CN108406798A - 一种面向服务机器人的人机交互系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向服务机器人的人机交互系统，包括人机交互系统和供电系统，人机交互系统包括中央控制处理模块、移动驱动控制系统、触摸显示屏、语音播报系统、视频收录系统、语音采集系统、无线联网模块、面部定位系统、机器人头部转动控制系统、机器人手部动作控制系统、存储模块和内部综合处理系统，本发明系统稳定，运行稳定，能够实现人机交互功能，能够实现语言对话功能和手语识别功能，能够实现对应的语言使用头部动作和手部动作的功能，控制方便，使用简单，满足了现在服务机器人的使用要求。

Description

一种面向服务机器人的人机交互系统

技术领域

本发明涉及一种机器人系统，具体是一种面向服务机器人的人机交互系统。

背景技术

机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。

执行机构：即机器人本体，其臂部一般采用空间开链连杆机构，其中的运动副(转动副或移动副)常称为关节，关节个数通常即为机器人的自由度数。根据关节配置型式和运动坐标形式的不同，机器人执行机构可分为直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式和关节坐标式等类型。出于拟人化的考虑，常将机器人本体的有关部位分别称为基座、腰部、臂部、腕部、手部(夹持器或末端执行器)和行走部(对于移动机器人)等。驱动装置：是驱使执行机构运动的机构，按照控制系统发出的指令信号，借助于动力元件使机器人进行动作。它输入的是电信号，输出的是线、角位移量。机器人使用的驱动装置主要是电力驱动装置，如步进电机、伺服电机等，此外也有采用液压、气动等驱动装置。检测装置：是实时检测机器人的运动及工作情况，根据需要反馈给控制系统，与设定信息进行比较后，对执行机构进行调整，以保证机器人的动作符合预定的要求。作为检测装置的传感器大致可以分为两类：一类是内部信息传感器，用于检测机器人各部分的内部状况，如各关节的位置、速度、加速度等，并将所测得的信息作为反馈信号送至控制器，形成闭环控制。一类是外部信息传感器，用于获取有关机器人的作业对象及外界环境等方面的信息，以使机器人的动作能适应外界情况的变化，使之达到更高层次的自动化，甚至使机器人具有某种“感觉”，向智能化发展，例如视觉、声觉等外部传感器给出工作对象、工作环境的有关信息，利用这些信息构成一个大的反馈回路，从而将大大提高机器人的工作精度。控制系统：一种是集中式控制，即机器人的全部控制由一台微型计算机完成。另一种是分散(级)式控制，即采用多台微机来分担机器人的控制，如当采用上、下两级微机共同完成机器人的控制时，主机常用于负责系统的管理、通讯、运动学和动力学计算，并向下级微机发送指令信息；作为下级从机，各关节分别对应一个CPU，进行插补运算和伺服控制处理，实现给定的运动，并向主机反馈信息。根据作业任务要求的不同，机器人的控制方式又可分为点位控制、连续轨迹控制和力(力矩)控制。

现在机器人的种类较多，其中服务机器人现在正在逐步的运用中，不同的机器人使用的控制系统也不相同，其中现在面向服务机器人的人机交互系统现在正在逐步运用，现有的人机交互系统，系统较为简单，功能单一，不能满足现在的使用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向服务机器人的人机交互系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种面向服务机器人的人机交互系统，包括人机交互系统和供电系统，所述人机交互系统包括中央控制处理模块、移动驱动控制系统、触摸显示屏、语音播报系统、视频收录系统、语音采集系统、无线联网模块、面部定位系统、机器人头部转动控制系统、机器人手部动作控制系统、存储模块和内部综合处理系统，所述中央控制处理模块分别连接移动驱动控制系统、触摸显示屏、语音播报系统、视频收录系统、语音采集系统、无线联网模块、面部定位系统、机器人头部转动控制系统、机器人手部动作控制系统、存储模块和内部综合处理系统，所述内部综合处理系统包括语音收录装置、语音数据处理模块、语音数据库模块、变声音频数据处理模块、手势姿势数据库模块、视频手势提取模块。手势姿势对比匹配模块和手势姿势修正模块，所述中央控制处理模块分别连接语音收录装置、语音数据处理模块、语音数据库模块、变声音频数据处理模块、手势姿势数据库模块、视频手势提取模块。手势姿势对比匹配模块和手势姿势修正模块，所述语言播报系统包括语言选择模块和音响装置，所述语言选择模块和音响装置连接中央控制处理模块，所述视频收录系统包括摄像头、摄像头控制模块、数据采集器和摄像头调节模块，所述摄像头、摄像头控制模块、数据采集器和摄像头调节模块连接中央控制处理模块，所述语言采集系统包括噪声消除模块、麦克风、音频数据采集器和麦克风控制模块，所述噪声消除模块、麦克风、音频数据采集器和麦克风控制模块分别连接中央控制处理模块。

作为本发明进一步的方案：所述供电系统包括配电箱和蓄电池。

作为本发明进一步的方案：所述触摸显示屏一侧装有控制按键。

作为本发明进一步的方案：所述人机交互系统通过无线联网模块连接互联网和控制总台。

作为本发明进一步的方案：所述面部定位系统包括红外线定位模块。

作为本发明进一步的方案：所述机器人头部转动控制系统包括转台装置，转台装置内装有变速箱和伺服电机。

作为本发明进一步的方案：所述机器人手部动作控制系统包括伺服电机和电动伸缩杆。

作为本发明进一步的方案：所述移动驱动控制系统包括伺服电机和驱动变速箱。

作为本发明进一步的方案：所述语言收录装置包括音频存储装置和录制装置。

作为本发明进一步的方案：所述存储模块内设置有缓存模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明系统稳定，运行稳定，能够实现人机交互功能，能够实现语言对话功能和手语识别功能，能够实现对应的语言使用头部动作和手部动作的功能，控制方便，使用简单，满足了现在服务机器人的使用要求。

