一种基于语音交互的机器人表情显示系统技术方案

本实用新型专利技术属于机器人设备技术领域，涉及一种基于语音交互的机器人表情显示系统；包括MIC阵列、语音处理模块、上位机、MCU控制板、点阵驱动芯片和LED灯阵；MIC阵列安装在机器人的脖子上；MIC阵列与语音处理模块连接，语音处理模块安装于机器人胸腔壳体内，语音处理模块与上位机连接，上位机安装于机器人的腿部，上位机与MCU控制板连接，MCU控制板安装于机器人的上部壳体内部，MCU控制板与点阵驱动芯片连接，点阵驱动芯片安装在机器人头部壳体内，点阵驱动芯片与LED灯阵电性连接，LED灯阵安装在机器人头部前端面；该系统结构合理，机器人表情丰富，语言识别能力强，根据识别的语言能够快速准确的将表情显示出来，有助于人类与机器人的交流和友好互动。

【技术实现步骤摘要】
一种基于语音交互的机器人表情显示系统
：本技术属于机器人设备
，涉及一种通过识别的语音来控制机器人的表情系统，具体涉及一种基于语音交互的机器人表情显示系统。
技术介绍
：随着智能机器人领域的不断发展，机器人技术正从工业制造领域向医疗服务、娱乐教育、居家养老等领域迅速扩展，而与人类的相处陪伴过程中，生动的情感表达和传递也越来越重要，机器人表情的出现使智能机器人与人类的相处变得新奇有趣，并且加深了人类与机器人的交流和互动；机器人表情已经被广泛的应用在服务类型的机器人上，越来越成为与人类交流的不可或缺的一部分。在现有技术中，公开号为CN205721625U的中国专利，公开了一种表情机器人交互系统，包括数据采集模块、上位机、数据处理模块、控制模块、执行模块、运动状态显示模块及表情机器人本体，数据采集模块输出连接上位机，上位机经数据处理模块连接控制模块，控制模块分别输出连接执行模块和运动状态显示模块，其中，数据采集模块采集外部控制信息发送给上位机，上位机发送给数据处理模块，数据处理模块对外部控制信号进行识别处理，并将识别结果发送给控制模块，控制模块生成与识别结果对应的控制命令发送到执行模块，执行模块根据控制命令，驱动语音输出装置实现相应的语音输出或者驱动电机控制表情机器人本体实现相应的面部器官运动，能够快速准确的识别用户面部表情动作，使人机交互过程更加生动有趣；公开号为CN107632562A的中国专利，公开了一种通过点阵灯实现表情动作的机器人，包括红外触碰传感器、图像采集模块、人脸识别模块、语音采集识别模块、主控模块、无线通信模块、供电模块、锁存器、LED灯阵，所述红外触碰传感器信号输出端经红外信号处理电路与控制模块输入端连接，所述语音采集识别模块与主控模块相连，包括声音传感器与声音信号滤波电路，用于获取进行情感分析的语音信号，所述图像采集模块通过人脸识别模块与主控模块输入端相连，所述主控模块输出端接锁存器输入端，所述锁存器输出端与LED灯阵相连，实现LED灯阵表情动作，增强了人机互动的趣味性。总而言之，目前机器人表情单一、不够生动灵活，语言识别不够准确，不能根据语言准确的显示生动的表情，但是与人类的相处陪伴过程中，生动的情感表达和传递也越来越重要，因此设计一种灵活生动的基于语音交互的机器人表情显示系统。
技术实现思路
：本技术的目的在于克服现有设备存在的缺点，针对现有机器人表情单一、不够生动灵活、语言识别不够准确、不能根据语言准确的显示生动的表情等不足，设计一种基于语音交互的机器人表情显示系统。为实现上述目的，本技术涉及一种基于语音交互的机器人表情显示系统，其主体结构包括MIC阵列、语音处理模块、上位机、MCU控制板、点阵驱动芯片和LED灯阵；MIC阵列采用四个以上麦克组成的阵列结构，MIC阵列的麦克等间距安装在机器人的脖子上；MIC阵列通过音频线与语音处理模块连接，语音处理模块安装于机器人脖子下方胸腔壳体内，语音处理模块通过WiFi模块与上位机连接，上位机安装于机器人的腿部壳体内，上位机通过USB接口与MCU控制板连接，MCU控制板安装于机器人的上部壳体内部，MCU控制板通过IIC总线与点阵驱动芯片连接，点阵驱动芯片安装在机器人头部壳体内，点阵驱动芯片与LED灯阵电性连接，LED灯阵安装在机器人头部前端面。本技术所述LED灯阵由16块8行×8列的LED点阵灯板组成，其中机器人头部的左眼和右眼分别由4个8行×8列的LED点阵灯板构成，机器人头部的嘴巴由8个8行×8列的LED点阵灯板构成，左眼和右眼的LED点阵灯板分别由一个点阵驱动芯片控制，嘴巴的LED点阵灯板由两个点阵驱动芯片控制，四个点阵驱动芯片进行级联。本技术所述上位机装载运行有数据传输模块和语音分析模块，MCU控制板装载运行有数据解析模块、flash存储模块和调用模块；其中数据传输模块与数据解析模块连接通信，数据解析模块与flash存储模块连接通信；语音分析模块分别与语音处理模块、调用模块连接通信，调用模块还分别与点阵驱动芯片、flash存储模块连接通信。