WO2019144393A1

WO2019144393A1 - 基于语音交互的家用机器人工作系统的控制方法

Info

Publication number: WO2019144393A1
Application number: PCT/CN2018/074405
Authority: WO
Inventors: 林剑亮; 张鸿阳; 郭厚锦; 法比奥·圣阿加塔
Original assignee: 深圳市共进电子股份有限公司
Priority date: 2018-01-29
Filing date: 2018-01-29
Publication date: 2019-08-01

Abstract

本发明提供一种基于语音交互的家用机器人工作系统的控制方法，所述工作系统包括语音采集程序模块和语音唤醒程序模块，所述语音采集程序模块用于检测和采集语音信号，所述语音唤醒程序模块用于根据语音唤醒命令提供语音唤醒功能；所述方法包括如下步骤：家用机器人启动后进入工作状态，在工作状态下，所述语音采集程序模块和所述语音唤醒程序模块都处于工作状态；家用机器人在工作状态下t时间内没有检测到语音交互命令，则进入睡眠状态，所述语音唤醒程序模块保持工作状态，所述语音采集程序模块进入睡眠状态；家用机器人处于睡眠状态下，当收到语音唤醒命令后，家用机器人返回工作状态。本发明方便使用，可节省系统功耗，保证系统稳定运行。

Description

基于语音交互的家用机器人工作系统的控制方法

技术领域

本发明涉及家用机器人领域，特别涉及基于语音交互的家用机器人工作系统的控制方法。

背景技术

随着人工智能技术的发展，语音识别、图像分析、视频分析等技术成熟，大数据、专家系统以及计算机硬件和传感器的不断发展，人工智能机器人得到了迅速的发展和应用，各类工业机器人和服务机器人层出不穷。作为服务机器人类别之一，家用机器人也因此得到迅速发展，家用机器人主要通过语音交互，一般具有聊天，娱乐，教育等功能，考虑到功耗和系统稳定问题等因素，特别是环境噪音会对机器人工作系统造成影响，使机器人工作系统出现异常，所以机器人不能一直处于工作状态。通常的做法是每次和机器人进行交流时都唤醒机器人，比如每和机器人说一句话都触碰机器人的某个按键，这样的交流显得呆板，用户体验不好。因此，如何在工作状态和休眠状态之间切换且不影响交互体验是家用机器人面临的问题。

发明内容

本发明的目的是为了使家用机器人在工作状态和休眠状态之间切换且不影响交互体验，提出基于语音交互的家用机器人工作系统的控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

基于语音交互的家用机器人工作系统的控制方法，所述家用机器人工作系统包括语音采集程序模块和语音唤醒程序模块，所述语音采集程序模块用于检测和采集语音信号，所述语音唤醒程序模块用于根据语音唤醒命令提供语音唤醒功能；所述控制方法包括如下步骤：

家用机器人启动后进入工作状态，在工作状态下，所述语音采集程序模块和所述语音唤醒程序模块都处于工作状态；

家用机器人在工作状态下t时间内没有检测到语音交互命令，则进入睡眠状态，所述语音唤醒程序模块保持工作状态，所述语音采集程序模块进入睡眠状态；

家用机器人处于睡眠状态下，当收到语音唤醒命令后，家用机器人返回工作状态。

在一些优选的实施方式中，所述家用机器人工作系统还包括语音识别程序模块和应用功能系统，所述语音识别程序模块用于将语音信号识别为计算机文字文本，所述应用功能系统用于提供应用功能；所述控制方法还包括：

在工作状态下，所述语音采集程序模块和所述语音识别程序模块识别语音命令，若识别到开启所述应用功能系统的语音命令，则家用机器人工作系统进入所述应用功能系统，所述语音采集程序模块和所述语音识别程序模块进入识别应用功能语音命令的状态。

在进一步优选的实施方式中，所述语音采集程序模块和所述语音识别程序模块进入识别应用功能语音命令的状态，若识别到修改应用功能的语音命令，则下发指令到所述应用功能系统，所述应用功能系统修改功能。

