KR19990073551A - Toy robot for speech recognition and control method thereof - Google Patents

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KR19990073551A
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류준형
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김은자
권석봉
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한주영
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김일천
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Abstract

본 발명은 사용자의 음성을 알아듣고 사용자가 요구하는 행동을 수행하는 음성인식용 로봇완구 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 로봇완구은 상기 사용자의 음성신호를 인식하기 위한 다수개의 음성패턴과, 소정의 음정과 박자를 갖는 압축된 적어도 한 곡의 멜로디음을 저장하고 있는 메모리수단과, 상기 사용자의 음성을 상기 메모리수단의 음성패턴으로부터 인식하여 상기 음성의 명령에 따르는 소정의 동작패턴을 갖도록 한 로봇제어신호를 출력하는 시스템제어부와, 상기 시스템제어부의 로봇제어신호에 기초하여 적어도 하나의 패턴으로 동작하는 로봇메카니즘부를 포함한다. 이에 따라, 사용자의 음성명령을 화자독립형으로 음성인식하여 그에 해당하는 로봇메카니즘(강아지메카니즘)에 따라 적절한 강아지동작과 강아지소리를 발생하도록 한 동작을 수행하도록 하고, 가격경쟁력과 동작신뢰성을 갖기 때문에 사용자의 관심과 흥미를 극대화시키고, 사용에 따른 싫증이 나지 않아 완구로서의 수명을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a voice recognition robot toy that listens to a user's voice and performs an action required by the user, and a control method thereof. The robot toy includes a memory means for storing a plurality of voice patterns for recognizing the voice signal of the user, at least one compressed melody sound having a predetermined pitch and beat, and a voice of the user. A system control unit for recognizing a voice pattern and outputting a robot control signal having a predetermined operation pattern according to the voice command, and a robot mechanism unit operating in at least one pattern based on the robot control signal of the system control unit. . Accordingly, the user's voice command is speech-independent and the user performs the operation to generate the appropriate dog motion and dog sound according to the corresponding robot mechanism (doggy mechanism), and the user has a price competitiveness and operation reliability. Maximize the interest and interest of, and get tired of use can improve the life as a toy.

Description

음성인식용 로봇완구 및 그 제어방법{TOY ROBOT FOR SPEECH RECOGNITION AND CONTROL METHOD THEREOF}Robot toy for voice recognition and its control method {TOY ROBOT FOR SPEECH RECOGNITION AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 음성인식용 로봇완구 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자의 음성을 알아듣고 사용자가 요구하는 행동을 수행하는 음성인식용 로봇완구 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a voice recognition robot toy and a method of controlling the same, and more particularly, to a voice recognition robot toy and a method of controlling the same, for receiving a user's voice and performing an action required by the user.

일반적으로 로봇완구은 전기동력을 이용하는 리모컨 방식의 고급형과, 태엽등을 이용한 단순형으로 구분되어 지며, 다양한 형태로 상품화되어 나오고 있다. 또한, 소리에 반응하여 동작을 일으키는 완구가 다양한 형태로 존재한다.In general, robot toys are classified into high-end type of remote control method using electric power and simple type using mainspring, and are commercialized in various forms. In addition, there are various forms of toys that cause movement in response to sound.

따라서 이와 같은 로봇완구는 사용자가 그의 모든 기능을 2,3번 실행하게 되면 쉽게 실증나고 사용자로 하여금 관심의 대상이 되지 못하기 때문에 실제로 사용에 따른 수명이 짧은 문제점이 있다.Therefore, such a robot toy has a problem that it is easily demonstrated when the user executes all of its functions two or three times, and the user does not have the interest, so the lifespan is short.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 사용자의 음성명령을 화자독립형으로 음성인식하여 그에 해당하는 로봇메카니즘(강아지메카니즘)에 따라 적절한 강아지동작과 강아지소리를 발생하도록 한 동작을 수행하도록 하고, 가격경쟁력과 동작신뢰성을 갖도록 한 음성인식용 로봇완구 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above problems, perform the operation to generate the appropriate dog action and dog sound in accordance with the corresponding robot mechanism (dog mechanism) by speech recognition of the user's voice command to the speaker-independent type. The present invention aims to provide a voice recognition robot toy and its control method which have price competitiveness and operation reliability.

도 1은 본 발명에 따른 음성인식용 로봇완구를 나타낸 블록 구성도이고,1 is a block diagram showing a robot toy for speech recognition according to the present invention,

도 2는 본 발명에 다른 음성인식용 로봇완구의 시스템제어부를 상세하게 나타낸 블록 구성도이고,Figure 2 is a block diagram showing in detail the system control unit of the voice recognition robot toy according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 ASIC화된 음성인식부의 블록도이고,3 is a block diagram of an ASIC speech recognition unit according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 음성인식용 로봇완구(TOY ROBOT)의 로봇메카니즘부를 나타낸 분해사시도이고,Figure 4 is an exploded perspective view showing a robot mechanism part of the voice recognition robot toy (TOY ROBOT) according to the present invention,

도 5는 본 발명에 따른 음성인식용 로봇완구의 스탠딩자세에 해당하는 앞다리와 뒷다리만을 나타낸 동작 단면도이고,5 is an operation cross-sectional view showing only the front and rear legs corresponding to the standing posture of the voice recognition robot toy according to the present invention,

도 6은 본 발명에 따른 음성인식용 로봇완구의 워킹자세에 해당하는 앞다리와 뒷다리만을 나타낸 동작 단면도이고,6 is an operation cross-sectional view showing only the front and rear legs corresponding to the walking posture of the voice recognition robot toy according to the present invention,

도 7은 본 발명에 따른 음성인식용 로봇완구의 앉은자세에 해당하는 앞다리와 뒷다리만을 나타낸 동작 단면도이고,Figure 7 is a cross-sectional view showing only the front and rear legs corresponding to the sitting position of the voice recognition robot toy according to the present invention,

도 8은 본 발명에 따른 음성인식용 로봇완구의 앞다리를 나타낸 정단면도이고,8 is a front sectional view showing the front leg of the voice recognition robot toy according to the present invention,

도 9는 도 5의 측단면도이고,9 is a side cross-sectional view of FIG. 5,

도 10은 본 발명에 따른 음성인식용 로봇완구의 앞다리가 구부려진 상태를 나타낸 측단면도이고,10 is a side cross-sectional view showing a state in which the front leg of the voice recognition robot toy in accordance with the present invention,

도 11 내지 도 12는 본 발명에 따른 음성인식용 로봇완구의 목부분 동작을 나타낸 측단면도이고,11 to 12 is a side cross-sectional view showing the operation of the neck portion of the voice recognition robot toy according to the present invention,

도 13 내지 도 14는 본 발명에 따른 음성인식용 로봇완구의 꼬리 동작을 나타낸 단면도이고,13 to 14 is a cross-sectional view showing the tail operation of the voice recognition robot toy according to the present invention,

도 15는 본 발명에 따른 음성인식용 로봇완구의 동작흐름을 나타낸 계략적인 계통도이고,15 is a schematic system diagram showing an operation flow of a voice recognition robot toy according to the present invention;

도 16은 본 발명에 따른 로봇메카니즘부의 센싱으로부터 모터구동부들까지의 동작흐름을 나타낸 시스템흐름도이고,16 is a system flow diagram showing the operation flow from the sensing of the robot mechanism unit to the motor drive unit according to the present invention,

도 17은 본 발명에 따른 음성인식용 로봇완구의 교정동작을 나타낸 동작흐름도이고,17 is an operation flowchart showing a calibration operation of the voice recognition robot toy according to the present invention,

도 18은 본 발명에 따른 음성인식용 로봇완구의 전체동작을 나타낸 플로우 챠트이다.18 is a flow chart showing the overall operation of the voice recognition robot toy according to the present invention.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-Explanation of symbols on the main parts of the drawing

1 ; 시스템제어부 3 ; 메모리부One ; System control unit 3; Memory

5 ; 로봇메카니즘부 6 ; 제1마이크로폰5; Robot mechanism part 6; First microphone

7 ; 제2마이크로폰 8 ; 스피커7; Second microphone 8; speaker

9 ; 음발생부 10 ; 전력증폭부9; Sound generator 10; Power amplifier

11 ; A/D D/A컨버터 12 ; 볼륨제어부11; A / D D / A converter 12; Volume control unit

13 ; 제1메모리부 14 ; 클러발생부13; First memory section 14; Clicker

15 ; 제2메모리부 16 ; 터이머15; Second memory section 16; Timer

17 ; 써큘러버퍼 18 ; 전원공급부17; Circular buffer 18; Power supply

19 ; 음성인식부 21 ; 로봇제어부19; Speech recognition unit 21; Robot control unit

23 ; 음디코더 25 ; 리스트콘트롤러23; Sound decoder 25; List Controller

27 ; 메모리콘트롤러 29 ; 음성인식산출부27; Memory controller 29; Voice recognition calculation unit

31 ; 제로크로싱레이트 33 ; 에너지산출부31; Zero crossing rate 33; Energy output department

35 ; 단위음성검출부 37 ; 전처리기35; Unit speech detector 37; Preprocessor

39 ; 프리앰프시스 40 ; 로봇본체39; Preamplification 40; Robot body

43 ; 목회동부 45 ; 워킹구동부43; Pastoral ministry 45; Walking drive part

47 ; 뒷관절구동부 49 ; 꼬리회동부47; Posterior joint drive 49; Tail pivot

51 ; 앞관절구동부 53 ; 회전캠51; Anterior joint drive 53; Rotating cam

55 ; 지지바 57 ; 회동핀55; Support bar 57; Pivot pin

59 ; 회동판 60 ; 어깨부59; Rotating plate 60; Shoulder

63 ; 승강캠 65 ; 승강가이드부63; Lifting cam 65; Lift guide part

67 ; 회동유도핀 69 ; 동력전달바67; Rotary induction pin 69; Power transmission bar

70 ; 어깨연결부 73 ; 엎다리지지부70; Shoulder joint 73; Branch office

75 ; 앞지면접촉부 77 ; 앞무릅관절75; Front contact 77; Anterior knee joint

79 ; 앞발목관절 80 ; 모터79; Fore ankle joint 80; motor

81 ; 앞관절기어부 83 ; 로프81; Front joint gear 83; rope

85 ; 탄성복원부재 87 ; 회동캠85; Elastic restoring member 87; Homing Cam

89 ; 꼬리부재 91 ; 회동지지부89; Tail member 91; Pivotal support

93 ; 동력전달기어부 95 ; 시팅캠93; Power transmission gear 95; Sitting cam

97 ; 엉덩이지지부 99 ; 뒷무릅관절97; Hip support 99; Posterior knee joint

100 ; 뒷다리지지부 101 ; 뒷지면접촉부100; Hind limb branch 101; Back ground contact

103 ; 뒷방목관절 105 ; 이탈방지부103; Posterior grazing joint 105; Departure prevention part

M1 ; 제1모터구동부 M2 ; 제2모터구동부M1; 1st motor drive part M2; 2nd motor drive part

M3 ; 제3모터구동부 M4 ; 제4모터구동부M3; Third motor drive unit M4; 4th motor drive part

M5 ; 제5모터구동부M5; 5th Motor Drive

상기 목적은, 본 발명에 따라, 사용자의 음성에 따라 추종하는 음성인식용 로봇완구에 있어서, 상기 사용자의 음성신호를 인식하기 위한 다수개의 음성패턴과, 소정의 음정과 박자를 갖는 적어도 한 곡의 멜로디음을 압축,저장하고 있는 메모리수단과, 상기 사용자의 음성을 상기 메모리수단의 음성패턴으로부터 인식하여 상기 음성의 명령에 따르는 소정의 동작패턴을 갖도록 한 로봇제어신호를 출력하는 시스템제어부와, 상기 시스템제어부의 로봇제어신호에 기초하여 적어도 하나의 패턴으로 동작하는 로봇메카니즘부를 포함하는 음성인식용 로봇완구에 의해 달성된다.According to the present invention, in the voice recognition robot toy that follows the user's voice, a plurality of voice patterns for recognizing the voice signal of the user, at least one piece having a predetermined pitch and time signature A memory controller for compressing and storing a melody sound, a system controller for recognizing the voice of the user from the voice pattern of the memory means, and outputting a robot control signal to have a predetermined operation pattern according to the voice command; It is achieved by a voice recognition robot toy comprising a robot mechanism part operating in at least one pattern based on the robot control signal of the system control part.

또한, 상기 사용자의 음성과 외측의 잡음을 전기적인 신호로 변환하여 상기 시스템제어부로 출력하는 제1마이크로폰과, 상기 외측의 잡음을 전기적인 신호로 변환하여 상기 시스템제어부로 출력하는 제2마이크로폰과, 상기 시스템제어부로부터 멜로디소리신호에 기초하여 상기 사용자에게 청각적으로 들려주는 음발생부를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the first microphone for converting the voice of the user and the outside noise into an electrical signal and output to the system control unit, the second microphone for converting the outside noise into an electrical signal and output to the system control unit, Preferably, the system controller further includes a sound generator that listens to the user based on a melody sound signal.

여기서, 상기 시스템제어부는 인식된 상기 사용자의 음성에 기초하여 상기 메모리수단의 압축된 멜로디음을 신장하고 그 멜로디음신호를 출력하는 것이 바람직하다.Here, the system controller preferably extends the compressed melody sound of the memory means based on the recognized voice of the user and outputs the melody sound signal.

상기 시스템제어부와 상기 마이크로폰 사이에는 아날로그의 음성신호와 디지탈의 음성신호 중 어느 일측을 타측으로 변환하는 A/D D/A컨버터가 마련되어 있는 것이 바람직하다.It is preferable that an A / D D / A converter is provided between the system controller and the microphone to convert either one of an analog audio signal and a digital audio signal to the other side.

또한, 상기 메모리수단은 다수 개 멜로디음의 디지탈음성신호스트림이 소정 압축율로 압축된 멜로디음압축데이타와 음성인식을 위한 다수개의 음성패턴을 저장하고 있는 제1메모리부와, 외부로부터 입력된 상기 사용자의 음성신호를 인식하기 위한 연산공간이 마련되어 있고 상기 로봇메카니즘부가 강아지동작을 수행하도록 로봇알고리즘을 저장하고 있는 제2메모리부를 포함하는 것이 바람직하다.The memory unit may include a first memory unit configured to store a plurality of melody sound compression data in which a plurality of melody sounds are compressed at a predetermined compression rate, and a plurality of voice patterns for speech recognition, and the user input from the outside. Preferably, a calculation space is provided for recognizing a voice signal and the robot mechanism unit includes a second memory unit for storing the robot algorithm to perform the doggy operation.

그리고, 상기 시스템제어부는 상기 제1마이크로폰으로부터 출력되는 프레임단위의 사용자의 디지탈음성신호를 일시적으로 저장하는 써큘러버퍼와, 상기 써큘러버퍼에 저장된 디지탈음성신호를 상기 메모리수단에 저장된 압축데이타의 음성인식용 상수에 따라 음성인식용 단어로 구분하여 비터비알고리즘으로 상기 사용자의 음성을 인식하는 음성인식부와, 상기 음성인식부에서 인식된 사용자의 명령을 상기 로봇알고리즘에 따라 로봇메카니즘부를 제어하는 로봇제어부와, 상기 강아지소리음을 갖는 멜로디음압축데이타를 신장 및 복원하여 상기 음발생부로 출력하는 음디코더를 포함하는 것이 바람직하다.The system controller may further include a circular buffer for temporarily storing a digital voice signal of a user in units of frames output from the first microphone, and a digital voice signal stored in the circular buffer. A voice recognition unit for recognizing the user's voice with a Viterbi algorithm according to a voice recognition word according to a recognition constant, and a robot that controls the robot mechanism unit according to the robot's command of the user's command recognized by the voice recognition unit. Preferably, the control unit includes a sound decoder that extends and restores the melody sound compression data having the dog sound and outputs the sound generator.

