一種識(shí)別語(yǔ)音需求的模糊自適應(yīng)機(jī)器人系統(tǒng)及其工作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種識(shí)別語(yǔ)音需求的模糊自適應(yīng)機(jī)器人系統(tǒng)及其工作方法，該系統(tǒng)包括順次連接的模糊感知模塊、模糊決策模塊、執(zhí)行模塊；其中模糊感知模塊感知語(yǔ)音以及系統(tǒng)和環(huán)境傳感器信息，實(shí)現(xiàn)信息的模糊化預(yù)處理，并將模糊化預(yù)處理的結(jié)果傳輸?shù)侥：龥Q策模塊；模糊決策模塊進(jìn)行模糊自適應(yīng)推理，實(shí)現(xiàn)模糊推理決策和去模糊化，輸出清晰的動(dòng)作指令；執(zhí)行模塊接受模糊決策模塊的決策結(jié)果，發(fā)布清晰的動(dòng)作指令到底層硬件。本發(fā)明可有效提高機(jī)器人系統(tǒng)對(duì)語(yǔ)音需求的支持，提高任務(wù)完成的質(zhì)量和系統(tǒng)的效率，提高了機(jī)器人系統(tǒng)對(duì)用戶語(yǔ)音需求的自適應(yīng)能力。
【專利說(shuō)明】
一種識(shí)別語(yǔ)音需求的模糊自適應(yīng)機(jī)器人系統(tǒng)及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于自適應(yīng)軟件系統(tǒng)和需求工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種識(shí)別語(yǔ)音需求的模 糊自適應(yīng)機(jī)器人系統(tǒng)及其工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 軟件自適應(yīng)的研究正成為當(dāng)前軟件工程、信息物理融合系統(tǒng)領(lǐng)域最為活躍的研究 方向之一。對(duì)環(huán)境變化和用戶需求變化的動(dòng)態(tài)演化和適應(yīng)能力已成為對(duì)軟件系統(tǒng)的必然需 求，即要求軟件系統(tǒng)具有自適應(yīng)能力，以能及時(shí)消除或減輕變化所帶來(lái)的不利影響，確保持 續(xù)而不間斷地提供服務(wù)。眾所周知，語(yǔ)言是用戶表達(dá)需求最直接的方式。這意味著在許多面 向任務(wù)的自適應(yīng)系統(tǒng)中，用戶的原始需求是基于語(yǔ)音的。傳統(tǒng)的方式是人為的將其轉(zhuǎn)換為 基于文本的形式再輸入到軟件的自適應(yīng)環(huán)中，顯然這種方式存在許多不足，比如:難以保證 反應(yīng)實(shí)時(shí)性，人機(jī)交互不直接，容易丟失信息等。
[0003] 因此，我們探索利用語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，將識(shí)別得到的語(yǔ)音要求直接輸入到自適應(yīng)環(huán) 無(wú)需經(jīng)過(guò)語(yǔ)音轉(zhuǎn)換到文本的過(guò)程，為人機(jī)交互提供一個(gè)自然和實(shí)時(shí)的方式。然而，人類的語(yǔ) 言和需求總是充滿模糊性和不確定性，例如"盡可能快"，這是一個(gè)典型的模糊術(shù)語(yǔ)而難以 確定其準(zhǔn)確值?，F(xiàn)有機(jī)器人系統(tǒng)雖然能夠識(shí)別語(yǔ)音進(jìn)行動(dòng)作，但大多只能識(shí)別簡(jiǎn)單的語(yǔ)音 指令，并且采取非模糊的精確推導(dǎo)來(lái)決策，以致不能解決帶有模糊性的語(yǔ)音需求，具有較低 的自適應(yīng)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種識(shí)別語(yǔ)音需求的模糊自適應(yīng)機(jī)器人系統(tǒng)及其工作方 法，使得系統(tǒng)捕獲自然語(yǔ)音并直接作用于自適應(yīng)環(huán)，提高任務(wù)完成的質(zhì)量和系統(tǒng)的效率。
