一种早教机器人语音互动教育系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种早教机器人语音互动教育系统及方法，涉及机器人语音互动领域，该装置包括监听单元、分类单元和处理单元。监听单元实时监听外部环境，获取外部环境发出的语音。分类单元将语音与预设的语音库进行比较，将语音分为：唤醒词、危险声音、陌生人声、儿童的语音。处理单元根据分类的结果进行处理。如果为唤醒词，则存储发出唤醒词的人后续发出的语音，根据语音进行回复；如果为危险声音或陌生人声，则向家长的终端发送告警信息；如果为儿童的语音，则将儿童的语音输入预设的语音情绪模型计算并分为正面情绪语音或负面情绪语音，如果为正面情绪语音则发送提示信息，如果为负面情绪语音则播放安抚语音并发送提示信息。

【技术实现步骤摘要】
一种早教机器人语音互动教育系统及方法
本专利技术涉及机器人语音互动领域，具体涉及一种早教机器人语音互动教育系统及方法。
技术介绍
现有多种语音互动系统及装置的特点是通过监听语音并识别该语音使得系统或者装置能够自动理解用户的指令从而达到一些特定目的，如通过用户发出语音命令来通知终端设备，终端设备通过语音互动系统来使用语音对话来理解使用者意图，并使用相对应的信息或动作来完成用户的要求。系统和装置要点在响应与用户的意图相对应的正确信息为目标，以符合用户期望。由此延伸出了语音互动系统或装置，其特色是用来帮助用户学习娱乐等作用的；其应用主要是通过用户所输入的语音来进行对话和响应或进行发音评量，以达到帮助用户认知学习和娱乐的目的。这些种类的语音互动系统或装置的实现也常常是以响应与用户的命令所对应的正确信息为目标来实施，其相应用户的命令的策略大概含有以下几个要点。(1)以直接播放来传达信息，并通过不断重复来达到帮助用户认知学习以及娱乐目标；(2)使用可视化的信息，展现给用户，从而达到认知学习以及娱乐目标；(3)结合搭配计算机进行仿真或虚拟实境来探索或者娱乐；(4)以提问评量并返回成果以激励用户学习，。儿童早教机器人通常使用上述要点中的前三种方式帮助家长促进辅助儿童学习，并陪伴儿童娱乐，并达到了一定的效果。因此，儿童早教机器人也收到越来越多的家庭的认可以及使用。中国专利公开号CN1581130A揭示了一种具语音辨识的交互式语言学习方法，包括：检索并播放语音声音数据；辨识输入练习声音信号产生语音辨识数据；比对两数据产生近似度值，并根据此近似度值来决定此语音声音数据的正确性。中国台湾专利证书号I1247249揭示了一种交互式智能型语言教学玩偶，利用因特网下载程序并以虚拟玩偶为人机接口，进行交互式智能型语言教学与导正。其教学玩偶进行语音辨识处理，并利用玩偶内或网络下载的标准语音数据库，实时判断儿童的发音是否正确并提供正确对话的导引。中国专利公开号CN101064070A揭示了交互式智能型语言教学玩偶系统，其利用能网络连结及能语音辨识的智能型玩偶促进用户学习，玩偶作为系统前台，网络服务器作为后台储存相关的数据，提供一个适合儿童的自动化语言教学辅助系统。中国台湾专利证书号M244956揭示一种具有双向对话功能的语音玩具，其将麦克风、语音控制装置、播放器及相关装置固设于玩偶本体内，外界语词通过麦克风传输至语音控制装置，语音控制装置判断输入语词并依据输入语词发出指令，指令控制播放器播报时间或输出语词，或控制相关装置发光或驱动玩偶本体。但是这些促进儿童学习的系统及方法仅仅将儿童作为主体进行考虑，并没有代入购买并使用这些系统以及方法的实际上是儿童的家长。这些系统和方法只能帮助家长对儿童进行教育，而在儿童处于负面情绪时并不能起到良好的安抚、陪伴作用。此外，家长在进行教育之前也并不知道儿童处于何种情绪，使得教育有时并没有达到预期效果。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种早教机器人语音互动教育系统及方法，实时提示家长儿童周围的情况以及儿童的情绪，并与儿童进行语音互动。