一種語音控制擦窗機器人方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于智能家居控制領域，設及到一種利用數字語音命令識別技術完成對擦 窗機器人控制的方法，可廣泛用于高樓擦窗，壁面清洗，瓷磚及地板的清理等。
【背景技術】
[0002] 智能家居是近些年來國內及國際研究的熱點，其中的智能擦窗機器人可廣泛應用 于日常生活，工作，娛樂等場合，但目前的擦窗清潔工作超過50%的用戶選擇自己動手，只 有很少一部分人選擇擦窗機器人，對于市場上的擦窗機器人存在著邊角擦不干凈等問題。 本發明設計的擦窗機器人使用語音識別技術讓機器通過識別和理解過程把人類的語音信 號轉變為相應的文本或命令技術，該種技術在智能手機、工業現場、飛行器等方面都有著廣 泛的應用。通過用戶聲音操控擦窗機器人除了操作方便之外，且能保證安全，防止擦窗"跳 樓"的不幸。
【發明內容】
[0003] 本發明提出一種語音控制擦窗機器人的方法，目的在于克服上述已有技術的不 足，使用語音識別技術由任意的用戶聲音來操控擦窗機器人，使得擦窗機器人更加靈活、可 靠，清潔力度強，用戶使用的更放屯、。
[0004] 本發明采用的是DTW值ynamicTimeWa巧ing，動態時間規整）語音識別技術，運用 動態規劃的思想解決語音信號特征參數序列比較時時長不等的難題，且在孤立詞語音識別 中獲得良好的性能。由操作員發出數字語音命令，聲音接收傳感器接收到該語音命令，經過 語音信號處理單元后即可識別，隨后語音信號處理單元將其識別結果通過無線通訊模塊發 送給擦窗機器人的核屯、控制單元，其核屯、控制單元將語音識別結果轉化為控制信號，并接 收擦窗機器人狀態測量單元測量的實際擦窗機器人狀態，將其數據進行融合后完成對擦窗 機器人的控制。通過使用語音識別技術，由用戶聲音來操控擦窗機器人的實現將使得擦窗 機器人更加靈活，方便用戶操作。
[0005] 本發明所采用的動力系統為充電裡電池。電池供電給擦窗機器人電機驅動裝置， 由此驅動電機轉動，電機轉速控制擦窗機器人的姿態、運動速度及運動方向。通過語音識別 技術由用戶聲音來操控電機的轉速，從而實現語音控制擦窗機器人的運動。
[0006] 本發明與現有的技術相比具有W下優點：
[0007] 1、語音控制方法簡單易行，可靠性高、安全性強。
[000引 2、擦窗機器人更加靈活，清潔力度更強。
[0009] 3、采用簡單而有效的數字語音命令識別來取代復雜的漢語命令識別，其命令識別 的實時性好，準確度高。
[0010] 4、將語音控制與擦窗機器人相結合，為擦窗機器人的發展提供了更廣闊的空間， 非專業的操作人員也可W方便的操作，大大降低了用戶的困擾。
【附圖說明】
[0011] 圖1是語音控制擦窗機器人系統框圖；
[0012] 圖2是語音識別系統基本原理框圖；
[001引 圖3是DTW算法原理圖；
[0014] 圖4是S種匹配模式對同一個詞兩次發音的匹配距離示意圖；
[0015] 圖5是數字語音命令識別DTW算法流程圖；
【具體實施方式】
[0016] 下面將結合附圖對本發明【具體實施方式】作進一步的詳細描述。
[0017] 參照圖1，本發明的具體實現步驟如下所述：
[0018] 為了使操作員和擦窗機器人的交互更加簡單，使語音識別系統達到實時性更好、 準確度更高的水平，操作員采用如下方法和擦窗機器人進行交互。
[0019] 為控制擦窗機器人可W穩定運動，保證控制的實時性是至關重要的，而語音識別 系統可W很好的保證對擦窗機器人的控制指令的實時性，因此使用更簡單、實用、可靠的語 音識別方法控制擦窗機器人的穩定運動。操作員給擦窗機器人的控制指令包括向左、向右、 左旋轉、右旋轉、向上、向下等。因漢語命令的語音識別比數字復雜得多，且識別準確率并沒 有數字的高，所W整個過程通過識別0~5的數字來代替"向左"、"向右"、"左旋轉"、"右旋 轉"、"向上"、"向下"等漢語命令的識別。擦窗機器人的控制數字命令和漢語命令對應如下：
[0020] 0 向左
[0021] 1 向右
[00巧 2左旋轉
[0023] 3右旋轉
[0024] 4 向上
[0025] 5 向下
[0026] 如果操作員說出數字"0"，則擦窗機器人向左，說出數字"1"，則擦窗機器人向右， 依次類推。下面詳細敘述一下數字語音命令的識別過程。
[0027] l、r、le、re、u、d分別表示向左、向右、左旋轉、右旋轉、向上及向下。l、rJe、re、u、 d的定義如下：
[00281
【主權項】
1. 一種語音控制擦窗機器人方法，其特征在于，利用語音命令識別人類語音來控制擦 窗機器人的運動。
2. 根據權利要求1所述的一種語音控制擦窗機器人方法，其特征在于，擦窗機器人能 夠隨人類語音而產生向上或向下運動、向左或向右等運動。
3. 根據權利要求2所述的一種語音控制擦窗機器人方法，其特征在于，采用 DTW(Dynamic Time Warping，動態時間規整）語音識別技術將人類語音轉換為控制擦窗機 器人的運動信號。
4. 根據權利要求1所述的一種語音控制擦窗機器人方法，其特征在于，不限定特定的 人員聲音，語音控制指令由程序設定，通過人類語音來控制擦窗機器人運動。
【專利摘要】本發明公開一種語音控制擦窗機器人方法，可廣泛用于高樓擦窗，壁面清洗，瓷磚及地板的清理等。采用DTW(Dynamic Time Warping，動態時間規整)語音識別技術，特點是應用動態規劃的思想來解決語音信號特征參數序列比較時時長不等的難題，能夠在孤立詞語音的識別中獲得良好的性能。由聲音接收傳感器接收數字語音命令，經過語音信號處理單元后即可識別，隨后語音信號處理單元將其識別結果通過無線通訊模塊發送給擦窗機器人的核心控制單元，其核心控制單元將語音識別結果轉化為控制信號，并接收擦窗機器人狀態測量單元測量的實際擦窗機器人狀態，將其數據進行融合后完成對擦窗機器人的控制。運用該技術方法的擦窗機器人可解決擦窗過程中高空作業有危險，人工擦窗太費力，工作程序太繁雜三大難題。
【IPC分類】G05D3-00
【公開號】CN104865973
【申請號】CN201510170081
【發明人】王舒歡, 李紅利, 張榮華, 張牧
【申請人】天津工業大學
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年4月13日