CN112652073A - 一种基于云网端机器人的自主导览方法及系统 - Google Patents

一种基于云网端机器人的自主导览方法及系统 Download PDF

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Abstract

本公开提供一种基于云网端机器人的自主导览方法及系统，所述方法包括以下步骤：根据目标参观场所的参观路线，设计各个参观节点，建立所述目标参观场所的环境地图，所述环境地图能够覆盖到所有所述参观节点以及与所述参观节点连通的区域；根据参观人员在所述环境地图中的当前位置以及参观人员选择的一系列目标参观节点，利用基于动态避障和路径规划技术生成所述参观人员的导览路线；根据所述导览路线引导所述参观人员，在导览过程中自动识别展板主题，并为所述参观人员播放所述导览路线所包含的各参观节点展板所对应的介绍内容。本公开能够自主引导参观者在定制化的导览路线上参观，提高了导览的灵活性，优化了参观者的交互体验，增强了参观者的兴趣度和参与感。

Description

一种基于云网端机器人的自主导览方法及系统
技术领域
本公开属于移动机器人技术领域，具体涉及一种基于云网端机器人的自主导览方法及系统。
背景技术
在开放实验室、博物馆、展览馆等多种公开场所均需要有经验的导览员向参观者进行介绍，介绍内容重复性较高，且占用较多的人力，有必要研发一款自主导览的机器人进行协助、补充和替代。目前市面现有的导览机器人，多采用这样的模式：1)机器人固定在特定的位置，通过参观者主动操作的方式，对相关内容进行介绍；2)存在固定的导览路线，在每个参观节点，通过语音等方式进行介绍。这样的模式存在以下问题：第一，不具备导航功能，不能引导参观者，或导览路线固定，参观者难以自主定制参观路线；第二，只能适应展板内容固定的情况，难以适应展板内容动态变化的情况。这样的导览机器人智能水平较低，会使得参观者的交互体验较差，难以满足实际的导览需求。
发明内容
本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种基于云网端机器人的自主导览方法及系统。
本公开的一个方面，提供一种基于云网端机器人的自主导览方法，所述方法包括以下步骤：
根据目标参观场所的参观路线，设计各个参观节点，建立所述目标参观场所的环境地图，所述环境地图能够覆盖到所有所述参观节点以及与所述参观节点连通的区域；
根据参观人员在所述环境地图中的当前位置以及所述参观人员选择的一系列目标参观节点，利用基于动态避障和路径规划技术生成所述参观人员的导览路线；
根据所述导览路线引导所述参观人员，在导览过程中自动识别展板主题，并为所述参观人员播放所述各参观节点展板所对应的介绍内容。
在一些可选地实施方式中，所述在导览过程中自动识别展板主题，并为所述参观人员播放所述导览路线所包含的各参观节点展板所对应的介绍内容，包括：
先利用文字识别技术识别所述参观节点的展板文字，再利用自然语言处理技术根据识别到的所述展板文字从预设的介绍内容数据库中进行匹配，并播放匹配到的目标介绍内容。
在一些可选地实施方式中，所述先利用文字识别技术识别所述参观节点的展板文字，再利用自然语言处理技术根据识别到的所述展板文字从预设的介绍内容数据库中进行匹配，包括：
先利用光学文字识别技术识别所述参观节点的展板文字，再利用文本语义匹配技术对识别到的文字从所述介绍内容数据库中进行匹配。
在一些可选地实施方式中，所述建立所述目标参观场所的环境地图，包括：
利用激光SLAM技术，建立所述目标参观场所的环境建图。
本公开的另一方面，提供一种基于云网端机器人的自主导览系统，所述系统包括：
环境建模模块，用于根据目标参观场所的参观路线，设计各个参观节点，建立所述目标参观场所的环境地图，所述环境地图能够覆盖到所有所述参观节点以及与所述参观节点连通的区域；
自主导航模块，用于根据参观人员在所述环境地图中的当前位置以及所述参观人员选择的一系列目标参观节点，利用基于动态避障和路径规划技术生成所述参观人员的导览路线；
主题识别模块，用于在导览过程中自动识别展板主题；
语音交互模块，用于为所述参观人员播放所述导览路线所包含的各参观节点展板所对应的介绍内容。
在一些可选地实施方式中，所述主题识别模块，用于在导览过程中自动识别展板主题，包括：
所述主题识别模块，用于先利用文字识别技术识别所述参观节点的展板文字，再利用自然语言处理技术根据识别到的所述展板文字从预设的介绍内容数据库中进行匹配。
在一些可选地实施方式中，所述主题识别模块，用于先利用文字识别技术识别所述参观节点的展板文字，再利用自然语言处理技术根据识别到的所述展板文字从预设的介绍内容数据库中进行匹配，包括：
所述主题识别模块，用于先利用光学文字识别技术识别所述参观节点的展板文字，再利用文本语义匹配技术对识别到的文字从所述介绍内容数据库中进行匹配。
在一些可选地实施方式中，所述环境建模模块，用于建立所述目标参观场所的环境地图，包括：
所述环境建模模块，用于利用激光SLAM技术，建立所述目标参观场所的环境建图。
本公开的另一个方面，提供一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；
