die Betätigung des Haushaltsgeräts zu autori sieren.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Haushaltsgerät eine Mehrzahl elektrischer Verbrauchselemente (K1, K2, K3, K4) auf, die individuell durch Sprachsignale steuerbar sind.

Die Sprachsignale bestehen vorzugsweise aus einer Folge vorgebbarer "Schlüssel wörter", die insbesondere in einer durch einen Menübaum definierten Reihenfolge zu sprechen sind. Ein Beispiel eines solchen Menübaums ist in Fig. 2 dargestellt. Der Auf bau dieser Folge orientiert sich dabei an der Grammatik der Sprache, in der die Schlüs selwörter gesprochen werden.

Die in Fig. 2 dargestellten Wörter, wie "Mulde", "Kochstelle" können im Gebrauch der Kochmulde durch beliebig gestaltete Lautfolgen ersetzt werden, so daß z. B. auch sprachbehinderte Bedienpersonen erfindungsgemäße Haushaltsgeräte in einfacher Wei se steuern können.

In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel beginnt jede Folge von Schlüsselwör tern mit dem Wort "Mulde" (W1) als Ansprache des zu steuernden Haushaltsgeräts selbst. Danach wird die Funktion "Kochstelle" (W2, 1. Alternative) oder "Bräter" (W2, 2. Alternative) ausgesprochen, wobei die Funktion "Bräter" und "Kochstelle" dem haushalts üblichen Gebrauch entsprechend intuitiv als voneinander unabhängig betrachtet werden, auch wenn sie im gleichen Gebiet auf der Kochmulde genutzt werden. Nach der Wahl der Funktion "Kochstelle" oder "Bräter" wählt die Bedienperson durch das Schlüsselwort "1" oder "2" oder "3" oder "4" (W3, 1., 2., 3. oder 4. Alternative) den Ort auf der Kochmulde (vorne links; hinten links; hinten recht; vorne rechts) aus, auf dem die Kochstelle Aktionen durchführen soll. Als Beispiel für alternative Schlüsselwörter kann statt einer Zahl auch die Bezeichnung "vorne links", "hinten links", "hinten rechts" oder "vorne rechts" ausge sprochen werden.

Nachdem so die Funktion "Kochstelle" oder "Bräter" und die genaue Ortsbezeichnung auf der Kochmulde angegeben sind, wird durch ein weiteres Schlüsselwort (W4) die von der betreffenden Kochstelle gewünschte Aktion angegeben.

Zwischen der Aussprache von zwei Schlüsselwörtern liegt eine Pause, die in Fig. 2 mit Tt bezeichnet ist. Die Pause dient dazu, die Schlüsselwörter bei Bedarf voneinander deutlich zu trennen und gleichzeitig eine Zeitgrenze zu definieren, nach der das folgende Wort spätestens gesprochen werden muß. Wenn das zweite Wort nicht oder nicht rechtzeitig gesprochen wird, dann wird dies als Fehler erkannt. Eine derartige unvollständige Folge von Sprachsignalen bzw. Schlüsselwörtern führt nicht zur Bildung eines Steuerbefehls und damit zu keiner Aktion der Kochmulde; es erfolgt ein sogenanntes Time-out. Dies gilt auch, wenn nach Überschreiten einer Zeitgrenze die Folge von Schlüsselwörtern korrekt weitergesprochen wird.

In einem solchen Fehlerfall muß die für die Steuerung des Haushaltsgeräts (hier: Kochmulde) entsprechende Folge von Schlüsselwörtern W1, W2, W3, W4 erneut von Beginn an ausgesprochen werden.

Fehlbedienungen der Kochmulde, wie sie z. B. aus der Folge von Wörtern eines zufälligen Gespräches oder aus einer Radio- oder Fernsehsendung im Hintergrund zu erwarten sind, sind bei dieser erfindungsgemäß vorgesehenen Abfolge von Verfahrensschritten nicht zu erwarten, da die Wahrscheinlichkeit, daß genau die vorgegebenen Schlüsselwör ter in genau der vorgesehenen Reihenfolge in genau der vorgegebenen zeitlichen Relati on außerordentlich gering ist.

Die Betriebssicherheit der Kochmulde kann durch weitere gesonderte Maßnahmen ge währleistet werden. Damit beispielsweise eine ausgeschaltete Kochmulde nicht z. B. durch ein mehrere Wochen lang spielendes Radio eingeschaltet werden kann, das eine zufällige passende Kombination von Schlüsselwörtern angibt, wird nach einem Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine abgeschaltete Kochmulde durch die ma nuelle Betätigung eines mechanischen Bedienelements 2 für die Eingabe von Sprachsi gnalen vorbereitet. Wenn diese Sprachsignaleingabe innerhalb einer bestimmten Zeit nicht erfolgt, dann geht die durch die vorstehend genannten Einrichtungen des Haus haltsgeräts gebildete Bedienlogik wieder in ihren Ruhezustand über und kann nicht durch eine zufällige Kombination von Schlüsselwörtern in Betrieb genommen werden.

