CN108015769A - 智能机器人的运动控制系统及智能机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种智能机器人的运动控制系统，该智能机器人的运动控制系统包括主控模块、运动模块、分别与主控模块电连的视觉模块和交互模块；其中，视觉模块设置在机器人的头部，用于获取机器人视场内的图片和/或视频，并根据图片和/或视频对用户进行识别；运动模块设置在机器人的底部，用于驱动机器人进行运动；主控模块用于根据视觉模块的识别结果控制运动模块的工作状态；交互模块包括主动搭讪单元，用于在预设时间内未收到用户指令时，主动发出语音与用户交互，并在未收到用户反馈时发送报警信息至预设的通信终端。本发明智能机器人的运动控制系统能够在用户出现意外状况时及时反馈信息至监护人。此外，本发明还公开一种智能机器人。
Description
技术领域
本发明涉及机器人领域，具体涉及一种智能机器人的运动控制系统及智能机器人。
背景技术
随着科学技术的发展，大量的智能机器人的运动控制系统被设计和制造出来并应用于社会的生产和生活中，以提高社会生产力和提升人们的生活品质。机器人的智能化是提升用户体验的关键所在，如机器人与用户之间的语音交互，主动搭讪，陪伴老人或照顾小孩等。
然而，现有的机器人在陪伴老人或照顾小孩的过程中，如若出现老人或小孩跌到等意外状况，其无法及时将该状况反馈给监护人以采取应对措施。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种智能机器人的运动控制系统，以解决现有的机器人在出现意外状况时无法及时反馈的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提出一种智能机器人的运动控制系统，该智能机器人的运动控制系统包括主控模块、运动模块、分别与所述主控模块电连的视觉模块和交互模块；其中，
所述视觉模块设置在机器人的头部，用于获取机器人视场内的图片和/或视频，并根据所述图片和/或视频对用户进行识别；
所述运动模块设置在机器人的底部，用于驱动机器人进行运动；
所述主控模块用于根据视觉模块的识别结果控制运动模块的工作状态；
所述交互模块包括主动搭讪单元，用于在预设时间内未收到用户指令时，主动发出语音与用户交互，并在未收到用户反馈时发送报警信息至预设的通信终端。
优选地，所述主动搭讪单元还用于在未收到用户反馈时发送异常信息至所述主控模块，所述主控模块还用于在接收到所述异常信号时控制所述视觉模块开启。
优选地，所述智能机器人的运动控制系统还包括与主控模块相连的头部控制装置，所述头部控制装置包括：点头组件，用于驱动机器人的头部执行抬头或低头动作；转动组件，设置在所述点头组件的下方，用于驱动机器人的头部进行水平转动。
优选地，所述交互模块还包括：判断单元，用于根据视觉模块获取到的图片和/或视频判断跟随对象的状况；通信单元，用于在跟随对象出现异常状况时，向预设的通信终端发送报警信息。
优选地，所述通信单元还用于接收通信终端发送的指令，并将该指令转换后发送至主控模块。
优选地，所述交互模块还包括设于所述机器人头部的声源定位模块，所述声源定位模块包括多个麦克风，所述麦克风分别用于接收不同方向的语音并定位声源；所述主控模块用于在接收到用户反馈时根据声源方位控制运动模块的行进方向。
优选地，所述智能机器人的运动控制系统还包括与所述主控模块电连的避障模块，所述避障模块包括设于所述机器人外壳上的至少一超声波传感器。
优选地，所述智能机器人的运动控制系统还包括防跌模块，所述防跌模块包括设于所述机器人底座上的至少一红外传感器。
优选地，所述智能机器人的运动控制系统还包括设于所述机器人背部的急停按钮，所述急停按钮用于切断所述机器人内部电源。
本发明进一步提出一种智能机器人，包括上述的智能机器人运动控制系统，所述智能机器人运动控制系统包括主控模块、运动模块、分别与所述主控模块电连的视觉模块和交互模块；其中，
所述视觉模块设置在机器人的头部，用于获取机器人视场内的图片和/或视频，并根据所述图片和/或视频对用户进行识别；
所述运动模块设置在机器人的底部，用于驱动机器人进行运动；
所述主控模块用于根据视觉模块的识别结果控制运动模块的工作状态；
所述交互模块包括主动搭讪单元，用于在预设时间内未收到用户指令时，主动发出语音与用户交互，并在未收到用户反馈时发送报警信息至预设的通信终端。
