CN110434872A - 慈善募捐机器人、机器人慈善募捐方法及调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种慈善募捐机器人、机器人慈善募捐方法及调度方法，机器人包括机器人本体与募捐单元；机器人本体具有可移动底盘、人机交互单元以及控制单元；所述可移动底盘具有两个主动轮，且所述主动轮电连接所述控制单元；募捐单元相对于所述机器人本体固定安装，其包括募捐箱和/或电子支付单元。本发明的慈善募捐机器人、机器人慈善募捐方法及调度方法具有可移动底盘与交互单元，可受控在商场、机场等区域内进行移动募捐，且其交互单元可受控与行人进行互动，可有效吸引更多的行人进行捐款，提升募捐效率。

Description

慈善募捐机器人、机器人慈善募捐方法及调度方法

技术领域

本发明涉及技术领域，特别是涉及一种慈善募捐机器人、机器人慈善募捐方法及调度方法。

背景技术

目前，国家处于高速发展阶段，但仍有许多贫困儿童、留守儿童、残疾人等弱势群体，也有许多因为自然灾害而无家可归的人，他们需要社会的援助来改善自己的生活，各种募捐款项也正是应用于帮助弱势群体。

目前，大部分募捐机构均为募捐箱的形式，功能单一，不具备交互能力，不能有效的吸引行人进行募捐。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种可移动、具有交互能力，可有效吸引行人捐款的慈善募捐机器人、机器人慈善募捐方法及调度方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明的慈善募捐机器人，包括：

机器人本体，其具有可移动底盘、人机交互单元以及控制单元；所述可移动底盘具有两个主动轮，且所述主动轮电连接所述控制单元；及

募捐单元，其相对于所述机器人本体固定安装，其包括募捐箱和/或电子支付单元。

所述募捐箱具有投币口，所述投币口具有点钞模块；所述点钞模块电连接所述控制单元。

所述电子支付单元包括收款码和/或电子收款机，当包括所述电子收款机时，所述电子收款机电连接所述控制单元。

所述机器人本体还包括导航传感器组，所述导航传感器组包括激光雷达和/或深度相机。

所述人机交互单元包括扬声器、麦克风、显示屏以及摄像头，所述扬声器、麦克风、显示屏以及摄像头均电连接所述控制单元。

机器人慈善募捐方法，应用于控制单元，所述方法包括：

控制可移动底盘在募捐区域内移动；

通过人机交互单元与行人进行互动；

判断是否收到捐款，是则通过人机交互单元向捐款人输出反馈信息。

所述控制单元包括存储器，所述存储器内存储有募捐区域地图，所述控制可移动底盘在募捐区域内移动包括：

通过导航传感器组采集四周的环境数据；

根据所述环境数据及所述募捐区域地图，基于SLAM算法控制所述主动轮运转使所述可移动底盘进行避障导航运动。

所述通过人机交互单元与行人进行互动包括：

判断附近行人状况；

当判断有行人在附近，控制所述可移动底盘运动使得所述可移动底盘靠近行人，并通过所述人机交互单元主动发起互动流程；

当判断有行人路过，通过所述人机交互单元主动发起互动流程；

当判断有行人主动发起人机交互，被动进入互动流程。

所述互动流程包括：

通过摄像头采集行人的面部图像数据；

根据所述面部图像数据利用人脸识别算法得出用户的特征数据，所述特征数据包括年龄与性别；

根据所述特征数据参照预设的参照表进入对应的交互模式，其中所述预设的参照表记录了特征数据与交互模式的映射关系。

机器人调度方法，应用于慈善募捐系统，所述慈善募捐系统包含若干慈善募捐机器人以及总控终端，所述总控终端可与每个所述慈善募捐机器人通信，所述调度方法包括：

根据任务列表向所述慈善募捐机器人发送募捐任务；

根据管理人员录入的订制内容向所述慈善募捐机器人推送更新数据包。

有益效果：本发明的慈善募捐机器人、机器人慈善募捐方法及调度方法具有可移动底盘与交互单元，可受控在商场、机场等区域内进行移动募捐，且其交互单元可受控与行人进行互动，可有效吸引更多的行人进行捐款，提升募捐效率。

