一种冰雪机器人的语音控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种冰雪机器人的语音控制方法，负载机器人由电机驱动，可前进、后退、左右转向，其特征在于：冰雪雕塑设置于负载机器人上方；负载机器人的控制单元根据语音命令，控制负载机器人进行相应运动。
【专利说明】一种冰雪机器人的语音控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种冰雪机器人的语音控制方法。
【背景技术】
[0002]冰雕、雪雕是北方冰雪文化艺术最重要形式。多年以来，冰雕、雪雕都是利用冰块或雪块雕塑而成的静态观赏作品，辅以灯光等装饰，增强美感。这种传统文化艺术形式的缺点是不具备任何与观赏者互动的功能。目前的冰雕、雪雕作品都没有与现代机器人技术以及多种先进的人机交互技术相结合，尤其是没有与地面移动机器人技术相结合，形成互动的新型的、动态的、能够与人互动的艺术类型。
[0003]目前，地面移动机器人是机器人的主要类型之一。地面移动机器人在军事、运输及家庭服务领域都有广泛的应用。工业运输机器人AGV(Automated Guided Vehicle)是轮式地面移动机器人的一种，这种机器人能够负载货物，利用磁导航、光学导航(巡线)、卫星导航以及其他导航方式按照设计好的路径往复运动或者多个同类机器人配合在工厂等工业现场环境中完成一定的运载任务。美国、日本、德国、瑞士、中国等在此类移动机器人研究和应用方面有许多成功的案例。但目前的运输机器人的应用只限于工业领域，没有与艺术、文化、娱乐等领域融合，拓展应用范围。
【发明内容】
[0004]本发明目的在于提供一种冰雪机器人的语音控制方法，能够将冰雪雕塑与机器人结合，并通过语音实现有效控制。
[0005]实现本发明目的技术方案:
[0006]一种冰雪机器人的语音控制方法，负载机器人由电机驱动，可前进、后退、左右转向，其特征在于:冰雪雕塑设置于负载机器人上方；负载机器人的控制单元根据语音命令，控制负载机器人进行相应运动。
[0007]声音传感器采集语音命令，将语音命令信号传送至语音信号处理单元；语音信号处理单元对语音命令信号进行识别，根据识别结果输出相应控制命令信号到负载机器人的控制单元。
[0008]所说语音命令可以是数字的发音，负载机器人前进、后退、左转、右转的控制命令分别与一个数字的发音相对应。
[0009]冰雪雕塑开灯、关灯控制命令分别与一个数字的发音相对应，负载机器人的控制单元根据前述控制命令信号，对冰雪雕塑开灯、关灯进行控制。
[0010]所说语音命令是数字O?9中任何一个数字的发音。
[0011]语音信号处理单元对语音命令信号进行识别时，采用DTW语音识别算法。
[0012]所说语音命令可以是音乐节奏声音。
[0013]本发明具有的有益效果:
[0014]本发明将冰雪雕塑设置于负载机器人上方，负载机器人的控制单元根据语音命令，控制负载机器人进行相应运动，从而实现冰雪雕塑的移动，实现冰雪雕塑与观赏者的互动，实现艺术与娱乐完美的结合。本发明易于实施，操控简单，且控制精度高。本发明语音命令是数字O?9中任何一个数字的发音，采用简单、有效的数字语音命令识别代替复杂的汉语命令识别，其命令识别准确度高、实时性好。本发明语音命令信号进行识别时采用DTW语音识别算法，DTW算法本身既简单又有效，很容易将其算法移植到单片机、数字信号处理器上实现语音识别，能充分满足实时性要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是冰雪机器人示意图；
[0016]图2是语音控制冰雪机器人系统原理框图；
[0017]图3是语音识别系统基本原理框图；
[0018]图4是三种匹配模式对同一词两次发音的匹配距离示意图；
[0019]图5是DTW算法原理图；
[0020]图6是语音控制冰雪机器人整体算法流程图；
[0021]图7是数字语音命令DTW识别算法流程图。
【具体实施方式】
[0022]如图1所示，本发明冰雪机器人分为上、下两半部分，上半部分为冰雕或雪雕1，下半部分为用轮子实现移动的负载机器人2，冰雕或雪雕I坐落在负载机器人2的底盘上。负载机器人底盘四周安装了 4个轮子，其中前边两个轮子通过电机带动，后边两个轮子跟随前边两个轮子随动运行，这些轮子足以承担机器人车体和冰雕或雪雕的重量。负载机器人电机驱动前轮同时正传或反转可实现机器人的前进或后退，而通过前轮的差速可实现机器人的左转或右转，此为现有技术。
[0023]如图2所示，声音传感器采集语音命令，将语音命令信号传送至语音信号处理单元；语音信号处理单元对语音命令信号进行识别，根据识别结果输出相应控制命令信号到负载机器人的控制单元。显示单元用于冰雪机器人运动状态信息及语音命令识别结果的显
/Jn ο
[0024]观赏者给冰雪机器人的控制指令主要包括前进、后退、左转及右转，或者打开冰雕内部的彩色灯光，关闭冰雕内部的彩色灯光。冰雪机器人主要是供人们观赏的，而且其一般比较笨重，所以冰雪机器人不具备完成复杂任务的能力，从而可应用更简单、可靠、实用的语音识别方法控制冰雪机器人的运动。语音命令可以是数字O?9中任何一个数字的发音负载机器人前进、后退、左转、右转及冰雪雕塑开灯、关灯的控制命令分别与一个数字的发音相对应。通过识别O?9的数字发音命令来代替“前进”、“后退”、“左转”、“右转”、“开灯”及“关灯”等汉语发音命令的识别，因为汉语命令的语音识别要比数字复杂得多，而且识别准确率没有数字命令语音识别的高。最终，冰雪机器人的语音命令和控制命令对应如下:
[0025]
【权利要求】
1.一种冰雪机器人的语音控制方法，负载机器人由电机驱动，可前进、后退、左右转向，其特征在于:冰雪雕塑设置于负载机器人上方；负载机器人的控制单元根据语音命令，控制负载机器人进行相应运动。
2.根据权利要求1所述的冰雪机器人的语音控制方法，其特征在于:声音传感器采集语音命令，将语音命令信号传送至语音信号处理单元；语音信号处理单元对语音命令信号进行识别，根据识别结果输出相应控制命令信号到负载机器人的控制单元。
3.根据权利要求2所述的冰雪机器人的语音控制方法，其特征在于:所说语音命令可以是数字的发音，负载机器人前进、后退、左转、右转的控制命令分别与一个数字的发音相对应。
4.根据权利要求3所述的冰雪机器人的语音控制方法，其特征在于:冰雪雕塑开灯、关灯控制命令分别与一个数字的发音相对应，负载机器人的控制单元根据前述控制命令信号，对冰雪雕塑开灯、关灯进行控制。
5.根据权利要求4所述的冰雪机器人的语音控制方法，其特征在于:所说语音命令是数字O?9中任何一个数字的发音。
6.根据权利要求5所述的冰雪机器人的语音控制方法，其特征在于:语音信号处理单元对语音命令信号进行识别时，采用DTW语音识别算法。
7.根据权利要求6所述的冰雪机器人的语音控制方法，其特征在于:所说语音命令可以是音乐节奏声音。
【文档编号】G10L15/22GK103971682SQ201410201312
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月14日 优先权日:2014年5月14日
【发明者】莫宏伟, 蒋兴洲, 徐立芳, 孟龙龙, 梁作玉, 董会云 申请人:哈尔滨工程大学