一種學習型智能家庭社交機器人系統和方法
【專利摘要】本發明屬于機器人【技術領域】，提供了一種學習型智能家庭社交機器人系統和方法，包括人機接口模塊、主控制器、環境監測模塊、機器人定位模塊、電機驅動模塊、視覺模塊、語音模塊、數據存儲模塊、無線數據傳輸模塊、電源管理模塊和觸摸式游戲平臺，除主控制器外的所有模塊都與主控制器相連接，其特征在于，語音模塊還包括：語音輸入模塊、特定人物的學習型語音識別模塊、特定人物的學習型語義解析模塊、特定人物的學習型應答語句生成模塊和特定人物的學習型語音合成模塊，觸摸式游戲平臺還包括特定人物的學習型出牌模塊。本發明實現了對全體家庭成員的語音識別，具有通過學習發出與被模仿的人高度一致的聲音，實現與人聊天、打牌、實現互動的優點。
【專利說明】
一種學習型智能家庭社交機器人系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于機器人【技術領域】，特別涉及一種具有打牌和聊天功能的學習型智能家庭社交機器人系統和方法。
【背景技術】
[0002]隨著人們生活水平的不斷提高，以及機器人技術的不斷進步，機器人進入家庭已經成為可能。現在從事機器人商用化的公司大多是將機器人作為教學器具，應用于教學。但是，此類機器人通常作為學校進行C語言培訓、電子電路教學的輔助工具，對用戶的能力要求較高，因此面向的學生大多是高中以上的在校生。目前，市場上出現了一些家用機器人，例如除草機器人、搬用機器人、清潔機器人。國內市場上銷售的用于家庭的機器人產品是一種稱為清潔機器人的智能吸塵器，它主要承擔家居環境的清潔工作。此類機器人主要承擔一些家庭生活中的繁瑣，或是重復性的事情，其功能單一，智能化程度較低。除了能給用戶提供特定的服務外(如掃地)，沒有任何附加值，也沒有升級換代的可能。
[0003]當今智能機器人的發展，如日本軟銀公司將在2015年2月發售的“P印per”機器人，已經初步具備了語音識別、發聲說話的功能。但是，以目前的技術水準，機器人無法實現應對所有人而不發生語音識別錯誤、所答非所問的情況，不能夠代替子女與父母聊天，也不能代替子女與父母進行打牌等娛樂項目，無法實現排解父母寂寞的目的。
[0004]因此，機器人【技術領域】急需一種在家庭范圍內實現對全體家庭成員的語音識別，能夠通過學習發出與被模仿的人高度一致的聲音，能夠實現與人聊天、實現互動的學習型智能家庭社交機器人系統和方法。
【發明內容】
[0005]本發明提供了一種學習型智能家庭社交機器人系統和方法，技術方案如下:
[0006]一種學習型智能家庭社交機器人系統，包括人機接口模塊、主控制器、環境監測模塊、機器人定位模塊、電機驅動模塊、視覺模塊、語音模塊、數據存儲模塊、無線數據傳輸模塊、電源管理模塊和觸摸式游戲平臺，并且人機接口模塊、環境監測模塊、機器人定位模塊、電機驅動模塊、視覺模塊、語音模塊、數據存儲模塊、無線數據傳輸模塊、電源管理模塊和觸摸式游戲平臺都與主控制器相連接，其特征在于，語音模塊還包括:語音輸入模塊、特定人物的學習型語音識別模塊、特定人物的學習型語義解析模塊、特定人物的學習型應答語句生成模塊、特定人物的學習型語音合成模塊和特定人物的學習型游戲出牌模塊；
[0007]語音輸入模塊，用于接收人說話的聲音；
[0008]特定人物的學習型語音識別模塊包括聲紋識別模塊、基礎型語音識別模塊、語音識別比較模塊和輸出語音模塊，并且聲紋識別模塊分別與語音輸入模塊、基礎型語音識別模塊相連接，語音識別比較模塊分別與基礎型語音識別模塊、輸出語音模塊相連接，輸出語音模塊和語音識別比較模塊都與主控制器相連接；
[0009]特定人物的學習型語義解析模塊包括基礎型語義解析模塊、語義解析比較模塊和輸出語義模塊，并且基礎型語義解析模塊分別與輸出語音模塊、語義解析比較模塊相連接，輸出語義模塊與語義解析比較模塊相連接，語義解析比較模塊和輸出語義模塊都與主控制器相連接；
[0010]特定人物學習型應答語句生成模塊包括基礎型應答語句生成模塊、應答語句比較模塊和輸出應答語句模塊，并且基礎型應答語句生成模塊分別與輸出語義模塊、應答語句比較模塊相連接，輸出應答語句模塊與應答語句比較模塊相連接，應答語句比較模塊和輸出應答語句模塊都與主控制器相連接；
[0011]特定人物學習型語音合成模塊包括基礎型語音合成模塊、合成語音比較模塊和輸出合成語音模塊，并且基礎型語音合成模塊分別與輸出應答語句模塊、合成語音比較模塊相連接，輸出合成語音模塊與合成語音比較模塊相連接，合成語音比較模塊和輸出合成語音模塊都與主控制器相連接；
[0012]如上所述的一種學習型智能家庭社交機器人系統，其中，觸摸式游戲平臺還包括:特定人物的學習型游戲出牌模塊，由基礎型游戲出牌模塊、出牌比較模塊和輸出出牌模塊組成，并且出牌比較模塊分別與基礎型游戲出牌模塊、輸出出牌模塊和主控制器相連接，輸出出牌模塊與主控制器相連接。
[0013]一種學習型智能家庭社交機器人系統的使用方法，其中，包括如下步驟:
[0014]步驟一:通過語音輸入模塊采集家庭成員的語音信息；
[0015]步驟二:語音輸入模塊將采集到的語音信息傳遞給聲紋識別模塊實施聲紋識別，如果不是事先進行過聲紋登錄的家庭成員，則聲紋識別模塊無法識別聲音信息，則依次傳遞給基礎型語音識別模塊和基礎型語音合成模塊，由基礎型語音合成模塊發出機器人的聲音；如果是事先進行過聲紋登錄的家庭成員的語音信息，則通過識別，進而執行步驟三；