本技术与现有技术相比，所设计的基于语音交互的机器人表情显示系统合理科学，结构功能完善，机器人表情丰富，语言识别能力强，根据识别的语言快速准确的将表情显示出来，能够有助于人类与机器人的交流和互动，应用环境友好。附图说明：图1为本技术涉及的基于语音交互的机器人表情显示系统的结构原理示意框图。图2为本技术涉及的机器人的结构原理示意图。图3为本技术涉及的上位机和MCU控制板功能模块的结构原理示意框图。图4为本技术涉及的表情解析存储的工艺流程框图。图5为本技术涉及的表情交互的工艺流程框图。图6为本技术涉及的机器人表情辅助设计工具的初始界面示意图。图7为本技术涉及的标注点亮表情灯阵的示意图。图8为本技术涉及的机器人表情辅助设计工具导出灯阵模型的示意图。图9为本技术涉及的LED灯阵的结构原理示意图。具体实施方式：下面通过实施例并结合附图对本技术作进一步说明。实施例1：本实施例涉及的一种基于语音交互的机器人表情显示系统，如图1-2所示，其主体结构包括MIC阵列1、语音处理模块2、上位机3、MCU控制板4、点阵驱动芯片5和LED灯阵6；MIC阵列1采用六个麦克组成的阵列结构，MIC阵列1的麦克等间距安装在机器人的脖子上，MIC阵列1用于采集交互过程中用户的语音信息数据；MIC阵列1通过音频线与语音处理模块2连接，语音处理模块2安装于机器人脖子下方胸腔壳体内，语音处理模块2需要尽可能靠近MIC阵列1安装，因为MIC阵列1采集到的的信号为毫伏级的正弦模拟语音信号，以免采集的语音信息在传输过程中被引入过多的干扰；语音处理模块2用于处理从MIC阵列1获取的语音数据，将语音数据转化为上位机3能够识别的数字信息；语音处理模块2通过WiFi模块与上位机3连接，上位机3安装于机器人的腿部壳体内；上位机3用于控制整个机器人运作、管理机器人内部的所有设备，通过语音处理算法处理接收到的语音信息并分析出语音信息所对应的表情，并将应当作出的表情指令传输至MCU控制板4；上位机3通过USB接口与MCU控制板4连接，MCU控制板4安装于机器人的上部壳体内部，MCU控制板4用于存储表情数据，并根据上位机3表情指令调取表情数据传输至点阵驱动芯片5，MCU控制板4通过IIC总线与点阵驱动芯片5连接，点阵驱动芯片5安装在机器人头部壳体内，点阵驱动芯片5用于根据接收到的表情数据控制LED灯阵6显示表情；点阵驱动芯片5与LED灯阵6电性连接，LED灯阵6安装在机器人头部前端面，LED灯阵6用于显示表情。如图9所示，本实施例涉及的LED灯阵6由16块8行×8列的LED点阵灯板组成，其中机器人头部的左眼和右眼分别由4个8行×8列的LED点阵灯板构成，即双眼的LED点阵灯板相当于一个16行×16列的LED点阵(1号点阵组和2号点阵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于语音交互的机器人表情显示系统，其特征在于：主体结构包括MIC阵列、语音处理模块、上位机、MCU控制板、点阵驱动芯片和LED灯阵；MIC阵列采用四个以上麦克组成的阵列结构，MIC阵列的麦克等间距安装在机器人的脖子上；MIC阵列通过音频线与语音处理模块连接，语音处理模块安装于机器人脖子下方胸腔壳体内，语音处理模块通过WiFi模块与上位机连接，上位机安装于机器人的腿部壳体内，上位机通过USB接口与MCU控制板连接，MCU控制板安装于机器人的上部壳体内部，MCU控制板通过IIC总线与点阵驱动芯片连接，点阵驱动芯片安装在机器人头部壳体内，点阵驱动芯片与LED灯阵电性连接，LED灯阵安装在机器人头部前端面。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于语音交互的机器人表情显示系统，其特征在于：主体结构包括MIC阵列、语音处理模块、上位机、MCU控制板、点阵驱动芯片和LED灯阵；MIC阵列采用四个以上麦克组成的阵列结构，MIC阵列的麦克等间距安装在机器人的脖子上；MIC阵列通过音频线与语音处理模块连接，语音处理模块安装于机器人脖子下方胸腔壳体内，语音处理模块通过WiFi模块与上位机连接，上位机安装于机器人的腿部壳体内，上位机通过USB接口与MCU控制板连接，MCU控制板安装于机器人的上部壳体内部，MCU控制板通过IIC总线与点阵驱动芯片连接，点阵驱动芯片安装在机器人头部壳体内，点阵驱动芯片与LED灯阵电性连接，LED灯阵安装在机器人头部前端面。


2.根据权利要求1所述的基于语音交互的机器人表情显示系统，其特征在于：所述LED灯阵由16块8行×8列的LED点阵灯板组成，其中机器...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪刚，吴庭永，李彦，臧强，安帅，
申请(专利权)人：青岛联合创智科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37