一種冰雪機(jī)器人的語音控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種冰雪機(jī)器人的語音控制方法，負(fù)載機(jī)器人由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可前進(jìn)、后退、左右轉(zhuǎn)向，其特征在于：冰雪雕塑設(shè)置于負(fù)載機(jī)器人上方；負(fù)載機(jī)器人的控制單元根據(jù)語音命令，控制負(fù)載機(jī)器人進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)動(dòng)。
【專利說明】一種冰雪機(jī)器人的語音控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種冰雪機(jī)器人的語音控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]冰雕、雪雕是北方冰雪文化藝術(shù)最重要形式。多年以來，冰雕、雪雕都是利用冰塊或雪塊雕塑而成的靜態(tài)觀賞作品，輔以燈光等裝飾，增強(qiáng)美感。這種傳統(tǒng)文化藝術(shù)形式的缺點(diǎn)是不具備任何與觀賞者互動(dòng)的功能。目前的冰雕、雪雕作品都沒有與現(xiàn)代機(jī)器人技術(shù)以及多種先進(jìn)的人機(jī)交互技術(shù)相結(jié)合，尤其是沒有與地面移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合，形成互動(dòng)的新型的、動(dòng)態(tài)的、能夠與人互動(dòng)的藝術(shù)類型。
[0003]目前，地面移動(dòng)機(jī)器人是機(jī)器人的主要類型之一。地面移動(dòng)機(jī)器人在軍事、運(yùn)輸及家庭服務(wù)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。工業(yè)運(yùn)輸機(jī)器人AGV(Automated Guided Vehicle)是輪式地面移動(dòng)機(jī)器人的一種，這種機(jī)器人能夠負(fù)載貨物，利用磁導(dǎo)航、光學(xué)導(dǎo)航(巡線)、衛(wèi)星導(dǎo)航以及其他導(dǎo)航方式按照設(shè)計(jì)好的路徑往復(fù)運(yùn)動(dòng)或者多個(gè)同類機(jī)器人配合在工廠等工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中完成一定的運(yùn)載任務(wù)。美國、日本、德國、瑞士、中國等在此類移動(dòng)機(jī)器人研究和應(yīng)用方面有許多成功的案例。但目前的運(yùn)輸機(jī)器人的應(yīng)用只限于工業(yè)領(lǐng)域，沒有與藝術(shù)、文化、娛樂等領(lǐng)域融合，拓展應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于提供一種冰雪機(jī)器人的語音控制方法，能夠?qū)⒈┑袼芘c機(jī)器人結(jié)合，并通過語音實(shí)現(xiàn)有效控制。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的技術(shù)方案:
[0006]一種冰雪機(jī)器人的語音控制方法，負(fù)載機(jī)器人由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可前進(jìn)、后退、左右轉(zhuǎn)向，其特征在于:冰雪雕塑設(shè)置于負(fù)載機(jī)器人上方；負(fù)載機(jī)器人的控制單元根據(jù)語音命令，控制負(fù)載機(jī)器人進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)動(dòng)。
[0007]聲音傳感器采集語音命令，將語音命令信號(hào)傳送至語音信號(hào)處理單元；語音信號(hào)處理單元對(duì)語音命令信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，根據(jù)識(shí)別結(jié)果輸出相應(yīng)控制命令信號(hào)到負(fù)載機(jī)器人的控制單元。
[0008]所說語音命令可以是數(shù)字的發(fā)音，負(fù)載機(jī)器人前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的控制命令分別與一個(gè)數(shù)字的發(fā)音相對(duì)應(yīng)。
[0009]冰雪雕塑開燈、關(guān)燈控制命令分別與一個(gè)數(shù)字的發(fā)音相對(duì)應(yīng)，負(fù)載機(jī)器人的控制單元根據(jù)前述控制命令信號(hào)，對(duì)冰雪雕塑開燈、關(guān)燈進(jìn)行控制。
[0010]所說語音命令是數(shù)字O?9中任何一個(gè)數(shù)字的發(fā)音。
[0011]語音信號(hào)處理單元對(duì)語音命令信號(hào)進(jìn)行識(shí)別時(shí)，采用DTW語音識(shí)別算法。
[0012]所說語音命令可以是音樂節(jié)奏聲音。
[0013]本發(fā)明具有的有益效果:
[0014]本發(fā)明將冰雪雕塑設(shè)置于負(fù)載機(jī)器人上方，負(fù)載機(jī)器人的控制單元根據(jù)語音命令，控制負(fù)載機(jī)器人進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)冰雪雕塑的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)冰雪雕塑與觀賞者的互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)藝術(shù)與娛樂完美的結(jié)合。本發(fā)明易于實(shí)施，操控簡單，且控制精度高。本發(fā)明語音命令是數(shù)字O?9中任何一個(gè)數(shù)字的發(fā)音，采用簡單、有效的數(shù)字語音命令識(shí)別代替復(fù)雜的漢語命令識(shí)別，其命令識(shí)別準(zhǔn)確度高、實(shí)時(shí)性好。本發(fā)明語音命令信號(hào)進(jìn)行識(shí)別時(shí)采用DTW語音識(shí)別算法，DTW算法本身既簡單又有效，很容易將其算法移植到單片機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理器上實(shí)現(xiàn)語音識(shí)別，能充分滿足實(shí)時(shí)性要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是冰雪機(jī)器人示意圖；