[0016]步驟三:將通過聲紋識別模塊識別的語音信息一方面傳遞給主控制器，主控制器再傳遞給數據存儲模塊，通過數據存儲模塊將成員的語音信息存儲到對應成員名下，另一方面通過基礎型語音識別模塊根據聲學特征數據對成員的語音進行分析，將聲音轉換成對應的文字，得到初步識別結果；
[0017]步驟四:基礎型語音識別模塊將初步識別結果傳遞給語音識別比較模塊，語音識別比較模塊通過主控制器調取數據存儲模塊內該成員歷史識別成功的語音轉換成文字的記錄，將歷史識別成功的記錄與本次初步識別結果進行比較，如果一致，則通過輸出語音模塊輸出語音對應文字的初步識別結果，如果不一致，則執行步驟五；
[0018]步驟五:語音識別比較模塊將初步識別結果與歷史識別失敗的語音記錄進行比較，如一致，則傳遞給主控制器一個與歷史識別失敗的語音記錄相一致的信號，主控制器隨即命令語音輸入模塊重新采集成員的語音信息，重復步驟一至四，如果仍與歷史識別失敗的語音記錄不一致，則輸出語音識別結果，并將識別出的新的語音識別結果傳遞給主控制器，通過主控制器傳遞給數據存儲模塊，進行存儲，如果仍與歷史識別失敗的語音記錄一致，則停止識別工作，主控制器隨即請求人工對語音識別結果進行修正；
[0019]步驟六，將步驟五中由輸出語音模塊輸出的文字結果傳遞給基礎型語音合成模塊，基礎型語音合成模塊根據具體文字的語音，再將文字轉換成發音人的語音，由輸出合成語音模塊發出聲音，得到初步語音合成結果；
[0020]步驟七，基礎型語音合成模塊將初步語音合成結果傳遞給合成語音比較模塊，合成語音比較模塊通過主控制器調取數據存儲模塊內該成員歷史語音合成成功的語音記錄，將語音合成成功的語音記錄與本次初步語音合成結果進行比較，如果一致，則輸出初步語音合成結果的聲音，如果不一致，則執行步驟八；
[0021]步驟八，合成語音比較模塊將初步語音合成結果與歷史語音合成失敗的語音記錄進行比較，如果找到了相同的結果，則合成語音比較模塊傳遞給主控制器一個與歷史語音合成失敗的語句記錄相一致的信號，主控制器隨即請求人工對語音合成進行修正，如果沒有找到相同的結果，則直接輸出語音合成結果，并將新的語音合成結果傳遞給主控制器，通過主控制器傳遞給數據存儲模塊，進行存儲；
[0022]步驟九，通過不斷的重復上述步驟，不斷的使數據存儲模塊內存儲的特定成員的語音合成的聲音與發音人真正的語音越來越像，最后在不斷的學習、進步的情況下能夠發出與發音人一模一樣的聲音。
[0023]如上所述的一種學習型智能家庭社交機器人系統的使用方法，其中，還包括:步驟十至十三，通過每天記錄的特定成員的說話記錄，時時分析、學習該成員說話時的語義特征，進而逐步積累、提高對該成員說話語義特征的解析準確度，具體實施步驟如下:
[0024]步驟十，將步驟五中由輸出語音模塊輸出的文字識別結果傳遞給基礎型語義解析模塊，基礎型語義解析模塊根據具體詞語的語義對成員的語句進行分析，得到初步解析結果;
[0025]步驟十一，基礎型語義解析模塊將初步解析結果傳遞給語義解析比較模塊，語義解析比較模塊通過主控制器調取數據存儲模塊內該成員歷史解析成功的語義記錄，將歷史解析成功的語義記錄與本次初步解析結果進行比較，如果一致，則由輸出語義解析模塊輸出語義初步解析結果，如果不一致，則執行步驟十二 ；
[0026]步驟十二，語義解析比較模塊將初步解析結果與歷史解析失敗的語義記錄進行比較，如果找到了相同的結果，則語義解析比較模塊傳遞給主控制器一個與歷史解析失敗的語義記錄相一致的信號，主控制器隨即請求人工對語義進行修正，如果沒有找到相同的結果，則由輸出語義解析模塊直接輸出語義解析結果，并將解析出的新的語義解析結果傳遞給主控制器，通過主控制器傳遞給數據存儲模塊，進行存儲；
[0027]步驟十三，重復步驟六至九的過程，通過不斷的重復上述步驟，不斷的使數據存儲模塊內存儲的特定成員的語義信息與其真正語義非常相似，不斷的學習、進步，最后能夠發出與發音人一模一樣的聲音和語句。
[0028]如上所述的一種學習型智能家庭社交機器人系統的使用方法，其中，還包括:步驟十四至十七，通過每天記錄的特定成員的說話記錄，時時分析、學習該成員的口語應答的特征，并且在特定人物的學習型語義解析模塊的幫助下，逐步積累、生成該成員在各種場合的口語應答語句，具體實施步驟如下:
[0029]步驟十四，主控制器從數據存儲模塊內調取需要做出應答的另一家庭成員的聲音和應答語句信息，然后將步驟十二中由輸出語義解析模塊直接輸出的語義解析結果傳遞給基礎型應答語句生成模塊，基礎型應答語句生成模塊根據具體語句的語義對成員的語句進行分析，得到初步應答語句結果；
[0030]步驟十五，基礎型應答語句生成模塊將初步應答語句結果傳遞給應答語句生成比較模塊，應答語句生成比較模塊通過主控制器調取數據存儲模塊內該成員歷史應答成功的語句記錄，將歷史應答成功的語句記錄與本次初步應答語句結果進行比較，如果一致，則由輸出應答語句生成模塊輸出初步應答語句結果；