一个存储单元，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，能使得所述一个或多个处理器实现根据前文记载的所述的方法。
本公开的另一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能实现根据前文记载的所述的方法。
本公开实施例的基于云网端机器人的自主导览方法及系统，首先根据目标参观场所的参观路线，设计各个参观节点，建立所述目标参观场所的环境地图，所述环境地图能够覆盖到所有所述参观节点以及与所述参观节点连通的区域。其次，根据参观人员在所述环境地图中的当前位置以及参观人员选择的一系列目标参观节点，利用基于动态避障和路径规划技术生成所述参观人员的导览路线。最后，根据所述导览路线引导所述参观人员，在导览过程中自动识别展板主题，并为所述参观人员播放所述导览路线所包含的各参观节点展板所对应的介绍内容。这种实施方式能够自主引导参观者在定制化的导览路线上参观，提高了导览的灵活性，优化了参观者的交互体验，增强了参观者的兴趣度和参与感。
附图说明
图1为本公开一实施例中电子设备的组成示意框图；
图2为本公开另一实施例的一种基于云网端机器人的自主导览方法的流程图；
图3为本公开另一实施例的一种基于云网端机器人的自主导览系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细描述。
首先，参照图1来描述用于实现本公开实施例的一种基于云网端机器人的自主导览方法及系统的示例电子设备。
如图1所示，电子设备200包括一个或多个处理器210、一个或多个存储装置220、一个或多个输入装置230、一个或多个输出装置240等，这些组件通过总线系统250和/或其他形式的连接机构互连。应当注意，图1所示的电子设备的组件和结构只是示例性的，而非限制性的，根据需要，电子设备也可以具有其他组件和结构。
处理器210可以是中央处理单元(CPU)、或者可以是由多个处理核构成、或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备200中的其他组件以执行期望的功能。
存储装置220可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器可以运行所述程序指令，以实现下文所述的本公开实施例中(由处理器实现)的客户端功能以及/或者其他期望的功能。在所述计算机可读存储介质中还可以存储各种应用程序和各种数据，例如，所述应用程序使用和/或产生的各种数据等。
输入装置230可以是用户用来输入指令的装置，并且可以包括键盘、鼠标、麦克风和触摸屏等中的一个或多个。
输出装置240可以向外部(例如用户)输出各种信息(例如图像或声音)，并且可以包括显示器、扬声器等中的一个或多个。
下面，将参考图2描述根据本公开另一实施例的一种基于云网端机器人的自主导览方法。
如图2所示，一种基于云网端机器人的自主导览方法S100，所述方法包括以下步骤：
S110、根据目标参观场所的参观路线，设计各个参观节点，建立所述目标参观场所的环境地图，所述环境地图能够覆盖到所有所述参观节点以及与所述参观节点连通的区域。
S120、根据参观人员在所述环境地图中的当前位置以及所述参观人员选择的一系列目标参观节点，利用基于动态避障和路径规划技术生成所述参观人员的导览路线。
S130、根据所述导览路线引导所述参观人员，在导览过程中自动识别展板主题，并为所述参观人员播放所述导览路线所包含的各参观节点展板所对应的介绍内容。
本实施例的基于云网端机器人的自主导览方法，首先根据目标参观场所的参观路线，设计各个参观节点，建立所述目标参观场所的环境地图，所述环境地图能够覆盖到所有所述参观节点以及与所述参观节点连通的区域。其次，根据参观人员在所述环境地图中的当前位置以及参观人员选择的一系列目标参观节点，利用基于动态避障和路径规划技术生成所述参观人员的导览路线。最后，根据所述导览路线引导所述参观人员，在导览过程中自动识别展板主题，并为所述参观人员播放所述导览路线所包含的各参观节点展板所对应的介绍内容，本公开能够自主引导参观者在定制化的导览路线上参观，提高了导览的灵活性，优化了参观者的交互体验，增强了参观者的兴趣度和参与感。
在一些可选地实施方式中，所述在导览过程中自动识别展板主题，并为所述参观人员播放所述导览路线所包含的各参观节点展板对应的介绍内容，包括：
先利用文字识别技术识别所述参观节点的展板文字，再利用自然语言处理技术根据识别到的所述展板文字从预设的介绍内容数据库中进行匹配，并播放匹配到的目标介绍内容。
本实施例的基于云网端机器人的自主导览方法，通过利用文字识别技术识别所述参观节点的展板文字，并再利用自然语言处理技术根据识别到的所述展板文字从预设的介绍内容数据库中进行匹配，并播放匹配到的目标介绍内容，提高了导览的智能性，利用远程服务器部署的人工智能算法，能够智能识别展板主题，使得导览机器人能够适应场馆布局的变化，优化了参观者的交互体验，增强了参观者的兴趣度和参与感。
