本發(fā)明實(shí)施例涉及機(jī)器人領(lǐng)域，特別是涉及一種服務(wù)機(jī)器人。

背景技術(shù)：

隨著科技的進(jìn)步，服務(wù)機(jī)器人已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于維護(hù)保養(yǎng)、修理、運(yùn)輸、清洗、保安、救援、監(jiān)護(hù)、導(dǎo)引、教育、休閑娛樂(lè)等諸多領(lǐng)域。為了提高服務(wù)機(jī)器人的交互性，在服務(wù)機(jī)器人上普遍設(shè)置有麥克風(fēng)，以接收用戶(hù)的輸入語(yǔ)音信號(hào)，并將輸入語(yǔ)音信號(hào)識(shí)別成相應(yīng)的控制指令，進(jìn)而執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。然而，目前的服務(wù)機(jī)器人僅在服務(wù)機(jī)器人的正前方設(shè)置麥克風(fēng)，導(dǎo)致收音效果不好。進(jìn)一步，接收的輸入語(yǔ)音信號(hào)容易受到揚(yáng)聲器的干擾。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種服務(wù)機(jī)器人，以解決現(xiàn)有服務(wù)機(jī)器人收音效果不好的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種服務(wù)機(jī)器人，該服務(wù)機(jī)器人包括多個(gè)麥克風(fēng)，該多個(gè)麥克風(fēng)設(shè)置成從不同方向接收輸入語(yǔ)音信號(hào)。該服務(wù)機(jī)器人進(jìn)一步包括模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、功放電路、揚(yáng)聲器以及主控芯片，其中功放電路向揚(yáng)聲器提供輸出語(yǔ)音信號(hào)，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路分別將麥克風(fēng)所接收的輸入語(yǔ)音信號(hào)和功放電路所提供的輸出語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并傳輸至主控芯片，主控芯片利用模數(shù)轉(zhuǎn)換后的輸出語(yǔ)音信號(hào)對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的輸入語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行降噪處理。

其中，該服務(wù)機(jī)器人進(jìn)一步包括頭部殼體，頭部殼體設(shè)置有多組入音孔，其中每組入音孔對(duì)應(yīng)設(shè)置一麥克風(fēng)。

其中，入音孔設(shè)置于頭部殼體的頂部，且劃分為五組，包括設(shè)置于頭部殼體的頂部中心的中心入音孔以及以頭部殼體的朝向?yàn)閰⒖荚O(shè)置于中心入音孔前側(cè)、后側(cè)、左側(cè)和右側(cè)的前側(cè)入音孔、后側(cè)入音孔、左側(cè)入音孔和右側(cè)入音孔。

其中，前側(cè)入音孔、后側(cè)入音孔、左側(cè)入音孔和右側(cè)入音孔位于以中心入音孔為中心且半徑相同的同一圓周上。

其中，揚(yáng)聲器包括設(shè)置在頭部殼體左右兩側(cè)的左側(cè)揚(yáng)聲器和右側(cè)揚(yáng)聲器。

其中，服務(wù)機(jī)器人進(jìn)一步包括諧波消除電路，諧波消除電路連接于數(shù)轉(zhuǎn)換電路與功放電路之間，且用于對(duì)功放電路所提供的輸出語(yǔ)音信號(hào)中的諧波成分進(jìn)行消除。

其中，功放電路包括用于提供第一差分信號(hào)的第一差分?jǐn)?shù)據(jù)線(xiàn)以及用于提供第二差分信號(hào)的第二差分?jǐn)?shù)據(jù)線(xiàn)，其中諧波消除電路包括第一分壓電阻、第二分壓電阻和第三分壓電阻，第一分壓電阻的第一端連接第一差分?jǐn)?shù)據(jù)線(xiàn)，第二分壓電阻的第一端連接第二差分?jǐn)?shù)據(jù)線(xiàn)，第三分壓電阻的第一端和第二端分別連接第一分壓電阻的第二端和第二分壓電阻的第二端，第一分壓電阻的第二端和第二分壓電阻的第二端進(jìn)一步分別連接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。