[0005] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種識(shí)別語(yǔ)音需求的模糊自適應(yīng)機(jī)器人系 統(tǒng)，包括順次連接的模糊感知模塊、模糊決策模塊、執(zhí)行模塊，其中：
[0006] 模糊感知模塊，用于實(shí)現(xiàn)感知語(yǔ)音以及系統(tǒng)和環(huán)境傳感器信息，實(shí)現(xiàn)信息的模糊 化預(yù)處理，并將模糊化預(yù)處理的結(jié)果傳輸?shù)侥：龥Q策模塊；
[0007] 模糊決策模塊，進(jìn)行模糊自適應(yīng)推理，實(shí)現(xiàn)模糊推理決策和去模糊化，輸出清晰的 動(dòng)作指令；
[0008] 執(zhí)行模塊，接受模糊決策模塊的決策結(jié)果，發(fā)布清晰的動(dòng)作指令到底層硬件。
[0009] 進(jìn)一步地，所述模糊感知模塊包括音識(shí)別模塊、傳感器感知模塊、預(yù)處理模糊化模 塊，音識(shí)別模塊、傳感器感知模塊分別與預(yù)處理模糊化模塊連接，其中：
[0010] 語(yǔ)音識(shí)別模塊，用于識(shí)別自然語(yǔ)音，并將識(shí)別得到的關(guān)鍵詞傳輸?shù)筋A(yù)處理模糊化 豐旲塊；
[0011] 傳感器感知模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部以及外部環(huán)境改變的感知，并將感知結(jié)果傳輸 到預(yù)處理模糊化模塊；
[0012] 預(yù)處理模糊化模塊，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的模糊化處理，接受并處理來(lái)自語(yǔ)音識(shí)別模塊 和傳感器感知模塊的數(shù)據(jù)信息。
[0013] 進(jìn)一步地，所述模糊決策模塊包括順次連接的規(guī)則庫(kù)、模糊推理模塊、去模糊化模 塊，其中：
[0014] 模糊推理模塊，實(shí)現(xiàn)基于規(guī)則的模糊推理，推理結(jié)果傳輸?shù)饺ツ：K；
[0015] 規(guī)則庫(kù)，定義基于專家知識(shí)的規(guī)則，用于模糊推理；
[0016] 去模糊化模塊，實(shí)現(xiàn)模糊推理結(jié)果的去模糊化。
[0017] 進(jìn)一步地，所述語(yǔ)音識(shí)別模塊包括相互連接的語(yǔ)音識(shí)別API和指令匹配模塊，其 中：
[0018] 語(yǔ)音識(shí)別API，實(shí)現(xiàn)對(duì)自然語(yǔ)音的感知，并與匹配模塊相連接；
[0019] 指令匹配模塊，接受語(yǔ)音識(shí)別API的語(yǔ)音指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)識(shí)別所得指令的初步歸類。
[0020] 進(jìn)一步地，所述傳感器感知模塊包括系統(tǒng)傳感器和環(huán)境傳感器，其中：
[0021] 系統(tǒng)傳感器，感知系統(tǒng)內(nèi)部變化；
[0022] 環(huán)境傳感器，感知外部環(huán)境。
[0023] 進(jìn)一步地，所述規(guī)則庫(kù)包括模糊規(guī)則庫(kù)和隱含規(guī)則庫(kù)，其中：
[0024] 模糊規(guī)則庫(kù)，定義基于專家知識(shí)的模糊規(guī)則，匹配識(shí)別語(yǔ)音的模糊語(yǔ)義；
[0025] 隱含規(guī)則庫(kù)，定義基于專家知識(shí)的隱含語(yǔ)義規(guī)則，匹配識(shí)別語(yǔ)音的隱含語(yǔ)義。
[0026] -種基于所述識(shí)別語(yǔ)音需求的模糊自適應(yīng)機(jī)器人系統(tǒng)的工作方法，步驟如下：
[0027] 步驟1，模糊感知模塊感知語(yǔ)音以及系統(tǒng)和環(huán)境傳感器信息，實(shí)現(xiàn)信息的模糊化預(yù) 處理，并將模糊化預(yù)處理的結(jié)果傳輸?shù)侥：龥Q策模塊；
[0028]步驟2，模糊決策模塊進(jìn)行模糊自適應(yīng)推理，實(shí)現(xiàn)模糊推理決策和去模糊化，輸出 清晰的動(dòng)作指令；
[0029]步驟3,執(zhí)行模塊接受模糊決策模塊的決策結(jié)果，發(fā)布清晰的動(dòng)作指令到底層硬 件。
