语音采集模块及集成灶的制作方法

1.本发明涉及集成灶设备语音控制技术领域，尤其是涉及一种语音采集模块及集成灶。


背景技术：

2.目前市场上带有语音控制功能的集成灶，通常采用全指向拾音器以适应各类厨房布局，使得产品在使用过程中能接收到来自不同方向的用户语音指令。但在实际使用中，全指向拾音器易受到产品周边环境各种嘈杂的噪音干扰，而且全指向拾音器的采音距离较近，当用户在远距离语音控制时，产品受采音距离限制及周边噪音干扰，对于用户的语音指令通常不能及时准确地采集，这严重削弱了语音功能的使用价值，给用户带来不好的使用体验。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供语音采集模块及集成灶，以使单指向拾音器准确对准用户进行语音采集，提高语音采集的距离及抗干扰能力，从而提高了用户体验。
4.本发明提供的一种语音采集模块，语音采集模块设置于机头的上表面；机头设置在集成灶本体的背面上端；语音采集模块包括：语音采集组件；语音采集组件包括：分别与集成灶主控单元连接的红外感应器、单指向拾音器和旋转电机；旋转电机还与单指向拾音器连接；其中，集成灶主控单元设置于集成灶本体的内部；
5.红外感应器用于感知识别用户的位置信息，并将位置信息发送至集成灶主控单元，以使集成灶主控单元根据位置信息生成控制信号；
6.旋转电机用于接收控制信号，并根据控制信号调整单指向拾音器的位置，以使单指向拾音器指向用户；
7.单指向拾音器用于采集用户的语音指令，并将语音指令发送至集成灶主控单元，以使集成灶主控单元对集成灶进行语音控制。
8.进一步的，控制信号包括：旋转方向和旋转角度。
9.进一步的，旋转电机通过控制板支架和语音控制板与单指向拾音器连接；单指向拾音器安装在语音控制板的外侧表面；
10.控制板支架用于固定语音控制板；
11.旋转电机用于根据旋转方向和旋转角度，控制语音控制板旋转，以调整单指向拾音器的位置。
12.进一步的，红外感应器安装在语音控制板的外侧表面。
13.进一步的，红外感应器设置于机头的上表面或集成灶本体的正面。
14.进一步的，旋转电机包括旋转轴；控制板支架通过旋转轴与旋转电机连接。
15.进一步的，集成灶主控单元用于根据位置信息绘制用户轨迹地图，并根据用户轨迹地图识别厨房门位置或用户离开的方位，得到旋转方向和旋转角度。
16.进一步的，语音采集模块还包括：防护罩；其中，防护罩设置在语音采集组件的外部。
17.本发明提供的一种集成灶，集成灶包括：集成灶本体，以及上述任一项的语音采集模块。
18.进一步的，集成灶还包括：下位机；其中，下位机设置在集成灶本体的内部。
19.本发明提供的一种语音采集模块及集成灶，语音采集模块设置于机头的上表面，包括分别与集成灶主控单元连接的红外感应器、单指向拾音器和旋转电机；旋转电机与单指向拾音器连接；集成灶主控单元设置于集成灶本体的内部；红外感应器感知识别用户的位置信息并发送至集成灶主控单元以生成控制信号；旋转电机接收控制信号以调整单指向拾音器的位置指向用户；单指向拾音器采集用户的语音指令并发送至集成灶主控单元对集成灶进行语音控制。该语音采集模块通过红外感应器感应用户位置，旋转电机根据感应到的用户位置调整单指向拾音器角度，可以使单指向拾音器准确对准用户进行语音采集，提高语音采集的距离及抗干扰能力，从而提高了用户体验。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明实施例提供的一种语音采集模块的结构示意图；
22.图2为本发明实施例提供的一种语音采集组件的结构示意图；
23.图3为本发明实施例提供的一种集成灶的结构示意图；
24.图4为本发明实施例提供的一种语音采集系统的结构示意图；
25.图5为本发明实施例提供的另一种语音采集组件的结构示意图。
26.图标：
