CN207895660U - 仿人头像表情交流机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型申请公开了一种仿人头像表情交流机器人，涉及人机交互技术，摄像头，用来采集驾驶员人脸图像并传递给中央处理器；中央处理器，用于根据接收到的人脸图像按照预先存储的疲劳等级表启动人机交互模块工作；人机交互模块，包括分别与中央处理器信号连接的存储器、喇叭和显示屏；用来根据中央处理器传递的信号从存储器中按照预先存储的对话列表选取一组对话信息提醒用户。本实用新型能够有效减少驾驶员因为疲劳驾驶而引起的交通事故。

Description

仿人头像表情交流机器人

技术领域

本实用新型涉及人机交互领域，具体涉及一种仿人头像表情交流机器人。

背景技术

疲劳驾驶一直都是引起交通事故的主要原因之一。然而在这些因为疲劳驾驶引起的交通事故中，大部分的人是因为没有意识到自己疲劳驾驶而造成了惨痛的后果。长期单调的驾驶旅程，极易使人产生疲劳感。而人作为一种主观性极强的动物，往往不能客观正确地判定自己的疲劳情况，尤其是当人在疲劳状态下本身的判断能力也会有所下降时，更容易误判自己当前的疲劳情况。

为了减少人们因为疲劳驾驶而造成的交通事故，专利ZL 201510094772.0公开一种基于虹膜识别的防疲劳驾驶安全设备及其使用方法，该防疲劳驾驶安全设备包括虹膜采集单元、数据传输单元、数据处理单元和警示单元；虹膜采集单元用于实时采集驾驶员的虹膜特征；数据传输单元与虹膜采集单元连接，且其用于将虹膜采集单元采集到的驾驶员的虹膜特征传送至虹膜比对模块；数据处理单元与数据传输单元连接，且其用于将虹膜采集单元采集的驾驶员的虹膜特征与事先采集过特征点最大的虹膜信息模板进行比对，计算出百分比，并根据百分比判断驾驶员的疲劳程度；警示单元与数据处理单元连接，且其用于当将数据处理单元判断出驾驶员的疲劳程度时，根据疲劳的程度给驾驶员发出警示。

这种防疲劳安全设备虽然能够检测并提醒驾驶员其疲劳程度，但是其采用红膜识别，极大限制了防疲劳设备的适用性。红膜识别，必须要眼睛对准虹膜采集单元，才能使虹膜采集单元采集到眼睛内的虹膜信息，而眼睛面积较小又有眼睑和睫毛的遮挡，如果虹膜采集单元不是设置在眼睛的正前方，虹膜采集单元始终会存在不能采集到虹膜信息的死角，这使得形成的防疲劳设备始终存在着无法检测到的角度，极大地降低了防疲劳设备的适应性和准确性。而如果将虹膜采集单元安装到眼睛的正前方，除非使用相当高级的材料，否则无法对人的视线不造成影响，这使得整个防疲劳设备的成本显著提高。

鉴于此，申请人提出一种仿人头像表情交流机器人。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种能够检测并提醒驾驶员疲劳驾驶的仿人头像表情交流机器人。

为达到以上目的，采用如下方案：

本方案中的仿人头像表情交流机器人，包括：

摄像头，用来采集驾驶员人脸图像并传递给中央处理器；

中央处理器，用于根据接收到的人脸图像按照预先存储的疲劳等级表启动人机交互模块工作；

人机交互模块，包括分别与中央处理器信号连接的存储器、喇叭、显示屏和红外线测距仪以及用来带动显示屏转动的电机；人机交互模块，用来根据中央处理器传递的信号从存储器中按照预先存储的对话列表选取一组对话信息提醒用户；所述中央处理器内设置有用来限定驾驶员到人机交互模块距离的标准距离范围，当红外测距仪实际测得的距离超出标准距离范围时，中央处理器使电机带动显示屏转动。

原理及效果：

本实用新型通过摄像头，直接对驾驶员人脸图像进行采集，并将采集到的人脸图像发送给中央处理器，使中央处理器能够按照疲劳等级判定表判定出驾驶员的疲劳等级，中央处理器根据疲劳等级启动人机交互模块按照对应的疲劳等级对话列表启动对话。