本发明智能机器人的运动控制系统通过视觉模块获取机器人视场内的图片和/或视频，并根据所述图片和/或视频对用户进行识别，从而锁定跟随目标，且与跟随目标保持一定的距离。若用户在一定时间内未向智能机器人发出语音指令，此时，交互模块主动发出语音与用户进行交互以引导用户发出指令；智能机器人在主动搭讪时仍未收到用户的语音指令，机器人将及时反馈该信息至预设的通信终端。如此，智能机器人在陪伴老人或小孩的过程中，如若发生意外状况，本发明智能机器人能够及时反馈该信息至监护人的终端，使得用户在发生安全问题时，监护人能够及时发现，从而采取应对措施。
附图说明
图1为本发明智能机器人的运动控制系统一实施例的结构示意图；
图2为本发明智能机器人的运动控制系统另一实施例的结构示意图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 100 | 主控模块 | 200 | 运动模块 |
| 300 | 视觉模块 | 400 | 交互模块 |
| 410 | 主动搭讪单元 | 420 | 判断单元 |
| 430 | 通信单元 | 440 | 声源定位单元 |
| 441 | 麦克风 | 500 | 头部控制装置 |
| 510 | 点头组件 | 520 | 转动组件 |
| 600 | 避障模块 | 610 | 超声波传感器 |
| 700 | 防跌模块 | 710 | 红外传感器 |
| 800 | 急停按钮 |
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，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。
如图1和图2所示，本发明提出的智能机器人的运动控制系统，包括主控模块100、运动模块200、分别与主控模块100电连的视觉模块300和交互模块400；其中，
视觉模块300设置在机器人的头部位置处，用于获取机器人视场内的图片和/或视频，并根据所述图片和/或视频对用户进行识别；
运动模块200设置在机器人的底部，用于驱动机器人进行运动；
主控模块100用于根据视觉模块的识别结果控制运动模块的工作状态；
交互模块400包括主动搭讪单元410，用于在预设时间内未收到用户指令时，主动发出语音与用户交互，并在未收到用户反馈时发送报警信息至预设的通信终端。
视觉模块300包括摄像单元和识别单元，摄像单元用于获取机器人视场内的图片和/或视频，识别单元则对摄像单元获取的图片和/或视频进行生物特征识别以锁定跟随目标。如，用户发出“馒头，跟我走”的语音指令，此时，视觉模块300开启，摄像单元获取用户的图片或视频，识别单元则对摄像单元获取的用户图片或视频进行特征识别，并与数据库中预先存储的用户特征进行比对；若数据库中预设有该用户的特征信息，智能机器人则锁定跟随目标；若数据库中无此用户的特征信息，智能机器人则判定为陌生人，不进行目标跟随。
目标锁定后，主控模块100可根据跟随目标的身体状况及年龄等控制运动模块200的运动速度以提升用户体验。如，跟随目标为3-7岁的儿童，主控模块100将匹配与之对应的运动速度以控制智能机器人与目标在安全距离内；当智能机器人与目标的距离小于安全距离时，主控模块100发送信号至运动模块200，此时，运动模块200则驱动机器人后退；当智能机器人与目标的距离大于安全距离时，主控模块100发送信号至运动模块200，此时，运动模块200则驱动机器人加速前进。前述的安全距离可以是智能机器人根据跟随目标的身体状况及年龄等自动匹配的与之对应的运动速度，亦可以是家长或监护人主动预设的安全距离。如此，智能机器人能够很好的控制与跟随目标之间的距离，极大的提升用户体验。
用户在一定时间内未收到用户指令时，智能机器人将通过交互模块400与跟随目标进行主动搭讪以获取用户声音，若在主动搭讪时仍未收到用户反馈，智能机器人将发送报警信息至预设的通信终端以提醒其家人或朋友。本发明实施例中，通信终端可以为手机、平板或电脑等。
