自閉癥兒童輔助機(jī)器人及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自閉癥兒童輔助機(jī)器人，屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]自閉癥也叫孤獨(dú)癥，一般多發(fā)生在兒童身上，是一種精神發(fā)育障礙。隨著社會(huì)的發(fā)展，近些年來，自閉癥兒童的數(shù)量不斷增加，逐漸引起了人們的關(guān)注。由于病因復(fù)雜，傳統(tǒng)藥物難以治愈，目前最有效的治療方式是教育和訓(xùn)練。特殊教育和康復(fù)訓(xùn)練是各國采取的主要方式。像在美國一樣的發(fā)達(dá)國家，具有好的醫(yī)療環(huán)境，自閉癥兒童一般能夠得到良好的早期治療。但是在發(fā)展中國家，例如中國，從事這方面教育師資力量和經(jīng)費(fèi)都十分匱乏，加上行業(yè)不規(guī)范，自閉癥兒童很難得到好的治療。
[0003]機(jī)器人技術(shù)的迅速發(fā)展，使機(jī)器人得到廣泛的應(yīng)用。特別是服務(wù)機(jī)器人的快速興起，給人們的生活帶來了極大的方便。將機(jī)器人應(yīng)用到對(duì)自閉癥兒童的服務(wù)上，不僅可以輔助治療兒童自閉癥，而且有助于減輕家庭和政府負(fù)擔(dān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是:提供一種自閉癥兒童輔助機(jī)器人及系統(tǒng)，為自閉癥兒童的治療提供幫助。
[0005]本發(fā)提提出的自閉癥兒童輔助機(jī)器人包括圖像采集裝置、聲音采集裝置、聲音播放裝置和控制裝置，所述圖像采集裝置用于采集機(jī)器人外部的圖像信息并發(fā)送給控制裝置；所述聲音采集裝置用于采集機(jī)器人外部的聲音信息并發(fā)送給控制裝置；所述聲音播放裝置能夠播放音頻；所述控制裝置根據(jù)所述圖像采集裝置采集的圖像識(shí)別人臉，并在識(shí)別到人臉時(shí)檢測(cè)該人臉的表情信息，并根據(jù)該表情信息產(chǎn)生用于控制所述聲音播放裝置的控制信息，所述聲音播放裝置根據(jù)該控制信息播放相應(yīng)的音頻。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，所述控制裝置還根據(jù)所述聲音采集裝置采集的聲音識(shí)別人的語音，獲得人的語音信息，并根據(jù)該語音信息產(chǎn)生所述用于控制所述聲音播放裝置的控制信息。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，機(jī)器人還包括行為記錄裝置，所述控制裝置根據(jù)所檢測(cè)的人臉的表情信息和/或所識(shí)別的語音信息生成行為信息，并控制所述行為記錄裝置記錄所述行為信息。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，所述行為信息包括下述信息的至少一種:所述表情信息、識(shí)別到人的語音的頻度信息、所識(shí)別的語音信息本身。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，還包括用于使所述機(jī)器人進(jìn)行移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)裝置，當(dāng)所述控制裝置根據(jù)所述圖像采集裝置采集的圖像識(shí)別到人臉時(shí)，控制裝置控制所述運(yùn)動(dòng)裝置朝向所述人臉?biāo)幍奈恢眠M(jìn)行移動(dòng)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，還包括人體距離檢測(cè)裝置，其用于檢測(cè)機(jī)器人與人體的距離，所述控制裝置根據(jù)該人體距離檢測(cè)裝置檢測(cè)的機(jī)器人與人體的距離控制所述運(yùn)動(dòng)裝置進(jìn)行停止和運(yùn)動(dòng)，以便在機(jī)器人在移動(dòng)到離人體一定的距離處停止運(yùn)動(dòng)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，所述圖像采集裝置可以在所述控制裝置的控制下進(jìn)行傾斜和/或轉(zhuǎn)動(dòng)，并在所述控制裝置識(shí)別到人臉時(shí)被控制轉(zhuǎn)動(dòng)以朝向所述人臉。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，機(jī)器人還包括頭部，所述圖像采集裝置位于頭部，所述控制裝置控制頭部的傾斜和/或轉(zhuǎn)動(dòng)來傾斜和/或轉(zhuǎn)動(dòng)所述圖像采集裝置。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，機(jī)器人還包括臉部表情裝置，該臉部表情裝置位于所述頭部的臉部位置，能夠模擬人的表情；所述控制裝置還根據(jù)所檢測(cè)的人臉的表情信息和/或所識(shí)別的語音信息生成機(jī)器人表情信息，并根據(jù)該機(jī)器人表情信息控制所述臉部表情裝置模擬相應(yīng)的表情。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，所述臉部表情裝置是顯示屏，其通過顯示卡通表情圖片來模擬相應(yīng)的表情。
