CN106737702A - 机器人和机器人控制方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种机器人和机器人控制方法,该机器人包括:带有镂空区域的机身主体;安装在所述镂空区域中的显示组件;安装在所述机身主体上的、用于检测交互对象的身高的身高检测组件,以及,根据检测到的身高控制所述显示组件倾斜和/或伸缩的中控元件。通过该方案,使得机器人的显示组件可以根据交互对象的身高而转动,扩展了机器人的人机交互性能。
Description
技术领域
本申请属于移动机器人领域,尤其涉及一种机器人和机器人控制方法。
背景技术
近年来,机器人技术的发展和人工智能研究不断深入,智能机器人在人类生活中扮演越来越重要的角色。随着人们的需求不断增多,更加人性化的机器人将逐渐会成为机器人界的宠儿。
人们希望机器人能够更加人性化,尤其是希望机器人能够在与人类的交互中更加贴近“人”的特征。但是,目前大多机器人的交互功能比较单一,多为机器人基于用户语音或触摸输入的指令,执行相应的动作。
发明内容
有鉴于此,本申请实施例提供一种机器人和机器人控制方法,用于扩展机器人的人机交互性能。
本申请实施例提供了一种机器人,包括:带有镂空区域的机身主体;
安装在所述镂空区域中的显示组件;
安装在所述机身主体上的、用于检测交互对象的身高的身高检测组件,以及,根据检测到的身高控制所述显示组件倾斜和/或伸缩的中控元件。
本申请实施例提供了一种机器人控制方法,包括:
检测交互对象的身高;
根据所述身高确定所述机器人的显示组件的倾斜角度和/或伸缩幅度;
根据所述倾斜角度和/或伸缩幅度控制所述显示组件进行相应调整。
本申请提供的机器人以及机器人控制方法,通过身高检测组件检测交互对象的身高,中控元件基于该身高确定机器人显示组件的倾斜角度和/或伸缩幅度,使得机器人的显示组件可以根据交互对象的不同身高发生相应变化,扩展了机器人的人机交互性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,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。
图1是本申请实施例提供的机器人实施例一的结构示意图;
图1-1是图1所示实施例中显示组件的结构示意图;
图1-2是根据图1-1所示实施例实现的一种机器人的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的机器人实施例二的结构示意图;
图3是本申请实施例提供的机器人实施例三的结构示意图;
图4是本申请实施例提供的机器人控制方法实施例一的流程图;
图5是本申请实施例提供的机器人控制方法实施例二的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中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作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。
图1是本申请实施例提供的机器人实施例一的结构示意图,如图1所示,该机器人包括:带有镂空区域的机身主体10,安装在镂空区域中的显示组件11,安装在机身主体上的、用于检测交互对象的身高的身高检测组件12,以及,根据检测到的身高控制显示组件11倾斜和/或伸缩的中控元件13。
可选地,中控元件13可以使用各种应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、微中控元件、微处理器或其他电子元件实现。
在本申请实施例中,身高检测组件12用于获取交互对象的身高。
一种可选的实现方式中,该身高检测组件12可以通过测距传感器以及步进电机的组合实现。其中,测距传感器可以包括麦克风阵列、距离传感器、红外传感器、激光传感器以及超声波传感器中的一个或者多个。