또한, 상기 로봇메카니즘부는 상기 시스템제어부로부터 로봇제어신호에 기초하여 네개 다리가 워킹하도록 네 다리 중 적어도 한 쌍의 다리에게 워킹구동력을 발생시키는 워킹구동수단과, 상기 시스템제어부로부터 로봇제어신호에 기초하여 두개의 앞다리 중 적어도 어느 하나의 앞다리의 관절이 굽혀지도록 구동하는 앞관절구동수단과, 상기 시스템제어부로부터 로봇제어신호에 기초하여 두개의 뒷다리 관절이 동시에 굽혀지도록 뒷다리 관절을 구동하는 뒷관절구동수단과, 상기 뒷관절구동수단과 상기 앞관절구동수단과 상기 워킹관절구동수단을 수용하고 상기 다리 네개가 설치되어 있는 로봇본체를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 시스템제어부로부터 로봇제어신호에 기초하여 머리를 상하로 회동시키는 목회동수단과, 상기 시스템제어부로부터 로봇제어신호에 기초하여 꼬리를 죄우로 회동하는 꼬리회동수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the robot mechanism unit based on the robot control signal from the system control unit walking driving means for generating a walking driving force to at least one pair of four legs to walk the four legs, based on the robot control signal from the system control unit A front joint driving means for driving the at least one front leg joint of the two forelimbs, a rear joint driving means for driving the rear leg joints at the same time based on a robot control signal from the system control unit Preferably, it includes a robot body that accommodates the rear joint driving means, the front joint driving means and the working joint driving means and is provided with four legs. In addition, it is preferable to further include a neck rotating means for rotating the head up and down based on the robot control signal from the system control unit, and a tail rotating means for rotating the tail to the right and left based on the robot control signal from the system control unit.

여기서, 상기 목회동수단은 상기 로봇제어신호에 의해 소정의 비율을 갖는 회전운동을 발생시키는 제1모터구동부와, 상기 제1모터구동부의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 회전캠과, 상기 회전캠에 의해서 직선운동하는 지지바와, 상기 지지바에 연결되어 상기 직선운동에 따라 상기 로봇본체의 일측에 고정되도록 설치된 회동핀을 중심으로 회동운동하는 회동판을 포함하는 것이 바람직하다.Here, the pastoral driving means is a first motor driving unit for generating a rotational motion having a predetermined ratio by the robot control signal, a rotary cam for converting the rotational motion of the first motor driving unit into a linear motion, and the rotary cam It is preferable to include a support bar for linear movement, and a rotation plate connected to the support bar and pivoting about a pivot pin installed to be fixed to one side of the robot body according to the linear movement.

또한, 상기 꼬리회동수단은 상기 로봇제어신호에 의해 소정의 비율을 갖는 회전운동을 발생시키는 제2모터구동부와, 상기 제2모터구동부의 회전운동을 소정의 원주각을 갖는 회동운동으로 변환하는 회동캠수단과, 상기 회동운동에 의해 상기 원주각만큼 회동하는 꼬리부재와, 상기 회동캠수단과 상기 꼬리부재를 연결하여 상기 회동력을 가이드하는 가이드바와, 상기 가이드바의 회동력을 지지하는 지지부재를 포함하는 것이 바람직하다.The tail rotation means may include a second motor driver for generating a rotational motion having a predetermined ratio by the robot control signal, and a rotational cam for converting the rotational motion of the second motor driver to a rotational motion having a predetermined circumferential angle. A means, a tail member pivoting by the circumferential angle by the pivoting movement, a guide bar connecting the pivoting cam means and the tail member to guide the pivoting force, and a support member supporting the pivoting force of the guide bar. It is desirable to.

또한, 상기 워킹구동수단은 상기 로봇제어신호에 의해 소정 비율을 갖는 회전운동을 발생시키는 제3모터구동부와, 상기 제3모터구동부의 회동운동에 기초하여 상기 앞다리의 어깨를 승강이동시키는 한 쌍의 승강캠과, 상기 앞다리에 설치되어 상기 승강이동을 가이드하는 승강가이드수단과, 상기 승강가이드수단의 일측과 상기 승강캠의 축 사이가 연결되어 있으며 상기 앞다리를 소정의 원주각만큼 전방으로 회동을 유도하는 회동유도핀과, 상기 앞다리의 일측과 상기 뒷다리의 일측에 설치되어 상기 앞다리와 상기 뒷다리가 상호 접근이반하도록 한 동력전달바를 포함하는 것이 바람직하다.The walking driving means may include a third motor driving part for generating a rotational motion having a predetermined ratio by the robot control signal, and a pair of lifting and lowering shoulders of the front leg based on the rotational motion of the third motor driving part. An elevating cam, an elevating guide means installed on the front leg to guide the elevating movement, and one side of the elevating guide means and the shaft of the elevating cam are connected to induce the forward leg to rotate forward by a predetermined circumferential angle. It is preferable to include a rotation guide pin, and a power transmission bar installed at one side of the front leg and one side of the rear leg to allow the front leg and the rear leg to access each other.

또한, 상기 앞관절구동수단은 상기 워킹구동수단과 연결되어 있으며, 상기 워킹구동수단의 승강가이드수단과 일체형으로 형성되어 있는 사각형상의 어깨부와;In addition, the front joint driving means is connected to the walking driving means, and the rectangular shoulder portion formed integrally with the lifting guide means of the walking driving means;

상기 어깨부의 종단에 마련되어 있는 앞다리지지부와, 상기 앞다리지지부의 종단에 마련되어 지면과 접촉되어 앞지면접촉부와, 상기 앞지면접촉부와 상기 앞다리지지부 사이 또는 상기 앞다리지지부와 상기 어깨부 사이에 이들 각각을 소정의 원주각만큼 회동시키는 앞관절기어부와, 상기 앞관절기어부에게 회전력을 발생시키는 제4모터구동부와, 상기 앞관절기어부로부터 발생하는 회동력에 따라 상기 앞다리지지부와 상기 앞지면접촉부 각각을 구부리는 관절부와, 상기 앞관절기어부에 연결되어 상기 앞지면접촉부를 구부림구동하는 로프를 포함하는 것이 바람직하다.The front leg portion provided at the end of the shoulder portion and the front leg portion provided at the end of the front leg portion are in contact with the ground, the front contact portion, and between the front surface contact portion and the front leg portion, or between the front leg portion and the shoulder portion, respectively A front joint gear part for rotating by the circumferential angle of the fourth motor driving part for generating rotational force to the front joint gear part, and a joint part for bending each of the front leg support part and the front contact part according to the rotational force generated from the front joint gear part; It is preferable to include a rope connected to the front joint gear to bend the front surface contact portion.

또한, 상기 뒷관절구동수단은 상기 로봇제어신호에 기초하여 정화전과 역회전 중 어느 하나의 방향으로 소정의 회전각만큼 구동하는 제5모터구동부와, 상기 제5모터구동부로부터의 회전력을 상기 한 쌍의 뒷다리에게 전달하는 동력전달기어부와, 상기 동력전달기어부의 회전축에 설치된 샤프트의 단부에 마련되어 상기 회전력을 상기 로봇의 후반부가 하방을 향하여 앉는 방향으로 유도하는 시팅캠과, 상기 시팅캠의 회전축과 소정의 이격한 위치에 상기 뒷다리의 상단부 일측과 상호간에 상대회동 가능하게 결합되어 있는 엉덩이지지부와, 상기 엉덩이지지부의 하방 단부와 연결되어 있으며 뒷부릅관절에 의해 소정의 원주각만큼 회동하는 뒷다리지지부와, 상기 뒷다리지지부의 하방 단부에 연결되어 지면과 접촉되어 있는 뒷지면접촉부와, 상기 뒷무릅관절의 일측과 상기 동력전달기어부의 상방에 위치한 상기 로봇본체 사이에 상호 결합되어 상기 뒷무릅부와 상기 뒷다리지지부와 상기 뒷지면접촉부가 상기 로봇본체로부터 분리이탈을 방지하고 상기 뒷무릅관절의 굽힘동작을 보조하는 이탈방지부를 포함하는 것이 바람직하다.The rear joint driving means may further include a fifth motor driver for driving a predetermined rotation angle in either of the pre-purification and reverse rotation directions based on the robot control signal, and the pair of rotational force from the fifth motor driver. A power transmission gear unit for transmitting to a rear leg of the seating shaft, and a seating cam provided at an end portion of the shaft provided on the rotation shaft of the power transmission gear unit to guide the rotational force in a direction in which the rear half of the robot sits downward, and a rotation shaft of the seating cam; A hip support part coupled to the upper end portion of the rear leg at a predetermined distance from each other so as to be relatively rotatable with each other, a rear leg support connected to a lower end of the hip support part and rotated by a predetermined circumferential angle by the rear joint; A rear surface contact portion connected to a lower end of the rear leg portion and in contact with the ground; One side of the elbow joint and the robot body located above the power transmission gear portion are mutually coupled to prevent the separation and separation of the rear elbow portion, the rear limb and the rear ground contact portion from the robot body and bending of the rear elbow joint It is preferable to include a departure prevention portion to assist the operation.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 로봇메카니즘을 갖는 음성인식용 로봇완구의 제어방법에 있어서, 상기 로봇메카니즘의 초기상태를 알려주는 센서로부터 로봇의 초기자세를 판단하는 단계와, 상기 초기자세를 판단한 후에 적어도 하나의 기본자세로 교정하는 단계와, 상기 사용자의 음성명령을 인식하는 단계와, 상기 인식에 기초하여 상기 로봇메카니즘을 상기 음성명령에 따른 동작으로 추종하도록 제어하는 단계를 포함하는 음성인식용 로봇완구의 제어방법에 의해 달성된다.According to the present invention, in the method of controlling a robot toy for speech recognition having a robot mechanism, determining the initial posture of the robot from a sensor informing the initial state of the robot mechanism, and determining the initial posture Afterwards correcting with at least one basic posture, recognizing a voice command of the user, and controlling the robot mechanism to follow the operation of the voice command based on the recognition. It is achieved by the control method of robot toy.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 음성인식용 로봇완구 및 그제어방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명에 따른 음성인식용 로봇완구를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 ASIC화된 음성인식부의 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 음성인식용 로봇완구의 동작흐름을 나타낸 계통도이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a voice recognition robot toy and its control method as follows. 1 is a block diagram showing a voice recognition robot toy according to the present invention, Figure 2 is a block diagram of the ASIC speech recognition unit according to the present invention, Figure 3 is a flow of operation of the voice recognition robot toy according to the present invention Is a schematic diagram.

본 로봇완구는 도 1에 도시된 바와 같이, 전체를 제어하는 시스템제어부(ASIC-application specific IC/주문형 반도체)(1)와, 소정의 음성인식 및 강아지소리음을 갖는 멜로디음데이타가 저장되어 상기 시스템제어부(1)에게 제공하는 메모리부(ROM,RAM)(3)와, 상기 시스템제어부(1)의 명령에 의해서 임의의 동작을 수행하는 로봇메카니즘부(5)를 가지고 있다. 또한, 사용자의 음성과 외측의 잡음을 전기적인 신호로 변환하여 상기 시스템제어부(1)로 출력하는 제1마이크로폰(6)과, 상기 외측의 잡음을 전기적인 신호로 변환하여 상기 시스템제어부(1)로 출력하는 제2마이크로폰(7)과, 상기 시스템제어부(1)로부터 상기 멜로디음데이타에 기초하여 상기 사용자에게 청각적으로 들려주는 음발생부(9)를 더 포함하고 있다. 그리고, 상기 시스템제어부(1)와 상기 마이크로폰(6,7) 사이에는 아날로그의 음성신호와 디지탈 음성신호 중 어느 일측을 타측으로 변환하는 A/D D/A컨버터(11)가 마련되어 있다. 여기서, 상기 로봇메카니즘부(5)의 다수개의 모터구동부 내에 있는 기어박스에는 구분동작 즉 스텐딩동작, 앉는동작, 엎드린동작, 워킹동작, 앞발들기동작, 꼬리흔들기동작, 머리굽히기동작에 따라 다리, 꼬리, 머리의 현재위치를 센싱하는 센서(미도시)가 다수개 설치되어 있으며, 상기 센서는 상기 시스템제어부(1)에게 로봇메카니즘부(5)의 현재동작을 인식할 수 있도록 센싱신호를 발생하고, 상기 시스템제어부(1)의 처리알고리즘에 따라 그 센싱신호가 상기 사용자의 음성과 적절하게 조화되도록 한 중요한 정보를 제공한다.As shown in Figure 1, the robot toy is a system control unit (ASIC-application specific IC / custom-type semiconductor) 1 for controlling the whole, and the melody sound data having a predetermined voice recognition and dog sounds are stored in the system A memory unit (ROM, RAM) 3 provided to the control unit 1, and a robot mechanism unit 5 that performs an arbitrary operation by the command of the system control unit 1 is included. In addition, a first microphone 6 for converting a user's voice and outside noise into an electrical signal and outputting the electrical signal to the system controller 1, and converting the outside noise into an electrical signal, the system controller 1 And a second microphone 7 which is outputted as a second sound generator, and a sound generator 9 which audibly sounds to the user based on the melody sound data from the system controller 1. An A / D D / A converter 11 for converting one side of an analog audio signal and a digital audio signal to the other side is provided between the system controller 1 and the microphones 6 and 7. Here, the gear box in the plurality of motor driving part of the robot mechanism part 5 is divided into legs, tails according to the sorting operation, such as standing, sitting, lying, lying, walking, forefoot, tail swinging, head bending A plurality of sensors (not shown) for sensing the current position of the head is installed, the sensor generates a sensing signal to recognize the current operation of the robot mechanism unit 5 to the system control unit 1, In accordance with the processing algorithm of the system control unit 1, it provides important information for the sensing signal to be properly harmonized with the voice of the user.

상기 센서는 다음과 같은 표1에 나타나 있는 위치에 설치되어 있다.The sensor is installed at the position shown in Table 1 below.

기 호Symbol 부착 위치Mounting position 센싱 상태Sensing status 측정 내용Measurement content S1S1 왼쪽 앞다리Left forelimb 상점shop 앞발 든 상태Forefoot S2S2 하점Bottom 앞발 내린 상태Paw down S3S3 앉기Sitting 앞다리 하단부 관절이 굽어진 상태Lower leg joint bent S4S4 서기clerk 앞다리 하단부 관절이 일직선인 상태Lower foreleg joint straight S5S5 오른쪽 앞다리Right forelimb 상점shop 앞발 든 상태Forefoot S6S6 하점Bottom 앞발 내린 상태Paw down S7S7 앉기Sitting 앞다리 하단부 관절이 굽어진 상태Lower leg joint bent S8S8 서기clerk 앞다리 하단부 관절이 일직선인 상태Lower foreleg joint straight S9S9 뒷다리Hind legs 상점shop 앞발 든 상태Forefoot S10S10 하점Bottom 앞발 내린 상태Paw down S11S11 앉기Sitting 앞다리 하단부 관절이 굽어진 상태Lower leg joint bent S12S12 서기clerk 앞다리 하단부 관절이 일직선인 상태Lower foreleg joint straight

메모리부(3)는 사용자의 음성신호를 인식하기 위한 다수개의 음성패턴과 소정의 음정과 박자를 갖는 적어도 한 곡의 멜로디음을 압축하여 저장하고 있으며 상기 멜로디음에 따른 강아지소리도 압축하여 저장하고 있는 것으로, 다수 개로 구성된 멜로디음 및 강아지소리음의 디지탈음신호스트림이 소정의 압축율로 압축된 멜로디음압축데이터와 음성인식을 위한 다수개의 음성패턴을 저장하고 있는 제1메모리부(ROM)(13)와, 외부로부터 입력된 상기 사용자의 음성신호를 인식하기 위한 연산공간을 마련하고 있는 제2메모리부(RAM)(15)를 가지고 있다. 여기서, 상기 제2메모리부(15)는 상기 로봇메카니즘부(5)가 강아지동작을 수행하도록 하는 로봇알고리즘을 저장하고 있어 상기 시스템제어부(1)로 출력한다.The memory unit 3 compresses and stores a plurality of voice patterns for recognizing a voice signal of a user and at least one melody sound having a predetermined pitch and beat, and also compresses and stores a dog sound according to the melody sound. First memory unit (ROM) 13, in which a plurality of digital sound signal streams of a melody sound and a dog sound are composed of a plurality of melody sound compression data compressed at a predetermined compression rate and a plurality of speech patterns for speech recognition. And a second memory unit (RAM) 15 which provides a computing space for recognizing the voice signal of the user input from the outside. Here, the second memory unit 15 stores a robot algorithm for causing the robot mechanism unit 5 to perform a doggy operation, and outputs it to the system controller 1.

음발생부(9)는 상기 시스템제어부(1)로부터 신장 및 복원된 음성신호를 전력증폭하여 스피커(8)를 통하여 상기 사용자에게 청각적으로 들려주도록 하기 위한 전력증폭부(Power Amplifier)(10)를 가지고 있다. 상기 시스템제어부(1)와 상기 제1 및 제2마이크로폰(6,7) 사이에는 상기 제1 및 제2마이크로폰(6,7)의 출력신호를 디지탈로 변환하고, 상기 시스템제어부(1)와 상기 전력증폭부(10) 사이에는 상기 A/D D/A컨버터(11)가 연결되어 있다. 여기서, 상기 스피크(8)는 상기 제1메모리부(13)에 저장된 멜로디음 압축데이타가 소정의 과정으로 처리되어 사용자에게 들려주도록 구성되어 있다.The sound generator 9 power amplifies the voice signal extended and restored from the system controller 1 so as to be audibly heard by the user through the speaker 8. Have Between the system controller 1 and the first and second microphones 6 and 7 converts the output signals of the first and second microphones 6 and 7 into digital, and converts the system controller 1 and the system into digital. The A / DD / A converter 11 is connected between the power amplifiers 10. Here, the loudspeaker 8 is configured so that the melody sound compressed data stored in the first memory unit 13 is processed in a predetermined process and is presented to the user.

