一种扫地机器人的语音控制系统及方法和扫地机器人与流程

2021-01-28 14:01:53|

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本发明涉及扫地机器人技术领域，特别涉及一种扫地机器人的语音控制系统及方法和扫地机器人。

背景技术：

扫地机器人作为一个可活动的家用智能终端设备，随着智能功能的升级，机器人与人的互动越来越多，对于交互体验的提升提出了更高的需求。当扫地机与人距离过远或过近时，机器人与人之间的互动都会受到极大的影响，如距离过远时，人必须始终大声说话才能被扫地机听到，语言的正确识别率随之降低，表情及肢体等的识别也受到影响。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明通过语音方位识别、人脸识别及扫地机地图导航定位功能结合，使扫地机在接收到呼唤请求时可以主动查找呼唤源，并规划路径行走到距离声源一定距离的地方，可以给用户更好的互动体验。

根据本发明第一方面实施例的扫地机器人的语音控制系统，包括：语音识别模块，用于识别声源的语音，产生语音识别信号；声源识别模块，用于判断声源的位置，产生声源位置信号；控制模块，用于根据所述语音识别信号和声源位置信号生成向所述声源行走的规划行走路径，以控制所述扫地机器人按照所述规划行走路径行走。

根据本发明实施例的扫地机器人的语音控制系统，所述系统进一步包括环境信息获取模块，用于扫描构建当前环境地图信息，以使得所述扫地机器人根据该当前环境地图信息行走。

根据本发明实施例的扫地机器人的语音控制系统，所述控制模块根据预存的当前家庭地图信息规划行走路径，或者控制开启所述环境信息获取模块以构建扫描地图，并控制所述扫地机器人根据所述扫描地图向声源的方向行走。

根据本发明实施例的扫地机器人的语音控制系统，所述控制模块根据所述语音识别信号为停止指令，控制所述扫地机器人停止行走。

根据本发明实施例的扫地机器人的语音控制系统，所述控制模块还用于在扫地机器人完成所述规划行走路径之后，根据未收到停止指令，控制所述扫地机器人提示未找到声源。

根据本发明实施例的扫地机器人的语音控制系统，所述系统进一步包括图像识别模块，用于识别声源的图像特征是否与预存数据库中的特征相匹配，根据匹配，将该图像特征与声源的位置进行关联，根据不匹配，提示用户进行手动关联。

根据本发明第二方面实施例的扫地机器人的语音控制方法，包括：接收识别声源的语音产生的语音识别信号；接收判断声源的位置产生的声源位置信号；根据所述语音识别信号和声源位置信号生成向所述声源行走的规划行走路径，以控制所述扫地机器人按照所述规划行走路径行走。

根据本发明实施例的扫地机器人的语音控制方法，所述方法进一步包括导航扫描步骤，扫描构建当前环境地图信息，以使得所述扫地机器人根据该当前环境地图信息行走。

根据本发明实施例的扫地机器人的语音控制方法，所述根据语音识别信号和声源位置信号生成向所述声源行走的规划行走路径，以控制所述扫地机器人按照所述规划行走路径行走，包括：根据预存的当前家庭地图信息规划行走路径，或者控制开启所述环境信息获取模块以构建扫描地图，并控制所述扫地机器人根据所述扫描地图向声源的方向行走。

根据本发明实施例的扫地机器人的语音控制方法，进一步包括：根据所述语音识别信号为停止指令，控制所述扫地机器人停止行走。

根据本发明实施例的扫地机器人的语音控制方法，进一步包括：在扫地机器人完成所述规划行走路径之后，根据未收到停止指令，控制所述扫地机器人提示未找到声源。

根据本发明实施例的扫地机器人的语音控制方法，进一步包括：在扫地机器人完成所述规划行走路径之后，获取并识别所述声源的图像特征是否与预存数据库中的特征相匹配，根据匹配，将该图像特征与声源的位置进行关联，根据不匹配，提示用户进行手动关联。

根据本发明第三方面实施例的一种扫地机器人，包括：机体；以及如上第一方面所述的扫地机器人的语音控制系统。

根据本发明第四方面实施例的一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如第二方面所述的扫地机器人的语音控制方法。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明第一方面实施例的扫地机器人的语音控制系统结构示意图；

图2是根据本发明第一方面实施例的扫地机器人的语音控制方法流程图；

图3是根据本发明第二方面实施例的扫地机器人的语音控制系统结构示意图；

图4是根据本发明第二方面实施例的扫地机器人的语音控制方法流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例1

图1示出了根据本发明第一方面实施例的扫地机器人的语音控制系统结构示意图。

如图1所示，根据本发明的实施例的扫地机器人的语音控制系统，包括：控制模块1、语音识别模块2、声源识别模块3。语音识别模块2，用于识别声源的语音，产生语音识别信号；声源识别模块3，用于判断声源的位置，产生声源位置信号；控制模块1，用于根据语音识别信号和声源位置信号生成向声源行走的规划行走路径，以控制扫地机器人按照规划行走路径行走。本实施例还可以根据具体情况，包括或者不包括环境信息获取模块4，其用于构建当前环境地图信息，以使得扫地机器人根据该当前环境地图信息行走。

