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机器人语音交互系统的设计

电子技术 ? Electronic Technology

66 ?电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering 【关键词】机器人语音交互系统研究设计1 智能机器人语音交互系统设计我国当前对机器人语音交互系统的主要研究内容集中在对单独使用电脑相关硬件或者软件的语音交互载体，目前已经实现了语音交互的有效控制，但是在实际应用过程中仍然还是存在一定的局限性，只是能够满足已经下载好的几个系统功能，想要实现进一步扩展就存在一定的障碍。以下将对智能机器人语音控制系统最为例子对离线语音的识别以及云在线语音识别两项内容进行一定的分析和研究。在计算机各种类型当中，RaspberryPI 是一种新型的种类，其具有很好的音频和视频处理功能，这种类型的计算机配备了ARM 的微型电脑主板，SD/MicroSD 卡内存硬盘，4.14个USB 接口，802.11nWi-Fi ，一个10/100以太网接口，蓝牙还有网线和鼠标等，并且实现了HDMI 高清视频输出接口和视频模拟信号的电视输出接口的同步拥有。和其他的单片机相比较而言，其具有一套非常完整的操作系统，而且自身携带有接口，可以利用相应的程序编程来实现对各种软件的有效应用。利用联网就可以实现对云开放识别技术和简单开关的智能语音交互，进一步实现对语音交互各种软件和硬件的有效控制，同时还有效实现了在线和离线的有效结合。在具体操作过程中主要分为以下几个步骤：（1）利用互联网语音识别、离线语音识机器人语音交互系统的设计

文/赵邦宇

别以及云开放语音识别等多个接口的有效连接

对外界的语音信息还有一些比较简单的动作信息进行有效的采集，并将其传送到主板上进行

一定的处理；（2）经过处理之后的信息输出之后，利用简单的开关和扬声器对这些信息做出一定的反馈和互动，然后再次利用开关设备和联网连接实现对无线开关的有效控制。2 离线语音识别在离线语音识别系统当中主要采用的语音识别模块，另外还采用了Raspberry 控制板一定的架构方案，并利用LD3320语音识别模块对语音进行有效的识别。在具体操作过程中

可以利用相关的软件系统对关键字信息进行有效的识别。在工作过程中，该模块通常情况下

只要捕捉到一些语音信息就会及时发出相应的

字节，然后可以Raspberry 嵌入控制面板来获取相应的字节来对其做出反应，例如可以让语

音模块来播放相应的声音或者是做出相应的动

作，以此来对机器人语音识别功能进行有效的

体现，离线语音识别系统的框架如图2所示。3 云在线语音识别云在线语音识别一般情况下都是利用百度识别系统、百度云语音合成还有云聊天机器人三个主要的系统共同所组成。在机器人和人之前进行语音交互的过程中，机器人首先会利用麦克风对语音交互相关信息进行采集，然后利用PyAudio 对其进行组件操作，同时也就提

供了Python 语言，最后在利用Python 程序对其进行视频和音频的播放，并利用互联网将这些识别之后的文件传输到百度语音服务器上。百度云语音服务器在对这些文件进行有效的识别之后，就可以将其转换成相应的文本形式，然后再次利用互联网将其发送到智能机器人的相关模块。这种百度云语音识别系统在使用过程中具有以下的特点：整个平添都采用的RESTAPI ，而且为开发者提供了语音模型和顶级声学模型，这种模型可以适用于任何一个平台对语音的识别和控制，就我国目前的情况来看已经达到了35个左右的理解和定制，更好地满足用户的实际需求。文本别有效的识别之后，就可以利用互联网将其发送到云在线聊天机器人，智能机器

人就可以充分结合其前后语境对文本的内容进行很好地识别，然后在整个数据库当中找到与

之最为相匹配的资料。图灵机器人是现如今最为高端的一种机器人大脑，在全球都是一种非常领先的计算和认知平台，其对中文语句的意思理解几乎可以达到90%以上的准确率，不但可以实现对中文语义和自然语言的分析和理解，而且还可以实现智能深度问答服务。在接受到云在线聊天机器人的问题之后，就可以及时在百度云语音系统当中搜索到与之相适应的文本数据或者是语音数据，然后以语音的格式发送给智能机器人，智能机器人就可以对这些语音进行播放。总而言之，语音识别其实就是机器人利用自身的硬件或者是软件系统对所接受的信息进行有效的处理之后形成相应的语音或者是文件的一种高级技术，经过几十年的发展之后，证明其具有很大的潜在市场，在人机交互实现过程中体现出十分重要的意义，是网络时代最为方便的一种交流工具。本文主要对机器人交互语音交互系统进行了一定的分析和研究。参考文献[1]陈天雪.论我国智能语音机器人专利保护[D].广西师范大学,2016.作者简介赵邦宇（1983-），男，山东省济南市人。工程师，主要从事电子信息产品软硬件开发工作。作者单位浪潮软

件集团有限公司山东省济南市 250101 图2图1

语音交互方法、设备及测试机器人的制作技术

图片简介: 本申请提供了一种语音交互方法、装置及测试机器人，本方案可以与电话银行系统中应答机器人(得到电子合成音)进行交互，也可以与电话银行系统中人工坐席(得到人工坐席的声音)进行交互，针对交互的对象不同，采取的获取相应文本答案的方式不同，若交互对象为应答机器人，那么，可以直接基于得到的第一语音对应的第一文本从知识库中获得第一文本答案；若交互对象为人工坐席，那么，需要获取与所述第二文本表征的所述人工坐席的意图相同的第三文本，知识库中包括第三文本，再基于第三文本从知识库中得到第二文本答案。从

而实现了与电话银行系统进行语音交互的技术方案，即实现了非人工坐席对电话银行系统进行测试的目的。技术要求 1.一种语音交互方法，其特征在于，包括：基于预先录入的电话银行系统的电话信息向所述电话银行系统外呼电话；若电话成功建立，获取来自所述电话银行系统的第一语音；获取所述第一语音的第一语音特征；将所述第一语音转换成第一文本；若所述第一信息表征所述第一语音为电子合成音，从知识库中获取与所述第一文本对应的第一文本答案；所述知识库包括多个文本分别对应的文本答案，所述多个文本包括所述第一文本；将所述第一文本答案转换成第一语音答案；将所述第一语音答案播放给所述电话银行系统；获取来自所述电话银行系统的第二语音；获取所述第二语音的第二语音特征；基于所述第二语音特征获得第二信息；将所述第二语音转换成第二文本；若所述第二信息表征所述第二语音为人工坐席的声音，获取与所述第二文本表征的所述人工坐席的意图相同的第三文本；从所述知识库中获得与所述第三文本对应的第二文本答案，所述多个文本包括所述第三文本；

智能机器人的语音识别

智能机器人的语音识别语音识别概述最近，由于其重大的理论意义和实用价值，语音识别已经受到越来越多的关注。到现在为止，多数的语音识别是基于传统的线性系统理论，例如隐马尔可夫模型和动态时间规整技术。随着语音识别的深度研究，研究者发现，语音信号是一个复杂的非线性过程，如果语音识别研究想要获得突破，那么就必须引进非线性系统理论方法。最近，随着非线性系统理论的发展，如人工神经网络，混沌与分形，可能应用这些理论到语音识别中。因此，本文的研究是在神经网络和混沌与分形理论的基础上介绍了语音识别的过程。语音识别可以划分为独立发声式和非独立发声式两种。非独立发声式是指发音模式是由单个人来进行训练，其对训练人命令的识别速度很快，但它对与其他人的指令识别速度很慢，或者不能识别。独立发声式是指其发音模式是由不同年龄，不同性别，不同地域的人来进行训练，它能识别一个群体的指令。一般地，由于用户不需要操作训练，独立发声式系统得到了更广泛的应用。所以，在独立发声式系统中，从语音信号中提取语音特征是语音识别系统的一个基本问题。语音识别包括训练和识别，我们可以把它看做一种模式化的识别任务。通常地，语音信号可以看作为一段通过隐马尔可夫模型来表征的时间序列。通过这些特征提取，语音信号被转化为特征向量并把它作为一种意见，在训练程序中，这些意见将反馈到HMM的模型参数估计中。这些参数包括意见和他们响应状态所对应的概率密度函数，状态间的转移概率，等等。经过参数估计以后，这个已训练模式就可以应用到识别任务当中。输入信号将会被确认为造成词，其精确度是可以评估的。整个过程如图一所示。图1 语音识别系统的模块图

3、理论与方法从语音信号中进行独立扬声器的特征提取是语音识别系统中的一个基本问题。解决这个问题的最流行方法是应用线性预测倒谱系数和Mel频率倒谱系数。这两种方法都是基于一种假设的线形程序，该假设认为说话者所拥有的语音特性是由于声道共振造成的。这些信号特征构成了语音信号最基本的光谱结构。然而，在语音信号中，这些非线形信息不容易被当前的特征提取逻辑方法所提取，所以我们使用分型维数来测量非线形语音扰动。本文利用传统的LPCC和非线性多尺度分形维数特征提取研究并实现语音识别系统。 3.1线性预测倒谱系数线性预测系数是一个我们在做语音的线形预分析时得到的参数，它是关于毗邻语音样本间特征联系的参数。线形预分析正式基于以下几个概念建立起来的，即一个语音样本可以通过一些以前的样本的线形组合来快速地估计，根据真实语音样本在确切的分析框架（短时间内的）和预测样本之间的差别的最小平方原则，最后会确认出唯一的一组预测系数。 LPC可以用来估计语音信号的倒谱。在语音信号的短时倒谱分析中，这是一种特殊的处理方法。信道模型的系统函数可以通过如下的线形预分析来得到：其中p代表线形预测命令，，（k=1，2，… …，p）代表预测参数，脉冲响应用 h(n)来表示，假设h（n）的倒谱是。那么（1）式可以扩展为（2）式：将（1）带入（2），两边同时，（2）变成（3）。就获得了方程（4）：

一种智能机器人系统设计和实现.

一种智能机器人系统设计和实现我们从广泛意义上理解所谓的智能机器人，它给人的最深刻的印象是一个独特的进行自我控制的"活物".其实，这个自控"活物"的主要器官并没有像真正的人那样微妙而复杂。智能机器人具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器，如视觉、听觉、触觉、嗅觉。除具有感受器外，它还有效应器，作为作用于周围环境的手段。这就是筋肉，或称自整步电动机，它们使手、脚、长鼻子、触角等动起来。我们称这种机器人为自控机器人，以便使它同前面谈到的机器人区分开来。它是控制论产生的结果，控制论主张这样的事实：生命和非生命有目的的行为在很多方面是一致的。正像一个智能机器人制造者所说的，机器人是一种系统的功能描述，这种系统过去只能从生命细胞生长的结果中得到，现在它们已经成了我们自己能够制造的东西了嵌入式是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都是是由单个程序实现整个控制逻辑。嵌入式技术近年来得到了飞速的发展，但是嵌入式产业涉及的领域非常广泛，彼此之间的特点也相当明显。例如很多行业：手机、PDA、车载导航、工控、军工、多媒体终端、网关、数字电视…… 1 智能机器人系统机械平台的搭建智能机器人需要有一个无轨道型的移动机构，以适应诸如平地、台阶、墙壁、楼梯、坡道等不同的地理环境。它们的功能可以借助轮子、履带、支脚、吸盘、气垫等移动机构来完成。在运动过程中要对移动机构进行实时控制，这种控制不仅要包括有位置控制，而且还要有力度控制、位置与力度混合控制、伸缩率控制等。智能机器人的思考要素是三个要素中的关键，也是人们要赋予机器人必备的要素。思考要素包括有判断、逻辑分析、理解等方面的智力活动。这些智力活动实质上是一个信息处理过程，而计算机则是完成这个处理过程的主要手段。机器人前部为一四杆机构，使前轮能够在一定范围内调节其高度，主要功能是在机器人前部遇障碍时，前向连杆机构随车轮上抬，而遇到下凹障碍时前车轮先下降着地，以减小震动，提高整机平稳性。在主体的左右两侧，分别配置了平行四边形侧向被动适应机构，该平行四边形机构与主体之间通过铰链与其相连接，是小车行进的主要动力来源。利用两侧平行四边形可任意角度变形的特点，实现自适应各种障碍路面的效果。改变平行四边形机构的角度，可使左右两侧车轮充分与地面接触，使机器人的6个轮子受力尽量均匀，加强机器人对不同路面的适应能力，更加平稳地越过障碍，并且更好地保证整车的平衡性。主体机构主要起到支撑与连接机器人各个部分的作用，同时，整个机器人

用单片机实现语音控制机器人

用单片机实现语音控制机器人制作人：潘磊pb02023035 卢恒pb02006088 题目：用凌阳单片机实现语音识别功能并传递给PIC单片机信号，由PIC单片机控制机器人实现动作关键字：PIC单片机，凌阳单片机，语音控制单片机在现今生活中占有越来越重要的地位，用语音控制单片机实现控制更具有广泛的应用价值。用语音控制舞蹈机器人做一些动作是我们这次实现的功能，虽然这在语音控制方面仍处于起步阶段，但他体现了语音控制的原理和基本实现，也为更高级的运用打下了基础。原理：１．语音识别原理语音识别电路基本结构如上图所示：语音识别分为特定发音人识别（Speaker Dependent）和非特定发音人识别（Speaker Independent）两种方式。特定发音人识别是指语音样板由单个人训练，对训练人的语音命令识别准确率较高，而其他人的语音命令识别准确率较低或不识别。非特定发音人识别：是指语音样板由不同年龄、不同性别、不同口音的人进行训练，可以识别一群人的命令。语音样板的提取非常重要。我们将标准模式的存储空间称之为“词库”，而把标准模式称之为“词条”或“样板”。所谓建立词库，就是将待识别的命令进行频谱分析，提取特征参数作为识别的标准模式。识别过程首先要滤除输入语音信号的噪音和进行预加重处理，提升高频分量，然后用线性预测系数等方法进行频谱分析，找出语音的特征参数作为未知模式，接着与预先存储的标准模式进行比较，当输入的未知模式与标准模式的特征相一致时，便被机器识别，产生识别结果输出。如果输入的语音与标准模式的特征完全一致固然好，但是语音含有不确定因素，完全一致的条件往往不存在，事实上没有人能以绝对相同的语调把一个词说两遍，因此，预先制定好计算输入语音的特征模式与各特征模式的类似程度，或距离度的算法规则固化在ROM

从人体解剖学分析机器人的人机交互及控制系统

1.从人体解剖学分析机器人的人机交互及控制系统 ?目标：人体解剖学（神经系统）构件→结合机器人技术构件→机器人控制系统架构构件→人机交互界面的系统架构（硬件领域） 1.1.神经系统（nervous system）神经细胞（神经元）是神经系统的响应细胞，神经系统通过电化学信号来处理和传送信息。运动神经细胞能接收从大脑和骨髓神经传来的信号，并控制肌肉的收缩。i 1.1.1.神经系统的分布神经系统分为中枢部和周围部。中枢部即中枢神经系统（CNS,central nervous system），包括脑和脊髓，它们分别位于颅腔和椎管内。周围部又称周围神经系统（PNS,peripheral nervous system），包括脑神经、脊神经和内脏神经，周围神经一端同脑或脊髓相连，另一端通过各种末梢装置与神奇其他各器官、系统相联系。根据分布对象的不同，将周围神经系统分为躯体神经和内脏神经。躯体神经分布于体表、骨骼肌、骨和关节；内脏神经分布于内脏、心血管、平滑肌和腺体。躯体神经和内脏神经在大脑皮质统一管辖与协调下，完成神经系统的各种功能。 1.1. 2.神经元的分类神经系统的基本组织是神经组织（nervous tissue），神经组织主要由神经元和神经胶质做成。神经元（neuron）又称神经细胞（nerve cell），具有感受刺激和传导神经冲动的功能。神经胶质（neuroglia）又称神经胶质细胞（neuroglial cell），简称胶质细胞（glia或glia cell），无传导神经冲动的功能，而对神经元起支持、保护、分隔和营养等作用。神经元基于功能及神经兴奋传导冲动方向分类如下：感觉神经元（sensory neuron）：又称传入神经元（afferent neuron），感受机器内、外环

ROS语音控制机器人教程

如今语音识别在PC机和智能手机上炒的火热，ROS走在技术的最前沿当然也不会错过这么帅的技术。ROS中使用了CMU Sphinx和Festival开源项目中的代码，发布了独立的语音识别包，而且可以将识别出来的语音转换成文字，然后让机器人智能处理后说话。一、语音识别包 1、安装安装很简单，直接使用ubuntu命令即可，首先安装依赖库： $ sudo apt-get install gstreamer0.10-pocketsphinx $ sudo apt-get install ros-fuerte-audio-common $ sudo apt-get install libasound2 然后来安装ROS包：其中的核心文件就是nodes文件夹下的recognizer.py文件了。这个文件通过麦克风收集语音信息，然后调用语音识别库进行识别生成文本信息，通过/recognizer/output消息发布，其他节点就可以订阅该消息然后进行相应的处理了。 2、测试安装完成后我们就可以运行测试了。首先，插入你的麦克风设备，然后在系统设置里测试麦克风是否有语音输入。然后，运行包中的测试程序： $ roslaunch pocketsphinx https://www.wendangku.net/doc/d117197934.html,unch 此时，在终端中会看到一大段的信息。尝试说一些简单的语句，当然，必须是英语，例如：bring me the glass，come with me，看看能不能识别出来。我们也可以直接看ROS最后发布的结果消息： $ rostopic echo /recognizer/output

二、语音库 1、查看语音库这个语音识别时一种离线识别的方法，将一些常用的词汇放到一个文件中，作为识别的文本库，然后分段识别语音信号，最后在库中搜索对应的文本信息。如果想看语音识别库中有哪些文本信息，可以通过下面的指令进行查询： $ roscd pocketsphinx/demo $ more robocup.corpus 2、添加语音库我们可以自己向语音库中添加其他的文本识别信息，《ros by example》自带的例程中是带有语音识别的例程的，而且有添加语音库的例子。首先看看例子中要添加的文本信息： $ roscd rbx1_speech/config $ more nav_commands.txt 这就是需要添加的文本，我们也可以修改其中的某些文本，改成自己需要的。然后我们要把这个文件在线生成语音信息和库文件，然后在线编译生成库文件。把下载的文件都解压放在rbx1_speech包的config文件夹下。我们可以给这些文件改个名字： $ roscd rbx1_speech/config $ rename -f 's/3026/nav_commands/' *

深度解析智能语音机器人的常见问题

深度解析智能语音机器人的常见问题一般智能语音机器人会自动处理以下问题：语音识别、语义分析、智能交互，实现对话交互策略。人工辅助过于复杂或者必须通过人工干预的通话转交给对应技能座席。今天我们一起来了解下深度解析电话机器人的常见问题。一、什么是智能语音机器人？智能语音机器人是一种运用于电话营销领域的电话机器人，它是通过ASR(语音识别)和TTS(文本转录音)模拟真人和用户通话，可以真人预先录音，用户很难察觉到是机器人。二、市面上ASR接口有哪些？智能语音机器人主要ASR接口供应商有科大讯飞，百度语音识别，阿里云语音识别，腾讯语音识别等，有SDK/API/MRCP类接口。智能语音机器人采用的是在讯飞研究院科学家研制的*版语音识别引擎，能精准识别反映客户意愿的词汇，快速划分非意向与意向，语音识别率达到了95%，不误判客户意向，避免浪费您的宝贵号码资源、浪费人力跟进非意向客户，同时对环境噪音、客户口音均有良好的适应能力。三、智能语音机器人由哪些部分组成？语音识别引擎≠电销机器人，语音识别能力是电销机器人重要的组成，但并非*，智能语音机器人还需要将呼叫平台（保证呼叫稳定）、电话线路、话术体系、操作后台集成在云端，达到直接在web上登陆操作目的，至此可以理解为一台“汽车”的硬件造好了。但是汽车的性能怎么样，还需要检测关键技术指标、跑几下（各种测试），配置上软件（电销机器人的话术还没有配好）。因此，用讯飞技术≠智能语音机器人，如果用**技术就等于**牌子，那么所有的电脑都应该叫intel英特尔电脑，还有戴尔、联想什么事。

四、智能语音机器人为什么按路收费？一个智能语音机器人研发好了，理论上可以支持N路并发（开一个接口就是一个机器人），主要的瓶颈是语音识别。免费的ASR一般*几万次，量大是需要付费使用的。一个智能语音机器人对接一路识别语音引擎（向ASR公司付费）、对应一条外呼线路（通信运营商向你收取），因此按路收费。有了这些机器人才能听懂话、打出去电话。五、智能语音机器人话术系统是怎样一回事？做话术≠做录音，如果没有对客户说话的正确理解，只是播放录音，没有互动，体验怎么能好。智能语音机器人建立在数据的基础上，智能语音机器人话术定制涉及到机器人语言设计、知识库的丰富，方便机器人理解，同时经过大量测试，保证准确理解客户的回复。总结智能语音机器人对于销售工作的开展无疑是提高效率的，工具虽然好，但也要了解怎么使用，更要知道正确使用的方向。

机器人语音交互系统的设计

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/d117197934.html, 机器人语音交互系统的设计作者：赵邦宇来源：《电子技术与软件工程》2018年第15期摘要随着科学技术的发展和计算机研究力度的不断增大，人机语言通信技术成为目前最受关注的一项关键技术，随着语音技术研究力度的增强和快速发展，其对人们的日常生活还有计算机发展都产生了一定的影响作用，同时因为语音技术而研发出的各种产品也广泛应用到各个领域当中，例如军事监控、电话交换、信息网络查询、语音拨号系统、语音通信系统、家庭服务以及信息检索等等，可以说已经渗入到每一个行业当中。该项技术也可以很好地促进人机交互之间的自然友好关系，是未来人机交互领域的主要发展方向。【关键词】机器人语音交互系统研究设计 1 智能机器人语音交互系统设计我国当前对机器人语音交互系统的主要研究内容集中在对单独使用电脑相关硬件或者软件的语音交互载体，目前已经实现了语音交互的有效控制，但是在实际应用过程中仍然还是存在一定的局限性，只是能够满足已经下载好的几个系统功能，想要实现进一步扩展就存在一定的障碍。以下将对智能机器人语音控制系统最为例子对离线语音的识别以及云在线语音识别两项内容进行一定的分析和研究。在计算机各种类型当中，RaspberryPI是一种新型的种类，其具有很好的音频和视频处理功能，这种类型的计算机配备了ARM的微型电脑主板，SD/MicroSD卡内存硬盘，4.14个USB接口，802.11nWi-Fi，一个10/100以太网接口，蓝牙还有网线和鼠标等，并且实现了HDMI高清视频输出接口和视频模拟信号的电视输出接口的同步拥有。和其他的单片机相比较而言，其具有一套非常完整的操作系统，而且自身携带有接口，可以利用相应的程序编程来实现对各种软件的有效应用。利用联网就可以实现对云开放识别技术和简单开关的智能语音交互，进一步实现对语音交互各种软件和硬件的有效控制，同时还有效实现了在线和离线的有效结合。在具体操作过程中主要分为以下几个步骤：（1）利用互联网语音识别、离线语音识别以及云开放语音识别等多个接口的有效连接对外界的语音信息还有一些比较简单的动作信息进行有效的采集，并将其传送到主板上进行一定的处理; （2）经过处理之后的信息输出之后，利用简单的开关和扬声器对这些信息做出一定的反馈和互动，然后再次利用开关设备和联网连接实现对无线开关的有效控制。2离线语音识别

基于Kinect的机器人人机交互系统及方法与制作流程

图片简介: 本技术涉及一种基于Kinect的机器人人机交互系统及方法，系统包括Kinect信息采集模块、人机交互模块、姿态控制模块、语音控制模块、Kinect三维传感器、机器人控制箱和机器人；首先通过Kinect信息采集模块，将图像数据流和音频数据流传递给人机交互模块，通过人机交互模块的语音/文字提示引导用户选择不同的控制模式，进而调用不同的控制模块，实现对机器人的操控。本技术综合体感、声音、手势多种交互方式，可实现对机器人的运动控制，代替人工在非结构化场景中进行作业，提高机器人的作业能力和智能水平。技术要求 1.一种基于Kinect的机器人人机交互系统，其特征在于，包括Kinect信息采集模块、人机交互模块、姿态控制模块、语音控制模块、Kinect三维传感器、机器人控制箱和机器人； Kinect信息采集模块利用Kinect三维传感器，获取图像数据流及语音数据流；通过人机交互模块选择不同的控制模式，调用姿态控制模块或语音控制模块；姿态控制模块基于图像数据，根据人体姿态控制机器人机械臂运动；语音控制模块基于语音数据，实现语音指令的识别，控制机器人进行相应动作。 2.根据权利要求1所述的基于Kinect的机器人人机交互系统，其特征在于，人机交互模块提示用户选择控制模式，包括语音提示和文字提示。 3.一种基于权利要求1所述基于Kinect的机器人人机交互系统的人机交互方法，其特征在于，包括以下步骤：利用Kinect三维传感器，获取图像数据流及语音数据流；基于图像数据，根据人体姿态控制机器人机械臂运动；基于语音数据处理结果，实现语音指令的识别，控制机器人进行相应动作；通过人机交互模块的语音/文字提示选择不同的控制模式，调用不同的控制模块，实现人机交互。 4.根据权利要求3所述的基于Kinect的机器人人机交互方法，其特征在于，利用Kinect三维传感器，获取多种图像数据信息流及语音信息流，具体为：

机器人的组成系统

一．工业机器人组成系统工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构，包括腰部、肩部、肘部和手腕部，其中手腕部有3个运动自由度。驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作。控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。工业机器人按执行机构运动的控制机能，又可分点位型和连续轨迹型。点位型只控制执行机构由一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业；连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等作业。工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。编程输入型是将计算机上已编好的作业程序文件，通过RS232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制柜。示教输入型的示教方法有两种：一种是由操作者用手动控制器(示教操纵盒)，将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍；另一种是由操作者直接领动执行机构，按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。在示教过程的同时，工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时，控制系统从程序存储器中检出相应信息，将指令信号传给驱动机构，使执行机构再现示教的各种动作。示教输入程序的工业机器人称为示教再现型工业机器人。几个问题：（1）巨轮机器人JLRB20KG机器人是点位型还是连续轨迹型？（2）能不能编写一个简单程序，使机器人能够的末端能够走一个圆？（3）能不能控制机器人中每一个电机的输出功率或扭矩？（4）机器人每一个关节从驱动电机到执行机构的传递效率有没有？二．工业机器人的主体机器人本体由机座、腰部、大臂、小臂、手腕、末端执行器和驱动装置组成。共有六个自由度，依次为腰部回转、大臂俯仰、小臂俯仰、手腕回转、手腕俯仰、手腕侧摆。机器人采用电机驱动，电机分为步进电机或直流伺服电机。直流伺服电机能构成闭环控制、精度高、额定转速高、但价格较高，而步进电机驱动具有成本低、控制系统简单。各部件组成和功能描述如下：（1）基座：基座是机器人的基础部分，起支撑作用。整个执行机构和驱动装置都安装在基座。（2）腰部：腰部是机器人手臂的支撑部分，腰部回转部件包括腰部支架、回转轴、支架、谐波减速器、制动器和步进电机等。（3）大臂：大臂和传动部件（4）小臂：小臂、减速齿轮箱、传动部件、传动轴等，在小臂前端固定驱动手腕三个运

机器人与自动化技术

机器人与自动化技术 “机器人、无处不在的屏幕、语音交互，这些都将改变我们看待‘电脑'的方式。一旦看、听、阅读能力得到提升，你就可以以新的方式进行交互。”----比尔?盖茨在某电视节目中，预测未来科技领域的下一件大事时表示：机器人与自动化技术将成为未来发展的一大趋势，可以改变世界！工业机器人的应用，正从汽车工业向一般工业延伸，除了金属加工、食品饮料、塑料橡胶、3C、医药等行业，机器人在风能、太阳能、交通运输、建筑材料、物流甚至废品处理等行业都可以大有作为。当然，即将“改变世界”的机器人不仅仅具有代替人工的价值，在很多人类无法实现的领域也将出现机器人的身影。譬如，派送采矿机器人到月球和小行星上采挖稀土矿，将有望成为现实。而更令比尔?盖茨寄予厚望的是机器人将像“电脑”一样改变人类的生活。日本早稻田大学研究人员推出一种新型仿人型家务机器人。它集安全性、可靠性和灵巧性于一身，还具有仿人脸的外观。在工作时，它将一名男子抱下床，与他聊天并为他准备早餐。由于拥有和成年女性大小相当的灵巧双臂、双手，这种机器人能够用夹子将面包从面包机中取出，而丝毫不弄碎它。英国阿伯丁大学启动了一项新的研究计划，在3年内研发出允许机器人与人类进行交谈，甚至讨论具体决定的系统……。作为先进制造业中不可替代的重要装备，工业机器人已经成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志。在机器人市场中，目前80%的市场份额仍由跨国公司占有，其中瑞典ABB、日本发那科FANUC、日本安川yaskawa和德国库卡KUKA四大企业则是市场第一梯队的“四大金刚”。其它有瑞士史陶比尔Staubli、德国克鲁斯CLOOS、德国百格拉、德国徕斯、德国斯图加特航空航天自动化集团（STUAA）、意太利瀚博士hanbs、意大利柯马COMAU、英国Auto Tech Robotics等。目前国内生产机器人的企业主要有：中科院沈阳新松机器人自动化股份有限公司、芜湖埃夫、上海新时达机器人有限公司、安川首钢机器人有限公司、哈工大海特智能装备有限公司尔机器人有限公司、南京埃斯顿机器人工程有限公司、广州数控设备有限公司、上海沃迪自动化装备股份有限公司等。 2015年，中国机器人市场需求预计将达35000台，占全球比重16.9％，成为全球规模最大的市场。一、机器人的系统构成由3大部分6个子系统组成。 3大部分是：机械部分、传感部分、控制部分。 6个子系统是：驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人-环境交互系统、人-机交互系统、

06第11课《语音控制对话机器人》教学设计

第11课语音控制对话机器人【教材分析】本课属于承上启下的基础课程，将拓展模块中的语音传感器加入到机器人中去。在知识结构上介于简单程序和较为复杂的程序（如计次循环语句等）之间，需要教师细化教学内容，并帮助部分学困生理解这个程序的流程。【学情分析】学生在学习这一课时，有着较为强烈的实践需要，学生可操控的范围较大，属于实践性的内容。因此，在本课的教学中，教师要安排适宜的课时比率，并能配备充足的实验器材，保证实验的有效性。【教学目标与要求】 1. 知识与技能（1）了解语音传感器的工作原理。（2）掌握编写语音控制机器人对话的程序。 2. 过程与方法（1）设计流程图进行活动规划。（2）在学习过程中让学生多自学多探索。 3. 情感、态度与价值观通过多种拓展传感器的探索和使用，培养学生举一反三的学习能力。 4. 行为与创新在生活中感受机器人的活动方式，培养学生的程序设计思维。【教学重点与难点】重点：理解和掌握机器人语音控制程序的设置方法。难点：理解语音传感器的含义。【教学方法与手段】实验法、主题活动。【课时安排】安排1课时。【教学准备】控制软件、学生机器人平台。

【教学过程】学习过程教师与学生活动设计意图生活导入播放微软机器人“小冰”的视频。师：聪明的机器人已经能够和人类对话了，但它毕竟是一个虚拟的对象，我们的机器人能不能直接和我们对话呢？大家有哪些主意？师生讨论。师：今天，老师就给大家介绍引导机器人传感器——语音传感器。从学生生活经验出发，在巩固旧知的同时引出新问题。头脑风暴，激发集体智慧。语音传感器工作原理展示机器人语音控制的效果。师：机器人能够根据人类的命令行动，其实是利用了语音传感器在工作。（展示语音传感器图片）语音传感器就像小动物的耳朵一样，它从外界接收到语音信号，并控制相应的动作。（展示语音机器人）用实际案例让学生感受机器人语音控制模块的实际效果，以此激发学生的学习热情。设计流程图师：语音传感器中哪个部件特别的重要？它主要起到了什么作用？生讨论回答。师：是的，接收管就是语音传感器的“情报分析部门”，它就来分析“是”“否”接收到了信号。（板书流程图）师：我们用这样的图来表示接收管的工作流程。但要使语音传感器工作，经过这样的一次判断就可以了吗？（生设计流程图）这个过程需要反复执行，这样机器人才能不断进行语音的检测。通过引领学生对实际情况进行分析，从中抽离知识要点，形成流程图。以此让学生感受从生活中发现知识的过程，并了解和掌握流程图的设计过程。

服务机器人的语音情感识别与交互技术研究

万方数据

１４６８小型微型计算机系统２０１０年４技术应用４．１机器人平台介绍本文将语音情感识别技术应用在国家”八六三“高技术研究发展计划项目”家庭生活支援多机器人系统”的语音子系统中，验证了语音情感特征提取和情感识别方法的有效性．该机器人的头部能够实现眼球的转动、眼睑的闭合、嘴的闭合、头部的转动等并能做出基本的表情．机器人的结构设计和系统设计完全根据生理学人体结构来设计，控制系统采用上下位机结构．机器人的移动部分使用两轮差动机构进行驱动，并且配有两个６自由度的手臂，可以进行复杂操作．上位机采电源Ｌ毪。－——ｚ＝＝一 —包ＱＱ翻麦克风卜上位监控ＰＣ－—＝＝＝＝—??Ｊ摄像头卜．．．．．．．．．．．．一 ———１—一Ｉ工业现场总线ｌ自囱审豳豳囱囱图２机器人平台构成Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｓｌｒｕｃｔｕｒｅｏｆｒｏｂｏｔｐ／ａｆｆｏｒｍ用工业ＰＣ机，主要负责导航、身体的协调控制、语音情感的识别、语音识别和语音合成等工作；下位机是基于现场总线的集散式控制模块，主要负责传感器信息接收及初级处理、电机驱动和运动控制等工作．监控模块与各执行机构之间通过传感系统进行联系，上位机和下位机通过局域网进行连接和通信．用户可以通过网络、手机、无线麦克风等方式实现对该机器人的控制，以此满足各种家庭信息的需求．通过下位监控模块的感知，机器人上位监控程序针对不同的语音输人识别出不同的情感状态，从而做出不同的情感表达和交互．如图２为机器入平台构成．图３实验系统主界面Ｈｇ．３Ｔｈｅｍａｉｎｉｎｔｅｒｆａｃｅｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｙｓｔｅｍ４．２机器人语音情感识别系统实验过程本实验主要完成机器人对语音信号的情感的识别，使人与机器人之间可以完成情感和语音的交互，同时可使机器人听从人的指挥完成一定的任务．如图３为语音情感识别实验系统主界面．在语音情感识别实验中，首先邀请８名大学生参加录音。录音者均为表演专业学生．所录制语料经过４名非录音者进行听辨实验，去除了其中３０％左右情感类型不明显的语料，挑选出共计５５０条语料用于测试，其中包含高兴，伤心，生气，害怕，惊讶５类情感语料各１１０句左右，组成了录制情感语音数据库，录制格式为ｌｌＫＨｚ，１６ｂｉｔ的单声道ＷＡＶ音频格式；然后进行语音信号的特征提取并通过本文隐马尔可夫模型识别方法对语音中的情感进行识别和计算；同时语音识别模块会识别出语音中包含的文字信息，这样机器人可以根据文字和情感信息来与用户进行更人性化的交流．４．３实验结果分析与比较表ｌ实验结果表明，伤心的识别率为８６．４％，生气的识别率为７３．６％，其他三种情感的识别率略低，平均识别率为６９．８％，还是比较理想的．表１语音情感识别实验结果Ｔａｂｌｅ１Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ文献［１４］研究了基音频率、振幅能量和共振峰等目前常用的情感特征在语音情感识别中的作用，重点研究了加１。Ｃ和ＡＭＦＣＣ，将处理后的频谱特征参数同原有的ＢＰ人工神经网络模型有效地结合起来，形成完整的语音情感识别系统。取得了６４．４％的平均识别率．该方法对于生气、高兴、伤心、害怕的识别率分别达到了６４．５％、５４．９％、８３．３％、５５．０％。而本图４语音交互模块框图Ｆｉｇ．４Ｔｈｅｄｉａｇｒａｍｏｆｓｐｅｅｃｈｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅ文中的识别方法对这几种情感的识别率都有所提高，平均识别率也提高了５．４％．文献［１５］利用模糊熵理论来分析语音信号情感特征参数相对于识别情感模式的不确定度，提出了一种利用模糊熵对情感参数有效性进行度量的方法，并将参数有效性分析结合模糊综合判别对情感语音信号作情感识万方数据

特定人语音控制机器人设计

前言随着科学技术的发展，现如今单片机已渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到那个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上的各种仪表控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。机器人在当今社会里已经不在是一个陌生的名词，在许多领域都采用了机器人来代替人类操作，给生产，科研等带来了极大的方便。本次毕业设计通过采用“61”板实现对机器人的控制，完成一些简单的动作。在本次毕业设计中得到了韩全力老师的辛勤指导，在此表示衷心的感谢！也对在本次课程设计中提供无私帮助的老师及同学表示感谢！目录第一章、单片机及61板简介…....................................... 1.1、单片机…..................................................................

1.2、61板…................................................................... 1.3 如何从PC机上下载程序......................................... 第二章机器人…............................................................ 2.1 机器人简介…............................................................. 2.2 系统总体方案介绍….................................................. 2. 3编写程序................................................................... 个人总结…...................................................................... 参考文献…...................................................................... 第一章、单片机及61板简介 1.1、单片机 1.1.1 定义单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer），简称单片机。就是将微处理器（CPU）、存储器（存放程序或数据的ROM和RAM）、总线、定时器/计数器、输入/输出接口（I/O口）和其他多种功能器件集成在一块芯片上的微型计算机。单片机的主要特点有：（1）可靠性高（2）便于扩展（3）控制功能强（4）低电压、低功耗（5）片内存储容量较小，除此之外，

让我们和机器人对话

让我们和机器人对话智能语音诞生至今已有近百年历史了，随着物联网概念的兴起和发展，智能语音系统进化升级重新进入大众视野。智能语音是一个庞大繁杂的体系，其中包括：语音识别系统、智能语音交互、语音数据存储、智能数据整合等方面。智能语音是根据大量的语音数据收集整理，通过智能分析，以声音的形式接收命令并执行，同样以声音的形式予以反馈的智能化体系。随着大数据、物联网时代的来临，智能语音系统具备了自我学习功能，可以根据自身数据库的信息不断增多自动提取有用信息进行自我升级。在未来的不断发展进化中，科技创新将成为智能语音持续精准化、智能化的助力，从而实现“解放人类双手”的终极目标。智能语音让手动变为声控智能语音系统被嵌入到智能设备之中，让传统手动操作变为声控。通过时下热门的智能语音交互技术，可以实现人与机器的交流。科技的发展让人们崇尚“傻瓜式”操作。不仅是个人用户端，智能语音开发企业针对企业用户端使用的也是“极简模式”，包括智能语音使用从端口接入到正常使用可以在半天之内完成。大多数企业为响应推进智能语音产业的发展，推行开源技术和免费试用制度，方便企业和个人的体验。智能语音的发展方向多数人将智能语音系统传统型定位在智能手机语音命令操控软件上，如：苹果的Siri、三星的S Voice等，或是定位在车辆GPS定位语音指示上。但实际上，智能语音的应用已经不再局限于条件区域性使用，而是拥有独立的App，以私人助理的定位服务与人们的生活，如：百度语音助手、虫洞语音助手、灵犀语

音助手等。也有企业引进智能语音系统由于客户服务，来智能解决一些常见问题，如移动通讯公司的话费查询及业务办理、企业人工服务系统等以此来降低人工工作量。未来，智能语音系统或将引进骨传导技术，通过骨骼震动采集音波，从而降低误差。不仅是人与机器，机器与机器之间的沟通通过智能语音系统也可以实现。