本实用新型使驾驶员在即将进入到疲劳状态的时候，仿人头像表情交流机器人会自动开始与驾驶员进行对话交流，使驾驶员在对话过程中转移注意力，排遣疲劳感，阻止疲劳等级进一步加深进而带来不好效果。而本实用新型相比于红膜识别，运用人脸识别其采集面更大，对于人脸信息识别模块的安装位置要求更低，能够几乎无死角地完成对人脸信息的采集和识别。本实用新型的互动交流机器人形成一种拟人化的对话，在对话沟通过程中能够让驾驶员感到与人沟通交流的满足感，能够有效排遣疲劳感，使人身心感到愉悦，有助于驾驶员能够顺利完成驾驶旅程。

通过预设的标准距离范围，限定了驾驶员与人机交互模块之间的距离，即限定了驾驶员到机器人的距离，当红外测距仪测得的实际距离小于或者大于标准距离范围的时候，中央处理器让电机带动显示屏转动，调节显示屏到驾驶员之间的距离，直到实际距离在标准距离范围内时停止转动。这样能够使驾驶员在最佳距离上查看显示屏上的内容，更加方便进行人机交互沟通，增加驾驶员的沟通体验感。

进一步，还包括用来安装显示屏的转筒，所述电机和显示屏均安装在转筒上，电机带动转筒转动，所述转筒安装在驾驶台上。

转筒安装在驾驶台上，使其支撑的显示屏能够在播放应答图像的时候方便驾驶员查看。显示屏随着转筒转动，可以使驾驶员在不同的角度都能够清楚看到被转筒带动转动的显示屏。显示屏在播放应答图像的时候，驾驶员能够看到显示屏上显示出来的拟人化表情，使驾驶员在沟通过程中，与机器人之间不仅通过声音沟通还能通过拟人化的表情增加沟通的乐趣。

进一步，所述转筒的下方设置有用来安装转筒的底座。

转筒安装在底座上，底座安装在驾驶台上。

进一步，所述底座上设置有供转筒旋转的刻度盘，所述电机根据刻度盘上的刻度控制转筒的转动角度。

转筒的转动不是杂乱无章的，电机是根据客户盘上的刻度来控制转筒的每次转动，使转筒每次转动的角度是确定的，使转筒带动显示屏转动的角度是精确的，是适合驾驶员查看显示屏的。

进一步，所述摄像头设置在显示屏上。

摄像头设置在显示屏上，当显示屏转动的时候摄像头也一起转动，当人脸转动方向的时候，摄像头也对应转动方向，使摄像头能够无死角地拍摄下人脸图像。

进一步，所述转筒的顶端设置有用来安装显示屏和电机的安装盘。

电机和显示屏都安装在安装盘上，能够使其牢固连接。

进一步，所述红外线测距仪设置在安装盘上，红外线测距仪用来检测驾驶员距离安装盘的距离。

通过预设的标准距离范围，限定了驾驶员到安装盘的距离，即限定了驾驶员到机器人的距离，当红外测距仪测得的实际距离小于或者大于标准距离范围的时候，中央处理器让电机带动转筒转动，调节红外测距仪到驾驶员之间的距离，直到实际距离在标准距离范围内时停止转动。这样能够使驾驶员在最佳距离上与机器人进行交互沟通，增加驾驶员的沟通体验感。

附图说明

图1为本实用新型仿人头像表情交流机器人实施例的结构示意图。

具体实施方式

说明书附图中的附图标记包括：底座1、刻度盘2、转筒3、电机4、显示屏5、安装盘6。

如图1所示，仿人头像表情交流机器人，包括摄像头，用来采集驾驶员人脸图像并传递给中央处理器；

中央处理器，用于根据接收到的人脸图像按照预先存储的疲劳等级表启动人机交互模块工作；

人机交互模块，包括分别与中央处理器信号连接的电机4、存储器、拾音器、喇叭和显示屏5；用来根据中央处理器传递的信号从存储器中按照预先存储的对话列表选取一组对话信息将对话信息中的声音信息通过喇叭播放，将对话信息中的图像信息通过显示屏5播放。

