專利名稱：基于網(wǎng)絡功能的機器人傳遞行為的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)絡機器人技術，尤其涉及一種能夠傳遞動作、聲音、文字、圖像的基于網(wǎng)絡功能的機器人傳遞行為的方法和裝置。
背景技術：
目前，人們的交流方式越來越多樣化，除了傳統(tǒng)的電話以外，可視化的交流已經漸漸普及。電腦以及互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應用更促進了多媒體通訊以及交流的發(fā)展，即時聊天軟件通過互聯(lián)網(wǎng)連接到一臺或多臺服務器進行聊天。這種方式速度快、功能多，深受網(wǎng)友喜愛，如美國微軟公司的MSN，美國雅虎公司的雅虎通，騰訊公司的QQ等。在即時聊天軟件里，人們不但可以發(fā)送傳統(tǒng)的文字，聲音和圖片到對方的電腦屏幕上，還可以發(fā)送動態(tài)的圖標到對方電腦屏幕上來表達更為豐富的感情，通常稱之為表情信息，如開心，憂傷，哭泣，驚訝等。然而，無論是基于電腦或電話的聊天軟件都只能傳遞動畫，文字和聲音，而無法將人們的感情信息以動作的方式進行傳遞，更無法將動作展現(xiàn)出來。文字、聲音和圖片的傳輸通常是通過按照一定的格式或者編碼轉換的數(shù)字信號，通過相應的傳輸協(xié)議，比如超文本傳輸協(xié)議http、文件傳輸協(xié)議ftp、簡單對象訪問協(xié)議SOAP傳輸。
隨著機器人技術的發(fā)展，除工業(yè)用機器人外，家用機器人也取得了巨大的進步，機器人已經成為學習、生活、娛樂的好伙伴。家用機器人有五大類型娛樂機器人可以帶來歡樂，如寵物機器人等；應用機器人用于保衛(wèi)家庭，如吸塵器機器人等；靜態(tài)機器人能夠安排生活，如智能藥箱機器人等；助理機器人可以幫你認人；類人機器人擁有復雜的情感，如索尼的QRIO類人機器人。本發(fā)明的基于網(wǎng)絡功能的機器人是家用機器人的一種。
中國專利公開號為CN1900987的專利申請文件公開的是使用自行機器人的家庭網(wǎng)絡系統(tǒng)，該自行機器人和通過網(wǎng)絡連接的家用設備可以被在室內或者在戶外無線的控制。該自行機器人接收從無線操作單元傳送的操作命令，將表示是否已經接收到該命令的信息傳送給該操作單元，執(zhí)行對應于該命令的任務，并且輸出控制信號給可訪問的家用設備。但是，在這樣的家庭網(wǎng)絡系統(tǒng)中，并不能實現(xiàn)機器人之間的行為傳遞，不能達到充分交互的目的。
中國專利公開號為CN1734521A的專利申請文件公開的是對話型寵物機器人，能夠進行簡單人機交互。對話型寵物機器人具有控制部，用于進行按照從存儲部讀出的程序的記述處理。程序用分支規(guī)定與用戶的會話順序，對應記述著某一提問的內容、成為對提問的回答的多個選擇支和對每個選擇支的動作。當語音輸出提問內容的情況下，將與提問對應的多個選擇支作為對提問的回答的候選顯示在顯示器上。當通過用戶說話顯示在顯示器上的多個選擇支中的任何一個全文的情況下，進行語音識別，特定與用戶的說話對應的一個選擇支，并且將與該一個選擇支對應的動作決定為對回答對話型寵物機器人下一步應采取的反應。但是，在這樣的對話型寵物機器人中，只能提供人與機器人的直接對話，并無法通過網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程交流，而且，表現(xiàn)形式較為單一，只具有對話方式并不能非常有效的表達情感。在結構上無法實現(xiàn)表情、動作、燈光等效果，因此這種對話型寵物機器人并不能夠達到充分交互的根本目的。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于網(wǎng)絡功能的機器人傳遞行為的方法和裝置，用戶可以通過機器人經網(wǎng)絡交互，能有效地支持表情、聲音和動作信息通過網(wǎng)絡傳遞，并用動作、聲音和/或燈光等表現(xiàn)出來。
