TWI598871B - 可根據音樂節拍跳舞的機器人 - Google Patents

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Description

可根據音樂節拍跳舞的機器人
本發明涉及機器人領域，尤其涉及一種可根據音樂節拍跳舞的機器人。
目前世界上很多公司和研究機構對娛樂機器人進行研究和開發，這些機器人主要以與人互動為特點，有的能做出比較怪異的動作、醜陋的表情以逗人開心，但是不能做到即時對音樂波譜進行節拍分析。國內對音樂娛樂機器人的研究很少，市場上偶見一些能夠隨音樂做動作的產品大部分都是玩具娃娃，這些玩具娃娃大多是預設好動作，在播放音樂的同時執行同樣的動作。此類玩具娃娃在初次接觸時會比較有趣，多次使用後由於執行的是同樣的動作會逐漸感覺枯燥。
有鑑於此，有必要提供一種機器人，能夠解決以上問題。
本發明提供一種機器人，包括：一播放單元，用於播放音樂；一處理器，用於分析所述音樂的節拍資訊；以及一存儲單元，用於存儲不同的節拍資訊和機器人作動方式之間的對應關係；該處理器還用於在分析所述音樂的節拍資訊後，根據所述對應關係確定與所述節拍資訊對應的作動方式，並根據所確定的作動方式控制該機器人作動，使得該機器人可作出對應所播放音樂的節拍資訊的動作。
本發明的機器人能夠使得該機器人可作出對應所播放音樂的節拍 資訊的動作，增強趣味性。
1‧‧‧機器人
2‧‧‧音樂播放機
10‧‧‧平臺
11‧‧‧轉動輪
12‧‧‧信號接收介面
13‧‧‧距離感測器
14‧‧‧攝像頭
20‧‧‧機身
21‧‧‧本體
22‧‧‧頭部
23‧‧‧機械手臂
211‧‧‧上半身
212‧‧‧下半身
231‧‧‧第一部分
232‧‧‧第二部分
233‧‧‧第三部分
2310‧‧‧第一轉動軸
2320‧‧‧第二轉動軸
2330‧‧‧第三轉動軸
100‧‧‧播放單元
200‧‧‧處理器
300‧‧‧存儲單元
301‧‧‧聲音輸入裝置
302‧‧‧線路輸入介面
303‧‧‧放大裝置
304‧‧‧數模轉換裝置
圖1為本發明一較佳實施例的機器人的立體示意圖。
圖2為圖1所示的機器人的機械手臂的結構示意圖。
圖3為圖1所示的機器人的硬體架構圖。
圖4為本發明另一實施例的機器人的硬體架構圖。
圖5為本發明又一實施例的機器人的硬體架構圖。
圖1示意出本發明一較佳實施例的機器人1，其包括一平臺10以及一安裝於該平臺10上的機身20。該機身20包括一本體21、安裝於本體21上方的頭部22、以及兩個安裝於該本體21上的機械手臂23。
其中，該平臺10的底面設有至少兩個相互獨立的轉動輪11，所述轉動輪11在轉動時可帶動該平臺10以及安裝於該平臺10上的機身20前進、後退、轉彎或原地旋轉。
所述本體21包括活動連接的一上半身211以及一下半身212，該下半身212固定於所述平臺10上。該上半身211可相對於下半身212上下移動、左右轉動以及左右擺動。具體的，該上半身211上設有一第一驅動件(圖未示)，該第一驅動件可用於帶動該上半身211相對於該下半身212上下移動、左右轉動或左右擺動。該頭部22還可設有一第二驅動件(圖未示)，該第二驅動件可帶動該頭部22相對於該上半身211上下移動、左右轉動或左右擺動。
請參閱圖2，每一機械手臂23包括相互轉動連接的第一部分231、第二部分232以及第三部分233。該機械手臂23通過其第一部分231轉動連接於該機身20的本體21。其中，該第一部分231的一端與該機身20的本體21之間通過一第一轉動軸2310轉動連接，該第二部分232的一端與該第一部分231的另一端之間通過一第二轉動軸2320轉動連接，該第三部分233與該第二部分232的另一端之間通過一第三轉動軸2330轉動連接。該第一轉動軸2310、第二轉動軸2320以 及第三轉動軸2330分別與一驅動馬達(圖未示)連接，每一驅動馬達在轉動時可帶動與其連接的第一轉動軸2310、第二轉動軸2320或第三轉動軸2330轉動，從而帶動該第一部分231、第二部分232和/或第三部分233作動而使該機械手臂23作動。其中，所述第一轉動軸2310、第二轉動軸2320以及第三轉動軸2330均具有一個轉動自由度。當然，在其它實施方式中，所述第一轉動軸2310、第二轉動軸2320以及第三轉動軸2330還可具有兩個個轉動自由度。
