一種人型智慧機器人及人機交流系統的製作方法
2023-09-22 03:40:25 6
本技術屬於智能自動化領域，尤其涉及具有人體外形的智能自動化的機器人及人機交流對話系統。
背景技術：
機器人是指具有與人相類似的模樣和功能的機械，或者具有主動進行某項作業的能力的機械。使用人工的動力的機器人可以代替人進行工作，或者也可以和人一同進行工作。通常機器人被設計為進行製作者所設計的工作，並且代替人做人做的很多工作。將在製造工廠中執行組裝、焊接、裝卸(handling)等的自動化機器人稱作產業用機器人，而將具有對環境進行認知並主動判斷的功能的機器人稱作智能型機器人。
在家庭中也有很多機器人被用作幫助家務。例如，機器人吸塵器已經商用化為各種種類的產品，產品的價格也處於降低很多的狀態。最近，隨著社會上重視感性或交感等精神方面的經驗的價值，在機器人領域中，除了物理上的精確性和力量的增加外，也導入了感性的接近方式技術。
根據行業特徵傾向而出現的是服務員機器人。服務員機器人與產業用機器人不同，其是指在家庭、醫療機構、一般設施等內以個人為對象提供各種服務的機器人。
技術實現要素：
本技術方案提供一種人形智慧機器人及其人機交流系統，具有動作表現、驅動行進、顯示、影像操作、聲音識別、人機對話、數據存貯及數據處理等功能。
本技術方案提供了一種人型智慧機器人及人機交流系統，由人型智慧機器人及人機交流系統組成，人型智慧機器人包括：頭部、軀幹、手臂、腿部、腳部、底座組成；其特徵在於：所述頭部設置有攝像裝置、第一語音裝置、傳動裝置、指示裝置、第二顯示裝置；所述軀幹處設置有第二語音裝置、第一顯示裝置、傳動裝置；所述手臂與軀幹連接，且設置多個傳動裝置用於控制手臂的轉動方向；所述手臂前端設置有手掌，手掌上設置有觸摸裝置；所述機器人內部設置有控制裝置，存儲裝置、信息傳送裝置；所述腿部設置有第三語音裝置；所述腿部內設置有腔體，腔體內設置有電源；所述電源為控制裝置、存儲裝置、信息傳輸裝置、攝像裝置、語音裝置、傳動裝置、指示裝置、第二顯示裝置、第一顯示裝置、傳動裝置供電；所述腳部設置有開關控制裝置、機器配重裝置；所述底座設置有第二電源、指示裝置、外接輸出口裝置、外接輸入口裝置；所述控制裝置通過信息傳送裝置與雲平臺進行數據共享及傳送，且一個雲平臺可連接一個或多個控制裝置；所述控制裝置通過信息傳送裝置與終端產品進行進行數據共享及傳送，且一個控制裝置可連接1個或多個終端，所述控制裝置通過傳動裝置分別與頭、身體、手、腳進行數據連接；所述存貯裝置用於存貯由攝像裝置、語音裝置所採集的數據，所述傳動裝置均為伺服馬達。
優選的、所述控制裝置包括一個主晶片，主晶片內設置有MIPI埠、SPI埠；MIPI埠用於驅動第一顯示屏；SPI埠用於驅動第二顯示屏；第二顯示屏由兩組顯示屏進行顯示，分別為左眼顯示屏與右眼顯示屏。
優選的、所述頭部設置有一個或多個攝像裝置，該攝像裝置為攝像頭；所述頭部設置有多個第一語音裝置，第一語音裝置包括鼻子下端的語音輸入裝置麥克風及雙耳部的語音輸出裝置揚聲器；所述第一語音裝置的麥克風與第一降噪裝置連接，並與控制裝置進行連接；所述頭部設置有一個或多個指示裝置，該指示裝置為指示燈。
優選的、所述身體設置有顯示裝置、有一個或多個第二語音裝置及傳動裝置；所述第一顯示裝置為顯示屏，顯示屏上設置有選擇裝置；所述身體設置有多個傳動裝置用於控制頭、手、腳的連接與運動；所述第二語音裝置為揚聲器。
優選的、所述手臂前端連接有手掌，手掌的背面設置有一個或多個觸摸裝置，該觸摸裝置為觸摸傳感器；所述觸摸裝置被安裝在手掌內部採用隱形設計，所述手臂設置有傳動裝置用於控制手臂、手掌、手指關節的連接與運動。
