CN107116563B - 宠物型机器人及机器人控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种宠物型机器人及机器人控制系统，该宠物型机器人包括壳体、设置于壳体内部的主控板以及与主控板连接的语音交互模块、图像采集装置、表情显示模块、动作执行部件、传感器组件；传感器组件获取外界环境的环境参数；语音交互模块进行语音识别并生成语音识别结果；主控板根据语音识别结果生成动作指令，并控制动作执行部件执行该动作指令；图像采集装置获取外界环境的视频信息或者图像信息，将视频信息或者图像信息发送至主控板；表情显示模块根据主控板发送的视频信息或者图像信息生成表情图像数据。本发明提供的宠物型机器人及机器人控制系统解决了现有的机器人智能化程度低、功能不全面，难以实现情感交互的问题。

Description

宠物型机器人及机器人控制系统

技术领域

本发明涉及智能机器人技术领域，尤其是涉及一种宠物型机器人及机器人控制系统。

背景技术

我国已经进入老龄化社会，老龄化问题日益突出，老年性痴呆是一个典型的与老龄化相关的疾病，这种病被命名为阿尔茨海默病，随着老龄化和人类寿命的延长，发病率急剧上升。目前这种病尚无法治愈，现在的治疗手段对临床症状的改善作用甚微，仅可保持病情现状，减缓病情恶化速度。患有老年性痴呆的老人需要更多的心理慰藉和情感陪护。大量研究表明，宠物型机器人能缓解老年性痴呆，在日本、美国、芬兰、新西兰养老机构，宠物治疗机器人，例如机器人Paro，机器人NeCoRo等，对治疗老年性痴呆具有有效的积极作用，增进老年人互动交流、减轻身体和心理压力。

研究表明，长期有伴侣宠物陪伴的空巢老人在生理和心理指标上都更健康，并且拥有更高的生活满意度。老人养宠物是调整身心、消除寂寞的一种很好方式，被称为动物疗法。但是饲养宠物一方面需要老人照顾宠物的衣食住行，另一方面宠物身上寄生病菌和生物可能会侵扰到老人，给老人带来疾病。

因此，一款宠物型的机器人对老年痴呆症和空巢具有很大的帮助，但目前现有的机器人智能化程度低、功能不全面，难以实现情感交互。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种宠物型机器人及机器人控制系统，以缓解现有的机器人智能化程度低、功能不全面，难以实现情感交互的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种宠物型机器人，该宠物型机器人包括壳体、设置于所述壳体内部的主控板以及与所述主控板连接的语音交互模块、图像采集装置、表情显示模块、动作执行部件、传感器组件；

所述传感器组件获取外界环境的环境参数，并将所述环境参数发送至所述主控板；

所述语音交互模块进行语音识别并生成语音识别结果，将所述语音识别结果发送至所述主控板，以使所述主控板根据所述语音识别结果生成动作指令；

所述动作执行部件执行所述主控板发送的动作指令；

所述图像采集装置获取外界环境的视频信息或者图像信息，将所述视频信息或者图像信息发送至所述主控板；

所述表情显示模块接收所述主控板发送的视频信息或者图像信息，并根据所述视频信息或者图像信息生成表情图像数据。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括设置于所述壳体内部的电源模块，所述电源模块包括顺次连接的电池、放电保护电路以及电源转换电路；

所述电源模块为所述主控板、所述语音交互模块、所述图像采集装置、所述表情显示模块、所述动作执行部件、所述传感器组件供电。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述传感器组件包括分别与所述主控板连接的压力传感器、光电传感器、温度传感器、姿态传感器、超声避障传感器以及气体传感器中的一种或者多种。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，还包括设置于所述壳体内部的无线通信模块及设置于所述壳体外表面的双声道喇叭、双麦克风阵列；

所述语音交互模块与所述双声道喇叭、所述双麦克风阵列连接，用于接收双麦克风阵列采集到的语音信息，将所述语音信息通过所述无线通信模块发送至云端服务器，并接收所述云端服务器返回的应答反馈信息，将所述应答反馈信息通过所述双声道喇叭播放。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，还包括设置于所述壳体外表面的OLED屏，所述表情显示模块与所述OLED屏连接，所述表情显示模块根据所述表情图像数据，驱动所述OLED屏显示表情图像。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，还包括无线通信模块，所述主控板通过所述无线通信模块与上位机通信；