本发明智能机器人的运动控制系统通过视觉模块300获取机器人视场内的图片和/或视频，并根据所述图片和/或视频对用户进行识别，从而锁定跟随目标，且与跟随目标保持一定的距离。若用户在一定时间内未向智能机器人发出语音指令，此时，交互模块400主动发出语音与用户进行交互以引导用户发出指令；智能机器人在主动搭讪时仍未收到用户的语音指令，机器人将及时反馈该信息至预设的通信终端。如此，智能机器人在陪伴老人或小孩的过程中，如若发生意外状况，本发明智能机器人能够及时反馈该信息至监护人的终端，使得用户在发生安全问题时，监护人能够及时发现，从而采取应对措施。
在本发明实施例中，主动搭讪单元410还用于在未收到用户反馈时发送异常信号至主控模块100，主控模块100还用于在接收到异常信号时控制视觉模块300开启。本实施例中，主动搭讪单元410在未收到用户反馈时，机器人将发送该信息至预设的通信终端以及时通知监护人；同时，主动搭讪单元410还将发送该异常信息至主控模块100。主控模块100在接收到还信息时，控制视觉模块300开启以获取用户的图片和/或视频。
在本发明一较佳实施例中，智能机器人的运动控制系统还包括与主控模块100相连的头部控制装置500。头部控制装置500包括点头组件510和转动组件520，点头组件510用于驱动机器人的头部执行抬头或低头动作，转动组件520设置在所述点头组件的下方，用于驱动机器人的头部进行水平转动。本实施例中，头部控制装置500用于控制机器人的头部进行俯仰动作和转动动作，从而带动设置在机器人头部的视觉模块300运动。在用户发出“跟我走”的语音指令时，智能机器人被唤醒，头部控制装置500控制机器人头部进行俯仰动作和/或转动动作以使视觉模块300能够捕捉到用户，并对该用户进行特征识别，从而锁定跟随目标或放弃跟随。同时，主动搭讪单元410在未接收到用户反馈时，主控模块100控制视觉模块300开启工作，在前行过程中，头部控制装置500控制机器人头部进行俯仰动作和/或转动动作，直至视觉模块300捕捉到用户画面。
在上述实施例中，交互模块400还包括判断单元420和通信单元430判断单元420用于根据视觉模块获取到的图片和/或视频判断跟随对象的状况，通信单元430，用于在跟随对象出现异常状况时，向预设的通信终端发送报警信息。主动搭讪单元410在未接收到用户反馈时，主控模块100控制视觉模块300开启工作，运动模块200、视觉模块300及头部控制装置500相互配合，以捕捉到用户画面。此时，判断单元420根据视觉模块获取到的用户图片和/或视频判断用户的状况并通过通信单元将捕捉到的用户画面发送至预设终端；若用户发生较为严重的意外时，智能机器人将通过通信单元430向预设的通信终端发送报警信息以提示监护人。
参见图1所示，通信单元430还用于接收通信终端发送的指令，并将该指令转换后发送至主控模块100。在本发明实施例中，监护人还可通过手机或平板等通信终端发送相应的指令，该指令由通信单元430接收并发送至主控模块100，主控模块100则控制智能机器人执行相应的操作。如，用户为3-7岁的儿童，家长或监护人可通过手机发送“播放喜洋洋与灰太狼”的指令，该指令由通信单元430接收并发送给主控模块100，主控模块100则控制智能机器人播放“喜洋洋与灰太狼”的动画视频，以供儿童观看。
在本发明另一较佳实施例中，交互模块400还包括设于机器人头部的声源定位单元440，声源定位单元440包括多个麦克风441，麦克风441分别用于接收不同方向的语音并定位声源；主控模块100用于在接收到用户反馈时根据声源方位控制运动模块的行进方向。参见图2所示，本实施例中，声源定位单元440包括多个阵列分布且位于各个方向的麦克风440，该麦克风440可根据接收到的语音的时间差判断用户的具体方位。如，用户发出“馒头”以呼叫智能机器人，此时，智能机器人将通过其头部设置的多个麦克风440接收用户发出的声音，通过计算以判断出该声音的传播方向，从而确定用户的具体方位，并将头部转向用户，继而跟随用户行走。
在本发明又一较佳实施例中，智能机器人的运动控制系统还包括与主控模块100电连的避障模块600，避障模块600包括设于机器人外壳上的至少一超声波传感器610。避障是指机器人在行走过程中，通过避障传感器感知到在其规划路线上存在静态或动态障碍物时，按照一定的算法实时更新路径以绕过障碍物，避免与其发生碰撞。本发明实施例中，超声波传感器610设于机器人外壳上且靠近机器人底部位置，前后各设置有3组。由于由于设置超声波传感器位置处的机器人外壳具有一定的角度，因此，其探测范围更广。如此，智能机器人在运动过程中能够通过超声波传感器610感知到机器人行进途中的障碍物，从而避免智能机器人与障碍物发生碰撞，延长智能机器人的使用寿命。