[0031]步驟十六，如果不一致，應答語句生成比較模塊將初步應答語句結果與歷史應答失敗的語句記錄進行比較，如果找到了相同的結果，則應答語句生成比較模塊傳遞給主控制器一個與歷史應答失敗的語句記錄相一致的信號，主控制器隨即請求人工對應答語句進行修正，如果沒有找到相同的結果，則由輸出語義解析模塊直接輸出語義解析結果直接輸出應答語句結果，并將新的應答語句結果傳遞給主控制器，通過主控制器傳遞給數據存儲模塊，進行存儲；
[0032]步驟十七，重復步驟六至九的過程，不斷的重復上述步驟，不斷的使數據存儲模塊內存儲的特定成員的應答語句信息與其真正的對話非常相似，最后在不斷的學習、進步的情況下能夠非常準確的發出扮演的家庭成員角色的聲音，并能夠與發音人進行流利的交流和應答。
[0033]如上所述的一種學習型智能家庭社交機器人系統的使用方法，其中，還包括:步驟十八至二十一，通過觸摸式游戲平臺內的基礎型游戲出牌模塊、出牌比較模塊、輸出出牌模塊和主控制器、視覺模塊和數據存儲模塊的配合使用，每天記錄該成員的游戲出牌記錄、動作，時時分析、學習該成員的游戲出牌的特征，進而逐步積累、提高對該成員游戲出牌準確度，最后能夠代替特定成員進行打牌，具體步驟如下:
[0034]步驟十八，當游戲出牌者是扮演家庭成員的學習型智能家庭社交機器人時，學習型智能家庭社交機器人通過觸摸式游戲平臺內的基礎型游戲出牌模塊讀取出牌人的具體牌面，并結合出牌規則進行分析，得到初步出牌結果；
[0035]步驟十九，基礎型游戲出牌模塊將初步出牌結果傳遞給出牌比較模塊，出牌比較模塊通過主控制器調取數據存儲模塊內該成員歷史出牌記錄，將歷史出牌記錄與本次初步出牌結果進行比較，如果手持牌和打出牌都一致，則由輸出出牌模塊輸出初步出牌結果；
[0036]步驟二十，如果手持牌一致，打出牌不一致，則選用歷史出牌記錄的打出牌作為輸出出牌結果，如果手持牌不一致、打出牌一致，則選用初步出牌結果的打出牌作為輸出出牌結果，并將輸出出牌結果傳遞給主控制器，通過主控制器傳遞給數據存儲模塊，進行存儲；
[0037]步驟二十一，通過語音模塊和觸摸式游戲平臺的結合運用，不斷的使數據存儲模塊內存儲的特定成員的出牌信息與其真正代替的人的打牌習慣非常相似，最后在不斷的學習、進步的情況下能夠非常準確的發出扮演的家庭成員角色的聲音，在能夠與發音人進行流利的交流、應答的同時，打出滿足被代替的打牌人習慣的牌。
[0038]本發明的有益效果:
[0039]1.本發明增加了語音識別比較模塊，通過和基礎型語音識別模塊的配合使用，不斷的學習、進步，能夠發出與特定成員一模一樣的聲音，聲音更加形象，更加排解對親人的思念。
[0040]2.本發明增加了語義解析比較模塊，通過與基礎型語義解析模塊的配合使用，不斷的學習、進步，能夠理解特定家庭成員語句的語義，并能發出與特定成員一模一樣的語句，更加準確，具有更加廣泛的適用性。
[0041]3.本發明增加了應答語句比較模塊，通過與基礎型應答語句生成模塊的配合使用，不斷的學習、進步，能夠完全理解特定家庭成員語句的語義，并做出另一特定家庭成員獨有的應答，實現無障礙交流，具有更好的溝通效果，具有更加廣泛的適用性。
[0042]4.本發明增加了合成語音比較模塊，通過與基礎型語音合成模塊的配合使用，不斷的學習、進步，能夠完全理解語句的語義，并通過與特定家庭成員即被模仿的人一模一樣的聲音做出應答，能夠實現代替子女陪在父母等身邊的效果，很好的解決了父母和子女分別兩地，使老人不再孤單，具有更加廣泛的適用性。
[0043]5.本發明增加了出牌比較模塊，通過與基礎型游戲出牌模塊的配合使用，不斷的學習、進步，能夠完全模擬特定成員出牌習慣，具有更好的溝通效果，具有更加廣泛的適用性。本發明增加的這些模塊，能夠實現代替子女陪在父母等身邊的效果，很好的解決了父母和子女分別兩地，使老人不再孤單，具有更加廣泛的適用性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0044]下面結合附圖和【具體實施方式】來詳細說明本發明:
[0045]圖1是本發明一種學習型智能家庭社交機器人系統的結構示意圖。
[0046]圖2是本發明的語音模塊的結構示意圖。
[0047]圖3是本發明的觸摸式游戲平臺的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0048]為了使本發明技術實現的措施、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。
[0049]圖1是本發明一種學習型智能家庭社交機器人系統的結構示意圖。
[0050]如圖1所示，一種學習型智能家庭社交機器人系統，包括人機接口模塊1、主控制器2、環境監測模塊3、機器人定位模塊4、電機驅動模塊5、視覺模塊6、語音模塊7、數據存儲模塊8、無線數據傳輸模塊9、電源管理模塊10、觸摸式游戲平臺11，并且人機接口模塊1、環境監測模塊3、機器人定位模塊4、電機驅動模塊5、視覺模塊6、語音模塊7、數據存儲模塊8、無線數據傳輸模塊9、電源管理模塊10和觸摸式游戲平臺11都與主控制器2相連接；
[0051]圖2是本發明的語音模塊的結構示意圖。
[0052]如圖2所示，語音模塊7還包括:語音輸入模塊71、特定人物的學習型語音識別模塊72、特定人物的學習型語義解析模塊73、特定人物的學習型應答語句生成模塊74、特定人物的學習型語音合成模塊75和特定人物的學習型游戲出牌模塊76 ；
