CN106941002A

CN106941002A - 一种语音交互与演练的智能儿童玩具

Info

Publication number: CN106941002A
Application number: CN201710366301.XA
Authority: CN
Inventors: 宋占美
Original assignee: Shandong Yingcai University
Current assignee: Shandong Yingcai University
Priority date: 2017-05-23
Filing date: 2017-05-23
Publication date: 2017-07-11

Abstract

本发明实施例公开了一种语音交互与演练的智能儿童玩具，其特征在于：所述语音遥控智能玩具电路控制系统，包括语音识别系统模块、Speech SDK系统和人与智能玩具语音交互模块；所述语音识别系统模块，包括特征提取、预处理、参数分析、训练聚类、失真测度、测度估计、语音库、判决、专家知识库和结果输出；所述Speech SDK系统，包括语音识别引擎接口、语音识别上下文接口、语法规则接口、识别结果接口和语音合成接口；所述人与智能玩具语音交互模块，包括智能玩具构架电路连接模块、人与智能玩具语音交互程序和智能玩具运动控制电路连接模块。该发明的有益效果是智能化程度高，趣味性高和功能较多。

Description

一种语音交互与演练的智能儿童玩具

技术领域

本发明涉及智能儿童玩具领域，特别涉及一种语音交互与演练的智能儿童玩具。

背景技术

电子技术和其他高科技的发展对整个社会产生了深远的影响，同时也改变了人们的传统生活，智能玩具的出现和流行恰恰体现了这一趋势，这里的智能玩具不是指一般的智能儿童玩具。传统的玩具性能和娱乐性单一，并且主要是建立在传统的制造业基础上的，机械和设计是它最主要的技术含量。现在随着人们对娱乐要求的提高，智能玩具已经在市场上占据了很大的份额，其结构、机械、电子等智能含义愈加明显。这类技术性玩具突破了传统玩具概念的局限，将幼教产品、科普产品、娱乐产品吸纳进卖场，极大丰富了玩具的内涵。事实上，玩具已不仅仅是与人们的童稚时代相伴的阶段性产品，而是以不同的形式与人们的一生相联系。

目前的智能儿童玩具，存在智能化程度低，趣味性低和功能较少的问题。

发明内容

本发明提供一种语音交互与演练的智能儿童玩具，可以解决现有技术中，目前的智能儿童玩具，存在智能化程度低，趣味性低和功能较少的问题。

本发明提供了一种语音交互与演练的智能儿童玩具，所述语音遥控智能玩具电路控制系统，包括语音识别系统模块、Speech SDK系统和人与智能玩具语音交互模块；所述语音识别系统模块，包括特征提取、预处理、参数分析、训练聚类、失真测度、测度估计、语音库、判决、专家知识库和结果输出；所述Speech SDK系统，包括语音识别引擎接口、语音识别上下文接口、语法规则接口、识别结果接口和语音合成接口；所述人与智能玩具语音交互模块，包括智能玩具构架电路连接模块、人与智能玩具语音交互程序和智能玩具运动控制电路连接模块。

较佳地，所述智能玩具构架电路连接模块包括IBM T61、无线麦克风、双目视觉摄像头、传感器采集模块、USB声音采集板、运动控制单片机、彩信开发模块、烟雾传感器、红外传感器组、超声传感器组、声音探头组、步进电机驱动模块、第一步进电机、第二步进电机、电磁开关、嘴巴开合控制器、电源电压转换模块和锂电池。

较佳地，所述人与智能玩具语音交互程序包括开始、调用Initialize函数初始化语音识别、调用Start函数启动识别、通过麦克风与智能玩具对话、引擎识别、发送识别消息激活消息函数、识别结果与自定义语句比较、调用Stop函数关闭识别、智能玩具回答与运动、重新开始识别和结束。