其中，諧波消除電路進(jìn)一步包括第一濾波電容和第二濾波電容，其中第一濾波電容連接于第一分壓電阻的第二端與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路之間，第二濾波電容連接于第二分壓電阻的第二端與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路之間。

其中，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其中第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換電路分別用于將其連接的麥克風(fēng)所接收的輸入語(yǔ)音信號(hào)和/或功放電路所提供的輸出語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換成第一數(shù)字信號(hào)和第二數(shù)字信號(hào)，服務(wù)機(jī)器人進(jìn)一步包括fpga電路，fpga電路連接于第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與主控芯片之間，并用于將第一數(shù)字信號(hào)和第二數(shù)字信號(hào)合并成第三數(shù)字信號(hào)后輸入至主控芯片。

其中，服務(wù)機(jī)器人進(jìn)一步包括第一電路板和第二電路板，其中主控芯片設(shè)置于第一電路板上，第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和fpga電路設(shè)置于第二電路板上，第一電路板上進(jìn)一步設(shè)置有用于連接于主控芯片與fpga電路之間的隔離電阻。

本發(fā)明實(shí)施例的有益效果是：在本發(fā)明實(shí)施例所提供的服務(wù)機(jī)器人中，通過(guò)設(shè)置多個(gè)麥克風(fēng)從不同方向來(lái)接收輸入語(yǔ)音信號(hào)，由此可提高服務(wù)機(jī)器人的收音效果。進(jìn)一步，利用功放電路提供的輸出語(yǔ)音信號(hào)對(duì)采集的輸入語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行噪聲消除，可減小揚(yáng)聲器對(duì)麥克風(fēng)的干擾。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的服務(wù)機(jī)器人的電路示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的服務(wù)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的服務(wù)機(jī)器人的電路示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的服務(wù)機(jī)器人的電路示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參照?qǐng)D1所示，圖1根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的服務(wù)機(jī)器人的電路示意圖。本實(shí)施例的服務(wù)機(jī)器人包括多個(gè)麥克風(fēng)101、102、103、104、105、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路111、112、揚(yáng)聲器121、122、功放電路131、132、fpga電路(現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)電路)14以及主控芯片15。

在本實(shí)施例中，麥克風(fēng)101-105設(shè)置成從不同方向接收輸入語(yǔ)音信號(hào)，由此可以有效提高收音效果。

進(jìn)一步參照?qǐng)D2所示，圖2根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的服務(wù)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。

服務(wù)機(jī)器人進(jìn)一步包括頭部殼體20，頭部殼體20設(shè)置有多組入音孔21-25，其中入音孔21-25中的每組入音孔與麥克風(fēng)101-105中的一個(gè)對(duì)應(yīng)設(shè)置。

具體來(lái)說(shuō)，入音孔21-25設(shè)置于頭部殼體20的頂部，且劃分為五組，包括設(shè)置于頭部殼體20的頂部中心的中心入音孔21以及以頭部殼體20的朝向(箭頭d1所示方向)為參考設(shè)置于中心入音孔21的前側(cè)、后側(cè)、左側(cè)和右側(cè)的前側(cè)入音孔22、后側(cè)入音孔23、左側(cè)入音孔24和右側(cè)入音孔25。麥克風(fēng)101-105設(shè)置于頭部殼體20的內(nèi)部且分別與中心入音孔21、前側(cè)入音孔22、后側(cè)入音孔23、左側(cè)入音孔24和右側(cè)入音孔25對(duì)應(yīng)設(shè)置，以使得經(jīng)上述入音孔輸入的語(yǔ)音信號(hào)被麥克風(fēng)101-105所采集并轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。在本實(shí)施例中，前側(cè)入音孔22、后側(cè)入音孔23、左側(cè)入音孔24和右側(cè)入音孔25位于以中心入音孔21為中心且半徑相同的同一圓周上.

