CN108582089B - 基于虚拟游戏的机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于虚拟游戏的机器人系统，涉及机器人领域，包括服务器端、游戏终端和机器人端，游戏终端还包括与NPC模块通信连接的数据收发模块；机器人端包括内设有中央处理器的机器人本体和机械臂，机器人本体内设有分别与中央处理器通信连接的动作控制模块、语音播放模块和数据收发模块，中央处理器内设置有行为处理模块；还包括通信连接在游戏终端或者机器人端的行为识别模块和指令库；NPC在电脑里产生语音或动作等行为时，机器人同步地做出相同的语音和动作，从而使只能在电脑中产生行为的NPC能够通过机器人展现到现实中。本发明主要解决了现有的NPC不能和游戏玩家交流互动的问题，主要给老人提供一种能与老人面对面交流互动的机器人。

Description

基于虚拟游戏的机器人系统

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种基于虚拟游戏的机器人系统。

背景技术

网络游戏指以互联网为传输媒介，以游戏运营商服务器和用户计算机为处理终端，以游戏客户端软件为信息交互窗口的旨在实现娱乐、休闲、交流和取得虚拟成就的具有可持续性的个体性多人在线游戏。

网络游戏的目的是搭建一个虚拟世界，让玩家所扮演的角色在里面生活。在这个虚拟世界中除了玩家所扮演的角色外，还有各式各样的NPC(非玩家扮演角色)，也就是游戏设计者设计在游戏中来帮助玩家固定的非人工可控制的角色，这些NPC存在游戏世界中，主要有两个目的：一、为游戏功能提供窗口，包括指引着玩家任务的完成，游戏场景的进行，游戏故事的展开；二、游戏世界氛围的烘托。

在网络游戏中，NPC一般由计算机的人工智能控制，NPC只是游戏程序上的代码，而该程序代码一般是存储在游戏终端中的NPC模块内。

目前喜欢网络游戏的不只是年轻人，越来越多的老人也开始加入到网络游戏行列中，因为老人是属于比较特殊的群体，老人因其身体机能的逐渐衰退，已经不能再适应快节奏的社会生活，从而老人的社会活动大量减少，同时也缺少亲人和孩子的陪伴，所以越来越多老人选择网络游戏来消磨时间。

但是现有网络游戏中的NPC都只能存在于虚拟网络中，不能真实存在于我们生活，所以针对老人玩家来说存在以下问题：

1、NPC不能面对面与老人交流互动，老人会感到孤独。

2、老人玩游戏时会存在看不清屏幕的字和听不清声音的情况，从而影响老人的用户体验。

发明内容

本发明意在提供一种基于虚拟游戏的机器人系统，以解决现有的NPC不能面对面与老人交流互动的问题，使老人得到陪伴，增加老人的乐趣，减轻老人的孤独感。

为解决上述技术问题，本发明提供的基础方案如下：

基于虚拟游戏的机器人系统，包括通信连接的服务器端和游戏终端，所述游戏终端包括NPC模块和用于登录服务器的登录模块，所述游戏终端还包括与NPC模块通信连接的数据收发模块；还包括机器人端，所述机器人端包括内设有中央处理器的机器人本体，所述机器人本体内设有与中央处理器通信连接的行为控制模块和数据收发模块，所述中央处理器内设置有行为处理模块；还包括通信连接在游戏终端或者机器人端的行为识别模块和指令库；

所述指令库，预先存储有机器人行为信息表；

所述行为识别模块用于从NPC模块接收并识别NPC行为信息，根据该NPC行为信息对照指令库中的机器人行为信息表调取与NPC行为一一对应的机器人行为数据信息，并将该机器人行为数据信息直接或间接地传递给中央处理器内的行为处理模块；

所述行为处理模块用于接收并处理机器人行为数据信息，中央处理器根据处理后的机器人行为数据信息指挥行为控制模块控制机器人执行相应行为。

基础方案的工作原理及效果：

当老人游戏玩家激活NPC时，此时行为识别模块从NPC模块接收并识别NPC行为信息，由于NPC能够执行一种或多种行为，所以NPC模块能够将一种或多种行为信息传递给行为识别模块，行为识别模块识别到不同的行为信息后，能够根据不同的行为信息对照指令库中的机器人行为信息表，并从机器人行为信息表中调取与NPC行为一一对应的机器人行为数据信息，并将调取到的机器人行为数据信息直接或间接地传递到中央处理器内的行为处理模块，然后行为处理模块处理接收到的机器人行为数据信息，中央控制器根据处理后的机器人行为数据信息指挥行为控制模块控制机器人执行相应的行为。