所述上位机为电脑、手机、平板电脑中的一种或者多种。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，还包括定时器，所述定时器与所述主控板连接；所述定时器按照预设时间发送定时信号至所述主控板；

所述语音交互模块还用于根据所述定时信号，通过所述双声道喇叭进行语音播报。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述动作执行部件包括驱动控制器、电机驱动板及多个步进电机，所述驱动控制器与所述主控板、所述电机驱动板连接；

各个所述步进电机的输出端连接在宠物型机器人的壳体的关节部位，所述驱动控制器根据所述主控板发送的动作指令，控制所述电机驱动板驱动各个所述步进电机带动所述壳体执行相应的动作。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，还包括与所述主控板连接的输入设备；所述输入设备至少包括报警按键、录音按键、音频播放按键、天气播报按键、功能切换按键、数字按键阵列中的一种或者多种；

其中，所述报警按键用于接收用户输入的报警信息，将所述报警信息通过所述无线通信模块发送至所述上位机。

第二方面，本发明实施例还提供一种机器人控制系统，包括上位机以及如第一方面所述的宠物型机器人；

所述上位机为电脑、手机、平板电脑中的一种或者多种；

所述上位机通过无线通信模块与所述宠物型机器人通信连接，并监控所述宠物型机器人的外界环境，对所述宠物型机器人进行远程控制。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明提供的实施例中，宠物型机器人包括壳体、设置于壳体内部的主控板以及与主控板连接的语音交互模块、图像采集装置、表情显示模块、动作执行部件、传感器组件；传感器组件获取外界环境的环境参数，并将环境参数发送至主控板；语音交互模块进行语音识别并生成语音识别结果，将语音识别结果发送至主控板，以使主控板根据语音识别结果生成动作指令；动作执行部件执行主控板发送的动作指令；图像采集装置获取外界环境的视频信息或者图像信息，将视频信息或者图像信息发送至主控板；表情显示模块接收主控板发送的视频信息或者图像信息，并根据视频信息或者图像信息生成表情图像数据。通过壳体内部的传感组件，使得宠物型机器人实现对外界环境的感知，提高宠物型机器人的生命感；同时利用语音交互模块、表情显示模块及动作执行部件增强宠物型机器人与人的情感互动，适用于对老年人的情感治愈，降低老年人的孤独感。因此，本发明提供的宠物型机器人及机器人控制系统解决了现有的机器人智能化程度低、功能不全面，难以实现情感交互的问题。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

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。

图1为本发明实施例提供的宠物型机器人的壳体示意图；

图2为本发明实施例提供的宠物型机器人的第一种通信连接示意图；

图3为本发明实施例提供的宠物型机器人的第二种通信连接示意图；

图4为本发明实施例提供的电源模块的结构连接图；

图5为本发明实施例提供的STM32F103芯片的外围电路连接图；

图6为本发明实施例提供的A4988芯片的外围电路连接图；

图7为本发明提供的机器人控制系统的结构示意图。

图标：

10-主控板；20-语音交互模块；210-双声道喇叭；220-双麦克风阵列；30-图像采集装置；40-传感器组件；410-压力传感器；420-光电传感器；430-温度传感器；440-姿态传感器；450-超声避障传感器；460-气体传感器；50-动作执行部件；510-驱动控制器；520-电机驱动板；530-步进电机；60-表情显示模块；610-OLED屏；70-电源模块；710-电池；720-放电保护电路；730-电源转换电路；80-无线通信模块；90-输入设备；400-定时器；100-上位机；300-宠物型机器人。

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，下面将结合附图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。

目前现有的机器人智能化程度低、功能不全面，难以实现情感交互，基于此，本发明实施例提供的一种宠物型机器人及机器人控制系统，可以通过壳体内部的传感组件，使得宠物型机器人实现对外界环境的感知，提高宠物型机器人的生命感；同时利用语音交互模块、表情显示模块及动作执行部件增强宠物型机器人与人的情感互动，适用于对老年人的情感治愈，降低老年人的孤独感。因此，本发明提供的宠物型机器人及机器人控制系统解决了现有的机器人智能化程度低、功能不全面，难以实现情感交互的问题。

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宠物型机器人进行详细介绍。

实施例一：

本发明提供了一种宠物型机器人，可以应用但不限于养老机构、空巢家庭。图1示出了本发明实施例提供的宠物型机器人的壳体示意图。图2示出了本发明实施例提供的宠物型机器人的第一种通信连接示意图。如图1和图2所示，该宠物型机器人包括壳体、设置于该壳体内部的主控板10以及与主控板10连接的语音交互模块20、图像采集装置30、表情显示模块60、动作执行部件50、传感器组件40。