한편, 상기 전력증폭부(10)의 출력세기를 조절하여 실제로 상기 스피커(8)로부터 발생되는 음성을 크게 하기 위한 볼륨제어부(VOLUME CONTROLLER)(12)가 상기 A/D D/A컨버터(11)와 상기 전력증폭부(10) 사이에 연결되어 있다. 예를들어, 상기 볼륨제어부(12)는 어린이가 원하는 음성의 소리크기로 조절하기 위하여 스스로가 상기 제1마이크로폰(6)를 통하여 볼륨조절용 명령{예;"소리크게(SPEAK LOUDER)" 및 "소리작게(SPEAK SOFTER)"}이 상기 A/D D/A컨버터(11)를 거쳐 입력되면, 상기 전력증폭부(10)를 제어하여 상기 스피커(8)에서 상기 명령에 따른 소리크기로 음성이 발생되도록 제어한다. 결국, 상기 전력증폭부(10)는 상기 시스템제어부(30)의 언뮤터(unMute) 신호와 볼륨제어부(12)의 출력신호에 기초하여 그 크기 즉 이득이 결정된다.On the other hand, the volume controller (VOLUME CONTROLLER) 12 for adjusting the output strength of the power amplifier 10 to actually increase the voice generated from the speaker 8 and the A / DD / A converter 11 and It is connected between the power amplifier 10. For example, the volume control unit 12 is a volume control command (eg, "SPEAK LOUDER" and "sound" through the first microphone 6 itself to adjust the volume of the voice desired by the child. SPEAK SOFTER "} is input via the A / DD / A converter 11, so that the power amplifier 10 is controlled so that voice is generated at the loudness according to the command from the speaker 8. To control. As a result, the power amplifier 10 determines its magnitude, that is, gain, based on an unMute signal of the system controller 30 and an output signal of the volume controller 12.

전원공급부(Power Regulator)(18)는 3~24V의 전압변동 범위에 있는 임의의 전압을 3.3V의 일정한 전압으로 유지하며, 기본적으로 직렬 연결된 건전지 3개(4.5V)의 전압을 사용하나 선택사양도 가능하다.The power regulator 18 maintains an arbitrary voltage in the range of 3 to 24 V at a constant voltage of 3.3 V. It basically uses the voltage of 3 series batteries (4.5 V), but it is optional. It is also possible.

시스템제어부(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 약 백만 게이트로 구성된 집적소자(integrated chip)로서, 상기 제1 및 제2마이크로폰(6,7)에 입력된 사용자의 음성신호 즉 상기 A/D D/A컨버터(11)에서 변환된 프레임단위로 디지탈화된 음성샘플링신호를 일시적으로 저장하는 써큘러버퍼(17)와, 상기 써큘러버퍼(17)에 저장된 디지탈음성신호를 상기 제1메모리부(13)에 저장된 압축데이타의 음성인식용 상수에 따라 음성인식용 단어로 구분하여 비터비알고리즘으로 상기 어린이 음성의 의미를 인식하는 음성인식부(speech recognizer)(19)를 가지고 있으며, 특히, 상기 제2메모리부(15)의 로봇알고리즘에 기초하여 상기 음성인식부(19)에서 인식된 사용자의 명령을 이에 대응하는 소정의 로봇제어신호로 변환하여 상기 로봇메카니즘부(5)에게 출력하는 로봇제어부(21)를 더 포함하고 있다. 또한, 시스템제어부(1)에는 상기 강아지소리음을 갖는 멜로디음압축데이타를 신장 및 복원하여 상기 음발생부()로 출력하는 음디코더(Sound decoder)(23)를 가지고 있다.As shown in FIG. 2, the system controller 1 is an integrated chip composed of about one million gates, and the user's voice signal input to the first and second microphones 6 and 7, namely, A / A circular buffer 17 for temporarily storing the digitized voice sampling signal converted in units of frames converted by the DD / A converter 11 and the digital voice signal stored in the circular buffer 17 are stored in the first memory unit ( 13) has a speech recognizer 19 for recognizing the meaning of the child's voice with a Viterbi algorithm according to the speech recognition constant of the compressed data stored in the compressed data. The robot controller converts a user's command recognized by the voice recognition unit 19 into a predetermined robot control signal based on the robot algorithm of the memory unit 15 and outputs it to the robot mechanism unit 5. 21 contains more And there. In addition, the system controller 1 has a sound decoder 23 which expands and restores the melody sound compression data having the dog sound and outputs the sound to the sound generating unit.

상기 제1메모리부(13)는 강아지소리를 내는 다수의 시나리오에 따른 수 많은 메로디음과 특징음 즉 애교소리, 경계소리와, 음성인식용 상수와 음디코딩을 위한 복원데이터가 압축 기록되어 있다. 사용된 소자는 4 MBits이상의 대용량을 가지며 1 word 단위(16 bits)로 데이터를 저장하여 총 2 Mwords를 저장할 수 있다.The first memory unit 13 compresses and records a number of melodies and features according to a number of scenarios in which dog sounds are produced. The device used has a large capacity of 4 MBits or more and can store data in 1 word units (16 bits) for a total of 2 Mwords.

상기 제2메모리부(15)는 상기 시스템제어부(1)에서 사용자의 음성과 응답소리 및 사용자음성에 알맞는 강아지동작을 위한 처리프로그램이 저장되어 내부적인 데이터 신호처리를 하는 소자로서 블록리스트(block list)를 위한 공간과 음성인식의 전처리를 위한 사용공간을 가지고 있으며, 적어도 16 MBits의 데이터 저장용량을 가지고 있다. 이 때, 리스트콘트롤러(25)는 상기 제2메모리부(15)의 데이타를 인출하는 기능뿐만 아니라 상기 제1메모리부(13)의 압축음성데이타도 인출하여 상기 시스템제어부(1)의 음디코더(23)에게로 출력하도록 상기 시스템제어부(1) 내에 설치되어 있다. 여기서, 상기 제2메모리부(15)와 상기 시스템제어부(1) 사이에는 이들간의 데이타전송을 위하여 메모리콘트롤러(27)가 마련되어 있으며, 특히 그 메모리콘트롤러(27)는 상기 압축데이타를 읽어들여 상기 제2메모리부(15)로 출력하도록 구성되어 있다.The second memory unit 15 is a block list (block) as an element for internal processing of the data signal by storing a processing program for the dog operation suitable for the user's voice, response and user voice in the system control unit 1 space for a list), space for preprocessing of voice recognition, and a data storage capacity of at least 16 MBits. At this time, the list controller 25 not only extracts the data of the second memory unit 15, but also extracts the compressed voice data of the first memory unit 13, so that the sound decoder of the system controller 1 23 is provided in the system control unit 1 to output to the control unit 23. Here, a memory controller 27 is provided between the second memory unit 15 and the system control unit 1 for data transfer therebetween. In particular, the memory controller 27 reads the compressed data and reads the compressed data. It is configured to output to the two memory section 15.

또한, 시스템제어부(1)는 제1 및 제2마이크로폰(6,7)으로부터 입력되는 잡음을 제거하는 기능을 갖도록 하기 위한 것으로, 예를들어, 제1마이크로폰(6)에는 음성과 잡음이 섞인 신호가 입력되고, 제2마이크로폰(7)에는 완구가 사용자 및 임의의 물체와 접촉되거나 주변잡음에 영향을 받을 때 순수잡음신호가 입력되는데, 이 때, 시스템제어부(ASIC)(1)는 두 신호의 잡음간 상관관계(함수)를 이용하여 잡음을 줄이기 위하여 즉, 상기 제1마이크로폰(6)을 통한 음성 및 잡음신호와 상기 제2마이크로폰(7)을 통한 순수잡음신호를 코럴레이션(CORRELATION)하여 잡음성분만을 제거시킨다. 이와 같은 제1 및 제2마이크로폰(6,7)은 실험적인 근거를 바탕으로 완구의 소정 일측과 타측에 장착되어 있으며, 특히 상기 제1 및 제2마이크로폰(6,7) 중 어느 하나는 소형의 스테레오 마이크로폰으로서 그 스테레오 마이크로폰은 음성 주파수대역에서 민감하며 지향성이 강한 것으로 설치되어 있다. 기타 동작을 위해 필요한 요소들로 제2메모리부(15) 클락(Clock)용 24.546 MHz의 클럭발생기(Clock generator)(14)와, 32.768 kHz의 타이머(timer)(16), 등은 상기의 구성요소들을 동작시키기 위하여 필수적인 것이므로 설명을 생략한다.In addition, the system control unit 1 is to have a function of removing the noise input from the first and second microphones 6 and 7, for example, the first microphone 6 has a mixture of voice and noise. Is input, the pure microphone signal is input to the second microphone (7) when the toy is in contact with the user and any object or affected by the ambient noise, the system controller (ASIC) (1) of the two signals In order to reduce noise by using a correlation (function) between noises, that is, noise by correlating a voice and a noise signal through the first microphone 6 and a pure noise signal through the second microphone 7. Remove only ingredients. The first and second microphones 6 and 7 are mounted on one side and the other side of the toy based on an experimental basis, and in particular, any one of the first and second microphones 6 and 7 As a stereo microphone, the stereo microphone is installed as sensitive and directional in the voice frequency band. As elements necessary for other operations, a clock generator 14 of 24.546 MHz, a timer 16 of 32.768 kHz, and the like of the second memory unit 15 clock are configured as described above. It is essential to operate the elements, so description is omitted.

음성인식부(19)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 써큘러버퍼(17)에 저장된 프레임단위의 디지탈음성신호를 상기 제1메모리부(13)의 음성인식용 상수에 따라 소정의 잡음을 제거시키고 하나의 문자에 대한 고유치를 특징벡터 데이타로 산출하는 음성인식산출부(29)와, 상기 디지탈음성신호의 샘플링값에서 0점을 검출하는 제로크로싱래이트(31)와, 상기 제로크로싱 래이트(31)에서의 0점 검출에 대한 신뢰성을 향상시키기 위하여 상기 O점에 대한 에너지를 산출하는 에너지산출부(33)와, 상기 제로크로싱래이트(31)와 상기 에너지산출부(33)의 출력신호에 기초하여 연속적인 디지탈음성신호 중 어느 한 단어의 끝점 데이타를 검출하는 단위음성검출부(35)와, 상기 음성인식산출부(29)의 특징벡터 데이타와 상기 단위음성검출부(35)의 끝점 데이타에 기초하여 한 단어씩 음성인식용 단어로 구분하는 전처리기(37)와, 상기 전처리기(37)에서 구분된 단어에 해당하는 제1메모리부(13)의 음성압축데이타를 상기 리스트콘트롤러(25)에 의해서 인출하여 비터비알고리즘으로 연산하는 제2메모리부(15)를 포함하여 가지고 있다. 여기서 상기 음성인식산출부(29)와 상기 써큘러버퍼(17) 사이에는 상기 써쿨러버퍼(17)의 디지탈음성신호를가 더 빠르게 처리되도록 하기 위하여 주파수증폭하는 프리엠프시스(39)가 마련되어 있다.As illustrated in FIG. 3, the voice recognition unit 19 may apply a predetermined amount of noise to the digital voice signal stored in the circular buffer 17 according to the voice recognition constant of the first memory unit 13. A speech recognition calculation unit 29 for removing and calculating eigenvalues for one character as feature vector data, a zero crossing rate 31 for detecting zero points in a sampling value of the digital speech signal, and the zero crossing rate In order to improve the reliability of the detection of the zero point in the trace 31, the energy calculation unit 33 for calculating the energy for the O point, and the zero crossing plate 31 and the energy calculation unit 33 A unit speech detector 35 for detecting the end point data of any one word of the continuous digital speech signal based on the output signal, the feature vector data of the speech recognition calculator 29, and an end point of the unit speech detector 35; Based on the data By using the list controller 25, the voice processing data of the preprocessor 37 and the first memory unit 13 corresponding to the words classified by the preprocessor 37 are extracted by the list controller 25. And a second memory unit 15 for computing by the Viterbi algorithm. Here, a pre-emphasis 39 is provided between the voice recognition unit 29 and the circular buffer 17 to amplify the digital voice signal of the cooler buffer 17 to be processed faster.

좀 더 부연하면, 상기 음성인식부(speech recognizer)(19)의 계산 흐름과 모듈의 구성은 두 개의 모듈(module)군으로 되어 있으며 비터비알고리즘(Viterbi algorithm)과 단위음성검출알고리즘(speech detecter algorithm)을 주문형반도체로 직접화시킨 많은 서버-모듈로 구성되어 있다.In more detail, the calculation flow of the speech recognizer 19 and the configuration of the module are composed of two module groups, a Viterbi algorithm and a speech detecter algorithm. ) Consists of many server-modules that are directly converted into custom semiconductors.

먼저 비터비알고리즘는 4 ~ 10세 연령층 어린이의 완구에 사용할 수 있도록 HMM(Hidden Markov Model)을 이용한 비터비알고리즘을 사용하여 하나의 칩(CHIP)화로 구성되어 있다. 또한, 비터비알고리즘을 수행하는 과정에서 생기는 수많은 가변 데이터를 처리할 수 있도록 외부 제2메모리부(15)(16 MBits)에서 수용할 수 있는 블록리스트(Block List Structure)를 사용하고 있으며, 전체적으로 약 1 MBits의 제2메모리부(15)의 영역에서 동작하도록 구성되어 있다. HMM 학습방법은 사용자가 서로 달라도 신뢰성이 향상되도록 하며, 즉 화자독립형 인식이 되도록 하며, 음소단위의 인식을 하는 것이다.First, the Viterbi algorithm is composed of one chip (CHIP) using Viterbi algorithm using HMM (Hidden Markov Model) to be used for toys of children aged 4-10 years. In addition, a block list structure that can be accommodated in the external second memory unit 15 (16 MBits) is used to process a large number of variable data generated in the process of performing the Viterbi algorithm. It is configured to operate in the area of the second memory unit 15 of 1 MBits. HMM learning method is to improve the reliability even if the users are different, that is to be speaker-independent recognition, and to recognize the phoneme unit.

그리고, 로봇메카니즘부(5)의 구조에 관하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도 4은 본 발명에 따른 음성인식용 로봇완구(TOY ROBOT)의 로봇메카니즘부를 나타낸 분해사시도이고. 도 8은 본 발명에 따른 음성인식용 로봇완구의 앞다리를 나타낸 정단면도이고, 도 9는 본 발명에 따른 음성인식용 로봇완구의 스탠딩자세에 해당하는 앞다리의 측단면도이고, 도 10은 본 발명에 따른 음성인식용 로봇완구의 앞다리가 구부려진 상태를 나타낸 측단면도이다.The structure of the robot mechanism part 5 will be described in more detail as follows. Figure 4 is an exploded perspective view showing the robot mechanism part of the voice recognition robot toy (TOY ROBOT) according to the present invention. 8 is a front sectional view showing a front leg of the voice recognition robot toy according to the present invention, Figure 9 is a side cross-sectional view of the front leg corresponding to a standing posture of the voice recognition robot toy according to the present invention, Figure 10 is a present invention Side cross-sectional view showing a state in which the front leg of the voice recognition robot toy according to the bending.