在进一步优选的实施方式中，所述语音采集程序模块和所述语音识别程序模块进入识别应用功能语音命令的状态后，所述应用功能系统结束应用功能的方式包括：

所述语音唤醒程序模块发送语音唤醒命令到所述应用功能系统，所述应用功能系统结束应用功能；

或者，所述语音采集程序模块和所述语音唤醒程序模块识别到结束应用功能的命令后下发指令到所述应用功能系统，所述应用功能系统结束功能。

在进一步优选的实施方式中，所述应用功能系统修改功能后，所述语音采集程序模块和所述语音识别程序模块继续识别应用功能语音命令。

在进一步优选的实施方式中，所述应用功能系统结束功能后，所述语音采集程序模块和所述语音唤醒程序模块继续处于工作状态。

在进一步优选的实施方式中，所述应用功能系统包括如下一个或者多个子系统：教育功能子系统、娱乐功能子系统。

在一些优选的实施方式中，所述家用机器人工作系统还包括语音识别程序模块、语音合成程序模块和聊天功能系统，所述语音识别程序模块用于将语音信号识别为计算机文字文本，所述语音合成程序模块用于将文字文本合成语音信号文件；在工作状态下，所述语音采集程序模块和所述语音识别程序模块都处于工作状态，若识别到聊天语音，则发送聊天语音到所述聊天功能系统，所述聊天功能系统根据聊天语音返回聊天回复到所述语音合成程序模块，所述语音合成程序模块合成回复语音并输出。

在另一方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其存储有与计算设备结合使用的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现上述方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果有：

通过设置语音唤醒程序模块，根据语音唤醒命令来唤醒家用机器人，若家用机器人在工作状态下t时间内没有检测到语音交互命令，则进入睡眠状态，在睡眠状态下，当收到语音唤醒命令后，家用机器人返回工作状态，语音采集程序模块采集语音，与用户进行交互。实现了家用机器人在工作状态和休眠状态的自然切换，方便使用，提高了交互体验，也节省了系统功耗，保证系统稳定运行。

在优选的实施方式中，本发明还具有如下有益效果：

进一步地，在不同功能模式实现自然、拟人化地切换。

附图说明

图1为本发明的家用机器人工作系统的结构示意图；

图2为本发明的控制方法的流程图；

图3为本发明的家用机器人工作系统的一种变型方式的结构示意图；

图4为本发明的家用机器人工作系统的系统结构示意图；

图5为本发明的家用机器人工作系统的一种变型方式的系统结构示意图；

图6为本发明的家用机器人的总体工作流程图；

图7为本发明的教育功能的控制方法的流程图；

图8为本发明修改教育功能的流程图；

图9为本发明通过语音命令结束教育功能的流程图；

图10为本发明通过语音唤醒命令结束教育功能的流程图；

图11为本发明的娱乐功能的控制方法的流程图；

图12为本发明修改娱乐功能的流程图；

图13为本发明通过语音命令结束娱乐功能的流程图；

图14为本发明通过语音唤醒命令结束娱乐功能的流程图；

图15为本发明的家用机器人工作系统的又一种变型方式的结构示意图；

图16为本发明的家用机器人工作系统的又一种变型方式的系统结构示意图。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

参考图1，基于语音交互的家用机器人工作系统100包括语音采集程序模块1和语音唤醒程序模块2。

语音采集程序模块1用于检测和采集语音信号。为了降低家用机器人的功耗以及减少环境噪音对家用机器人的影响，语音采集程序模块1不宜长时间处于工作状态。

语音唤醒程序模块2用于根据语音唤醒命令提供语音唤醒功能。语音唤醒程序模块2检测到特定关键词的语音命令则触发信息命令，从而提供语音唤醒功能。语音唤醒程序模块2是一个低功耗、可长时间工作的模块。

参考图2，基于语音交互的家用机器人工作系统100采用如下控制方法：

S100、家用机器人启动后进入工作状态，在工作状态下，语音采集程序模块1和语音唤醒程序模块2都处于工作状态。处于工作状态下的语音采集程序模块1采集任意语音命令从而对外界信号做出响应。