在本发明再一较佳实施例中，智能机器人的运动控制系统还包括防跌模块700，防跌模块700包括设于机器人底座上的至少一红外传感器710。红外传感器710包括红外发射器、红外接收器及数据处理芯片，红外发射器用于向地面发射红外线，红外接收器用于接收发射回来的红外线，数据处理芯片则根据红外线发射和接收的时间差计算处机器人底座与地面的高度。由于底座与平整地面之间的高度约为30mm，当机器人遇到坡面或坑洼地面时，智能机器人容易发生倾覆。本发明智能机器人的运动控制系统可通过红外传感器710有效的避免智能机器人跌倒或倾倒，从而延长智能机器人的使用寿命。
在本发明再一较佳实施例中，智能机器人的运动控制系统还包括设于机器人背部的急停按钮800，急停按钮800用于切断机器人内部电源。智能机器人在传感器失效时，用户可按下机器人背部的急停按钮，此时，机器人内部电源被切断，以使机器人在无法判断行进途中存在障碍物时停止前进，避免机器人与障碍物发生碰撞，从而延长机器人的使用寿命。
本发明进一步提出的一种智能机器人包括智能机器人的运动控制系统，该智能机器人的运动控制系统的具体结构参照上述实施例，由于本智能机器人采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。
以上所述的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。
Claims (10)
1.一种智能机器人的运动控制系统，其特征在于，包括主控模块、运动模块、分别与所述主控模块电连的视觉模块和交互模块；其中，
所述视觉模块设置在机器人的头部，用于获取机器人视场内的图片和/或视频，并根据所述图片和/或视频对用户进行识别；
所述运动模块设置在机器人的底部，用于驱动机器人进行运动；
所述主控模块用于根据视觉模块的识别结果控制运动模块的工作状态；
所述交互模块包括主动搭讪单元，用于在预设时间内未收到用户指令时，主动发出语音与用户交互，并在未收到用户反馈时发送报警信息至预设的通信终端。
2.如权利要求1所述的智能机器人的运动控制系统，其特征在于，所述主动搭讪单元还用于在未收到用户反馈时发送异常信息至所述主控模块，所述主控模块还用于在接收到所述异常信号时控制所述视觉模块开启。
3.如权利要求2所述的智能机器人的运动控制系统，其特征在于，所述智能机器人的运动控制系统还包括与主控模块相连的头部控制装置，所述头部控制装置包括：
点头组件，用于驱动机器人的头部执行抬头或低头动作；
转动组件，设置在所述点头组件的下方，用于驱动机器人的头部进行水平转动。
4.如权利要求1至3中任一项所述的智能机器人的运动控制系统，其特征在于，所述交互模块还包括：
判断单元，用于根据视觉模块获取到的图片和/或视频判断跟随对象的状况；
通信单元，用于在跟随对象出现异常状况时，向预设的通信终端发送报警信息。
5.如权利要求4所述的智能机器人的运动控制系统，其特征在于，所述通信单元还用于接收通信终端发送的指令，并将该指令转换后发送至主控模块。
6.如权利要求5所述的智能机器人的运动控制系统，其特征在于，所述交互模块还包括设于所述机器人头部的声源定位单元，所述声源定位单元包括多个麦克风，所述麦克风分别用于接收不同方向的语音并定位声源；所述主控模块用于在接收到用户反馈时根据声源方位控制运动模块的行进方向。
7.如权利要求6所述的智能机器人的运动控制系统，其特征在于，所述智能机器人的运动控制系统还包括与所述主控模块电连的避障模块，所述避障模块包括设于所述机器人外壳上的至少一超声波传感器。
8.如权利要求7所述的智能机器人的运动控制系统，其特征在于，所述智能机器人的运动控制系统还包括防跌模块，所述防跌模块包括设于所述机器人底座上的至少一红外传感器。
9.如权利要求8所述的智能机器人的运动控制系统，其特征在于，所述智能机器人的运动控制系统还包括设于所述机器人背部的急停按钮，所述急停按钮用于切断所述机器人内部电源。
10.一种智能机器人，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的智能机器人的运动控制系统。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180511 |