由于服务器能够实现账号的验证登陆、数据操作、链接维护、收发消息、保存玩家数据、满足在线玩家的需求、连接各个网游客户端的功能，所以当客户端通过登录模块登录到服务器端的服务器后，服务器处理客户端在游戏世界中的移动和交互，老人就能在游戏中与其他玩家进行交流互动，这样就不会感到缺少陪伴而孤独；并且服务器还能实现对NPC模块内的数据进行更新，实时推送最新的消息和版本，使机器人能够与网络游戏中的最新的NPC同步。

整个过程的外在表现就是，NPC的行为能够通过机器人传达，NPC在电脑里产生语音或动作等行为时，机器人同步地做出相同的语音和动作，从而使只能在电脑中产生行为的NPC能够通过机器人展现到现实中，进而机器人能够面对面地与老人互动，使老人能够真实地感受到机器人的陪伴；对于手脚不灵便的老人而言，机器人能够靠近老人，使老人能够近距离的看到机器人的行为，避免老人看不清屏幕和听不清声音的情况，增加老人的用户体验；同时，老人玩游戏时，可以跟其他的网络游戏玩家进行聊天等互动，使老人在家就能够与外面的人交流沟通，既增加乐趣，又减少孤独感。

进一步，所述行为控制模块为动作控制模块，中央处理器根据行为处理模块处理后的机器人行为数据信息发送给动作控制模块，动作控制模块控制活动部件动作。

中央处理器根据行为处理模块处理后的机器人行为数据信息向动作控制模块发送动作命令，使动作控制模块按照动作命令控制活动部件动作，从而机器人可实现NPC的动作。

进一步，所述行为控制模块为语音播放模块，中央处理器根据行为处理模块处理后的机器人行为数据信息发送给语音播放模块，语音播放模块播放声音信号。

中央处理器根据行为处理模块处理后的机器人行为数据信息向语音播放模块发送声音信号，使语音播放模块播放声音信号，从而机器人可还原NPC的声音。

进一步，所述行为控制模块为图像显示模块，中央处理器根据行为处理模块处理后的机器人行为数据信息发送给图像显示模块，图像显示模块播放图片。

中央处理器根据行为处理模块处理后的机器人行为数据信息向图像显示模块发送图像信号，使图像显示模块播放相应地图片，从而机器人可展现NPC的图像。

进一步，所述NPC模块的行为包括语言、动作和图像，所述指令库中的行为信息表对应地包括语言信息表、动作信息表和图像信息表。

当NPC执行语言这一行为时，NPC模块将语言行为信息发送给行为识别模块，行为识别模块接收到语言行为信息后向指令库中的语言信息表中提取与这一语言行为一一对应的机器人行为数据信息；当NPC执行动作这一行为时，NPC模块将动作行为信息发送给行为识别模块，行为识别模块接收到动作行为信息后向指令库中的动作信息表中提取与这一动作行为一一对应的机器人行为数据信息；当NPC执行只显示图像的行为时，NPC模块将图像信息发送给行为识别模块，行为识别模块接收到图像信息后向指令库中的图像信息表中提取与这一图像一一对应的机器人行为数据信息；以上三种情况可以任意结合，行为识别模块能够同时识别多种行为信息并获取各自行为信息相对应的机器人行为数据信息。

进一步，所述行为识别模块和指令库通信连接在游戏终端，所述行为识别模块通信连接在NPC模块和数据收发模块之间，行为识别模块通信连接有指令库，当NPC执行行为时，NPC模块将该行为信息直接地传递给行为识别模块。

采用此种通信连接方式，能够减轻机器人的重量，使机器人更加灵活。

进一步，所述行为识别模块和指令库通信连接在机器人端，所述行为识别模块通信连接在机器人端的数据收发模块和行为处理模块之间，行为识别模块通信连接有指令库，当NPC执行行为时，NPC模块将该行为信息通过游戏终端和机器人端的数据收发模块间接地传递给行为识别模块。