在一些可选地实施方式中，所述先利用文字识别技术识别所述参观节点的展板文字，再利用自然语言处理技术根据识别到的所述展板文字从预设的介绍内容数据库中进行匹配，包括：
先利用光学文字识别技术识别所述参观节点的展板文字，利用文本语义匹配技术对识别到的文字从所述介绍内容数据库中进行匹配。
需要说明的是，除了光学文字识别技术以外，还可以采用其他技术识别展板主题的内容，本实施例对此并不限制。
在一些可选地实施方式中，所述建立所述目标参观场所的环境地图，包括：
利用激光SLAM技术，建立所述目标参观场所的环境建图。
需要说明的是，除了激光SLAM技术以外，还可以采用其他技术建立所述目标参观场所的环境地图，本实施例对此并不限制。
本公开的基于云网端机器人的自主导览方法，可以面向室内场馆，如博物馆、展览馆、图书馆、体育馆等室内场所，通过基于图像文字识别、自然语言处理、语音智能交互、激光SLAM、自主避障和路径规划方法，提供了一种有效的自主导览方案，使得该方法能够服务于中大型场馆的智能导览需求。
下面，将参考图3描述根据本公开另一实施例的一种基于云网端机器人的自主导览系统，该自主导览系统适用于前文记载的自主导览方法，具体可以参考前文相关记载，在此不作赘述。
如图3所示，一种基于云网端机器人的自主导览系统100，所述系统100包括：
环境建模模块110，用于根据目标参观场所的参观路线，设计各个参观节点，建立所述目标参观场所的环境地图，所述环境地图能够覆盖到所有所述参观节点以及与所述参观节点连通的区域；
自主导航模块120，还用于根据参观人员在所述环境地图中的当前位置以及其目标参观节点，利用基于动态避障和路径规划技术生成所述参观人员的导览路线；
主题识别模块130，用于在导览过程中自动识别展板主题；
语音交互模块140，用于为所述参观人员播放所述导览路线所包含的各参观节点展板所对应的介绍内容。
本实施例的基于云网端机器人的自主导览系统，首先根据目标参观场所的参观路线，设计各个参观节点，建立所述目标参观场所的环境地图，所述环境地图能够覆盖到所有所述参观节点以及与所述参观节点连通的区域。其次，根据参观人员在所述环境地图中的当前位置以及参观人员选择的一系列目标参观节点，利用基于动态避障和路径规划技术生成所述参观人员的导览路线。最后，根据所述导览路线引导所述参观人员，在导览过程中自动识别展板主题，并为所述参观人员播放所述导览路线所包含的各参观节点展板所对应的介绍内容。该实施方式能够自主引导参观者在定制化的导览路线上参观，提高了导览的灵活性，优化了参观者的交互体验，增强了参观者的兴趣度和参与感。
在一些可选地实施方式中，所述主题识别模块130，用于在导览过程中自动识别展板主题，包括：
所述主题识别模块130，用于先利用文字识别技术识别所述参观节点的展板文字，再利用自然语言处理技术根据识别到的所述展板文字从预设的介绍内容数据库中进行匹配。
本实施例的基于云网端机器人的自主导览系统，通过利用文字识别技术识别所述参观节点的展板文字，并再利用自然语言处理技术根据识别到的所述展板文字从预设的介绍内容数据库中进行匹配，并播放匹配到的目标介绍内容，提高了导览的智能性，利用远程服务器部署的人工智能算法，能够智能识别展板主题，使得导览机器人能够适应场馆布局的变化，进一步优化了参观者的交互体验，增强了参观者的兴趣度和参与感。
在一些可选地实施方式中，所述主题识别模块130，用于先利用文字识别技术识别所述参观节点的展板文字，再利用自然语言处理技术根据识别到的所述展板文字从预设的介绍内容数据库中进行匹配，包括：
所述主题识别模块130，用于先利用光学文字识别技术识别所述参观节点的展板文字，再利用文本语义匹配技术对识别到的文字从所述介绍内容数据库中进行匹配。
在一些可选地实施方式中，所述自主导航模块120，用于建立所述目标参观场所的环境地图，包括：
所述自主导航模块120，用于利用激光SLAM技术，建立所述目标参观场所的环境建图。
本公开的基于云网端机器人的自主导览系统，可以面向室内场馆，如博物馆、展览馆、图书馆、体育馆等室内场所，通过基于图像文字识别、自然语言处理、语音智能交互、激光SLAM、自主避障和路径规划方法，提供了一种有效的自主导览方案，使得该方法能够服务于中大型场馆的智能导览需求。
本公开的基于云网端机器人的自主导览系统，通过搭建云网端平台，形成远程算法处理(“云”)、近端人机交互(“端”)和网络协同配合(“网”)的工作架构，开展自主导览移动平台的方法和系统研发，提高导览机器人的智能性和交互体验。对于导览机器人来说，其作为“端”，除了其自身机构和运动控制外，涉及到的方法包括四个模块：环境建模模块、自主导航模块(包括动态避障和路径规划等算法)、主题识别模块(包括图像识别、自然语言处理等算法)、语音交互模块等。具体来说：第一，定制化参观路线，引导参观者；第二，适应动态展板，智能识别展板主题等。
本公开的另一个方面，提供一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；
一个存储单元，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，能使得所述一个或多个处理器实现根据前文记载的方法。