優選的、還包括底座；其特徵在於：所述腿部連接有腳部；腳部外側設置有電源開關；腳部的底部設置有供電接口；所述底座上設置有輸電接口，底座上的輸電接口與腳部的供電接口相連接，底座與外部供電相連接，且為腿部內的電源充電；所述底座上的指示裝置為電量顯示屏；所述腿部設置有一個或多個第三語音裝置，第三語音裝置為麥克風，所述第三語音裝置的麥克風與第三降噪裝置連接並與控制裝置進行連接。
本技術還包括一種使用者與機器人的人機交流系統；包括數據採集裝置、控制識別、控制應答；其特徵在於：所述數據採集裝置為一個或多個攝像頭、麥克風、傳感器的組合裝置；所述控制識別為設置在控制裝置內的軟體控制部分，包括接收語音、噪音消除、場景定製識別模型、語音識別、識別文字、接收文字，文字解析；所述控制應答包括由控制裝置控制機器人內部的伺服馬達進行肢體運動及由控制裝置將應答內容轉化成語音由音箱播放出來；所述機器人內部設置有控制裝置、存儲裝置；其控制裝置內設置有多級語音數據分析包；該數據分析包可對接收到的數據進行分析、處理、解析。
其交流步驟為：
第一步、當使用者靠近並說話時，機器人可根據數據採集裝置判斷使用者的方位並提供服務語音及肢體信息。
第二步、當使用者與機器人進行對話時，機器人內語音系統啟動並實現機器人與使用者的語音交流、對話等功能；將使用者的語音數據接收到，經過噪音清除、場景定製識別模型、語音識別等步驟後，將使用者的語音數據轉化成機器人控制裝置內的語言進行數據接收及編譯。
第三步、文字解析內容採用預先設定的方法，提前在使用時已經被傳送到機器人控制裝置內，以利用機器人的快速判斷，同時未收錄的數據，將按設定的固定肢體及語言模式進行回復。
3.1、肢體回復為：文字解析後，控制裝置根據解析後文字，進行數據判斷，其一步判斷是否進行肢體動作表現，如需要將傳送肢體動作命令，根據語音解析效果進行肢體表現。
3.2、語音回復為：另一步判斷該文字解析內容判斷是否進行語音交流，無需求時即可結束任務，結束任務時可採用設定的結束語或動作執行；文字解析後，控制裝置根據解析後文字對該語音文字進行判斷，另一步判斷是否進行語音回復，無需求時即可結束任務。結束任務時可採用設定的結束語或動作執行。文字解析後，控制裝置根據解析後文字進行數據判斷，需要語音回復時，控制裝置內部生成回復文字，並將生成的文通語音播放裝置播放給使用者，並應答及保存數據。
第四步、數據回復完成後將本次語音數據存儲在機器人內部的存儲裝置內並傳遞給雲平臺，以利於後期對數據進行修正、整理等處理。
附圖說明
圖1是本發明提供的產品示意圖；
圖2是本發明提供的主晶片示意圖；
圖3是本發明提供設計示意圖1；
圖4是本發明提供設計示意圖2；
圖5是本發明提供設計示意圖3；
圖6是本發明提供設計示意圖4；
圖7是本發明提供設計流程圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
參照圖1～7所示，
本技術方案提供了本技術方案提供了一種人型智慧機器人，包括：頭部、軀幹、手臂、腿部、腳部、底座組成；其特徵在於：所述頭部設置有攝像裝置2、第一語音裝置(4和5)、傳動裝置、指示裝置1、第二顯示裝置3；所述軀幹處設置有第二語音裝置、第一顯示裝置7、傳動裝置；所述手臂與軀幹連接，且設置多個傳動裝置用於控制手臂的轉動方向；所述手臂前端設置有手掌，手掌上設置有觸摸裝置9；所述機器人內部設置有控制裝置，存儲裝置、信息傳送裝置；所述腿部設置第三語音裝置8；所述腿部10內設置有腔體，腔體內設置有電源；所述電源為控制裝置、存儲裝置、信息傳輸裝置、攝像裝置2、語音裝置4、傳動裝置、指示裝置1、第二顯示裝置3、第一顯示裝置7、傳動裝置供電；所述控制裝置通過信息傳送裝置與雲平臺進行數據共享及傳送，且一個雲平臺可連接一個或多個控制裝置；所述控制裝置通過信息傳送裝置與終端產品進行進行數據共享及傳送，即雲平臺可以根據管理需要及時收集機器人內的採集數據，並匯總在傳遞給其他具有該控制裝置的機器人，並現實大數據交流的作用，提高機器人的智能化效果。