請一併參閱圖3，該機器人1還包括一播放單元100、一處理器200以及一存儲單元300。該播放單元100用於播放音樂。該處理器200用於分析所述音樂的節拍資訊。該存儲單元300用於存儲不同的節拍資訊和機器人1作動方式之間的對應關係。該處理器200還用於在分析所述音樂的節拍資訊後，根據所述對應關係確定與所述節拍資訊對應的作動方式，並根據所確定的作動方式控制該機器人1作動，使得該機器人1可作出對應所播放音樂的節拍資訊的動作。其中，所述播放單元100可為一揚聲器。
在本實施例中，所述音樂存儲於該存儲單元300中，該播放單元100從該存儲單元300中獲取所述音樂並播放所獲取的音樂。所述作動方式包括上述平臺10的作動方式(如前進、後退、轉彎或原地旋轉)、機身20的本體21的作動方式(如該上半身211相對於該下半身212上下移動或左右擺動)、頭部22的作動方式(如頭部22相對於上半身211上下移動或左右擺動)、以及每一機械手臂23的作動方式(如待轉動的至少一驅動馬達，使所述至少一驅動馬達帶動與其連接的第一轉動軸2310、第二轉動軸2320和/或第三轉動軸2330轉動)中的至少一種。即，該處理器200可根據對應所述節拍資訊的機器人1作動方式控制其平臺10、機身20的本體21、頭部22和/或機械手臂23相應作動。
當然，每一節拍資訊可對應該機器人1的多種作動方式，例如，某一節拍資訊可同時對應機械手臂23的幾種作動方式以及機身20的本體21的幾種作動方式。該處理器200在確定與所述節拍資訊對應的作動方式多於一種時，從多種作動方式中隨機選取其中一作動方式並根據所選取的作動方式控制機器人1作動，從而使該機器人1每次針對同一音樂的作動方式有豐富多樣的變化。
在本實施例中，該播放單元100當該機器人1接收到一觸發指令時 開始播放音樂，該處理器200當該機器人1接收到該觸發指令時(即該播放單元100開始播放音樂時)從該存儲單元300中獲取待播放的音樂且分析所述音樂的節拍資訊，確定與所述節拍資訊對應的作動方式，並根據與所述節拍資訊對應的作動方式控制機器人1作動。其中，所述觸發指令可為使用者按壓該機器人1上的預設按鍵(圖未示)而生成。
在另一實施例中，該處理器200當接收到該觸發指令時，從該存儲單元300中獲取待播放的音樂並分析所述音樂在第一個預定時間間隔(如5秒)內的節拍資訊，並確定與所述第一個預定時間間隔內的節拍資訊對應的作動方式。在該第一個預定時間間隔後，該播放單元100開始播放該音樂，同時該處理器200根據提前分析的該第一個預定時間間隔內的節拍資訊對應的作動方式控制機器人1作動並同時分析所述音樂在下一個預定時間間隔內的節拍資訊及其對應的作動方式，從而使得該播放單元100播放到處於某一預定時間間隔內的音樂時，該處理器200可根據提前分析並確定的該預定時間間隔內的節拍資訊對應的作動方式即刻控制機器人1作動(即，控制該機器人1根據當前的音樂節拍作動)。例如，該處理器200預先分析所述音樂在第一個5秒時間間隔內的節拍資訊；在第一個5秒時間間隔後，該播放單元100開始播放第一個5秒時間間隔內的音樂，同時該處理器200根據提前分析的第一個5秒時間間隔內的節拍資訊控制機器人1相應作動並提前分析所述音樂在第二個5秒時間間隔內的節拍資訊；接著，該播放單元100開始播放第二個5秒時間間隔內的音樂，同時該處理器200開始根據提前分析的第二個5秒時間間隔內的節拍資訊控制機器人1相應作動並提前分析所述音樂在第三個5秒時間間隔內的節拍資訊，依此類推。其中，該預定時間間隔可根據該處理器200分析音樂節拍所需的時間進行具體設定。