附图说明

附图1为慈善募捐机器人的结构图；

附图2为机器人本体包含的各硬件的连接电路图；

附图3为机器人慈善募捐方法的流程示意图。

附图中各附图标记表示的零部件名称如下：

1-机器人本体；11-可移动底盘；111-两个主动轮；112-随动轮；12-人机交互单元；121-扬声器；122-麦克风；123-显示屏；124-摄像头；13-控制单元；14-激光雷达；15-深度相机；16-视频流采集相机；2-募捐单元；21-募捐箱；211-投币口；212-点钞模块；22-电子支付单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1所示的慈善募捐机器人，包括机器人本体1与募捐单元2。

其中，机器人本体1具有可移动底盘11、人机交互单元12以及控制单元13。

所述可移动底盘11具有两个主动轮111与若干随动轮112，每个所述主动轮111均电连接所述控制单元13，控制单元13分别控制每个主动轮111按一定速度转动，使得主动轮111可执行各种运动，如控制两个主动轮111等速同向转动可使机器人本体1前进或后退，控制两个主动轮111等速反向转动可使机器人本体1沿着两个主动轮111的连线中心点原地回转，控制两个主动轮111差速同向转动可使机器人沿弧形运动，等等。本实施例中，主动轮111为轮毂电机，控制单元13通过电机驱动器连接主动轮111，且主动轮111带有里程计，里程计连接控制单元13，如此控制单元13可精确控制每个主动轮111的转动角度，使得机器人本体1具有较高的行走精度。

上述机器人本体1的运动可由人工远程操控，如人工通过遥控器操纵机器人本体1在募捐区域(如商场、机场等场合的全部范围或其中的一部分设定区域范围内)内进行运动，该方式为现有技术，市面上的遥控汽车、遥控机器人等玩具有很多是采用了遥控控制的方式，对于本领域技术人员来讲，遥控机器人本体1进行运动不需要付出创造性劳动，因此此处不对其原理与电路作出详细介绍，或者，本领域技术人员可采用现有的遥控汽车作为机器人的遥控底盘。

在优选的实施例中，上述机器人本体1还包括导航传感器组，所述导航传感器组包括激光雷达14、深度相机15、IMU等传感器，其中激光雷达14用于采集障碍物信息，深度相机15用于采集环境中的图像数据及图像数据对应的景深数据，IMU用于采集加速度数据，上述主动轮111搭载的里程计用于采集主动轮111的里程数据，激光雷达14、深度相机15、IMU、里程计等采集的数据可为机器人在募捐区域内进行地图构建、机器人自主定位与路径规划(SLAM)提供数据基础，基于激光雷达与深度相机的SLAM技术为现有技术，可参考的现有文献较多，此处不对其进行具体介绍，如基于激光雷达14的SLAM技术可参考专利号为201510727853.X的中国专利，基于深度相机15的SLAM技术可参考专利号为201810610969.9的中国专利。此外，机器人还可以包含超声波传感器、红外传感器等探测传感器，超声波传感器可探测障碍物数据，红外传感器可通过探测红外热源的方式探测周围环境中是否有行人，超声波传感器与红外传感器为机器人的自主导航与智能避障提供补充数据，提高机器人的行走安全性且确保其不会撞到人或物。