其中，壳体的形状可以为任意种类的宠物的外形，如狗、兔子、猫或者熊等。主控板10可以但不限于选用STM32系列芯片，优选的为STM32F429芯片，负责宠物型机器人控制过程中的数据处理分析、算法执行、通讯协议处理、多传感器信息融合等。

上述传感器组件40获取外界环境的环境参数，并将该环境参数发送至主控板10。具体地，如图3所示，传感器组件40包括分别与主控板10连接的压力传感器410、光电传感器420、温度传感器430、姿态传感器440、超声避障传感器450以及气体传感器460中的一种或者多种，环境参数包括压力、光线强度、温度、姿态信息、煤气浓度或者天然气浓度中的一种或者多种。其中压力传感器410用于感应人体施加的压力，如触摸产生的压力，光电传感器420用于检测环境光线强度，温度传感器430用于检测外界环境的温度，姿态传感器440用于获取宠物型机器人的姿态信息，超声避障传感器450用于检测宠物型机器人与障碍物之间的距离，气体传感器460用于检测外界环境中的煤气浓度或者天然气浓度。进一步地，语音交互模块20进行语音识别并生成语音识别结果，将该语音识别结果发送至主控板10，以使主控板10根据语音识别结果生成动作指令。主控板10将生成的动作指令发送至动作执行部件50，动作执行部件50根据该动作执行指令执行相应动作。

图像采集装置30获取外界环境的视频信息或者图像信息，将该视频信息或者图像信息发送至主控板10。主控板10将该视频信息或者图像信息发送至表情显示模块60，表情显示模块60接收该视频信息或者图像信息，并根据该视频信息或者图像信息，经过特征提取、识别和分类等技术，生成表情图像数据。

本发明提供的实施例中，宠物型机器人包括壳体、设置于壳体内部的主控板以及与主控板连接的语音交互模块、图像采集装置、表情显示模块、动作执行部件、传感器组件；传感器组件获取外界环境的环境参数，并将环境参数发送至主控板；语音交互模块进行语音识别并生成语音识别结果，将语音识别结果发送至主控板，以使主控板根据语音识别结果生成动作指令；动作执行部件执行主控板发送的动作指令；图像采集装置(如摄像机、录像机)可以用来录像或者摄像，获取外界环境的视频信息或者图像信息，将视频信息或者图像信息发送至主控板；表情显示模块接收主控板发送的视频信息或者图像信息，并根据视频信息或者图像信息生成表情图像数据。通过壳体内部的传感组件，使得宠物型机器人实现对外界环境的感知，提高宠物型机器人的生命感；同时利用语音交互模块、表情显示模块及动作执行部件增强宠物型机器人与人的情感互动，适用于对老年人的情感治愈，降低老年人的孤独感。因此，本发明提供的宠物型机器人解决了现有的机器人智能化程度低、功能不全面，难以实现情感交互的问题。

进一步地，上述宠物型机器人还包括设置于壳体内部的电源模块。图4示出了本发明实施例提供的电源模块的结构连接图，该电源模块70包括顺次连接的电池710、放电保护电路720以及电源转换电路730。放电保护电路720用于对电池710进行放电保护，从而减缓寿命损耗；电源转换电路730用于将电池710的输出电压转换为与不同负载相匹配的工作电压。优选地，在一个实施例中，电池710的输出电压为7.4V，电池类型不限于原电池、可充电电池(如太阳能电池、锂电池、蓄电池)。

具体地，在一个实施例中上述电源转换电路730与主控板10、表情显示模块60连接，为主控板10、表情显示模块60提供3.3V电源；与语音交互模块20、图像采集装置30、传感器组件40连接，为语音交互模块20、图像采集装置30、传感器组件40提供5V电源。另外，上述电池710通过放电保护电路720与动作执行部件50连接，为动作执行部件50提供7.4V电源。