[0030] 進(jìn)一步地，步驟1所述模糊感知模塊感知語(yǔ)音以及系統(tǒng)和環(huán)境傳感器信息，實(shí)現(xiàn)信 息的模糊化預(yù)處理，并將模糊化預(yù)處理的結(jié)果傳輸?shù)侥：龥Q策模塊，具體步驟如下：
[0031] 1)模糊感知模塊感知語(yǔ)音指令、系統(tǒng)內(nèi)部變化以及外部環(huán)境，根據(jù)語(yǔ)音指令進(jìn)行 指令匹配，實(shí)現(xiàn)指令的分類；
[0032] 2)將步驟1)中感知到的原始參數(shù)、屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行模糊化，根據(jù)模糊隸屬度函數(shù)轉(zhuǎn) 換成定性的模糊值，實(shí)現(xiàn)信息的模糊化預(yù)處理；
[0033] 3)將模糊化預(yù)處理的結(jié)果傳輸?shù)侥：龥Q策模塊。
[0034]進(jìn)一步地，步驟2所述模糊決策模塊進(jìn)行模糊自適應(yīng)推理，實(shí)現(xiàn)模糊推理決策和去 模糊化，輸出清晰的動(dòng)作指令，公式為：
[0036]其中，yCTlsP為經(jīng)過(guò)去模糊化處理后的清晰值，yi表示第i條模糊規(guī)則在隸屬函數(shù)的 中心，y(yi)為第i條規(guī)則求最小蘊(yùn)含運(yùn)算后的隸屬度。
[0037]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：（1)該系統(tǒng)較好的解決了基于語(yǔ)音的需求 的模糊性和不確定性等問(wèn)題；（2)該系統(tǒng)將識(shí)別得到的語(yǔ)音指令直接作用到自適應(yīng)環(huán)中，有 效提高了任務(wù)完成的質(zhì)量和效率。
【附圖說(shuō)明】
[0038]圖1是本發(fā)明識(shí)別語(yǔ)音需求的模糊自適應(yīng)機(jī)器人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖2是本發(fā)明示例中模糊化的隸屬度函數(shù)圖，其中（a)為速度隸屬度函數(shù)圖，（b)為 擁擠隸屬度函數(shù)圖。
[0040] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例中去模糊化的示意圖。
[0041] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例中系統(tǒng)的序列圖表示變量的動(dòng)態(tài)調(diào)用關(guān)系圖。
[0042] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例中運(yùn)行界面和實(shí)際運(yùn)行圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0044] 結(jié)合圖1，本發(fā)明識(shí)別語(yǔ)音需求的模糊自適應(yīng)機(jī)器人系統(tǒng)，包括順次連接的模糊感 知模塊1、模糊決策模塊2、執(zhí)行模塊3，其中：
[0045] -、模糊感知模塊1，用于實(shí)現(xiàn)感知語(yǔ)音以及系統(tǒng)和環(huán)境傳感器信息，實(shí)現(xiàn)信息的 模糊化預(yù)處理，并將模糊化預(yù)處理的結(jié)果傳輸?shù)侥：龥Q策模塊2;
[0046] 所述模糊感知模塊1包括音識(shí)別模塊11、傳感器感知模塊12、預(yù)處理模糊化模塊 13,音識(shí)別模塊11、傳感器感知模塊12分別與預(yù)處理模糊化模塊13連接，其中：
[0047] 語(yǔ)音識(shí)別模塊11，用于識(shí)別自然語(yǔ)音，并將識(shí)別得到的關(guān)鍵詞傳輸?shù)筋A(yù)處理模糊 化模塊13;所述語(yǔ)音識(shí)別模塊11包括相互連接的語(yǔ)音識(shí)別API111和指令匹配模塊112,其 中：語(yǔ)音識(shí)別API111，實(shí)現(xiàn)對(duì)自然語(yǔ)音的感知，并與匹配模塊112相連接;指令匹配模塊112， 接受語(yǔ)音識(shí)別API111的語(yǔ)音指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)識(shí)別所得指令的初步歸類。