27.1-机头；11-语音采集模块；111-语音采集组件；112-防护罩；1111-红外感应器；1112-单指向拾音器；1113-旋转电机；1114-控制板支架；1115-语音控制板；2-燃气灶；3-下位机；4-集成灶本体。
具体实施方式
28.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.随着集成灶技术的更新迭代，集成灶功能不断丰富和多样化，其中语音功能给用户使用集成灶产品带来了很大便利，目前市场上带有语音控制功能的集成灶，通常采用全指向拾音器以适应各类厨房布局，使得产品在使用过程中能接收到来自不同方向的用户语音指令。但在实际使用中，全指向拾音器易受到产品周边环境各种嘈杂的噪音干扰，产品对于用户的语音指令通常不得及时准确地采集。而且全指向拾音器的采音距离较近，当用户
在远距离语音控制时，产品受采音距离限制及周边噪音干扰，该问题尤其严重。这严重削弱了语音功能的使用价值，给用户带来不好的使用体验。
30.为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种语音采集模块进行详细介绍。
31.本发明提供的一种语音采集模块，如图1所示，语音采集模块11包括：语音采集组件111；如图2所示，语音采集组件111包括：分别与集成灶主控单元连接的红外感应器1111、单指向拾音器1112和旋转电机1113；旋转电机1113还与单指向拾音器1112连接。
32.具体实现过程中，可以参见如图3所示的一种集成灶的结构示意图；上述语音采集模块11一般设置于机头1的上表面；机头1一般设置在集成灶本体4的背面上端，而集成灶主控单元一般设置于集成灶本体4的内部。由于语音采集模块11设置于机头1的上表面时，语音采集模块周边水平方向及上方基本无阻挡或很少阻挡声音传播的结构件，因此可以提升采音距离及抗干扰的能力。
33.优选的，当厨房中放置集成灶位置的两侧存在阻碍物时，例如橱柜，上述语音采集模块11一般设置于机头1的上表面中心位置，从而减小声音阻挡，准确地采集用户的语音指令。
34.具体实现过程中，上述语音采集模块11还可以包括：防护罩112；其中，防护罩112一般设置在语音采集组件111的外部，用于更好的保护上述语音采集组件111；具体的，可以参见如图1所示的一种语音采集模块的结构示意图，语音采集模块11由语音采集组件111及设置在其外部的防护罩112组成。
35.具体实现过程中，还可以参见如图4所示的一种语音采集系统的结构示意图；集成灶主控单元分别与红外感应器、单指向拾音器和旋转电机连接；旋转电机还与单指向拾音器连接。
36.上述红外感应器1111一般是根据红外线反射的原理研制的，当人体的手或身体的某一部分在红外线区域内，红外线发射管发出的红外线由于人体手或身体摭挡反射到红外线接收管，通过集成线路内的微电脑处理后可生成人体位置信号。
37.实际实现时，可以根据实际需求选择感知设备来感知识别用户的位置，例如微波雷达感知器、红外感应器等；考虑到低成本需求，本技术可以选择电路简单的红外感应器。
38.上述单指向拾音器，一般是指拾音器只采集某个方向的声音，屏蔽或者降低非目标方向的声音。比如当指向性拾音器指向某一个方向的时候，人站在拾音器指向方向的时候可以听到声音，而人站在非采集方向的时候是采集不到(或者采集到的声音很小)声音的。一般来说单指向拾音器是有角度、有范围和有距离的。
39.全指向性拾音器，一般是指360度全指向拾取声音，所以无论人站在拾音器的哪个位置，拾音器都能采集人说话的声音，拾音器采集任何方向的声音是对等，音量是一样大小没有区别的。
40.因此，采用全指向拾音器采集声音易受到产品周边环境各种嘈杂的噪音干扰，而且全指向拾音器的采音距离较近，当用户在远距离语音控制时，容易受采音距离限制及周边噪音干扰，不能及时准确地采集用户的语音指令。
