语音交互家居控制方法及机器人

1.本公开涉及物联网应用服务技术领域，尤其涉及一种语音交互家居控制方法及机器人。


背景技术：

2.家居控制机器人被用于智能家居环境中，用户通过语音交互向家居控制机器人发出控制指令，家居控制机器人根据控制指令分别控制智能家居环境中的各个家居设备。
3.在现有技术中，若用户需要家居控制机器人执行多个控制指令，则需要重复开启多轮对话，需要用户重复唤醒家居控制机器人，为家居设备的控制带来不便。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种语音交互家居控制方法机器人可以更方便的控制家居设备。
5.第一方面，本公开提供了一种语音交互家居控制方法，包括：获取规则库，所述规则库包括互斥规则库，所述互斥规则库包括不可同时执行的控制指令的组合；通过与用户语音交互获取合法的多个控制指令；从所述多个控制指令中获取常保持指令，所述常保持指令为执行时间不做限定的控制指令；根据互斥规则库和常保持指令对所述多个控制指令进行划分，以得到第一指令集合和第二指令集合，所述第一指令集合包括多个控制指令中与常保持指令相斥的所有控制指令，所述第二指令集合包括多个控制指令中与常保持指令不互斥的所有控制指令；根据互斥规则库将第一指令集合分为一个或多个执行组合，执行组合中的控制指令相互不互斥；逐一执行第一指令集合的执行组合；在完成第一指令集合后执行第二指令集合中的全部控制指令。
6.可选的，从所述多个控制指令中获取单个常保持指令；所述语音交互家居控制方法还包括：根据互斥规则库将第二指令集合分为两个以内的执行组合；在完成第一指令集合后执行第二指令集合中的全部控制指令，包括：在完成第一指令集合后，先执行第二指令集合中包括所述单个常保持指令的执行组合，后执行剩余的执行组合。
7.可选的，从所述多个控制指令中获取单个常保持指令，包括：查阅互斥规则库，选取与其他控制指令互斥数量最少的常保持指令。
8.可选的，通过语音交互获取合法的多个控制指令，包括：通过语音交互获取多个控制指令；
根据互斥规则库校验所述多个控制指令中的常保持指令之间是否互斥，若不互斥，确定为合法。
9.可选的，所述规则库还包括并行规则库，所述并行规则库包括可同时执行的控制指令的组合以及对应的权重的组合权重表；以执行组合为单元执行第一指令集合的执行组合，包括：查阅组合权重表按照权重的大小对第一指令集合的执行组合的执行顺序排序后，以执行组合为单元按照所述执行顺序逐一执行第一指令集合的执行组合。
10.可选的，根据用户曾经说过控制指令的次数，按照预设函数更新所述组合权重表中包括所述控制指令的组合的权重。
11.可选的，所述用户包括多个用户角色，所述并行规则库包括不同用户角色的组合权重表，所述语音交互家居控制方法还包括：获取发出控制指令的用户角色；根据获取的得到的用户角色查阅对应用户角色的组合权重表，根据对应用户角色的组合权重表对第一指令集合的执行组合的执行顺序进行排序。
12.可选的，根据不同用户角色曾经说过控制指令的次数，按照预设函数分别更新不同用户角色的组合权重表中包括所述控制指令的组合的权重。
13.可选的，所述预设函数包括：w
x
=w1 ln（x 1）所述w
x
代表控制指令出现过x次时具有所述控制指令的组合的权重，w1代表具有所述控制指令的组合的初始权重。
14.第二方面，本公开提供了一种家居控制机器人，包括：语音交互模块，用于与用户语音交互获取合法的多个控制指令；规则库，包括互斥规则库，所述互斥规则库包括不可同时执行的控制指令的组合；常保持指令获取模块，用于从所述多个控制指令中获取常保持指令，所述常保持指令为执行时间不做限定的控制指令；指令集合划分模块，用于根据互斥规则库和常保持指令对所述多个控制指令进行划分，以得到第一指令集合和第二指令集合，所述第一指令集合包括多个控制指令中与常保持指令相斥的所有控制指令，所述第二指令集合包括多个控制指令中与常保持指令不互斥的所有控制指令；执行组合划分模块，用于根据互斥规则库将第一指令集合分为一个或多个执行组合，执行组合中的控制指令相互不互斥；执行模块，用于逐一执行第一指令集合的执行组合，并在完成第一指令集合后执行第二指令集合中的全部控制指令；控制模块，用于在控制指令被执行时，按照控制指令的内容控制对应的家居设备。