采用此种通信连接方式，能够减轻游戏终端和机器人端的数据收发模块之间的网络负载，提高游戏终端与机器人端的数据传输速率。

进一步，所述中央处理器还通信连接有触屏显示屏，所述触屏显示屏与图像显示模块通信连接，所述触屏显示屏用于显示图像，还用于接收显示屏幕上输入的信息并传递给NPC模块，使玩家能够通过触屏显示屏对NPC进行操作。

中央处理器处理后的数据信息经过图像显示模块传递到触屏显示屏上，触屏显示屏直观地向老人呈现出图像，并且玩家能够通过触屏显示屏对NPC进行简单的操作，改变了传统的NPC只能在电脑里进行操作的方式。

进一步，所述游戏终端还包括与数据收发模块通信连接的匹配模块，所述匹配模块用于当玩家登录时，将机器人端与游戏终端进行匹配连接。

匹配模块方便游戏玩家自主选择是否将游戏终端和机器人端进行通信连接，当不需要使用机器人端时，不启动匹配模块；当需要使用机器人端时，才启动匹配模块。

进一步，所述机器人本体连接有活动部件，所述活动部件包机器人头部和机器人四肢，所述动作控制模块控制活动部件多自由度的转动。

采用此种结构，使机器人的活动更加灵活，从而能够全面展现NPC的动作。

附图说明

图1为本发明基于虚拟游戏的机器人系统所设计的机器人的结构示意图；

图2为本发明基于虚拟游戏的机器人系统实施例一的逻辑框图；

图3为本发明基于虚拟游戏的机器人系统实施例二的逻辑框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：机器人本体1、机器人头部2、机器人四肢3、机器人手部31、机器人脚部32、触屏显示屏4。

实施例一

如图2所示，本发明基于虚拟游戏的机器人系统，包括服务器端、游戏终端和机器人端。

如图1所示，机器人端包括机器人本体1和与机器人本体1连接的活动部件，活动部件包括机器人头部2和机器人四肢3，机器人四肢3包括机器人手部31和机器人脚部32，机器人本体1的中间位置设有触屏显示屏4。

如图2所示，服务器端和游戏终端通信连接，游戏终端包括NPC模块和用于登录服务器的登录模块，游戏终端还包括与NPC模块通信连接的数据收发模块，本实施例中行为识别模块和指令库位于游戏终端，即行为识别模块通信连接在NPC模块和数据收发模块之间，行为识别模块通信连接有指令库，采用此种通信连接方式，能够减轻机器人的重量，使机器人更加灵活；本实施例中游戏终端还包括与数据收发模块通信连接的匹配模块，匹配模块用于当玩家登录时，将机器人端与游戏终端进行匹配连接，例如匹配模块采用蓝牙模块，游戏终端通过机器人的ID号识别机器人，配对成功后，从而实现游戏终端与机器人端的通信。

机器人本体1内设有中央处理器，还设有与中央处理器通信连接的行为控制模块和用于进行网络通信的数据收发模块；本实施例中的行为控制模块包括动作控制模块、语音播放模块、图像显示模块，触屏显示屏4与图像显示模块通信连接；中央处理器内设置有行为处理模块；具体地，语音播放模块可以选择常用的语音播放电路制成，动作控制模块可以选用与机器人头部2和机器人四肢3上设置的电动机连通的单片机构成。

其中，本实施例中的机器人端和游戏终端之间的数据收发模块通信连接方式为Wifi通信，Wifi通信覆盖面广、传输速率块，使机器人的移动范围更大，游戏终端与机器人的数据传输更快；当然也可以采取蓝牙或有线通信连接的方式。

指令库中预先存储有机器人行为信息表，预先存储在指令库中的行为信息表包括了机器人能够产生的所有行为，由于机器人的每一种行为都与NPC一一对应；本实施例中NPC模块的行为包括语言、动作和图像，指令库中的机器人行为信息表对应地包括语言信息表、动作信息表和图像信息表。

1、语言信息表包括不同NPC在不同场景下发出的声音信号，每种角色至少有3种不同场景的声音信号，具体如表1所示。

表1语言信息表

2、动作信息表包括不同NPC在不同场景下发出的动作命令，每种角色至少有3种不同场景的动作命令，具体如表2所示。

表2动作信息表

3、图像信息表包括不同NPC在不同场景下发出的图像信号，每种角色至少有3种不同场景的图像信号，具体如表3所示。

表3图像信息表

该基于虚拟游戏的机器人系统具体的实现过程为：

当老人游戏玩家激活NPC时，此时NPC模块将NPC此时执行的行为信息传递给行为识别模块，行为识别模块接收并识别NPC行为信息，由于NPC能够同时执行一种或多种行为，所以NPC模块能够将一种或多种行为信息同时传递给行为识别模块。