Wenn unmittelbar nach Aussprache einer Folge von Schlüsselwörtern bei einer weiteren Kochstelle der Kochmulde Aktionen ausgelöst werden sollen, dann ist die Aussprache des Schlüsselwortes "Mulde" nicht notwendig, wenn die hierfür definierte Zeit eines Time-outs Tt noch nicht verstrichen ist. Es kann dann sofort eine neue Kochstelle durch das entsprechende Schlüsselwort ausgewählt werden. Analog wird verfahren, wenn bei einer Kochstelle mehrere Aktionen durchgeführt werden sollen. Ein Beispiel hierfür ist die Folge von Schlüsselwörtern "Mulde - Kochstelle - vorne links - ein - Zone - Ankochen": Sie schaltet die Kochstelle vorne links mit der Zusatzzone ein und setzt den Ankochstoß. Wenn mindestens ein Heizelement der Kochmulde in Betrieb ist, dann ist eine Betätigung des mechanischen Bedienelements (Sicherheitsschalter) vor jeder weiteren sprachlichen Bedienung der Kochmulde nicht notwendig, denn es kann davon ausgegangen werden, daß sich eine zur Bedienung der Kochmulde autorisierte Person im Raum befindet und wie bisher die sichere Funktion der Kochmulde überwacht.

Bezugszeichenliste

1

Haushaltsgerät

2

mechanische Bedienelemente

3

erste Einrichtung zur Eingabe von Sprachsignalen

4

, CPU Steuerwerk

41

zweite Einrichtung zur Erkennung der durch die Sprachsignale bezeichneten Betriebsfunktionen

42

dritte Einrichtung zur Umsetzung erkannter Sprachsignale in einen Steuerbefehl
P Leistungsquelle
T12, T23, T34 Zeiträume zwischen der Eingabe von Sprachsignalen
Tt Pausen zwischen Sprachsignalen
W1, W2, W3, W4 Sprachsignale

Claims

1. Haushaltsgerät, insbesondere elektrisch betriebenes Haushaltsgerät (1), mit mechanischen Bedienelementen (2), durch deren Betätigung jeweils ein Steuerbefehl zum Betrieb des Haushaltsgeräts (1) eingebbar sind, wobei das Haushaltsgerät (1) anstelle der mechanischen Bedienelemente (2) oder zu sätzlich zu den mechanischen Bedienelementen (2) eine erste Einrichtung (3) zur Eingabe von mindestens zwei Sprachsignalen (Wi, i = 1, . . ., n), die Betriebsfunktionen des Haushaltsgeräts bezeichnen, eine zweite Einrichtung (41) zur Erkennung der durch die Sprachsignale bezeichneten Betriebsfunk tionen und eine dritte Einrichtung (42) zur Umsetzung der erkannten Sprachsignale in einen Steuerbefehl zum Betrieb des Haushaltsgeräts (1) umfaßt, aufweist, wobei die dritte Einrichtung (42) den Steuerbefehl nur er zeugt wenn die Sprachsignale in einer durch einen Menübaum definierten Reihenfolge eingegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Einrichtung (3) und/oder der zweiten Einrichtung (41) und/oder der dritten Einrichtung (42) ein Steuerwerk (4, CPU) mit einem Steuerungs programm zugeordnet ist, das in der Weise ausgestaltet ist, daß aufeinander folgende Sprachsignale nur dann zur Bildung eines Steuerbefehls führen, wenn die aufeinanderfolgenden Sprachsignale (W1, W2, W3, W4) innerhalb einer vorgebbaren Zeit (T12, T23, T34) eingegeben werden.

2. Haushaltsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Eingabe aufeinanderfolgender Sprachsignale außerhalb der vorgebbaren Zeit oder bei einem Abbruch der Sprachsignaleingabe ein Steuerbefehl nur dann gebildet wird, wenn alle zur Bildung eines Steuerbefehls erforderlichen Sprachsignale in der definierten Reihenfolge und aufeinanderfolgende Sprachsignale innerhalb der vorgebbaren Zeit (T12, T23, T34) erneut eingegeben werden.

3. Haushaltsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Sprachsignalerkennung sprecherunabhängig erfolgt.

4. Haushaltsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß das Steuerungsprogramm in der Weise ausgestaltet ist, daß die erste Einrichtung (3) und/oder die zweite Einrichtung (41) und/oder die dritte Einrichtung (42) nur nach Betätigung eines mechanischen Bedienele ments (2) aktivierbar ist (sind).

5. Haushaltsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steue rungsprogramm in der Weise ausgestaltet ist, daß die erste Einrichtung (3) und/oder die zweite Einrichtung (41) und/oder die dritte Einrichtung (42) un mittelbar nach einem Abschalten des Haushaltsgeräts (1) nur nach Betätigung eines mechanischen Bedienelements (2) aktivierbar ist (sind).

6. Haushaltsgerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, die zweite und die dritte Einrichtung (3, 41, 42) in einem vorgebbaren Zeitraum nach Betätigung eines mechanischen Bedienelements (2) aktivier bar ist (sind).

7. Haushaltsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die erste Einrichtung (3) am Haushaltsgerät (1) oder getrennt von diesem angeordnet ist.

8. Haushaltsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die erste Einrichtung (3) in einem tragbaren Fernsprechendge rät integriert ist.

9. Haushaltsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß es mehr als ein elektrisches Verbrauchselement (K1, K2, K3, K4) aufweist, das individuell durch die Sprachsignale steuerbar ist.

10. Erste und/oder zweite und/oder dritte Einrichtung (3, 41, 42) für ein Haus haltsgerät (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche.