[发明专利]一种语音控制服务机器人移动的方法、指令集及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种语音控制服务机器人移动的方法、指令集及系统。其应用在地面移动型服务机器人本体上，当人与服务机器人通过语音进行交互时，服务机器人本体上的麦克风阵列捕捉到说话人的音频信号及分析出其声源方位，音频信号经服务机器人本体上的语音识别系统识别成文本，尤其是筛选出服务机器人移动控制的命令词文本。经确认的服务机器人移动控制的命令词文本与服务机器人移动控制指令集对照，一旦匹配则启动对应的移动控制指令，控制机器人移动，语音控制服务机器人移动受服务机器人避障功能的约束。语音控制服务机器人移动的系统由麦克风阵列、语音识别系统、指令集、服务机器人底盘移动函数库、超声波避障与惯性导航系统组成，该系统与服务机器人底盘移动控制系统以服务机器人底盘移动函数库调用形式进行通讯连接，以实现最终的移动控制动作。

背景技术

随着服务机器人导航方案的不断推出和移动控制的成熟，服务机器人自主导航功能已经开始应用在商场、酒店、机场、办公大厅等公共场合，也正在尝试在家庭住宅等复杂环境进行应用，但服务机器在自主导航目前存在着关键的激光导航器件昂贵、地图构建花费时间长、路径规划算法不成熟等问题，导致自主导航无法普及应用。

为弥补服务机器人自主导航的技术缺陷，人们开发了服务机器人遥控器，用带启动、停止和方向键的遥控器来遥控服务机器人进行移动。遥控方案控制机器人移动成为一种低成本易部署的服务机器人移动控制方案，在迎宾机器人、餐厅机器人、家庭服务机器人有着广泛的应用，尤其将遥控方案与自主导航方案相结合，可以提升服务机器人的适用范围和能力。

发明内容

服务机器人遥控器也面临一个重要的问题，就是操作困难，当人盯着服务机器人的同时又要进行双手按键操作时，眼手的配合是十分困难的，需要一定时间的练习才能掌握，对普通人，尤其是老人和小孩来说都不是一件易用的交互产品。另外，遥控器还存在随手摆放后难于寻找、丢失等问题。

为了让人们能更多方便快捷地对服务机器人进行移动控制，现提供一种语音控制服务机器人移动的方法、指令集及系统。采用这种语音控制服务机器人移动的方法，可以摆脱对遥控器的依赖，由人直接说出移动的指令即可，而且不同的指令可以多次下达、累计发生作用。由于超声波避障与惯性导航系统的安全保障，服务机器人不会因为错误的指令（如这次移动操作将会直接撞向障碍物）而让服务机器人受损或有危及人与财物的行为。由于人对于物体移动的方向速度目的地都有普遍适用的表达词汇，我们只要将普遍适用的表达词汇与服务机器人的移动指令建立对应关系，然后将移动指令转化为服务机器人底盘移动系统可执行的函数就可以完成对应的移动操作。

本发明建立了一个供指令集调用的服务机器人底盘移动函数库。这个函数库包括以下11个不同函数，函数名应唯一，可根据需要具体命名，这些函数的描述以及默认参数，如图1。

本发明建立了一个机器人语音操作指令集，该指令集由11个指令组成，每个指令可能有多种近似的语义表达，但都只对应一个可被服务机器人底盘执行的函数，如图2。

本发明将机器人语音操作指令集提交给服务机器人的语音识别系统，当服务机器人通过麦克风获得的音频信号经识别转化为文本内容时，应将识别获得的与指令集匹配的语音文本交给其对应的函数进行函数执行操作，进而驱动机器人底盘实现相应的移动。

在第11项“过来”指令中，由于对应的函数需要采用到声源识别的数据，因此，麦克风采集到的声源识别信号应传递给“过来”指令对应的“声源方向惯性导航前行”函数，服务机器人将沿着声源定位的方向，以1倍基准速度在惯性导航的指引下前行，直至人给出“停止”的语音指令，或者遇到不可逾越的障碍物后停止移动。

本发明的有益效果是，提供了一种简单直观的服务机器人移动控制方法，人只要站在服务机器人附近通过语音对服务机器人下达移动控制指令，就可控制其移动。本发明弥补了服务机器人遥控器的不足，可与服务机器人自主导航移动相结合，实现服务机器人更灵活、更精准地移动，从而更好地为人类提供服务。本发明适合安装在迎宾接待、商品导购、家庭服务、餐厅服务、酒店客房服务等场所使用的服务机器人上配合原有的移动控制系统使用。

附图说明

图1是函数的描述以及默认参数表格。

图2是机器人语音操作指令集表格。

图3是初始化设置服务机器人底盘移动控制函数库表格。

图4是语音控制服务机器人移动的流程示意图。

具体实施方式