S200、家用机器人在工作状态下t时间内没有检测到语音交互命令，则进入睡眠状态，语音唤醒程序模块2保持工作状态，语音采集程序模块1进入睡眠状态。具体可以设定为语音采集程序模块1在t时间内或者语音采集程序模块1和语音唤醒程序模块2在t时间内没有检测到语音交互命令，家用机器人则进入睡眠状态。时间t可以设定，比如设定为15分钟、30分钟或者60分钟。

S300、家用机器人处于睡眠状态下，当收到语音唤醒命令后，家用机器人返回工作状态。此时，语音采集程序模块1进入工作状态，采集任意语音命令。语音唤醒命令一般为语音，比如“你好，XXX”，XXX为家用机器人的名称，通过叫机器人名称的方式唤醒机器人，也更加拟人化。

根据上述可知，通过设置语音唤醒程序模块2，根据语音唤醒命令来唤醒家用机器人，若家用机器人在工作状态下t时间内没有检测到语音交互命令，则进入睡眠状态，在睡眠状态下，当收到语音唤醒命令后，家用机器人返回工作状态，语音采集程序模块采集语音，与用户进行交互。实现了家用机器人在工作状态和休眠状态的自然切换，方便使用，提高了交互体验，也节省了系统功耗，保证系统稳定运行。

以下对本发明做进一步的说明：

参考图3和图4，基于语音交互的家用机器人工作系统还包括语音识别程序模块3和应用功能系统10。

语音识别程序模块3用于将语音信号识别为计算机文字文本。语音识别程序模块3是触发工作模式，当有语音命令输入时，则识别语音命令，输出文字文本。

应用功能系统10用于提供应用功能。参考图5，应用功能系统10包括如下一个或者多个子系统：教育功能子系统101、娱乐功能子系统102。还可以根据实际需要添加更多应用功能子系统，本发明不以此为限。

对于上述家用机器人工作系统，其控制方法是这样的：

S110、在步骤S100之后，语音识别程序模块3处于准备状态，处于工作状态的语音采集程序模块1和语音识别程序模块2识别语音命令，若识别到开启应用功能系统10的语音命令，则家用机器人工作系统进入应用功能系统10，语音采集程序模块1和语音识别程序模块3进入识别应用功能语音命令的状态。具体的，根据不同的语音命令可进入不同的子系统，若识别到开启教育功能子系统101的语音命令，则家用机器人工作系统进入教育功能子系统101。

语音采集程序模块1和语音识别程序模块3进入识别应用功能语音命令的状态具体是指：语音采集程序模块1和语音识别程序模块3只识别应用功能语音命令；或者语音采集程序模块1和语音识别程序模块3既识别应用功能语音命令，又识别其它语音命令；本发明不以此为限。

S111、在步骤S110之后，语音采集程序模块1和语音识别程序模块3进入识别应用功能语音命令的状态，若识别到修改应用功能的语音命令，则下发指令到应用功能系统，应用功能系统修改功能。应用功能系统修改功能后，语音采集程序模块1和语音识别程序模块3继续识别应用功能语音命令，当然，根据实际需要，也可以同时识别其它语音命令。

语音采集程序模块1和语音识别程序模块3进入识别应用功能语音命令的状态后，若要结束应用功能系统的应用功能，采取的方式包括：

语音唤醒程序模块2发送语音唤醒命令到应用功能系统10，应用功能系统10结束应用功能；或者，语音采集程序模块1和语音唤醒程序模块2识别到结束应用功能的命令后下发指令到应用功能系统10，应用功能系统10结束功能。

应用功能系统结束功能后，语音采集程序模块1和语音唤醒程序模块2继续处于工作状态。此时，语音采集程序模块1和语音唤醒程序模块2识别任意语音命令。

根据上述可知，处于工作状态的语音采集程序模块1和语音识别程序模块2识别语音命令，根据不同的语音命令，进入不同的应用功能系统或者修改应用功能系统，从而在不同应用功能模式实现自然、拟人化地切换，更加贴合家用场景。

