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家庭服务机器人中文语音指令解析方法研究

家庭服务机器人中文语音指令解析方法研究

作者：刘真君燕山大学

学位级别：硕士

智能机器人和自然语言处理作为人工智能重要的两大研究领域,现如今已经成为人工智能研究中最为活跃的领域。两者进行结合,将自然语言应用于智能机器人,实现通过自然语言指令来与机器人进行交互,已经成为研究机器人的重要趋势。本文基于... 详细信息

智能机器人和自然语言处理作为人工智能重要的两大研究领域,现如今已经成为人工智能研究中最为活跃的领域。两者进行结合,将自然语言应用于智能机器人,实现通过自然语言指令来与机器人进行交互,已经成为研究机器人的重要趋势。本文基于人工智能技术,结合国内外在该领域的研究现状,以家庭服务机器人为对象,通过运用自然语言理解、知识库、组合范畴语法、人机对话等理论技术,针对如何将自然语言指令解析为机器人内部能够执行的控制指令问题展开研究。首先,介绍了家庭服务机器人中文指令解析所涉及到的理论和相关技术,包括自然语言理解基础理论、知识库相关核心技术、组合范畴语法、人机对话技术等。通过对这些的描述和分析为后续研究奠定理论基础。其次,在知识库方面,提出了采用谓语逻辑的方式将非结构化的自然语言转化为结构化的知识并构建机器人知识库。分词方面,为了提高分词结果质量,在条件随机场模型基础上设计了三种不同的组合方式进行了中文分词处理。同时描述了组合范畴语法的词典结构和组合规则,结合家庭服务机器人的特点对词典和组合规则进行了扩展。再次,设计了一种中文指令解析方法,该解析方法的核心是概率组合范畴语法模型。通过参数估计和词典生成,对概率组合范畴语法模型进行了学习,并对词典生成的算法进行了分析和改进,提高了解析器的性能。另外,给出了人机对话管理机制在人机语音对话中对缺失和歧义信息的处理过程,从另一方面保证了中文指令能够顺利得解析并转化为机器人内部能够执行的控制指令。最后,通过实验对提出的中文分词技术和中文语音指令解析方法进行评估,通过有效性和可行性验证,对实验结果进行了分析。

关键词：家庭服务机器人知识库组合范畴语法语音指令人机对话

支持语音指令的非真人玩家智能决策行为模型研究

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支持语音指令的非真人玩家智能决策行为模型研究

作者：张栋楠北京林业大学

学位级别：硕士

近二十年来,随着计算机软硬件水平的飞速发展,电子游戏的技术水平也获得了极大提高。而游戏中的人工智能开始和图形、声效等一样成为游戏设计中特别重要的部分。在第三人称射击游戏（Third-Person Shooter, TPS）中,如果智能的非真人玩... 详细信息

近二十年来,随着计算机软硬件水平的飞速发展,电子游戏的技术水平也获得了极大提高。而游戏中的人工智能开始和图形、声效等一样成为游戏设计中特别重要的部分。在第三人称射击游戏（Third-Person Shooter, TPS）中,如果智能的非真人玩家（Non-Player Character, NPC）能在游戏环境中获取信息,做出合理的行为决策和响应,和玩家协作或者对抗,可以极大地提升玩家的游戏体验。在传统的第三人称射击游戏TPS中,往往会有多个非真人玩家NPC存在于游戏场景中,但这些NPC之间往往是单独行动,并没有智能体之间的合作,这并不符合实际的情况。另外,在传统的TPS游戏中,玩家Player与这些NPC之间也没有一个显式的交流和合作方式;玩家Player一般只是一个参与者,而并非指挥者,它无法以显式的方式来指挥己方NPC的行动,从而达到更有效的合作。针对以上问题,本文对TPS游戏中的多智能体决策模型展开研究,进行了如下两项工作：（1）基于“行为树”方法,构建了TPS游戏中多智能体的行为决策模型,实现了NPC之间、以及NPC和玩家之间的协同行为决策。（2）构建了基于语音的游戏行为控制,玩家可以通过发布语音指令,来实现对游戏团队中的NPC以及玩家替身的控制。这种控制方式可以更好地支持游戏中NPC与玩家的协作;同时可以体现玩家作为指挥者的作用;另一方面,对于移动平台游戏而言,很难通过鼠标键盘来输入大量控制信息,而这种语音控制方式将具有一定优势。本文工作是对游戏中多智能体间协作行为决策及人与NPC间交互方式的思考与改进,所构建的支持语音指令的智能决策模型对于TPS游戏,尤其是手机中TPS游戏中的人工智能和交互设计具有一定参考价值。通过游戏实验与应用测试,验证了本文支持语音指令控制的智能决策模型的有效性。测试结果表明,基于该决策模型,NPC在游戏中可以采取合理的智能行为;同时玩家Player发布的语音指令可以被准确无误地解释并执行。

