CN105844980A - 智能机器人点读系统 - Google Patents

Abstract

本发明为智能机器人点读系统，无线连接于云服务器以及云数据库，至少包括智能机器人装置以及与其有线或无线连接的信息输入装置，其中所述的智能机器人装置至少包括：通信模块，中央控制模块，动作执行模块以及显示模块；所述的通信模块，与所述的云服务器以及所述的信息输入装置进行通信；所述的中央控制模块，根据所述通信模块以及所述信息输入装置传递的信息生成控制信息；所述的动作执行模块，根据所述中央控制模块生成的控制信息进行动作；显示模块，显示所述的中央控制模块传递的信息；所述的信息输入装置至少包括：图像识别处理模块以及信息传输模块，其中，所述的图像识别处理模块，识别图像信息并传送至所述信息传输模块；所述的信息传输模块，将所述的图像识别处理模块识别信息传送至所述智能机器人的通信模块。

Description

智能机器人点读系统

技术领域

本发明涉及机器人教育领域，尤其涉及一种用于家用陪伴的智能机器人点读系统。

背景技术

随着机器人领域的科技发展，机器人是模拟人类行为或思想、或是模拟其他生物的机械，是整合机械、电子、信息、工业设计等领域的技术，目前机器人已广泛的运用在各种领域中，特别是高危险、高负担、高精细、反复性高的工作，例如制造业的生产线使用工业机器人来生产产品。而随着机器人技术的愈来愈普及，其应用层面亦深入于一般家庭或人们的日常生活中，清扫机器人即是一例。此外随着生活节奏的加快，越来越多的家庭选择陪伴教育机器人来承担部分工作，伴陪或幼教用的机器人亦有越来越多的商品推出，这类型的机器人通常具有较佳的外貌，并能够与人进行更多的互动。而教育类的，主要有逐渐普及的家用学习机和点读笔这两种不同类型的辅助学习电子产品。目前，市场上的各种学习机和点读笔产品不仅造型美观，而且样式也越发多元化。各年龄阶段的学生在学习过程中，均可以找到适合自己的学习机或者点读笔产品。

但是现有的各种学习机和点读笔产品基本上都是为辅助学习设计，两者不同之处在于学习机有屏幕和键盘，适合播放图像和视频类教学内容，可以运行一些交互类教学应用软件；而点读笔则主要是通过与图书的交互操作，为使用者提供音频教学内容，增加图书的附加价值。而带屏幕的点读笔产品的出现，使学习机和点读笔产品的差异进一步缩小。两者基本的硬件结构越来越接近，都包括控制、运算、存储、显示、发声、输入输出等模块，几乎所有的模块都可以复用。但是,现有的点读笔和学习机产品都是单机产品,单一化的语音资源,软件功能的单一化,与现在时代物联网和云服务的大数据大资源的发展相比,单一化功能的电子教育产品已经不能满足用户利用互联网的资源优势的需求。

发明内容

本发明目的是提供一种智能机器人点读系统，通过光学输入以及云服务，扩展了人机交换方式，为学习者模拟了一个学习玩伴，让学习者不再感觉孤单。

本发明的目的是这样实现的：一种智能机器人点读系统，无线连接于云服务器以及云数据库，其特征在于，至少包括智能机器人装置以及与其有线或无线连接的信息输入装置，其中所述的智能机器人装置至少包括：通信模块，中央控制模块，动作执行模块以及显示模块；