優選的、所述控制裝置通過信息傳送裝置與終端產品進行進行數據共享及傳送，且一個控制裝置可連接1個或多個終端，即一個機器人可以將數據傳送給多個終端，其功能帶有資料共享並管理的功能，可以及時收集客戶信息，並發送給在場服務人員及管理者。管理者可以通過雲平臺及時了解機器人所收集的數據信息，在大規模使用時將匯總工作交為平臺軟體處理，可以及時準確的了解一個機器人或多個機器人的工作情況，並適時調整相應的工作安排。
優選的、所述控制裝置通過傳動裝置分別與頭部、身體、手臂、腿部進行數據連接；所述傳動裝置為伺服馬達。系統通過控制裝置控制機器人身體上的多個部位；並實現頭部、手臂、腿部等關節部的運動，從而實現機器人的運動及各種表情的展現，例如：走路、舉手、張口、眨眼等動作。
優選的、所述存貯裝置用於存貯由攝像裝置、語音裝置所採集的數據。
優選的、所述控制裝置包括一個主晶片，主晶片內設置有MIPI埠、SPI埠；MIPI埠用於驅動第一顯示屏7；SPI埠用於驅動第二顯示屏3；第二顯示屏由兩組顯示屏進行顯示，分別為左眼顯示屏與右眼顯示屏。為了滿足機器人具有豐富的人臉表情，一般會對機器人眼部進行表情設置，例如：眨眼、微笑、憂傷、痛苦等表情，通過對眼睛的變化一一展現給大家以提高機器人親和力，因此傳統方式對於機器人眼睛部和其他部件擁有兩個或兩個以上的顯示屏時，同時顯示屏的顯示圖像有區別時一般都採用兩個或兩個以上的主晶片進行設計，分別控制不同的顯示裝置來滿足對機器人圖像處理的要求。即一個主晶片只能控制一個顯示裝置即顯示屏；SPI接口一般作為數據傳輸，本機器人將MIPI埠用於驅動第一顯示屏7，SPI埠通過軟體進行信息處理後可將SPI埠擴展為傳輸圖形信號，並被設置在機器人眼部的柔性顯示屏顯示出來提高機器人的臉部表情。
優選的、所述頭部設置有一個或多個攝像裝置2，該攝像裝置2為攝像頭；其攝像裝置2為攝像頭用於採集圖像數據；當人靠近時通過該攝像裝置採集到的數據分辨信息後，在由控制裝置發出信息通過語音裝置與人進行交流；當行走時遇見前方有障礙物時，將數據傳送給控制裝置，由控制裝置發出信息，通過修改傳動裝置的指令躲避障礙物。
優選的、所述頭部設置有語音裝置4，該語音裝置為麥克風及音箱；麥克風用於接受外部語音信息，音箱用於播放由控制裝置提供的語音信息；從而實現機器人與人之間的雙向交流。
優選的、所述頭部設置有多個第一語音裝置，第一語音裝置包括鼻子下端的語音輸入裝置麥克風5及雙耳部的語音輸出裝置揚聲器4；所述頭部設置有多個傳動裝置，該傳動裝置用於控制眼睛、嘴巴、眼皮的連接與運動。
優選的、所述頭部設置有多個指示裝置1，該指示裝置1為指示燈。該功能可用於與其他裝置相互配合實現提醒或配合表情輸出；例如：臉紅等特徵。
優選的、所述軀幹設置有第一顯示裝置、語音裝置及傳動裝置；所述第一顯示裝置為顯示屏，第一顯示裝置主要用於配合人來觀察機器人所提供的圖像資料；例如：當該機器人作為餐廳服務人員時，將提供菜品介紹並給出圖像信息兩者可同步進行表述，以提高顧客對產品及服務的理解效果。
優選的、該第一顯示裝置上可設置選擇裝置，用於顧客直接選擇確認功能。在顯示裝置上設置有觸控螢幕裝置或按鍵，可根據顯示屏的提示進行人為的選擇及控制，使機器人實現某種技術操作。
優選的、所述軀幹設置有多個傳動裝置用於控制頭、手、腳的連接與運動。