具体的,测距传感器绑定在步进电机上,步进电机可以带动测距传感器的转动。首先,测距传感器测量机器人与交互对象之间的水平距离,其次,步进电机带动测距传感器向上转动,此时测得的距离理论上是缓慢变化的。当测距传感器测得的距离发生突变时,可视为测距传感器发出的测量信号已经在交互对象的头顶上方(掠过交互对象),则可获取步进电机从水平转动至上述距离发生突变的节点之间的转动夹角,根据这一转动夹角以及机器人与交互对象之间的水平距离即可获取交互对象的身高。
可选的,身高检测组件12可以在机器人定位到交互对象之后检测交互对象的身高。对交互对象进行定位也可通过上述测距传感器实现,此处不再赘述。对于交互对象的定位可以是通过图像识别器实现的,即在图像识别器识别到交互对象的面部区域后,触发身高检测组件12检测交互对象的身高。
在另一种可选的实现方式中,还可以通过图像识别器直接检测交互对象的身高,即此时身高检测组件12具体实现为图像识别器。具体的,图像识别器识别交互对象的面部区域,并根据交互对象的面部区域的位置获取交互对象的身高。具体的图像分析的过程可以参考现有图像处理技术,在此不赘述。
为了支持能够基于交互对象的身高来调整显示组件11的显示朝向,显示组件11在机身主体10上应该是可以活动的,为此,本实施例中,一方面,如图1-1所示,显示组件11包括:显示屏111、与显示屏连接的连接臂112以及驱动电路113,从而通过连接臂的控制,实现显示屏的朝向调整。另一方面,为了实现显示屏的可活动性,在机器人的机身主体10上开设有镂空区域,显示组件11设置在该镂空区域中。
实际应用中,可选的,如图1-2所示,显示屏111包括:位于机身主体10的头部的第一显示屏1110,和/或,位于所述机身主体10的腹部的第二显示屏1111。相应的,在机器人的机身主体10的头部以及机身主体10的腹部,分别开设用于放置第一显示屏1110、第二显示屏1111的镂空区域。
其中,第一显示屏1110可以通过显示眼部图像而被视为机器人的眼部结构,第二显示屏1111可视为机器人进行人机交互的窗口。
第一显示屏1110与第二显示屏1111的倾斜与伸缩的调整可以是联动的,可以不联动,本实施例不做限制。
可以理解的是:显示屏111与机身主体10上的镂空区域尺寸适配,连接臂112的一端固定在机身主体10的内部,另一端与显示屏111连接,并可以联动。初始状态时,连接臂112不显露于机身主体10的外部,以避免不美观。因此,当对显示屏111进行伸缩、倾斜等调整控制时,为避免连接臂112长度因受限于机身主体10的空间而不足,连接臂112可以设置为可折叠结构。驱动电路113接受中控元件13的指令,通过驱动连接臂112实现对显示屏111的控制。
可选的,本申请实例中,中控元件13根据检测到的身高控制显示组件11倾斜和/或伸缩可以通过如下方式:
针对位于机身主体10的头部的第一显示屏1110,以机器人的身高为参照身高来控制其倾斜方向以及倾斜角度。换言之,设置与机器人眼睛平视的位置为水平线所在的位置,若身高检测组件12检测到交互对象的身高大于参照身高,则中控元件13控制第一显示屏1110向水平线以上倾斜,若身高检测组件12检测到交互对象的身高小于参照身高,则中控元件13控制第一显示屏1110向水平线以下倾斜。具体的,第一显示屏1110的倾斜角度与机器人和交互对象之间的身高差成一定线性关系。例如,机器人和交互对象之间的身高差越大,则相应的,第一显示屏1110的倾斜角度越大。
应当说明的是,第一显示屏1110作为机器人的眼睛存在,其倾斜角度只能够在某一阈值范围内,否则将会破坏其应有的美感与功能。因而,本实施例中,为第一显示屏1110的倾斜角度设置一个上限值,例如最大倾斜角度为45度。可选的,当交互对象与机器人的身高差大于某一固定阈值时,中控元件13控制第一显示屏1110的倾斜角度处于上限值,不再随着身高差的增大而增大。
位于机身主体10腹部的第二显示屏1111,其调整时,可以与第一显示屏1110联动调整,当第一显示屏1110倾斜时,第二显示屏1111同步倾斜,二者的倾斜方向一致,但是倾斜的角度可以不同。第二显示屏1111作为人机交互的窗口,其倾斜角度最大可达到90度,即第二显示屏1111与机器人主体10垂直。从而,当交互对象与机器人的身高差大于某一固定阈值时或第一显示屏的倾斜角度处于上限值时,第二显示屏1111倾斜90度,能够为交互对象提供最便利的操作角度。