人机交互单元12为机器人与行人进行交流提供了桥梁，人机交互单元12包括主要包括扬声器121、麦克风122、显示屏123以及摄像头124，所述扬声器121、麦克风122、显示屏123以及摄像头124均电连接所述控制单元13。控制单元13可通过扬声器121输出语音，且可通过麦克风122采集环境中的声音，控制单元13内置有语音识别模块以及对话数据库(可采用现有技术，如微软小冰等)，如此，控制单元13可与行人进行对话交流，方便机器人向行人介绍募捐项目的具体情况以及与行人进行简单的问答交互。显示屏123可输出图像信息，控制单元13可输出公益广告、募捐信息等内容至所述显示屏123，使得机器人成为一个行走的公益宣传使者，此外，当机器人与行人进行交互时，控制单元13可根据行人的问题输出相关内容至显示屏123方便行人具体了解募捐项目的情况，如：行人说：“我想了解捐款的具体情况”，控制单元13可通过扬声器121播报募捐项目的具体情况，若内容较多，通过语音播报时间过长，控制单元13可将具体内容展示在显示屏123上，并通过扬声器121提示行人阅读显示屏123上的内容。摄像头124可用于采集用户的图像，方便控制单元13确认行人的方位，进而控制机器人与行人“面对面”交流，此外，控制单元13内还可集成有人脸识别算法，通过人脸识别算法与采集的行人的面部图像，控制单元13可大概判断行人的年龄、性别、肤色等基本信息，并据此与行人进行与之匹配的交互。

在一种实施例中，机器人本体1包含的各硬件的型号如下表所示，且机器人本体1包含的各硬件的电路连接关系如附图2所示。其中，控制单元13采用分布式处理器方案，配有基于ARM处理器的下位机与基于X86处理器的上位机，上位机与下位机之间通过数据线连接。下位机负责电源管理、信号处理等。上位机为计算机，采用Ubuntu系统，搭载ROS开放平台。

此外，机器人本体1还包括视频流采集相机16，所述视频流采集相机16用于采集机器人端的视频流数据，采集的视频流数据可录制机器人与行人的交互过程等数据供管理人员分析，以发现机器人现有交互方法中存在的不足，为优化交互方法提供参考。

募捐单元2相对于所述机器人本体1固定安装，其包括募捐箱21和电子支付单元22。其中，募捐箱21用于承接用户捐赠的实体货币，如纸币与硬币，为了方便控制单元13掌握用户捐款的具体情形，所述募捐箱21具有投币口211，所述投币口具有点钞模块212；所述点钞模块212电连接所述控制单元13，点钞模块212可判断是否有货币进入投币口211，并可清点进入投币口211的货币的数量。点钞模块212采用现有技术。在实际操作中，募捐箱21上可设置两个投币口211，其中一个投币口211用于投入硬币，另一个投币口211用于投入纸币，两个投币口211上分别安装有针对硬币的计数点钞模块以及针对纸币的卷钞点钞模块。

所述电子支付单元22包括收款码和/或电子收款机，当包括所述电子收款机时，所述电子收款机电连接所述控制单元13。收款码可以是常见的二维码形式，如微信、支付宝的收款二维码或多合一聚合支付的二维码，用户通过扫描收款码可建立与支付平台(如微信、支付宝等)的连接，付款至收款账户，支付平台收到款项后将收款信息反馈至机器人的控制单元13。电子收款机可以是市面上常见的收款设备，如可以实时生成收款码的收款设备或具有扫描二维码功能的付款设备，用户可扫描实时生成的收款码进行捐款，或者可以出示付款二维码供电子收款机扫描。

如附图3所示，本发明还提供了一种机器人慈善募捐方法，该方法应用于上述慈善募捐机器人的控制单元13，所述方法包括如下步骤S301-S303，需要说明的是，本实施例中各步骤标号不用于限定各步骤的执行顺序，根据需要，下述各步骤可能可以同步执行、交叉执行或颠倒执行，本领域技术人员将下述各步骤的执行顺序进行简单修改也应当视作落入本发明的保护范围。

步骤S301，控制可移动底盘11在募捐区域内移动；

本步骤中，可移动底盘11在募捐区域内移动的同时，控制单元13可在显示屏123上播放公益广告等内容；控制单元13可接受外部的控制信号(如管理人员通过遥控器发出的控制信号)进而根据控制信号控制移动底盘11进行移动，但是，优选地，在机器人包含导航传感器组时，所述控制单元13包括存储器，所述存储器内存储有募捐区域地图，所述控制可移动底盘11在募捐区域内移动包括如下步骤S401-S402：