15.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：相较于现有技术而言，本公开提出了一种语音交互家居控制方法，可以给出单轮对话得到的多个控制指令的执行顺序，不需要用户在给出多个控制指令的同时给出控制指令的执行顺序，使得用户可以较为顺畅的把全部控制指令说出，用户可以更方便的控制家
居设备。
附图说明
16.图1为本公开实施例提供的应用场景图；图2为本公开实施例提供的语音交互家居控制方法的流程示意图之一；图3为本公开实施例提供的语音交互家居控制方法的流程示意图之二；图4为本公开实施例提供的家居控制机器人的结构示意图。
具体实施方式
17.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
18.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
19.图1为本公开实施例提供的应用场景图，语音交互家居控制方法可以应用在图1所述的智能家居场景中。如图1所示，用户11通过与家居控制机器人12完成单轮的语音交互以向家居控制机器人12下发多个控制指令，家居控制机器人12获取得到用户11下发的多个控制指令后，按照预设的语音交互家居控制方法对所述多个控制指令进行分组和排序以给出可行的控制指令的执行顺序。家居控制机器人12按照所述执行顺序执行控制指令，并按照执行时控制指令的内容控制对应的家居设备13。
20.实施例一：图2为本公开实施例提供的语音交互家居控制方法的流程示意图之一。如图2所示，本公开实施例提供的语音交互家居控制方法的流程包括：s101：获取规则库，所述规则库包括互斥规则库，所述互斥规则库包括不可同时执行的控制指令的组合。
21.具体的，互斥规则库为记录所有不可同时执行的控制指令的组合的数据表。例如：控制指令只能从事件集合中选取{a、b、c、d、e}；即控制指令只有5种可能取值a、b、c、d和e，则互斥规则库为：应当知道的是，本实施例为了方便理解将互斥规则库以表格形式进行呈现。但在
实际的数据存储结构中，互斥的控制指令会以组合的形式存储在特定数据库的数据表中。
22.其中，控制指令a和控制指令e为常保持指令，常保持指令指的是执行时间不做限定的控制指令。例如，控制指令a为打开空调。
23.其中，控制指令b、c、d为执行时间做出限定的控制指令。例如，控制指令b为打开新风系统x分钟。
24.s102：通过语音交互获取合法的多个控制指令。
25.具体的，家居控制机器人通过语音播放和接收设备利用语音识别技术完成与用户的语音交互，获取得到用户下发的多个控制指令。
26.随后家居控制机器人会对根据互斥规则库校验所述多个控制指令中的常保持指令之间是否互斥，若不互斥，确定为合法。
27.若互斥，确定为不合法，抛弃得到的多个控制指令。
28.例如，家居控制机器人获取得到用户下发了控制指令a、b、c、d、e，之后获取控制指令中的常保持指令a和e，查阅互斥规则库，不存在常保持指令a和e互斥的记载，判定该次用户下发的多个控制指令合法。相反的，则判定为不合法。
29.其中，家居控制机器人具有处理器，语音播放和接收设备包括麦克风和扬声器。麦克风用于采集用户的声波，并将声波转换为电信号输入至家居控制机器人的处理器进行处理。出于立体声采集或降噪的目的，麦克风可以为多个，分别设置在家居控制机器人的不同部位。扬声器则用于将来自所述处理器的电信号转换为声波。在其他实施例中，麦克风还可以是阵列麦克风或全向采集型麦克风。
30.其中，家居控制机器人的处理器利用现有的科大讯飞股份有限公司的语音解析技术，将麦克风接收到的用户语音信息解析得到多个控制指令。
31.s103：从所述多个控制指令中获取常保持指令，所述常保持指令为执行时间不做限定的控制指令。
32.具体的，从多个控制指令中，把所有的常保持指令选取出来。例如，控制指令a、b、c、d、e，获取控制指令中的常保持指令a和e。