進(jìn)一步，揚(yáng)聲器121、122設(shè)置在頭部殼體20左右兩側(cè)。在其他實(shí)施例中，前側(cè)入音孔22與后側(cè)入音孔23之間的距離也可以設(shè)置成大于左側(cè)入音孔24和右側(cè)入音孔25之間的距離，由此進(jìn)一步降低揚(yáng)聲器121、122對(duì)麥克風(fēng)101-105的干擾。上述麥克風(fēng)101-105的具體數(shù)量和設(shè)置方式僅是示意性的，在其他實(shí)施例中，麥克風(fēng)的具體數(shù)量和設(shè)置方式也可以根據(jù)需要改變。

進(jìn)一步如圖1所示，功放電路131、132向揚(yáng)聲器121、122提供輸出語(yǔ)音信號(hào)，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路111、112分別將麥克風(fēng)101-105所接收的輸入語(yǔ)音信號(hào)和功放電路131、132所提供的輸出語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并傳輸至主控芯片15。

具體來(lái)說(shuō)，在本實(shí)施例中，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路111連接麥克風(fēng)101-104，并將麥克風(fēng)101-104所接收的輸入語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換成第一數(shù)字信號(hào)，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路111連接麥克風(fēng)103和功放電路131、132進(jìn)而將麥克風(fēng)103所接收的輸入語(yǔ)音信號(hào)和功放電路131、132所提供的輸出語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換成第二數(shù)字信號(hào)。fpga電路14連接于模數(shù)轉(zhuǎn)換電路111、112與主控芯片15之間，并用于將第一數(shù)字信號(hào)和第二數(shù)字信號(hào)合并成第三數(shù)字信號(hào)后輸入至主控芯片15。其中，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路111、112所形成的第一數(shù)字信號(hào)和第二數(shù)字信號(hào)可以是i²s或其他類(lèi)型的數(shù)字信號(hào)，fpga電路14將所接收的第一數(shù)字信號(hào)和第二數(shù)字信號(hào)按照預(yù)訂格式進(jìn)行打包，并形成第三數(shù)字信號(hào)后發(fā)送給主控芯片15。主控芯片15按照預(yù)定的打包格式從第三數(shù)字信號(hào)中提取出相應(yīng)的輸出語(yǔ)音信號(hào)和輸入語(yǔ)音信號(hào)，并利用輸出語(yǔ)音信號(hào)對(duì)輸入語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行降噪處理。

具體來(lái)說(shuō)，揚(yáng)聲器121、122所輸出的語(yǔ)音信號(hào)會(huì)被麥克風(fēng)101-105重新采集并加載到用戶(hù)輸入的語(yǔ)音信號(hào)中，由此使得麥克風(fēng)101-105所實(shí)際采集的輸入語(yǔ)音信號(hào)中包含一定程度的噪音。為了消除上述噪音，在本實(shí)施例中，利用模數(shù)轉(zhuǎn)換電路111、112對(duì)功放電路131、132提供給揚(yáng)聲器121、122的輸出語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行同步地模數(shù)轉(zhuǎn)換，主控芯片15再對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的輸出語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行一定延時(shí)的位移和反相，并根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路111、112進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后的輸入語(yǔ)音信號(hào)的幅度將位移和反相后的輸出語(yǔ)音信號(hào)的幅度進(jìn)行調(diào)整，最后將調(diào)整后的輸出語(yǔ)音信號(hào)與輸入語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行邏輯加運(yùn)算，由此消除輸入語(yǔ)音信號(hào)中的噪音分量，進(jìn)而提高后續(xù)語(yǔ)音識(shí)別的準(zhǔn)確度。

