CN109262627A - 一种具有多种性格的机器人与人交互方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有多种性格的机器人与人交互系统，包括与主控制系统相连接的性格存储单元、运动控制单元、显示单元、语言交互单元和图像获取单元；系统中的机器人性格可供用户选择，用户可以体验到与不同性格机器人间的交互。机器人可以通过视觉、听觉传感器感知用户刺激信息，产生对应的“情绪”。机器人具有多元化特性，其表达方式具有多样性，用户与机器人交互的过程中，系统会结合用户所选的机器人性格与用户的指令做出反应，不同的性格对同一指令有不同的反应，其反应视性格而定。不同的用户性格各异，系统赋予机器人多种性格特征，在一定程度上满足了不同的用户喜欢和不同性格的人群打交道的特点，增加了机器人的灵活性和智能性。

Description

一种具有多种性格的机器人与人交互方法和系统

技术领域

本发明是一种具有多种性格的机器人与人交互方法和系统。

背景技术

随着人机交互技术的发展，以及社会情景下机器人服务的需求，机器人的任务不再是简单的搬运、加工，而是开始面向人类，面向服务业，机器人会通过模仿人的行为与用户进行交流互动，机器人的性格对人机交互的影响至关重要，即对不同性格人群时要匹配对应的性格和行为特征。

人的性格主要是通过人的情绪转变而体现的，目前的机器人性格能实现简要的情绪输出和转变，可以通过机器人的移速、语速和音量等改变机器人的性格。

机器人交流方式过于单一，机器人只能通过一种固定的方式反馈给用户或与用户交流，通过机器人的移速、语速和音量等改变机器人的性格，不同的性格差异并不明显，很难识别不同的机器人的性格，也不能实现有效的性格匹配。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有多种性格的机器人与人交互方法和系统，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：

一种具有多种性格的机器人与人交互系统，包括与主控制系统相连接的性格存储单元、运动控制单元、显示单元、语言交互单元和图像获取单元。

性格存储单元主要负责存储机器人的多种性格类型所对应的特征信息。

运动控制单元通过PID算法驱动直流电机控制机器人的运动和转向以及控制机器人肢体动作的运动。

显示单元根据用户所选择的机器人性格，显示不同的机器人脸部面貌以及表情，面貌包括小男孩、小女孩、小猫和小狗等；表情包括开心、生气、忧愁、悲伤和恐慌等。

语言交互单元分为语音采集模块、语义处理模块和语音输出模块。语音采集模块通过EM6027麦克风对用户发出的命令进行语音信号采样，并将用户语音信号传送至语义处理模块进行处理；语义处理模块即对收集的声源进行语句分析处理，计算出用户命令，系统根据用户命令做出相对应的处理；语音输出模块是系统在做出相对应语音播报处理时，进行语音输出。

图像获取单元用于机器人扫描当前环境，识别出用户目标，获取用户肢体和脸部的动态图像，为系统的用户心情分析提供图像信息。

一种具有多种性格的机器人与人交互方法，具体流程为：

1).扫描环境识别出用户目标。

2).机器人提示用户选择机器人的性格类型，机器人的性格类型包括了活泼型、害羞型、温暖型、理智型和感性型等。

3).主控制系统根据用户所选的机器人性格类型，在性格存储单元内提取对应的特征信息。

4).对用户语音进行采样。

5).获取用户的动态图像信息。

6).根据用户的语音、肢体和脸部的动态图像，对用户的心情进行分析。

7).系统结合用户所选的机器人性格类型的特征信息与分析出的用户心情，控制机器人做出相对应的语气、语言、动作和屏幕显示的反应。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明为一种具有多种性格的机器人与人交互方法和系统，给机器人赋予了多种性格特征，用户可以通过选择所喜爱的性格，系统可以通过用户所选择的性格提取对应的特征信息，与用户进行互动交流。该系统令机器人拥有了多重性格特征，机器人的性格与人类的性格有相似之处，可以依据环境或者服务对象进行调节变更自己的行为和面部特征。具有不同性格的机器人，实现了机器人与用户之间的交互方式具有多样化，提高了机器人的自主智能性，并且更大可能发挥了机器人的性能。

系统中的机器人性格可供用户选择，用户可以体验到与不同性格机器人间的交互。机器人可以通过视觉、听觉传感器感知用户刺激信息，产生对应的“情绪”。机器人具有多元化特性，其表达方式具有多样性，用户与机器人交互的过程中，系统会结合用户所选的机器人性格与用户的指令做出反应，不同的性格对同一指令有不同的反应，其反应视性格而定。不同的用户性格各异，系统赋予机器人多种性格特征，在一定程度上满足了不同的用户喜欢和不同性格的人群打交道的特点，增加了机器人的灵活性和智能性。

附图说明

图1为本发明的系统结构图。

图2为本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面将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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参阅图1，一种具有多种性格的机器人与人交互系统，包括与主控制系统相连接的性格存储单元、运动控制单元、显示单元、语言交互单元和图像获取单元。