所述的通信模块，用于与所述的云服务器以及所述的信息输入装置进行通信；

所述的中央控制模块，用于根据所述通信模块以及所述信息输入装置传递的信息生成控制信息；

所述的动作执行模块，用于根据所述中央控制模块生成的控制信息进行动作；

显示模块，用于显示所述的中央控制模块传递的信息；

所述的信息输入装置至少包括：图像识别处理模块以及信息传输模块，其中，所述的图像识别处理模块，用于识别图像信息并传送至所述信息传输模块；

所述的信息传输模块，用于将所述的图像识别处理模块识别信息传送至所述智能机器人的通信模块。

其中，所述的中央控制模块主要包括信息处理模块，控制信息生成模块，学习信息统计模块，以及数据库，

所述的信息处理模块，用于接收通信模块接收的信息并根据数据库的信息作出信息类型判断传递给所述的控制信息生成模块以及学习信息统计模块；

所述的控制信息生成模块，用于接收所述信息处理模块传递的判断信息，并根据所述的判断信息生成相应的控制信息；

所述的学习信息统计模块，用于根据信息处理模块传递的判断信息做出学习统计分析并存储在所述数据库中。

其中，所述的动作执行模块至少包括行走控制驱动模块，以及马达执行机构，其中

所述的行走驱动模块，用于接收所述中央控制模块传递的控制信息，并根据所述的控制信息中的控制指令启闭；

所述的马达执行机构，用于在所述的行走驱动模块的控制下执行机器人动作。

其中，所述的显示模块至少包括用于显示的显示面板以及声音输出器，所述的显示面板用于显示所述信息输入装置输入信息以及所述通信模块从所述云服务器获得的图像信息，所述的声音输出器用于输出所述通信模块从所述云服务器获得的语音信息以及机器人的数据库中的语音信息。

其中，所述的显示面板为LCD面板或者等离子面板。

其中，所述的智能机器人装置还包括传感器模块，所述的传感器模块用于感测周边障碍，并将信息传递至所述的中央控制模块，所述的中央控制模块根据接收的信息生成控制信息，传送至所述的动作执行模块，所述动作执行模块根据控制信息动作。

其中，所述的传感器模块可为红外传感模块或距离感应模块。

其中，所述的机器人智能装置还包括环境监控模块，用于监控环境图像并将传递至所述的中央控制模块，所述的环境监控模块可为摄像头。

其中，所述的智能机器人装置还包括惯导模块，用于通过所述通信模块连接所述的云服务器，在所述中央控制模块的控制下进行定位导航，并由显示模块显示。

其中，所述的图像识别处理模块至少包括光学模块，图像传感器，以及图像识别处理单元，其中，所述的光学模块，用于获取待点读图书或者二维码图像的光学影像并将其传送至所述的图像传感器，所述的图像传感器用于将所述光学模块获取的光学影像转换为数字影像传送至所述的图像识别处理单元，所述的图像识别处理单元，从所述图像传感器生成的数字影像中拾取微型图像编码，并将该微型图像编码解码为与其对应的信息码。

本发明具有如下有益效果：

1.本发明的系统可以识别图像二维码，使智能机器人可以连接互联网的云后台服务器，实现了学习资源的扩大化，并可以随时使用云服务器以及云数据中的有声学习资源，并作出统计；

2.本发明的系统同时基于简单的点读输入设备以及强大的数据库，使智能机器人在离线状态下也可以实现语音点读的功能。

附图说明

图1为本发明的机器人有声图书点读系统结构框图；

图2为本发明的系统中智能机器人装置的中央控制模块的结构框图；

图3为本发明的实施例中智能机器人装置的结构框图；

图4为本发明的实施例中信息输入装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。

参考图1所示，本发明为一种智能机器人点读系统，无线连接于云服务器以及云数据库，至少包括智能机器人装置1以及与其有线或无线连接的信息输入装置2，其中所述的智能机器人装置至少包括：通信模块11，中央控制模块12，动作执行模块13以及显示模块14；所述的通信模块11，用于与所述的云服务器以及所述的信息输入装置2进行通信；所述的中央控制模块12，用于根据所述通信模块11以及所述信息输入装置2传递的信息生成控制信息；所述的动作执行模块13，用于根据所述中央控制模块12生成的控制信息进行动作；显示模块14，用于显示所述的中央控制模块传递的信息。所述的信息输入装置2至少包括：图像识别处理模块21以及信息传输模块22，其中，所述的图像识别处理模块21，用于识别图像信息并传送至所述信息传输模块22；所述的信息传输模块22，用于将所述的图像识别处理模块21识别信息传送至所述智能机器人1的通信模块11。