较佳地，所述智能玩具运动控制电路连接模块包括上位机语音识别、RS232接口、下位单片机、步进电机驱动模块、第一步进电机和第二步进电机。

本发明实施例中，提供一种语音交互与演练的智能儿童玩具，其中的特征提取对语音特征信息提取后，经过所述预处理的简单分析处理后进入所述参数分析，语音特征信息经过所述参数分析后一方面进行训练聚类储存到所述语音库中，另一方面进入所述测度估计的程序，所述测度估计根据所述失真测度以及所述语音库对语音特征信息进行测度与估计分析后进入所述判决的程序，所述判决根据所述专家知识库进行对语音特征信息的分析与判断，最后通过所述结果输出的程序将语音特征信息输出；语音识别引擎接口用于创建语音识别引擎的实例，所述语音识别引擎包括独占引擎和共享引擎，所述独占引擎用于由创建的应用程序使用，所述共享引擎用于供多个应用程序共同使用，所述语音识别上下文接口用于发送和接收与语音识别相关的消息通知和创建语法规则对象，所述语法规则接口用于定义引擎需要识别的具体内容和用于创建、载入与激活识别用的语法规则，并且语法规则定义了期望识别的单词、短语和句子，所述语法规则包括听写语法和命令控制语法，所述命令控制语法用于识别用户在语法文件里自定义的一些特定的命令词汇和句子，并且所述语法规则以XML文件的格式编写，并通过接口载入，然后激活，所述识别结果接口用于获取识别的结果,包括识别的文字以及识别的语法规则，所述语音合成接口通过访问TTS引擎实现文本到语音的转换,从而使智能玩具具备语音输出功能；所述无线麦克风与双目视觉摄像头均与IBM T61电性连接，所述IBM T61与传感器采集模块、USB声音采集板、运动控制单片机和彩信开发模块电性连接；所述传感器采集模块与烟雾传感器、红外传感器组和超声传感器组电性连接，所述USB声音采集板与声音探头组电性连接；所述运动控制单片机与步进电机驱动模块和电磁开关，所述步进电机驱动模块与第一步进电机和第二步进电机电性连接，所述第一步进电机以及第二步进电机均与电源电压转换模块电性连接；所述电源电压转换模块与锂电池电性连接，所述电磁开关与嘴巴开合控制器电性连接；所述人与智能玩具语音交互程序包括开始、调用Initialize函数初始化语音识别、调用Start函数启动识别、通过麦克风与智能玩具对话、引擎识别、发送识别消息激活消息函数、识别结果与自定义语句比较、调用Stop函数关闭识别、智能玩具回答与运动、重新开始识别和结束，启动所述开始进入所述调用Initialize函数初始化语音识别，然后通过所述调用Start函数启动识别后进入人与智能玩具语音互动的所述通过麦克风与智能玩具对话的程序，然后进入所述引擎识别，所述引擎识别对人发出的指令进行分析与识别，如果未识别成功，然后程序自动回到所述通过麦克风与智能玩具对话进行重新发出指令；如果第二次也未识别成功，系统直接进行到所述识别结果与自定义语句比较进行识别；如果在所述引擎识别成功后通过所述发送识别消息激活消息函数进入所述识别结果与自定义语句比较进行识别，识别成功后直接进入调用Stop函数关闭识别后进入所述智能玩具回答与运动，所述智能玩具回答与运动一面可以通过所述重新开始识别循环到调用Start函数启动识别进行第二次语音加护命令的执行，另一面进入所述结束进入关闭状态；所述智能玩具运动控制电路连接模块包括上位机语音识别、RS232接口、下位单片机、步进电机驱动模块、第一步进电机和第二步进电机，所述上位机语音识别通过所述RS232与所述下位单片机电性连接，所述下位单片机与所述步进电机驱动模块电性连接，所述步进电机驱动模块与第一步进电机和第二步进电机电性连接。

