CN102722186A - 一种基于语音识别的移动伺服平台及语音控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于语音识别的移动伺服平台及语音控制方法，其中，所述基于语音识别的移动伺服平台包括相互连接的控制系统和运动转向架，所述控制系统进一步包括声源定位模块、信号处理模块、语音识别模块、串口通信模块、控制模块、电机驱动模块和电源模块，所述控制模块分别与所述信号处理模块、串口通信模块、电机驱动模块和电源模块相连接；所述声源定位模块连接信号处理模块，所述串口通信模块连接语音识别模块。从而实现了用户通过呼叫，所述移动伺服平台便可自动从安放位置行驶到用户身边，且所述基于语音识别的移动伺服平台具有操作简单、应用领域广泛、市场前景广阔等优点。

Description

一种基于语音识别的移动伺服平台及语音控制方法

技术领域

本发明涉及声源定位和语音控制技术领域，特别涉及一种基于语音识别的移动伺服平台及语音控制方法。

背景技术

智能控制（intelligent controls）是一种在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。控制理论发展至今已有100多年的历史，经历了“经典控制理论”和“现代控制理论”的发展阶段，已进入“大系统理论”和“智能控制理论”阶段。智能控制理论的研究和应用是现代控制理论在深度和广度上的拓展。20世纪80年代以来，信息技术、计算技术的快速发展及其他相关学科的发展和相互渗透，也推动了控制科学与工程研究的不断深入，控制系统向智能控制系统的发展已成为一种趋势。

在日常生活、工作中，人们拿取需要的物品时需主动地到物品摆放处将物品取回，费时费力；随着机器人技术的发展，人们使用机器人来帮助用户将物品取回，节约了大量的时间和精力。然而，现有技术中对机器人进行操控时，多采用手动控制，十分繁琐。

因此，如何能够通过语音来实现智能控制，使物品能够自动从安放位置传递到用户身边，且在行驶过程中能自动避开障碍成为目前智能控制系统的研究方向之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于语音识别的移动伺服平台及语音控制方法，以解决现有技术中人们拿物品时需要主动到物件摆放处去拿取的费时费劲，且如何实现灾难事故中的寻声智能搜救和视频会议中的视频循声定位的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种基于语音识别的移动伺服平台， 其中，包括：控制系统和牵引所述基于语音识别的移动伺服平台行进的运动转向架，所述控制系统连接运动转向架；

其中，所述控制系统包括： 

声源定位模块, 用于接收用户的呼叫指令、判断用户的方位以及输出方位信号;

信号处理模块，用于处理所述声源定位模块的输出语音信号；

语音识别模块，用于执行用户语音指令的识别以及输出识别信号；

串口通信模块，用于所述语音识别模块和所述控制模块的数据传输；

控制模块，用于采集相连接的各个模块的输出信号以及处理相应的控制算法，并输出对所述电机驱动模块的控制信号；

电机驱动模块，用于根据控制信号控制电机执行相应转动；

电源模块，用于提供电能；

所述电源模块分别与所述控制系统中的声源定位模块、语音识别模块和电机驱动模块相连接；所述控制模块分别与所述信号处理模块、串口通信模块、电机驱动模块和和电源模块相连接；所述声源定位模块连接信号处理模块，所述串口通信模块连接语音识别模块。

所述的基于语音识别的移动伺服平台，其中，所述控制系统还包括：

避障模块，用于判断行进过程中的是否存在障碍以及输出避障信号；

所述避障模块连接所述控制模块。

所述的基于语音识别的移动伺服平台，其中，所述控制系统还包括：

无线充电模块，用于给所述电源模块进行无线充电；

所述无线充电模块连接所述电源模块。

所述的基于语音识别的移动伺服平台，其中，所述控制模块为数字信号处理器。

所述的基于语音识别的移动伺服平台，其中，所述声源定位模块包括4个第一拾音器，所述第一拾音器用于将声音信号转化为4路电压信号，并传输至所述的信号处理模块。

所述的基于语音识别的移动伺服平台，其中，所述语音识别模块包括一第二拾音器和一语音识别芯片，所述语音识别模块利用第二拾音器采集用户的语音指令，然后传输至语音识别芯片进行语音识别算法处理转化成语音控制信号，最后传输至所述串口通信模块。。

所述的基于语音识别的移动伺服平台，其中，所述避障模块进一步包括前后左右4个方向的避障传感器。

一种所述的基于语音识别的移动伺服平台的语音控制方法，其中，所述方法包括以下步骤：

ST1、声源定位模块接收用户的呼叫指令、判断用户的方位以及输出方位信号，并将所述输出语音信号发送至信号处理模块进行处理；

ST2、语音识别模块执行用户语音指令的识别以及输出识别信号，并通过串口通信模块和所述控制模块进行数据传输；

ST3、控制模块采集相连接的各个模块的输出信号以及处理相应的控制算法，并输出控制信号到所述电机驱动模块；

ST4、所述电机驱动模块根据控制信号控制电机执行相应转动，使运动转向架牵引所述基于语音识别的移动伺服平台行进。

有益效果：

本发明的基于语音识别的移动伺服平台及语音控制方法，实现了用户通过呼叫，所述移动伺服平台便可进行声源定位并自动从安放位置行驶到用户身边，且所述基于语音识别的移动伺服平台具有操作简单、应用领域广泛、市场前景广阔等优点。