[0053]語音輸入模塊71,用于接收人說話的聲音；
[0054]特定人物的學習型語音識別模72是指在確定家庭成員后，為每一位家庭成員新創建的學習型語音識別模塊，包括聲紋識別模塊721、基礎型語音識別模塊722、語音識別比較模塊723和輸出語音模塊724，并且聲紋識別模塊721分別與語音輸入模塊71、基礎型語音識別模塊722相連接，語音識別比較模塊723分別與基礎型語音識別模塊722、輸出語音模塊724相連接，輸出語音模塊724和語音識別比較模塊723都與主控制器2相連接；
[0055]特定人物的學習型語義解析模塊73是指在確定家庭成員后，為每一位家庭成員新創建的學習型語義解析模塊，包括基礎型語義解析模塊731、語義解析比較模塊732和輸出語義模塊733，并且基礎型語義解析模塊731分別與輸出語音模塊724、語義解析比較模塊732相連接，輸出語義模塊733與語義解析比較模塊732相連接，語義解析比較模塊732和輸出語義模塊733都與主控制器2相連接；
[0056]特定人物學習型應答語句生成模塊74是指在確定家庭成員后，為每一位家庭成員新創建的學習型口語應答語句生成模塊，包括基礎型應答語句生成模塊741、應答語句比較模塊742和輸出應答語句模塊743，并且基礎型應答語句生成模塊741與輸出語義模塊733、應答語句比較模塊742相連接，輸出應答語句模塊743與應答語句比較模塊742相連接，應答語句比較模塊742和輸出應答語句模塊743都與主控制器2相連接；
[0057]特定人物學習型語音合成模塊75是指在確定家庭成員后，為每一位家庭成員新創建的學習型聲音特征輸出模塊，包括基礎型語音合成模塊751、合成語音比較模塊752和輸出合成語音模塊753，并且基礎型語音合成模塊751分別與輸出應答語句模塊743、合成語音比較模塊752相連接，輸出合成語音模塊753與合成語音比較模塊752相連接，合成語音比較模塊752和輸出合成語音模塊753都與主控制器2相連接；
[0058]圖3是本發明的觸摸式游戲平臺的結構示意圖，如圖3所示，觸摸式游戲平臺11還包括:特定人物的學習型游戲出牌模塊111，由基礎型游戲出牌模塊1111、出牌比較模塊1112和輸出出牌模塊1113組成，并且出牌比較模塊1112分別與基礎型游戲出牌模塊1111、輸出出牌模塊1113和主控制器2相連接，輸出出牌模塊1113與主控制器2相連接。
[0059]一種學習型智能家庭社交機器人系統的使用方法，其中，包括如下步驟:
[0060]步驟一:通過語音輸入模塊采集家庭成員的語音信息；
[0061]步驟二:語音輸入模塊將采集到的語音信息傳遞給聲紋識別模塊實施聲紋識別，如果不是事先進行過聲紋登錄的家庭成員，則聲紋識別模塊無法識別聲音信息，則依次傳遞給基礎型語音識別模塊和基礎型語音合成模塊，由基礎型語音合成模塊發出機器人的聲音；如果是事先進行過聲紋登錄的家庭成員的語音信息，則通過識別，進而執行步驟三；
[0062]步驟三:將通過聲紋識別模塊識別的語音信息一方面傳遞給主控制器，主控制器再傳遞給數據存儲模塊，通過數據存儲模塊將成員的語音信息存儲到對應成員名下，另一方面通過基礎型語音識別模塊根據聲學特征數據對成員的語音進行分析，將聲音轉換成對應的文字，得到初步識別結果；
[0063]步驟四:基礎型語音識別模塊將初步識別結果傳遞給語音識別比較模塊，語音識別比較模塊通過主控制器調取數據存儲模塊內該成員歷史識別成功的語音轉換成文字的記錄，將歷史識別成功的記錄與本次初步識別結果進行比較，如果一致，則通過輸出語音模塊輸出語音對應文字的初步識別結果，如果不一致，則執行步驟五；
[0064]步驟五:語音識別比較模塊將初步識別結果與歷史識別失敗的語音記錄進行比較，如一致，則傳遞給主控制器一個與歷史識別失敗的語音記錄相一致的信號，主控制器隨即命令語音輸入模塊重新采集成員的語音信息，重復步驟一至四，如果仍與歷史識別失敗的語音記錄不一致，則輸出語音識別結果，并將識別出的新的語音識別結果傳遞給主控制器，通過主控制器傳遞給數據存儲模塊，進行存儲，如果仍與歷史識別失敗的語音記錄一致，則停止識別工作，主控制器隨即請求人工對語音識別結果進行修正；
[0065]步驟六，將步驟五中由輸出語音模塊輸出的文字結果傳遞給基礎型語音合成模塊，基礎型語音合成模塊根據具體文字的語音，再將文字轉換成發音人的語音，由輸出合成語音模塊發出聲音，得到初步語音合成結果；
[0066]步驟七，基礎型語音合成模塊將初步語音合成結果傳遞給合成語音比較模塊，合成語音比較模塊通過主控制器調取數據存儲模塊內該成員歷史語音合成成功的語音記錄，將語音合成成功的語音記錄與本次初步語音合成結果進行比較，如果一致，則輸出初步語音合成結果的聲音，如果不一致，則執行步驟八；
[0067]步驟八，合成語音比較模塊將初步語音合成結果與歷史語音合成失敗的語音記錄進行比較，如果找到了相同的結果，則合成語音比較模塊傳遞給主控制器一個與歷史語音合成失敗的語句記錄相一致的信號，主控制器隨即請求人工對語音合成進行修正，如果沒有找到相同的結果，則直接輸出語音合成結果，并將新的語音合成結果傳遞給主控制器，通過主控制器傳遞給數據存儲模塊，進行存儲；