进一步地，为了增强该宠物型机器人与人的语音互动效果，使得宠物型机器人更生动，如图3所示，该宠物型机器人还包括设置于壳体内部的无线通信模块80及设置于壳体外表面的双声道喇叭210、双麦克风阵列220。具体地，语音交互模块20与双声道喇叭210、双麦克风阵列220连接，用于接收双麦克风阵列220采集到的语音信息，将该语音信息通过无线通信模块80发送至云端服务器，并接收云端服务器返回的应答反馈信息，将该应答反馈信息通过双声道喇叭210播放。在一个实施例中，双声道喇叭210可以安装在壳体的嘴部，双麦克风阵列220安装在壳体的耳朵部位。需要强调的是，双声道喇叭210、双麦克风阵列220的具体安装部位在这里不做限定。

其中，语音交互模块20可以与无线通信模块80直接连接，也可以通过主控板10与无线通信模块80连接，该无线通信模块80不限于WIFI(WIreless-Fidelity，无线保真)模块、蓝牙模块、GSM(Global System for Mobile communication，全球移动通信系统)通信模块、GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术)通信模块中的一种或多种。具体地，语音交互模块可以为XFMT101模块、WT2003S16-20N芯片或者WT588D08芯片。进一步地，为了减少线路复杂度，可以选择内置无线通信接口的语音交互模块，这样语音交互模块20可以不再外接无线通信模块80。

具体地，语音交互模块20与云端服务器采用全双工通信方式。语音交互模块20接收并识别双声道喇叭210接收到的语音信息，将该语音信息进行录音，然后通过无线通信模块80上传到云端服务器，云端服务器对接收到的语音信息进行不间断的识别处理，针对该语音信息发送应答反馈信息至语音交互模块20，语音交互模块20通过双声道喇叭210进行语音播放，从而实现了人与宠物型机器人实时对话交流。

进一步地，可以预先存储一些相关词条，如：“趴下”、“前进”、“后退”、“停下”、“点头”、“摇头”等，若语音交互模块20识别出上述语音信息中包含上述词条，则会生成第一动作触发信息至主控板10，主控板10根据该第一动作触发信息生成动作执行指令，从而控制动作执行部件50执行相应的动作。另外，结合人工智能和机器学习算法，使得语音交互模块20实现对方言和断续语句的识别，从而能够更好的满足交互需求。

因此，基于云端处理器的实时对话、词条分析以及结合人工智能和机器学习算法，本实施例提供的宠物型机器人可以更好的满足老年人的情感需求，实现对老年人的情感治愈，消除老年人的寂寞感，调整老年人的心理状态。

进一步地，如图3所示，上述宠物型机器人还包括设置于壳体外表面的OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)屏610，表情显示模块60与OLED屏610连接，该表情显示模块60根据主控板10发送的视频信息或者图像信息生成表情图像信息生成表情图像数据，驱动OLED屏610根据表情图像数据显示表情图像。具体地，为了增强宠物型机器人的仿真效果，OLED屏610为两个，分别设置在壳体的眼睛部位。表情显示模块60可以为一个，由一个表情显示模块60驱动两个OLED屏610。表情显示模块60也可以为两个，分别驱动一个OLED屏610，这样两个OLED屏610可以显示不同的表情图像，使得宠物型机器人显示的表情更丰富，更生动灵活。在一个实施例中，表情显示模块60选用STM32F103芯片，与主控板10之间通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线连接，并通过SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)总线驱动OLED屏610显示表情图像；STM32F103芯片还用于实现与主控板10之间的通信协议处理、图像处理。此外STM32F103芯片还设置有用户操作界面，以使用户进行相关参数设置。

具体地，表情显示模块60通过图像采集装置30感知人的面部表情，并驱动OLED屏610，使得宠物型机器人能够表现出高兴、寂寞、愤怒、吃惊等几种表情，使得宠物型机器人更具生命感，能够实现与人的视觉实时交互。进一步地，通过感知人的面部表情，表情显示模块60可以生成第二动作触发信息，将该第二动作触发信息发送至主控板10，主控板10根据该第二动作触发信息生成相应的动作指令，控制动作执行部件50执行相应的动作，如当感知到人的面部表情为喜悦时，表情显示模块60可以生成摇动尾巴的第二动作触发信息，最终使动作执行部件50控制壳体的尾巴摆动，从而进一步增强机器人与人之间的实时互动。

进一步地，如图3所示，上述宠物型机器人还包括定时器400，该定时器400与主控板10连接；定时器400按照预设时间发送定时信号至主控板10。上述语音交互模块20还用于根据定时信号，通过双声道喇叭210进行语音播报。