즉, 로봇메카니즘부(5)는 도 4에 도시된 바와 같이, 머리와 로봇본체(40)와 다리부분으로 구분되어 있다. 머리는 상하로 회동시키도록 한 목회동부(43)에 의해서 이루어지고, 다리는 두개의 앞다리와 두개의 뒷다리를 가지고 있으며, 상기 로봇본체(40)에 강아지모양으로 설치되어 있다. 상기 로봇본체(40)의 전반부에 설치된 앞다리는 상기 시스템제어부(1)로부터 로봇제어신호에 기초하여 워킹하도록 워킹구동력을 발생하는 워킹구동부(45)가 설치되어 있고, 상기 워킹구동부(45)는 워킹시에 뒷다리와 연동해서 동작하도록 상기 뒷다리와 연계되어 있다. 상기 로봇본체(40)의 후반부에 설치된 뒷다리는 상기 시스템제어부(1)로부터 로봇제어신호에 기초하여 그의 뒷무릎관절이 거의 동시에 굽혀지도록 굽힘동작을 하는 뒷관절구동부(47)가 마련되어 있다. 여기서, 상기 뒷관절구동부(47)와 상기 워킹구동부(45)와 상기 목회동부(43)는 상기 로봇본체(40) 내에 수용되어 설치되어 있다. 그리고, 상기 로봇본체(40)의 후반부의 상측 즉 상기 뒷관절구동부(47)의 상측에는 상기 시스템제어부(1)로부터 로봇제어신호에 기초하여 꼬리를 좌우로 회동하는 꼬리회동부(49)가 설치되어 있다. 그리고, 상기 앞다리의 각각에는 앞다리의 무릎관절과 발목관절을 구동시키기 위한 앞관절구동부(51)가 내장되어 있다.That is, the robot mechanism portion 5 is divided into the head, the robot body 40 and the leg portion, as shown in FIG. The head is made by the pastoral moving part 43 to be rotated up and down, the leg has two forelimbs and two hind limbs, and the robot body 40 is installed in a dog shape. The forefoot installed in the first half of the robot main body 40 is provided with a walking driving part 45 for generating a walking driving force to walk based on the robot control signal from the system control part 1, and the working driving part 45 is walking. It is associated with the hind limb to operate in conjunction with the hind limb in the city. The rear leg installed in the rear half of the robot main body 40 is provided with a rear joint driving portion 47 which bends so that its rear knee is bent almost simultaneously based on the robot control signal from the system controller 1. Here, the rear joint driving unit 47, the walking driving unit 45 and the pastoral driving unit 43 are accommodated in the robot body 40 is installed. And, on the upper side of the rear half of the robot body 40, that is, the upper side of the rear joint driving unit 47, a tail turning unit 49 for rotating the tail from side to side based on the robot control signal from the system control unit 1 is installed. It is. Each of the forelimbs has a front joint driving unit 51 for driving the knee joint and the ankle joint of the forelimb.

상기 목회동부(43)는 상기 로봇제어신호에 의해 소정의 비율을 갖는 회전운동을 발생시키는 제1모터구동부(M1)와, 상기 제1모터구동부(M1)의 회전운동을 직선적인 왕복운동으로 유도하는 회전캠(53)과, 상기 회전캠(53)에서 유도된 왕복운동에 의해서 직선운동을 하는 지지바(55)와, 상기 지지바(55)에 연결되어 상기 직선운동에 따라 상기 로봇본체(40)의 일측에 고정되도록 설치된 회동핀(57)을 중심으로 회동운동하는 회동판(59)을 가지고 있다. 다음과 같은 표2로 나타낼 수 있다.The pastoral drive unit 43 guides the rotational motion of the first motor driving unit M1 and the first motor driving unit M1 to a linear reciprocating motion to generate a rotational motion having a predetermined ratio by the robot control signal. The rotating cam 53, the support bar 55 to perform a linear motion by the reciprocating motion guided by the rotating cam 53, and the support bar 55 is connected to the robot body according to the linear motion ( 40 is provided with a rotating plate 59 that rotates about a rotation pin 57 provided to be fixed to one side. It can be shown in Table 2 as follows.

구 성 물Composition water 내 용Contents 특 징Characteristic 참 조Reference 구조물structure 머리, 입-회동판(59)Head, Mouth-turning Plate (59) 실물모양이 플라스틱 구조물Lifelike plastic structure 지지바(55)Support Bar (55) 머리와 입의 동작을 지지하는 부위Areas that support the movement of the head and mouth 회전캠(53)Rotary Cam (53) 회전운동을 2차원 흔들림 운동으로 바꾸는 역할(이심축 캠의 회전)Role of converting rotational motion into two-dimensional shaking motion (rotation of eccentric shaft cam) 모터와기어박스Motor and Gear Box 제1모터구동부(M1)First motor drive unit (M1) 머리를 끄덕이며 동시에 입을 열었다 닫았다 함.Nodding and opening and closing the mouth at the same time.

상기 워킹구동부(45)는 강아지의 워킹을 위하서 양측 어깨부(60)에 결합되어 있는 앞다리의 동작과 동시에 뒷다리의 동작이 상호 접근이반하도록 하는 것으로, 상기 로봇제어신호에 의해 소정의 비율을 갖는 회전운동을 발생시키는 제3모터구동부(M3)와, 상기 제3모터구동부(M3)의 회동운동에 기초하여 상기 앞다리의 어깨를 승강이동시키는 한 쌍의 승강캠(63)과, 상기 앞다리에 설치되어 상기 승강이동을 높이방향으로 가이드하는 승강가이드부(65)와, 상기 승강가이드부(65)의 일측과 상기 승강캠(63)의 축 사이에 연결되어 있으며 상기 앞다리를 소정의 원주각만큼 전방으로 회동을 유도하는 회동유도핀(67)과, 상기 앞다리의 일측과 상기 뒷다리의 일측에 설치되어 상기 앞다리가 전방이동함에 따라 상기 뒷다리가 후방이동하도록 전달하는 동력전달바(69)를 가지고 있다.The walking driving unit 45 is to allow the operation of the forelegs and the hind limbs to be approached at the same time as the movement of the forearm coupled to both shoulders 60 for the walking of the dog, having a predetermined ratio by the robot control signal A third motor driving unit (M3) for generating a rotational movement, a pair of lifting cams (63) for moving up and down the shoulders of the front leg based on the rotational movement of the third motor driving unit (M3), and installed on the front leg And a lifting guide part 65 for guiding the lifting movement in the height direction, and connected between one side of the lifting guide part 65 and the shaft of the lifting cam 63, and the front leg forward by a predetermined circumferential angle. Rotation induction pin 67 to induce rotation, and the power transmission bar 69 is installed on one side of the forelimb and one side of the hind limb to transmit the hind limb to move backward as the forelimb moves forward. Have.

상기 앞관절구동부(51)는 상기 워킹구동부(45)와 연결되어 있으며, 도 8 내지 10에 도시된 바와 같이, 상기 워킹구동부(45)의 승강가이드부(65)와 일체형으로 형성되어 소정의 수용공간을 갖는 사각형상의 어깨연결부(70)와, 상기 어깨연결부(70)의 종단에 마련되어 있는 앞다리지지부(73)와, 상기 앞다리지지부(73)의 종단에 마련되어 지면과 접촉되는 앞지면접촉부(75)와, 상기 앞다리지지부(73)와 상기 어깨연결부(70) 사이를 결합하여 앞다리지지부(73)의 회동을 위한 앞무릅관절(77)과, 상기 앞다리지지부(73)와 상기 앞지면접촉부(75) 사이를 결합하여 상기 앞지면접촉부(75)의 회동을 위한 앞발목관절(79)을 가지고 있으며, 그리고, 상기 어깨연결부(70) 내에는 상기 로봇제어신호에 따라 상기 앞다리지지부(73)와 상기 앞지면접촉부(75) 중 적어도 어느 하나를 소정의 원주각으로 회동되도록 하기 위하여 상기 앞발복관절(79)과 상기 앞무릅관절(77) 중 적어도 어느 하나에 회동을 위한 구동력을 공급하는 제4모터구동부(M4)가 설치되어 있다. 상기 제4모터구동부(M4)는 상기 로봇제어신호에 기초하여 소정의 회전수로 동작하는 모터(80)와, 상기 모터의 회전력에 의해서 상기 앞지지다리부(73)를 동시에 회전시키는 다단의 앞관절기어부(81)와, 상기 앞관절기어부(81)에 연결되어 상기 앞지면접촉부(75)를 회전시키는 로프(83)를 가지고 있다. 상기 앞발목관절(79)에는 상기 로프(83)에 의해서 회전되는 앞지면접촉부(75)를 복원시키는 복원탄성부재(85)가 설치되어 있다. 상기와 같은 앞관절구동부(51)와 상기 워킹구동부(45)는 다음과 같은 표3로 나타낼 수 있다.The front joint driving unit 51 is connected to the walking driving unit 45, as shown in Figures 8 to 10, is formed integrally with the lifting guide portion 65 of the walking driving unit 45 to accommodate a predetermined A rectangular shoulder connection portion 70 having a space, a front leg portion 73 provided at the end of the shoulder portion 70, and a front surface contact portion 75 provided at the end of the front leg portion 73 to be in contact with the ground. And, the front limb joint (77) for the rotation of the front limbs (73) by coupling between the forelimbs (73) and the shoulder connecting portion (70), the forelimbs (73) and the front contact portion (75) It has a front ankle joint (79) for the rotation of the front contact portion 75 by coupling between, and in the shoulder connecting portion 70 in accordance with the robot control signal in front of the limbs (73) and the front At least one of the ground contact portions 75 In order to rotate at a circumferential angle, at least one of the forefoot joint 79 and the front elbow joint 77 is provided with a fourth motor driving unit M4 for supplying a driving force for the rotation. The fourth motor driving unit M4 is a front of the multi-stage that simultaneously rotates the motor 80 operating at a predetermined rotation speed and the front support leg 73 by the rotational force of the motor, based on the robot control signal. It has a joint gear portion 81 and a rope 83 connected to the front joint gear portion 81 to rotate the front contact portion 75. The front ankle joint 79 is provided with a resilient elastic member 85 for restoring the front contact portion 75 that is rotated by the rope (83). The front joint driving unit 51 and the walking driving unit 45 may be shown in Table 3 as follows.

구 성 물Composition water 내 용Contents 특 징Characteristic 참 조Reference 구조물structure 앞지면접촉부(75)Front Contact (75) 실물모양의 프라스틱 구조물Lifelike plastic structure 앞다리지지부(73)Forelegs Branch (73) 실물모양의 프라스틱 구조물Lifelike plastic structure 어깨연결부(70)Shoulder connection (70) 실물모양의 프라스틱 구조물Lifelike plastic structure 동력전달바(69)Power Transmission Bars (69) 어깨 구동용 모터의 회전을 뒷다리에 전달Transmission of shoulder drive motor to hind legs 관절joint 앞발목관절(79)Forefoot Joint (79) 무릎관절에 연결된 로프()와 복원스프링에 의해 연계동작이 이루어짐Interlocking movement is made by rope () and restoring spring connected to knee joint 앞무릎관절(77)Anterior Knee Joint (77) 180도 회전(임의의 각 기능)180 degree rotation (any angle function) 승강캠(63)Lifting Cam (63) 1) 360도 회전운동(이심축 캠의 회전)2) 상하 5Cm 이상 운동가능(guider에 의해 유도됨)3) 앞다리가 회전운동과 상하운동을 함.4) 동력전달 바(bar):뒷다리에 동력 전달.1) 360-degree rotational movement (rotation of eccentric shaft cam) 2) Movement up and down 5Cm (guided by guider) 3) Front leg is rotating and vertical movement 4) Power transmission bar: Power transmission. 모터와기어박스Motor and Gear Box 제3모터구동부(M3)Third motor drive unit (M3) 양 방향 회전운동(앞, 뒤로 걷기)Bidirectional Rotation Movement (Walking Forward and Backward) 제4모터구동부(M4)4th motor drive (M4) 반 회전운동(양방향)(무릎을 펴고 굽히기)Anti-rotation movement (bidirectional) (Knee straight and bent) 커넥터connector 회동유도핀(67)Rotary guide pin (67) 앞다리와 몸체와 분리를 막으며, 전 후회동하는 역할Prevents separation from the forelimbs and body 센서sensor 접촉센서Contact sensor 앉은 자세 판단Sitting posture judgment

꼬리회동부(49)는 상기 로봇제어신호에 의해 소정의 비율을 갖는 회전운동을 발생시키는 제2모터구동부(M2)와, 상기 제2모터구동부(M2)의 회전운동이 소정의 원주각을 갖는 회동운동으로 변환되도록 하는 회동캠(87)과, 상기 회동캠(87)의 회동운동에 의해 상기 원주각만큼 회동하는 꼬리부재(89)를 갖고 있으며, 상기 꼬리부재(89)는 실제로 강아지의 꼬리모양으로 형성되도록 한 소정의 길이를 갖고 있으며, 사용자가 원하는 모양으로 구부릴 수 있도록 한 형상변형재질로 구성되어 있다. 상기 꼬리부재(89)와 상기 회동캠(87) 사이에는 상기 회동운동을 상기 꼬리부재(89)로 전달하기 위한 회동지지부(91)가 설치되어 있다. 다음과 같은 표4로 나타낼 수 있다.The tail pivot 49 has a second motor driver M2 for generating a rotational motion having a predetermined ratio by the robot control signal, and a rotational motion of the second motor driver M2 with a predetermined circumferential angle. It has a rotation cam 87 to be converted to the movement, and the tail member 89 to rotate by the circumferential angle by the rotational movement of the rotation cam 87, the tail member 89 is actually a dog's tail shape It has a predetermined length to be formed, and is composed of a shape deformation material so that the user can bend in a desired shape. Between the tail member 89 and the rotation cam 87 is provided with a rotation support portion 91 for transmitting the rotation movement to the tail member (89). It can be shown in Table 4 as follows.

구 성 물Composition water 내 용Contents 특 징Characteristic 참 조Reference 구조물structure 꼬리부재Tail member Mock-up된 plastic 구조물Mock-up plastic structure 회동지지부Pivotal support 꼬리의 동작을 지지하는 부위Area supporting the movement of the tail 회동캠Homing Cam 회전운동을 2차원 흔들림 운동으로 바꾸는 역할Role of converting rotational motion into two-dimensional shaking motion 모터와기어박스Motor and Gear Box 제2모터구동부(M2)2nd motor drive part (M2) 꼬리를 좌우 혹은 전후로 흔든다Rock the tail from side to side or back and forth

상기 뒷관절구동부(47)는 로봇본체(40)의 후반부에 설치된 뒷다리의 관절을 굽혀서 앉는자세를 취할 수 있도록 한 것으로써, 상기 로봇제어신호에 기초하여 정회전과 역회전 중 적어도 어느 하나의 방향으로 소정의 회전각만큼 구동하는 제5모터구동부(M5)와, 상기 제5모터구동부(M5)로부터의 회전력을 상기 한 쌍의 뒷다리에게 전달하는 동력전달기어부(93)와, 상기 동력전달기어부(93)의 회전축에 설치된 샤프트의 단부에 마련되어 회전운동을 상기 로봇본체(40)의 후반부가 하방을 향하여 앉는 방향으로 유도하는 시팅캠(Siting Cam)(95)과, 상기 시팅캠(95)의 회전축과 소정의 이격한 위치에 상기 뒷다리의 상단부 일측과 상호간에 상대회동 가능하게 결합되어 있는 엉덩이지지부(97)와, 상기 엉덩이지지부(97)의 하방 단부와 연결되어 있으며 뒷부릅관절(99)에 의해 소정의 원주각만큼 회동하는 뒷다리지지부(100)와, 상기 뒷다리지지부(100)의 하방 단부에 연결되어 지면과 접촉되어 있는 뒷지면접촉부(101)를 가지고 있다. 상기 뒷다리지지부(100)와 상기 뒷지면접촉부(101) 사이에는 뒷발목관절(103)이 설치되어 뒷지면접촉부(101)의 회동을 돕는다. 상기 뒷무릅관절(99)의 일측과 상기 동력전달기어부(93)의 상방에 위치한 상기 로봇본체(40) 사이에는 상기 뒷무릅관절(99)와 상기 뒷다리지지부(100)와 상기 뒷지면접촉부(101)가 상기 로봇본체(40)로부터 분리이탈을 방지하고 상기 뒷무릅관절(99)의 굽힘동작을 보조하는 이탈방지부(105)가 상호 결합되어 있다. 상기 시팅캠(95)과 상기 이탈방지부(105) 간의 이격공간의 엉덩이지지부(97)일측에 상기 앞관절구동부(51)의 동력전달바(69)가 연결되어 워킹동작을 수행한다. 이와 같은 표5로 나타낼 수 있다.The rear joint driving unit 47 is to bend the joint of the rear leg installed in the rear half of the robot body 40 to take a posture, and at least one of the forward rotation and the reverse rotation based on the robot control signal A fifth motor driving unit M5 driven by a predetermined rotation angle, a power transmission gear unit 93 for transmitting rotational force from the fifth motor driving unit M5 to the pair of hind legs, and the power transmission gear A seating cam 95 and a seating cam 95 provided at an end portion of a shaft provided on a rotation shaft of the part 93 to guide the rotational movement in a direction in which the rear half of the robot body 40 sits downward. The hip support part 97 and the lower support part of the hip support part 97 are coupled to each other so as to be relatively rotatable with each other and the upper end of the rear leg at a predetermined distance from the rotational axis of the rear joint 99. On of Has a rear leg supporting part 100, a rear surface contact portion 101 in contact with the ground is connected to the lower end of said rear leg support portion 100 which rotates by a predetermined wonjugak. A rear ankle joint 103 is installed between the rear leg support part 100 and the back ground contact part 101 to assist the rotation of the back ground contact part 101. Between the one side of the rear joint 99 and the robot body 40 located above the power transmission gear 93, the rear joint 99 and the rear leg 100 and the back contact ( 101 is prevented from separation from the robot body 40 and the separation prevention portion 105 for assisting the bending operation of the rear joint 99 is coupled to each other. The power transmission bar 69 of the front joint driving unit 51 is connected to one side of the hip support 97 of the separation space between the seating cam 95 and the detachment preventing unit 105 to perform a walking operation. This can be shown in Table 5.