33.s104：根据互斥规则库和常保持指令对所述多个控制指令进行划分，以得到第一指令集合和第二指令集合，所述第一指令集合包括多个控制指令中与常保持指令相斥的所有控制指令，所述第二指令集合包括多个控制指令中与常保持指令不互斥的所有控制指令。
34.具体的，分别查阅多个常保持指令与多个控制指令中剩余指令的互斥关系，将与常保持指令互斥和不互斥的控制指令分为两个指令集合。
35.例如：常保持指令a与控制指令b和d互斥。常保持指令e与控制指令c互斥。则第一指令集合为{控制指令b、控制指令c、控制指令d}，第二指令集合为{控制指令a、控制指令e}。
36.s105：根据互斥规则库将第一指令集合分为一个或多个执行组合，执行组合中的控制指令相互不互斥。
37.具体的，查阅第一指令集合中的控制指令之间是否互斥，若互斥则分为不同的执行组合。
38.例如：第一指令集合为{控制指令b、控制指令c、控制指令d}，查阅互斥规则库发现
控制指令b和控制指令d互斥，控制指令b和控制指令c互斥，则将第一指令集合分为两个执行组合{控制指令b}和{控制指令c、控制指令d}。
39.s106：逐一执行第一指令集合的执行组合。
40.具体的，以执行组合为单元逐一执行第一指令集合中的执行组合。即只有执行完成某一执行组合中的全部控制指令，才能执行下一个执行组合的全部控制指令。
41.例如，先完成执行组合{控制指令b}，只有执行完成执行组合中的控制指令b才能执行下一个执行组合{控制指令c、控制指令d}。若执行组合中具有多个控制指令，例如{控制指令c、控制指令d}，则控制指令c、控制指令d可以并行执行，执行组合的完成时间为两个控制指令中最长的执行时间。
42.在一个优选的实施例中，所述规则库还包括并行规则库，所述并行规则库包括可同时执行的控制指令的组合以及对应的权重的组合权重表。
43.例如：本公开实施例中提供的组合权重表为了方便理解只示出了其中一部分。
44.查阅组合权重表按照权重的大小对第一指令集合的执行组合的执行顺序排序后，以执行组合为单元按照所述执行顺序执行第一指令集合的执行组合。
45.例如：按照权重大小由大到小的规则对第一顺序组合中的执行组合进行排序后，第一指令集合的执行顺序为先完成执行组合{控制指令c、控制指令d}，后完成执行组合{控制指令b}。
46.在该优选的实施例中，通过预先设定组合权重表可以对第一执行集合中的执行组合的执行顺序进行排序，使得第一执行集合中的执行组合的执行顺序可以更加符合用户的需求。
47.在该优选的实施例中，还能按照预设函数根据用户曾经说过控制指令的次数对所述并行规则库包括所述控制指令的组合的权重更新。
48.所述预设函数包括：w
x
=w1 ln（x 1）所述wx代表控制指令出现x次时具有所述控制指令的组合的权重，w1代表具有所述控制指令的组合的初始权重。
49.例如，在过去的使用中，用户曾经说过控制指令c一共5次，而包含控制指令c的组合{控制指令c、控制指令d}其初始权重为5，则该组合在控制指令c出现过5次时，其权重为5 ln(6)，即权重约为6.79。
50.在该优选的实施例中，可以随用户使用的次数对组合权重表的权重进行更新，使得第一执行集合中的执行组合的执行顺序可以更加符合用户的需求。
51.而且在该优选的实施例中，选取了底数大于1的对数函数作为加权变化量。该优选的实施例利用对数函数在开始时因变量增长明显，在后续因变量增长缓慢的性质，可以在
开始时快速学习到用户较为满意的权重，并在后续能够维持组合权重表的权重保持稳定，避免了包括常用的控制指令的组合的权重和不包括常用的控制指令的组合的权重方差过大，有利于后续开发人员对组合权重表中的初始权重重新进行设计，便于进行维护。
52.在另一优选的实施例中，所述用户包括多个用户角色。例如：爸爸、妈妈和小孩。
53.所述并行规则库根据不同的用户角色分别设置了不同用户角色的组合权重表。
54.具体的，家居控制机器人还会根据声纹获取发出控制指令的用户角色。根据声纹识别得到不同的用户角色是本领域技术的现有技术，在此不在赘述，在本优选的实施例中使用了科大讯飞股份有限公司的声纹识别技术来实现。