在本发明的实施例中，所述的智能机器人装置1与所述的信息输入装置2可分离设置，然后通过蓝牙或者无线网络进行通信。当然两者也可以一体设置，采用有线的方式进行通信。鉴于这两种通信方式均为现有的技术，在此不再进行赘述。

参考图2所示，本发明的系统中，所述的中央控制模块12主要包括信息处理模块121，控制信息生成模块122，学习信息统计模块123，以及数据库124，所述的信息处理模块121用于接收通信模块11接收的信息并根据数据库124的信息做出信息类型判断传递给所述的控制信息生成模块122以及学习信息统计模块123；所述的控制信息生成模块122，用于接收所述信息处理模块121传递的判断信息，并根据所述的判断信息生成相应的控制信息；所述的学习信息统计模块123，用于根据信息处理模块121传递的判断信息做出学习统计分析并存储在所述数据库124中。在本发明的实施例中，所述的数据库124可以设置在智能机器人装置1内也可以为云数据库，所述的中央控制模块可以采用MT6735M芯片来实现上述功能，当然也可以采用现有的其他模块来实现，具体原理不再赘述。

在本实施例中，结合图3所示，所述的动作执行模块13至少包括行走控制驱动模块131，以及马达执行机构132，其中所述的行走驱动模块131，用于接收所述中央控制模块12传递的控制信息，并根据所述的控制信息中的控制指令启闭；所述的马达执行机构132，用于在所述的行走驱动模块的控制下执行机器人动作。所述的显示模块14至少包括用于显示的显示面板141以及声音输出器142，所述的显示面板141用于显示所述信息输入装置2输入信息以及所述通信模块11从所述云服务器获得的图像信息，所述的声音输出器142用于输出所述通信模块11从所述云服务器获得的语音信息以及机器人的数据库中的语音信息。在本发明的实施例中，所述的显示面板为LCD面板或者等离子面板。

结合图3所示，所述的智能机器人装置1还包括传感器模块15，所述的传感器模块15用于感测周边障碍，并将信息传递至所述的中央控制模块12，所述的中央控制模块12根据接收的信息生成控制信息，传送至所述的动作执行模块13，所述动作执行模块13根据控制信息动作。在本发明的实施例中，所述的传感器模块可为红外传感模块或距离感应模块。另外本实施例中，所述的机器人智能装置1还包括环境监控模块16，用于监控环境图像并将传递至所述的中央控制模块12，所述的环境监控模块16可为摄像头。所述的智能机器人装置1还包括惯导模块17，用于通过所述通信模块11连接所述的云服务器，在所述中央控制模块12的控制下进行定位导航，并由显示模块14显示定位导航信息，在本实施例中，可以设置为优先显示学习信息。

结合图4所示，所述的信息输入装置2中的所述的图像识别处理模块21至少包括光学模块211，图像传感器212，以及图像识别处理单元213，其中，所述的光学模块211，用于获取待点读图书或者二维码图像的光学影像并将其传送至所述的图像传感器212，所述的图像传感器212用于将所述光学模块211获取的光学影像转换为数字影像传送至所述的图像识别处理单元213，所述的图像识别处理单元213从所述图像传感器212生成的数字影像中拾取微型图像编码，并将该微型图像编码解码为与其对应的信息码。

