CN108247649A - 一种具有旅游引导功能的智能机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有旅游引导功能的智能机器人，包括人机交互模块、信息处理装置、定位导航装置、驱动装置和蓄电池，所述人机交互模块用于用户输入景区的目标图像，所述信息处理装置用于对图像中的目标进行识别，并将识别结果发送至定位导航装置，所述定位导航装置根据图像识别结果生成导航信息，并将导航信息发送至驱动装置，所述驱动装置根据导航信息驱动智能机器人运动，所述蓄电池用于向所述人机交互模块、信息处理装置、定位导航装置、驱动装置供电。本发明的有益效果为：智能机器人通过对目标图像进行识别，能够为用户提供良好的导游服务。

Description

一种具有旅游引导功能的智能机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种具有旅游引导功能的智能机器人。

背景技术

随着社会的发展和人们生活水平的提高，人们将越来越多的时间用于旅游，在陌生的地方，为了获得更好的旅游体验，往往需要一名导游，由于游客众多，导游的数量无法满足人们的需求。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种具有旅游引导功能的智能机器人。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提供了一种具有旅游引导功能的智能机器人，包括人机交互模块、信息处理装置、定位导航装置、驱动装置和蓄电池，所述人机交互模块用于用户输入景区的目标图像，所述信息处理装置用于对图像中的目标进行识别，并将识别结果发送至定位导航装置，所述定位导航装置根据图像识别结果生成导航信息，并将导航信息发送至驱动装置，所述驱动装置根据导航信息驱动智能机器人运动，所述蓄电池用于向所述人机交互模块、信息处理装置、定位导航装置、驱动装置供电。

本发明的有益效果为：智能机器人通过对目标图像进行识别，能够为用户提供良好的导游服务。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明的结构示意图；

附图标记：

人机交互模块1、信息处理装置2、定位导航装置3、驱动装置4、蓄电池5。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1，本实施例的一种具有旅游引导功能的智能机器人，包括人机交互模块1、信息处理装置2、定位导航装置3、驱动装置4和蓄电池5，所述人机交互模块1用于用户输入景区的目标图像，所述信息处理装置2用于对图像中的目标进行识别，并将识别结果发送至定位导航装置3，所述定位导航装置3根据图像识别结果生成导航信息，并将导航信息发送至驱动装置4，所述驱动装置4根据导航信息驱动智能机器人运动，所述蓄电池5用于向所述人机交互模块1、信息处理装置2、定位导航装置3、驱动装置4供电。

本实施例智能机器人通过对目标图像进行识别，能够为用户提供良好的导游服务。

优选的，所述信息处理装置2包括第一图像上传模块、第二云计算平台和第三图像输出模块，所述第一图像上传模块通过网络将目标图像上传到第二云计算平台，所述第二云计算平台用于对上传图像进行识别，所述第三图像输出模块用于将识别结果发送至定位导航装置3。

所述第二云计算平台包括第一格式转换模块、第二图像分割模块、第三图像预处理模块、第四特征参数提取模块和第五图像识别模块，所述第一格式转换模块用于将目标图像的格式转换为所需格式，所述第二图像分割模块用于将图像分割成目标和背景，所述第三图像预处理模块用于对分割好的图像进行滤波和锐化处理，所述第四特征参数提取模块用于提取目标的特征参数，所述第五图像识别模块根据特征参数进行目标识别。

本优选实施例第二云计算平台使用云计算技术进行图像处理，在节省资源的同时实现了对目标图像的有效识别，为用户提供满意的导游服务奠定了基础。

优选的，所述第二图像分割模块包括一次处理子模块、二次处理子模块、三次处理子模块和评价子模块，所述一次处理子模块用于获取目标图像的一次分割结果，所述二次处理子模块用于获取目标图像的二次分割结果，所述三次处理子模块根据一次分割结果和二次分割结果获取图像的最终分割结果，所述评价子模块用于对最终分割结果进行评价；

本优选实施例第二图像分割模块实现了图像的准确分割和对分割效果的评价，为后续图像识别和提供旅游引导服务奠定了良好的基础。

优选的，所述一次处理子模块用于获取目标图像的一次分割结果：

在RGB色彩空间，目标的颜色为X₁，X₁为RGB颜色中的某种颜色，采用下式对图像进行分割：式中，EH₁(x,y)表示一次分割结果，EH(x,y)表示目标图像，X_i(i＝1,2)表示RGB颜色中的其它两种颜色；

本优选实施例一次处理子模块在RGB空间进行分割，可以较好的分割目标和背景。

优选的，所述二次处理子模块用于获取目标图像的二次分割结果：

将目标图像中的像素按灰度值用阈值分割成两部分，采用下式对图像进行分割：式中，EH₂(x,y)表示二次分割结果，EH(x,y)表示目标图像，EM表示最佳灰度分割阈值，EM∈[0,255]；

所述最佳灰度分割阈值EM采用以下方式确定：

设图像的像素点的数量为N，灰度范围是[0,L-1]，对应灰度级j(j＝0,…,L-1)的像素点的数量为N_j，则像素点分布在灰度级j的几率为P_j：采用灰度分割阈值EM₁将图像分割成两类C₁和C₂，C₁由灰度值在[0,EM₁]之间的像素组成，C₂由灰度值在[EM₁+1,L-1]之间的像素组成；

定义阈值选取函数YA：

将使得YA最大的灰度分割阈值EM₁作为最佳灰度分割阈值EM；

本优选实施例二次处理子模块是针对灰度图像的分割，通过确定最佳阈值，实现了图像良好的分割。

优选的，所述三次处理子模块根据一次分割结果和二次分割结果获取图像的最终分割结果：

采用下式计算融合图像：CS(x,y)＝σ₁EH₁(x,y)+σ₂EH₂(x,y)，式中，CS(x,y)表示图像的初步融合图像，σ₁、σ₂为权重，σ₁+σ₂＝1；

将融合图像中的像素按灰度值用阈值分割成两部分，采用下式对图像进行分割：式中，LG(x,y)表示图像的最终分割结果，EM表示最佳灰度分割阈值，EM∈[0,255]；