41.虽然单指向拾音器的拾音范围相对全指向拾音器窄，但单指向拾音器的优势在于拾音距离远且对于不在拾音范围内的声音干扰小；对此，本技术可以采用单指向拾音器，由
于单指向拾音器采音距离较远、抗周边噪音影响的能力较强；通过单指向拾音器拾音，可以提高语音采集模块的语音采集距离及抗干扰能力，从而提高采音准确率。
42.上述旋转电机种类可以有很多，按电压性质分为直流电机与交流电机，按其结构分为同步电机和异步电机；实际实现时，可以根据实际需求进行选择，例如50tyz永磁同步电机等。
43.上述集成灶主控单元可以负责算法程序，当通过红外感应器感应识别红外线覆盖区域的人体移动位置(相当于用户的位置信息)，并生成人体位置信号后，可以将人体位置信号发送给与红外感应器相连接的集成灶主控单元，集成灶主控单元接收位置信号后，可以通过内置算法程序生成控制信号，并按控制信号控制旋转电机的旋转，进而调整与旋转电机相连接的单指向拾音器的位置。实际实现时，通过红外感应器可以持续的识别用户位置，来同步调整单指向拾音器的位置。
44.上述控制信号可以包括旋转方向和旋转角度。具体的，集成灶主控单元接收位置信号后，可以通过内置数据计算出旋转电机需要旋转的旋转角度及旋转方向，旋转电机根据该旋转角度及旋转方向旋转后，可以调整单指向拾音器的位置，使调整位置后的单指向拾单器正对用户，进而准确地进行用户语音采集。
45.实际实现时，上述语音采集模块11设置位置还通常与人体发声高度水平，有利于收音并降低烟机运行时的噪音影响。
46.具体实现过程中，用户可以通过一定的唤醒词唤醒上述语音采集模块11，然后通过语音对话，实现集成灶功能控制、天气资讯收听以及其他多媒体的接收需求等。具体的，语音采集模块唤醒后，用户可以发出语音指令，例如“大火烹饪5分钟”、“停止烹饪”等，单指向拾音器采集到用户发出的语音指令后，可以将采集到的语音指令发送至与单指向拾音器相连接的集成灶主控单元，集成灶主控单元通过程序执行，可以对集成灶进行语音控制。
47.上述语音采集模块，语音采集模块设置于机头的上表面；机头设置在集成灶本体的背面上端；语音采集模块包括：语音采集组件；语音采集组件包括：分别与集成灶主控单元连接的红外感应器、单指向拾音器和旋转电机；旋转电机还与单指向拾音器连接；集成灶主控单元设置于集成灶本体的内部；红外感应器用于感知识别用户的位置信息，并将位置信息发送至集成灶主控单元，以使集成灶主控单元根据位置信息生成控制信号；旋转电机用于接收控制信号，并根据控制信号调整单指向拾音器的位置，以使单指向拾音器指向用户；单指向拾音器用于采集用户的语音指令，并将语音指令发送至集成灶主控单元，以使集成灶主控单元对集成灶进行语音控制。该语音采集模块通过红外感应器感应用户位置，旋转电机根据感应到的用户位置调整单指向拾音器角度，可以使单指向拾音器准确对准用户进行语音采集，提高语音采集的距离及抗干扰能力，提高采音准确率，从而提高了用户体验。
48.在上述语音采集模块的基础上，本发明实施例还提供了另一种语音采集组件，如图5所示，语音采集组件还包括控制板支架1114和语音控制板1115；旋转电机1113通过控制板支架1114和语音控制板1115与单指向拾音器1112连接；单指向拾音器1112、红外感应器1111均安装在语音控制板1115的外侧表面。
49.上述控制板支架1114用于固定语音控制板1115；具体的，上述语音控制板1115可以通过卡位或其它固定方式固定在控制板支架1114上。
50.上述旋转电机1113旋转电机包括旋转轴；控制板支架1114可以通过旋转轴与旋转电机1113连接。具体的，控制板支架1114可以卡接至旋转电机1113的旋转轴上。
51.上述旋转电机用于根据旋转方向和旋转角度，控制语音控制板1115旋转，以调整单指向拾音器1112的位置。
52.实际实现时，上述语音控制板1115及旋转电机1113与集成灶主控单元电信号连接，可以向集成灶主控单元反馈信号，并受集成灶主控单元控制。
