TW201719309A - 機器人活躍程度智能控制系統及方法 - Google Patents

Abstract

本發明涉及機器人技術領域，具體涉及一種智能控制系統及方法。一種機器人活躍程度智能控制方法，包括以下步驟，步驟1，採集外界環境狀態參數；步驟2，對外界環境的狀態進行分類並建立與機器人活躍等級之間的對應關係；步驟3，依據外界環境狀態參數匹配對應的機器人活躍等級；步驟4，依據機器人活躍等級調整機器人活躍度使之與環境狀態相匹配。本發明的機器人具有自動調節功能，可以實現機器人活躍程度的智能控制，使得調節的條件和人的生理變化特點一致，使機器人的行爲呈現出一個自然人的生理特徵，即使得機器人隨著外界環境如光線亮暗變化，其活躍程度也會發生相應的變化。

Description

機器人活躍程度智能控制系統及方法

本發明涉及機器人技術領域，具體涉及一種智能控制系統及方法。

動態電壓頻率調整（DVFS ，Dynamic Voltage Frequency Scaling）技術是根據晶片所運行的應用程序對計算能力的不同需要，動態調節晶片的運行頻率和電壓，這在一般的計算機系統中非常實用，但是在機器人領域，特別是伴侶型機器人領域則存在很大的不足，人們希望機器人能夠根據需要有更人性化的表現，動態電壓頻率調整技術無法實現人的這種需要，因爲動態電壓頻率調整技術只是根據系統的負載决定中央處理晶片（CPU，Central Processing Unit）的運行速度，沒有考慮到人的自然反應因素。

本發明的目的在於，提供一種機器人活躍程度智能控制系統，解决以上技術問題；

本發明的目的還在於，提供一種機器人活躍程度智能方法，解决以上技術問題。

本發明所解决的技術問題可以採用以下技術方案來實現：

機器人活躍程度智能控制系統，其中，應用於機器人，包括，

環境感測器，用於感知外界環境狀態參數；

分類裝置，對所述外界環境狀態進行分類並建立與機器人活躍等級之間的對應關係；

匹配裝置，與所述環境感測器和所述分類裝置連接，依據所述外界環境狀態參數匹配對應的機器人活躍等級；

中央處理器，與所述存儲裝置和所述匹配裝置連接，依據所述機器人活躍等級調整機器人活躍度使之與環境狀態相匹配。

本發明的機器人活躍程度智能控制系統，所述環境感測器採用攝像頭或光線感測器，用於感知外界環境亮度。

本發明的機器人活躍程度智能控制系統，所述分類裝置依據外界環境亮度劃分亮度等級，並建立所述亮度等級與機器人活躍等級之間的對應關係。

本發明的機器人活躍程度智能控制系統，所述中央處理器連接音頻播放裝置，所述機器人活躍度表現爲機器人發音的音速和/或音調的高低，通過調整所述音頻播放裝置的音速和/或音調使之與所述環境狀態相匹配。

本發明的機器人活躍程度智能控制系統，所述中央處理器連接顯示裝置，所述機器人活躍度表現爲顯示的圖形圖像的鮮艶程度，通過調整所述顯示裝置的顯示參數使之與所述環境狀態相匹配。

本發明的機器人活躍程度智能控制系統，所述中央處理器連接反饋裝置，所述機器人活躍度表現爲反饋速度，通過調整所述反饋裝置的反饋速度使之與所述環境狀態相匹配。

本發明的機器人活躍程度智能控制系統，包括存儲裝置，與所述分類裝置連接，用於存儲所述對應關係。

本發明還提供一種機器人活躍程度智能控制方法，應用於上述的機器人活躍程度智能控制系統，包括以下步驟，

步驟1，採集外界環境狀態參數；

步驟2，對所述外界環境的狀態進行分類並建立與機器人活躍等級之間的對應關係；

步驟3，依據所述外界環境狀態參數匹配對應的機器人活躍等級；

步驟4，依據所述機器人活躍等級調整機器人活躍度使之與環境狀態相匹配。

本發明的機器人活躍程度智能控制方法，步驟4中，通過調整一音頻播放裝置的音速和/或音調使之與所述環境狀態相匹配或通過調整一顯示裝置的顯示參數使之與所述環境狀態相匹配。

本發明的機器人活躍程度智能控制方法，步驟4中通過調整機器人的反饋速度使之與所述環境狀態相匹配，或通過調整中央處理器的運行速度使之與所述環境狀態相匹配。

有益效果：由於採用以上技術方案，本發明的機器人具有自動調節功能，可以實現機器人活躍程度的智能控制，使得調節的條件和人的生理變化特點一致，使機器人的行爲呈現出一個自然人的生理特徵，即使得機器人隨著外界環境如光線亮暗變化，其活躍程度也會發生相應的變化。

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

需要說明的是，在不衝突的情况下，本發明中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，但不作爲本發明的限定。