假设这样一种应用场景,当交互对象与机器人的身高差大于某一固定阈值时,例如,交互对象为一个身高较低的小朋友,第二显示屏1111的位置相对较高,不便于小朋友通过第二显示屏1111与机器人进行互动。可选的,本实施例中,还可以通过对第二显示屏1111进行伸缩控制来满足该场景的需求,即,当交互对象与机器人的身高差大于某一固定阈值时,控制第二显示屏1111向机器人外侧伸,当交互对象与机器人的身高差小于所述的某一阈值且第二显示屏1111处于外伸状态时,控制第二显示屏1111向机器人内侧收缩,从而保证人机交互的顺利进行。具体的,第二显示屏1111的伸缩可以沿第二显示屏1111倾斜的方向,向内/向外伸缩预设的距离。显示组件11的倾斜和伸缩可以同步执行,也可以异步执行,本申请实施例不做限制。
本实施例中,通过身高检测组件检测交互对象的身高,中控元件基于该身高确定机器人显示组件的转动方向以及转动角度,使得机器人的显示组件可以根据交互对象的身高变化而上下转动,扩展了机器人的人机交互性能。
图2是本申请实施例提供的机器人实施例二的结构示意图,如图2所示,在前述实施例的基础上,可选的,为便于角度对象能够自行根据实际所需而调整机器人的显示组件11的显示朝向,还提供了如下的控制方案:
在机器人机身主体上设置至少两个触摸传感器15。这至少两个触摸传感器15可安装于显示组件11周围一定距离范围内,从而交互对象可以通过触摸传感器15对显示组件11的显示朝向进行控制。
实际应用中,当机器人上设置有头部的第一显示屏1110和腹部的第二显示屏1111时,可以分别与第一显示屏1110和腹部的第二显示屏1111对应设置一组触摸传感器,从而交互对象可以通过与第一显示屏1110对应的触摸传感器控制第一显示屏1110的显示朝向,通过与第二显示屏1111对应的触摸传感器控制第二显示屏1111的显示朝向。
可选的,上述触摸传感器15可以检测交互对象的触摸操作,例如,可以检测到交互对象是否在触摸传感器15上有触摸滑动操作或者多次点击操作,以及检测滑动操作的方向、速度、次数等参数。
可选的,至少两个触摸传感器15,用于根据交互对象对触摸传感器的触摸顺序判断交互对象的触摸方向从而进一步获取交互对象的控制意图。
实际应用中,可选的,当存在有第一触摸传感器与第二触摸传感器时,通过定义交互对象的触摸滑动方向、滑动速度、滑动次数中的一种或几种检测结果与控制意图的对应关系,从而当第一触摸传感器与第二触摸传感器检测到交互对象的滑动方向、滑动速度、滑动次数后,基于该对应关系确定控制意图,比如对相应显示屏的倾斜方向控制、倾斜角度控制、伸缩方向控制、伸缩距离控制等。
除了上述滑动操作可以被用于对相应显示屏的显示朝向控制外,实际应用中可选的,当存在有第一触摸传感器与第二触摸传感器时,还可以通过定义交互对象对每个触摸传感器的点击次数与控制意图的对应关系,从而当第一触摸传感器或第二触摸传感器检测到交互对象的点击次数后,基于该对应关系确定控制意图,比如对相应显示屏的倾斜方向控制、倾斜角度控制、伸缩方向控制、伸缩距离控制等。
举例来说,比如定义对第一触摸传感器超过两次的点击为控制第二显示屏1111向机器人外侧伸,其伸出的距离与交互对象对第一触摸传感器的点击次数成线性关系;定义对第二触摸传感器超过两次的点击为控制第二显示屏1111向机器人内侧缩,其缩进的距离与交互对象对第二触摸传感器的点击次数成线性关系。第二显示屏1111的伸缩可以是带倾斜方向的伸缩,其倾斜方向可以与第一显示屏1110的倾斜方向一致,不再赘述。
根据上述定义,当至少两个触摸检测器15检测到交互对象的滑动操作或者点击操作时,将检测结果转化为中控元件13能够识别的电信号,即可由中控元件13进一步分析获取交互对象的控制意图,进行相应控制。当然,所述的至少两个触摸传感器15是基于节约成本的考虑进行设计的,在本申请的其他可选实施例中,也可用触摸传感器阵列,比如电容式触摸屏来替代,本申请实施例不做限制。
本实施例中,通过设置上述触摸传感器,可以实现交互对象基于自身需求对机器人显示组件朝向的自行调整,扩展了机器人的人机交互功能。