行为识别模块识别到不同的行为信息后，能够根据不同的行为信息与指令库中的机器人行为信息表进行对照，并从机器人行为信息表中调取与NPC行为一一对应的机器人行为数据信息。具体地，当NPC执行语言这一行为时，NPC模块将语言行为信息发送给行为识别模块，行为识别模块接收到语言行为信息后向指令库中的语言信息表中提取与这一语言行为一一对应的机器人行为数据信息；当NPC执行动作这一行为时，NPC模块将动作行为信息发送给行为识别模块，行为识别模块接收到动作行为信息后向指令库中的动作信息表中提取与这一动作行为一一对应的机器人行为数据信息；当NPC执行显示图像的行为时，NPC模块将图像信息发送给行为识别模块，行为识别模块接收到图像信息后向指令库中的图像信息表中提取与这一图像一一对应的机器人行为数据信息；并且以上三种情况可以任意结合，也就是行为识别模块能够同时识别多种行为信息并获取各自行为信息相对应的机器人行为数据信息。

行为识别模块再将调取到的机器人行为数据信息发送给游戏终端内的数据收发模块，数据收发模块接收到数据信息后再将该数据信息传递给机器人本体1内的数据收发模块，机器人行为数据信息经过数据收发模块中转后传递给中央处理器；然后行为处理模块处理中央处理器接收到的机器人行为数据信息，中央控制器根据机器人行为数据信息分别向动作控制模块发送动作命令、向语音播放模块发送声音信号，以及向图像显示模块发送图像信号，动作控制模块接收到动作命令后控制机器人的头部和四肢做出与电脑内NPC相同的动作，使NPC能够灵活地呈现到老人面前；语音播放模块接收到声音信号后控制语音播放模块发出与电脑内NPC相同的语音，使老人能够清晰的听到NPC说的话；图像显示模块接收到图像信号后通过触屏显示屏4呈现出来；

具体地，当NPC说“你好”的时候，机器人能够面对老人说“你好”；当NPC做出“跳跃”这一动作行为时，机器人同样能够跳跃；并且当NPC同时说“你好”和做出“伸手”的动作时，机器人能够对老人说“你好”和向老人“伸手”。

并且玩家能够通过触屏显示屏4对NPC进行简单的操作，例如：需要选择NPC的行为并进行确认时，通过触屏显示屏4即可选择和确认，触屏显示屏4接收到确认信号后传递给中央处理器，中央处理器将确认信号反馈到游戏终端的行为识别模块，行为识别模块再根据该反馈信号从指令库中选择对应的行为信息回传到机器人端，从而控制机器人执行相应的行为。采用触屏显示屏4，实现了游戏玩家与NPC的交互，改变了传统的NPC只能在电脑里进行操作的方式，实现了NPC机器人与老人的互动，增强老人玩游戏的体验。

由于服务器能够实现账号的验证登陆、数据操作、链接维护、收发消息、保存玩家数据、满足在线玩家的需求、连接各个网游客户端的功能，所以当客户端通过登录模块登录到服务器端的服务器后，服务器处理客户端在游戏世界中的移动和交互，具体地，在登录模块内输入账号和密码，服务器来接受来自客户端的连接请求，服务器负责同步在线玩家之间的属性、操作、状态，处理基本的逻辑，例如实现移动、聊天、技能、物品和任务等，另外还有地图管理、消息广播、好友、公会和战场等功能。因此，老人就能在游戏中与其他玩家进行交流互动，这样就不会感到缺少陪伴而孤独；并且服务器还能实现对NPC模块内的数据进行更新，实时推送最新的消息和版本，使机器人能够与网络游戏中的最新的NPC同步。

整个过程的外在表现就是，NPC的行为能够通过机器人传达，NPC在电脑里产生语音或动作等行为时，机器人同步地做出相同的语音和动作，从而使只能在电脑中产生行为的NPC能够通过机器人展现到现实中，进而机器人能够面对面地与老人互动，使老人能够真实地感受到机器人的陪伴；对于手脚不灵便的老人而言，机器人能够靠近老人，使老人能够近距离的看到机器人触屏显示屏上的图像和听到机器人的声音，避免老人看不清屏幕和听不清声音的情况，增加老人的用户体验；同时，老人玩游戏时，可以跟其他的网络游戏玩家进行聊天等互动，使老人在家就能够与外面的人交流沟通，既增加乐趣，又减少孤独感。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于：行为识别模块和指令库位于机器人端。