구 성 물Composition water 내 용Contents 특 징Characteristic 참 조Reference 구조물structure 뒷지면접촉부(101)Back ground contact part (101) 실물모양의 프라스틱 구조물Lifelike plastic structure 뒷다리지지부(100)Rear Leg Branch (100) 실물모양의 프라스틱 구조물Lifelike plastic structure 엉덩이지지부(97)Hip Supports (97) 실물모양의 프라스틱 구조물Lifelike plastic structure 동력전달기어부(93)Power Transmission Gear Parts (93) 모터의 회전을 양쪽 뒷다리에 전달Delivering motor rotation to both rear legs 이탈방지부(105)Departure prevention part (105) 발목-무릎의 운동을 유도하도록 하는 스틱으로 1개의 모터만로 뒷다리 전체를 구동하려는 것이 목적.The goal is to drive the entire hind limb with only one motor with a stick to induce ankle-knee movement. 관절joint 뒷발목관절(103)Back Ankle Joint (103) 무릎관절에 연결된 string과 복원스프링에 의해 연계동작이 이루어짐.The linkage is performed by the string connected to the knee joint and the restoring spring. 뒷무릎관절(99)Posterior knee joint (99) 90도 회전90 degree rotation 시팅캠(95)Sitting Cam (95) 1) 180도 회전운동(이심축 캠의 회전)2) 동력전달바():앞다리의 동력을 전달받음.1) 180 degree rotational movement (rotation of eccentric shaft cam) 2) Power transmission bar (): Receive power of front leg. 모토와기어박스Motowa Gearbox 제5모터구동부(M5)5th motor drive (M5) 양 방향. 반 바퀴 회전운동(앉고 서기)In both directions. Half-turn rotation (sitting and standing) 센서sensor 접촉센서Contact sensor 상하점 판단에 의해 걷는 상태 판단Judging state by top and bottom judgment 접촉센서Contact sensor 앉은 자세 판단(한쪽 다리에만 설치됨)Determine sitting position (installed on one leg only)

상기 제1 내지 제5모터구동부(M1,M2,M3,M4,M5)에 대한 정의는 다음의 표6에 의해 나타낼 수 있다.Definitions of the first to fifth motor driving units M1, M2, M3, M4, and M5 may be shown in Table 6 below.

모터구동부기호Motor Drive Sign 부착 위치Mounting position 모터 종류Motor type 모터드라이버Motor driver 동 작Action M4M4 왼쪽 앞다리 상단Upper left leg DC motor + A 형 기어DC motor + A type gear TA 7279PTA 7279P 서기, 앉기, 멈춤Standing, sitting, stopping M4M4 오른쪽 앞다리 상단Upper right leg DC motor + A 형 기어DC motor + A type gear TA 7279PTA 7279P 서기, 앉기, 멈춤Standing, sitting, stopping M5M5 엉덩이 왼쪽면Hip left side DC motor + A 형 기어DC motor + A type gear TA 7279PTA 7279P 서기, 앉기, 멈춤Standing, sitting, stopping M3M3 오른쪽 가슴 측면Right chest side DC motor + B 형 기어DC motor + B type gear TA 7279PTA 7279P 앞으로걷다,뒤로, 멈춤Walk forward, backward, stop M2M2 꼬리 부위Tail DC motor + A 형 기어DC motor + A type gear TA 7279PTA 7279P 꼬리 흔들기,멈춤Tail shaking, stop M1M1 목 부위Neck area DC motor + A 형 기어DC motor + A type gear TA 7279PTA 7279P 고개끄덕임(Open mouth).멈춤Open mouth.

상술한 바와 같은 음성인식용 로봇시스템에 대한 동작은 다음과 같다. 도 15는 본 발명에 따른 음성인식용 로봇완구의 동작흐름을 나타낸 계략적인 계통도이고, 도 16은 본 발명에 따른 로봇메카니즘부의 센싱으로부터 모터구동부들까지의 동작흐름을 나타낸 시스템흐름도이고, 도 17은 본 발명에 따른 음성인식용 로봇완구의 교정동작을 나타낸 동작흐름도이다.Operation for the voice recognition robot system as described above is as follows. 15 is a schematic system diagram showing an operation flow of the voice recognition robot toy according to the present invention, Figure 16 is a system flow diagram showing the operation flow from the sensing of the robot mechanism unit to the motor drive unit, Figure 17 Operation flow chart showing the calibration operation of the voice recognition robot toy according to the present invention.

먼저, 도 15에 도시된 바와 같이, 전원을 공급하면(S1) 시스템제어부(1)는 로봇메카니즘부(5)의 센서로부터 초기모드를 검출하여(S2) 현자세를 판단하고(S3), 상기 현자세가 기본적인 자세인 스탠딩자세, 앉은자세, 엎드린자세가 아닐 경우에 상기 기본자세가 되도록 교정모드를 수행한다(S4). 이 때, 기본자세가 아닌 자세는 워킹동작 중 멈춘자세, 앞발내밀기자세 등과, 그외 사용자에 의해 억지형성된 자세이다. 상기 교정모드에 의한 동작이 수행되지 않으면, 상기 자세가 정의되지 않은 자세로 판단하여(S5) 다시 초기모드로 되돌아가서(S2) 또 다시 현자세를 판단한다(S3). 상기 교정모드에 의한 동작이 수행된 경우는 시스템제어부(1)는 사용자의 음성명령이 입력되기를 대기하고(S6), 상기 명령이 입력될 경우(S8) 실행모드를 동작시켜 사용자가 원하는 동작 즉 상기 기본자세로부터 파생될수 있는 다른 동작 및 자세를 취하도록 상기 로봇메카니즘부(5)에게 로봇제어신호를 발생시킨다(S9).First, as shown in FIG. 15, when power is supplied (S1), the system controller 1 detects the initial mode from the sensor of the robot mechanism unit 5 (S2), and determines the posture (S3). If the standing posture is not a standing posture, a sitting posture, or a prone posture, which is a basic posture, the calibration mode is performed to become the basic posture (S4). At this time, the posture other than the basic posture is a posture stopped during the walking operation, a forefoot posture, and the like and a posture that is formed by other users. If the operation by the calibration mode is not performed, the posture is determined to be an undefined posture (S5), and the display returns to the initial mode (S2), and the posture attitude is determined again (S3). When the operation in the calibration mode is performed, the system control unit 1 waits for the user's voice command to be input (S6), and when the command is input (S8), operates the execution mode so that the user desires the operation. A robot control signal is generated to the robot mechanism unit 5 so as to take different motions and postures that can be derived from the basic posture (S9).

보다 상세하게 설명하면, 도 16에 도시된 바와 같이, 먼저 전원이 공급되거나 완구로봇의 이름이 불려지면 시스템제어부(1)는 로봇메카니즘부(5)의 센서를 점검하여 초기모드(initial mode)를 검출한다(S10). 이는 초기상태 결정프로그램(initial state decision program)이 12개의 센서들을 통해 들어 온 정보를 종합하여 초기상태의 자세를 판단하여 교정모드(correction mode)로 넘겨 주어 교정이 이루어 진다(S11). 만약 교정 후에 자세가 정의되지 않은 상태(undefined state)로 되어 있으면 즉시 정해진 알고리즘에 따라 모터의 동작을 유도해 초기모드를 다시 찾게 되며 적정한 교정이 이루어 질 때까지 이러한 동작을 반복하게 된다. 여기서 교정이란 기본상태 즉 스탠딩자세(stand), 앉음자세(sit), 엎드린자세(lie flat) 중의 한 상태로 동작을 유도해 음성명령이 내렸을 때 요청된 상태로 움직이기 쉽도록 하는 방법을 의미한다. 기본상태 중 하나에 이르면 대기상태에 들어가고 음성명령을 기다리게 된다(S13). 음성인식부(19)를 거쳐 인식된 음성명령에 따라 놀이모드의 알고리즘과 시스템제어부(1)의 지시에 따라 동작을 수행하게 된다. 만약, 명령 수행 후에 정의되지 않은 상태(undefined state)가 생기면 다시 초기모드로 되돌아 가게 되며 상기와 같은 동작을 반복하게 된다. 동작 중 전원전압이 낮아 2.8V 이하가 되면 강제로 동작을 정지시키고 낮은 전압 상태임을 경고하여 상태모드의 흐름을 원활하게 할 수 있도록 한다. 그리고 시스템을 최초에 기동시킬 경우에 전원에 의한 기동과 사용자의 음성명령에 의한 기동으로 구분된다.In more detail, as shown in FIG. 16, when the power is first supplied or the name of the toy robot is called, the system controller 1 checks the sensor of the robot mechanism unit 5 to determine the initial mode. It is detected (S10). The initial state decision program synthesizes the information input through the 12 sensors to determine the posture of the initial state and transfers the result to the correction mode (S11). If the posture is in an undefined state after calibration, it immediately induces the operation of the motor according to the specified algorithm and returns to the initial mode, and the operation is repeated until proper calibration is made. In this case, the calibration means a method of inducing an operation in one of the basic states, the standing posture, the sit posture, and the lie flat posture so that it is easy to move to the requested state when a voice command is issued. . When one of the basic states is reached, a standby state is entered and a voice command is waited (S13). The voice recognition unit 19 performs the operation according to the algorithm of the play mode and the instruction of the system controller 1 according to the voice command recognized. If an undefined state occurs after the command is executed, it returns to the initial mode again and repeats the above operation. When the power supply voltage is lower than 2.8V during the operation, the operation is forcibly stopped and the low voltage state is warned to facilitate the flow of the status mode. When the system is started for the first time, it is divided into a start by a power supply and a start by a user's voice command.

이어, 초기상태를 센서에 의해 알아 낸 후 기본상태에 있지 않은 경우에 교정모드에 의한 방법은 다양한 초기상태를 정의가 가능한 자세(defined state) 즉 기본상태로 만들기 위해서는 일어날 수 있는 초기상황을 예측하고 이를 기본상태로 모터동작에 의해 교정하여 주는 알고리즘을 준비하고 있어야 하고, 특히 정의되지 않은 자세(undefined state)를 정의해 두어 최악의 경우에 모든 모터를 구동하여 기본상태에 이르도록 한다. 상기 기본자세에 대한 입력신호는 다음의 표7과 같다.Then, after the initial state is detected by the sensor and the method is not in the basic state, the calibration mode method predicts the initial situation that can occur to make various initial states defined. Algorithms should be prepared to correct this by the motor operation to the basic state. In particular, an undefined state is defined to drive all the motors in the worst case to reach the basic state. The input signal for the basic posture is shown in Table 7 below.

구 분division 정상 입력신호Normal input signal 기 타Other 앉은자세Sitting position S2, S6, S10, S4, S8, S11S2, S6, S10, S4, S8, S11 S2, S6, S10은 정지동작 기본신호S2, S6 and S10 are basic signals for stop operation 스탠딩자세Standing posture S2, S6, S10, S4, S8, S12S2, S6, S10, S4, S8, S12 S4, S8, S11은 앉아 동작의 정상입력신호S4, S8, S11 are normal input signals of sitting motion 엎드린자세Prone S2, S6, S10, S3, S7, S11S2, S6, S10, S3, S7, S11 S3, S8, S12은 서 동작의 정상입력신호S3, S8 and S12 are normal input signals

결국, 시스템제어부()에서는 사용자의 음성명령을 수행하기 전에 상기 표6과 같은 정상적인 기본자세가 이루어지도록 로봇메카니즘부(5)에게 로봇제어신호를 발생시킨다.As a result, the system controller generates a robot control signal to the robot mechanism unit 5 so that a normal basic posture as shown in Table 6 is achieved before the voice command of the user is performed.

그리고, 상기 기본자세와 동작가능한 다른 자세 이외의 경우에는 이상입력신호가 다음의 표8에 나타낸 바와 같으며, 그 이상신호로부터 초기상태의 자세로 판단할 수 있다. 이와 같은 초기상태의 자세임을 판단한 시스템제어부(1)는 로봇메카니즘부(5)의 제1 내지 제5모터구동부(M1,M2,M3,M4,M5)를 동작시켜 기본자세로 교정한다.In addition to the basic posture and other postures that can be operated, the abnormal input signal is shown in Table 8 below, and it can be determined from the abnormal signal as the posture of the initial state. The system control unit 1, which determines the posture of the initial state, operates the first to fifth motor driving units M1, M2, M3, M4, and M5 of the robot mechanism unit 5 to correct the basic position.

초기 상태의 자세Initial posture 교정 방법Calibration method 이상입력신호Error input signal 기본 자세(최종 상태)Default posture (final state) No.No. MotorMotor 신 호signal 앉아서 오른쪽발들기Sit right foot up M4M4 ++ S7S7 앉기Sitting 1One 앉아서 왼쪽발들기Sit left foot M4M4 ++ S3S3 앉기Sitting 22 일어서서 오른쪽발들기Stand up right foot M4M4 ++ S7S7 서기clerk 33 일어서서 왼쪽발들기Stand up and raise left foot M4M4 ++ S3S3 서기clerk 44 곧게서지않음Not straight M4M4 ++ S1 and S5,and S9S1 and S5, and S9 서기clerk 55 정의되지 않은 상태의 자세Posture in an undefined state M4M4 ++ S3S3 M4(멈춤), 서기M4 (stop), clerk 66 M4M4 ++ S7S7 M4(멈춤), 서기M4 (stop), clerk 77 M2M2 ++ S9S9 M5(멈춤), 서기M5 (Pause), Clerk 88 M1M1 ++ S1, S5, S9S1, S5, S9 M3(멈춤), 서기M3 (Pause), Clerk 99

만약, 워킹시 제3모터구동부(M3)에서 이루어지기 때문에 한쪽 다리의 정보를 알면 나머지 3개의 다리 또한 어떤 상황에 있는지 알 수 있고, 걷기 동작의 이러한 특징 때문에 두 다리가 동시에 땅에 닿는 아주 짧은 시점을 찾아 앉기나 서기 동작이 이루어져야 하는데 현실적으로 이는 불가능하기 때문에 앉기나 서기동작이 유도될 때마다 원래의 걷는 방향에서 약간의 이탈이 일어난다. 이를 보정하는 방법은 센서에 의해 초기상태를 찾아 두 다리를 완전하게 자리에 위치 시킨 후 일어서 동작을 한다. 만약 이의 교정이 이루어지지 않으면 일어설 때 진행방향이 틀어지는 현상이 일어난다. 이는 센서와의 조합에 의해 교정이 이루어져야 한다.If the third motor driving unit (M3) is made during walking, the information of one leg can be known if the other three legs are also in a situation. The sitting or standing motion should be made, but in reality this is impossible, so every time a sitting or standing motion is induced, a slight deviation occurs in the original walking direction. The correction method is to find the initial state by the sensor and place the two legs completely in place, then stand up. If this is not corrected, the direction of travel will change when you stand up. It must be calibrated by a combination with the sensor.

상술한 바와 같은 교정동작이 수행된 후에 시스템제어부(1)는 도 17에 도시된 바와 같이, 사용자음성명령을 받기 위하여 준비하게 된다. 사용자가 원하는 명령 즉 로봇완구인 강아지의 동작 또는 소리를 일으키도록 하는 명령(워킹, 스탠딩, 앉기, 앞발굽히기, 엎드리기)을 제1마이크로폰(6)과 제2마이크로폰(7)으로 입력하면, 시스템제어부(1)는 상기 사용자의 음성만을 추출하여 명령을 인식하고, 그 인식에 따라 로봇메카니즘부(5)를 제어한다.After the calibration operation as described above is performed, the system controller 1 prepares to receive a user voice command, as shown in FIG. When the user inputs a desired command, that is, a command (walking, standing, sitting, front hoof, or lying down) that causes a dog's motion or sound, such as a robot toy, to the first microphone 6 and the second microphone 7, the system control unit (1) recognizes a command by extracting only the voice of the user, and controls the robot mechanism unit 5 according to the recognition.