附图说明

图1为本发明的基于语音识别的移动伺服平台中的控制系统的实施例的结构框图。

图2为本发明的基于语音识别的移动伺服平台的语音控制方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。

本发明申请的一种基于语音识别的移动伺服平台，其包括：控制系统和牵引所述基于语音识别的移动伺服平台行进的运动转向架，所述控制系统连接运动转向架。其中，所述控制系统是本发明的关键所在，其基于声源定位和语音识别技术，来控制所述运动转向架运动。所述运动转向架包括万向轮、牵引轮、牵引轮电机和工作平台。

请参阅图1，其分别为本发明的基于语音识别的移动伺服平台中的控制系统的实施例的结构框图。如图所示，所述控制系统210包括：声源定位模块212、信号处理模块213、语音识别模块214、串口通信模块215、控制模块211、电机驱动模块217和电源模块218，所述电源模块218分别与所述控制系统中的声源定位模块212、语音识别模块214和电机驱动模块217相连接；所述控制模块211分别与所述信号处理模块213、串口通信模块215、电机驱动模块217和电源模块218相连接；所述声源定位模块212连接信号处理模块213，所述串口通信模块215连接语音识别模块214。下面分别针对各个模块进行详细描述。

所述声源定位模块212用于接收用户的呼叫指令、判断用户的方位以及输出方位信号。在本实施例中，其包括4个第一拾音器，所述第一拾音器用于将声音信号转化为4路电压信号，并传输至所述的信号处理模块。

所述信号处理模块213用于处理所述声源定位模块212的输出语音信号：对声源定位模块212所输出的4路电压信号进行放大、偏置等处理，再将其处理后的4路电压信号传输至控制模块。

所述语音识别模块214用于执行用户语音指令的识别以及输出识别信号。在本实施例中，所述语音识别模块214进一步包括1个第二拾音器和1块语音识别芯片。所述的语音识别模块利用第二拾音器采集用户的语音指令，然后传输至语音识别芯片并进行语音识别算法处理转化成语音控制信号，最后通过所述语音识别芯片的内置串口单元将所得的语音控制信号传输至所述的串口通信模块215。所述串口通信模块215用于所述语音识别模块和所述控制模块的数据传输。比如：将所述的语音识别模块214的语音控制信号传输至所述的控制模块211的串口通信单元。

所述控制模块211用于采集相连接的各个模块的输出信号以及处理相应的控制算法，并输出对所述电机驱动模块的控制信号。在本实施例中，所述控制模块211为DSP（数字信号处理器（Digital Signal Processor,简称DSP）），其进一步包括：ADC采样单元、串口通信单元、GPIO（输入/输出）单元、微处理器单元、Flash存储单元。所述ADC采样单元与所述的信号处理模块相连接，用于采集所述的信号处理模块输出的电压信号；串口通信单元与串口通信模块相连接，用于接收串口通信模块的数字信号；GPIO输出单元与电机驱动模块相连接，GPIO输入单元与避障模块连接，分别输出对电机驱动模块的控制信号和接收避障模块的输出信号；微处理器单元分别与所述ADC采样单元、串口通信单元、GPIO（输入/输出）单元相连接，对所述的串口通信单元、ADC采样单元和GPIO输入单元的输入信号进行相关控制算法的处理，以及将相应的控制信号传出至GPIO输出单元。

所述电机驱动模块217用于根据控制信号控制电机（即上述的牵引轮电机）执行相应转动；所述牵引轮电机与所述电机驱动模块217相连接，用于接收所述的电机驱动模块217的动作信号并控制所述牵引轮的行进状态，最终决定所述基于语音识别的移动伺服平台的运动方向。

所述电源模块218分别与所述控制系统中的控制模块211、声源定位模块212、语音识别模块214和电机驱动模块217相连接，用于给各个模块提供电能。进一步地，在本实施例中，还包括：一无线充电模块219

，用于给所述电源模块进行无线充电；所述无线充电模块219连接所述电源模块218。更进一步地，所述无线充电模块219还可以连接控制模块211，用于接收所述控制模块211的充电控制信号，判断是否给所述电源模块充电。

另外，在所述基于语音识别的移动伺服平台运行过程中，可能会在中途遇到障碍物，故增加一避障模块216，所述避障模块216连接所述控制模块。所述避障模块216用于判断行驶过程中的是否存在障碍以及输出避障信号；具体来说，所述避障模块216包括前后左右4个方向的避障传感器（其中，所述避障传感器可以为红外传感器或超声波传感器等一类避障传感器），将避障信号传输至所述的控制模块的GPIO输入单元。