[0048] 傳感器感知模塊12,實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部以及外部環(huán)境改變的感知，并將感知結(jié)果傳 輸?shù)筋A(yù)處理模糊化模塊13;所述傳感器感知模塊12包括系統(tǒng)傳感器121和環(huán)境傳感器122， 其中：系統(tǒng)傳感器121，感知系統(tǒng)內(nèi)部變化;環(huán)境傳感器122,感知外部環(huán)境。
[0049]預(yù)處理模糊化模塊13,用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的模糊化處理，接受并處理來(lái)自語(yǔ)音識(shí)別模 塊11和傳感器感知模塊12的數(shù)據(jù)信息。
[0050]二、模糊決策模塊2，進(jìn)行模糊自適應(yīng)推理，實(shí)現(xiàn)模糊推理決策和去模糊化，輸出清 晰的動(dòng)作指令；
[0051]所述模糊決策模塊2包括順次連接的規(guī)則庫(kù)22、模糊推理模塊21、去模糊化模塊 23,其中：
[0052]模糊推理模塊21，實(shí)現(xiàn)基于規(guī)則的模糊推理，推理結(jié)果傳輸?shù)饺ツ：K22; [0053]規(guī)則庫(kù)22,定義基于專家知識(shí)的規(guī)則，用于模糊推理;所述規(guī)則庫(kù)22包括模糊規(guī)則 庫(kù)221和隱含規(guī)則庫(kù)222,其中：模糊規(guī)則庫(kù)221，定義基于專家知識(shí)的模糊規(guī)則，匹配識(shí)別語(yǔ) 音的模糊語(yǔ)義；隱含規(guī)則庫(kù)222,定義基于專家知識(shí)的隱含語(yǔ)義規(guī)則，匹配識(shí)別語(yǔ)音的隱含 語(yǔ)義。
[0054]去模糊化模塊23,實(shí)現(xiàn)模糊推理結(jié)果的去模糊化。
[0055] 三、執(zhí)行模塊3,接受模糊決策模塊2的決策結(jié)果，發(fā)布清晰的動(dòng)作指令到底層硬 件。
[0056] 本發(fā)明基于所述識(shí)別語(yǔ)音需求的模糊自適應(yīng)機(jī)器人系統(tǒng)的工作方法，步驟如下：
[0057] 步驟1，模糊感知模塊1感知語(yǔ)音以及系統(tǒng)和環(huán)境傳感器信息，實(shí)現(xiàn)信息的模糊化 預(yù)處理，并將模糊化預(yù)處理的結(jié)果傳輸?shù)侥：龥Q策模塊2，具體步驟如下：
[0058] 1)模糊感知模塊1感知語(yǔ)音指令、系統(tǒng)內(nèi)部變化以及外部環(huán)境，根據(jù)語(yǔ)音指令進(jìn)行 指令匹配，實(shí)現(xiàn)指令的分類；
[0059] 2)將步驟1)中感知到的原始參數(shù)、屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行模糊化，根據(jù)模糊隸屬度函數(shù)轉(zhuǎn) 換成定性的模糊值，實(shí)現(xiàn)信息的模糊化預(yù)處理；
[0060] 3)將模糊化預(yù)處理的結(jié)果傳輸?shù)侥：龥Q策模塊2。
[0061] 步驟2，模糊決策模塊2進(jìn)行模糊自適應(yīng)推理，實(shí)現(xiàn)模糊推理決策和去模糊化，輸出 清晰的動(dòng)作指令，公式為：
[0063]其中，yCTlsP為經(jīng)過(guò)去模糊化處理后的清晰值，yi表示第i條模糊規(guī)則在隸屬函數(shù)的 中心，y(yi)為第i條規(guī)則求最小蘊(yùn)含運(yùn)算后的隸屬度。
[0064]步驟3,執(zhí)行模塊3接受模糊決策模塊2的決策結(jié)果，發(fā)布清晰的動(dòng)作指令到底層硬 件。
[0065] 實(shí)施例1
