CN206906843U - 机器人的控制装置及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机器人的控制装置及机器人。其中，该机器人的控制装置包括：数据采集系统，用于采集用户信息，用户信息包括用户的行为信息和/或情绪信息；处理器，与数据采集系统连接，用于从预存的交互指令表中筛选行为信息和/或情绪信息对应的交互指令；执行模块，与处理器连接，用于按照接收得到的交互指令执行交互动作。本实用新型解决了由于大多机器人按照预设指令进行简单动作造成的机器人功能单一的技术问题。

Description

机器人的控制装置及机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人控制领域，具体而言，涉及一种机器人的控制装置及机器人。

背景技术

随着社会需求发展，人们期望机器人具有情绪行为感知能力，使机器人不再是一种工具，而是人们生活工作中的伙伴，能够理解人类情感，并能做出智能、友好反应。目前，具有情绪行为感知能力的机器人较少，大多机器人基本都是按照事先所预设的指令进行简单的动作。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种机器人的控制装置及机器人，以至少解决由于大多机器人按照预设指令进行简单动作造成的机器人功能单一的技术问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种机器人的控制装置，包括：数据采集系统，用于采集用户信息，上述用户信息包括用户的行为信息和/或情绪信息；处理器，与上述数据采集系统连接，用于从预存的交互指令表中筛选上述行为信息和/或上述情绪信息对应的交互指令；执行模块，与上述处理器连接，用于按照接收得到的上述交互指令执行交互动作。

可选地，上述数据采集系统包括以下至少之一：人脸识别模块、语音识别模块、手势识别模块、触觉识别模块；其中，上述人脸识别模块，用于依据采集到的人脸的面部信息确定上述情绪信息；上述语音识别模块，用于依据采集到的上述用户的语音信号确定上述情绪信息；上述手势识别模块，用于采集用户的手势指令；上述触觉识别模块，用于依据采集到的上述用户的触摸信息确定上述情绪信息；其中，上述行为信息包括以下至少之一：上述人脸的面部信息、上述语音信号、上述手势指令、上述触摸信息。

可选地，上述人脸识别模块包括人脸采集单元和面部信息查找单元；其中，上述人脸采集单元，用于将采集到的上述人脸的面部信息传输至上述面部信息查找单元；上述面部信息查找单元，与上述人脸采集单元连接，用于通过预设情绪信息表查找上述人脸的面部信息对应的上述情绪信息；上述语音识别模块包括语音输入单元、语音识别单元和语音信息查找单元；其中，上述语音输入单元，用于将采集到的上述语音信号传输至上述语音识别单元；上述语音识别单元，与上述语音输入单元连接，用于依据上述语音信号，获取上述语音信号在时间、振幅、基频维度上的特征分布规律；上述语音信息查找单元，与上述语音识别单元连接，用于通过上述预设情绪信息表查找上述特征分布规律对应的上述情绪信息；上述触觉识别模块包括传感单元和触摸信息查找单元；其中，上述传感单元，用于将采集到的上述触摸信息传输至上述触摸信息查找单元；上述触摸信息查找单元，与上述传感单元连接，用于通过上述预设情绪信息表查找上述触摸信息包含的触摸力度和/或触摸振幅对应的上述情绪信息。

可选地，上述人脸识别模块包括以下至少之一：摄像头、距离传感器、颜色传感器；上述语音识别模块包括以下至少之一：咪头、语音识别传感器；上述手势识别模块包括以下至少之一：摄像头、雷达传感器；上述触觉识别模块包括以下至少之一：接近觉传感器、接触觉传感器、滑觉传感器。

可选地，上述处理器包括主控模块、滤波融合模块和决策模块；其中，上述主控模块，用于读取上述用户信息并传输至上述滤波融合模块；上述滤波融合模块，与上述主控模块连接，用于对上述用户信息进行滤波融合处理并将处理结果传输至上述决策模块；上述决策模块，与上述滤波融合模块连接，用于从上述预存的交互指令表中筛选出上述处理结果对应的上述交互指令。