優選的、所述手臂設置有一個或多個觸摸裝置9，該觸摸裝置9為觸摸傳感器；所述觸摸裝置9被安裝在手掌外部並採用隱形設計，觸摸裝置9採用隱形設計，顧客在觸摸機器人時並不知道觸摸裝置的具體位置；例如：當機器人在迎接客戶時，客戶無意間觸碰到觸摸裝置時，觸摸裝置將數據傳送給控制裝置，控制裝置在通過信息傳送裝置發信息給所設定的終端，該終端的持有者為服務員，服務員可根據現場情況及時關注該顧客或前來為顧客提供服務。優選的、所述手臂前端連接有手掌，手掌的背面設置有一個或多個觸摸裝置，該觸摸裝置為觸摸傳感器；所述觸摸裝置被安裝在手掌內部採用隱形設計，所述手臂設置有傳動裝置用於控制手臂、手掌、手指關節的連接與運動。
優選的、其特徵在於：所述腿部連接有腳部；腳部外側設置有電源開關；腳部的底部設置有供電接口；所述底座12上設置有輸電接口，底座12上的輸電接口與腳部的供電接口相連接，底座12與外部供電相連接，且為腿部內的電源充電；所述底座12上的指示裝置為電量顯示屏；所述腿部設置有一個或多個第三語音裝置8，第三語音裝置8為麥克風，所述第三語音裝置8的麥克風與第三降噪裝置連接並與控制裝置進行連接。
還包括一種使用者與機器人交流系統；
優選的、人機交流系統：包括數據採集裝置、控制識別、控制應答；
優選的、所述數據採集裝置為一個或多個攝像頭、麥克風、傳感器的組合裝置；
優選的、所述控制識別為設置在控制裝置內的軟體控制部分，包括接收語音、噪音消除、場景定製識別模型、語音識別、識別文字、接收文字，文字解析。
優選的、所述控制應答包括由控制裝置控制機器人內部的伺服馬達進行肢體運動及由控制裝置將應答內容轉化成語音由音箱播放出來。
優選的、機器人內部設置有控制裝置、存儲裝置；其控制裝置內設置有多級語音數據分析包；該數據分析包可對接收到的數據進行分析、處理、解析。
交流系統的步驟為：
1、當使用者靠近並說話時，機器人可根據數據採集裝置判斷使用者的方位並提供服務語音及肢體信息.例如：歡迎光臨、有什麼可以幫到您等語音及肢體數據。
2、當使用者與機器人進行對話，機器人內語音系統啟動並實現機器人與使用者的語音交流、對話等功能，將使用者的語音數據接收到，經過噪音清除、場景定製識別模型、語音識別等步驟後，將使用者的語音數據轉化成機器人控制裝置內的語言進行數據接收及編譯。
3、文字解析內容採用預先設定的方法，提前在使用時已經被傳送到機器人控制裝置內，以利用機器人的快速判斷，同時未收錄的數據，將按設定的固定肢體及語言模式進行回復。
3.1、肢體回復為：文字解析後控制裝置根據解析後文字，進行數據判斷，其一步判斷是否進行肢體動作表現，如需要將傳送肢體動作命令，根據語音解析效果進行肢體表現，例如，微笑、握手、送東西等動作。
如不需要該項文字解析內容完成。同時將本次語音數據存儲在機器人內部的存儲裝置內並傳遞給雲端，以利於後期對數據進行修正等處理。
3.2、語音回復為：另一步判斷該文字解析內容判斷是否進行語音交流，無需求時即可結束任務。結束任務時可採用設定的結束語或動作執行。例如：歡迎光臨、請稍後、歡迎下次再來等設定內容。
文字解析後，控制裝置根據解析後文字對該語音文字進行判斷，另一步判斷是否進行語音回復，無需求時即可結束任務。結束任務時可採用設定的結束語或動作執行。例如：歡迎光臨、請稍後、歡迎下次再來等設定內容。文字解析後，控制裝置根據解析後文字進行數據判斷，需要語音回復時，控制裝置內部生成回復文字，並將生成的文通語音播放裝置播放給使用者，並應答及保存數據。
4、數據回復完成後將本次語音數據存儲在機器人內部的存儲裝置內並傳遞給雲平臺，以利於後期對數據進行修正、整理等處理。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明創造，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。