[0016]圖2是語音控制冰雪機(jī)器人系統(tǒng)原理框圖；
[0017]圖3是語音識(shí)別系統(tǒng)基本原理框圖；
[0018]圖4是三種匹配模式對(duì)同一詞兩次發(fā)音的匹配距離示意圖；
[0019]圖5是DTW算法原理圖；
[0020]圖6是語音控制冰雪機(jī)器人整體算法流程圖；
[0021]圖7是數(shù)字語音命令DTW識(shí)別算法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1所示，本發(fā)明冰雪機(jī)器人分為上、下兩半部分，上半部分為冰雕或雪雕1，下半部分為用輪子實(shí)現(xiàn)移動(dòng)的負(fù)載機(jī)器人2，冰雕或雪雕I坐落在負(fù)載機(jī)器人2的底盤上。負(fù)載機(jī)器人底盤四周安裝了 4個(gè)輪子，其中前邊兩個(gè)輪子通過電機(jī)帶動(dòng)，后邊兩個(gè)輪子跟隨前邊兩個(gè)輪子隨動(dòng)運(yùn)行，這些輪子足以承擔(dān)機(jī)器人車體和冰雕或雪雕的重量。負(fù)載機(jī)器人電機(jī)驅(qū)動(dòng)前輪同時(shí)正傳或反轉(zhuǎn)可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的前進(jìn)或后退，而通過前輪的差速可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)，此為現(xiàn)有技術(shù)。
[0023]如圖2所示，聲音傳感器采集語音命令，將語音命令信號(hào)傳送至語音信號(hào)處理單元；語音信號(hào)處理單元對(duì)語音命令信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，根據(jù)識(shí)別結(jié)果輸出相應(yīng)控制命令信號(hào)到負(fù)載機(jī)器人的控制單元。顯示單元用于冰雪機(jī)器人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息及語音命令識(shí)別結(jié)果的顯
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[0024]觀賞者給冰雪機(jī)器人的控制指令主要包括前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)及右轉(zhuǎn)，或者打開冰雕內(nèi)部的彩色燈光，關(guān)閉冰雕內(nèi)部的彩色燈光。冰雪機(jī)器人主要是供人們觀賞的，而且其一般比較笨重，所以冰雪機(jī)器人不具備完成復(fù)雜任務(wù)的能力，從而可應(yīng)用更簡單、可靠、實(shí)用的語音識(shí)別方法控制冰雪機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。語音命令可以是數(shù)字O?9中任何一個(gè)數(shù)字的發(fā)音負(fù)載機(jī)器人前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)及冰雪雕塑開燈、關(guān)燈的控制命令分別與一個(gè)數(shù)字的發(fā)音相對(duì)應(yīng)。通過識(shí)別O?9的數(shù)字發(fā)音命令來代替“前進(jìn)”、“后退”、“左轉(zhuǎn)”、“右轉(zhuǎn)”、“開燈”及“關(guān)燈”等漢語發(fā)音命令的識(shí)別，因?yàn)闈h語命令的語音識(shí)別要比數(shù)字復(fù)雜得多，而且識(shí)別準(zhǔn)確率沒有數(shù)字命令語音識(shí)別的高。最終，冰雪機(jī)器人的語音命令和控制命令對(duì)應(yīng)如下:
[0025]
【權(quán)利要求】
1.一種冰雪機(jī)器人的語音控制方法，負(fù)載機(jī)器人由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可前進(jìn)、后退、左右轉(zhuǎn)向，其特征在于:冰雪雕塑設(shè)置于負(fù)載機(jī)器人上方；負(fù)載機(jī)器人的控制單元根據(jù)語音命令，控制負(fù)載機(jī)器人進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冰雪機(jī)器人的語音控制方法，其特征在于:聲音傳感器采集語音命令，將語音命令信號(hào)傳送至語音信號(hào)處理單元；語音信號(hào)處理單元對(duì)語音命令信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，根據(jù)識(shí)別結(jié)果輸出相應(yīng)控制命令信號(hào)到負(fù)載機(jī)器人的控制單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冰雪機(jī)器人的語音控制方法，其特征在于:所說語音命令可以是數(shù)字的發(fā)音，負(fù)載機(jī)器人前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的控制命令分別與一個(gè)數(shù)字的發(fā)音相對(duì)應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的冰雪機(jī)器人的語音控制方法，其特征在于:冰雪雕塑開燈、關(guān)燈控制命令分別與一個(gè)數(shù)字的發(fā)音相對(duì)應(yīng)，負(fù)載機(jī)器人的控制單元根據(jù)前述控制命令信號(hào)，對(duì)冰雪雕塑開燈、關(guān)燈進(jìn)行控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的冰雪機(jī)器人的語音控制方法，其特征在于:所說語音命令是數(shù)字O?9中任何一個(gè)數(shù)字的發(fā)音。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的冰雪機(jī)器人的語音控制方法，其特征在于:語音信號(hào)處理單元對(duì)語音命令信號(hào)進(jìn)行識(shí)別時(shí)，采用DTW語音識(shí)別算法。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的冰雪機(jī)器人的語音控制方法，其特征在于:所說語音命令可以是音樂節(jié)奏聲音。
【文檔編號(hào)】G10L15/22GK103971682SQ201410201312
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】莫宏偉, 蔣興洲, 徐立芳, 孟龍龍, 梁作玉, 董會(huì)云 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)