如图3所示，行为识别模块通信连接在机器人端的数据收发模块和行为处理模块之间，行为识别模块通信连接有指令库，当NPC执行行为时，NPC模块将该行为信息通过游戏终端和机器人端的数据收发模块间接地传递给行为识别模块。当触屏显示屏4上接收到来自玩家的确认信息后，中央处理器不需要将该确认信息传递到游戏终端，而是直接通过中央处理器中的行为识别模块进行处理，从而机器人的反应速度更快。采用此种通信连接方式，还能减轻游戏终端和机器人端的数据收发模块之间的网络负载，提高游戏终端与机器人端的数据传输速率。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.基于虚拟游戏的机器人系统，包括通信连接的服务器端和游戏终端，所述游戏终端包括NPC模块和用于登录服务器的登录模块，其特征在于：所述游戏终端还包括与NPC模块通信连接的数据收发模块；还包括机器人端，所述机器人端包括内设有中央处理器的机器人本体，所述机器人本体内设有与中央处理器通信连接的行为控制模块和数据收发模块，所述中央处理器内设置有行为处理模块；还包括通信连接在游戏终端或者机器人端的行为识别模块和指令库；

所述指令库，预先存储有机器人行为信息表；

所述行为识别模块用于从NPC模块接收并识别NPC行为信息，根据该NPC行为信息对照指令库中的机器人行为信息表调取与NPC行为一一对应的机器人行为数据信息，并将该机器人行为数据信息直接或间接地传递给中央处理器内的行为处理模块；所述NPC模块的行为包括语言、动作和图像，所述指令库中的行为信息表对应地包括语言信息表、动作信息表和图像信息表；

所述行为处理模块用于接收并处理机器人行为数据信息，中央处理器根据处理后的机器人行为数据信息指挥行为控制模块控制机器人执行相应行为。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟游戏的机器人系统，其特征在于：所述行为控制模块为动作控制模块，中央处理器根据行为处理模块处理后的机器人行为数据信息发送给动作控制模块，动作控制模块控制活动部件动作。

3.根据权利要求1所述的基于虚拟游戏的机器人系统，其特征在于：所述行为控制模块为语音播放模块，中央处理器根据行为处理模块处理后的机器人行为数据信息发送给语音播放模块，语音播放模块播放声音信号。

4.根据权利要求1所述的基于虚拟游戏的机器人系统，其特征在于：所述行为控制模块为图像显示模块，中央处理器根据行为处理模块处理后的机器人行为数据信息发送给图像显示模块，图像显示模块播放图片。

5.根据权利要求1所述的基于虚拟游戏的机器人系统，其特征在于：所述行为识别模块和指令库通信连接在游戏终端，所述行为识别模块通信连接在NPC模块和数据收发模块之间，行为识别模块通信连接有指令库，当NPC执行行为时，NPC模块将该行为信息直接地传递给行为识别模块。

6.根据权利要求1所述的基于虚拟游戏的机器人系统，其特征在于：所述行为识别模块和指令库通信连接在机器人端，所述行为识别模块通信连接在机器人端的数据收发模块和行为处理模块之间，行为识别模块通信连接有指令库，当NPC执行行为时，NPC模块将该行为信息通过游戏终端和机器人端的数据收发模块间接地传递给行为识别模块。

7.根据权利要求4所述的基于虚拟游戏的机器人系统，其特征在于：所述中央处理器还通信连接有触屏显示屏，所述触屏显示屏与图像显示模块通信连接，所述触屏显示屏用于显示图像，还用于接收显示屏幕上输入的信息并传递给NPC模块，使玩家能够通过触屏显示屏对NPC进行操作。

8.根据权利要求1至6任一项所述的基于虚拟游戏的机器人系统，其特征在于：所述游戏终端还包括与数据收发模块通信连接的匹配模块，所述匹配模块用于当玩家登录时，将机器人端与游戏终端进行匹配连接。

9.根据权利要求2所述的基于虚拟游戏的机器人系统，其特征在于：所述机器人本体连接有活动部件，所述活动部件包机器人头部和机器人四肢，所述动作控制模块控制活动部件多自由度的转动。

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