附图说明

图1为面向服务机器人的人机交互系统的结构示意图。

图2为面向服务机器人的人机交互系统中内部综合处理系统的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1和图2，本发明实施例中，一种面向服务机器人的人机交互系统，包括人机交互系统和供电系统，所述人机交互系统包括中央控制处理模块、移动驱动控制系统、触摸显示屏、语音播报系统、视频收录系统、语音采集系统、无线联网模块、面部定位系统、机器人头部转动控制系统、机器人手部动作控制系统、存储模块和内部综合处理系统，所述中央控制处理模块分别连接移动驱动控制系统、触摸显示屏、语音播报系统、视频收录系统、语音采集系统、无线联网模块、面部定位系统、机器人头部转动控制系统、机器人手部动作控制系统、存储模块和内部综合处理系统，所述内部综合处理系统包括语音收录装置、语音数据处理模块、语音数据库模块、变声音频数据处理模块、手势姿势数据库模块、视频手势提取模块。手势姿势对比匹配模块和手势姿势修正模块，所述中央控制处理模块分别连接语音收录装置、语音数据处理模块、语音数据库模块、变声音频数据处理模块、手势姿势数据库模块、视频手势提取模块。手势姿势对比匹配模块和手势姿势修正模块，所述语言播报系统包括语言选择模块和音响装置，所述语言选择模块和音响装置连接中央控制处理模块，所述视频收录系统包括摄像头、摄像头控制模块、数据采集器和摄像头调节模块，所述摄像头、摄像头控制模块、数据采集器和摄像头调节模块连接中央控制处理模块，所述语言采集系统包括噪声消除模块、麦克风、音频数据采集器和麦克风控制模块，所述噪声消除模块、麦克风、音频数据采集器和麦克风控制模块分别连接中央控制处理模块，供电系统包括配电箱和蓄电池，触摸显示屏一侧装有控制按键，人机交互系统通过无线联网模块连接互联网和控制总台，面部定位系统包括红外线定位模块，机器人头部转动控制系统包括转台装置，转台装置内装有变速箱和伺服电机，机器人手部动作控制系统包括伺服电机和电动伸缩杆，移动驱动控制系统包括伺服电机和驱动变速箱，语言收录装置包括音频存储装置和录制装置，存储模块内设置有缓存模块。

本发明系统稳定，运行稳定，能够实现人机交互功能，能够实现语言对话功能和手语识别功能，能够实现对应的语言使用头部动作和手部动作的功能，控制方便，使用简单，满足了现在服务机器人的使用要求。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种面向服务机器人的人机交互系统，包括人机交互系统和供电系统，其特征在于，所述人机交互系统包括中央控制处理模块、移动驱动控制系统、触摸显示屏、语音播报系统、视频收录系统、语音采集系统、无线联网模块、面部定位系统、机器人头部转动控制系统、机器人手部动作控制系统、存储模块和内部综合处理系统，所述中央控制处理模块分别连接移动驱动控制系统、触摸显示屏、语音播报系统、视频收录系统、语音采集系统、无线联网模块、面部定位系统、机器人头部转动控制系统、机器人手部动作控制系统、存储模块和内部综合处理系统，所述内部综合处理系统包括语音收录装置、语音数据处理模块、语音数据库模块、变声音频数据处理模块、手势姿势数据库模块、视频手势提取模块。手势姿势对比匹配模块和手势姿势修正模块，所述中央控制处理模块分别连接语音收录装置、语音数据处理模块、语音数据库模块、变声音频数据处理模块、手势姿势数据库模块、视频手势提取模块，手势姿势对比匹配模块和手势姿势修正模块，所述语言播报系统包括语言选择模块和音响装置，所述语言选择模块和音响装置连接中央控制处理模块，所述视频收录系统包括摄像头、摄像头控制模块、数据采集器和摄像头调节模块，所述摄像头、摄像头控制模块、数据采集器和摄像头调节模块连接中央控制处理模块，所述语言采集系统包括噪声消除模块、麦克风、音频数据采集器和麦克风控制模块，所述噪声消除模块、麦克风、音频数据采集器和麦克风控制模块分别连接中央控制处理模块。

2.根据权利要求1所述的面向服务机器人的人机交互系统，其特征在于，所述供电系统包括配电箱和蓄电池。

3.根据权利要求1所述的面向服务机器人的人机交互系统，其特征在于，所述触摸显示屏一侧装有控制按键。

4.根据权利要求1所述的面向服务机器人的人机交互系统，其特征在于，所述人机交互系统通过无线联网模块连接互联网和控制总台。

5.根据权利要求1所述的面向服务机器人的人机交互系统，其特征在于，所述面部定位系统包括红外线定位模块。

6.根据权利要求1所述的面向服务机器人的人机交互系统，其特征在于，所述机器人头部转动控制系统包括转台装置，转台装置内装有变速箱和伺服电机。

7.根据权利要求1所述的面向服务机器人的人机交互系统，其特征在于，所述机器人手部动作控制系统包括伺服电机和电动伸缩杆。

8.根据权利要求1所述的面向服务机器人的人机交互系统，其特征在于，所述移动驱动控制系统包括伺服电机和驱动变速箱。

9.根据权利要求1所述的面向服务机器人的人机交互系统，其特征在于，所述语言收录装置包括音频存储装置和录制装置。

10.根据权利要求1所述的面向服务机器人的人机交互系统，其特征在于，所述存储模块内设置有缓存模块。