可选地，上述处理器还包括：通信模块，与上述滤波融合模块、上述决策模块连接，用于将来自上述滤波融合模块的上述处理结果转发至上述决策模块。

可选地，上述执行模块包括以下之一：肢体电机、语音设备。

可选地，上述主控模块，还用于将读取到的上述交互指令转化为上述肢体电机的角度并输出至上述肢体电机；和/或，上述主控模块，还用于提取上述交互指令所包含的语音信息并输出至上述语音设备。

根据本实用新型实施例的另一方面，还提供了一种机器人，包括：具有上述任意特征的机器人的控制装置。

可选地，上述机器人包括以下至少之一：双足机器人、多足机器人、轮式机器人、履带式机器人。

在本实用新型实施例中，采用数据采集系统采集用户信息；处理器从预存的交互指令表中筛选行为信息和/或情绪信息对应的交互指令；执行模块按照接收得到的交互指令执行交互动作的方式，通过采集不同类别的用户信息，依据用户信息来确定交互指令，执行交互动作，达到了机器人识别多种类别的用户信息并反馈的目的，从而实现了机器人功能多元化、提升用户体验感的技术效果，进而解决了由于大多机器人按照预设指令进行简单动作造成的机器人功能单一的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的一种可选的机器人的控制装置的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的另一种可选的机器人的控制装置的结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例的一种可选的人脸识别模块的结构示意图；

图4是根据本实用新型实施例的一种可选的语音识别模块的结构示意图；

图5是根据本实用新型实施例的一种可选的触觉识别模块的结构示意图；

图6是根据本实用新型实施例的又一种可选的机器人的控制装置的结构示意图；

图7是根据本实用新型实施例的又一种可选的机器人的控制装置的结构示意图；

图8是根据本实用新型实施例的又一种可选的机器人的控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本实用新型实施例，提供了一种机器人的控制装置实施例，图1是根据本实用新型实施例的机器人的控制装置，如图1所示，该机器人的控制装置包括：数据采集系统102、处理器104以及执行模块106。

数据采集系统102，用于采集用户信息，用户信息包括用户的行为信息和/或情绪信息；处理器104，与数据采集系统102连接，用于从预存的交互指令表中筛选行为信息和/或情绪信息对应的交互指令；执行模块106，与处理器104连接，用于按照接收得到的交互指令执行交互动作。

通过上述机器人的控制装置，可以通过数据采集系统102采集不同类别的用户信息，处理器104从预存的交互指令表中筛选行为信息和/或情绪信息对应的交互指令，执行模块106按照接收得到的交互指令执行交互动作，达到了机器人识别多种类别的用户信息并反馈的目的，从而实现了机器人功能多元化、提升用户体验感的技术效果，进而解决了由于大多机器人按照预设指令进行简单动作造成的机器人功能单一的技术问题。

可选地，行为信息可以指用户的面部表情、身体特征、交流时的语音的音调、触觉力的大小和振幅情况以及手势的操作，情绪信息可以指喜怒哀乐等情绪。

本实施例提供的机器人的控制装置，可以根据用户的行为信息和/或情绪信息，识别用户的意图，根据用户情绪和意图识别的结果进行智能控制决策，控制执行模块106完成肢体动作和语音交互，更加充分地理解用户的意图，了解其心理变化，满足对用户进行情感陪护的功能要求，更好的融入小孩、老人等使用者的生活。

作为一种可选的实施方式，如图2所示，数据采集系统包括以下至少之一：人脸识别模块1020、语音识别模块1022、手势识别模块1024、触觉识别模块1026。

其中，人脸识别模块1020，用于依据采集到的人脸的面部信息确定情绪信息；语音识别模块1022，用于依据采集到的用户的语音信号确定情绪信息；手势识别模块1024，用于采集用户的手势指令；触觉识别模块1026，用于依据采集到的用户的触摸信息确定情绪信息，其中，行为信息包括以下至少之一：人脸的面部信息、语音信号、手势指令、触摸信息。

