摘 要

关键词 1

Abstract 2

Key words 2

1.绪论 1

1.1.研究现状 1

1.2.项目背景 2

1.3.系统开发的目标和意义 2

2.家用服务机器人系统分析 3

2.1.系统开发平台与环境 3

2.2.需求分析 5

3.家用服务机器人系统概要设计分析 5

4.家用服务机器人系统详细设计分析 7

4.1.家用服务机器人系统基础功能模块设计 7

4.1.1.用户注册、登录、注销 7

4.1.2.联系我们 8

4.1.3.个人中心 8

4.2.家用服务机器人系统核心技术功能模块设计 8

4.2.1.Python Web技术简述 8

4.2.2.核心技术功能模块设计概述 11

4.2.3.语音合成、语音识别 11

4.2.4.开放语义 12

4.2.5.人脸识别检测 16

4.3.家用服务机器人系统核心业务功能模块设计预案 21

4.3.1.个人助理和智能管家 21

4.3.2.气象员 21

4.3.3.教师和译员 22

4.3.4.娱乐助手 22

5.家用服务机器人系统实施 22

5.1.家用服务机器人系统运行 22

5.2.家用服务机器人系统测试 26

6.结论 26

致谢 27

参考文献 28

附录 28

摘 要

2016谷歌AlphaGo击败韩国围棋九段李世石，人工智能热潮席卷全球。人工智能热潮来袭，不仅带来技术上的创新突破，更带来理念上的冲击和打破现有思维局限的源力。技术、理念、思维的不断创新突破，是实现人类社会文明进步的阶梯。而这一切最本真的体现就是人们的生活，家庭生活无疑是人们生活最好的例证。因此，如何通过家庭生活的变化展现技术的进步、理念、思维的突破，设计一款优秀的家用服务机器人系统确实是不错选择。家用服务机器人系统设计的内容包括两方面：

1. 技术支持层面：计算机视觉、计算机语音、计算机语义
2. 业务处理层面：核心业务遍布人们衣食住行各个方面，其目的主要是为了更好地服务于人们的生活。

因此，家用服务机器人系统是集计算机语音、计算机语义、计算机视觉技术，提供人性化服务的智能家庭机器人系统。正所谓“不破不立”，人工智能如汹涌澎湃的浪潮，冲击着人们的生活，冲击着人们的视野，更冲击着人们的固有思维和理念。破冰无疑是对人工智能时代的最佳诠释。

关键词

家用服务机器人、语音合成、语音听写、开放语义、人脸识别

Abstract

2016 Google AlphaGo defeated South Korea Go Nine Kee Li Shishi, artificial intelligence boom swept the globe. Artificial intelligence boom struck, not only brought about technological breakthroughs in innovation, but also bring the impact of ideas and break the limitations of the existing thinking of the source. Technology, philosophy, thinking of continuous innovation breakthrough, is to achieve the progress of human civilization, the ladder. And all this is the most true embodiment of people's lives, family life is undoubtedly the best example of people's lives. Therefore, how to show through the changes in family life to show the progress of technology, ideas, thinking breakthrough, the design of a good home service robot system is really a good choice. Home service robot system design content includes two aspects:

1. Technical support level: computer vision, computer voice, computer semantics

2. Business processing level: the core business all over the people's basic necessities in all aspects, the main purpose is to better serve people's lives.

Therefore, the home service robot system is a set of computer voice, computer semantics, computer vision technology, to provide personalized service intelligent home robot system. Is the so-called "not broken not established", artificial intelligence such as surging waves, the impact of people's lives, the impact of people's vision, but also the impact of people's inherent thinking and ideas. Icebreaking is undoubtedly the best interpretation of the era of artificial intelligence.

Key words

Home service robots、Speech synthesis、Voice dictation、Open semantics、Face Detection

1.绪论

1.1.研究现状

自1920年，捷克斯洛伐克作家卡雷尔.恰佩克在他的科幻小说中，根据Robota（捷克文，原意为“劳役”、“苦工”）和Robotnik（波兰文，原意为“工人”），创造出了“机器人”一词^[1]后，随着人工智能（AI,1956年）、智能家居、云计算（2006年3月）、大数据（2008年8月中旬）等相关概念相继进入人们的视野，智能机器人行业迎来了新的发展契机。无论学界还是业界都投入了大量人力、财力、物力开始各自的研发工作，成为智能机器人系统设计行业的生力军和源动力。

因此，在正式阐述家用服务机器人系统设计的核心内容前，需要对智能机器人系统的相关设计资料、研究环境、学科知识、学术研究以及发展现状进行一定的了解和调研。学科知识上，智能机器人系统设计涉及高等数学、计算机科学与技术、材料科学、机械技术、自动控制技术、传感检测技术、心理学、社会学、软件设计开发与测试等相关学科；而研究资料、研究环境与研究现状，三者密切相关。目前，不论在国外还是国内，愈来愈多的研究人员和开发团队智力于智能机器人系统的研究设计。硬件设备支持上，开源电子原型平台硬件Andrunio，英国的“树莓派（Raspberry Pi）”和国内的“香橙派（Orange Pi）”都是很不错，且树莓派和香橙派都支持树莓派官方系统Raspbian、Debian、Ubuntu操作系统，但树莓派和香橙派因最初设计的目的不同，导致两者在其他的一些操作系统源支持上存在差异。硬件是“汽车整体架构”，软件则是“引擎”，因此智能机器人系统的软件设计同样不容忽视。软件设计上，计算机语音、计算机语义、计算机视觉技术、服务器架构技术、数据库技术、计算机网络技术、移动应用开发技术、机器学习框架，均属考虑范围。同时考虑到人们在实际的学习、工作和生活中的不同需求，智能机器人系统设计还要结合医疗、教育、金融、交通、家居、烹饪饮食等社会人文因素。机器人系统的核心价值最终就体现在这些基于社会人文因素的设计上，用于解决人们实际生活中的问题。OK，言归正传，继续谈目前的研究现状，近年来，计算机视觉库OpenCV、Face 旷视平台都能很好的支持人脸识别功能；计算机语音技术上，讯飞语音、百度语音各具特色；数据库选择，SQL与NoSQL一直相持不下，各具特色；智能机器人系统的移动终端设计，Android与iOS两大平台的战役，目前胜负未知；而近年来，Caffe、Theano、Deeplearning4j、Caffeine及谷歌的TensorFlow等机器学习框架的相继开源，都为机器人系统设计提供了不错的契机和机遇。人工智能的席卷，揭开了新时代发展的序幕，世界各大巨头企业的市场抢占战役爆发，挑战与机遇并存，危机与契机同在。

1.2.项目背景

2016人工智能热潮中，亚马逊语音助理Alexa、谷歌AlphaGo、IBM沃森机器人、Facebook人工智能实验室、微软小娜Cortana脱颖而出，五大科技巨头组建超级AI联盟——“Partnership on Artificial Intelligence to Benefit People and Society”，意为“为大众和社会谋福祉的 AI 合作组织”。谷歌和百度纷纷发布了自己的无人车，以及世界各国启动较早的脑科学计划，发展人工智能技术为导向的类脑研究，都说明了人工智能行业潜力无限，暗藏机遇与挑战。