現有技術的動態電壓頻率調整技術的流程如圖1所示，具體包括以下步驟：採集與系統負載有關的信號，計算當前的系統負載；根據系統的當前負載，預測系統在下一時間段需要的性能；將預測的性能轉換成需要的頻率，從而調整晶片的頻率設置；根據新的頻率計算相應的電壓，通知電源管理模塊調整給中央處理器的電壓。動態電壓頻率調整技術既是一種節能技術，也是一種調整中央處理器活躍程度的技術。對系統下一時間段所需性能的預測算法是動態電壓頻率調整技術的關鍵。目前該技術在中央處理器上已經獲得普遍應用，從而達到節能的目的。降低頻率可以降低功率，但是單純地降低頻率並不能節省能量，只有在降低頻率的同時降低電壓，才能真正地降低能量的消耗。 目前許多高性能晶片支持動態電壓頻率調整技術。但是針對人們希望機器人能夠根據情况自適應調整，比如，一般人在白天精力比較旺盛，希望自己的機器人能以歡快的聲音和快速的反應速度和自己交互。在晚上，人進入休息狀態，希望自己的機器人以溫和的聲音和較緩慢的速度和自己交流的需求。現有技術無法實現人的這種需要，上述的動態電壓頻率調整技術因爲只是根據系統的負載决定中央處理器的運行速度，沒有考慮到人的自然反應因素。

本發明提供一種機器人活躍程度智能控制系統，參照圖2、圖3、圖4，應用於機器人，包括，

環境感測器11，用於感知外界環境狀態參數；

分類裝置12，對外界環境狀態進行分類並建立與機器人活躍等級之間的對應關係；

匹配裝置13，與環境感測器11和分類裝置12連接，依據外界環境狀態參數匹配對應的機器人活躍等級；

中央處理器10，與存儲裝置和匹配裝置13連接，依據機器人活躍等級調整機器人活躍度使之與環境狀態相匹配。

本發明的機器人活躍程度智能控制系統，環境感測器11可以採用攝像頭或光線感測器，光線感測器也稱光感測器111，用於感知外界環境亮度。

本發明的機器人活躍程度智能控制系統，分類裝置12依據外界環境亮度劃分亮度等級，並建立亮度等級與機器人活躍等級之間的對應關係。

本發明的機器人活躍程度智能控制系統，中央處理器10可以連接音頻播放裝置15，機器人活躍度表現爲機器人發音的音速和/或音調的高低，通過調整音頻播放裝置15的音速和/或音調使之與環境狀態相匹配。如圖4所示，通過調整喇叭的音量高低實現與環境狀態相匹配。

本發明的機器人活躍程度智能控制系統，中央處理器10可以連接顯示裝置16，機器人活躍度表現爲顯示的圖形圖像的鮮艶程度，通過調整顯示裝置16的顯示參數使之與環境狀態相匹配。

本發明的機器人活躍程度智能控制系統，中央處理器10連接反饋裝置，機器人活躍度表現爲反饋速度，通過調整反饋裝置的反饋速度使之與環境狀態相匹配。

本發明的機器人活躍程度智能控制系統，還包括存儲裝置，與分類裝置12連接，用於存儲對應關係。

本發明還提供一種機器人活躍程度智能控制方法，應用於上述的機器人活躍程度智能控制系統，包括以下步驟，

步驟1，採集外界環境狀態參數；

步驟2，對外界環境的狀態進行分類並建立與機器人活躍等級之間的對應關係；

步驟3，依據外界環境狀態參數匹配對應的機器人活躍等級；

步驟4，依據機器人活躍等級調整機器人活躍度使之與環境狀態相匹配。

本發明的機器人活躍程度智能控制方法，步驟4中，通過調整一音頻播放裝置的音速和/或音調使之與環境狀態相匹配或通過調整一顯示裝置的顯示參數使之與環境狀態相匹配。

本發明的機器人活躍程度智能控制方法，步驟4中通過調整機器人的反饋速度使之與環境狀態相匹配，或通過調整中央處理器的運行速度使之與環境狀態相匹配。

本發明可以具體實施如下：

首先，定義周圍環境亮度的等級。比如線性的將人平時生活環境的亮度劃分爲A1，A2，……，An個等級，從A1到An亮度遞减。相應的，光線感測器採集到的亮度等級劃分爲B1，B2，……，Bn，亮度從B1到Bn遞减。機器人活躍等級劃分爲C1，C2，……，Cn，其活躍程度從C1到Cn遞减。根據這些等級劃分，我們可以建立如表1所示的機器人活躍等級表，把周圍環境亮度和機器人活躍程度的等級建立起對應關係： 表1

系統開始工作的時候，首先通過光線感測器獲取當前環境的亮度等級。然後查找機器人活躍等級表，獲得對應的機器人活躍等級，最後設置機器人活躍等級。

機器人活躍等級表的建立並不局限於線性關係，比如當自然人在環境亮度很大的情况下，其活躍程度可能會出現降低的情况。爲了更好的讓機器人反應自然人的這一特點，也可以以非線性關係制定機器人活躍等級表。比如機器人活躍等級C1等級對應環境亮度An。這樣機器人活躍等級和環境亮度就有更靈活的對應關係，適應更複雜的應用場景。

