CN108287642A - 基于移动智能设备交互的机器人平台 - Google Patents

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Abstract

基于移动智能设备交互的机器人平台涉及机器人的人机交互及控制领域，利用移动智能设备实现机器人用户与机器人平台交互。在机器人平台外部易于与机器人用户交流的位置安装移动智能设备，在移动智能设备安装运行APP程序，并遵循通信协议实现APP程序与机器人平台之间的命令与信息的双向交流。APP程序运行管理一系列插件程序，而插件程序可以通过APP程序调用移动智能设备与机器人平台的软硬件资源以更好的实现机器人用户与机器人平台交互。

Description

基于移动智能设备交互的机器人平台
技术领域
本发明涉及机器人的人机交互及控制领域，具体涉及一种使用基于智能移动设备的机器人平台。
背景技术
在非制造行业的机器人领域，人机交互以及网络通信起着重要作用，而且技术更新换代非常迅速；而在机器人自身来说其技术发展则相对滞后。两相比较之下，就使得机器人在当前迅猛的技术更新潮流下，显得过时、难以满足用户交流需求，导致面临被淘汰压力。并且由于机器人编程与人机交互编程之间存在极大差异，也导致了综合了机器人编程与人机交互编程的机器人应用编程更为困难，使机器人的应用范围难以扩张。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：将机器人的人机交流与网络通信功能从机器人本身独立出来，成为一个相对独立可以自行升级的模块，从而使机器人本身具有更为长久的生命周期；同时弥合机器人编程与人机交互编程之间存在的差异，使机器人应用编程更为容易，从而使机器人得到更为广泛的应用。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案：
将移动智能设备（由于当前最典型的移动智能设备为手机，因此在后续文字中将移动智能设备简称为手机）作为机器人平台的一个重要人机交互界面，并安装固定在机器人平台外部，易于与机器人用户交流的位置，机器人用户可以从机器人平台外部对移动智能设备进行操作。
手机可以通过有线接口（如：USB）或者只能在有限范围内通信的短距离无线通信设备（如：NFC或蓝牙）与机器人平台通信。
手机可以安装APP程序，并遵循特定的通信协议实现手机与机器人平台之间的双向指令与信息流动。
进一步的，手机上安装的APP程序是一个运行在手机操作系统上的软件的系统平台， APP程序可以管理运行一系列的插件程序，插件程序通过APP程序调用手机与机器人平台的软硬件资源，实现机器人平台与机器人用户的互动。
进一步的，手机上的APP程序遵循特定的通信协议实现手机与机器人平台之间的信息交互管理。
进一步的，手机与机器人平台依据通信协议实现手机与机器人平台之间的相互身份识别；即将手机安装到机器人平台上时，需要在手机与机器人平台之间进行设备ID配对，从而实现手机与机器人平台的相互对应，以避免手机和机器人平台受到外来通信的影响，产生意外的动作或信息的泄露。
进一步的，手机与机器人平台依据通信协议实现手机与机器人平台之间双向的指令流动，手机上的APP程序可以向机器人平台发送控制命令，机器人平台在验证命令可行性后予以执行，实现机器人用户与机器人平台之间的互动；机器人平台也可以向手机APP程序发送控制命令，使手机执行相应的动作（如：显示特定图形与进行网络通信）。
进一步的，手机与机器人平台之间的通信协议可以在手机与机器人平台之间实现双向的信息流动，手机上的APP程序可以将手机摄像头采集的图像、视频以及网络资源发送给机器人平台；机器人平台也可以将自身传感器采集到的信息（视频、声音）以及机器人平台自身的状态信息发送给手机APP程序。
进一步的，手机上的APP程序可以对来自机器人平台的信息进行处理后向机器人平台发出相应的控制命令。
进一步的，机器人平台可以向手机进行充电，以免手机电力耗尽，采用的充电方式可以使有线的和无线的。
进一步的，机器人平台本身是一个独立的系统平台，拥有自身独立的传感器、执行器、控制器、通信数据接口以及电源供电设备。
本发明的优点在于：
将机器人的人机交互与通信这部分发展迅猛的技术与相对进展较慢的机器人技术相隔离，提高了最终产品的稳定性。
可以通过更新手机软硬件将最新的科技成果应用到机器人平台，如深度学习的语音识别技术和人工智能技术，从而扩展机器人的应用领域和使用体验。
通过开放APP程序管理运行的插件程序规范，可以吸引开发者开发应用于机器人平台的插件程序，可以方便开发者进行机器人的程序开发，为机器人扩展出更多的实际用途，更好的服务生活。
附图说明
图1为本发明的结构示意图1（机器人平台与手机分离）。
图2为本发明的结构示意图2（机器人平台与手机安装在一起）。
图3为本发明中手机操作系统、APP程序、插件程序之间的层次图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
图1为机器人平台2与手机1分离状态下的示意图，图2为机器人平台2与手机1安装在一起时的示意图。
实施例中的机器人平台2，是一个两足步行机器人，没有手，但有一个可以转动的头部3。
参阅图1与图2可见，手机1被安装固定在机器人头部3正面的一个凹陷的方框4内，而手机1的屏幕表面与机器人头部3正面的平面平齐，凹陷的方框4与手机1背面相对的面上安装吸盘用于吸附固定手机1，此时手机1与机器人平台结合为一个整体。
机器人平台2是一个独立的系统平台，拥有自身独立的传感器、执行器、控制器、USB通信数据接口以及电源供电设备。
机器人平台2的USB通信数据接口线由凹陷的方框4的边缘引出，用于连接手机1，实现对手机1的充电和通信功能。
手机1上安装的APP程序，遵循特定的通信协议可以经由USB通信数据接口实现手机1与机器人平台2之间的信息与命令的双向传输。
该APP程序运行在手机操作系统之上，并运行管理一系列的插件程序；插件程序可以通过APP程序调用手机与机器人上的软硬件资源，从而实现机器人与机器人用户之间的互动。
具体来说：
可以在手机APP程序上安装运行语音识别的插件程序，用于识别理解机器人用户的语音命令，再将识别的结果经APP程序、通信接口发送给机器人，机器人再根据命令做出相应动作。
可以在手机APP程序上安装运行视频通话的插件程序，这样机器人用户(如：幼年的小孩)就可以通过手机与亲人通话联系。
可以在手机APP程序上安装运行用于幼教的插件程序，机器人用户(如：幼年的小孩)在使用幼教插件程序时，幼教插件程序可以调用机器人机体做出肢体动作来反馈，给机器人用户更好的感觉体验。
此外，可以通过更换手机和升级安装插件程序来升级用于与机器人用户交流的交互界面的软硬件性能，采用更新的技术与算法，使机器人用户得到更好的使用体验。