下面结合教育功能和娱乐功能对本发明做详细说明：

参考图6，家用机器人的总体工作流程是这样的：

S100A、家用机器人开机上电启动，启动完成自动进入工作状态；

S200A、家用机器人处于工作状态超过一定时间无语音交互，进入睡眠状态；

S300A、语音唤醒程序模块检测到语音唤醒指令，家用机器人重新进入工作状态。

教育功能的控制方法如下：

参考图7，开启教育功能，其步骤S110A具体包括：

S1101A、在工作状态下，语音采集程序模块1和语音识别程序模块3采集、识别到开启教育功能语音命令，语音采集程序模块和语音识别程序模块进入只识别教育功能语音命令状态；

S1102A、语音采集程序模块1和语音识别程序模块3下发开启教育功能指令，教育功能子系统101开启；

S1103A、教育功能开启完成，返回回复，语音采集程序模块1和语音识别程序模块3返回采集、识别教育功能语音命令状态，继续采集、识别教育功能语音命令。

参考图8，修改教育功能，其步骤S111A具体包括：

S1111A、语音采集程序模块1和语音识别程序模块3采集、识别到修改教育功能语音命令，下发指令到教育功能子系统；

S1112A、教育功能子系统101修改功能，返回回复，语音采集程序模块1和语音识别程序模块3返回采集、识别教育功能语音命令状态，继续采集、识别教育功能语音命令。

参考图9，通过语音命令结束教育功能，其步骤S112A具体包括：

S1121A、语音采集程序模块1和语音识别程序模块3采集、识别到结束教育功能语音命令，下发指令到教育功能子系统101；

S1122A、教育功能子系统101结束功能，返回回复，语音采集程序模块1和语音识别程序模块3返回采集、识别任意语音状态。

参考图10，通过语音唤醒命令结束教育功能，其步骤S113A具体包括：

S1131A、语音唤醒程序模块2发送语音唤醒命令到教育功能子系统101；

S1132A、教育功能子系统101结束功能，语音采集程序模块1和语音识别程序模块3返回采集、识别任意语音状态。

参考图11，娱乐功能的控制方法如下：

开启娱乐功能，其步骤S110B具体包括：

S1101B、在工作状态下，语音采集程序模块1和语音识别程序模块3采集、识别到开始娱乐功能语音命令，语音采集程序模块1和语音识别程序模块3进入只识别娱乐功能语音命令状态；