本發明可以使機器人和周圍環境建立聯繫，使機器人具有人的生理特點。在白天、或者燈光比較亮的情况下，表現得活躍、靈活和興奮。在黑夜、或者燈光比較暗的情况下，表現的比較溫和、緩慢和遲鈍。像自然人一樣具有“日出而作，日落而息”的特性。

本發明應用在伴侶機器人上，會使伴侶機器人更有人味，像真人一樣陪伴用戶，通過感知環境亮度控制機器人的音量是本發明的一個具體應用實例。該應用的內部結構圖如圖4所示，光感測器，喇叭，CPU構成該系統的主要功能單元，首先CPU通過光感測器採集環境亮度，然後查找表2的機器人音量等級表： 表2

獲得對應的機器人音量等級，最後中央處理器設置系統的音量等級。

本發明的機器人具有自動調節功能，可以實現機器人活躍程度的智能控制，使得調節的條件和人的生理變化特點一致，使機器人的行爲呈現出一個自然人的生理特徵，即使得機器人隨著外界環境如光線亮暗變化，其活躍程度也會發生相應的變化。機器人的活躍程度，包括但不限於以下幾個方面：（1）中央處理器運行速度，（2）機器人收到一個指令後，對使用人的反饋速度，（3）如果以語音反饋，語音的音速和音調的高低，（4）如果以圖形圖像形式反饋，圖形圖像的鮮艶程度等。

以上所述僅爲本發明較佳的實施例，並非因此限制本發明的實施方式及保護範圍，對於本領域技術人員而言，應當能夠意識到凡運用本發明說明書及圖示內容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應當包含在本發明的保護範圍內。

10‧‧‧中央處理器
11‧‧‧環境感測器
111‧‧‧光感測器
12‧‧‧分類裝置
13‧‧‧匹配裝置
15‧‧‧音頻播放裝置
16‧‧‧顯示裝置
1-4‧‧‧步驟

圖1爲現有技術的動態電壓頻率調整技術的流程圖； 圖2爲本發明的系統結構示意圖； 圖3爲本發明的系統應用示意圖； 圖4爲本發明的系統應用示意圖； 圖5爲本發明的方法流程示意圖。

1-4‧‧‧步驟

Claims (10)

1. 機器人活躍程度智能控制系統，應用於機器人，包括， 環境感測器，用於感知外界環境狀態參數； 分類裝置，對所述外界環境狀態進行分類並建立與機器人活躍等級之間的對應關係； 匹配裝置，與所述環境感測器和所述分類裝置連接，依據所述外界環境狀態參數匹配對應的機器人活躍等級； 中央處理器，與所述存儲裝置和所述匹配裝置連接，依據所述機器人活躍等級調整機器人活躍度使之與環境狀態相匹配。
2. 根據申請專利範圍第1項所述的機器人活躍程度智能控制系統，所述環境感測器採用攝像頭或光線感測器，用於感知外界環境亮度。
3. 根據申請專利範圍第1項所述的機器人活躍程度智能控制系統，所述分類裝置依據外界環境亮度劃分亮度等級，並建立所述亮度等級與機器人活躍等級之間的對應關係。
4. 根據申請專利範圍第1項所述的機器人活躍程度智能控制系統，所述中央處理器連接音頻播放裝置，所述機器人活躍度表現爲機器人發音的音速和/或音調的高低，通過調整所述音頻播放裝置的音速和/或音調使之與所述環境狀態相匹配。
5. 根據申請專利範圍第1項所述的機器人活躍程度智能控制系統，所述中央處理器連接顯示裝置，所述機器人活躍度表現爲顯示的圖形圖像的鮮艶程度，通過調整所述顯示裝置的顯示參數使之與所述環境狀態相匹配。
6. 根據申請專利範圍第1項所述的機器人活躍程度智能控制系統，所述中央處理器連接反饋裝置，所述機器人活躍度表現爲反饋速度，通過調整所述反饋裝置的反饋速度使之與所述環境狀態相匹配。
7. 根據申請專利範圍第3項所述的機器人活躍程度智能控制系統，包括存儲裝置，與所述分類裝置連接，用於存儲所述對應關係。
8. 機器人活躍程度智能控制方法，應用於申請專利範圍第1至7項中任意一項所述的機器人活躍程度智能控制系統，包括以下步驟， 步驟1，採集外界環境狀態參數； 步驟2，對所述外界環境的狀態進行分類並建立與機器人活躍等級之間的對應關係； 步驟3，依據所述外界環境狀態參數匹配對應的機器人活躍等級； 步驟4，依據所述機器人活躍等級調整機器人活躍度使之與環境狀態相匹配。
9. 根據申請專利範圍第8項所述的機器人活躍程度智能控制方法，步驟4中，通過調整一音頻播放裝置的音速和/或音調使之與所述環境狀態相匹配或通過調整一顯示裝置的顯示參數使之與所述環境狀態相匹配。
10. 根據申請專利範圍第8項所述的機器人活躍程度智能控制方法，步驟4中通過調整機器人的反饋速度使之與所述環境狀態相匹配，或通過調整中央處理器的運行速度使之與所述環境狀態相匹配。