可选地，人脸识别模块1020主要用于进行人脸的面部识别，建立人脸的面部图像档案，判定用户的性格特征，并根据采集到的人脸的表情，判定用户的喜怒哀乐等情绪信息。

可选地，语音识别模块1022主要用于识别用户的语音指令，并根据不同语音声调产生的语音信号在它的时间构造、振幅构造、基频构造等特征方面的特定分布规律，测算识别出语音声调中不同情绪信息。

可选地，手势识别模块1024主要用于识别用户的手势指令，根据用户的手势指令与用户进行交互。

可选地，触觉识别模块1026主要用于根据用户接触到传感器的力度、接触过程中的震动情况等，识别出用户接触到机器人时的情绪信息。

进一步可选地，人脸识别模块1020包括以下至少之一：摄像头、距离传感器、颜色传感器；语音识别模块1022包括以下至少之一：咪头、语音识别传感器；手势识别模块1024包括以下至少之一：摄像头、雷达传感器；触觉识别模块1026包括以下至少之一：接近觉传感器、接触觉传感器、滑觉传感器。

其中，距离传感器是利用飞行时间法(flying time)的原理来以检测物体的距离的一种传感器；颜色传感器是通过将物体颜色同前面已经示教过的参考颜色进行比较来检测颜色的一种传感器；咪头，是将声音信号转换为电信号的能量转换器件；接近觉传感器，可以感知机器人与周围障碍物的接近程度；接触觉传感器(touch sensor)，是指用来判断机器人是否接触物体的测量传感器；滑觉传感器是一种用来检测机器人与抓握对象间滑移程度的传感器。

作为一种可选的实施方式，如图3所示，人脸识别模块1020包括人脸采集单元302和面部信息查找单元304。

其中，人脸采集单元302，用于将采集到的人脸的面部信息传输至面部信息查找单元304；面部信息查找单元304，与人脸采集单元302连接，用于通过预设情绪信息表查找人脸的面部信息对应的情绪信息。

本实施例的人脸识别模块1020，面部信息查找单元304可以根据人脸采集单元302采集到的人脸的面部信息查找用户的喜怒哀乐等情绪信息，达到了识别多种类别的用户信息的目的，从而实现了机器人功能多元化、提升用户体验感的技术效果。

作为一种可选的实施方式，如图4所示，语音识别模块1022包括语音输入单元402、语音识别单元404和语音信息查找单元406。

其中，语音输入单元402，用于将采集到的语音信号传输至语音识别单元404；语音识别单元404，与语音输入单元402连接，用于依据语音信号，获取语音信号在时间、振幅、基频维度上的特征分布规律；语音信息查找单元406，与语音识别单元404连接，用于通过预设情绪信息表查找特征分布规律对应的情绪信息。

本实施例的语音识别模块1022，语音识别单元404可以根据语音输入单元402采集到的用户的语音信号得到获取语音信号在时间、振幅、基频维度上的特征分布规律，语音信息查找单元406根据特征分布规律查找用户的喜怒哀乐等情绪信息，达到了识别多种类别的用户信息的目的，从而实现了机器人功能多元化、提升用户体验感的技术效果。

作为一种可选的实施方式，如图5所示，触觉识别模块1026包括传感单元502和触摸信息查找单元504。

其中，传感单元502，用于将采集到的触摸信息传输至触摸信息查找单元504；触摸信息查找单元504，与传感单元502连接，用于通过预设情绪信息表查找触摸信息包含的触摸力度和/或触摸振幅对应的情绪信息。

本实施例的触觉识别模块1026，触摸信息查找单元504可以根据传感单元502采集到的用户的触摸力度和/或触摸振幅查找用户的喜怒哀乐等情绪信息，达到了识别多种类别的用户信息的目的，从而实现了机器人功能多元化、提升用户体验感的技术效果。