為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的一種基于網(wǎng)絡功能的機器人的傳遞行為的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟a.發(fā)送端機器人通過傳感器感知用戶對機器人的行為，并轉化為行為信號，發(fā)送端機器人感知的行為信號經過信號數(shù)據(jù)分析，得出行為標記；b.將行為標記通過網(wǎng)絡發(fā)送給接收端機器人；c.接收端機器人對接收到的行為標記分析，展示行為。
所述行為包括動作、聲音和/或燈光。
所述傳感器感知用戶對機器人的行為包括用戶對機器人所做的觸摸、手勢動作、聲音和/或用戶對機器人肢體動作的關節(jié)轉動。
所述信號數(shù)據(jù)分析包括信號數(shù)據(jù)預處理和行為檢索。
所述行為標記分析包括行為標記檢索和行為分解。
一種基于網(wǎng)絡功能的機器人傳遞行為的裝置，其特征在于，該裝置包括傳感器，用于感知用戶對機器人所做的行為，得出行為信號；存儲器，用于存儲行為標記；微處理器，對所述行為信號進行信號數(shù)據(jù)分析得出行為標記，及對行為標記分析；網(wǎng)絡適配器，用于連接網(wǎng)絡，將行為標記發(fā)送到接收端，及從發(fā)送端接收行為標記；驅動裝置，根據(jù)行為標記分析，展現(xiàn)機器人動作。
所述驅動裝置包括驅動單元、驅動電機、揚聲器、顯示裝置和/或發(fā)光裝置。
所述驅動電機包括頸部驅動電機、手臂驅動電機和/或軀干驅動電機。
所述傳感器為觸覺傳感器、手勢動作傳感器、編碼傳感器和/或聲音傳感器。
所述觸覺傳感器包括頭部觸覺傳感器和/或手臂觸覺傳感器；所述手勢動作傳感器包括距離傳感器、視覺傳感器和光敏傳感器；所述編碼傳感器包括頸部編碼傳感器、手臂編碼傳感器和/或軀干編碼傳感器。
因此，本發(fā)明的基于網(wǎng)絡功能的機器人傳遞行為的方法和機器人傳遞行為的裝置中，用戶對機器人的行為，通過網(wǎng)絡傳送給接收端機器人，接收端機器人展示行為，接收端用戶得知該行為后，也可將需要傳送的行為反饋給發(fā)送端，完成行為的交互。通過機器人之間的行為傳遞達到用戶之間的交互，可以更為有效地表達情感，豐富了用戶傳遞感情的方式。與現(xiàn)有技術中只應用即時通訊終端發(fā)送消息給接收端機器人的方式相比，本發(fā)明中的機器人通過傳感器感知用戶行為，并通過信號數(shù)據(jù)預處理，得出行為標記，通過網(wǎng)絡發(fā)送，增加了消息的方式，并且能夠達到更充分的交互。此外，基于網(wǎng)絡功能的機器人傳遞行為的方法和裝置借助于動作、燈光、聲音表現(xiàn)形式，增加了用戶傳遞情感的類型。


圖1為本發(fā)明基于網(wǎng)絡功能的機器人傳遞行為的系統(tǒng)架構示意圖；圖2為本發(fā)明基于網(wǎng)絡功能的機器人傳遞行為的系統(tǒng)流程圖；圖3為本發(fā)明中基于網(wǎng)絡功能的機器人傳遞行為的裝置內部連接方式示意圖；圖4為本發(fā)明中基于網(wǎng)絡功能的機器人傳遞行為的裝置的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖及具體實施例對本發(fā)明再作進一步詳細的說明。