예를들어, 사용자의 음성명령이 들어오면 상기 기본자세를 취하고 있는 로봇메카니즘부(5)는 상기 음성명령에 상응하는 전이동작으로 구동하여 사용자가 원하는 자세 또는 동작을 취한다.For example, when the user's voice command comes in, the robot mechanism part 5 taking the basic position is driven by a transition operation corresponding to the voice command to take a posture or action desired by the user.

즉, 완구로봇인 강아지가 앉은상태에서, 사용자의 "오른발들어"라는 명령을 하면 시스템제어부(1)는 상기 음성명령을 인식하여 "오른발들어"라는 의미로 판단하여 앉아있는 상기 강아지의 현재상태에서 오른발을 들도록 로봇메카니즘부(5)의 제4모터구동부(M4)에게 구동명령을 입력한다. 이와 같은 강아지의 동작메카니즘은 다른 동작을 실행하도록 유도할 경우에도 동일하게 이루어지며, 다음과 같은 표9와 같다.That is, when the dog, which is a toy robot, is sitting, when the user commands the "right foot", the system control unit 1 recognizes the voice command and judges it as "right foot" in the current state of the dog sitting. The driving command is input to the fourth motor driving unit M4 of the robot mechanism unit 5 so as to lift the right foot. The puppy's motion mechanism is the same when inducing other actions to be performed, as shown in Table 9 below.

초기상태Initial state 수행 명령어Command 수행 방법How To 최종센서입력신호Final sensor input signal MotorMotor 신호signal 앉은자세Sitting position 앉아서 오른쪽발들기Sit right foot up M4M4 -- S2,S6,S10,S4,S7,S11S2, S6, S10, S4, S7, S11 앉아서 왼쪽발들기Sit left foot M4M4 -- S2,S6,S10,S3,S4,S11S2, S6, S10, S3, S4, S11 일어선자세Standing up 앞으로걷기Walking forward M3M3 ++ S1(S2),S5(S6),S9(S10)S1 (S2), S5 (S6), S9 (S10) 뒤로걷기Walking back M3M3 -- S1(S2),S5(S6),S9(S10)S1 (S2), S5 (S6), S9 (S10) 일어서서 오른쪽발들기Stand up right foot M4M4 -- S2,S6,S10,S4,S7,S12S2, S6, S10, S4, S7, S12 일어서서 왼쪽발들기Stand up and raise left foot M4M4 -- S2,S6,S10,S3,S4,S12S2, S6, S10, S3, S4, S12 앉아서 오른발든자세Sit right foot 앉음sit M4M4 ++ S2,S6,S10,S4,S8,S11S2, S6, S10, S4, S8, S11 앉아서 왼발든 자세Sit in one's left foot M4M4 ++ S2,S6,S10,S4,S8,S11S2, S6, S10, S4, S8, S11 앞으로걷기 자세Walking forward 일어서stand up M3M3 ss S2,S6,S10,S4,S8,S12S2, S6, S10, S4, S8, S12 뒤로걷기 자세Walking posture M3M3 ss S2,S6,S10,S4,S8,S11S2, S6, S10, S4, S8, S11 일어서서 오른발든 자세Stand up M4M4 ++ S2,S6,S10,S4,S8,S11S2, S6, S10, S4, S8, S11 일어서서 왼발든 자세Stand up M4M4 ++ S2,S6,S10,S4,S8,S11S2, S6, S10, S4, S8, S11

결국, 음성명령에 따라 동작에 들어가기 전에 먼저 시스템은 초기상태(initial state)를 알아내고 기본자세(basic state)로 교정동작에 들어 들어간다. 여기서 교정동작이란 음성신호에 의해 동작을 수행하기 전에 기본자세로, 동작을 위해 이상적인 상태로 놓여지는 것을 의미한다. 이는 초기상태에 의존하며 어떤 기본자세로 움직일지는 미리 정의된 알고리즘에 따른다. 기본자세 중 하나로 일단 교정이 이루어지면 음성명령을 수행하게 되는데 다음은 이러한 순서를 간략하게 정리한 것이다. 로봇메카니즘부(5), 시스템제어부(1)에 의해 수행되는 동작의 순서는 초기상태(initial state) ⇒ 교정동작 ⇒ 기본자세(basic state) ⇒ 명령수행(voice command)()⇒ 초기상태이다.Eventually, before entering the operation according to the voice command, the system first finds out the initial state and enters the corrective operation in the basic state. Here, the corrective operation means that the basic position is placed in an ideal state for the operation before performing the operation by the voice signal. It depends on the initial state and depends on a predefined algorithm to move to which basic posture. One of the basic postures, once corrected, performs a voice command. The order of operations performed by the robot mechanism unit 5 and the system control unit 1 is an initial state ⇒ a calibration operation ⇒ a basic state ⇒ a voice command () ⇒ an initial state.

만약, 미인식 상태가 발생시는 초기모드로 강제로 이동하도록 모터를 가동시킨다. 그 방식은 별도의 알고리즘에 따른다. 다른 다양한 동작의 구현도 가능하지만 기본적으로 총 6가지의 동작이 가능하도록 알고리즘이 구성되어 있다.If an unrecognized condition occurs, the motor is operated to forcibly move to the initial mode. The method is based on a separate algorithm. Although various other operations can be implemented, the algorithm is basically configured to enable a total of six operations.

원하는 동작을 일으키기 위해서는 초기상태에서부터 일련의 흐름을 거쳐야 하는데, 어떤 동작은 초기상태에 따라 최고 3단계 이상을 거친 후 원하는 동작으로 수행이 가능하다. 예를들어, 초기 상태가 엎드린 상태를 고려해 보면, 이는 가장 단계가 복잡하게 구성될 수 있는 요건으로 최대 3가지의 동작이 가능하다. 즉, 엎드린자세 ⇒ 앉는동작 ⇒ 스탠딩동작 ⇒ 워킹동작의 실행을 의미한다. 이러한 동작의 단계별 흐름이 파악되면 전체의 흐름 또한 그 일부분의 요소동작이기 때문에 자연스럽게 파악이 이루어질 수 있다. 이와 같은 동작 및 그의 역동작의 흐름을 표 10 및 표11과 같이 나타낼 수 있다.In order to produce a desired action, it must go through a series of flows from the initial state. Some actions can be performed as desired after passing up to three or more steps depending on the initial state. For example, considering the initial state of prone state, this is a requirement that the most complicated steps can be configured up to three operations. In other words, it refers to the execution of lying posture ⇒ sitting motion ⇒ standing motion ⇒ walking motion. If the flow of the step by step is grasped, the flow can be naturally grasped since the whole flow is also part of the element. The flow of such an operation and its reverse operation can be shown in Tables 10 and 11.

동 작Action 센서sensor 구동 모터Drive motor 모터 구동신호Motor drive signal 기 타Other 엎드리다kneel down S2,S6,S10,S3,S7,S11S2, S6, S10, S3, S7, S11 활동이 없다No activity 활동이 없다No activity -- 엎드리다앉다kneel down Sit S2,S6,S10,S3,S7,S11S2, S6, S10, S3, S7, S11 M4M4 ++ 앞다리 세움Forelegs M4M4 ++ 앞다리 세움Forelegs 앉다일어서다Sit get up S2,S6,S10,S4,S8,S11S2, S6, S10, S4, S8, S11 M5M5 ++ 뒷다리 세움Hind legs 일어서다걷다get up walk S2,S6,S10,S4,S8,S12S2, S6, S10, S4, S8, S12 M3M3 + or -+ or- 상, 하점 운동Up and down movement

동 작Action 센서sensor 구동 모터Drive motor 모터 구동신호Motor drive signal 기 타Other 걷다walk S1(S2),S5(S6),S9(S10)S1 (S2), S5 (S6), S9 (S10) M3M3 + or -+ or- 상, 하점 운동Up and down movement 걷다일어서다walk get up S1(S2),S5(S6),S9(S10)S1 (S2), S5 (S6), S9 (S10) M3M3 SS 하점에 고정Fixed to the bottom 일어서다걷다get up walk S2,S6,S10,S4,S8,S12S2, S6, S10, S4, S8, S12 M5M5 -- 뒷다리 굽힘Hind Leg Bending 앉다엎드리다Sit kneel down S2,S6,S10,S3,S7,S11S2, S6, S10, S3, S7, S11 M4M4 -- 앞다리 굽힘Foreleg bending M4M4 -- 압다리 굽힘Abdominal bending

한편, 상기 시스템제어부(1)에서 사용자의 음성명령을 인식하는 과정을 설명하면, 다음과 같다.Meanwhile, the process of recognizing the voice command of the user in the system controller 1 will be described.

즉, 두 개의 제1 및 제2마이크로폰(6,7)은 사용자의 음성신호를 받아 전기신호로 변환하여 앞의 구성에서 설명한 A/D D/A컨버터(Codec)(11)의 아날로그 음성신호 변환장치로 보낸다. 이 때, 입력된 두 음성신호는 잡음제거를 위해 서로 독립된 형태로 시스템제어부(1)로 전달되어 코럴레이션연산을 수행된다. 상기 시스템제어부(1)에서는 특별한 상황이 없는 한 A/D D/A컨버터(Codec)(11)에 제어신호(데이터입력준비신호)를 내 보내어 받아들일 준비가 되었음을 알리고, A/D D/A컨버터(Codec)(11)에서 보간(Interpolation)을 위하여 x256FS의 값인 2.048 MHz을 사용하는데, 그 동기주파수(SYNC Frequecy)는 8 kHz이며, 음성인식부(19)에서 음성의 인식을 향상시키는 샘플링율(Sampling rate)로 적용되도록 한다. 특히, 상기 8 kHz 샘플링율(sampling rate)은 상기 시스템제어부(1)의 음성인식부(19)에서 인식알고리즘에 대한 중요한 처리기준이 되고 있다. 한편 입력된 음성신호는 A/D D/A컨버터(Codec)(11)에서 A/D 변환을 하여 시스템제어부(1)에 보내어지는데, 제1 및 제2마이크로폰(6,7)을 통하여 독립된 데이터로 입력되어 상기 코럴레이션연산에 의한 노이즈(noise)가 필터링(filtering)된다.That is, the two first and second microphones 6 and 7 receive the user's voice signal and convert it into an electric signal, thereby converting the analog voice signal of the A / DD / A converter (Codec) 11 described in the above configuration. Send to. At this time, the two input voice signals are transmitted to the system controller 1 in a form independent of each other to remove noise to perform a correlation operation. The system controller 1 sends a control signal (data input ready signal) to the A / DD / A converter (Codec) 11 to indicate that it is ready to accept it, unless there is a special situation, and the A / DD / A converter ( Codec (11) uses 2.048 MHz, which is a value of x256FS for interpolation, and its synchronization frequency (SYNC Frequecy) is 8 kHz, and a sampling rate for improving speech recognition in the speech recognition unit 19 is provided. rate). In particular, the 8 kHz sampling rate has become an important processing criterion for the recognition algorithm in the speech recognition unit 19 of the system controller 1. On the other hand, the input voice signal is sent to the system control unit 1 by A / DD / A converter (Codec) 11 to perform A / D conversion, and the independent data is transmitted through the first and second microphones 6 and 7. The noise inputted by the correlation operation is filtered.

이와 같이 잡음이 제거된 디지탈음성 샘플링신호는 써큘러버퍼(17)에서 프레임단위로 일시적으로 저장되었다가 프리엠프시스(39)와 음성인식산출부(29)에서 하나하나의 사용자 음성에 대한 고유치를 특징벡터 데이타로 산출되고, 각각의 단어 끝점을 검출하기 위하여 제로크로싱래이트(31) 및 에너지산출부(33)와 단위음성검출부(35)를 거의 동시에 거치게 되며, 이들 각각은 전처리기(37)에서 단어씩 음성인식용 단어로 구분된다. 그러면, 리스트콘트롤러(25)에서 상기 전처리기(37)로부터의 음성인식용 단어에 해당하는 제1메모리부(13)의 압축데이타를 인출하면, 제2메모리부(15)로 이들의 데이타와 비터비알고리즘을 옴겨 인식을 위한 연상동작을 수행하여 분석한다.The digital voice sampling signal from which the noise is removed is temporarily stored in the circular buffer 17 in units of frames, and then the eigenvalues of the user voices of the pre-emphasis 39 and the speech recognition unit 29 are determined. Calculated as feature vector data, the crossword passes through the zero crossing plate 31, the energy calculation unit 33, and the unit speech detection unit 35 at the same time to detect each word end point. Words are divided into words for speech recognition. Then, when the list controller 25 extracts the compressed data of the first memory unit 13 corresponding to the voice recognition word from the preprocessor 37, the data and beater are transferred to the second memory unit 15. Analyze non-algorithms and perform associative actions for recognition.

부연하면, 실제로 그 동작은 8 kbps로 샘플링된 음성신호 --> 전처리(음성특징검출) --> 음성검출(Speech Detection) --> 음성 인식(Speech Recogniton)의 단계로 이루어져 있다. 전처리는 Power, Hamming Window, 프리엠퍼시스 (Preemphasis)등의 계산단계를 거친 후에 리얼에프에프티(RealFFT)를 한 스펙트럼 (spectrum)결과에 대해서 멀(Mel) 스케일(scale)의 켑스트럼(Cepstrum)을 계산한다. 이와는 별도로 음성에서 제로크로싱래이트(zeroocrossing rate)(31)와 에너지산출부(power energy)(33)를 계산하여 음성의 시작과 끝점(endpoint)을 검출한다. 이러한 두 음성검출 결과를 바탕으로 음성 인식의 시작과 종료 혹은 리셋(Reset)여부를 결정하고 멜 스케일의 켑스트럼 계수열과 HMM에 대해서 비터비알고리즘을 이용해서 마침내 음성을 인식한다. 물론 이러한 수많은 계산을 하기 위하여 필요한 상수는 제1메모리부(13)에 저장되어 있다가 필요할 때마다 불러서 사용한다. 또한 필요한 값을 계산하고 기록하였다 부르는 작업을 위하여 제2메모리부(15)를 사용하여야하고 그 데이터계산의 방대성 때문 리스트콘트롤러(List Controller)(25)를 이용하고 있다. 여기서, 음성인식 및 압축을 위하여 음성의 끝점검출은 인식률과 압축률을 높이는데 사용되는 단위음성검출부(35)에서 이루어진다.In other words, the operation actually consists of a speech signal sampled at 8 kbps-> preprocessing (speech feature detection)-> Speech Detection-> Speech Recogniton. Pre-processing is performed through the computational steps of Power, Hamming Window, Preemphasis, etc. Calculate Separately, zero crossing rate 31 and power energy 33 are calculated from the voice to detect the start and end points of the voice. Based on the results of these two voice detections, it is decided whether to start or stop the voice recognition or reset, and finally recognize the voice by using Viterbi algorithm for Melscale's Cepstrum coefficient sequence and HMM. Of course, the constants necessary to perform such a large number of calculations are stored in the first memory unit 13 and used whenever necessary. In addition, the second memory unit 15 should be used for the task of calculating and recording the necessary value, and the List Controller 25 is used due to the vastness of the data calculation. Here, the end point detection of the voice for speech recognition and compression is performed in the unit speech detection unit 35 used to increase the recognition rate and the compression rate.

그런데, 제로크로싱래이트(zerocrossing rate)(31)와 에너지산출부(power energy)(33)는 실험실이나 비교적 조용한 실내에서 높은 효율과 적중률을 나타내지만, 작은 소음에도 반응하는 speech 끝점검출에서는 근본적인 문제점을 갖고 있는 것이 사실으므로 멜켑스트럼(Mel Cepstrum)과 함께 동작되어야 한다.However, the zerocrossing rate 31 and the power energy 33 show high efficiency and hit rate in a laboratory or relatively quiet room, but are fundamental problems in speech endpoint detection that responds to small noises. It is true that it has to be operated with Mel Cepstrum.

즉, 음성, 잡음, 묵음이 섞인 샘플링신호(sampling signal)을 에너지검출부(power energy), 제로크로싱래이트(zerocrossing rate), 멜 스케일 켑스트럼(Mel scale cepstrum)을 구하여 단위음성검출부에 입력으로 넣어주게 되면 음성(잡음이 섞인)부분이 출력으로 나온다. 이렇게 두 모듈에서 나온 결과는 전처리기(37)로 보내져 음성신호를 인식하게 된다.In other words, a sampling signal mixed with voice, noise, and silence is input to the unit voice detection unit by obtaining a power energy unit, a zerocrossing rate, and a mel scale cepstrum. If you put it in, the voice (mixed noise) part comes out. The results from the two modules are sent to the preprocessor 37 to recognize the voice signal.