[0066] 本實(shí)例結(jié)合送餐機(jī)器人場(chǎng)景進(jìn)行說(shuō)明，構(gòu)建了識(shí)別語(yǔ)音需求的模糊自適應(yīng)送餐機(jī) 器人G。機(jī)器人G可以識(shí)別自然語(yǔ)音，并根據(jù)環(huán)境的擁擠狀況、電池電量，自動(dòng)調(diào)節(jié)自身速度， 以合適的速度運(yùn)送食品到目的地。
[0067] 具體步驟如下：
[0068]機(jī)器人G包括:模糊感知模塊，模糊自適應(yīng)決策模塊和執(zhí)行模塊，如圖1所示，其中： [0069] (1)模糊感知模塊1，感知器如Kinect(微軟的視覺(jué)傳感器）、Mobile_base/sensor (機(jī)器人的參數(shù)傳感器)檢測(cè)環(huán)境以及軟件內(nèi)部變化;語(yǔ)音識(shí)別器(Recognizer)識(shí)別語(yǔ)音指 令，并通過(guò)指令匹配模塊112進(jìn)行指令匹配，實(shí)現(xiàn)指令的分類。例如:識(shí)別得到"停"、"暫停"、 "沉默"、"關(guān)閉"等指令匹配后為"停"。感知環(huán)節(jié)將原始的參數(shù)、屬性數(shù)據(jù)通過(guò)預(yù)處理模糊化 模塊13模糊化；
[0070]通過(guò)預(yù)處理模糊化模塊13,系統(tǒng)傳感器感知模塊12采集來(lái)的定量和數(shù)值型數(shù)據(jù)需 要首先轉(zhuǎn)換成定性的模糊值才能實(shí)現(xiàn)模糊自適應(yīng)推理決策。考慮到電機(jī)的最大功率，機(jī)器 人G的速度范圍被規(guī)定為[0，0.6 ](米/秒）。速度的模糊范圍設(shè)定集A ={很慢，慢，正常，快， 非?？靰。以同樣的方式確定環(huán)境擁擠程度（以前方障礙物的距離作依據(jù)），設(shè)置集B= {很擁 擠，擁擠，正常，開(kāi)闊，很開(kāi)闊}。模糊隸屬度函數(shù)如圖2所示，其中圖2(a)為速度隸屬度函數(shù) 圖，圖2(b)為擁擠隸屬度函數(shù)圖。
[0071]以前者為例，三角函數(shù)是用來(lái)描述中間三者，梯形函數(shù)用來(lái)描述"很快"。環(huán)境擁擠 程度隸屬度函數(shù)中，如果距離超過(guò)0.5米，則環(huán)境擁擠度隸屬于"很擁擠"的程度是1。最后， 傳輸?shù)侥：龥Q策模塊2;
[0072] (2)模糊決策模塊2,進(jìn)行模糊推理決策和去模糊化。其中：
[0073]模糊推理模塊21，依靠規(guī)則庫(kù)22進(jìn)行匹配，規(guī)則包括:模糊規(guī)則221，處理具有模糊 含義的語(yǔ)句；隱含規(guī)則222，轉(zhuǎn)換語(yǔ)句中潛在的用戶需求。如表1、2，模糊控制器包括兩個(gè)輸 入變量和一個(gè)輸出變量。以"盡快"為例，當(dāng)機(jī)器人G捕獲聲音得到關(guān)鍵字"盡快"，這意味著 任務(wù)需要全速執(zhí)行。詳細(xì)的模糊規(guī)則在表1;捕獲聲音得到關(guān)鍵字"漢堡"，則代表一種固體 食物，其模糊推理速度結(jié)果為快。詳細(xì)的轉(zhuǎn)換規(guī)則列在表2。
[0074] 表1模糊規(guī)則
[0076] 表2隱含規(guī)則
[0078]去模糊化模塊23,將模糊推理后的結(jié)果按照中心平均法進(jìn)行去模糊化輸出清晰 值，公式為：
[0080]其中，yCTlsP為經(jīng)過(guò)去模糊化處理后的清晰值，yi表示第i條模糊規(guī)則在隸屬函數(shù)的 中心（即橫軸上使隸屬度達(dá)到高峰的位置），y(yi)為第i條規(guī)則求最小蘊(yùn)含運(yùn)算后的隸屬 度。
[0081 ]例如：當(dāng)語(yǔ)音指令為"盡可能快"且障礙距離為"0.5"的時(shí)候，經(jīng)過(guò)模糊決策得到 "快，，或"很快，，的模糊推理結(jié)果。清晰化后得到〇 ? 35m/S的速度值，過(guò)程如圖3所示。
[0082] (3)執(zhí)行模塊3,得到的清晰的動(dòng)作指令被施加到應(yīng)用邏輯層調(diào)整相應(yīng)的參數(shù)、行 為，達(dá)到自適應(yīng)的調(diào)速送餐目的。
