一種機器人系統(tǒng)及交互方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及機器人領(lǐng)域，具體說涉及一種機器人系統(tǒng)及交互方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展以及人工智能技術(shù)的不斷進步。在家用領(lǐng)域小型智能機器人的應(yīng)用也越來越廣泛，面向家用的小型智能機器人正在迅猛發(fā)展。
[0003]現(xiàn)有面向家用的小型機器人，僅能實現(xiàn)按鈕開閉或語音交互，尚不能通過其他方式，實現(xiàn)用戶與小型機器人的多模態(tài)交互。這不僅限制了機器人的應(yīng)用范圍，而且大大降低了機器人的用戶體驗。
[0004]因此，為了提高機器人的用戶體驗，拓展機器人的應(yīng)用范圍，亟需一種多模態(tài)機器人系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了提高機器人的用戶體驗，拓展機器人的應(yīng)用范圍，本發(fā)明提供了一種機器人系統(tǒng)，包括:
[0006]采集模塊，其配置為采集多模態(tài)的外部輸入信息，所述采集模塊包含語音采集單元、視覺傳感器和觸摸傳感器，所述視覺傳感器配置為采集外界圖像信息，所述語音采集單元配置為采集外界語音，所述觸摸傳感器配置為采集外部觸摸壓力數(shù)據(jù)；
[0007]交互處理模塊，其配置為對多模態(tài)的所述外部輸入信息進行決策與分析，其包括，分別針對每一種模態(tài)的所述外部輸入信息進行分析并綜合各個模態(tài)的分析結(jié)果輸出多模態(tài)的交互輸出結(jié)果信息；
[0008]交互輸出模塊，其配置為根據(jù)多模態(tài)的所述交互輸出結(jié)果信息控制機器人做出匹配的多模態(tài)交互回應(yīng)，所述交互輸出模塊包含語音輸出單元以及機器人肢體控制單元，所述語音輸出單元配置為輸出語音輸出，所述機器人肢體控制單元配置為輸出與所述語音輸出匹配的機器人肢體控制信號。
[0009]在一實施例中，所述交互輸出模塊還包含表情輸出單元，所述表情輸出單元配置為輸出與所述語音輸出匹配的機器人表情。
[0010]在一實施例中，所述交互處理模塊包含本地處理單元以及云服務(wù)器處理單元，其中:
[0011 ]所述本地處理單元被構(gòu)造在當(dāng)前機器人的硬件框架內(nèi)；
[0012]所述云服務(wù)器處理單元被構(gòu)造在網(wǎng)絡(luò)上的云服務(wù)器中；
[0013]所述本地處理單元和所述云服務(wù)器處理單元通過網(wǎng)絡(luò)連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。
[0014]在一實施例中，所述云服務(wù)器處理單元輔助所述本地處理單元對多種不同模態(tài)的所述外部輸入信息進行進行決策與分析，其中，一個所述云服務(wù)器處理單元對應(yīng)輔助多個不同的機器人上的所述本地處理單元。
[0015]本發(fā)明還提出了一種用于機器人系統(tǒng)的交互方法，所述方法包括以下步驟:
[0016]采集多種不同模態(tài)的外部輸入信息，所述外部輸入信息包含外界語音、外界圖像信息和外部觸摸壓力數(shù)據(jù)；
[0017]對多模態(tài)的所述外部輸入信息進行決策與分析，包括，分別針對每一種模態(tài)的所述外部輸入信息進行分析并綜合各個模態(tài)的分析結(jié)果輸出多模態(tài)的交互輸出結(jié)果信息；
[0018]根據(jù)多模態(tài)的所述交互輸出結(jié)果信息控制機器人做出匹配的多模態(tài)交互回應(yīng)，所述多模態(tài)交互回應(yīng)包含語音輸出以及與所述語音輸出匹配的機器人肢體控制信號。
[0019]在一實施例中，所述多模態(tài)交互回應(yīng)還包含與所述語音輸出匹配的機器人表情。
[0020]在一實施例中，將對多模態(tài)的所述外部輸入信息進行決策與分析的過程分為本地處理過程以及云服務(wù)器處理過程兩部分，其中:
[0021 ]所述本地處理過程在當(dāng)前機器人的硬件上執(zhí)行；
[0022]所述云服務(wù)器處理過程在網(wǎng)絡(luò)上的云服務(wù)器上執(zhí)行；
[0023]在所述本地處理過程以及所述云服務(wù)器處理過程執(zhí)行過程中通過網(wǎng)絡(luò)連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。
[0024]在一實施例中，在所述本地處理過程中利用所述云服務(wù)器處理過程實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輔助處理，其中，基于一套硬件單元實現(xiàn)針對多個不同的機器人進行的所述云服務(wù)器處理過程。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，根據(jù)本發(fā)明的機器人系統(tǒng)以及方法能夠進行多模態(tài)的交互信息采集以及交互信息輸出，從而實現(xiàn)用戶與機器人之間的多模態(tài)交互，不僅擴展了機器人的應(yīng)用范圍，而且大大提高了機器人的用戶體驗。
[0026]本發(fā)明的其它特征或優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述。并且，本發(fā)明的部分特征或優(yōu)點將通過說明書而變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而被了解。本發(fā)明的目的和部分優(yōu)點可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的步驟來實現(xiàn)或獲得。
【附圖說明】
[0027]附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例共同用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0028]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖；