이와 같이, 음성인식부(19)에서 사용자의 음성이 인식되면 시스템제어부()는 로봇메카니즘부(5)의 적어도 8개의 센서로부터 출력된 센싱신호를 인지하여 로봇의 현재자세를 파악하고, 파악된 현재자세와 상기 사용자의 음성명령 예를들어, 워킹명령이 동일한지 여부를 판단한 후에 현재자세가 워킹동작으로 수행되도록 로봇제어신호를 발생시킨다.As such, when the voice recognition unit 19 recognizes the user's voice, the system controller recognizes the sensing signals output from at least eight sensors of the robot mechanism unit 5 to determine the current posture of the robot, and After determining whether the current posture and the voice command of the user are the same, for example, the robot control signal is generated so that the current posture is performed by the walking operation.

또한, 상기 인식된 음성명령에 따라서 즉, 노래부르기(강아지소리로 선택된 멜로디음을 발생), 짖기가 입력되면, 시스템제어부(1)는 상기 제1메모리부(13)로부터 압축된 멜로디음을 인출하여 신장 및 복원하고 그 복원된 신호를 전력증폭부(10)에서 소정 크기의 이득만큼 증폭하여 스피커(8)로 출력시킨다.In addition, in response to the recognized voice command, that is, singing (generating a melody selected as a dog sound) and barking are input, the system controller 1 fetches the compressed melody sound from the first memory unit 13. Expand and restore the signal, and amplify the restored signal by a predetermined magnitude gain in the power amplifier 10 to output to the speaker 8.

그러면, 이와 같은 교정동작이 종료되어 동작실행을 위한 사용자의 음성명령즉, 워킹동작, 앉기동작, 스탠딩동작, 꼬리흔들기동작, 머리흔들기동작, 앞발내밀기동작 들이 상기 제1 및 제2마이크로폰(6,7)으로 입력될 경우는 다음과 같다. 도 5는 본 발명에 따른 음성인식용 로봇완구의 스탠딩자세에 해당하는 앞다리와 뒷다리만을 나타낸 동작 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 음성인식용 로봇완구의 워킹자세에 해당하는 앞다리와 뒷다리만을 나타낸 동작 단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 음성인식용 로봇완구의 앉은자세에 해당하는 앞다리와 뒷다리만을 나타낸 동작 단면도이고, 도 11 내지 도 12는 본 발명에 따른 음성인식용 로봇완구의 목부분 동작을 나타낸 측단면도이고, 도 13 내지 도 14는 본 발명에 따른 음성인식용 로봇완구의 꼬리 동작을 나타낸 단면도이다.Then, such a corrective operation is terminated and the user's voice command for executing the operation, that is, the walking operation, the sitting operation, the standing operation, the tail shaking operation, the head shaking operation, and the forefoot extruding operations are performed by the first and second microphones 6, 7) is entered as follows. 5 is an operation cross-sectional view showing only the front and rear legs corresponding to the standing posture of the voice recognition robot toy according to the present invention, Figure 6 shows only the front and rear legs corresponding to the walking posture of the voice recognition robot toy according to the present invention. 7 is an operation cross-sectional view showing only the front and rear legs corresponding to the sitting position of the voice recognition robot toy according to the present invention, Figures 11 to 12 is a neck operation of the voice recognition robot toy according to the present invention 13 is a cross-sectional view showing a tail operation of the robot toy for speech recognition according to the present invention.

워킹동작은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 가슴 오른쪽에 부착된 제3모터구동부(M3)와 동력전달바(69)에 의해 4개의 다리를 한꺼번에 움직이는 것이다. 상기 제3모터구동부(M3)에 상기 시스템제어부(1)로부터 로봇제어신호가 인가되면 제3모터구동부(M3)의 회전력을 받은 승강캠(63)에 의해서 앞관절구동부(51)의 어깨연결부(70)가 승강가이드부(65)를 따라 승강이동되고, 동시에 어깨연결부(70)는 회동유도핀(67)에 의해서 전방과 후방을 향하여 회동하면서 전체적으로 워킹동작을 수행한다. 이 때, 오른쪽앞발과 왼쪽앞발이 전방을 향하여 상호 교번적으로 내디딤에 따라서 워킹이 이루어진다. 실제로 앞다리의 무릎관절을 제외한 모든 관절이 이 동작에 관여해야 하기 때문에 뒷다리도 함께 워킹동작에 참여시킨다. 여기서, 승강캠(63)에 의해서 회동되는 어깨연결부(69)를 따라 전방이동과 후방이동의 거리만큼 회동될 경우에 상기 전방 및 후방이동 거리만큼 상기 동력전달바(69)는 뒷관절구동부(47)의 엉덩이지지부(97)를 각각 후방이동 및 전방이동시켜 전체적인 워킹을 수행하도록 한다. 즉, 동력전달바(69)는 오른쪽앞다리와 왼쪽뒷다리를 함께 전방이동과 후방이동을 수행하고, 반면에 왼쪽앞다리와 오른쪽뒷다리를 함께 전방이동과 후방이동을 수행한다.As shown in FIGS. 5 and 6, the walking operation moves four legs at once by the third motor driving unit M3 and the power transmission bar 69 attached to the right side of the chest. When the robot control signal is applied to the third motor driving unit M3 from the system control unit 1, the shoulder connecting portion of the front joint driving unit 51 by the elevating cam 63 subjected to the rotational force of the third motor driving unit M3. 70 is moved up and down along the lifting guide portion 65, and at the same time the shoulder connecting portion 70 is rotated toward the front and rear by the pivot guide pin 67 to perform the walking operation as a whole. At this time, the walking is performed as the right forefoot and the left forefoot alternately step forward. In fact, all joints except for the knee joint of the forelimbs should be involved in this movement, so the hind legs are also involved in the walking movement. Here, when rotated by the distance of the front and rear movement along the shoulder connecting portion 69 rotated by the elevating cam (63), the power transmission bar 69 is the rear joint driving portion 47 by the front and rear movement distance. Hip support 97 of the) to move backward and forward respectively to perform the overall walking. That is, the power transmission bar 69 performs the front and rear movement of the right front leg and the left rear leg together, and performs the front and rear movement of the left front leg and the right rear leg together.

스탠딩동작은 도 10에 도시된 바와 같이, 앞다리의 두 제4모터구동부(M4)에 의해 이루어진다. 서기 자세를 이루기 위해서는 발목의 관절 또한 적절히 위치를 취하여야 하며 그 구동방식은 반 자동으로 무릎관절의 상황에 의해 결정된다. 발목 관절은 복원탄성부재(85)와 로프(83)에 의해 이루어지는데 복원탄성부재(85)는 상기 앞지면접촉부(75)와 상기 앞다리지지부(73)가 일직선으로 이루어지도록 한 복원력을 제공하고, 로프(83)는 앞관절기어부(81)에 의해 강제로 상기 앞지면접촉부(75)와 상기 앞다리지지부(73)가 수직으로 형성되도록 발목관절을 접는다.As shown in FIG. 10, the standing operation is performed by two fourth motor driving units M4 of the front legs. In order to achieve the standing position, the ankle joint must be properly positioned, and the driving method is semi-automatically determined by the situation of the knee joint. The ankle joint is made of a restoring elastic member 85 and a rope 83, the restoring elastic member 85 provides a restoring force such that the front contact portion 75 and the front leg support portion 73 are in a straight line, The rope 83 folds the ankle joint such that the front contact portion 75 and the front limb portion 73 are vertically formed by the front joint gear portion 81.

도 7에 도시된 바와 같이, 앉는 동작은, 앞다리는 서 있고 뒷다리는 구부린 자세를 취하여 전체적으로 앉은자세를 한다. 이는 강아지가 취하는 일반적인 동작으로 눕기와는 앞다리가 서 있다는 점에서 구분이 이루어진다. 엉덩이 왼쪽에 장착된 제5모터구동부(M5)와 이탈방지부(105)의 연계에 의해 부드러운 동작으로 앉기 자세가 유도된다. 즉, 앉는 동작은 앞관절구동부(51)의 앞무릎관절(77)과는 달리 한 개의 제5모터구동부(M5)와 동력전달기어부(93)에 의해서 시팅캠(95)이 회동하는데, 동력전달기어부(93)의 축으로부터 이격한 다른 축이 엉덩이지지부(97)의 일측에 설치되어 있는 시팅캠(95)이 상기 이탈방지부(105)를 회동하여 엉덩이지지부(97)를 뒷무릎관절(99)로 절첩하면, 앉는동작이 자연스럽게 이루어진다. 이 때, 상기 동력전달바(69)는 앞관절구동부(51)에게 동력을 전달하지 않는다.As shown in FIG. 7, the seating motion is in a standing posture with the front legs standing and the back legs bent in an overall sitting position. This is the normal behavior of the dog, which is distinguished from its lying on its forelimbs. The sitting position is induced in a smooth motion by the fifth motor driving unit M5 mounted on the left side of the hip and the separation prevention unit 105. That is, the sitting motion is different from the front knee joint 77 of the front joint driving unit 51, the seating cam 95 is rotated by one fifth motor driving unit M5 and the power transmission gear unit 93, power transmission A seating cam 95 having another shaft spaced apart from the shaft of the gear portion 93 on one side of the hip support portion 97 rotates the release preventing portion 105 to move the hip support portion 97 back to the knee joint 99. When folded in), the sitting motion is naturally made. At this time, the power transmission bar 69 does not transmit power to the front joint driving unit (51).

머리흔들기동작은 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 제1모터구동부(M1)의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 회전캠(53)과, 직선운동하는 지지바(55)와, 상기 지지바(55)에 의해서 강아지의 머리를 형성하는 회동판(59)에 의해서 이루어진다. 그러면 상기 회동판(59)는 상기 지지바(55)의 길이변이가 상기 회전캠(53)의 편심이격거리만큼 높이방향을 향하여 변하기 때문에 회동핀(57)를 중심으로 앞뒤로 끄덕끄덕움직인다.As shown in FIGS. 11 and 12, the head shaking operation includes a rotary cam 53 for converting the rotational movement of the first motor driving unit M1 into a linear movement, a support bar 55 for linear movement, and the support. It is made by the rotating plate 59 which forms the head of the dog by the bar 55. Then, the pivoting plate 59 nods back and forth around the pivoting pin 57 because the length variation of the support bar 55 changes in the height direction by the eccentric separation distance of the rotary cam 53.

꼬리흔들기동작은 상기 머리흔들기동작과 거의 동일한 동작을 도 13 및 도14에 도시된 바와 같이 수행하는 것으로, 단순히 제2모터구동부(M2)의 회전운동을 좌우회동운동으로 변환하는 회동캠(87)과, 꼬리부재(89)와, 회동캠(87)의 동력을 상기 꼬리부재(87)로 전달하는 회동지지부(91)에 의해서 이루어진다.The tail swinging operation is performed as shown in FIGS. 13 and 14, which is substantially the same as the head shaking operation, and simply rotates the rotational motion of the second motor driver M2 to the left and right rotational motion 87. And, by the tail member 89 and the rotation support portion 91 for transmitting the power of the rotation cam 87 to the tail member (87).

앞발내밀기동작은 도 10에 도시된 바와 같이, 제4모터구동부(M4)와 앞관절기어부(81)에 의해서 앞다리지지부(73)를 회동하여 앞발을 드는 동작을 할 수 있다. 이는 선 상태에서 앞발을 내밀 수도 있고, 앉은 상태에서도 앞발을 내밀 수도 있다.As shown in FIG. 10, the front foot pushing operation may be performed by lifting the front foot by rotating the front leg support 73 by the fourth motor driving unit M4 and the front joint gear unit 81. This can be done with the front foot in the standing state or the front foot in the sitting state.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 음성인식용 로봇완구의 동작방법은 도 18에 도시된 바와 같다.The operation method of the voice recognition robot toy according to the present invention as described above is as shown in FIG.

먼저, 크게는 2가지가 있는데 강아지의 동작기능과 방범기능이 있다. 방범기능은 강아지가 집을 지키는 특성을 고려하여 넣은 기능으로서 오직 방범스위치가 동작 중 일 때만 방범모드기능을 한다. 외부의 어떠한 상태의 잡음이라도 제1 미 제2마이크로폰(6,7)으로 통하여 인식하면 이미 프로그램된 알고리즘으로 반응을 한다.First of all, there are two types of dog's action and security features. The security function is put in consideration of the characteristics of the dog to protect the house, and the security mode functions only when the security switch is in operation. Recognition of any external noise through the first US second microphones 6 and 7 responds with an already programmed algorithm.

주요기능은 다수의 기능 즉 앉기동작과 서기동작과 엎드리기동작과 워킹동작(전진과 후진동작)과 앞발들기동작(오른쪽과 왼쪽발등기동작)과 짖기동작과 강아지고리로 멜로디음발생기능 등을 가지고 있으며, 상기 기능은 로봇메카니즘부(5)의 센서와 워킹구동부(45)와, 앞관절구동부(51)와, 뒷관절구동부(47)와, 상기 목회동부(43)와 상기 꼬리회동부(49)으로 이루어지고, 기본적인 자세에서 연속적인 동작에서 사용자가 원하는 동작(미리 약속된 동작)을 이룬다. 이때, 상기 알고리즘 또한 이러한 변화를 센서를 써서 추종하면서 주어진 음성명령에 따르도록 되어 있다.Its main functions include many functions such as sitting motion, standing motion, down motion, walking motion (forward and backward motion), forefoot motion (right and left foot motion), barking motion and dog ring melody sound. The function is a sensor of the robot mechanism part (5) and the working driving unit 45, the front joint driving unit 51, the rear joint driving unit 47, the pastoral driving unit 43 and the tail rotating unit (49) ), And achieves the user's desired action (predetermined motion) in a continuous motion in a basic posture. In this case, the algorithm is also configured to follow the given voice command while following the change using a sensor.

상기에서 설명한 바와 같이, 모든 동작은 기본자세인 스탠딩, 앉기, 엎드리기에서 시작하며 이는 초기모드가 항상 감지하여 이 모드로 유도를 한다. 물론 이러한 모드는 스위치가 동작하였을 때에도 실행되지만 만약 정의되지 않은 상태에서도 즉각 올바른 동작으로 교정이 이루어지고 명령을 수행하도록 되어 있다.As described above, all movements start with standing, sitting, and lying down, which is the basic posture, which is always detected by the initial mode and leads to this mode. Of course, this mode is executed even when the switch is operated, but if it is not defined, the correct operation is immediately performed and the command is executed.

예로서, 일어서명령/스탠딩명령/기상명령을 고려하여 보자. 이와 같은 세가지 초기 상황에서 사용자의 명령을 인식하면, 정의되지 않는 상황일 경우에 즉각 교정이 이루어지고 3가지의 기본자세중 어느 하나를 취하게 될 것이고, 상기 기본자세에서 상기 인식된 사용자의 명령 즉 일어서명령/스탠딩명령/기상명령을 수행한다. 부연하면, 기본자세가 스텐딩상태이면 정지하고, 앉아 있으면 일어서기동작을 수행하고, 엎드려 있으면 앉은자세로 동작한 후에 일어서기동작을 수행한다. 여기서, 이와 같은 일어서기동작이 수행된 후에는 소정의 시간동안 꼬리를 흔들고 다음동작을 위하여 대기상태에 돌입한다.As an example, consider a stand up command / standing command / weather command. Recognition of the user's command in these three initial situations will result in an immediate correction in case of undefined situations and take one of the three basic postures. Stand up and perform commands / standing commands / weather commands. In other words, if the basic posture is standing, it stops, if it is sitting, it stands up, and if it is lying down, it stands up and then stands up. Here, after such a stand-up operation is performed, the tail is shaken for a predetermined time and the standby state is entered for the next operation.

앉아명령과 정지명령과 짖기명령과 앞발들기명령과 엎드려명령과 이리와(워킹)명령과 노래불러명령의 경우도 상기의 동작과 거의 동일한 과정을 거쳐서 이루어진다. 이 때, 특별한 명령이 장시간동안 없을 경우에는 서 있을 때, 뒷 걸음친 후에 꼬리를 흔들고 대기상태에 돌입하게 되고, 앉아 있을때, 엎드린 후에 꼬리를 흔들고 대기상태에 돌입하게 되고, 엎드려 있을 때, 곧 바로 꼬리를 흔든 후에 대기상태로 돌입하게 된다.Sit command, stop command, bark command, forefoot command, prone command, walk command and sing command are performed through the same process. At this time, if there is no special command for a long time, when standing, shaking the tail and entering the standby state after walking backwards, when sitting, shaking the tail and entering the waiting state after lying down, immediately lying down, After shaking its tail, it enters the standby state.

