一种机器人空间定位的交互方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术适用于终端技术领域，提供了一种机器人空间定位的交互方法及装置，包括：实时获取语音指令，并根据麦克风阵列算法获取所述语音指令中语音的声源方向；获取所述声源方向的图像信息，基于所述声源方向的图像信息锁定指令用户；计算锁定的指令用户的位置信息；根据所述指令用户的位置信息，调整机器人的位置信息，并执行语音指令所对应的操作。通过上述方法能够准确定位发出指令的用户的具体位置，提高执行用户指令的效率。

An Interactive Method and Device for Space Positioning of Robots

The invention is applicable to the field of terminal technology, and provides an interactive method and device for robot spatial positioning, including acquiring voice instructions in real time, acquiring the direction of voice source in the voice instructions according to microphone array algorithm, acquiring the image information of the direction of voice source, locking the instruction user based on the image information of the direction of voice source, and calculating the locked instruction user. The position information of the robot is adjusted according to the position information of the command user, and the corresponding operation of the voice command is executed. The above method can accurately locate the specific location of the user issuing instructions and improve the efficiency of executing user instructions.

【技术实现步骤摘要】
一种机器人空间定位的交互方法及装置
本专利技术属于终端
，尤其涉及一种机器人空间定位的交互方法及装置。
技术介绍
随着社会生产力的发展和多媒体处理技术的进步，人们对机器人功能的要求越来越高，期望机器人能“听”、能“看”、能“动”。在实际应用中，机器人经常需要和人进行语音以及操作交互，而机器人如何定位指令用户所在位置变成了一个难题。现有技术中，可通过声源定位技术实现机器人的听觉功能，从而定位指令人所在位置，具体地，声源定位技术就是通过具有一定几何关系的麦克风阵列采集声音信号，通过数字信号处理估算出发送指令用户的位置。麦克风阵列是指使用具有一定排布方向的麦克风进行语音识别增强，除了增强语音以外还可以反映出发声源的方向，机器人可根据发出声源的方向粗略估算出指令用户所在位置。然而，当同一个空间中有多人，其中一个人发出语音指令后，例如指令“过来”时，使用现有声源定位技术，机器人无法快速准确定位出指令用户的具体位置，从而导致无法准确执行用户指令。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种机器人空间定位的交互方法及装置，以解决机器人使用现有技术无法快速准确定位出指令用户的具体位置，从而导致无法准确执行用户指令的技术问题。本专利技术第一方面提供了一种机器人空间定位的交互方法，所述机器人空间定位的交互方法包括：实时获取语音指令，并根据麦克风阵列算法获取所述语音指令中语音的声源方向；获取所述声源方向的图像信息，基于所述声源方向的图像信息锁定指令用户；计算锁定的指令用户的位置信息；根据所述指令用户的位置信息，调整机器人的位置信息，并执行语音指令所对应的操作。本专利技术第二方面提供了一种机器人空间定位的交互装置，所述机器人空间定位的交互装置包括：方向获取单元，用于实时获取语音指令，并根据麦克风阵列算法获取所述语音指令中语音的声源方向；用户锁定单元，用于获取所述声源方向的图像信息，基于所述声源方向的图像信息锁定指令用户；位置计算单元，用于计算锁定的指令用户的位置信息；操作执行单元，用于根据所述指令用户的位置信息，调整机器人的位置信息，并执行语音指令所对应的操作。本专利技术第三方面提供了一种机器人，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述机器人空间定位的交互方法的步骤。本专利技术第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述机器人空间定位的交互方法的步骤。本专利技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本专利技术实施例通过实时获取语音指令，并根据麦克风阵列算法获取所述语音指令中语音的声源方向，然后获取所述声源方向的图像信息，基于所述声源方向的图像信息锁定发出指令的指令用户，再计算锁定的指令用户的位置信息，快速准确定位指令用户的具体位置，最后根据所述指令用户的位置信息，调整机器人的位置信息，并执行语音指令所对应的操作，从而准确执行用户指令，提高交互效率与用户体验。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种机器人空间定位的交互方法的实现流程图；图1A本专利技术实施例一提供的平面四元T形阵列结构图；图2是本专利技术实施例提供的锁定的指令用户的位置信息计算的示例图；图3是本专利技术实施例提供的另一种机器人空间定位的交互方法的实现流程图；图4是本专利技术实施例提供的一种机器人空间定位的交互装置的结构框图；图5是本专利技术实施例提供的另一种机器人空间定位的交互装置的结构框图；图6是本专利技术实施例提供的一种机器人的示意图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。实施例一：图1示出了本专利技术实施例提供的一种机器人空间定位的交互方法的流程图，详述如下：步骤S101，实时获取语音指令，并根据麦克风阵列算法获取所述语音指令中语音的声源方向。具体地，在本专利技术实施例中，机器人通过系统进行录音，在录音的同时控制麦克风阵列开始全方向实时拾取语音，接收语音指令，再通过麦克风阵列算法来获取声源方向。单个麦克风只能获取声音信息，而由多个麦克风按照一定几何位置摆放组成的麦克风阵列，不仅能够获取声音信息还能够获取声音的空间信息。可选地，为了避免干扰，节省电量，所述步骤S11具体包括：A1、实时获取语音指令，接收到语音指令后，判断所述语音信号是否为唤醒指令。具体地，识别语音指令包含的词句含义，若语音指令包含的词句含义与预设的词句含义相同时，则判定所述语音指令为唤醒指令，否则，判定所述语音指令不为唤醒指令。进一步地，语音指令包含的词句含义与预设的词句含义相同时，继续判断所述语音指令对应的音频等与预存的音频是否相同，若相同，判定所述语音指令为唤醒指令，否则，判定所述语音信号不为唤醒指令，和/或，继续判断所述语语音指令对应的音色等与预存的音色是否相同，若相同，判定所述语音指令为唤醒指令，否则，判定所述语音信号不为唤醒指令。A2、在所述语音指令为唤醒指令时，根据麦克风阵列算法获取所述语音指令中语音的声源方向。具体地，通过麦克风阵列算法来获取声源方向。麦克风阵列算法是指利用一组按一定几何位置摆放的麦克风组成的麦克风阵列，通过计算某一声源到各麦克风间的相对延迟时间，及声波到达时间差，定位出该声源的声源方向。在本专利技术实施例中，麦克风阵列的个数和排列方式不受限制，可以是水平排序，也可以是垂直排序，或者也可以是随机排序，但当麦克风阵列的个数和排列方式确定时，麦克风阵列中各麦克风单元位置确定。具体地，则可利用麦克风接收到语音指令的时间差确定发出语音指令的声源方向。优选地，在本专利技术实施例中，所述麦克风阵列包括四个麦克风。具体地，获取所述机器人中麦克风阵列中每个麦克风的相对语音延迟时间，利用估计的延迟时间，计算发出语音信息的用户的位置。其中，延迟时间可以采用最小均方误差自适应滤波器方法进行估计。发出语音信息的用户与播放设备的位置信息可以基于延迟时间通过平面四元T形阵列几何定位算法来计算，计算如下：如图1A所示是平面四元T形阵列结构图，由四个全向麦克风Mic0、Mic1、Mic2和Mic3组成。设定Mic0麦克风为参考麦克风，并以其所处位置为原点建立坐标系，其余三个麦克风与参考麦克风的距离均为L。设声源(发出语音信息的用户)入射波到达麦克风Mic1、Mic2和Mic3相对于到达参考麦克风Mic0的时间延迟分别为τ10、τ20和τ30。声源的方位角为ψ，定义为声源入射方向在xoy平面的投影与x轴正向的夹角。声源的仰角为θ，定义为声源入射方向与其在xoy平面的投影的夹角。声源距参考麦克风的距离记为R，空气声速为c。由声源和麦克风本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人空间定位的交互方法，其特征在于，所述机器人空间定位的交互方法包括：实时获取语音指令，并根据麦克风阵列算法获取所述语音指令中语音的声源方向；获取所述声源方向的图像信息，基于所述声源方向的图像信息锁定指令用户；计算锁定的指令用户的位置信息；根据所述指令用户的位置信息，调整机器人的位置信息，并执行语音指令所对应的操作。