具体地，可以利用定时器400进行吃药提醒定时、起床提醒定时、睡觉提醒定时等一系列日常事务的定时提醒工作。在一个实施例中，针对不同的日常提醒事务对应的定时信号可以关联存储相关语音播报信息，主控板10将接收到的定时信号发送至语音交互模块20，语音交互模块20根据该定时信号，通过双声道喇叭210播报相应的相关语音播报信息。这样，可以使得该宠物型机器人更好的服务于独居老人，保障老人正常的起居生活。

进一步地，主控板10通过无线通信模块80与上位机通信，其中上位机为电脑、手机、平板电脑中的一种或者多种。上位机中存储有相应的监控程序，实现对宠物型机器人外界环境的监控，同时发送控制指令至主控板10，实现对宠物型机器人的远程控制。

进一步地，如图3所示，上述宠物型机器人还包括与主控板10连接的输入设备90。该输入设备90至少包括报警按键、录音按键、音频播放按键、天气播报按键、功能切换按键、数字按键阵列中的一种或者多种。其中，上述报警按键用于接收用户输入的报警信息，并将该报警信息发送至上位机。

具体的，上述输入设备90可以是实体键盘或者触摸屏，用户通过输入设备90的各个按键实现对宠物型机器人的相关控制。通过音频播放按键使宠物型机器人播放音乐、相声、故事等；通过天气播报按键使宠物型机器人播报天气情况，具体的播报方式可以是文字方式或者语音方式；通过功能切换按键实现不同功能页面的切换，如音频播放页面、天气播报页面、数字显示页面；通过数字按键阵列实现定时设置、信息序号选择、呼叫上位机等。进一步地，考虑到突发事件，输入设备90中还设置有报警按键，该报警按键直接与上位机通信连接。当发生突发按键时，比如老人摔倒、旧疾复发，直接按压该报警按键，就可以与相应的上位机建立连接，同时可以开启图像采集装置，使得上位机对应的用户清楚的看到现场状况，采取相应的措施。

进一步地，如图3所示，上述动作执行部件50包括驱动控制器510、电机驱动板520及多个步进电机530，驱动控制器510与主控板10、电机驱动板520连接。各个步进电机530的输出端连接在宠物型机器人的壳体的关节部位，驱动控制器510根据主控板10发送的动作指令，控制电机驱动板520驱动各个步进电机530带动壳体执行相应的动作。通过主控板10与驱动控制器510实现主从控制，减少主控板10的运行负担。在一个实施例中，驱动控制器510选用STM32F103芯片，电机驱动板520选用A4988芯片，相应的外围电路连接图分别如图5、图6所示。

具体地，宠物型机器人可执行的动作包括单个和多个大腿、膝关节的前后动作，宠物型机器人的对称步行，头部旋转及上下运动。基本动作包括趴、蹲、坐、站、点头、摇头、前进、后退、左转、右转、跑、跳等。

在一个实施例中，传感器组件40包括压力传感器410，该压力传感器410可以采用SFC(Supercritical Fluid Chromatogram，超临界液相色谱)压力感知传感器，该压力传感器410分布在宠物型机器人的壳体的不同部位，压力传感器410感应到人抚摸宠物型机器人的某个部位时，如下颚、脑门、耳朵、前肢等，发送相应的感知信息至主控板10，主控板10生成动作指令，动作执行部件50可以根据该动作指令，执行相应的动作，从而实现人与宠物型机器人的肢体互动。

进一步地，传感器组件40包括光电传感器420。主控板10接收到光电传感器420发送的光线强度值后，判断该光线强度值是否小于预设光线阈值，若是，则生成休眠控制指令，控制宠物型机器人进入休眠状态。当白天天亮或者室内灯亮时，光线强度值大于等于预设光线阈值，唤醒宠物型机器人，从而可以节约电能，并避免打扰到人日常休息。另外，也可以控制宠物型机器人的头部随着光线强度变化，或者控制宠物型机器人朝有光的方向前进。

进一步地，传感器组件40包括温度传感器430，用于检测外界环境的温度。具体地，主控板10对温度传感器430发送的温度值进行记录，并计算预设时间段内的温度差值，当该温度差值大于预设差值时，生成提醒指令，将该提醒指令发送至语音交互模块20，使得语音交互模块20通过双声道喇叭210进行语音提醒播报，提醒用户增加或者减少衣物。