그리고, 상기 노래불러명령일 경우에는 기본자세에서 무작위(순서)로 저장되어 있는 다수개의 멜로디 중 어느 하나를 선택하여 사용자에게 들려준 후에 다음명령을 위하야 대기상태에 돌입한다.In the case of the song command, the user selects one of a plurality of melodies which are stored randomly in the basic posture and tells the user to enter the waiting state for the next command.

방범기능은 임의의 소리를 들으면 기본자세를 취한 후에 소정의 시간동안 사납게 짖어되고, 이어 거친 숨소리를 낸 후에 대기하고 있다가 다시 인기척이 발생하면 소정 시간동안 사납게 짖어된다.The security function barks fiercely for a predetermined time after taking a basic posture when listening to a random sound, and then waits after making a rough breath and then barks fiercely for a predetermined time when a popular chuck occurs again.

본 발명은 사용자의 음성명령을 화자독립형으로 음성인식하여 그에 해당하는 로봇메카니즘(강아지메카니즘)에 따라 적절한 강아지동작과 강아지소리를 발생하도록 한 동작을 수행하도록 하고, 가격경쟁력과 동작신뢰성을 갖기 때문에 사용자의 관심과 흥미를 극대화시키고, 사용에 따른 싫증이 나지 않아 완구로서의 수명을 향상시키는 효과가 있다.According to the present invention, the user's voice command is speech-independent and the user performs the operation to generate the appropriate dog action and dog sound according to the corresponding robot mechanism (doggy mechanism), and the user has a price competitiveness and operation reliability. Maximizes the interest and interest of, and does not get tired of using it has the effect of improving the life as a toy.

Claims (14)

사용자의 음성에 따라 추종하는 음성인식용 로봇완구에 있어서;In the toy robot for voice recognition following the user's voice; 상기 사용자의 음성신호를 인식하기 위한 다수개의 음성패턴과, 소정의 음정과 박자를 갖는 적어도 한 곡의 멜로디음을 압축,저장하고 있는 메모리수단과;Memory means for compressing and storing a plurality of voice patterns for recognizing a voice signal of the user, and at least one melody sound having a predetermined pitch and time signature; 상기 사용자의 음성을 상기 메모리수단의 음성패턴으로부터 인식하여 상기 음성의 명령에 따르는 소정의 동작패턴을 갖도록 한 로봇제어신호를 출력하는 시스템제어부와;A system control unit for recognizing the voice of the user from the voice pattern of the memory means and outputting a robot control signal having a predetermined operation pattern according to the voice command; 상기 시스템제어부의 로봇제어신호에 기초하여 적어도 하나의 패턴으로 동작하는 로봇메카니즘부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성인식용 로봇완구.And a robot mechanism part operating in at least one pattern based on the robot control signal of the system control part. 제1항에 있어서;The method of claim 1; 상기 시스템제어부는 인식된 상기 사용자의 음성에 기초하여 상기 메모리수단의 압축된 멜로디음을 신장하고 그 멜로디음신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 음성인식용 로봇완구.And the system controller extends the compressed melody sound of the memory means based on the recognized voice of the user and outputs the melody sound signal. 제2항에 있어서;The method of claim 2; 상기 사용자의 음성과 외측의 잡음을 전기적인 신호로 변환하여 상기 시스템제어부로 출력하는 제1마이크로폰과;A first microphone for converting the user's voice and outside noise into an electrical signal and outputting the electrical signal to the system controller; 상기 외측의 잡음을 전기적인 신호로 변환하여 상기 시스템제어부로 출력하는 제2마이크로폰과;A second microphone for converting the outside noise into an electrical signal and outputting the electrical signal to the system controller; 상기 시스템제어부로부터 멜로디소리신호에 기초하여 상기 사용자에게 청각적으로 들려주는 음발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음성인식용 로봇완구.The voice recognition robot toy, characterized in that it further comprises a sound generator for hearing the user based on the melody sound signal from the system control unit. 제3항에 있어서;The method of claim 3; 상기 시스템제어부와 상기 마이크로폰 사이에는 아날로그의 음성신호와 디지탈의 음성신호 중 어느 일측을 타측으로 변환하는 A/D D/A컨버터가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 음성인식용 로봇완구.An A / D D / A converter is provided between the system control unit and the microphone to convert one side of an analog audio signal and a digital audio signal to the other side. 제1항에 있어서;The method of claim 1; 상기 메모리수단은,The memory means, 다수 개 멜로디음의 디지탈음성신호스트림이 소정 압축율로 압축된 멜로디음압축데이타와 음성인식을 위한 다수개의 음성패턴을 저장하고 있는 제1메모리부와;A first memory unit for storing melody sound compression data in which a plurality of melody sounds of digital sound signals are compressed at a predetermined compression rate and a plurality of speech patterns for speech recognition; 외부로부터 입력된 상기 사용자의 음성신호를 인식하기 위한 연산공간이 마련되어 있고 상기 로봇메카니즘부가 강아지동작을 수행하도록 로봇알고리즘을 저장하고 있는 제2메모리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성인식용 로봇완구.A speech recognition robot toy, comprising: a second memory unit configured to store a robot algorithm for performing a doggy operation, wherein a computing space is provided for recognizing the voice signal of the user input from the outside. 제1항에 있어서;The method of claim 1; 상기 시스템제어부는,The system control unit, 상기 제1마이크로폰으로부터 출력되는 프레임단위의 사용자의 디지탈음성신호를 일시적으로 저장하는 써큘러버퍼와;A circular buffer for temporarily storing a digital audio signal of a user in units of frames output from the first microphone; 상기 써큘러버퍼에 저장된 디지탈음성신호를 상기 메모리수단에 저장된 압축데이타의 음성인식용 상수에 따라 음성인식용 단어로 구분하여 비터비알고리즘으로 상기 사용자의 음성을 인식하는 음성인식부와;A voice recognition unit for dividing the digital voice signal stored in the circular buffer into a voice recognition word according to the voice recognition constant of the compressed data stored in the memory means and recognizing the user's voice with a Viterbi algorithm; 상기 음성인식부에서 인식된 사용자의 명령을 상기 로봇알고리즘에 따라 로봇메카니즘부를 제어하는 로봇제어부와;A robot control unit controlling a robot mechanism unit according to the robot algorithm for a user's command recognized by the voice recognition unit; 상기 강아지소리음을 갖는 멜로디음압축데이타를 신장 및 복원하여 상기 음발생부로 출력하는 음디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성인식용 로봇완구.Voice recognition robot toy, characterized in that it comprises a sound decoder to extend and restore the melody sound compression data having the dog sound to the sound generator. 제1항에 있어서;The method of claim 1; 상기 로봇메카니즘부는,The robot mechanism unit, 상기 시스템제어부로부터 로봇제어신호에 기초하여 네개 다리가 워킹하도록 네 다리 중 적어도 한 쌍의 다리에게 워킹구동력을 발생시키는 워킹구동수단과;Working driving means for generating a walking driving force to at least one pair of four legs so that the four legs work based on the robot control signal from the system control unit; 상기 시스템제어부로부터 로봇제어신호에 기초하여 두개의 앞다리 중 적어도 어느 하나의 앞다리의 관절이 굽혀지도록 구동하는 앞관절구동수단과;Front joint driving means for driving a bent joint of at least one of the two forelimbs based on the robot control signal from the system controller; 상기 시스템제어부로부터 로봇제어신호에 기초하여 두개의 뒷다리 관절이 동시에 굽혀지도록 뒷다리 관절을 구동하는 뒷관절구동수단과;Rear joint driving means for driving the rear leg joint so that the two rear leg joints are bent at the same time based on the robot control signal from the system controller; 상기 뒷관절구동수단과 상기 앞관절구동수단과 상기 워킹관절구동수단을 수용하고 상기 다리 네개가 설치되어 있는 로봇본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성인식용 로봇완구.And a robot body accommodating the rear joint driving means, the front joint driving means and the working joint driving means and having four legs installed therein. 제7항에 있어서;The method of claim 7; 상기 시스템제어부로부터 로봇제어신호에 기초하여 머리를 상하로 회동시키는 목회동수단과;Pasting means for rotating the head up and down based on the robot control signal from the system controller; 상기 시스템제어부로부터 로봇제어신호에 기초하여 꼬리를 죄우로 회동하는 꼬리회동수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음성인식용 로봇완구.The robot toy for voice recognition further comprising a tail rotating means for rotating the tail to the right and left based on the robot control signal from the system control unit. 제8항에 있어서;The method of claim 8; 상기 목회동수단은,The pastoral movement means, 상기 로봇제어신호에 의해 소정의 비율을 갖는 회전운동을 발생시키는 제1모터구동부와;A first motor driver for generating a rotational motion having a predetermined ratio by the robot control signal; 상기 제1모터구동부의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 회전캠과;A rotary cam for converting the rotational motion of the first motor driver into a linear motion; 상기 회전캠에 의해서 직선운동하는 지지바와;A support bar linearly moving by the rotary cam; 상기 지지바에 연결되어 상기 직선운동에 따라 상기 로봇본체의 일측에 고정되도록 설치된 회동핀을 중심으로 회동운동하는 회동판을 포함하는 것을 특징으로 하는 음성인식용Voice recognition, characterized in that it comprises a rotary plate connected to the support bar to rotate around the rotation pin installed to be fixed to one side of the robot body in accordance with the linear motion 제8항에 있어서;The method of claim 8; 상기 꼬리회동수단은,The tail rotation means, 상기 로봇제어신호에 의해 소정의 비율을 갖는 회전운동을 발생시키는 제2모터구동부와;A second motor driver for generating a rotational motion having a predetermined ratio by the robot control signal; 상기 제2모터구동부의 회전운동을 소정의 원주각을 갖는 회동운동으로 변환하는 회동캠수단과;A rotation cam means for converting the rotational motion of the second motor driver into a rotational motion having a predetermined circumferential angle; 상기 회동운동에 의해 상기 원주각만큼 회동하는 꼬리부재와;A tail member rotating by the circumferential angle by the rotational movement; 상기 회동캠수단과 상기 꼬리부재를 연결하여 상기 회동력을 가이드하는 가이드바와;A guide bar connecting the rotation cam means and the tail member to guide the rotation force; 상기 가이드바의 회동력을 지지하는 지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성인식용 로봇완구.A voice recognition robot toy, characterized in that it comprises a support member for supporting the rotational force of the guide bar. 제8항에 있어서;The method of claim 8; 상기 워킹구동수단은,The walking driving means, 상기 로봇제어신호에 의해 소정 비율을 갖는 회전운동을 발생시키는 제3모터구동부와;A third motor driver configured to generate a rotational motion having a predetermined ratio by the robot control signal; 상기 제3모터구동부의 회동운동에 기초하여 상기 앞다리의 어깨를 승강이동시키는 한 쌍의 승강캠과;A pair of elevating cams for elevating and moving the shoulders of the front legs based on the rotational motion of the third motor driver; 상기 앞다리에 설치되어 상기 승강이동을 가이드하는 승강가이드수단과;An elevating guide means installed on the front leg to guide the elevating movement; 상기 승강가이드수단의 일측과 상기 승강캠의 축 사이가 연결되어 있으며 상기 앞다리를 소정의 원주각만큼 전방으로 회동을 유도하는 회동유도핀과;A rotation induction pin connected between one side of the elevating guide means and the shaft of the elevating cam and inducing the forward leg forward by a predetermined circumferential angle; 상기 앞다리의 일측과 상기 뒷다리의 일측에 설치되어 상기 앞다리와 상기 뒷다리가 상호 접근이반하도록 한 동력전달바를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성인식용 로봇완구.A voice recognition robot toy, characterized in that it comprises a power transmission bar installed on one side of the forelimb and one side of the forelimb so that the forelimb and the hind limb are mutually accessible. 제7항에 있어서;The method of claim 7; 상기 앞관절구동수단은 상기 워킹구동수단과 연결되어 있으며;The front joint driving means is connected to the working driving means; 상기 워킹구동수단의 승강가이드수단과 일체형으로 형성되어 있는 사각형상의 어깨부와;A rectangular shoulder portion integrally formed with the lifting guide means of the walking driving means; 상기 어깨부의 종단에 마련되어 있는 앞다리지지부와;A foreleg support portion provided at the end of the shoulder portion; 상기 앞다리지지부의 종단에 마련되어 지면과 접촉되어 앞지면접촉부와;A front surface contact part provided at an end of the front leg support part to be in contact with the ground; 상기 앞지면접촉부와 상기 앞다리지지부 사이 또는 상기 앞다리지지부와 상기 어깨부 사이에 이들 각각을 소정의 원주각만큼 회동시키는 앞관절기어부와;A front joint gear portion which rotates each of these between the front contact portion and the front leg portion or between the front leg portion and the shoulder portion by a predetermined circumferential angle; 상기 앞관절기어부에게 회전력을 발생시키는 제4모터구동부와;A fourth motor driving unit generating a rotational force to the front joint gear unit; 상기 앞관절기어부로부터 발생하는 회동력에 따라 상기 앞다리지지부와 상기 앞지면접촉부 각각을 구부리는 관절부와;A joint part for bending each of the front leg support part and the front surface contact part according to the rotational force generated from the front joint gear part; 상기 앞관절기어부에 연결되어 상기 앞지면접촉부를 구부림구동하는 로프를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성인식용 로봇완구.Voice recognition robot toy, characterized in that it comprises a rope connected to the front joint gear portion to bend the front contact portion. 제7항에 있어서;The method of claim 7; 상기 뒷관절구동수단은,The rear joint driving means, 상기 로봇제어신호에 기초하여 정화전과 역회전 중 어느 하나의 방향으로 소정의 회전각만큼 구동하는 제5모터구동부와;A fifth motor driving unit which drives a predetermined rotation angle in one of pre-purification and reverse rotations based on the robot control signal; 상기 제5모터구동부로부터의 회전력을 상기 한 쌍의 뒷다리에게 전달하는 동력전달기어부와;A power transmission gear unit for transmitting the rotational force from the fifth motor driving unit to the pair of rear legs; 상기 동력전달기어부의 회전축에 설치된 샤프트의 단부에 마련되어 상기 회전력을 상기 로봇의 후반부가 하방을 향하여 앉는 방향으로 유도하는 시팅캠과;A seating cam provided at an end portion of the shaft provided on the rotation shaft of the power transmission gear unit to guide the rotational force in a direction in which the rear half of the robot sits downward; 상기 시팅캠의 회전축과 소정의 이격한 위치에 상기 뒷다리의 상단부 일측과 상호간에 상대회동 가능하게 결합되어 있는 엉덩이지지부와;A butt support part coupled to the rotation axis of the seating cam at a predetermined distance from the upper end of the rear leg to be rotatable relative to each other; 상기 엉덩이지지부의 하방 단부와 연결되어 있으며 뒷부릅관절에 의해 소정의 원주각만큼 회동하는 뒷다리지지부와;A rear leg portion connected to the lower end of the hip support portion and rotated by a predetermined circumferential angle by the rear joint; 상기 뒷다리지지부의 하방 단부에 연결되어 지면과 접촉되어 있는 뒷지면접촉부와;A rear surface contact portion connected to a lower end of the rear leg support portion and in contact with the ground; 상기 뒷무릅관절의 일측과 상기 동력전달기어부의 상방에 위치한 상기 로봇본체 사이에 상호 결합되어 상기 뒷무릅부와 상기 뒷다리지지부와 상기 뒷지면접촉부가 상기 로봇본체로부터 분리이탈을 방지하고 상기 뒷무릅관절의 굽힘동작을 보조하는 이탈방지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성인식용 로봇완구.One side of the rear elbow joint and the robot body located above the power transmission gear portion are mutually coupled to prevent the separation and separation of the rear elbow portion and the rear leg support and the rear surface contact the robot body and the rear elbow joint Voice recognition robot toy, characterized in that it comprises a departure prevention portion to assist the bending operation of the. 로봇메카니즘을 갖는 음성인식용 로봇완구의 제어방법에 있어서;A method of controlling a voice recognition robot toy having a robot mechanism; 상기 로봇메카니즘의 초기상태를 알려주는 센서로부터 로봇의 초기자세를 판단하는 단계와;Determining an initial posture of the robot from a sensor indicating an initial state of the robot mechanism; 상기 초기자세를 판단한 후에 적어도 하나의 기본자세로 교정하는 단계와;Calibrating with at least one basic posture after determining the initial posture; 상기 사용자의 음성명령을 인식하는 단계와;Recognizing a voice command of the user; 상기 인식에 기초하여 상기 로봇메카니즘을 상기 음성명령에 따른 동작으로 추종하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성인식용 로봇완구의 제어방법.And controlling the robot mechanism to follow the robot mechanism in accordance with the voice command based on the recognition.
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