主控芯片15還對(duì)麥克風(fēng)101-105對(duì)應(yīng)的輸入語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行評(píng)估(例如，信噪比評(píng)估)，并根據(jù)評(píng)估結(jié)果從中選擇最佳的輸入語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別和后續(xù)的動(dòng)作響應(yīng)。

進(jìn)一步參照?qǐng)D3所示，圖3根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的服務(wù)機(jī)器人的電路示意圖。

在本實(shí)施例中，服務(wù)機(jī)器人在上述電路的基礎(chǔ)上進(jìn)一步設(shè)置諧波消除電路16，諧波消除電路16連接于模數(shù)轉(zhuǎn)換電路112與功放電路131之間，且用于對(duì)功放電路131所提供的輸出語(yǔ)音信號(hào)中的諧波成分進(jìn)行消除。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，可以在模數(shù)轉(zhuǎn)換電路112與功放電路132之間設(shè)置相同的諧波消除電路16。

具體來(lái)說(shuō)，功放電路131包括用于提供第一差分信號(hào)的第一差分?jǐn)?shù)據(jù)線(xiàn)以及用于提供第二差分信號(hào)的第二差分?jǐn)?shù)據(jù)線(xiàn)。諧波消除電路16包括第一分壓電阻161、第二分壓電阻162和第三分壓電阻163，第一分壓電阻161的第一端連接第一差分?jǐn)?shù)據(jù)線(xiàn)，第二分壓電阻162的第一端連接第二差分?jǐn)?shù)據(jù)線(xiàn)，第三分壓電阻163的第一端和第二端分別連接第一分壓電阻161的第二端和第二分壓電阻162的第二端，第一分壓電阻161的第二端和第二分壓電阻162的第二端進(jìn)一步分別連接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路112。通過(guò)設(shè)置第一分壓電阻161、第二分壓電阻162和第三分壓電阻163可以有效消除第一差分?jǐn)?shù)據(jù)線(xiàn)和第二差分?jǐn)?shù)據(jù)線(xiàn)所輸出的第一差分信號(hào)和第二差分信號(hào)中的諧波成分。

進(jìn)一步，諧波消除電路16進(jìn)一步包括第一濾波電容164和第二濾波電容165，其中第一濾波電容164連接于第一分壓電阻161的第二端與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路112之間，第二濾波電容165連接于第二分壓電阻163的第二端與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路112之間。通過(guò)設(shè)置第一濾波電容164和第二濾波電容165可以有效消除第一差分信號(hào)和第二差分信號(hào)中的直流分量。

進(jìn)一步參照?qǐng)D4所示，圖4根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的服務(wù)機(jī)器人的電路示意圖。在本實(shí)施例中，主控芯片15設(shè)置于第一電路板17上，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路111、112和fpga電路14設(shè)置于第二電路板18上。第一電路板17與第二電路板18之間通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)連接，并且為了消除信號(hào)在傳輸過(guò)程中引入的噪音。在第一電路板17上進(jìn)一步設(shè)置有用于連接于主控芯片15與fpga電路14之間的隔離電阻191、192。通過(guò)將主控芯片15與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路111、112和fpga電路14分別設(shè)置于兩個(gè)電路板上可以使得電路布局更加合理化，并可進(jìn)一步分別由相互獨(dú)立的電源進(jìn)行供電，進(jìn)而避免主控芯片15在工作過(guò)程中對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路111、112的數(shù)據(jù)采集的影響。

綜上所述，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，在本發(fā)明實(shí)施例所提供的服務(wù)機(jī)器人中，通過(guò)設(shè)置多個(gè)麥克風(fēng)從不同方向來(lái)接收輸入語(yǔ)音信號(hào)，由此可提高服務(wù)機(jī)器人的收音效果。進(jìn)一步，利用功放電路提供的輸出語(yǔ)音信號(hào)對(duì)采集的輸入語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行噪聲消除，可減小揚(yáng)聲器對(duì)麥克風(fēng)的干擾。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。