用来对驾驶员的声音信号进行实时检测，当拾音器检测到驾驶员的声音信号时，将声音信号发送给语音提取模块，语音提取模块从声音信号中提取对应的语音信息发送给中央处理器；

中央处理器在接收到语音信息后，根据预先存储的对话列表，针对该语音信息输出应答信息给播放模块，使播放模块中的显示屏5显示应答图像，使播放模块中的喇叭响起应答声音。

对话列表中包括多组对话信息，每组对话信息都有若干个依次连接的问题和答案组成(即上一个问题的答案会引出下一个问题)，当中央处理器在接收到驾驶员的语音信息后，会从每组对话信息中寻找与该语音信息相同的问题或者答案，当该语音信息与某个问题或者答案重复的词语最多的时候，该语音信息与该问题或者答案相同，那么在该组对话信息中针对该问题或者答案的答案或者问题就成为该条语音信息的应对信息。每个问题和答案中不仅有问题图像和问题声音以及答案图像和答案声音，因此应答信息也有应答图像和应答声音，当播放模块在播放应答信息的时候，不仅有声音播出，还有图像同步在显示屏5上显示。这些问题图像和答案图像都是一些拟人化的表情图像，与其对应的问题和答案表述的信息一致，这就使得交互终端中的播放模块在播放对话列表中的应对信息时，不仅能说还有表情，使交互终端对于驾驶员的声音具有拟人化的反应，能够使驾驶员和交互终端产生对话沟通，转移驾驶员的视线，尽量减少疲劳带来的不良后果。

同时，仿人头像表情交流机器人还包括与中央处理器连接的用来检测人体温度的温度采集模块，温度采集模块就可以选用现在市面上售卖的温度传感器。中央处理器内预设有体温疲劳对应表，体温疲劳对应表内包括不同体温以及一一对应的疲劳程度。通过温度传感器检测的体温进一步判断驾驶员的疲劳程度，提醒驾驶员做相应的调节，避免疲劳驾驶。

显示屏5及显示屏5上的摄像头安装在转筒3的上的安装盘6上。转筒3的顶端设置有用来安装显示屏5和电机4的安装盘6。安装盘6上安装有用来检测驾驶员距离安装盘6距离的红外测距仪，所述红外测距仪与中央处理器信号连接；所述中央处理器内设置有用来限定驾驶员到安装盘6距离的标准距离范围，当红外测距仪实际测得的距离超出标准距离范围时，中央处理器使电机4带动转筒3转动。拾音器和喇叭也设置在显示屏5上。显示屏5既是显示应答图像，向驾驶员反馈机器人表情的载体，也是用来拾取驾驶员声音的载体，使整个机器人更像一个能说能听有表情的真正的人。

摄像头设置在显示屏5上，当显示屏5转动的时候摄像头也一起转动，当人脸转动方向的时候，摄像头也对应转动方向，使摄像头能够无死角地拍摄下人脸图像。电机4和显示屏5都安装在安装盘6上，能够使其牢固连接。

通过预设的标准距离范围，限定了驾驶员到安装盘6的距离，即限定了驾驶员到机器人的距离，当红外测距仪测得的实际距离小于或者大于标准距离范围的时候，中央处理器让电机4带动转筒3转动，调节红外测距仪到驾驶员之间的距离，直到实际距离在标准距离范围内时停止转动。这样能够使驾驶员在最佳距离上与机器人进行交互沟通，增加驾驶员的沟通体验感。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型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 (7)

1.仿人头像表情交流机器人，其特征在于：包括：

摄像头，用来采集驾驶员人脸图像并传递给中央处理器；

中央处理器，用于根据接收到的人脸图像按照预先存储的疲劳等级表启动人机交互模块工作；

人机交互模块，包括分别与中央处理器信号连接的存储器、喇叭、显示屏和红外线测距仪以及用来带动显示屏转动的电机；人机交互模块，用来根据中央处理器传递的信号从存储器中按照预先存储的对话列表选取一组对话信息提醒用户；所述中央处理器内设置有用来限定驾驶员到人机交互模块距离的标准距离范围，当红外测距仪实际测得的距离超出标准距离范围时，中央处理器使电机带动显示屏转动。

2.根据权利要求1所述的仿人头像表情交流机器人，其特征在于：还包括用来安装显示屏的转筒，所述电机和显示屏均安装在转筒上，电机带动转筒转动，所述转筒安装在驾驶台上。

3.根据权利要求2所述的仿人头像表情交流机器人，其特征在于：所述转筒的下方设置有用来安装转筒的底座。

4.根据权利要求3所述的仿人头像表情交流机器人，其特征在于：所述底座上设置有供转筒旋转的刻度盘，所述电机根据刻度盘上的刻度控制转筒的转动角度。

5.根据权利要求2所述的仿人头像表情交流机器人，其特征在于：所述摄像头设置在显示屏上。

6.根据权利要求2所述的仿人头像表情交流机器人，其特征在于：所述转筒的顶端设置有用来安装显示屏和电机的安装盘。

7.根据权利要求6所述的仿人头像表情交流机器人，其特征在于：所述红外线测距仪设置在安装盘上，红外线测距仪用来检测驾驶员距离安装盘的距离。