进一步地，气体传感器460用于检测外界环境中的煤气浓度或者天然气浓度。主控板10接收到气体传感器460发送的煤气浓度值或者天然气浓度值后，判断该煤气浓度值或者天然气浓度值是否大于预设浓度值，若是，则生成煤气报警信息，将该煤气报警信息发送至语音交互模块20，使得语音交互模块20通过双声道喇叭210进行语音报警；同时将该煤气报警信息发送至相对应的上位机，以使上位机对应的用户及时了解相关情况。

进一步地，姿态传感器440用于获取宠物型机器人的姿态信息，根据该姿态信息，进行相应调整，防止宠物型机器人执行动作时摔倒；超声避障传感器450用于检测宠物型机器人与障碍物之间的距离，实现自动躲避障碍物。

为了进一步增强仿生效果，传感器组件40中的各个传感器分布在壳体的各个位置，在一个实施例中，多个压力传感器410可以分别安装在壳体的头顶、前肢、腰部、后肢、尾巴等部位，光电传感器420安装在壳体的眼睛部位，气体传感器460安装在壳体的鼻子部位。

进一步地，上述宠物型机器人还包括定位追踪器，该定位追踪器与主控板10连接。应用时，用户可以携带与该定位追踪器匹配的定位装置(如定位手表、手环、项链等)，定位追踪器接收定位装置的定位信息，并根据该定位信息和宠物型机器人当前位置信息，生成前进路线，并将前进路线发送至主控板10，主控板10根据该前进路线生成动作指令，控制动作执行部件50执行相应的动作，以使宠物型机器人与携带定位装置的用户保持一定距离。另外，可以通过输入设备90设置预设距离，当宠物型机器人与携带定位装置的用户之间的距离超过预设距离时，发送距离报警至上位机。另外，可以通过输入设备90或者上位机启动或者关闭该定位追踪器，从而更加方便用户的使用。

综上所述，本发明提供的宠物型机器人可以应用语言交互、肢体交互、视觉交互三种方式实现与人的互动，增强情感交流，当该宠物型机器人应用于老年人的情感治愈过程中，可以减轻老年人的老年痴呆症和孤独寂寞。另外，当该宠物型机器人应用于养老机构时，通过定位追踪、对日常事务的定时提醒、温度提醒、煤气或者天然气报警等功能，还可以减少养老机构的运营成本。

实施例二：

图7示出了本发明提供的机器人控制系统的结构示意图，该机器人控制系统包括上位机100以及如实施例一中的宠物型机器人300。其中上位机100为电脑、手机、平板电脑中的一种或者多种。

具体地，上位机100通过无线通信模块80与宠物型机器人300通信连接。上位机100中存储有相应的监控程序，实现对宠物型机器人300外界环境的监控，同时发送控制指令至主控板10，实现对宠物型机器人300的远程控制。

在一个实施例中，上位机100为安装有相应应用软件的移动终端，该移动终端通过WIFI模块与主控板10进行通讯。用户可以通过移动终端实时监控宠物型机器人300的外界环境，监控煤气或者天然气浓度信息等。同时，用户还可以通过移动终端实现与宠物型机器人300的互动，控制宠物型机器人300进行语音播报、显示表情图像或者执行相应动作。

本发明提供的实施例中，宠物型机器人包括壳体、设置于壳体内部的主控板以及与主控板连接的语音交互模块、图像采集装置、表情显示模块、动作执行部件、传感器组件；传感器组件获取外界环境的环境参数，并将环境参数发送至主控板；语音交互模块进行语音识别并生成语音识别结果，将语音识别结果发送至主控板，以使主控板根据语音识别结果生成动作指令；动作执行部件执行主控板发送的动作指令；图像采集装置获取外界环境的视频信息或者图像信息，将视频信息或者图像信息发送至主控板；表情显示模块接收主控板发送的视频信息或者图像信息，并根据视频信息或者图像信息生成表情图像数据。通过壳体内部的传感组件，使得宠物型机器人实现对外界环境的感知，提高宠物型机器人的生命感；同时利用语音交互模块、表情显示模块及动作执行部件增强宠物型机器人与人的情感互动，适用于对老年人的情感治愈，降低老年人的孤独感。因此，本发明提供的机器人控制系统解决了现有的机器人智能化程度低、功能不全面，难以实现情感交互的问题。

本发明实施例提供的机器人控制系统，与上述实施例提供的宠物型机器人具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

本发明实施例所提供的宠物型机器人及机器人控制系统系统的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的机器人控制系统具体工作过程，可以参考前述宠物型机器人实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，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。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种宠物型机器人，其特征在于，包括壳体、设置于所述壳体内部的主控板以及与所述主控板连接的语音交互模块、图像采集装置、表情显示模块、动作执行部件、传感器组件；