[0068]步驟九，通過不斷的重復上述步驟，不斷的使數據存儲模塊內存儲的特定成員的語音合成的聲音與發音人真正的語音越來越像，最后在不斷的學習、進步的情況下能夠發出與發音人一模一樣的聲音。
[0069]進一步地，還包括:步驟十至十三，通過每天記錄的特定成員的說話記錄，時時分析、學習該成員說話時的語義特征，進而逐步積累、提高對該成員說話語義特征的解析準確度，具體實施步驟如下:
[0070]步驟十，將步驟五中由輸出語音模塊輸出的文字識別結果傳遞給基礎型語義解析模塊，基礎型語義解析模塊根據具體詞語的語義對成員的語句進行分析，得到初步解析結果;
[0071]步驟十一，基礎型語義解析模塊將初步解析結果傳遞給語義解析比較模塊，語義解析比較模塊通過主控制器調取數據存儲模塊內該成員歷史解析成功的語義記錄，將歷史解析成功的語義記錄與本次初步解析結果進行比較，如果一致，則由輸出語義解析模塊輸出語義初步解析結果，如果不一致，則執行步驟十二 ；
[0072]步驟十二，語義解析比較模塊將初步解析結果與歷史解析失敗的語義記錄進行比較，如果找到了相同的結果，則語義解析比較模塊傳遞給主控制器一個與歷史解析失敗的語義記錄相一致的信號，主控制器隨即請求人工對語義進行修正，如果沒有找到相同的結果，則由輸出語義解析模塊直接輸出語義解析結果，并將解析出的新的語義解析結果傳遞給主控制器，通過主控制器傳遞給數據存儲模塊，進行存儲；
[0073]步驟十三，重復步驟六至九的過程，通過不斷的重復上述步驟，不斷的使數據存儲模塊內存儲的特定成員的語義信息與其真正語義非常相似，不斷的學習、進步，最后能夠發出與發音人一模一樣的聲音和語句。
[0074]進一步地，還包括:步驟十四至十七，通過每天記錄的特定成員的說話記錄，時時分析、學習該成員的口語應答的特征，并且在特定人物的學習型語義解析模塊的幫助下，逐步積累、生成該成員在各種場合的口語應答語句，具體實施步驟如下:
[0075]步驟十四，主控制器從數據存儲模塊內調取需要做出應答的另一家庭成員的聲音和應答語句信息，然后將步驟十二中由輸出語義解析模塊直接輸出的語義解析結果傳遞給基礎型應答語句生成模塊，基礎型應答語句生成模塊根據具體語句的語義對成員的語句進行分析，得到初步應答語句結果；
[0076]步驟十五，基礎型應答語句生成模塊將初步應答語句結果傳遞給應答語句生成比較模塊，應答語句生成比較模塊通過主控制器調取數據存儲模塊內該成員歷史應答成功的語句記錄，將歷史應答成功的語句記錄與本次初步應答語句結果進行比較，如果一致，則由輸出應答語句生成模塊輸出初步應答語句結果；
[0077]步驟十六，如果不一致，應答語句生成比較模塊將初步應答語句結果與歷史應答失敗的語句記錄進行比較，如果找到了相同的結果，則應答語句生成比較模塊傳遞給主控制器一個與歷史應答失敗的語句記錄相一致的信號，主控制器隨即請求人工對應答語句進行修正，如果沒有找到相同的結果，則由輸出語義解析模塊直接輸出語義解析結果直接輸出應答語句結果，并將新的應答語句結果傳遞給主控制器，通過主控制器傳遞給數據存儲模塊，進行存儲；
[0078]步驟十七，重復步驟六至九的過程，不斷的重復上述步驟，不斷的使數據存儲模塊內存儲的特定成員的應答語句信息與其真正的對話非常相似，最后在不斷的學習、進步的情況下能夠非常準確的發出扮演的家庭成員角色的聲音，并能夠與發音人進行流利的交流和應答。
[0079]進一步地，還包括:步驟十八至二十一，通過觸摸式游戲平臺內的基礎型游戲出牌模塊、出牌比較模塊、輸出出牌模塊和主控制器、視覺模塊和數據存儲模塊的配合使用，每天記錄該成員的游戲出牌記錄、動作，時時分析、學習該成員的游戲出牌的特征，進而逐步積累、提高對該成員游戲出牌準確度，最后能夠代替特定成員進行打牌，具體步驟如下:
[0080]步驟十八，當游戲出牌者是扮演家庭成員的學習型智能家庭社交機器人時，學習型智能家庭社交機器人通過觸摸式游戲平臺內的基礎型游戲出牌模塊讀取出牌人的具體牌面，并結合出牌規則進行分析，得到初步出牌結果；
[0081]步驟十九，基礎型游戲出牌模塊將初步出牌結果傳遞給出牌比較模塊，出牌比較模塊通過主控制器調取數據存儲模塊內該成員歷史出牌記錄，將歷史出牌記錄與本次初步出牌結果進行比較，如果手持牌和打出牌都一致，則由輸出出牌模塊輸出初步出牌結果；
[0082]步驟二十，如果手持牌一致，打出牌不一致，則選用歷史出牌記錄的打出牌作為輸出出牌結果，如果手持牌不一致、打出牌一致，則選用初步出牌結果的打出牌作為輸出出牌結果，并將輸出出牌結果傳遞給主控制器，通過主控制器傳遞給數據存儲模塊，進行存儲；
[0083]步驟二十一，通過語音模塊和觸摸式游戲平臺的結合運用，不斷的使數據存儲模塊內存儲的特定成員的出牌信息與其真正代替的人的打牌習慣非常相似，最后在不斷的學習、進步的情況下能夠非常準確的發出扮演的家庭成員角色的聲音，在能夠與發音人進行流利的交流、應答的同時，打出滿足被代替的打牌人習慣的牌。
[0084]下面結合具體實施例對本發明進行具體闡述:
[0085]場景:打麻將，家庭成員:扮演甲的學習型智能家庭社交機器人、甲父、甲母、學習型智能家庭社交機器人；