[0029]圖2是根據(jù)本發(fā)明一實施例方法流程圖。
【具體實施方式】
[0030]以下將結(jié)合附圖及實施例來詳細說明本發(fā)明的實施方式，借此本發(fā)明的實施人員可以充分理解本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達成技術(shù)效果的實現(xiàn)過程并依據(jù)上述實現(xiàn)過程具體實施本發(fā)明。需要說明的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個實施例以及各實施例中的各個特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0031]現(xiàn)有面向家用的小型機器人，僅能實現(xiàn)按鈕開閉或語音交互，尚不能通過其他方式，實現(xiàn)用戶與小型機器人的多模態(tài)交互。這不僅限制了了機器人的應(yīng)用范圍，而且大大降低了機器人的用戶體驗。
[0032]為了提高機器人的用戶體驗，拓展機器人的應(yīng)用范圍，本發(fā)明提出了一種機器人系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的機器人系統(tǒng)能夠進行多模態(tài)的交互信息采集以及交互信息輸出，從而實現(xiàn)用戶與機器人之間的多模態(tài)，不僅擴展了機器人的應(yīng)用范圍，而且大大提高了機器人的用戶體驗。
[0033]接下來基于附圖通過本發(fā)明的一實施例來描述本發(fā)明的機器人系統(tǒng)的基本硬件結(jié)構(gòu)。如圖1所示，為了進行多模態(tài)的交互信息采集，本發(fā)明的系統(tǒng)中首先構(gòu)造有采集模塊110，其配置為采集多模態(tài)的外部輸入信息。
[0034]采集模塊110包含語音采集單元111、視覺傳感器112和觸摸傳感器113。語音采集單元111配置為采集外界語音，視覺傳感器112配置為采集外界圖像信息，觸摸傳感器113配置為采集外部觸摸壓力數(shù)據(jù)。
[0035]通過采集模塊110，機器人不僅可以接收用戶以及外部的語音(聲音)指示，而且還可以收集外界環(huán)境的圖像信息以及用戶(或是外部物體，例如行進過程中的障礙物，機器手需要抓取的對象等)接觸機器人軀體時產(chǎn)生的觸摸壓力數(shù)據(jù)。如此，機器人擺脫了現(xiàn)有技術(shù)中通過單一途徑接受外部命令(了解外部環(huán)境)的限制，能夠更為全面、準(zhǔn)確的接受外部命令(了解外部環(huán)境)。
[0036]當(dāng)然，本發(fā)明的機器人系統(tǒng)所能采集的外部輸入信息并不限于上述信息。在本發(fā)明的其他實施例中，可以根據(jù)實際需要構(gòu)造采集其他模態(tài)的外部輸入信息的信息采集單
J L ο
[0037]采集模塊110將多模態(tài)的外部輸入信息發(fā)送到交互處理模塊122。交互處理模塊即為機器人的大腦，其配置為對多模態(tài)的外部輸入信息進行決策與分析。具體的，交互處理模塊122分別針對每一種模態(tài)的外部輸入信息進行分析并綜合各個模態(tài)的分析結(jié)果輸出多模態(tài)的交互輸出結(jié)果信息。
[0038]對多模態(tài)的外部輸入信息進行決策與分析不僅需要消耗大量的運算處理資源，而且需要大量的輔助數(shù)據(jù)。如果使用單一的機器人系統(tǒng)獨立完成決策與分析操作那么在構(gòu)造機器人系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)時就必須選用高速處理器以及大容量的存儲器。這不僅提高了機器人自身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度而且大大提高了機器人硬件成本。在機器人自身體積以及硬件成本的限制下，機器人的處理系統(tǒng)的運算處理速度以及數(shù)據(jù)存儲量被大大限制，從而造成了機器人智能水平的受限。
[0039]為了解決上述問題，在本實施例中，將機器人的大腦分為兩個部分。即將交互處理模塊122構(gòu)造成本地處理單元123以及云服務(wù)器處理單元124，其中:
[0040]本地處理單元123被構(gòu)造在當(dāng)前機器人的硬件框架內(nèi)；
[0041 ] 云服務(wù)器處理單元124被構(gòu)造在網(wǎng)絡(luò)上的云服務(wù)器中；
[0042]本地處理單元123和云服務(wù)器處理單元124通過網(wǎng)絡(luò)連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。
[0043]具體的，云服務(wù)器處理單元124輔助本地處理單元123對多種不同模態(tài)的外部輸入信息進行決策與分析。這樣，將交互處理模塊122需要執(zhí)行的處理操作分給本地處理單元123以及云服務(wù)器處理單元124執(zhí)行，從而大大降低了單一處理單元的運算量以及所需的數(shù)據(jù)存儲量。在保持機器人體積以及成本不變的情況下，依靠云服務(wù)器處理單元124大大提高機器人智能化水平。
[0044]進一步的，一個云服務(wù)器處理單元對應(yīng)輔助多個不同的機器人上的本地處理單元。即針對多個不同的機器人，只需要構(gòu)造一個云服務(wù)器處理單元。在不同的多個機器人運行的過程中，每個機器人上的本地處理單元分別與一個云服務(wù)器處理單元進行數(shù)據(jù)交互以尋求云服務(wù)器處理單元的輔助。這樣，不僅提高了云服務(wù)器處理單元的利用效率，降低了整體的成本，而且便于系統(tǒng)的整體的更新。
[0045]為了擴展機器人的應(yīng)用范圍，提高機器人的用戶體驗，在本實施例中，交互處理模塊122輸出的并不是單一模態(tài)的交互回應(yīng)(例如現(xiàn)有技術(shù)中的