为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种早教机器人语音互动教育系统，其特征在于，其包括：监听单元，用于实时监听外部环境，并获取外部环境发出的语音；分类单元，用于将所述语音与预设的语音库进行比较，根据所述比较将所述语音分为：唤醒词、危险声音、陌生人声、儿童的语音中的一种；处理单元，用于根据所述分类的结果进行处理：如果为唤醒词，则存储发出所述唤醒词的人后续发出的语音，根据所述语音进行回复；或者，如果为危险声音，则向家长的终端发送告警信息；或者，如果为儿童的语音，则将所述儿童的语音输入预设的语音情绪模型进行计算，根据计算结果将所述儿童的语音分为正面情绪语音或负面情绪语音，如果为正面情绪语音则发送提示信息给家长的终端，如果为负面情绪语音则播放安抚语音并发送提示信息给家长的终端。在上述技术方案的基础上，如果为唤醒词，所述处理单元，包括：身份确认子单元，用于将所述唤醒词与预设的身份数据库进行比较，判断发出所述唤醒词的用户是儿童或成人；后续语音存储子单元，用于在确认身份之后，存储所述用户发出的后续语音；提取子单元，用于将所述后续语音输入预设的声学模型和语言模型中进行计算，提取指令；查找子单元，用于根据所述指令在指令回复数据库中查找获取所述指令的回复；音频转换子单元，用于从预设的音频数据库中获取所述回复对应的音频信息；播放子单元，用于播放所述音频信息。在上述技术方案的基础上，所述提取子单元，包括：儿童提取子单元，用于如果所述用户为儿童，将所述后续语音输入预设的儿童声学模型和儿童语言模型中进行计算，提取指令；或者，成人提取子单元，用于如果所述用户为成人，将所述后续语音输入预设的成人声学模型和成人语言模型中进行计算，提取指令。在上述技术方案的基础上，所述指令回复数据库包括本地回复数据库和云端回复数据库：查找子单元在根据所述指令在指令回复数据库中查找获取所述指令的回复时，如果所述本地回复数据库包含所述指令的回复，则完成所述查找，如果所述本地回复数据库不包含所述指令的回复，则在云端回复数据库查找所述指令的回复，从所述云端回复数据库中获取所述指令的回复。在上述技术方案的基础上，还包括一开关，用于禁止分类单元将监听到的的语音分类至危险声音。在上述技术方案的基础上，所述处理单元还包括灯光调节子单元，所述灯光调节子单元用于调节灯光的颜色。7、一种早教机器人语音互动教育的方法，其特征在于：所述方法包括：实时监听外部环境，并获取外部环境发出的语音；将所述语音与预设的语音库进行比较，根据所述比较将所述语音分为：唤醒词、危险声音、儿童的语音中的一种；如果为唤醒词，则存储发出所述唤醒词的人后续发出的语音，根据所述语音进行回复；或者，如果为危险声音，则向家长的终端发送告警信息；或者，如果为儿童的语音，则将所述儿童的语音输入预设的语音情绪模型进行计算，根据计算结果将所述儿童的语音分为正面情绪语音或负面情绪语音，如果为正面情绪语音则发送提示信息给家长的终端，如果为负面情绪语音则播放安抚语音并发送提示信息给家长的终端。在上述技术方案的基础上，所述如果为唤醒词，则存储发出所述唤醒词的人后续发出的语音，根据所述语音进行回复具体为：将所述唤醒词与预设的身份数据库进行比较，判断发出所述唤醒词的用户是儿童或成人；在确认身份之后，存储所述用户发出的后续语音；将所述后续语音输入预设的声学模型和语言模型进行计算，提取指令；根据所述指令在指令回复数据库中查找所述指令的回复；从预设的音频数据库中获取所述回复对应的音频信息；播放所述音频信息。在上述技术方案的基础上，所述将所述后续语音输入预设的声学模型和语言模型计算，提取指令具体为：如果所述用户为儿童，将所述后续语音输入根据预设的儿童声学模型和儿童语言模型进行计算，提取指令；或者，如果所述用户为成人，将所述后续语音输入根据预设的成人声学模型和成人语言模型进行计算，提取指令。