55.之后，根据获取得到的用户角色查阅对应用户角色的组合权重表，根据对应用户角色的组合权重表对第一指令集合的执行组合的执行顺序进行排序，并按照所述执行顺序逐一执行第一指令集合中的执行组合。
56.进一步的，在该优选的实施例中，还能根据不同用户角色说出控制指令的次数分别对不同用户角色的组合权重表中的权重进行更新。
57.其实现过程及原理与上一优选的实施例中的实现方法原理和方法相同，在此不再赘述。
58.s107：在完成第一指令集合后执行第二指令集合中的全部控制指令。
59.例如，完成第一指令集合{控制指令b、控制指令c、控制指令d}中的全部控制指令后，并行执行第二指令集合中的控制指令a和控制指令e。
60.在智能家居场景中，由于家居设备的分布位置广泛，数量众多，因此需要有一个家居控制机器人提供一个统一交互接口，以此方便各个家居设备的与用户的交互。家居控制机器人一般通过有线或无线连接的方式建立与各个家居设备通信，并以此发送控制信号控制各个家居设备。
61.现有技术中的语音识别技术已经趋于完善，可以在单轮对话中，识别得到用户在一句话内说出的全部控制指令。但即便家居控制机器人可以在单轮对话中识别得到多个控制指令，由于家居控制机器人并不清楚多个控制指令的执行顺序，通常都是直接执行得到的多个控制指令，而多个控制指令之间通常有冲突。
62.或家居控制机器人直接根据用户说出控制指令的先后，对多个所述控制指令逐个顺序执行，但是对于使用人来说，在单次对话中，不仅需要记住并提供多个控制指令，还要按照顺序说出多个控制指令，用户极易说错或者并不能顺畅的把全部指令说出。
63.因此现有技术难以实现家居控制机器人在单轮对话后就执行多个控制指令。
64.本公开提供了一种语音交互家居控制方法，发明人注意到用户下发的多个控制指令中通常会包括常保持指令，且常保持指令一般都是多个控制指令的核心指令。
65.即通常用户说出的多个控制指令中，不能与常保持指令同时执行的控制指令一般都是为了常保持指令所做的前置工作，例如开空调前先打开新风系统通风，打开投影仪前需要先关灯。
66.即便用户下发的多个控制指令中不包括常保持指令，也可以直接按照第一执行指令集合对多个控制指令划分成多个执行组合的方法，对多个控制指令进行划分，并以执行组合为单位进行执行以得到没有冲突的多个控制指令的执行顺序。
67.本公开利用常保持指令和互斥规则库，将多个执行指令分为多个执行组合，以执
行组合为单位执行，多个执行指令执行时不会相互冲突。而且在同一执行组合内的控制指令可以并行执行，不需要逐个执行多个控制指令，节省了时间。因此本公开提出了一种语音交互家居控制方法，可以给出单轮对话得到的多个控制指令的执行顺序，不需要用户在给出多个控制指令的同时给出控制指令的执行顺序，使得用户可以较为顺畅的把全部控制指令说出，用户可以更方便的控制家居设备。
68.实施例二：图3为本公开实施例提供的语音交互家居控制方法的流程示意图之二。本公开实施例沿用实施例一的举例说明，如图3所示，本公开实施例包括以下步骤：s201：获取规则库，所述规则库包括互斥规则库，所述互斥规则库包括不可同时执行的控制指令的组合。
69.s202：通过与用户语音交互获取合法的多个控制指令。
70.其区别于实施例一的步骤和举例说明包括：s203：从所述多个控制指令中获取单个常保持指令，所述常保持指令为执行时间不做限定的控制指令。
71.具体的，从多个控制指令中，只需选取一个常保持指令。例如，控制指令a、b、c、d、e，获取控制指令中的常保持指令a或e。
72.在优选的实施例中，选取单个常保持指令还具有以下步骤：查阅互斥规则库，得到常保持指令中与其他控制指令互斥数量最少的常保持指令。
73.例如：常保持指令a与控制指令b和d互斥。常保持指令e与控制指令c互斥。常保持指令e与其他控制指令互斥的数量小于常保持指令a，则从多个控制指令中获取常保持指令e。
74.在优选的实施例中，本公开选取与其他控制指令互斥数量最少的常保持指令进行后续划分指令集合的依据，因此在后续划分的第一指令集合中控制指令的数量会更少。在第一指令集合中出现控制指令的数量越少，第一指令集合中可能出现完成需耗费较长时间的控制指令的概率就越低。因此在优选的实施例中，可以更容易的在短时间内完成第一指令集合中的指令，以迅速执行第二指令集合中的常保持指令。常保持指令一般作为用户指定的核心指令，在优选的实施例中可以更快的执行，能给用户带来更好的使用体验。