S1102B、语音采集程序模块1和语音识别程序模块3下发开启娱乐功能指令，娱乐功能子系统102开启；

S1103B、娱乐功能开启完成，返回回复，语音采集程序模块1和语音识别程序模块3返回采集、识别娱乐功能语音命令状态，继续采集、识别娱乐功能语音命令。

参考图12，修改娱乐功能，其步骤S111B具体包括：

S1111B、语音采集程序模块1和语音识别程序模块3采集、识别到修改娱乐功能语音命令，下发指令到娱乐功能子系统102；

S1112B、娱乐功能子系统102修改功能，返回回复，语音采集程序模块1和语音识别程序模块3返回采集、识别娱乐功能语音命令状态，继续采集、识别娱乐功能语音命令。

参考图13，通过语音命令结束娱乐功能，其步骤S112B具体包括：

S1121B、语音采集程序模块1和语音识别程序模块3采集、识别到结束娱乐功能语音命令，下发指令到娱乐功能子系统102；

S1122B、娱乐功能子系统102结束功能，返回回复，语音采集程序模块1和语音识别程序模块3返回采集、识别任意语音状态。

参考图14，通过语音唤醒命令结束娱乐功能，其步骤S113B具体包括：

S1131B、语音唤醒程序模块2发送语音唤醒命令到娱乐功能子系统；

S1132B、娱乐功能子系统102结束功能，语音采集程序模块1和语音识别程序模块3返回采集、识别任意语音状态。

参考图15和图16，家用机器人工作系统还包括语音合成程序模块4和聊天功能系统20。

语音合成程序模块用于将文字文本合成语音信号文件。

在工作状态下，语音采集程序模块1和语音识别程序模块3都处于工作状态，语音合成程序模块4处于准备状态，若语音采集程序模块1和语音识别程序模块3识别到聊天语音，则发送聊天语音到聊天功能系统20，聊天功能系统20根据聊天语音返回聊天回复到语音合成程序模块4，语音合成程序模块4合成回复语音并输出。语音合成程序模块4合成回复语音并输出后，语音采集程序模块1和语音识别程序模块3继续处于工作状态，采集和识别任意语音命令。聊天功能系统20是文本输入、文本输出的，语音识别程序模块3识别到文本属于聊天文本则发到聊天功能系统20，聊天功能系统20回复文本答复，再由语音合成程序模块4将文本答复合成语音。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其存储有与计算设备结合使用的计算机程序，该计算机程序被处理器执行以实现上述方法。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

基于语音交互的家用机器人工作系统的控制方法，其特征在于：所述家用机器人工作系统包括语音采集程序模块和语音唤醒程序模块，所述语音采集程序模块用于检测和采集语音信号，所述语音唤醒程序模块用于根据语音唤醒命令提供语音唤醒功能；所述控制方法包括如下步骤：

家用机器人启动后进入工作状态，在工作状态下，所述语音采集程序模块和所述语音唤醒程序模块都处于工作状态；

家用机器人在工作状态下t时间内没有检测到语音交互命令，则进入睡眠状态，所述语音唤醒程序模块保持工作状态，所述语音采集程序模块进入睡眠状态；

家用机器人处于睡眠状态下，当收到语音唤醒命令后，家用机器人返回工作状态。
根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述家用机器人工作系统还包括语音识别程序模块和应用功能系统，所述语音识别程序模块用于将语音信号识别为计算机文字文本，所述应用功能系统用于提供应用功能；所述控制方法还包括：

在工作状态下，所述语音采集程序模块和所述语音识别程序模块识别语音命令，若识别到开启所述应用功能系统的语音命令，则家用机器人工作系统进入所述应用功能系统，所述语音采集程序模块和所述语音识别程序模块进入识别应用功能语音命令的状态。
根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于：所述语音采集程序模块和所述语音识别程序模块进入识别应用功能语音命令的状态，若识别到修改应用功能的语音命令，则下发指令到所述应用功能系统，所述应用功能系统修改功能。
根据权利要求2或3所述的控制方法，其特征在于：所述语音采集程序模块和所述语音识别程序模块进入识别应用功能语音命令的状态后，所述应用功能系统结束应用功能的方式包括：

所述语音唤醒程序模块发送语音唤醒命令到所述应用功能系统，所述应用功能系统结束应用功能；

或者，所述语音采集程序模块和所述语音唤醒程序模块识别到结束应用功能的命令后下发指令到所述应用功能系统，所述应用功能系统结束功能。
根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于：所述应用功能系统修改功能后，所述语音采集程序模块和所述语音识别程序模块继续识别应用功能语音命令。
根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于：所述应用功能系统结束功能后，所述语音采集程序模块和所述语音唤醒程序模块继续处于工作状态。
根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于：所述应用功能系统包括如下一个或者多个子系统：教育功能子系统、娱乐功能子系统。
根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述家用机器人工作系统还包括语音识别程序模块、语音合成程序模块和聊天功能系统，所述语音识别程序模块用于将语音信号识别为计算机文字文本，所述语音合成程序模块用于将文字文本合成语音信号文件；在工作状态下，所述语音采集程序模块和所述语音识别程序模块都处于工作状态，若识别到聊天语音，则发送聊天语音到所述聊天功能系统，所述聊天功能系统根据聊天语音返回聊天回复到所述语音合成程序模块，所述语音合成程序模块合成回复语音并输出。
根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：所述语音合成程序模块合成回复语音并输出后，所述语音采集程序模块和所述语音识别程序模块继续处于工作状态。
一种计算机可读存储介质，其存储有与计算设备结合使用的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现权利要求1-9任一项所述方法。