如圖1所示，本發(fā)明的機器人本體101和102可以通過無線109利用無線網(wǎng)卡110連接到個人電腦(PC)主機103，或者直接通過有線111經串口連接到PC主機104，PC主機103和104再連接到互聯(lián)網(wǎng)107；機器人本體101和102也可以通過無線108經無線路由器106連接到互聯(lián)網(wǎng)107，無線路由器106可以讓無線設備直接連接到互聯(lián)網(wǎng)而不需要使用額外PC。
發(fā)送端機器人101感知用戶對機器人的行為，將行為轉化為行為標記，行為標記是指行為的名稱，用于標記行為信息。行為標記經互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到接收端機器人102，接收端機器人102將行為標記轉化成控制信號，控制機器人發(fā)出動作、聲音、燈光。
用戶也可使用即時通訊終端設備，比如，個人數(shù)字助理(PDA)112、移動電話113或者電腦114給接收端機器人發(fā)送消息，接收端機器人將接收到的信息轉化成控制信號，控制機器人發(fā)出動作、聲音、燈光。
如圖2所示，觸覺傳感器201檢測用戶對發(fā)送端機器人的觸摸動作；手勢動作傳感器202檢測用戶對發(fā)送端機器人的手勢動作；編碼傳感器203是一種可以感知連接在傳感器上的軸轉動角度和速度的傳感器，用于檢測用戶對機器人頭部、手臂和軀干部的轉動。聲音傳感器204檢測用戶對機器人發(fā)送的語音信號。
傳感器檢測到的信號進行信號數(shù)據(jù)預處理206，去除噪聲，并將不同的信號以可接受的數(shù)據(jù)形式進行信號轉換以及編碼。
行為模式庫207和209是兩個數(shù)據(jù)庫，存儲著所有行為的行為標記和行為特征碼，兩個數(shù)據(jù)庫內容相同的。行為標記是指行為的名稱，行為特征碼是指該行為具有的一系列特征，一個行為標記包括多個行為特征碼。比如，行為標記1是指行為“開心”，包括行為特征碼11、12和13，行為特征碼11表示“手臂抬起90度，并保持5秒”，行為特征碼12表示“臉部綠色的LED燈閃爍20次，每次間隔1秒”，行為特征碼13表示“聲音響起，并保持5秒”。
信號數(shù)據(jù)預處理206后，微處理器在行為模式庫207中檢索出行為標記。即時通訊終端發(fā)送的消息205也可以作為行為標記。行為標記傳輸208是行為標記通過互聯(lián)網(wǎng)傳送到接收端機器人。接收端機器人根據(jù)行為標記在行為模式庫209中匹配，得出行為特征碼。接收端機器人根據(jù)行為特征碼將行為分解210，獲得行為的控制信號。接收端機器人根據(jù)控制信號控制液晶顯示屏211、燈光212、揚聲器213和驅動電機214，從而完成整個行為的識別，傳輸和展示過程。比如，接收端機器人接收到行為標記1，微處理器在行為模式庫中匹配，得出行為特征碼11，12和13，行為分解，獲得行為控制信號，控制驅動電機，使機器人手臂抬起90度，并保持5秒，控制臉部綠色的LED燈閃爍20次，每次間隔1秒，控制揚聲器發(fā)出聲音，并保持5秒。
如圖3和圖4所示，觸覺傳感器201是一種可以感知觸摸動作的傳感器，頭部觸覺傳感器301裝于機器人頭部401頂端，用于獲取用戶對機器人的頭部401的觸摸動作信號；手臂觸覺傳感器302裝于手臂404終端，用于獲取用戶對機器人手臂404的觸摸動作信號。
手勢動作傳感器202用于感知用戶對機器人的手勢動作信息，由距離傳感器303、視覺傳感器304以及光敏傳感器305配合完成。手勢動作的檢測通過距離傳感器303、視覺傳感器304以及光敏傳感器305互相配合實現(xiàn)。光敏傳感器305可以感知外界光線強弱，用于判斷是否進行手勢動作觸發(fā)；視覺傳感器304用于采集手勢動作圖像，通常為攝像頭；距離傳感器303可以檢測出用戶手勢動作對于機器人的距離改變。視覺傳感器304采集到的圖像信息以及距離傳感器303感知的距離改變的幅度和頻率信息將結合起來作為手勢動作信號。