在上述技术方案的基础上，所述根据所述指令查找指令回复数据库获取所述指令的回复具体为：根据所述指令在指令回复数据库中查找获取所述指令的回复时，如果所述本地回复数据库包含所述指令的回复，则完成所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种早教机器人语音互动教育系统，其特征在于，其包括：监听单元(1)，用于实时监听外部环境，并获取外部环境发出的语音；分类单元(2)，用于将所述语音与预设的语音库进行比较，根据所述比较将所述语音分为：唤醒词、危险声音、陌生人声、儿童的语音中的一种；处理单元(3)，用于根据所述分类的结果进行处理：如果为唤醒词，则存储发出所述唤醒词的人后续发出的语音，根据所述语音进行回复；或者，如果为危险声音，则向家长的终端发送告警信息；或者，如果为儿童的语音，则将所述儿童的语音输入预设的语音情绪模型进行计算，根据计算结果将所述儿童的语音分为正面情绪语音或负面情绪语音，如果为正面情绪语音则发送提示信息给家长的终端，如果为负面情绪语音则播放安抚语音并发送提示信息给家长的终端。

【技术特征摘要】
1.一种早教机器人语音互动教育系统，其特征在于，其包括：监听单元(1)，用于实时监听外部环境，并获取外部环境发出的语音；分类单元(2)，用于将所述语音与预设的语音库进行比较，根据所述比较将所述语音分为：唤醒词、危险声音、陌生人声、儿童的语音中的一种；处理单元(3)，用于根据所述分类的结果进行处理：如果为唤醒词，则存储发出所述唤醒词的人后续发出的语音，根据所述语音进行回复；或者，如果为危险声音，则向家长的终端发送告警信息；或者，如果为儿童的语音，则将所述儿童的语音输入预设的语音情绪模型进行计算，根据计算结果将所述儿童的语音分为正面情绪语音或负面情绪语音，如果为正面情绪语音则发送提示信息给家长的终端，如果为负面情绪语音则播放安抚语音并发送提示信息给家长的终端。2.如权利要求1所述的早教机器人语音互动教育系统，其特征在于，如果为唤醒词，所述处理单元(3)，包括：身份确认子单元(30)，用于将所述唤醒词与预设的身份数据库进行比较，判断发出所述唤醒词的用户是儿童或成人；后续语音存储子单元(31)，用于在确认身份之后，存储所述用户发出的后续语音；提取子单元(32)，用于将所述后续语音输入预设的声学模型和语言模型中进行计算，提取指令；查找子单元(33)，用于根据所述指令在指令回复数据库中查找获取所述指令的回复；音频转换子单元(34)，用于从预设的音频数据库中获取所述回复对应的音频信息；播放子单元(35)，用于播放所述音频信息。3.如权利要求2所述的早教机器人语音互动教育系统，其特征在于，所述提取子单元(32)，包括：儿童提取子单元(36)，用于如果所述用户为儿童，将所述后续语音输入预设的儿童声学模型和儿童语言模型中进行计算，提取指令；或者，成人提取子单元(37)，用于如果所述用户为成人，将所述后续语音输入预设的成人声学模型和成人语言模型中进行计算，提取指令。4.如权利要求2所述的早教机器人语音互动教育系统，其特征在于，所述指令回复数据库包括本地回复数据库和云端回复数据库：查找子单元(33)在根据所述指令在指令回复数据库中查找获取所述指令的回复时，如果所述本地回复数据库包含所述指令的回复，则完成所述查找，如果所述本地回复数据库不包含所述指令的回复，则在云端回复数据库查找所述指令的回复，从所述云端回复数据库中获取所述指令的回复。5.如权利要求1所述的早教机...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜骁释，王冠，石英，诸健文，
申请(专利权)人：武汉蛋玩科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42