关键词：游戏人工智能 TPS 语音指令行为树

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一种基于语音指令的电子门锁解锁方法及系统

电子技术应用 2021年第8期47卷 39-42页

作者：黄萌凌丁竹生张金叶航天科技集团702所北京100076 航天科技集团18所北京100076

为了满足人们对更好解锁方式的需求,提出了一种基于语音指令的电子门锁解锁方法及系统。该方法的设计理念是:利用手机号码的唯一性识别用户身份;利用语音识别技术,实现利用不同的语音指令打开不同门锁。该系统由电子门锁、手机和互联网... 详细信息

为了满足人们对更好解锁方式的需求,提出了一种基于语音指令的电子门锁解锁方法及系统。该方法的设计理念是:利用手机号码的唯一性识别用户身份;利用语音识别技术,实现利用不同的语音指令打开不同门锁。该系统由电子门锁、手机和互联网服务器组成。对该方法及系统进行了详细设计和说明,据此即可进行代码编写、电路设计等产品化设计工作。基于本方法及系统的电子门锁适用范围宽、解锁便捷,并具有更好的安全性、更高的性价比,对电子门锁或智能门锁行业的发展将会产生重要影响。

关键词：电子门锁智能门锁解锁方法语音指令

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一种基于语音指令的预案决策方法

信息通信 2020年第5期33卷 29-31页

作者：郑力明田晓波武警警官学院信息通信系四川成都610213

在语音、语言处理及预案决策执行领域,目前预案的决策、执行、流转是基于事发前已有的预案库,主要依靠人力传达流转,容易受到人为失误的干扰等不良影响,效率低下,可控性差。基于语音指令设计了一种预案决策方法,该方法通过语音识别得到... 详细信息

在语音、语言处理及预案决策执行领域,目前预案的决策、执行、流转是基于事发前已有的预案库,主要依靠人力传达流转,容易受到人为失误的干扰等不良影响,效率低下,可控性差。基于语音指令设计了一种预案决策方法,该方法通过语音识别得到语音指令,利用文本相似度计算实现预案库指令的匹配,而后进行人机交互,激活相应预案。利用该方法可以较好地解决当前存在的突出问题,实现基于语音指令的预案决策自动化,提高预案下达和执行的时效性。

关键词：语音指令预案决策文本相似度计算人机交互

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一种用于X线检查的语音指令模块设计

医疗卫生装备 2017年第2期38卷 56-58页

作者：乔国庆欧陕兴黄俊成刘盼丽刘聪广州军区广州总医院放射科广州510010

目的:设计一种在X线检查过程中可代替人声喊话、自动播放的语音指令模块。方法:语音指令模块由语音模块、按钮开关、喇叭、小型扩音器、电源模块等用导线连接组成;语音指令采用专用软件合成。结果:该语音指令模块可以代替传统人声喊话... 详细信息

目的:设计一种在X线检查过程中可代替人声喊话、自动播放的语音指令模块。方法:语音指令模块由语音模块、按钮开关、喇叭、小型扩音器、电源模块等用导线连接组成;语音指令采用专用软件合成。结果:该语音指令模块可以代替传统人声喊话下达指令的方式,实现由按钮开关触发播放所需的语音指令,指令标准、清晰、易懂、无干扰音,易于患者配合,提高了检查质量,减轻了检查人员的工作负担。结论:该模块的应用实现了X线检查语音指令清晰、标准的自动播放,解决了临床面临的难题,容易普及,具有较高的实用价值及社会价值。

关键词：语音指令 X线机自动控制医疗设备改造智能语音提示

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智能X射线机防意外曝光语音指令系统设计

中国医学装备 2020年第1期17卷 9-12页

作者：乔国庆许京菁刘盼丽李敏麦秋仪解放军南部战区总医院放射科广东广州510010 解放军南部战区总医院输血科广东广州510010 广州市第一人民医院南沙医院放射科广东广州511462 解放军南部战区总医院医学工程科广东广州510010