下面结合具体的应用对本发明的系统做进一步说明，本发明的智能机器人装置可以设置为由MT6735M芯片搭建的安卓智能通讯平台，进行与云后台服务器通信，在智能机器人接收到运动指令时，通过行走控制驱动模块驱动机器人的马达执行机构实现机器人的行走,芯片MT6735M的具体电路以及对机器人的动作控制及机械结构可以采用现有的技术来实现，在此不再赘述。。而为了避免机器人在行走的时候发生碰撞，可在装设有红外传感模块，也可以同时装设摄像头来进行环境图像的监控实现避免碰撞的功能。本发明的智能机器人的面部可以设置为一块LCD面板作为显示模块，实现人机交流中各种表情符号和多媒体图像的显示。另外在本实施例中，为了增加系统与使用者之间的交互，也可以设置惯导模块实现机器人的自身位置定位,规划路线，增加人机交互的趣味性。在本实施例中，信息输入装置可以采用点读笔来实现，由点读笔发送的编码的数值的接收和有平台的点读应用软件根据编码的数值映射为课本语音包的对应语音。在本发明的实施例中，信息输入装置与机器人无线通信，通过光学模块(本实施例中为光学镜头)以及图像传感器采集二维码图像发送图像识别处理单元处理为编码的数值，并将该编码的数值发送给智能机器人装置处理。信息输入装置的结构也可以采用点读笔的构成，即光学模块、图像传感器、图像识别处理单元均设置在点读笔附件内部，且光学镜头(光学模块)设置在点读笔附件的前端笔尖位置。其中本实施例中采用的光学镜头模块包括特殊光源、透镜和滤镜，用于获取印刷品表面显微放大的光学影像，特殊光源将特定波长的光照射在互动物体表面，而透镜可将物体表面的光学影像放大，滤镜将特殊油墨在特殊光源照射下所反射的光波波段以外的光过滤，也就是将光学影像中与微型图像编码无关的图像过滤。再由图像传感器将光学模块获取的光学影像生成为数字影像，图像识别处理单元将从图像传感器生成的数字影像中拾取微型图像编码，并将该微型图像编码解码为与其对应的信息码。在本实施例中，所述的信息输入装置识别出所输入的二维码信息后，即由所述的智能机器人装置从所述的云后台服务器获取所述二维码对应的数字媒体数据，并将所述的数字媒体数据中的有声图书播放出来。

本发明的机器人有声图书点读系统可以通过语言、点读、手势等交互方式播放数字媒体数据的内容，例如放音乐、唱童谣、说故事、表演肢体动作、作出表情等等。另外，机器人装置亦可与使用者互动，使用者通过其声音控制、手势控制等输入方式对机器人装置下达指令来命令机器人执行各种任务，这部分可以采用现有的控制技术实现。机器人装置亦可通过LCD面板来显示它目前的状态，也可利用动作对使用者表现它的心情或是状态。

另外，本发明以人为本，运用高科技手段打造一个有情感、有感觉、能交流、有生命形态的仿生机器人，它不是没有生命的冷冰冰的学习机、故事机，在与孩子的情感互动中，陪伴中，成为孩子的亲密小伙伴。打造的无障碍交流，诙谐实用的百科问答，不仅孩子可用，全家均可参与互动，打造和谐家庭氛围，带来诸多欢乐。而云语音支持的学习机器人，能准确识别出你的话语，将表情互动与感情互动的教育机器人引入儿童教育领域，令孩子无障碍使用教育机器人成为可能。并且本发明的智能机器人装置连接互联网的云后台服务器,在云后台服务器上实现用户学习进度的数据采集,根据用户学习进度数据的分析,做出学习计划和测试学习结果，使学习更加有计划有效率。而且本发明的系统应用了后台云服务器资源，便很大程度上扩展了学习资源的应用频率。因此本系统充分利用了网络资源,通过智能机器人装置的LCD面板显示图像,呈现了多彩丰富的画面,有利于教学内容的记忆.通过云服务的数据统计存储和分析,实现个人化的学习规划和测试，轻便的信息输入，让用户自由释放了双手和同时要面对电脑机器设备操作来进行学习的环境要求,真正让用户随心所欲的自由学习.使得学习效率更加高效.