[0083] 圖4是本發(fā)明示例系統(tǒng)的序列圖，表示機(jī)器人程序中變量的動(dòng)態(tài)調(diào)用關(guān)系；圖5是 本發(fā)明示例的運(yùn)行界面和實(shí)際應(yīng)用圖。由上可知，本發(fā)明可有效提高機(jī)器人系統(tǒng)對(duì)語(yǔ)音需 求的支持，提高任務(wù)完成的質(zhì)量和系統(tǒng)的效率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種識(shí)別語(yǔ)音需求的模糊自適應(yīng)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，包括順次連接的模糊感 知模塊(1)、模糊決策模塊(2)、執(zhí)行模塊(3)，其中： 模糊感知模塊（1 )，用于實(shí)現(xiàn)感知語(yǔ)音以及系統(tǒng)和環(huán)境傳感器信息，實(shí)現(xiàn)信息的模糊化 預(yù)處理，并將模糊化預(yù)處理的結(jié)果傳輸?shù)侥：龥Q策模塊(2); 模糊決策模塊(2)，進(jìn)行模糊自適應(yīng)推理，實(shí)現(xiàn)模糊推理決策和去模糊化，輸出清晰的 動(dòng)作指令； 執(zhí)行模塊(3)，接受模糊決策模塊(2)的決策結(jié)果，發(fā)布清晰的動(dòng)作指令到底層硬件。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述識(shí)別語(yǔ)音需求的模糊自適應(yīng)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述模糊 感知模塊（1)包括音識(shí)別模塊（11 )、傳感器感知模塊（12 )、預(yù)處理模糊化模塊（13 )，音識(shí)別 模塊(11 )、傳感器感知模塊(12)分別與預(yù)處理模糊化模塊(13)連接，其中： 語(yǔ)音識(shí)別模塊（11 )，用于識(shí)別自然語(yǔ)音，并將識(shí)別得到的關(guān)鍵詞傳輸?shù)筋A(yù)處理模糊化 豐旲塊(13); 傳感器感知模塊（12)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部以及外部環(huán)境改變的感知，并將感知結(jié)果傳輸 到預(yù)處理模糊化模塊(13); 預(yù)處理模糊化模塊（13)，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的模糊化處理，接受并處理來(lái)自語(yǔ)音識(shí)別模塊 (11)和傳感器感知模塊(12)的數(shù)據(jù)信息。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述識(shí)別語(yǔ)音需求的模糊自適應(yīng)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述模糊 決策模塊(2)包括順次連接的規(guī)則庫(kù)(22)、模糊推理模塊(21)、去模糊化模塊(23)，其中： 模糊推理模塊(21)，實(shí)現(xiàn)基于規(guī)則的模糊推理，推理結(jié)果傳輸?shù)饺ツ：K(22); 規(guī)則庫(kù)(22)，定義基于專家知識(shí)的規(guī)則，用于模糊推理； 去模糊化模塊(23)，實(shí)現(xiàn)模糊推理結(jié)果的去模糊化。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述識(shí)別語(yǔ)音需求的模糊自適應(yīng)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述語(yǔ)音 識(shí)別模塊(11)包括相互連接的語(yǔ)音識(shí)別API(lll)和指令匹配模塊(112)，其中： 語(yǔ)音識(shí)別API (111 )，實(shí)現(xiàn)對(duì)自然語(yǔ)音的感知，并與匹配模塊（112)相連接； 指令匹配模塊（112)，接受語(yǔ)音識(shí)別API (111)的語(yǔ)音指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)識(shí)別所得指令的初步 歸類。