【技术特征摘要】
1.一种机器人空间定位的交互方法，其特征在于，所述机器人空间定位的交互方法包括：实时获取语音指令，并根据麦克风阵列算法获取所述语音指令中语音的声源方向；获取所述声源方向的图像信息，基于所述声源方向的图像信息锁定指令用户；计算锁定的指令用户的位置信息；根据所述指令用户的位置信息，调整机器人的位置信息，并执行语音指令所对应的操作。2.如权利要求1所述的机器人空间定位的交互方法，其特征在于，获取所述声源方向的图像信息，基于所述声源方向的图像信息锁定指令用户的步骤，具体包括：根据所述声源方向调整机器人的当前朝向为所述声源方向；使用摄像头预览所述声源方向的图像信息；基于所述图像信息锁定指令用户。3.如权利要求1所述的机器人空间定位的交互方法，其特征在于，所述机器人包括第一摄像头和第二摄像头，所述计算锁定的指令用户的位置信息的步骤，具体包括：根据第一摄像头的成像信息，确定所述指令用户与第一摄像头的第一夹角信息；根据第二摄像头的成像信息，确定所述指令用户与第二摄像头的第二夹角信息；基于所述第一夹角信息、所述第二夹角信息以及所述第一摄像头与所述第二摄像头的间隔距离信息，计算所述指令用户的位置信息。4.如权利要求1所述的机器人空间定位的交互方法，其特征在于，所述获取所述声源方向的图像信息，基于所述声源方向的图像信息锁定指令用户的步骤之前，还包括：根据所述语音指令的声音特征，判断所述语音指令是否为噪声；若所述语音指令为噪声，则滤除所述噪声。5.如权利要求1所述的机器人空间定位的交互方法，其特征在于，所述根据所述指令用户的位置信息，调整机器人的位置信息，并执行语音指令所对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：迟欣，吴海全，王如军，张恩勤，曹磊，师瑞文，
申请(专利权)人：深圳市冠旭电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44