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上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精神和范围。

Claims (10)

1.一种智能机器人点读系统，无线连接于云服务器以及云数据库，其特征在于，至少包括智能机器人装置以及与其有线或无线连接的信息输入装置，其中所述的智能机器人装置至少包括：通信模块，中央控制模块，动作执行模块以及显示模块；

所述的通信模块，用于与所述的云服务器以及所述的信息输入装置进行通信；

所述的中央控制模块，用于根据所述通信模块以及所述信息输入装置传递的信息生成控制信息；

所述的动作执行模块，用于根据所述中央控制模块生成的控制信息进行动作；

显示模块，用于显示所述的中央控制模块传递的信息；

所述的信息输入装置至少包括：图像识别处理模块以及信息传输模块，其中，所述的图像识别处理模块，用于识别图像信息并传送至所述信息传输模块；

所述的信息传输模块，用于将所述的图像识别处理模块识别信息传送至所述智能机器人的通信模块。

2.根据权利要求1所述的智能机器人点读系统，其特征在于，所述的中央控制模块主要包括信息处理模块，控制信息生成模块，学习信息统计模块，以及数据库，

所述的信息处理模块，用于接收通信模块接收的信息并根据数据库的信息作出信息类型判断传递给所述的控制信息生成模块以及学习信息统计模块；

所述的控制信息生成模块，用于接收所述信息处理模块传递的判断信息，并根据所述的判断信息生成相应的控制信息；

所述的学习信息统计模块，用于根据信息处理模块传递的判断信息做出学习统计分析并存储在所述数据库中。

3.根据权利要求1所述的智能机器人点读系统，其特征在于，所述的动作执行模块至少包括行走控制驱动模块，以及马达执行机构，其中

所述的行走驱动模块，用于接收所述中央控制模块传递的控制信息，并根据所述的控制信息中的控制指令启闭；

所述的马达执行机构，用于在所述的行走驱动模块的控制下执行机器人动作。

4.根据权利要求1所述的智能机器人点读系统，其特征在于，所述的显示模块至少包括用于显示的显示面板以及声音输出器，所述的显示面板用于显示所述信息输入装置输入信息以及所述通信模块从所述云服务器获得的图像信息，所述的声音输出器用于输出所述通信模块从所述云服务器获得的语音信息以及机器人的数据库中的语音信息。

5.根据权利要求4所述的智能机器人点读系统，其特征在于，所述的显示面板为LCD面板或者等离子面板。

6.根据权利要求1所述的智能机器人点读系统，其特征在于，所述的智能机器人装置还包括传感器模块，所述的传感器模块用于感测周边障碍，并将信息传递至所述的中央控制模块，所述的中央控制模块根据接收的信息生成控制信息，传送至所述的动作执行模块，所述动作执行模块根据控制信息动作。

7.根据权利要求6所述的智能机器人点读系统，其特征在于，所述的传感器模块可为红外传感模块或距离感应模块。

8.根据权利要求1或6所述的智能机器人点读系统，其特征在于，所述的机器人智能装置还包括环境监控模块，用于监控环境图像并将传递至所述的中央控制模块，所述的环境监控模块可为摄像头。

9.根据权利要求1所述的智能机器人点读系统，其特征在于，所述的智能机器人装置还包括惯导模块，用于通过所述通信模块连接所述的云服务器，在所述中央控制模块的控制下进行定位导航，并由显示模块显示。

10.根据权利要求1所述的智能机器人点读系统，其特征在于，所述的图像识别处理模块至少包括光学模块，图像传感器，以及图像识别处理单元，其中，所述的光学模块，用于获取待点读图书或者二维码图像的光学影像并将其传送至所述的图像传感器，所述的图像传感器用于将所述光学模块获取的光学影像转换为数字影像传送至所述的图像识别处理单元，所述的图像识别处理单元，从所述图像传感器生成的数字影像中拾取微型图像编码，并将该微型图像编码解码为与其对应的信息码。