图3是本申请实施例提供的机器人实施例三的结构示意图,如图3所示,在前述各实施例的基础上,可选的,实际应用中,因为显示组件11可移动的关系,显示组件11与机身主体10上的镂空区域之间往往存在缝隙,为避免该缝隙进入灰尘,本实施例中,在显示组件11周围一圈增加防尘罩16,该防尘罩一端连接于显示组件,另一端连接于机身主体10内部,将显示组件11整体包围在防尘罩16内,在填满缝隙的同时防止显示组件11受灰尘影响。防尘罩可以是塑胶材质,柔软,在显示组件的连接臂运动时,防尘罩随之自由伸缩。
图4是本申请实施例提供的机器人控制方法实施例一的流程图,结合图4,本实施例包括:
步骤101、检测交互对象的身高。
步骤102、根据身高确定机器人的显示组件的倾斜角度以及伸缩幅度。
步骤103、根据倾斜角度以及伸缩幅度控制显示组件进行相应调整。
本实施例提供机器人控制方法,通过获取交互对象的身高信息并基于该身高信息调整机器人显示组件的倾斜角度以及伸缩幅度,在人机互动的时候,机器人的显示组件可以根据交互对象的身高进行相应调整,从而位于机器人的头部眼睛可以直视交互对象,并且位于机器人腹部的交互显示屏可以调整到交互对象感到更加舒适的角度,扩展了机器人的人机交互性能,提高了人机互动的体验。
图5是本申请实施例提供的机器人控制方法实施例二的流程图,结合图5,本实施例包括:
步骤201、获取交互对象对触摸传感器的触摸操作。
步骤202、根据触摸操作确定显示组件的倾斜角度以及伸缩幅度。
步骤203、根据倾斜角度以及伸缩幅度对显示组件做出相应调整。
本实施例提供机器人控制方法,通过获取交互对象的触摸操作调整机器人显示组件的伸缩或倾斜调整,扩展了机器人的人机交互性能,提高了人机互动的体验。
需要说明的是,图1、图2、图3对应的装置可以执行图4~图5对应的实施例中的任一个或者两个个的组合。实施例的组合执行进一扩展了机器人的人机交互性能,提升了用户体验。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
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)
1.一种机器人,其特征在于,包括:
带有镂空区域的机身主体;
安装在所述镂空区域中的显示组件;
安装在所述机身主体上的、用于检测交互对象的身高的身高检测组件,以及,根据检测到的身高控制所述显示组件倾斜和/或伸缩的中控元件。
2.根据权利要求1所述的机器人,其特征在于,所述显示组件包括:
显示屏、与所述显示屏连接的连接臂以及驱动电路。
3.根据权利要求2所述的机器人,其特征在于,所述显示屏包括:
位于所述机身主体头部的第一显示屏,和/或,位于所述机身主体腹部的第二显示屏。
4.根据权利要求2或3所述的机器人,其特征在于,还包括:设置在所述机身主体上的至少两个、用于检测触摸方向的触摸传感器;
所述中控元件还用于:根据所述至少两个触摸传感器检测到的触摸方向控制所述显示组件倾斜和/或伸缩。
5.根据权利要求1-4任一项所述的机器人,其特征在于,所述机器人还包括防尘套,所述显示组件通过所述防尘套适配于所述镂空区域。
6.根据权利要求1-4任一项所述的机器人,其特征在于,所述身高检测组件,包括:
测距传感器以及步进电机。
7.根据权利要求1-4所述的机器人,其特征在于,所述身高检测组件,包括:
用于识别所述交互对象的面部区域,并根据所述面部区域的位置获取所述交互对象的身高的图像识别器。
8.一种机器人控制方法,其特征在于,包括:
检测交互对象的身高;
根据所述身高确定所述机器人的显示组件的倾斜角度和/或伸缩幅度;
根据所述倾斜角度和/或伸缩幅度控制所述显示组件进行相应调整。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,检测交互对象的身高,包括:
采用图像识别器识别所述交互对象的面部区域;
根据所述面部区域的位置获取所述交互对象的身高。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
响应于所述交互对象对至少两个触摸传感器的操作,根据检测到的触摸方向,控制所述显示组件倾斜和/或伸缩。
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