作为一种可选的实施方式，如图6所示，处理器104包括主控模块1040、滤波融合模块1042和决策模块1044。

其中，主控模块1040，用于读取用户信息并传输至滤波融合模块1042；滤波融合模块1042，与主控模块1040连接，用于对用户信息进行滤波融合处理并将处理结果传输至决策模块1044；决策模块1044，与滤波融合模块1042连接，用于从预存的交互指令表中筛选出处理结果对应的交互指令。

可选地，滤波融合模块1042主要负责将各个模块采集的数据应用卡尔曼滤波算法、加权平均融合输出到决策模块1044；决策模块1044依据决策模型综合判定用户的情绪以及操作意图，确定交互指令，其中，决策模型主要应用贝叶斯估计、统计决策理论、概率论方法、模糊逻辑推理等。

本实用新型实施例提供的机器人的控制装置，利用面部表情、身体特征、交流时的语音的音调、触觉力的大小和振幅情况以及手势的操作等行为信息，来识别测算出用户的情绪信息，进而根据用户行为信息和情绪信决策，控制机器人相应的执行模块完成肢体动作和语音交互。从而可以使机器人更加充分地理解用户的意图，了解其心理变化，满足对用户进行情感陪护的功能要求，更好的融入小孩、老人等使用者的生活。

可选地，主控模块包括以下至少之一：中央处理器、操作系统、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、输入/输出I/O接口、通用串行总线USB口、全双工通用同步异步串行收发USART串口。

可选地，滤波融合处理包括卡尔曼滤波算法、加权平均融合。

可选地，决策模型包括以下至少之一：贝叶斯估计、统计决策理论、概率论方法、模糊逻辑推理。

作为一种可选的实施方式，仍如图6所示，处理器104还包括：通信模块1046。

通信模块1046，与滤波融合模块1042、决策模块1044连接，用于将来自滤波融合模块1042的处理结果转发至决策模块1044。

可选地，通信模块1046包括以下至少之一：WIFI、串口、蓝牙、红外。

本实施例的通信模块1046主要用于将采集到的数据发送到决策模块1044，以便决策模块1044进行数据处理；主要通信方式包括但不限于WIFI传输，串口传输、蓝牙传输、红外传输等，可以根据收发数据的大小以及安全性能要求选择合适的传输方式。这样，决策模块1044可以设置在云端，实现远程控制。

作为一种可选的实施方式，如图7所示，执行模块106包括以下之一：肢体电机1060、语音设备1062。

可选地，主控模块1040，还用于将读取到的交互指令转化为肢体电机1060的角度并输出至肢体电机1060；和/或，主控模块1040，还用于提取交互指令所包含的语音信息并输出至语音设备1062。

执行模块(电机、喇叭、发音)主要执行决策模块1044输出的交互指令。

本实施例提供的机器人的控制装置，主控模块1040作为核心模块，负责与其它模块进行通信，实时读取各个模块的数据。各个模块采集的数据通过滤波融合模块1042进行卡尔曼滤波、融合打包，再经由通信模块1046发送到决策模块1044。决策模块1044依据决策模型综合判定用户的情绪以及操作意图,得出对应的交互指令。主控模块1040将对应的交互指令分解为肢体电机1060的角度输出到各个肢体电机，完成走动或一些手势动作，并提取交互指令所包含的语音信息并输出至语音设备1062。从而实现通过识别出的用户的情绪状态可进行相应的安慰、鼓励等语音的情感表达的目的。

实施例2

根据本实用新型实施例，提供了一种机器人，包括：具有上述任意特征的机器人的控制装置。

可选地，机器人包括以下至少之一：双足机器人、多足(三足或三足以上)机器人、轮式机器人、履带式机器人。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

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

Claims (10)