步骤S401，通过导航传感器组采集四周的环境数据；

步骤S402，根据所述环境数据及所述募捐区域地图，基于SLAM算法控制所述主动轮111运转使所述可移动底盘11进行避障导航运动。

回到图3，步骤S302，通过人机交互单元12与行人进行互动；

本步骤中，控制单元13根据具体情形可通过不同途径与行人进行互动，具体包括如下步骤S501-S502：

步骤S501，判断附近行人状况；

本步骤中，控制单元13通过人机交互单元12采集的数据对行人状况进行判断；

步骤S502，当判断有行人在附近，控制所述可移动底盘11运动使得所述可移动底盘11靠近行人，并通过所述人机交互单元12主动发起互动流程；

步骤S503，当判断有行人路过，通过所述人机交互单元12主动发起互动流程；

上述步骤S502与步骤S503均为机器人主动发起的互动，机器人主动发起的互动流程可包括如下步骤：首先，向目标行人打招呼；然后，通过扬声器121或显示屏123向行人介绍或展示简要的募捐目的；再根据行人的反应采取下一步操作：若行人走开或用语言拒绝，则停止互动流程，若行人询问问题，则根据内置的语音识别模块以及对话数据库对行人问题进行语意识别并对相关问题进行搜寻，并将搜寻结果通过扬声器121或显示屏123输出给行人。

步骤S504，当判断有行人主动发起人机交互，被动进入互动流程。

本步骤中，被动进入的互动流程主要为基于语音识别模块以及对话数据库与行人进行的问答互动。

步骤S303，判断是否收到捐款，是则通过人机交互单元12向捐款人输出反馈信息。

本步骤中，判断是否收到捐款的方式为判断是否收到支付平台反馈的收款信息或者是否收到点钞模块反馈的收款数据。人机交互单元12向捐款人输出的反馈信息可以是扬声器121输出的感谢话语、显示屏123显示的感谢图片，此外还可在募捐单元上2上设置彩灯、灯带等，当捐款成功，控制单元13可使彩灯、灯带闪烁提醒行人捐款成功。

此外，所述互动流程还包括如下步骤S601-S603：

步骤S601，通过摄像头124采集行人的面部图像数据；

步骤S602，根据所述面部图像数据利用人脸识别算法得出用户的特征数据，所述特征数据包括年龄与性别；

此外，本步骤中还可以识别行人的肤色等特征；

步骤S603，根据所述特征数据参照预设的参照表进入对应的交互模式，其中所述预设的参照表记录了特征数据与交互模式的映射关系。

本步骤中，如识别出行人年龄较小，控制单元13可切换至儿童交互模式，儿童交互模式可采用趣味性较强、声图并茂的交互方式以提升互动乐趣，如识别出行人年龄较大，控制单元13可切换至成人交互模式，成人交互模式可侧重于关键信息输出，使得行人可充分了解募捐项目。此外，若通过肤色识别出行人外国人，可切换至英文交互模式尝试与其交流。

本发明还提供了一种机器人调度方法，应用于慈善募捐系统，所述慈善募捐系统包含若干慈善募捐机器人以及总控终端，所述总控终端可与每个所述慈善募捐机器人通信，所述调度方法包括如下步骤S701-S702：

步骤S701，根据任务列表向所述慈善募捐机器人发送募捐任务；

本步骤中，任务列表可以包含固定任务与临时任务，各任务有执行条件，总控终端可判断是否达成各任务的执行条件以决定是否开始执行各项任务。固定任务如每天募捐的时间段，临时任务如管理人员临时新增的募捐时间段或新增的募捐之外的任务，如发布商场寻人启事等。