目的:设计一种X射线机适用的防意外曝光语音指令系统,其智能防意外曝光功能可避免因意外曝光而导致对工作人员及候诊患者的辐射损害。方法:利用51单片机、无线发射及接收模块、继电器、语音控制器及门磁开关等配件,设计并组装X射线机适... 详细信息

目的:设计一种X射线机适用的防意外曝光语音指令系统,其智能防意外曝光功能可避免因意外曝光而导致对工作人员及候诊患者的辐射损害。方法:利用51单片机、无线发射及接收模块、继电器、语音控制器及门磁开关等配件,设计并组装X射线机适用的语音指令系统,通过给51单片机编程实现发出“语音”指令。结果:该系统能够自动感应内、外防护门开关状态,并将状态信号发送给51单片机,在操作曝光手闸时只有当内、外防护门均关闭时方能正常曝光,若防护门之一未完全关闭则禁止曝光,从而防止对工作人员或候诊患者造成意外辐射伤害。在曝光时可发出“呼吸”指令,指挥患者在检查中做相应配合。结论:智能X射线机防意外曝光语音指令系统能够防止在未正常关闭防护门状态下进行X射线检查,能有效防止工作人员和患者受到意外辐射伤害。该系统兼有的“呼吸”指令功能,能够自动指挥患者配合工作人员进行检查,以降低工作人员的工作强度。

关键词：单片机智能语音指令 X射线机辐射防护意外曝光

嵌入式语音指令控制系统基础平台的构建与研究

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嵌入式语音指令控制系统基础平台的构建与研究

作者：代训康南京航空航天大学

学位级别：硕士

嵌入式语音指令控制技术是近些年来控制领域最前沿课题之一。构建嵌入式语音指令控制系统基础平台并对其进行研究,目的不仅可作为研究生学习研究嵌入式语音指令控制技术的实验平台,也可用于控制基于AS-MRobotE模块的自构建智能机械臂,... 详细信息

嵌入式语音指令控制技术是近些年来控制领域最前沿课题之一。构建嵌入式语音指令控制系统基础平台并对其进行研究,目的不仅可作为研究生学习研究嵌入式语音指令控制技术的实验平台,也可用于控制基于AS-MRobotE模块的自构建智能机械臂,还可广泛应用于其他智能控制系统,市场潜力大,这对工业控制领域来说具有重要的现实意义和实用价值。论文描述了基于嵌入式技术的语音指令控制系统基础平台的构建与应用研究过程。根据课题需求分析的结果,给出了语音指令基础平台的设计方案,画出了系统总体设计框图,选择并搭建了软、硬件平台,确定了开发环境。使用基于CAN总线的关键技术CANopen协议,设定了CANopen协议对象通讯服务过程,在嵌入式工控主板上构建了CANopen协议栈主站。针对基于CANopen协议网络从站所具有的功能特点,深入研究了机械臂从站模块的内部结构,构建了机械臂从站模块和硬件平台以及控制系统通讯驱动结构。并讨论了小词汇量的语音指令识别系统的实现原理,采用语音信号的动态时间归整算法,节约了嵌入式工控板内存有限的资源,实现了孤立词的语音指令识别系统。从主从站模块的配置、主站对从站的控制过程以及多模块的同步工作等三个方面讨论了嵌入式主从站之间的通讯与控制。通过CANopen网络模型中的SDO报文实现了操作人直接发出语音指令来控制自构建的机械臂完成较为复杂的动作,达到了预期设定的目标。最终,构建了一个开放的、可扩展的、可移植的嵌入式语音指令控制系统平台,并以控制自构建的机械臂的操作为示例对其进行了深入研究,探索了移植应用于其他智能控制系统的途径。

关键词：语音指令 CANopen 机械臂基础平台对象字典

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车载多媒体语音指令控制系统的开发

车载多媒体语音指令控制系统的开发

作者：肖方南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着世界汽车工业的快速发展和嵌入式技术的不断进步,车载多媒体越来越多的出现在人们生活中。车载多媒体设备的交互方式需要很好的便利性和安全性,语音指令以其方便、快捷的特点成为交互方式的首选。实用化研究也是近年来语音识别的一... 详细信息