所述最佳灰度分割阈值EM采用以下方式确定：设图像的像素点的数量为N，灰度范围是[0,L-1]，对应灰度级j(j＝0,…,L-1)的像素点的数量为N_j，则像素点分布在灰度级j的几率为P_j：采用灰度分割阈值EM₁将图像分割成两类C₁和C₂，C₁由灰度值在[0,EM₁]之间的像素组成，C₂由灰度值在[EM₁+1,L-1]之间的像素组成；

定义阈值选取函数YA：

将使得YA最大的灰度分割阈值EM₁作为最佳灰度分割阈值EM。

彩色图像分割会过于重视选择的颜色分量，把一些不是目标但颜色与目标相似的背景像素划分在目标区域内，使分割不是很准确，根据选择的灰度阈值来进行分割，不考虑颜色分量，常常会把一些不是目标但亮度与目标相近的背景像素划分在目标区域内，本优选实施例把一次分割结果和二次分割结果通过权值融合为新的图像，然后对融合后的图像进行阈值分割，可以中和两种方法的缺陷，得到更好的分割图像。

优选的，所述评价子模块用于对最终分割结果进行评价：定义分割因子： 式中FS，ZC表示像素分割错误的数目，N表示图像中像素的数目，FS表示分割因子；分割因子越小，表示分割效果越好。

本优选实施例评价子模块通过分割因子对分割效果进行评价，保证了图像分割水平。

采用本发明具有旅游引导功能的智能机器人向游客提供旅游引导服务，选取5名游客进行实验，分别为游客1、游客2、游客3、游客4、游客5，对服务效率和游客满意度进行统计，同人工导游相比，产生的有益效果如下表所示：

	服务效率提高	游客满意度提高
			游客1	29％	27％
游客2	27％	26％
			游客3	26％	26％
游客4	25％	24％
			游客5	24％	22％

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.一种具有旅游引导功能的智能机器人，其特征在于，包括人机交互模块、信息处理装置、定位导航装置、驱动装置和蓄电池，所述人机交互模块用于用户输入景区的目标图像，所述信息处理装置用于对图像中的目标进行识别，并将识别结果发送至定位导航装置，所述定位导航装置根据图像识别结果生成导航信息，并将导航信息发送至驱动装置，所述驱动装置根据导航信息驱动智能机器人运动，所述蓄电池用于向所述人机交互模块、信息处理装置、定位导航装置、驱动装置供电。

2.根据权利要求1所述的具有旅游引导功能的智能机器人，其特征在于，所述信息处理装置包括第一图像上传模块、第二云计算平台和第三图像输出模块，所述第一图像上传模块通过网络将目标图像上传到第二云计算平台，所述第二云计算平台用于对上传图像进行识别，所述第三图像输出模块用于将识别结果发送至定位导航装置。

3.根据权利要求2所述的具有旅游引导功能的智能机器人，其特征在于，所述第二云计算平台包括第一格式转换模块、第二图像分割模块、第三图像预处理模块、第四特征参数提取模块和第五图像识别模块，所述第一格式转换模块用于将目标图像的格式转换为所需格式，所述第二图像分割模块用于将图像分割成目标和背景，所述第三图像预处理模块用于对分割好的图像进行滤波和锐化处理，所述第四特征参数提取模块用于提取目标的特征参数，所述第五图像识别模块根据特征参数进行目标识别。

4.根据权利要求3所述的具有旅游引导功能的智能机器人，其特征在于，所述第二图像分割模块包括一次处理子模块、二次处理子模块、三次处理子模块和评价子模块，所述一次处理子模块用于获取目标图像的一次分割结果，所述二次处理子模块用于获取目标图像的二次分割结果，所述三次处理子模块根据一次分割结果和二次分割结果获取图像的最终分割结果，所述评价子模块用于对最终分割结果进行评价。

5.根据权利要求4所述的具有旅游引导功能的智能机器人，其特征在于，所述一次处理子模块用于获取目标图像的一次分割结果，具体为：

在RGB色彩空间，目标的颜色为X₁，X₁为RGB颜色中的某种颜色，所述一次处理子模块用于获取目标图像的一次分割结果：

在RGB色彩空间，目标的颜色为X₁，X₁为RGB颜色中的某种颜色，采用下式对图像进行分割：式中，EH₁(x,y)表示一次分割结果，EH(x,y)表示目标图像，X_i(i＝1,2)表示RGB颜色中的其它两种颜色；

所述二次处理子模块用于获取目标图像的二次分割结果：

将目标图像中的像素按灰度值用阈值分割成两部分，采用下式对图像进行分割：式中，EH₂(x,y)表示二次分割结果，EH(x,y)表示目标图像，EM表示最佳灰度分割阈值，EM∈[0,255]；

所述最佳灰度分割阈值EM采用以下方式确定：

设图像的像素点的数量为N，灰度范围是[0,L-1]，对应灰度级j(j＝0,…,L-1)的像素点的数量为N_j，则像素点分布在灰度级j的几率为P_j：采用灰度分割阈值EM₁将图像分割成两类C₁和C₂，C₁由灰度值在[0,EM₁]之间的像素组成，C₂由灰度值在[EM₁+1,L-1]之间的像素组成；

定义阈值选取函数YA：

将使得YA最大的灰度分割阈值EM₁作为最佳灰度分割阈值EM。