人工智能机器人

中国·人工智能机器人人工智能机器人-电脑版主要有四大主体功能及应用范围，一是可以使用声音命令指挥您的电脑；二是您可以与电脑面对面交流，咨询一些问题；三是你系统自带工具可以节省您的电脑空间，操作更方便；四是您可以宣传或推广公司产品及相关信息；但此项技术并不是很成熟，存在个别文本识别不高，操作稳定性不强等问题，目前正在努力中。使用方法 1、安装点击安装包-点击下一步-选择安装目录（最好不要更换安装目录，因为系统自带生成的位置便于数据存取）-点击下一步-系统完成； 2、操作系统必备四品麦克风音响微软语音识别支持库微软语音朗读支持库 3、语音聊天当你对系统说“你好”时，系统将自动回复您“你好，最近好吗“或其他回复语句，无需点击键盘和鼠标任何按钮，当您说“关闭计算机”系统将自动关闭计算机，众多应用功能！ 4、命令执行当您对系统说“打开百度”系统将自动打开百度页面，并告知您“遵命经理”或“遵命老板”等；当您对系统说“我的电脑”系统将自动打开我的电脑，当您说关闭，系统将自动关闭，当您说最大窗口，系统页面窗口将最大化等； 5、自带程序系统有自带程序，包含电脑中部分设计软件、应用软件等等，您可以大大节省电脑安装空间； 6、推广宣传如果您对电脑说，广东什么装修公司好“系统将提供某某公司及自动打开某某网站共你参考”任何行业任何产品通过智能化分析，进行诱导有效的提高宣传度和成功率； 7、数据更新个人用户无需进行任何操作，系统数据将自动更新，让内容及功能更加丰富；使用说明 1、使用本款软件必须安装微软语音识别支持库 2、使用本款软件必须安装微软语音朗读支持库 3、必须使用普通话（非其它语音）不足方面 1、因中国汉字音同字不同的太多，很容易出现输入错误情况； 2、语音命令不公开，新手不知怎么操作，是一大盲区；语音操作你好你叫什么名字今天心情不好不是没有很好对不起谢谢不客气打开百度打开腾讯打开新闻打开风行打开58同城网打开。。。网站鸣谢 1、各个免费供应的开发平台，对于本款软件的支持，包括百度、腾讯、58同城等等；

新一代人工智能在服务机器人中应用 - 9.24

新一代人工智能在服务机器人中应用真正“聪明”的人工智能产品是基于应用场景的系统化产品。探索人类智能的计算本质，研究类脑智能模型、算法、系统，形成类脑技术与机器人融合发展的独特优势，构造新一代智能技术源头创新，这是新一代人工智能在服务机器人领域的主要研究内容；进一步深化在智能领域创新引领的基础和优势，推进“人工智能+”系列成果落地转化，构建智能产业的生态圈，是新一代人工智能在服务机器人领域应用的主要发展趋势。现如今研发的服务机器人广泛应用于商场、医院、银行接待大厅等公共场所，根据场需求，针对服务机器人的功能定制略有差别，现场景应用的服务机器人普遍具备：语音交互、人脸识别、自主行走、自动避障等功能。浅谈机器人的语音交互：语音交互是服务机器人研究中关键的一项难点，如何能让服务机器人的语言分析处理能力如同人脑一般，结合语境，经过算法处理，并作出合理对答，是研究中的难题。常见功能是为服务机器人程序录入特定的语音唤醒词语，当机器人接收到特定的唤醒语音时，将其转换成文字信息并传入后台服务端，服务端对语义进行分析，经过分析处理回传相应的文字信息到机器人端，机器人接收到文字信息并以语音的形式播放。分析两点影响服务机器人语音交互功能的因素： 1.后台服务端CPU处理效率，硬盘反应速度等问题直接影响到机器人语音交互反应速度，这是人们在与机器人沟通中常见的机器

人反应速度的问题。 2.拥有一个强大且稳定的数据库也是决定机器人语音是否智能的关键，人在和机器人沟通时常见问题主要是机器人答非所问或机器人听不懂人的问话，结构化数据缺乏，影响到机器人语音交互的智能性。在语音交互领域，硬件问题的解决较为容易，另外，如果拥有一个无懈可击的结构化数据库，可相对有效解决机器人与人问答的问题。解决了这两个问题仅是服务机器人语音交互的入门阶段，对于新一代人工智能在服务机器人的研究中，让机器人脑如人脑一般，结合语境，回答合理化答案，这不仅仅是在服务机器人领域值得突破的问题，同样也是新一代人工智能领域的研究要点。除此以外，利用人工智能手段模拟语气，作出类人化情绪响应，以打造具有情绪属性的虚拟形象的技术。恰当的语音识别和表达，这需要进一步研究自然和谐的人性化和智能化的人机交互的实现。对于服务机器人的语音交互领域，目的在于研究出可提供“听清、听懂、满足”的对话式人工智能服务。这种人机交互的实现，需融合语音识别、语义理解、自然语言处理、语音合成等多种解决方案。到2020年，实现多场景下中文语音识别平均准确率达到96%，5米远场识别率超过92%，用户对话意图识别准确率超过90%。除语音交互外，服务机器人的其他功能同样面临各样问题需要处理，新一代人工智能在服务机器人的应用仍有广阔的深入探索的空间。值得期待的是以人工智能、云计算、物联网等为代表的技术将带

机器人的组成系统

已编好的作业程序文件，通过RS232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制柜。示教输入型的示教方法有两种：一种是由操作者用手动控制器(示教操纵盒)，将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍；另一种是由操作者直接领动执行机构，按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。在示教过程的同时，工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时，控制系统从程序存储器中检出相应信息，将指令信号传给驱动机构，使执行机构再现示教的各种动作。示教输入程序的工业机器人称为示教再现型工业机器人。几个问题：（1）巨轮机器人JLRB20KG机器人是点位型还是连续轨迹型？（2）能不能编写一个简单程序，使机器人能够的末端能够走一个圆？（3）能不能控制机器人中每一个电机的输出功率或扭矩？（4）机器人每一个关节从驱动电机到执行机构的传递效率有没有？