附图说明

图1为一种语音交互与演练的智能儿童玩具的原理示意图；

图2为一种语音交互与演练的智能儿童玩具的Speech SDK系统示意图；

图3为一种语音交互与演练的智能儿童玩具的智能玩具构架电路连接模块示意图；

图4为一种语音交互与演练的智能儿童玩具的语音识别系统模块示意图；

图5为一种语音交互与演练的智能儿童玩具的智能玩具运动控制电路连接模块示意图；

图6为一种语音交互与演练的智能儿童玩具的人与智能玩具语音交互程序示意图；

图7为一种语音交互与演练的智能儿童玩具的人与智能玩具演示程序示意图；

图8为一种语音交互与演练的智能儿童玩具的指令执行程序示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

本发明实施例提供的一种语音交互与演练的智能儿童玩具，所述语音遥控智能玩具电路控制系统，包括语音识别系统模块、SpeechSDK系统和人与智能玩具语音交互模块；所述语音识别系统模块，包括特征提取、预处理、参数分析、训练聚类、失真测度、测度估计、语音库、判决、专家知识库和结果输出；所述Speech SDK系统，包括语音识别引擎接口、语音识别上下文接口、语法规则接口、识别结果接口和语音合成接口；所述人与智能玩具语音交互模块，包括智能玩具构架电路连接模块、人与智能玩具语音交互程序和智能玩具运动控制电路连接模块。所述智能玩具构架电路连接模块包括IBM T61、无线麦克风、双目视觉摄像头、传感器采集模块、USB声音采集板、运动控制单片机、彩信开发模块、烟雾传感器、红外传感器组、超声传感器组、声音探头组、步进电机驱动模块、第一步进电机、第二步进电机、电磁开关、嘴巴开合控制器、电源电压转换模块和锂电池。所述人与智能玩具语音交互程序包括开始、调用Initialize函数初始化语音识别、调用Start函数启动识别、通过麦克风与智能玩具对话、引擎识别、发送识别消息激活消息函数、识别结果与自定义语句比较、调用Stop函数关闭识别、智能玩具回答与运动、重新开始识别和结束。所述智能玩具运动控制电路连接模块包括上位机语音识别、RS232接口、下位单片机、步进电机驱动模块、第一步进电机和第二步进电机。