該處理器200還可預先分析整首音樂的節拍資訊，並確定與所述節拍資訊對應的作動方式。如此，當該機器人1接收到該觸發指令時，該處理器200即可根據預先分析的節拍資訊對應的作動方式控制該機器人1相應作動。
當然，所述待播放的音樂可以不存儲在該存儲單元300中。請參照圖4和圖5，在這種情況下，所述機器人1還包括一聲音輸入裝置301(如麥克風，參照圖4)或者一線路輸入介面302(參照圖5)。該聲音輸入裝置301用於接收 來自該機器人1周圍的類比格式的音樂。該線路輸入介面302用於與外部一音樂播放機2(如mp3播放機或mp4播放機，參照圖5)電性連接，並接收該音樂播放機2輸出的類比格式的音樂。該播放單元100與該聲音輸入裝置301或該線路輸入介面302電性連接，用於播放來自該聲音輸入裝置301或該線路輸入介面302的類比格式的音樂。更具體的，所述機器人1還包括一放大裝置303以及一數模轉換裝置304。該放大裝置303與該聲音輸入裝置301或該線路輸入介面302電性連接，用於放大所述類比格式的音樂。該數模轉換裝置304與該放大裝置303電性連接，用於將所述放大後的類比格式的音樂轉換成數位格式的音樂。該處理器200對該數位格式的音樂繼續處理以分析其節拍資訊，從而根據所述節拍資訊控制機器人1作動。其中，該播放單元100、聲音輸入裝置301以及線路輸入介面302均可安裝於所述機身20的頭部22或本體21，該處理器200、放大裝置303以及數模轉換裝置304均可安裝於所述機身20的本體21內部。
其中，當所述機器人1包括該聲音輸入裝置301時，該聲音輸入裝置301還用於接收使用者的語音指令。該處理器200還用於分析所接收的語音指令，對所述語音指令進行語義識別，並根據識別結果控制該機器人1作動。
請參照圖3-5，該平臺10上還可設置一信號接收介面12，其用於接收一遙控器(圖未示)發出的遙控信號。該處理器200還用於對該遙控信號作出解析並根據解析的結果控制該平臺10相應運動。當然，該信號接收介面12還可設置於該機身20的本體21。
該機器人1還包括一距離感測器13，該距離感測器13用於感測該機器人1周圍一預定範圍內的物體(可以是使用者或者障礙物)與該機器人1之間的當前距離。該處理器200還用於當所述當前距離小於一預設距離時，控制該平臺10遠離該物體運動以繞開該物體。其中，所述距離感測器13為超聲波感測器或紅外線感測器，其可安裝於該機身20的本體21或頭部22。
該機器人1還包括一攝像頭14，其用於攝取周圍一預定範圍內的物體的影像。該處理器200還對所述影像進行人臉識別以判斷所述影像中是否包括預定使用者。當所述影像中包括預定使用者時，該處理器200控制該平臺10移動以靠近用戶。當所述影像中不包括預定使用者時，該處理器200控制該平臺10移 動以遠離用戶。在另一實施方式中，所述處理器200還用於當所述影像中包括預定使用者時，根據所述影像確定該預定使用者與該機器人1之間的距離，並根據所述距離控制該平臺10移動以使得該預定用戶與機器人之間保持在一預定距離即，當該預定用戶靠近該機器人1時，該處理器200控制該平臺10遠離該預定用戶，而當該預定用戶遠離該機器人1時，該處理器200控制該平臺10靠近該預定用戶，從而產生該機器人1與用戶共舞的效果。
本技術領域的普通技術人員應當認識到，以上的實施方式僅是用來說明本發明，而並非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍之內，對以上實施例所作的適當改變和變化都落在本發明要求保護的範圍之內。
1‧‧‧機器人