[0086]準備工作:學習型智能機器人已在家庭成員甲的身邊學習了半年時間，通過特定人物的學習型語音識別模塊、特定人物的學習型語義解析模塊、特定人物的學習型應答語句生成模塊和特定人物的學習型語音合成模塊的學習，經甲測定合格后，送回到甲父、甲母的身邊，由學習型智能家庭社交機器人代替甲和父母打牌、游戲及對話聊天；打麻將前觸摸式游戲平臺已經事先與家庭成員的智能手機間實現了無線通訊設定；
[0087]開始打麻將:
[0088]扮演甲的學習型智能家庭社交機器人自動打開全體家庭成員的文字、語音、視頻記錄及數據存儲模塊開始對打麻將、聊天的全過程進行錄音；
[0089]甲母說:“今天打麻將吧”；
[0090]扮演甲的學習型智能家庭社交機器人:首先采用語音輸入模塊采集甲母的語音信息，然后啟動聲紋識別模塊進行識別，即判斷出說話人是甲母；啟動甲母的學習型語音識別模塊，正確識別了這句話是:“今天打麻將吧”；然后啟動甲母的學習型語義解析模塊，解析出具體的語義；然后，啟動甲的的學習型應答語句生成模塊，生成應答語句，通過甲的學習型語音合成模塊將甲的聲音和應答語句結合，說:“爸，把麻將拿過來”;
[0091]甲父:“麻將拿過來了，我們開始吧”；
[0092]另一學習型智能家庭社交機器人，已經和甲父、甲母學習了一段時間，能夠很好的識別甲父、甲母的語音，他與“扮演甲的學習型智能家庭社交機器人”的區別是沒有扮演特定人物，說話聲音是普通的機器人聲音，只要具有打麻將功能就可以了 ；
[0093]開始打麻將了。首先，在觸摸式游戲平臺11上的擲色子按鈕，進行擲色子操作，并在觸摸式游戲平臺11上面顯示出整個擲色子過程，進而確定了指定參加游戲的家庭成員所在相互位置；然后，點擊觸摸式游戲平臺上的發牌按鈕，觸摸式游戲平臺11就會選擇好的發牌順序按照指定的順序依次發牌；
[0094]扮演甲的學習型智能家庭社交機器人通過基礎型游戲出牌模塊1111，可以控制甲父、甲母的智能手機，以及學習型智能家庭社交機器人的出牌先后順序，現在扮演甲的學習型智能家庭社交機器人的基礎型游戲出牌模塊1111上的出牌鍵顯示活性，表明由扮演甲的學習型智能家庭社交機器人出牌，首先通過觸摸式游戲平臺11內的基礎型游戲出牌模塊1111讀取出牌人的具體牌面，并結合出牌規則進行分析，將初步出牌結果傳遞給出牌比較模塊1112，出牌比較模塊1112通過主控制器2調取數據存儲模塊8內家庭成員甲的歷史出牌記錄，將歷史出牌記錄與本次初步出牌結果進行比較，最后由輸出出牌模塊1113輸出麻將牌“九條”，并在觸摸式游戲平臺11上顯示麻將牌“九條”;輪到甲母出牌，甲母通過智能手機吃牌，再通過觸摸式游戲平臺11與家庭成員智能手機間實現無線通訊，吃到的七八九條排列在觸摸式游戲平臺11靠近甲母的一側，與此同時，甲母說:“吃，出六條”，然后甲母打出“六條”，麻將牌“六條”通過與手機無線連接的觸摸式游戲平臺11飛到觸摸式游戲平臺11中；然后，輪到未扮演任何角色的學習型智能家庭社交機器人出牌，通過觸摸式游戲平臺內的基礎型游戲出牌模塊讀取出牌人的具體牌面，并結合出牌規則進行分析，進行以滿足麻將規則形式的吃牌和出牌，最后觸摸式游戲平臺11上顯示出牌結果，然后輪到甲父出牌，與甲母的出牌過程一致，重復上述步驟，完成打牌游戲。
[0095]本發明增加了語音識別比較模塊，通過和基礎型語音識別模塊的配合使用，不斷的學習、進步，能夠發出與特定成員一模一樣的聲音，聲音更加形象，更加排解對親人的思念。
[0096]本發明增加了語義解析比較模塊，通過與基礎型語義解析模塊的配合使用，不斷的學習、進步，能夠理解特定成員語句的語義，并能發出與特定成員一模一樣的語句，更加準確，具有更加廣泛的適用性。
[0097]本發明增加了應答語句比較模塊，通過與基礎型應答語句生成模塊的配合使用，不斷的學習、進步，能夠完全理解特定成員語句的語義，并做出特定成員的應答，實現無障礙交流，具有更好的溝通效果，具有更加廣泛的適用性。
[0098]本發明增加了合成語音比較模塊，通過與基礎型語音合成模塊的配合使用，不斷的學習、進步，能夠完全理解語句的語義，并通過與特定成員即被模仿的人一模一樣的聲音做出應答，具有更好的溝通效果，具有更加廣泛的適用性。
[0099]本發明增加了出牌比較模塊，通過與基礎型游戲出牌模塊的配合使用，不斷的學習、進步，能夠完全模擬特定成員出牌習慣，具有更好的溝通效果，具有更加廣泛的適用性；本發明增加的這些模塊，能夠實現代替子女陪在父母等身邊的效果，很好的解決了父母和子女分別兩地，使老人不再孤單，具有更加廣泛的適用性。
[0100]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
【權利要求】
