[发明专利]一种智能召唤垃圾桶系统

权利要求书

1.一种智能召唤垃圾桶系统，其特征在于，包括自主避障导航模块，麦克风阵列声源定位模块，人体识别及测距模块和AI语音交互模块；

所述的自主避障导航模块，用于实现自主避障导航；

所述的麦克风阵列声源定位模块，用于对特定唤醒词进行语义识别，并对所述唤醒词的声源发出点的角度进行判别实现声源角度定位，让垃圾桶能够准确旋转到声源发出点所在的角度；

所述的人体识别及测距模块，用于对人体骨架识别，并获取声源发出点的深度值，从而获得导航点目标；

所述的AI语音交互模块，用于实现垃圾分类询问、语音命令自主回归触点式充电的AI语音交互；

所述的自主避障导航具体为：在ROS框架下，基于激光雷达思岚A1的SLAM建图技术，通过cartographer建图算法包对室内环境进行实时构建地图；之后在地图上定位导航点目标坐标，再通过自主导航算法让垃圾桶自主导航到目标点；

系统的自主避障导航具体为：系统主线程调度各模块，一方面接收各模块发出的话题，另一方面与ROS的move_base移动框架通信，实现自主导航；所述的自主导航分为两部分：

第一个部分用于声源角度定位值和人体测距值的接收，该部分定义两个回调函数，第一个回调函数接收声源角度定位值，基于机器人的base_link坐标系与move_base通信，让垃圾桶旋转相应的角度，第二个回调函数接收人体测距值，并将该测距值作由base_link坐标系到map坐标系的坐标转换，从而定下在SLAM地图中的导航点目标，之后与move_base通信让垃圾桶进行自主导航；

第二个部分用于接收定点自主回归充电命令，一旦接收到语音控制节点发出的充电命令，就会与move_base通信自主导航去往设置好的目标点进行充电。

2.根据权利要求1所述的智能召唤垃圾桶系统，其特征在于：所述的麦克风阵列声源定位模块的麦克风阵列具体为4麦克风阵列；

对特定唤醒词进行语义识别的方法为：利用神经网路训练好唤醒词的语素信息并保存至本地，麦克风实时监测外界声音，并将外界声音与语素信息进行比对识别；

声源角度定位的方法为：当识别到唤醒词后，麦克风阵列利用声源定位算法返回所述唤醒词对应的声源角度；所述的声源定位算法为：4个麦克风中以对角2个为一组，计算声波到达2个麦克风上的时间差，再把这个时间差与0°或180°时所造成的时间差的最大值进行比较，经过三角运算测出声源发出点相对这2个麦克风的角度；再把声源发出点相对另一组2个麦克风的角度综合比较、换算，最终得到声源角度。

3.根据权利要求1所述的智能召唤垃圾桶系统，其特征在于：所述的人体识别及测距模块是基于kinect深度摄像头的人体识别及测距技术的模块；所述的人体骨架识别的方法为：深度摄像头实现目标检测与分割、图像的噪声处理、人体骨架提取、关节点定位以及实时获取并返回人体骨骼深度值；所述的深度值的获取为：通过标记人体的20个关节点，并且对这20个关节点的位置进行实时跟踪，每一个关节点由三维空间坐标系X、Y、Z表示，其Z值即为深度值。

4.根据权利要求1所述的智能召唤垃圾桶系统，其特征在于：所述的AI语音交互模块，是基于ASR自动语音识别引擎、NLU自然语言理解、TTS语音合成技术的语音交互模块；AI语音交互模块的交互方法为：通过特定唤醒词唤醒以后，用户的语音命令先经过ASR自动语音识别引擎进行ASR识别成文本；然后对文本进行NLU自然语言理解解析，再将解析结果进行技能匹配，交给适合处理该命令的技能插件去处理；插件处理完成后，得到的结果再交给TTS语音合成技术引擎合成语音，播放给用户。