所述传感器组件获取外界环境的环境参数，并将所述环境参数发送至所述主控板；

所述语音交互模块进行语音识别并生成语音识别结果，将所述语音识别结果发送至所述主控板，以使所述主控板根据所述语音识别结果生成动作指令；

所述动作执行部件执行所述主控板发送的动作指令；

所述图像采集装置获取外界环境的视频信息或者图像信息，将所述视频信息或者图像信息发送至所述主控板；

所述表情显示模块接收所述主控板发送的视频信息或者图像信息，并根据所述视频信息或者图像信息生成表情图像数据；

还包括设置于所述壳体内部的电源模块，所述电源模块包括顺次连接的电池、放电保护电路以及电源转换电路；所述电源模块为所述主控板、所述语音交互模块、所述图像采集装置、所述表情显示模块、所述动作执行部件、所述传感器组件供电；

还包括设置于所述壳体内部的无线通信模块及设置于所述壳体外表面的双声道喇叭、双麦克风阵列；所述语音交互模块与所述双声道喇叭、所述双麦克风阵列连接，用于接收双麦克风阵列采集到的语音信息，将所述语音信息通过所述无线通信模块发送至云端服务器，并接收所述云端服务器返回的应答反馈信息，将所述应答反馈信息通过所述双声道喇叭播放；

还包括定时器，所述定时器与所述主控板连接；所述定时器按照预设时间发送定时信号至所述主控板；所述语音交互模块还用于根据所述定时信号，通过所述双声道喇叭进行语音播报；

所述动作执行部件包括驱动控制器、电机驱动板及多个步进电机，所述驱动控制器与所述主控板、所述电机驱动板连接；

各个所述步进电机的输出端连接在宠物型机器人的壳体的关节部位，所述驱动控制器根据所述主控板发送的动作指令，控制所述电机驱动板驱动各个所述步进电机带动所述壳体执行相应的动作；

所述宠物型机器人还包括定位追踪器，所述定位追踪器与所述主控板连接，应用时，用户携带与所述定位追踪器匹配的定位装置，定位追踪器接收定位装置的定位信息，并根据所述定位信息和宠物型机器人当前位置信息，生成前进路线，并将前进路线发送至主控板，主控板根据所述前进路线生成动作指令，控制动作执行部件执行相应的动作，以使宠物型机器人与携带定位装置的用户保持一定距离，还能够通过输入设备设置预设距离，当宠物型机器人与携带定位装置的用户之间的距离超过预设距离时，发送距离报警至上位机，还能够通过输入设备或者上位机启动或者关闭该定位追踪器；

所述传感器组件包括分别与主控板连接的压力传感器、光电传感器、温度传感器、姿态传感器、超声避障传感器以及气体传感器，其中压力传感器用于感应人体施加的压力，光电传感器用于检测环境光线强度，温度传感器用于检测外界环境的温度，姿态传感器用于获取宠物型机器人的姿态信息，超声避障传感器用于检测宠物型机器人与障碍物之间的距离，气体传感器用于检测外界环境中的煤气浓度或者天然气浓度。

2.根据权利要求1所述的宠物型机器人，其特征在于，还包括设置于所述壳体外表面的OLED屏，所述表情显示模块与所述OLED屏连接，所述表情显示模块根据所述表情图像数据，驱动所述OLED屏显示表情图像。

3.根据权利要求1所述的宠物型机器人，其特征在于，所述主控板通过所述无线通信模块与上位机通信；

所述上位机为电脑、手机、平板电脑中的一种或者多种。

4.根据权利要求3所述的宠物型机器人，其特征在于，还包括与所述主控板连接的输入设备；所述输入设备至少包括报警按键、录音按键、音频播放按键、天气播报按键、功能切换按键、数字按键阵列中的一种或者多种；

其中，所述报警按键用于接收用户输入的报警信息，将所述报警信息通过所述无线通信模块发送至所述上位机。

5.一种机器人控制系统，其特征在于，包括上位机以及如权利要求1至4中任一项所述的宠物型机器人；

所述上位机为电脑、手机、平板电脑中的一种或者多种；

所述上位机通过无线通信模块与所述宠物型机器人通信连接，并监控所述宠物型机器人的外界环境，对所述宠物型机器人进行远程控制。