图2是根据本发明第一方面实施例的扫地机器人的语音控制方法流程图。具体流程如图2所示，包括如下步骤：

s1、启动扫地机器人；

s2、开启语音识别模块2和声源识别模块3；

s3、识别用户(也就是声源)的呼唤(唤醒)请求；

s4、当接收到用户的呼唤请求时，判断声源的位置；

s5、根据声源识别模块提供的声源位置信息，控制模块1根据扫地机器人中是否已存在当前家庭地图信息来规划行走路径，如果有当前家庭地图信息则规划路径向声源方向行走，如无当前家庭地图信息则开启环境信息获取模块4构建扫描地图并根据扫描地图向声源的方向行走。

s6、扫地机器人在行走过程中持续接收声音信号，如收到停止指令则停止行走，如果没有收到停止指令，则根据扫地机器人预存的当前家庭地图信息或者环境信息获取模块4构建的扫描地图，继续规划行走剩下的区域，如在障碍物或墙后房间内等被遮挡的部分。

s7、判断是否完成到声源对应区域的路径，如果已经完成到声源对应区域的路径，即查找完所有的区域，仍未收到声源的停止指令，则扫地机器人提示未找到声源。

如此，本实施例的扫地机器人的语音控制方法及系统，通过语音方位识别、人脸识别及扫地机地图导航定位功能结合，使扫地机在接收到呼唤请求时可以主动查找呼唤源，并规划路径行走到距离声源一定距离的地方，可以给用户更好的互动体验。

实施例2

图3示出了根据本发明第一方面实施例的扫地机器人的语音控制系统结构示意图。如图3所示，根据本发明的实施例的扫地机器人的语音控制系统，包括：控制模块1、语音识别模块2、声源识别模块3、环境信息获取模块4、图像识别模块5。语音识别模块2，用于识别声源的语音，产生语音识别信号；声源识别模块3，用于判断声源的位置，产生声源位置信号；控制模块1，用于根据语音识别信号和声源位置信号生成向声源行走的规划行走路径，以控制扫地机器人按照规划行走路径行走。环境信息获取模块4，其用于构建当前环境地图信息，以使得扫地机器人根据该当前环境地图信息行走。图像识别模块5，用于识别声源的图像特征是否与预存数据库中的特征相匹配。

以下，根据两种具体情况，分别介绍本实施例的一种扫地机器人根据语音信息的识别进行定位及规划行走路径的方法，如图4所示：

1、当扫地机器人还没有建立家居环境的地图信息时：

扫地机器人的语音识别模块2接收语音信息，其通过识别到语音指令，启动向声源运动的控制方法；声源定位模块3均布于机身或者呈环形设置，可以定位声源的方位；扫地机器人根据自身的环境信息获取模块4(如视觉传感器或者lds激光扫描模块)，获取环境信息并生成环境地图信息，然后通过生成的环境地图信息规划路径运行扫地机器人至相应的声源位置处。

根据本发明的一些实施例，在到达声源位置之前，在距离声源位置还有一定距离时，还可以启动环境信息获取模块4(如视觉传感器或者lds激光扫描模块)对一定距离范围内的环境进行成像，来捕捉声源位置的图像信息，并通过图像识别模块5进行识别，将识别出来的图像特征与数据库(可以是云端)中的特征进行匹配；匹配成功后将相应的图像信息(例如某个用户的照片头像)与地图数据上相应的位置信息进行关联，并可以选择在用户的手机app端进行显示，以增加用户的趣味性和使用体验。如果匹配失败，可以提示用户手动操作(自助匹配或者添加新的词条到数据库)。

2、当扫地机器人已经建立了家居环境的地图信息时：

扫地机器人的语音识别模块2接收语音信息并识别语音信息的内容，其可以识别出与地图环境中家居环境相对应的语音指令，并通过已有的地图规划路径运行扫地机器人至相应的声源位置处。

如此，本实施例的扫地机器人的语音控制方法及系统，通过语音方位识别、人脸识别及扫地机地图导航定位功能结合，使扫地机在接收到呼唤请求时可以主动查找呼唤源，并规划路径行走到距离声源一定距离的地方，并且通过将用户图像和位置信息相关联，可以给用户更好的趣味性和互动体验。

实施例3

基于本发明的发明思想，还可以衍生出众多的实施方式，以更好的通过语音控制扫地机器人，以下通过两个场景实例举例。

a.在用户第一次使用扫地机器人时，可以在扫地机器人第一次建图时采用如下方式：使用者站在客厅的电视机旁，朝向扫地机器人输出语音“xx，过来”，扫地机器人识别出“xx，过来”这一词条后，朝向语音发出的方位进行移动，同时进行环境建图；当扫地机器人行进至距离人10-20厘米范围时，启动摄像模块，通过旋转对声源位置附近1米范围内进行成像，并提取图片特征在数据库进行匹配，当匹配到电视机的信息时，即可在地图上相应位置添加“电视机”的标签，用于可以进一步标记所处的位置为客厅。

b.在a场景的基础上，进一步地，扫地机器人可以接收具体的家居环境中已经存在的特征的语义描述(如a中客厅的电视机)，并能够朝向所述的已经标记在地图中的相应的特征进行移动；用户可以输出如下的语音指令来实现扫地机器人的指令操作“xx，请重点清扫客厅电视机与茶几之间的区域”，扫地机器人识别出关键的语义信息后，可以在地图中定位指定区域，规划路径至指定区域进行相应的操作。

如此，通过该实施例，通过语音方位识别、人脸识别及扫地机地图导航定位功能结合，使扫地机在接收到呼唤请求时可以主动查找呼唤源，并规划路径行走到指定位置进行清扫。并且可以在距离声源一定距离的地方，通过将用户图像和位置信息相关联，可以不断更新和优化扫地机器人的工作区域和工作方法。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

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