随着世界汽车工业的快速发展和嵌入式技术的不断进步,车载多媒体越来越多的出现在人们生活中。车载多媒体设备的交互方式需要很好的便利性和安全性,语音指令以其方便、快捷的特点成为交互方式的首选。实用化研究也是近年来语音识别的一个新兴研究方向,语音识别技术应用于车载系统将有力地促进车载设备方便、快捷、安全地使用和普及。本课题致力于车载多媒体语音指令控制系统的开发研究。针对嵌入式系统存在的存储空间有限和实时性要求高等问题,主要从语音识别算法的优化和车载多媒体语音指令控制系统平台的构建着手研究。（1）针对传统MFCC特征提取之后得到的语音特征矢量序列数据量很大,占用较多存储空间的缺点,采取矢量量化技术对特征矢量进行优化处理。仿真实验表明:语音信号经该算法处理后,数据的存储量减少近91%。（2）针对车载多媒体语音指令控制系统操作对象不唯一的特点,采用DHMM算法进行语音训练和识别,实现了非特定人语音指令控制。然而该算法的训练模块将会产生大量的语音数据,于是将训练过程在PC机上实现,且只需开发时在PC机上进行训练,以后的使用过程完全脱离PC机,节约并合理地利用了嵌入式系统资源。（3）研究了车载多媒体语音指令控制系统的软件平台。主要包括嵌入式软件开发环境的构建、启动引导程序设计、内核剪裁编译和移植、音频驱动程序的裁剪移植和根文件系统的制作等。同时还详细阐述了Qt/Embedded图形界面开发平台的特点和宿主机交叉开发环境的搭建过程。最终将系统的软件平台移植到ARM9开发板上,成功构建出车载多媒体语音指令控制系统的软件平台。（4）以构建的嵌入式系统软件平台为基础,在ARM9开发板上实现车载语音指令控制系统。操作者通过麦克风输入语音指令,识别后传送给车载系统,完成相应的指令操作。实验测试结果表明:程序运行速度快、可靠,界面设计合理,操作简便而舒适,符合人们的习惯,系统的识别正确率和实时性均满足了汽车对于车载多媒体的实用需求。

关键词：语音指令 Linux Qt 车载多媒体系统矢量量化隐马尔科夫模型 ARM

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嵌入式飞行器语音指令识别技术的研究

嵌入式飞行器语音指令识别技术的研究

作者：李书贞南京航空航天大学

学位级别：硕士

本课题主要研究航空领域中基于Linux系统的飞行器语音指令识别技术。研究目的是丰富飞行器控制方式,减轻飞行员操作强度,提高控制速度和安全性能。本课题对我国航空事业的发展具有重要的现实意义和实用价值。首先论文阐述了语音... 详细信息

本课题主要研究航空领域中基于Linux系统的飞行器语音指令识别技术。研究目的是丰富飞行器控制方式,减轻飞行员操作强度,提高控制速度和安全性能。本课题对我国航空事业的发展具有重要的现实意义和实用价值。首先论文阐述了语音指令识别系统的概念、组成部分及其相关技术,并针对航空领域中噪声的影响,改进了传统的语音端点检测算法,研究并给出了基于多特征的语音端点检测算法,仿真结果表明:该算法在航空噪声环境下的端点检测性能明显优于传统算法。然后,针对传统的MFCC语音特征抗噪声性能弱的缺点,在其语音特征提取过程中,引入了Bark小波技术,经验证:改进后的MFCC参数抗噪性能明显提高。其次,介绍了Linux系统和QT开发平台的特点,然后,在Linux系统下的Qt平台上,编程实现了一个孤立词的基于飞行器的语音指令识别系统。并在此系统的基础上,利用两级动态规划算法编程实现了一个基于飞行器的连续语音指令识别系统。最后,利用AS-MRobotE的智能机器人模拟无人驾驶的飞行器的控制设备,结合网络通信技术和已实现的语音指令识别系统,设计和实现了一个语音指令远程控制无人驾驶的飞行器系统。其指令识别率达到99%。操作者将语音指令输入到客户端,识别后通过socket机制将指令传送给智能机器人,使之按指令完成运动。测试结果表明:该系统识别的正确率和实时性均满足了实用需求。

关键词： Linux 语音指令航空噪声多特征 Bark小波 Qt 网络通信远程控制 socket