本申请还提供了一种所述的基于语音识别的移动伺服平台的语音控制方法，如图2所示，所述方法包括以下步骤：

S1、声源定位模块接收用户的呼叫指令、判断用户的方位以及输出方位信号，并将所述输出方位信号发送至信号处理模块进行处理；

S2、语音识别模块执行用户语音指令的识别以及输出识别信号，并通过串口通信模块和所述控制模块进行数据传输；

S3、控制模块采集相连接的各个模块的输出信号以及处理相应的控制算法，并输出控制信号到所述电机驱动模块；

S4、所述电机驱动模块根据控制信号控制电机执行相应转动，使运动转向架牵引所述基于语音识别的移动伺服平台行进。

因其具体工作流程都已经在上述模块功能介绍中做了详细表述，这里就不再一一赘述了。

综上所述，本发明公开了一种基于语音识别的移动伺服平台及语音控制方法，其中，所述基于语音识别的移动伺服平台包括相互连接的控制系统和运动转向架，所述控制系统进一步包括声源定位模块、信号处理模块、语音识别模块、串口通信模块、控制模块、电机驱动模块和电源模块，所述电源模块分别与所述控制系统中的声源定位模块、语音识别模块和电机驱动模块相连接；所述控制模块分别与所述信号处理模块、串口通信模块、电机驱动模块和电源模块相连接；所述声源定位模块连接信号处理模块，所述串口通信模块连接语音识别模块。从而实现了用户通过呼叫，所述移动伺服平台便可自动从安放位置行驶到用户身边，且所述基于语音识别的移动伺服平台具有操作简单、应用领域广泛、市场前景广阔等优点。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，比如改变控制模块的型号、第一、第二拾音器的个数等，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1. 一种基于语音识别的移动伺服平台， 其特征在于，包括：控制系统和牵引所述基于语音识别的移动伺服平台行进的运动转向架，所述控制系统连接运动转向架；

其中，所述控制系统包括： 

声源定位模块, 用于接收用户的呼叫指令、判断用户的方位以及输出方位信号;

信号处理模块，用于处理所述声源定位模块的输出方位信号；

语音识别模块，用于执行用户语音指令的识别以及输出识别信号；

串口通信模块，用于所述语音识别模块和所述控制模块的数据传输；

控制模块，用于采集相连接的各个模块的输出信号以及处理相应的控制算法，并输出对所述电机驱动模块的控制信号；

电机驱动模块，用于根据控制信号控制电机执行相应转动；

电源模块，用于提供电能；

所述电源模块分别与所述控制系统中的声源定位模块、语音识别模块和电机驱动模块相连接；所述控制模块分别与所述信号处理模块、串口通信模块、电机驱动模块和和电源模块相连接；所述声源定位模块连接信号处理模块，所述串口通信模块连接语音识别模块。

2.根据权利要求1所述的基于语音识别的移动伺服平台，其特征在于，所述控制系统还包括：

避障模块，用于判断行驶过程中的是否存在障碍以及输出避障信号；

所述避障模块连接所述控制模块。

3.根据权利要求1或2所述的基于语音识别的移动伺服平台，其特征在于，所述控制系统还包括：

无线充电模块，用于给所述电源模块进行无线充电；

所述无线充电模块连接所述电源模块。

4.根据权利要求1所述的基于语音识别的移动伺服平台，其特征在于，所述控制模块为数字信号处理器。

5.根据权利要求1所述的基于语音识别的移动伺服平台，其特征在于，所述声源定位模块包括4个第一拾音器，所述第一拾音器用于将声音信号转化为4路电压信号，并传输至所述的信号处理模块。

6.根据权利要求1所述的基于语音识别的移动伺服平台，其特征在于，所述语音识别模块包括一第二拾音器和一语音识别芯片，所述语音识别模块利用第二拾音器采集用户的语音指令，然后传输至语音识别芯片进行语音识别算法处理转化成语音控制信号，最后传输至所述串口通信模块。

7.根据权利要求2所述的基于语音识别的移动伺服平台，其特征在于，所述避障模块进一步包括前后左右4个方向的避障传感器。

8.一种权利要求1所述的基于语音识别的移动伺服平台的语音控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

ST1、声源定位模块接收用户的呼叫指令、判断用户的方位以及输出方位信号，并将所述输出方位信号发送至信号处理模块进行处理；

ST2、语音识别模块执行用户语音指令的识别以及输出识别信号，并通过串口通信模块和所述控制模块进行数据传输；

ST3、控制模块采集相连接的各个模块的输出信号以及处理相应的控制算法，并输出控制信号到所述电机驱动模块；

ST4、所述电机驱动模块根据控制信号控制电机执行相应转动，使运动转向架牵引所述基于语音识别的移动伺服平台行进。

Images