12‧‧‧信號接收介面
13‧‧‧距離感測器
14‧‧‧攝像頭
100‧‧‧播放單元
200‧‧‧處理器
300‧‧‧存儲單元

Claims (8)

  1. 一種機器人，包括：一存儲單元，用於存儲待播放的音樂；一播放單元，用於從該存儲單元中獲取待播放的音樂並播放所述音樂；以及一處理器，用於從該存儲單元中獲取待播放的音樂並分析所述音樂的節拍資訊；該存儲單元還用於存儲不同的節拍資訊和機器人作動方式之間的對應關係；該處理器還用於在分析所述音樂的節拍資訊後，根據所述對應關係確定與所述節拍資訊對應的作動方式，並根據所確定的作動方式控制該機器人作動，使得該機器人可作出對應所播放音樂的節拍資訊的動作；其中，該處理器當接收到一觸發指令時，從該存儲單元中獲取待播放的音樂並分析所述音樂在第一個預定時間間隔內的節拍資訊，確定與所述第一個預定時間間隔內的節拍資訊對應的作動方式，在該第一個預定時間間隔後，該播放單元開始播放該音樂，同時該處理器根據提前分析的該第一個預定時間間隔內的節拍資訊對應的作動方式控制機器人作動並同時分析所述音樂在下一個預定時間間隔內的節拍資訊，從而使得該播放單元播放到處於某一預定時間間隔內的音樂時，該處理器可根據提前分析的該預定時間間隔內的節拍資訊對應的作動方式即刻控制機器人作動。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的機器人，其中，還包括一平臺以及一安裝於該平臺上的機身，該機身包括一本體、安裝於本體上方的頭部、以及兩個安裝於該本體上的機械手臂，所述作動方式包括該平臺的作動方式、機身的本體的作動方式、頭部的作動方式、以及每一機械手臂的作動方式中的至少一種。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的機器人，其中，每一節拍資訊對應該機器人的多種作動方式，該處理器在確定與所述節拍資訊對應的作動方式多於一種時，從多種作動方式中隨機選取其中一作動方式並根據所選取的作動方式控制機器人作動。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的機器人，其中，還包括一聲音輸入裝置，用於接收使用者的語音指令，該處理器還用於分析所接收的語音指令，對所述語音指令進行語義識別，並根據識別結果控制該機器人作動。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的機器人，其中，還包括一信號接收介面，其用於接收一遙控器發出的遙控信號，該處理器還用於對該遙控信號作出解析並根據解析的結果控制該平臺相應運動。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的機器人，其中，還包括一距離感測器，用於感測該機器人周圍一預定範圍內的物體與該機器人之間的當前距離，該處理器還用於當所述當前距離小於一預設距離時，控制該平臺遠離該物體運動以繞開該物體。
  7. 如申請專利範圍第2項所述的機器人，其中，還包括一攝像頭，用於攝取周圍一預定範圍內的物體的影像，該處理器還對所述影像進行人臉識別以判斷所述影像中是否包括預定使用者，該處理器當所述影像中包括預定使用者時控制該平臺移動以靠近使用者，當所述影像中不包括預定使用者時控制該平臺移動以遠離用戶。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的機器人，其中，所述處理器還用於當所述影像中包括預定使用者時，根據所述影像確定該預定使用者與該機器人之間的距離，並根據所述距離控制該平臺移動以使得該預定用戶與機器人之間保持在一預定距離。
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