本公开的另一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能实现根据前文记载的所述的方法。
其中，计算机可读介质可以是本公开的装置、设备、系统中所包含的，也可以是单独存在。
其中，计算机可读存储介质可是任何包含或存储程序的有形介质，其可以是电、磁、光、电磁、红外线、半导体的系统、装置、设备，更具体的例子包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、光纤、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件，或它们任意合适的组合。
其中，计算机可读存储介质也可包括在基带中或作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码，其具体的例子包括但不限于电磁信号、光信号，或它们任意合适的组合。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于云网端机器人的自主导览方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
根据目标参观场所的参观路线，设计各个参观节点，建立所述目标参观场所的环境地图，所述环境地图能够覆盖到所有所述参观节点以及与所述参观节点连通的区域；
根据参观人员在所述环境地图中的当前位置以及所述参观人员选择的一系列目标参观节点，利用基于动态避障和路径规划技术生成所述参观人员的导览路线；
根据所述导览路线引导所述参观人员，在导览过程中自动识别展板主题，并为所述参观人员播放所述导览路线所包含的各参观节点展板所对应的介绍内容。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在导览过程中自动识别展板主题，并为所述参观人员播放所述导览路线所包含的各参观节点展板所对应的介绍内容，包括：
先利用文字识别技术识别所述参观节点的展板文字，再利用自然语言处理技术根据识别到的所述展板文字从预设的介绍内容数据库中进行匹配，并播放匹配到的目标介绍内容。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述先利用文字识别技术识别所述参观节点的展板文字，再利用自然语言处理技术根据识别到的所述展板文字从预设的介绍内容数据库中进行匹配，包括：
先利用光学文字识别技术识别所述参观节点的展板文字，再利用文本语义匹配技术对识别到的文字从所述介绍内容数据库中进行匹配。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述建立所述目标参观场所的环境地图，包括：
利用激光SLAM技术，建立所述目标参观场所的环境建图。
5.一种基于云网端机器人的自主导览系统，其特征在于，所述系统包括：
环境建模模块，用于根据目标参观场所的参观路线，设计各个参观节点，建立所述目标参观场所的环境地图，所述环境地图能够覆盖到所有所述参观节点以及与所述参观节点连通的区域；
自主导航模块，还用于根据参观人员在所述环境地图中的当前位置以及参观人员选择的一系列目标参观节点，利用基于动态避障和路径规划技术生成所述参观人员的导览路线；
主题识别模块，用于在导览过程中自动识别展板主题；
语音交互模块，用于为所述参观人员播放所述导览路线所包含的各参观节点展板所对应的介绍内容。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述主题识别模块，用于在导览过程中自动识别展板主题，包括：
所述主题识别模块，用于先利用文字识别技术识别所述参观节点的展板文字，再利用自然语言处理技术根据识别到的所述展板文字从预设的介绍内容数据库中进行匹配。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述主题识别模块，用于先利用文字识别技术识别所述参观节点的展板文字，再利用自然语言处理技术根据识别到的所述展板文字从预设的介绍内容数据库中进行匹配，包括：
所述主题识别模块，用于先利用光学文字识别技术识别所述参观节点的展板文字，再利用文本语义匹配技术对识别到的文字从所述介绍内容数据库中进行匹配。
8.根据权利要求5至7任一项所述的系统，其特征在于，所述环境建模模块，用于建立所述目标参观场所的环境地图，包括：
所述环境建模模块，用于利用激光SLAM技术，建立所述目标参观场所的环境建图。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储单元，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，能使得所述一个或多个处理器实现根据权利要求1至4任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时能实现根据权利要求1至4任一项所述的方法。
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