1.一種學習型智能家庭社交機器人系統，其特征在于，包括:人機接口模塊、主控制器、環境監測模塊、機器人定位模塊、電機驅動模塊、視覺模塊、語音模塊、數據存儲模塊、無線數據傳輸模塊、電源管理模塊和觸摸式游戲平臺，并且人機接口模塊、環境監測模塊、機器人定位模塊、電機驅動模塊、視覺模塊、語音模塊、數據存儲模塊、無線數據傳輸模塊、電源管理模塊和觸摸式游戲平臺都與主控制器相連接，其特征在于，語音模塊還包括:語音輸入模塊、特定人物的學習型語音識別模塊、特定人物的學習型語義解析模塊、特定人物的學習型應答語句生成模塊、特定人物的學習型語音合成模塊和特定人物的學習型游戲出牌模塊； 所述語音輸入模塊，用于接收人說話的聲音； 所述特定人物的學習型語音識別模塊包括聲紋識別模塊、基礎型語音識別模塊、語音識別比較模塊和輸出語音模塊，并且所述聲紋識別模塊分別與語音輸入模塊、基礎型語音識別模塊相連接，所述語音識別比較模塊分別與基礎型語音識別模塊、輸出語音模塊相連接，所述輸出語音模塊和語音識別比較模塊都與主控制器相連接； 所述特定人物的學習型語義解析模塊包括基礎型語義解析模塊、語義解析比較模塊和輸出語義模塊，并且所述基礎型語義解析模塊分別與輸出語音模塊、語義解析比較模塊相連接，所述輸出語義模塊與語義解析比較模塊相連接，所述語義解析比較模塊和輸出語義模塊都與主控制器相連接； 所述特定人物學習型應答語句生成模塊包括基礎型應答語句生成模塊、應答語句比較模塊和輸出應答語句模塊，并且所述基礎型應答語句生成模塊分別與輸出語義模塊、應答語句比較模塊相連接，所述輸出應答語句模塊與應答語句比較模塊相連接，所述應答語句比較模塊和輸出應答語句模塊都與主控制器相連接； 所述特定人物學習型語音合成模塊包括基礎型語音合成模塊、合成語音比較模塊和輸出合成語音模塊，并且所述基礎型語音合成模塊分別與輸出應答語句模塊、合成語音比較模塊相連接，所述輸出合成語音模塊與合成語音比較模塊相連接，所述合成語音比較模塊和輸出合成語音模塊都與主控制器相連接； 所述特定人物的學習型游戲出牌模塊包括基礎型游戲出牌模塊、出牌比較模塊和輸出出牌模塊，并且基礎型游戲出牌模塊分別與出牌比較模塊和輸出合成語音模塊相連接，輸出出牌模塊與出牌比較模塊相連接，出牌比較模塊和輸出出牌模塊都與主控制器相連接。
2.根據權利要求1所述的一種學習型智能家庭社交機器人系統，其特征在于，所述觸摸式游戲平臺還包括:特定人物的學習型游戲出牌模塊，由基礎型游戲出牌模塊、出牌比較模塊和輸出出牌模塊組成，并且所述出牌比較模塊分別與基礎型游戲出牌模塊、輸出出牌模塊和主控制器相連接，所述輸出出牌模塊與主控制器相連接。
3.一種學習型智能家庭社交機器人系統的使用方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一:通過所述語音輸入模塊采集家庭成員的語音信息； 步驟二:所述語音輸入模塊將采集到的語音信息傳遞給所述聲紋識別模塊實施聲紋識另IJ，如果不是事先進行過聲紋登錄的家庭成員，則所述聲紋識別模塊無法識別聲音信息，則依次傳遞給所述基礎型語音識別模塊和基礎型語音合成模塊，由所述基礎型語音合成模塊發出機器人的聲音；如果是事先進行過聲紋登錄的家庭成員的語音信息，則通過識別，進而執行步驟三； 步驟三:將通過所述聲紋識別模塊識別的語音信息一方面傳遞給所述主控制器，所述主控制器再傳遞給數據存儲模塊，通過所述數據存儲模塊將成員的語音信息存儲到對應成員名下，另一方面通過所述基礎型語音識別模塊根據聲學特征數據對成員的語音進行分析，將聲音轉換成對應的文字，得到初步識別結果； 步驟四:所述基礎型語音識別模塊將初步識別結果傳遞給語音識別比較模塊，所述語音識別比較模塊通過主控制器調取數據存儲模塊內該成員歷史識別成功的語音轉換成文字的記錄，將歷史識別成功的記錄與本次初步識別結果進行比較，如果一致，則通過所述輸出語音模塊輸出語音對應文字的初步識別結果，如果不一致，則執行步驟五； 所述步驟五:所述語音識別比較模塊將初步識別結果與歷史識別失敗的語音記錄進行比較，如一致，則傳遞給所述主控制器一個與歷史識別失敗的語音記錄相一致的信號，主控制器隨即命令語音輸入模塊重新采集成員的語音信息，重復所述步驟一至四，如果仍與歷史識別失敗的語音記錄不一致，則輸出語音識別結果，并將識別出的新的語音識別結果傳遞給所述主控制器，通過所述主控制器傳遞給數據存儲模塊，進行存儲，如果仍與歷史識別失敗的語音記錄一致，則停止識別工作，主控制器隨即請求人工對語音識別結果進行修正； 步驟六，將所述步驟五中由輸出語音模塊輸出的文字結果傳遞給基礎型語音合成模塊，所述基礎型語音合成模塊根據具體文字的語音，再將文字轉換成發音人的語音，由所述輸出合成語音模塊發出聲音，得到初步語音合成結果； 步驟七，所述基礎型語音合成模塊將初步語音合成結果傳遞給合成語音比較模塊，所述合成語音比較模塊通過主控制器調取數據存儲模塊內該成員歷史語音合成成功的語音記錄，將語音合成成功的語音記錄與本次初步語音合成結果進行比較，如果一致，則輸出初步語音合成結果的聲音，如果不一致，則執行步驟八； 所述步驟八，所述合成語音比較模塊將初步語音合成結果與歷史語音合成失敗的語音記錄進行比較，如果找到了相同的結果，則所述合成語音比較模塊傳遞給主控制器一個與歷史語音合成失敗的語句記錄相一致的信號，所述主控制器隨即請求人工對語音合成進行修正，如果沒有找到相同的結果，則直接輸出語音合成結果，并將新的語音合成結果傳遞給所述主控制器，通過所述主控制器傳遞給數據存儲模塊，進行存儲； 步驟九，通過不斷的重復上述步驟，不斷的使數據存儲模塊內存儲的特定成員的語音合成的聲音與發音人真正的語音越來越像，最后在不斷的學習、進步的情況下能夠發出與發音人一模一樣的聲音。