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述識(shí)別語(yǔ)音需求的模糊自適應(yīng)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感 器感知模塊(12)包括系統(tǒng)傳感器(121)和環(huán)境傳感器(122)，其中： 系統(tǒng)傳感器(121)，感知系統(tǒng)內(nèi)部變化； 環(huán)境傳感器（122)，感知外部環(huán)境。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述識(shí)別語(yǔ)音需求的模糊自適應(yīng)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述規(guī)則 庫(kù)(22)包括模糊規(guī)則庫(kù)(221)和隱含規(guī)則庫(kù)(222)，其中： 模糊規(guī)則庫(kù)(221 )，定義基于專家知識(shí)的模糊規(guī)則，匹配識(shí)別語(yǔ)音的模糊語(yǔ)義； 隱含規(guī)則庫(kù)(222)，定義基于專家知識(shí)的隱含語(yǔ)義規(guī)則，匹配識(shí)別語(yǔ)音的隱含語(yǔ)義。7. -種基于權(quán)利要求1所述識(shí)別語(yǔ)音需求的模糊自適應(yīng)機(jī)器人系統(tǒng)的工作方法，其特 征在于，步驟如下： 步驟1，模糊感知模塊（1)感知語(yǔ)音以及系統(tǒng)和環(huán)境傳感器信息，實(shí)現(xiàn)信息的模糊化預(yù) 處理，并將模糊化預(yù)處理的結(jié)果傳輸?shù)侥：龥Q策模塊(2); 步驟2,模糊決策模塊(2)進(jìn)行模糊自適應(yīng)推理，實(shí)現(xiàn)模糊推理決策和去模糊化，輸出清 晰的動(dòng)作指令； 步驟3,執(zhí)行模塊(3)接受模糊決策模塊(2)的決策結(jié)果，發(fā)布清晰的動(dòng)作指令到底層硬 件。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述識(shí)別語(yǔ)音需求的模糊自適應(yīng)機(jī)器人系統(tǒng)的工作方法，其特征在 于，步驟1所述模糊感知模塊（1)感知語(yǔ)音以及系統(tǒng)和環(huán)境傳感器信息，實(shí)現(xiàn)信息的模糊化 預(yù)處理，并將模糊化預(yù)處理的結(jié)果傳輸?shù)侥：龥Q策模塊(2)，具體步驟如下： 1) 模糊感知模塊（1)感知語(yǔ)音指令、系統(tǒng)內(nèi)部變化以及外部環(huán)境，根據(jù)語(yǔ)音指令進(jìn)行指 令匹配，實(shí)現(xiàn)指令的分類； 2) 將步驟1)中感知到的原始參數(shù)、屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行模糊化，根據(jù)模糊隸屬度函數(shù)轉(zhuǎn)換成 定性的模糊值，實(shí)現(xiàn)信息的模糊化預(yù)處理； 3) 將模糊化預(yù)處理的結(jié)果傳輸?shù)侥：龥Q策模塊(2)。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述識(shí)別語(yǔ)音需求的模糊自適應(yīng)機(jī)器人系統(tǒng)的工作方法，其特征在 于，步驟2所述模糊決策模塊(2)進(jìn)行模糊自適應(yīng)推理，實(shí)現(xiàn)模糊推理決策和去模糊化，輸出 清晰的動(dòng)作指令，公式為：其中，y-P為經(jīng)過(guò)去模糊化處理后的清晰值，yi表示第i條模糊規(guī)則在隸屬函數(shù)的中 心，y(yi)為第i條規(guī)則求最小蘊(yùn)含運(yùn)算后的隸屬度。
【文檔編號(hào)】G05B13/04GK106054602SQ201610375900
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】楊啟亮, 張曉冰, 邢建春, 韓德帥, 孫程
【申請(qǐng)人】中國(guó)人民解放軍理工大學(xué)