工作原理：该语音交互与演练的智能儿童玩具，其中的特征提取对语音特征信息提取后，经过所述预处理的简单分析处理后进入所述参数分析，语音特征信息经过所述参数分析后一方面进行训练聚类储存到所述语音库中，另一方面进入所述测度估计的程序，所述测度估计根据所述失真测度以及所述语音库对语音特征信息进行测度与估计分析后进入所述判决的程序，所述判决根据所述专家知识库进行对语音特征信息的分析与判断，最后通过所述结果输出的程序将语音特征信息输出；语音识别引擎接口用于创建语音识别引擎的实例，所述语音识别引擎包括独占引擎和共享引擎，所述独占引擎用于由创建的应用程序使用，所述共享引擎用于供多个应用程序共同使用，所述语音识别上下文接口用于发送和接收与语音识别相关的消息通知和创建语法规则对象，所述语法规则接口用于定义引擎需要识别的具体内容和用于创建、载入与激活识别用的语法规则，并且语法规则定义了期望识别的单词、短语和句子，所述语法规则包括听写语法和命令控制语法，所述命令控制语法用于识别用户在语法文件里自定义的一些特定的命令词汇和句子，并且所述语法规则以XML文件的格式编写，并通过接口载入，然后激活，所述识别结果接口用于获取识别的结果,包括识别的文字以及识别的语法规则，所述语音合成接口通过访问TTS引擎实现文本到语音的转换,从而使智能玩具具备语音输出功能；所述无线麦克风与双目视觉摄像头均与IBM T61电性连接，所述IBM T61与传感器采集模块、USB声音采集板、运动控制单片机和彩信开发模块电性连接；所述传感器采集模块与烟雾传感器、红外传感器组和超声传感器组电性连接，所述USB声音采集板与声音探头组电性连接；所述运动控制单片机与步进电机驱动模块和电磁开关，所述步进电机驱动模块与第一步进电机和第二步进电机电性连接，所述第一步进电机以及第二步进电机均与电源电压转换模块电性连接；所述电源电压转换模块与锂电池电性连接，所述电磁开关与嘴巴开合控制器电性连接；所述人与智能玩具语音交互程序包括开始、调用Initialize函数初始化语音识别、调用Start函数启动识别、通过麦克风与智能玩具对话、引擎识别、发送识别消息激活消息函数、识别结果与自定义语句比较、调用Stop函数关闭识别、智能玩具回答与运动、重新开始识别和结束，启动所述开始进入所述调用Initialize函数初始化语音识别，然后通过所述调用Start函数启动识别后进入人与智能玩具语音互动的所述通过麦克风与智能玩具对话的程序，然后进入所述引擎识别，所述引擎识别对人发出的指令进行分析与识别，如果未识别成功，然后程序自动回到所述通过麦克风与智能玩具对话进行重新发出指令；如果第二次也未识别成功，系统直接进行到所述识别结果与自定义语句比较进行识别；如果在所述引擎识别成功后通过所述发送识别消息激活消息函数进入所述识别结果与自定义语句比较进行识别，识别成功后直接进入调用Stop函数关闭识别后进入所述智能玩具回答与运动，所述智能玩具回答与运动一面可以通过所述重新开始识别循环到调用Start函数启动识别进行第二次语音加护命令的执行，另一面进入所述结束进入关闭状态；所述智能玩具运动控制电路连接模块包括上位机语音识别、RS232接口、下位单片机、步进电机驱动模块、第一步进电机和第二步进电机，所述上位机语音识别通过所述RS232与所述下位单片机电性连接，所述下位单片机与所述步进电机驱动模块电性连接，所述步进电机驱动模块与第一步进电机和第二步进电机电性连接，使得智能化程度高，趣味性高和功能较多。

以上公开的仅为本发明的具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种语音交互与演练的智能儿童玩具，其特征在于：所述语音遥控智能玩具电路控制系统，包括语音识别系统模块、Speech SDK系统和人与智能玩具语音交互模块；所述语音识别系统模块，包括特征提取、预处理、参数分析、训练聚类、失真测度、测度估计、语音库、判决、专家知识库和结果输出；所述Speech SDK系统，包括语音识别引擎接口、语音识别上下文接口、语法规则接口、识别结果接口和语音合成接口；所述人与智能玩具语音交互模块，包括智能玩具构架电路连接模块、人与智能玩具语音交互程序和智能玩具运动控制电路连接模块。

2.如权利要求1所述的一种语音交互与演练的智能儿童玩具，其特征在于，所述智能玩具构架电路连接模块包括IBM T61、无线麦克风、双目视觉摄像头、传感器采集模块、USB声音采集板、运动控制单片机、彩信开发模块、烟雾传感器、红外传感器组、超声传感器组、声音探头组、步进电机驱动模块、第一步进电机、第二步进电机、电磁开关、嘴巴开合控制器、电源电压转换模块和锂电池。

3.如权利要求1所述的一种语音交互与演练的智能儿童玩具，其特征在于，所述人与智能玩具语音交互程序包括开始、调用Initialize函数初始化语音识别、调用Start函数启动识别、通过麦克风与智能玩具对话、引擎识别、发送识别消息激活消息函数、识别结果与自定义语句比较、调用Stop函数关闭识别、智能玩具回答与运动、重新开始识别和结束。

4.如权利要求1所述的一种语音交互与演练的智能儿童玩具，其特征在于，所述智能玩具运动控制电路连接模块包括上位机语音识别、RS232接口、下位单片机、步进电机驱动模块、第一步进电机和第二步进电机。