性格存储单元:该单元主要负责存储机器人的多种性格类型所对应的特征信息，机器人的多种性格类型包括了活泼型、害羞型、温暖型、理智型和感性型等。活泼型性格机器人的特征信息为手势多，眼睛不专注，肢体语言丰富；害羞型性格机器人的特征性格为显得腼腆、易受惊、胆怯、易红脸、犹豫或沉默；温暖型性格机器人的特征信息为会有一些温暖的举动和温暖的话语，能抚慰用户；理智型性格机器人的特征信息为眼神不会游离但冷峻、空洞、无感情色彩，无攻击性且没有夸张丰富的表情；感性型性格机器人的特征信息为易情绪化，易犹豫，爱讲不开心的事。

运动控制单元：该单元通过PID算法驱动直流电机控制机器人的运动和转向以及控制机器人肢体动作的运动，包括机器人的机器人前进、后退、左转和右转。

显示单元：根据用户所选择的机器人性格，显示不同的机器人脸部面貌以及表情，面貌包括小男孩、小女孩、小猫和小狗等。表情包括开心、生气、忧愁、悲伤和恐慌等。机器人手部的LED灯会结合用户所选的性格和用户的心情显示出不同的颜色，机器人手部灯光会闪烁着不同颜色，屏幕显示开心的表情；机器人手部会闪烁微弱的灰灯，屏幕显示害怕的表情；机器人手部亮起紫色灯光，屏幕显示目瞪口呆的表情；机器人手部亮起红色灯光，屏幕显示微笑表情；机器人手部亮起蓝色灯光，屏幕显示担心表情。

语言交互单元：该单元可分为语音采集模块、语义处理模块和语音输出模块。语音采集模块通过EM6027麦克风对用户发出的命令进行语音信号采样，并将用户语音信号传送至语义处理模块进行处理；语义处理模块即对收集的声源进行语句分析处理，计算出用户命令，系统根据用户命令做出相对应的处理；语音输出模块是系统在做出相对应语音播报处理时，进行语音输出。根据用户所选择的机器人性格，机器人会通过用不同的语言和语气表达，其包括活泼型、害羞型、温暖型、理智型和感性型性格类型所对应语言及其语气的回应。

图像获取单元：该单元主要用于机器人扫描当前环境，识别出用户目标，获取用户肢体和脸部的动态图像，可以为系统的用户心情分析提供图像信息。

参阅图2，一种具有多种性格的机器人与人交互方法，具体流程为：

1.扫描环境识别出用户目标。

2.机器人提示用户选择机器人的性格类型，机器人的性格类型包括了活泼型、害羞型、温暖型、理智型和感性型等。

3.用户可手动或语音选择机器人的性格类型。

4.主控制系统根据用户所选的机器人性格类型，在性格存储单元内提取对应的特征信息。

5.对用户语音进行采样。

6.获取用户的动态图像信息。

7.根据用户的语音、肢体和脸部的动态图像，对用户的心情进行分析。

8.系统结合用户所选的机器人性格类型的特征信息与分析出的用户心情，控制机器人做出相对应的语气、语言、动作和屏幕显示的反应。

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 (9)

1.一种具有多种性格的机器人与人交互系统，其特征在于，包括与主控制系统相连接的性格存储单元、运动控制单元、显示单元、语言交互单元和图像获取单元。

2.根据权利要求1所述的一种具有多种性格的机器人与人交互系统，其特征在于，所述性格存储单元主要负责存储机器人的多种性格类型所对应的特征信息。

3.根据权利要求1所述的一种具有多种性格的机器人与人交互系统，其特征在于，所述运动控制单元通过PID算法驱动直流电机控制机器人的运动和转向以及控制机器人肢体动作的运动。

4.根据权利要求1所述的一种具有多种性格的机器人与人交互系统，其特征在于，所述显示单元根据用户所选择的机器人性格，显示不同的机器人脸部面貌以及表情。

5.根据权利要求4所述的一种具有多种性格的机器人与人交互系统，其特征在于，所述面貌包括小男孩、小女孩、小猫和小狗；表情包括开心、生气、忧愁、悲伤和恐慌。

6.根据权利要求1所述的一种具有多种性格的机器人与人交互系统，其特征在于，所述语言交互单元分为语音采集模块、语义处理模块和语音输出模块。

7.根据权利要求6所述的一种具有多种性格的机器人与人交互系统，其特征在于，所述语音采集模块通过EM6027麦克风对用户发出的命令进行语音信号采样，并将用户语音信号传送至语义处理模块进行处理；语义处理模块即对收集的声源进行语句分析处理，计算出用户命令，系统根据用户命令做出相对应的处理；语音输出模块是系统在做出相对应语音播报处理时，进行语音输出。

8.一种具有多种性格的机器人与人交互方法，其特征在于，具体流程为：

1).扫描环境识别出用户目标；

2).机器人提示用户选择机器人的性格类型，机器人的性格类型包括了活泼型、害羞型、温暖型、理智型和感性型；

3).主控制系统根据用户所选的机器人性格类型，在性格存储单元内提取对应的特征信息；

4).对用户语音进行采样；

5).获取用户的动态图像信息；

6).根据用户的语音、肢体和脸部的动态图像，对用户的心情进行分析；

7).系统结合用户所选的机器人性格类型的特征信息与分析出的用户心情，控制机器人做出相对应的语气、语言、动作和屏幕显示的反应。

9.根据权利要求8所述的一种具有多种性格的机器人与人交互方法，其特征在于，步骤3)中，机器人的性格类型选择方式有手动和语音两种方式。