編碼傳感器203是一種感知連接在傳感器上的軸轉動角度和速度的傳感器，用于感知用戶對機器人肢體的動作而造成的關節(jié)轉動信號。頸部編碼傳感器306裝于頸部、用于感知機器人頭部401的轉動信號；手臂編碼傳感器307裝于手臂404終端，用于感知手臂404的轉動信號；軀干編碼傳感器308裝于腰部405，用于感知機器人軀干部402的轉動信號。
聲音傳感器204是一種可以感知語音信息的傳感器，裝于機器人頭部401，用于感知用戶對機器人發(fā)送的語音信號。聲音傳感器204多為麥克風。
信號處理單元309將傳感器感知的信號進行初步處理，目的是去除噪聲，并將不同的信號以能被微處理器310接受的數(shù)據(jù)形式進行信號轉換以及編碼。網(wǎng)絡適配器312可以獲得從另一個機器人或者即時通訊終端傳送過來的行為標記，也可以將本機器人的行為標記通過互聯(lián)網(wǎng)傳送給另一個機器人。網(wǎng)絡適配器312分為有線方式和無線方式。網(wǎng)絡適配器312有線方式是通過計算機串行接口、通用串行總線(USB)接口或者有線以太網(wǎng)實現(xiàn)，網(wǎng)絡適配器312無線方式是通過藍牙或者無線網(wǎng)卡實現(xiàn)。存儲器313中存儲著包括行為標記和行為特征碼的行為模式庫。微處理器310可以在行為模式庫中檢索出相應的行為標記。微處理器310對信號分類以及進行動作分解。驅動單元311將信號轉化成液晶顯示屏控制信號、燈光控制信號、揚聲器控制信號以及電機驅動信號。
液晶顯示屏211裝于機器人的軀干部402，用于顯示日期、時間、問候語、在線人員姓名、聊天內容、傳送的圖片表情、天氣預報，網(wǎng)絡預定的新聞等。燈光212包括頭部燈光顯示屏317和手臂燈光318，用于展示表情，燈光多采用發(fā)光二極管(LED)燈。揚聲器213裝于機器人的底座403上，用于機器人的聲音展現(xiàn)。驅動電機214分為頸部驅動電機314、手臂驅動電機315以及軀干驅動電機316。機器人的肢體運動包括三部分，頭部401的三自由度轉動，由三個頸部驅動電機314實現(xiàn)；手臂404的二自由度轉動，每個手臂404的運動由二個手臂驅動電機315實現(xiàn)；以及軀干部402的一個自由度的轉動，由裝于腰部405的一個軀干驅動電機316實現(xiàn)。
機器人作為發(fā)送端，機器人內部工作流程信號處理單元309初步處理傳感器感知到的信號和即時通訊終端發(fā)送的信息，微處理器310利用處理后的信號，在存儲器313的行為模式庫中檢索出行為標記，網(wǎng)絡適配器312將行為標記通過互聯(lián)網(wǎng)傳送到接收端。
機器人作為接收端，機器人內部的工作流程機器人通過網(wǎng)絡適配器312接收行為標記，微處理器310在存儲器313的行為模式庫中根據(jù)行為標記得出行為特征碼，將信號分解。驅動單元311將分解后的信號轉化為機器人控制信號，控制機器人動作、聲音、燈光展示。
可見，應用上面描述的基于網(wǎng)絡功能的機器人傳遞表情、聲音和動作信息的方法和基于網(wǎng)絡功能的機器人裝置，能有效支持表情、聲音和動作信息通過互聯(lián)網(wǎng)傳遞和交互，并能夠利用動作、聲音、燈光效果等表現(xiàn)出來。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用來限定本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種基于網(wǎng)絡功能的機器人的傳遞行為的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟a.發(fā)送端機器人通過傳感器感知用戶對機器人的行為，并轉化為行為信號，發(fā)送端機器人感知的行為信號經過信號數(shù)據(jù)分析，得出行為標記；b.