Claims (4)

1.基于移动智能设备交互的机器人平台，由移动智能设备、机器人平台两部分构成，其特征在于：移动智能设备安装在机器人平台外部，易于与机器人用户交流的位置；移动智能设备与机器人平台之间采用只能在有限距离内工作的通信方式建立通信连接；移动智能设备上安装运行的APP程序可以与与机器人平台进行通信，APP程序可以管理运行插件程序。
2.根据权利要求1所述的基于移动智能设备交互的机器人平台，其特征在于：移动智能设备安装在机器人平台外部，可以从机器人外部操作移动智能设备，并且机器人平台可以向移动智能设备充电，以延长移动智能设备的持续工作时间。
3.根据权利要求1所述的基于移动智能设备交互的机器人平台，其特征在于：移动智能设备上安装运行的APP程序是一个软件的系统平台，APP程序遵循通信协议与机器人平台进行双向的命令与信息流动；APP程序可以运行管理插件程序，而插件程序可以通过APP程序调用移动智能设备以及机器人平台上的软硬件资源实现机器人用户与机器人之间的互动。
4.根据权利要求1所述的基于移动智能设备交互的机器人平台，其特征在于：移动智能设备安装到机器人平台上时，依据通信协议在手机与机器人之间进行设备ID配对，从而实现手机与机器人的相互对应，以避免手机和机器人受到外来通信的影响，产生意外的动作或信息的泄露。
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