1.一种机器人的控制装置，其特征在于，包括：

数据采集系统，用于采集用户信息，所述用户信息包括用户的行为信息和/或情绪信息；

处理器，与所述数据采集系统连接，用于从预存的交互指令表中筛选所述行为信息和/或所述情绪信息对应的交互指令；

执行模块，与所述处理器连接，用于按照接收得到的所述交互指令执行交互动作。

2.根据权利要求1所述的机器人的控制装置，其特征在于，所述数据采集系统包括以下至少之一：人脸识别模块、语音识别模块、手势识别模块、触觉识别模块；其中，

所述人脸识别模块，用于依据采集到的人脸的面部信息确定所述情绪信息；

所述语音识别模块，用于依据采集到的所述用户的语音信号确定所述情绪信息；

所述手势识别模块，用于采集所述用户的手势指令；

所述触觉识别模块，用于依据采集到的所述用户的触摸信息确定所述情绪信息；

其中，所述行为信息包括以下至少之一：所述人脸的面部信息、所述语音信号、所述手势指令、所述触摸信息。

3.根据权利要求2所述的机器人的控制装置，其特征在于，

所述人脸识别模块包括人脸采集单元和面部信息查找单元；其中，所述人脸采集单元，用于将采集到的所述人脸的面部信息传输至所述面部信息查找单元；所述面部信息查找单元，与所述人脸采集单元连接，用于通过预设情绪信息表查找所述人脸的面部信息对应的所述情绪信息；

所述语音识别模块包括语音输入单元、语音识别单元和语音信息查找单元；其中，所述语音输入单元，用于将采集到的所述语音信号传输至所述语音识别单元；所述语音识别单元，与所述语音输入单元连接，用于依据所述语音信号，获取所述语音信号在时间、振幅、基频维度上的特征分布规律；所述语音信息查找单元，与所述语音识别单元连接，用于通过所述预设情绪信息表查找所述特征分布规律对应的所述情绪信息；

所述触觉识别模块包括传感单元和触摸信息查找单元；其中，所述传感单元，用于将采集到的所述触摸信息传输至所述触摸信息查找单元；所述触摸信息查找单元，与所述传感单元连接，用于通过所述预设情绪信息表查找所述触摸信息包含的触摸力度和/或触摸振幅对应的所述情绪信息。

4.根据权利要求2或3所述的机器人的控制装置，其特征在于，

所述人脸识别模块包括以下至少之一：摄像头、距离传感器、颜色传感器；

所述语音识别模块包括以下至少之一：咪头、语音识别传感器；

所述手势识别模块包括以下至少之一：摄像头、雷达传感器；

所述触觉识别模块包括以下至少之一：接近觉传感器、接触觉传感器、滑觉传感器。

5.根据权利要求1所述的机器人的控制装置，其特征在于，所述处理器包括主控模块、滤波融合模块和决策模块；其中，

所述主控模块，用于读取所述用户信息并传输至所述滤波融合模块；

所述滤波融合模块，与所述主控模块连接，用于对所述用户信息进行滤波融合处理并将处理结果传输至所述决策模块；

所述决策模块，与所述滤波融合模块连接，用于从所述预存的交互指令表中筛选出所述处理结果对应的所述交互指令。

6.根据权利要求5所述的机器人的控制装置，其特征在于，所述处理器还包括：

通信模块，与所述滤波融合模块、所述决策模块连接，用于将来自所述滤波融合模块的所述处理结果转发至所述决策模块。

7.根据权利要求5所述的机器人的控制装置，其特征在于，所述执行模块包括以下之一：肢体电机、语音设备。

8.根据权利要求7所述的机器人的控制装置，其特征在于，

所述主控模块，还用于将读取到的所述交互指令转化为所述肢体电机的角度并输出至所述肢体电机；

和/或，

所述主控模块，还用于提取所述交互指令所包含的语音信息并输出至所述语音设备。

9.一种机器人，其特征在于，包括：如权利要求1至8中任一项所述的机器人的控制装置。

10.根据权利要求9所述的机器人，其特征在于，所述机器人包括以下至少之一：双足机器人、多足机器人、轮式机器人、履带式机器人。