將行為標記通過網(wǎng)絡發(fā)送給接收端機器人；c.接收端機器人對接收到的行為標記分析，展示行為。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于網(wǎng)絡功能的機器人傳遞行為的方法，其特征在于，所述行為包括動作、聲音和/或燈光。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于網(wǎng)絡功能的機器人傳遞行為的方法，其特征在于，所述傳感器感知用戶對機器人的行為包括用戶對機器人所做的觸摸、手勢動作、聲音和/或用戶對機器人肢體動作的關節(jié)轉動。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的基于網(wǎng)絡功能的機器人傳遞行為的方法，其特征在于，所述信號數(shù)據(jù)分析包括信號數(shù)據(jù)預處理和行為檢索。
5.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的基于網(wǎng)絡功能的機器人傳遞行為的方法，其特征在于，所述行為標記分析包括行為標記檢索和行為分解。
6.一種基于網(wǎng)絡功能的機器人傳遞行為的裝置，其特征在于，該裝置包括傳感器，用于感知用戶對機器人所做的行為，得出行為信號；存儲器，用于存儲行為標記；微處理器，對所述行為信號進行信號數(shù)據(jù)分析得出行為標記，及對行為標記分析；網(wǎng)絡適配器，用于連接網(wǎng)絡，將行為標記發(fā)送到接收端，及從發(fā)送端接收行為標記；驅動裝置，根據(jù)行為標記分析，展現(xiàn)機器人動作。
7.根據(jù)權利要求6所述的基于網(wǎng)絡功能的機器人傳遞行為的裝置，其特征在于，所述驅動裝置包括驅動單元、驅動電機、揚聲器、顯示裝置和/或發(fā)光裝置。
8.根據(jù)權利要求7所述的基于網(wǎng)絡功能的機器人傳遞行為的裝置，其特征在于，所述驅動電機包括頸部驅動電機、手臂驅動電機和/或軀干驅動電機。
9.根據(jù)權利要求6至8中任一項所述的基于網(wǎng)絡功能的機器人傳遞行為的裝置，其特征在于，所述傳感器為觸覺傳感器、手勢動作傳感器、編碼傳感器和/或聲音傳感器。
10.根據(jù)權利要求9所述的基于網(wǎng)絡功能的機器人傳遞行為的裝置，其特征在于，所述觸覺傳感器包括頭部觸覺傳感器和/或手臂觸覺傳感器；所述手勢動作傳感器包括距離傳感器、視覺傳感器和光敏傳感器；所述編碼傳感器包括頸部編碼傳感器、手臂編碼傳感器和/或軀干編碼傳感器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于網(wǎng)絡功能的機器人傳遞行為的方法，涉及網(wǎng)絡機器人技術，為解決用戶通過網(wǎng)絡更充分的交互提出。具體方案包括發(fā)送端機器人通過傳感器感知用戶對機器人的行為，并轉化為行為信號，發(fā)送端機器人感知的行為信號經過信號數(shù)據(jù)分析，得出行為標記；將行為標記通過網(wǎng)絡發(fā)送給接收端機器人；接收端機器人對接收到的行為標記分析，展示行為。本發(fā)明還公開了一種實現(xiàn)上述方法的裝置。通過機器人之間的行為傳遞達到用戶之間的交互，增加了消息傳遞的方式，豐富了用戶傳遞感情的方式，可以更為有效地表達情感，并且增加了用戶傳遞情感的類型，能夠達到更充分的交互。
文檔編號G08C19/00GK101020312SQ200710005688
公開日2007年8月22日 申請日期2007年3月13日 優(yōu)先權日2007年3月13日
發(fā)明者葉琛, 豐卉 申請人:葉琛, 豐卉