53.具体的，集成灶主控单元接收到安装在语音控制板1115的外侧表面的红外感应器1111生成的人体位置信号后，可以通过内置算法程序生成控制信号，该控制信号包括旋转方向和旋转角度，旋转电机1113可以根据旋转方向和旋转角度控制控制板支架1114绕着旋转轴旋转，并带动语音控制板1115跟随控制板支架1114同步旋转，转向用户的方位，进而使安装在语音控制板1115外侧表面上的单指向拾音器正对准用户来进行语音采集，提高了语音采集的准确性。
54.另外，上述单指向拾音器还可以根据机器需要独自安装在语音控制板1115的外侧表面与旋转电机组合成为语音采集组件，而上述红外感应器1111则可以独立设置在集成灶上部或下部正面无干扰处，例如，机头的上表面(也即与语音采集装置设置在同一平面上)或集成灶本体的正面(也即上端设置有机头的面的对立面，比如下位机3等位置上)；根据红外感应器生成的人体位置信号，集成灶主控单元可以控制旋转电机调整单指向拾音器的位置进行拾音。
55.在一种可能的实施方式中，集成灶主控单元用于根据位置信息绘制用户轨迹地图，并根据用户轨迹地图识别厨房门位置或用户离开的方位，得到旋转方向和旋转角度。
56.实际实现时，通过红外感应器可以感知识别用户在烹饪活动中每一时刻的位置，并绘制用户活动轨迹地图，来判断识别厨房的空间布局，以此智能判断远距离语音控制方向，提升用户使用体验。比如，当厨房空间比较小时，如果红外感应器总是在用户离开某个位置之后开始感应不到用户，那么可以认为用户离开的这个位置为厨房门位置；当厨房空间比较大时，如果红外感应器在用户离开某个位置之后开始感应不到用户，那么可以认为用户离开的这个位置为用户离去方向；具体的，当用户远离集成灶或离开厨房时，通过用户活动轨迹地图可以判断识别厨房门位置或用户离去方向，控制单指向拾音器转向对应的方向，定向拾音，从而便于采集用户远距离语音指令。比如，当用户离开厨房时，通过用户活动轨迹地图判断识别出厨房门位置后，可以控制单指向拾音器转向出厨房门的方向，以便采集用户在厨房门外的语音指令。
57.本发明实施例还提供了一种集成灶，如图3所示，集成灶包括：集成灶本体，以及上述任一项的语音采集模块11。
58.实际实现时，上述语音采集模块11一般设置于机头1的上表面；机头1一般设置在集成灶本体4的背面上端。
59.上述集成灶，包括：集成灶本体，以及上述任一项的语音采集模块，语音采集模块设置于机头的上表面，包括分别与集成灶主控单元连接的红外感应器、单指向拾音器和旋转电机；旋转电机与单指向拾音器连接；集成灶主控单元设置于集成灶本体的内部；红外感应器感知识别用户的位置信息并发送至集成灶主控单元以生成控制信号；旋转电机接收控制信号以调整单指向拾音器的位置指向用户；单指向拾音器采集用户的语音指令并发送至
集成灶主控单元对集成灶进行语音控制。该集成灶，通过语音采集模块的红外感应器感应用户位置，旋转电机根据感应到的用户位置调整单指向拾音器角度，可以使单指向拾音器准确对准用户进行语音采集，提高语音采集的距离及抗干扰能力，从而提高了用户体验。
60.另外，如图2所示，上述集成灶还可以包括：燃气灶2、下位机3；其中，燃气灶2设置在集成灶本体4的上表面；下位机3设置在集成灶本体4的内部。
61.实际实现时，上述上位机可以是蒸烤一体机或消毒柜。
62.本发明实施例所提供的集成灶，其实现原理及产生的技术效果和前述语音采集模块实施例相同，集成灶实施例部分，可参考前述语音采集模块实施例中相应内容。
63.以上已经描述了本发明公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