75.s204：根据互斥规则库和常保持指令对所述多个控制指令进行划分，以得到第一指令集合和第二指令集合，所述第一指令集合包括多个控制指令中与常保持指令相斥的所有控制指令，所述第二指令集合包括多个控制指令中与常保持指令不互斥的所有控制指令。
76.例如：步骤s203中选取常保持指令e，根据常保持指令和互斥规则库将多个控制指令进行划分，由于常保持指令e与控制指令c互斥。则第一指令集合为{控制指令c}，第二指令集合为{控制指令a、控制指令b、控制指令d、控制指令e}。
77.s205：根据互斥规则库将第一指令集合分为一个或多个执行组合，执行组合中的控制指令相互不互斥。
78.例如：将第一指令集合{控制指令c}划分为单个执行组合{控制指令c}。
79.s206：根据互斥规则库将第二指令集合分为两个以内的执行组合。
80.例如：第二指令集合为{控制指令a、控制指令b、控制指令d、控制指令e}，其中常保持指令a与控制指令b和d互斥，则将第二指令集合划分为两个执行组合{控制指令b、控制指令d、控制指令e}和{控制指令a}。
81.s207：以执行组合为单元执行第一指令集合的执行组合。
82.s208：在完成第一指令集合后执行第二指令集合中的全部控制指令。
83.具体的，先执行第二指令集合中包括所述单个常保持指令的执行组合，后执行剩余的执行组合。
84.例如：先完成包括用于划分第一指令集合和第二指令集合的常保持指令e的执行组合{控制指令b、控制指令d、控制指令e}，之后再完成执行组合{控制指令a}。其中，常保持指令开始执行后，即视为该控制指令执行完成。
85.本公开实施例相较于实施例一而言，可以更快的执行至常保持指令。由于实施例一中需要根据全部的常保持指令来划分第一执行指令集合和第二执行指令集合。对于实施例一而言，当常保持指令的数量越多，冲突的控制指令的数量就越多，导致几乎所有的常保持指令都会在第二指令集合，而剩余的控制指令都会在第一指令集合内。因此，对于实施例一而言需要完成大部分控制指令才能去执行常保持指令，而常保持指令一般作为用户指定的核心指令。因此实施例一不能及时执行用户希望的核心指令，用户使用体验感不佳。
86.本公开实施例通过选取一个常保持指令对多个控制指令进行划分，减少第一指令集合中控制指令的数量，可以更容易的在短时间内完成第一指令集合中的指令，以迅速执行第二指令集合中的常保持指令。常保持指令一般作为用户指定的核心指令，可以更快的执行，能给用户带来更好的使用体验。
87.图4为本公开实施例提供的家居控制机器人的结构示意图。如图四所示，本公开实施例提供家居控制机器人包括：语音交互模块41，用于与用户语音交互获取合法的多个控制指令；规则库42，包括互斥规则库，所述互斥规则库包括不可同时执行的控制指令的组合；常保持指令获取模块43，用于从所述多个控制指令中获取常保持指令，所述常保持指令为执行时间不做限定的控制指令；指令集合划分模块44，用于根据互斥规则库和常保持指令对所述多个控制指令进行划分，以得到第一指令集合和第二指令集合，所述第一指令集合包括多个控制指令中与常保持指令相斥的所有控制指令，所述第二指令集合包括多个控制指令中与常保持指令不互斥的所有控制指令；执行组合划分模块45，用于根据互斥规则库将第一指令集合分为一个或多个执行组合，执行组合中的控制指令相互不互斥；执行模块46，用于逐一执行第一指令集合的执行组合，并在完成第一指令集合后执行第二指令集合中的全部控制指令；控制模块47，用于在控制指令被执行时，按照控制指令的内容控制对应的家居设备。
88.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之
间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
89.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。