4.根據權利要求3所述的一種學習型智能家庭社交機器人系統的使用方法，其特征在于，還包括:步驟十至十三，通過每天記錄的特定成員的說話記錄，時時分析、學習該成員說話時的語義特征，進而逐步積累、提高對該成員說話語義特征的解析準確度，具體實施步驟如下: 所述步驟十，將所述步驟五中由輸出語音模塊輸出的文字識別結果傳遞給基礎型語義解析模塊，所述基礎型語義解析模塊根據具體詞語的語義對成員的語句進行分析，得到初步解析結果； 所述步驟十一，所述基礎型語義解析模塊將初步解析結果傳遞給語義解析比較模塊，語義所述解析比較模塊通過主控制器調取數據存儲模塊內該成員歷史解析成功的語義記錄，將歷史解析成功的語義記錄與本次初步解析結果進行比較，如果一致，則由所述輸出語義解析模塊輸出語義初步解析結果，如果不一致，則執行步驟十二 ； 所述步驟十二，所述語義解析比較模塊將初步解析結果與歷史解析失敗的語義記錄進行比較，如果找到了相同的結果，則所述語義解析比較模塊傳遞給主控制器一個與歷史解析失敗的語義記錄相一致的信號，所述主控制器隨即請求人工對語義進行修正，如果沒有找到相同的結果，則由所述輸出語義解析模塊直接輸出語義解析結果，并將解析出的新的語義解析結果傳遞給所述主控制器，通過所述主控制器傳遞給數據存儲模塊，進行存儲； 所述步驟十三，重復所述步驟六至九的過程，通過不斷的重復上述步驟，不斷的使所述數據存儲模塊內存儲的特定成員的語義信息與其真正語義非常相似，不斷的學習、進步，最后能夠發出與發音人一模一樣的聲音和語句。
5.根據權利要求4所述的一種學習型智能家庭社交機器人系統的使用方法，其特征在于，還包括:步驟十四至十七，通過每天記錄的特定成員的說話記錄，時時分析、學習該成員的口語應答的特征，并且在所述特定人物的學習型語義解析模塊的幫助下，逐步積累、生成該成員在各種場合的口語應答語句，具體實施步驟如下: 所述步驟十四，所述主控制器從數據存儲模塊內調取需要做出應答的另一家庭成員的聲音和應答語句信息，然后將所述步驟十二中由輸出語義解析模塊直接輸出的語義解析結果傳遞給基礎型應答語句生成模塊，所述基礎型應答語句生成模塊根據具體語句的語義對成員的語句進行分析，得到初步應答語句結果； 所述步驟十五，所述基礎型應答語句生成模塊將初步應答語句結果傳遞給應答語句生成比較模塊，所述應答語句生成比較模塊通過主控制器調取數據存儲模塊內該成員歷史應答成功的語句記錄，將歷史應答成功的語句記錄與本次初步應答語句結果進行比較，如果一致，則由所述輸出應答語句生成模塊輸出初步應答語句結果； 所述步驟十六，如果不一致，所述應答語句生成比較模塊將初步應答語句結果與歷史應答失敗的語句記錄進行比較，如果找到了相同的結果，則所述應答語句生成比較模塊傳遞給主控制器一個與歷史應答失敗的語句記錄相一致的信號，所述主控制器隨即請求人工對應答語句進行修正，如果沒有找到相同的結果，則由所述輸出語義解析模塊直接輸出語義解析結果直接輸出應答語句結果，并將新的應答語句結果傳遞給所述主控制器，通過所述主控制器傳遞給數據存儲模塊，進行存儲； 所述步驟十七，重復所述步驟六至九的過程，不斷的重復上述步驟，不斷的使數據存儲模塊內存儲的特定成員的應答語句信息與其真正的對話非常相似，最后在不斷的學習、進步的情況下能夠非常準確的發出扮演的家庭成員角色的聲音，并能夠與發音人進行流利的交流和應答。
6.根據權利要求5所述的一種學習型智能家庭社交機器人系統的使用方法，其特征在于，還包括:步驟十八至二十一，通過所述觸摸式游戲平臺內的基礎型游戲出牌模塊、出牌比較模塊、輸出出牌模塊和主控制器、視覺模塊和數據存儲模塊的配合使用，每天記錄該成員的游戲出牌記錄、動作，時時分析、學習該成員的游戲出牌的特征，進而逐步積累、提高對該成員游戲出牌準確度，最后能夠代替特定成員進行打牌，具體步驟如下: 所述步驟十八，當游戲出牌者是扮演家庭成員的學習型智能家庭社交機器人時，學習型智能家庭社交機器人通過所述觸摸式游戲平臺內的基礎型游戲出牌模塊讀取出牌人的具體牌面，并結合出牌規則進行分析，得到初步出牌結果； 所述步驟十九，所述基礎型游戲出牌模塊將初步出牌結果傳遞給出牌比較模塊，所述出牌比較模塊通過主控制器調取數據存儲模塊內該成員歷史出牌記錄，將歷史出牌記錄與本次初步出牌結果進行比較，如果手持牌和打出牌都一致，則由所述輸出出牌模塊輸出初步出牌結果； 所述步驟二十，如果手持牌一致，打出牌不一致，則選用歷史出牌記錄的打出牌作為輸出出牌結果，如果手持牌不一致、打出牌一致，則選用初步出牌結果的打出牌作為輸出出牌結果，并將輸出出牌結果傳遞給所述主控制器，通過所述主控制器傳遞給數據存儲模塊，進行存儲； 所述步驟二十一，通過所述語音模塊和觸摸式游戲平臺的結合運用，不斷的使所述數據存儲模塊內存儲的特定成員的出牌信息與其真正代替的人的打牌習慣非常相似，最后在不斷的學習、進步的情況下能夠非常準確的發出扮演的家庭成員角色的聲音，在能夠與發音人進行流利的交流、應答的同時，打出滿足被代替的打牌人習慣的牌。
【文檔編號】B25J11/00GK104290097SQ201410409100
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月19日 優先權日:2014年8月19日
【發明者】白勁實 申請人:白勁實, 丘宇峰