64.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“中”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“侧”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“一”、“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
65.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
66.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种语音采集模块，其特征在于，所述语音采集模块设置于机头的上表面；所述机头设置在集成灶本体的背面上端；所述语音采集模块包括：语音采集组件；所述语音采集组件包括：分别与集成灶主控单元连接的红外感应器、单指向拾音器和旋转电机；所述旋转电机还与所述单指向拾音器连接；其中，所述集成灶主控单元设置于所述集成灶本体的内部；所述红外感应器用于感知识别用户的位置信息，并将所述位置信息发送至所述集成灶主控单元，以使所述集成灶主控单元根据所述位置信息生成控制信号；所述旋转电机用于接收所述控制信号，并根据所述控制信号调整所述单指向拾音器的位置，以使所述单指向拾音器指向所述用户；所述单指向拾音器用于采集所述用户的语音指令，并将所述语音指令发送至所述集成灶主控单元，以使所述集成灶主控单元对集成灶进行语音控制。2.根据权利要求1所述的语音采集模块，其特征在于，所述控制信号包括：旋转方向和旋转角度。3.根据权利要求2所述的语音采集模块，其特征在于，所述旋转电机通过控制板支架和语音控制板与所述单指向拾音器连接；所述单指向拾音器安装在所述语音控制板的外侧表面；所述控制板支架用于固定所述语音控制板；所述旋转电机用于根据所述旋转方向和所述旋转角度，控制所述语音控制板旋转，以调整所述单指向拾音器的位置。4.根据权利要求3所述的语音采集模块，其特征在于，所述红外感应器安装在所述语音控制板的外侧表面。5.根据权利要求3所述的语音采集模块，其特征在于，所述红外感应器设置于所述机头的上表面或所述集成灶本体的正面。6.根据权利要求3所述的语音采集模块，其特征在于，所述旋转电机包括旋转轴；所述控制板支架通过所述旋转轴与所述旋转电机连接。7.根据权利要求3所述的语音采集模块，其特征在于，所述集成灶主控单元用于根据所述位置信息绘制用户轨迹地图，并根据所述用户轨迹地图识别厨房门位置或所述用户离开的方位，得到所述旋转方向和所述旋转角度。8.根据权利要求1所述的语音采集模块，其特征在于，所述语音采集模块还包括：防护罩；其中，所述防护罩设置在所述语音采集组件的外部。9.一种集成灶，其特征在于，所述集成灶包括：集成灶本体，以及权利要求1-8任一项所述的语音采集模块。10.根据权利要求9所述的集成灶，其特征在于，所述集成灶还包括：下位机；其中，所述下位机设置在所述集成灶本体的内部。

技术总结
本发明提供了一种语音采集模块及集成灶，语音采集模块设置于机头的上表面，包括分别与集成灶主控单元连接的红外感应器、单指向拾音器和旋转电机；旋转电机与单指向拾音器连接；集成灶主控单元设置于集成灶本体的内部；红外感应器感知识别用户的位置信息并发送至集成灶主控单元以生成控制信号；旋转电机接收控制信号以调整单指向拾音器的位置指向用户；单指向拾音器采集用户的语音指令并发送至集成灶主控单元对集成灶进行语音控制。该语音采集模块通过红外感应器感应用户位置，旋转电机根据感应到的用户位置调整单指向拾音器角度，可以使单指向拾音器准确对准用户进行语音采集，提高语音采集的距离及抗干扰能力，从而提高了用户体验。户体验。户体验。


技术研发人员：任富佳 汪斌强 宋小明 阮华平 余超
受保护的技术使用者：杭州老板电器股份有限公司
技术研发日：2023.07.20
技术公布日：2023/10/5