步骤S702，根据管理人员录入的订制内容向所述慈善募捐机器人推送更新数据包。

慈善募捐机器人接收更新数据包并同步显示、播放，如此，可定时更新宣传内容。

此外，为了提高募捐效率，慈善募捐系统还包括分布设置在募捐区域(如商场)中各位置的人流量监测传感器，人流量监测传感器可监测其所在位置的实时人流量，总控终端根据人流量监测传感器反馈的人流量数据，向所述慈善募捐机器人发送人流量大的位置的坐标数据，慈善募捐机器人收到坐标数据后自主导航至指定位置进行募捐活动。

另外，当慈善募捐机器人的控制单元13无法回答行人的疑问，可自行或响应行人的要求向总控终端发起会话请求，在总控终端的管理人员发出接受会话请求后，总控终端通过慈善募捐机器人建立行人与管理人员的视频通话或语音通话，方便行人进一步了解募捐项目的相关状况。

本发明的慈善募捐机器人、机器人慈善募捐方法及调度方法具有可移动底盘与交互单元，可受控在商场、机场等区域内进行移动募捐，且其交互单元可受控与行人进行互动，可有效吸引更多的行人进行捐款，提升募捐效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种慈善募捐机器人，其特征在于，包括：

机器人本体，其具有可移动底盘、人机交互单元以及控制单元；所述可移动底盘具有两个主动轮，且所述主动轮电连接所述控制单元；及

募捐单元，其相对于所述机器人本体固定安装，其包括募捐箱和/或电子支付单元。

2.根据权利要求1所述的慈善募捐机器人，其特征在于，所述募捐箱具有投币口，所述投币口具有点钞模块；所述点钞模块电连接所述控制单元。

3.根据权利要求1所述的慈善募捐机器人，其特征在于，所述电子支付单元包括收款码和/或电子收款机，当包括所述电子收款机时，所述电子收款机电连接所述控制单元。

4.根据权利要求1所述的慈善募捐机器人，其特征在于，所述机器人本体还包括导航传感器组，所述导航传感器组包括激光雷达和/或深度相机。

5.根据权利要求1所述的慈善募捐机器人，其特征在于，所述人机交互单元包括扬声器、麦克风、显示屏以及摄像头，所述扬声器、麦克风、显示屏以及摄像头均电连接所述控制单元。

6.机器人慈善募捐方法，其特征在于，应用于控制单元，所述方法包括：

控制可移动底盘在募捐区域内移动；

通过人机交互单元与行人进行互动；

判断是否收到捐款，是则通过人机交互单元向捐款人输出反馈信息。

7.根据权利要求6所述的机器人慈善募捐方法，其特征在于，所述控制单元包括存储器，所述存储器内存储有募捐区域地图，所述控制可移动底盘在募捐区域内移动包括：

通过导航传感器组采集四周的环境数据；

根据所述环境数据及所述募捐区域地图，基于SLAM算法控制所述主动轮运转使所述可移动底盘进行避障导航运动。

8.根据权利要求6所述的机器人慈善募捐方法，其特征在于，所述通过人机交互单元与行人进行互动包括：

判断附近行人状况；

当判断有行人在附近，控制所述可移动底盘运动使得所述可移动底盘靠近行人，并通过所述人机交互单元主动发起互动流程；

当判断有行人路过，通过所述人机交互单元主动发起互动流程；

当判断有行人主动发起人机交互，被动进入互动流程。

9.根据权利要求8所述的机器人慈善募捐方法，其特征在于，所述互动流程包括：

通过摄像头采集行人的面部图像数据；

根据所述面部图像数据利用人脸识别算法得出用户的特征数据，所述特征数据包括年龄与性别；

根据所述特征数据参照预设的参照表进入对应的交互模式，其中所述预设的参照表记录了特征数据与交互模式的映射关系。

10.机器人调度方法，其特征在于，应用于慈善募捐系统，所述慈善募捐系统包含若干慈善募捐机器人以及总控终端，所述总控终端可与每个所述慈善募捐机器人通信，所述调度方法包括：

根据任务列表向所述慈善募捐机器人发送募捐任务；

根据管理人员录入的订制内容向所述慈善募捐机器人推送更新数据包。