[0015]本發(fā)明的自閉癥輔助兒童機(jī)器人有以下特點(diǎn):
[0016]1、本發(fā)明機(jī)器人結(jié)構(gòu)形狀仿照人體，其臉部用顯示屏代替，能夠顯示各種表情，非常生動(dòng)形象更親近兒童，便于與自閉癥兒童交流。
[0017]2、本發(fā)明的機(jī)器人的顯示屏可以提供更為豐富交流方式，可以根據(jù)不同自閉癥兒童來定義，有針對(duì)性輔助自癥閉兒童，同時(shí)機(jī)器人聲音也可自定義。這些可以根據(jù)行為記錄情況做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，達(dá)到最佳的輔助目的。
[0018]3、本發(fā)明的機(jī)器人的頭部幾乎集合了所有檢測(cè)和輸出的設(shè)備，結(jié)構(gòu)十分緊湊。各個(gè)模塊共同工作，相互協(xié)調(diào)，極大地完善了機(jī)器人的功能。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的機(jī)器人的的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的硬件部分的架構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本發(fā)明的的一個(gè)實(shí)施例的控制裝置的功能模塊示意圖；
[0022]圖4為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)控制流程圖；
[0023]圖5為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的交流功能實(shí)現(xiàn)流程圖。
[0024]其中，1-揚(yáng)聲器、2-麥克風(fēng)、3-臉部顯示器、4-攝像頭、5-云臺(tái)、6-控制觸摸屏、7-身體、8-底座、9-聲納、10-運(yùn)動(dòng)裝置、11-頭部
【具體實(shí)施方式】
[0025]本發(fā)明提出一種自閉癥兒童輔助機(jī)器人，其至少包括圖像采集裝置、聲音采集裝置、聲音播放裝置和控制裝置。其中，圖像采集裝置例如是攝像頭，是機(jī)器人的眼睛，用于采集機(jī)器人外部的圖像信息并發(fā)送給控制裝置；聲音采集裝置是機(jī)器人的耳朵，用于采集機(jī)器人外部的聲音信息并發(fā)送給控制裝置；聲音播放裝置相當(dāng)于機(jī)器人的嘴巴，能夠發(fā)出聲音，例如播放音頻。聲音播放接受由裝置接受可通過語音呼喚引起自閉癥兒童注意，便于圖像的獲取和表情的檢測(cè)。所述語音可以由用戶自定義。
[0026]控制裝置是機(jī)器人的核心部件。一方面，控制裝置根據(jù)所述圖像采集裝置采集的圖像識(shí)別人臉，并在識(shí)別到人臉時(shí)檢測(cè)該人臉的表情信息。另一方面，控制裝置還根據(jù)所述聲音采集裝置采集的聲音識(shí)別人的語音，獲得人的語音信息。在獲得該表情信息和/或語音信息后，控制裝置根據(jù)該表情信息產(chǎn)生用于控制所述聲音播放裝置的控制信息，所述聲音播放裝置根據(jù)該控制信息播放相應(yīng)的音頻，從而產(chǎn)生相應(yīng)的聲音，以與自閉癥兒童進(jìn)行某種程度上的交流。
[0027]本發(fā)明的機(jī)器人還可以還包括行為記錄裝置，控制裝置根據(jù)所檢測(cè)的人臉的表情信息和/或所識(shí)別的語音信息生成行為信息，并控制所述行為記錄裝置記錄所述行為信息。行為信息包括下述信息的至少一種:所述表情信息、識(shí)別到人的語音的頻度信息、未經(jīng)識(shí)別的聲音信息及所識(shí)別的語音信息。例如可以記錄煩躁，生氣等不良聲音到行為記錄模塊。行為記錄裝置記錄的行為信息可以幫助分析自閉癥兒童的情緒，為之后治療提供幫助。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式還包括用于使機(jī)器人進(jìn)行移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)裝置，當(dāng)控制裝置根據(jù)所述圖像采集裝置采集的圖像識(shí)別到人臉時(shí)，控制裝置控制所述運(yùn)動(dòng)裝置朝向所述人臉?biāo)幍奈恢眠M(jìn)行移動(dòng)。這樣，機(jī)器人就能在“看到”、“聽到”兒童在附近時(shí)，主動(dòng)靠近并與兒童進(jìn)行“交流”。為了使機(jī)器人與自閉癥兒童保持一定的距離，以及繞過阻礙物，優(yōu)選的實(shí)施方式還包括人體距離檢測(cè)裝置，其用于檢測(cè)機(jī)器人與人體的距離以及周圍的環(huán)境，所述控制裝置根據(jù)該人體距離檢測(cè)裝置檢測(cè)的機(jī)器人與人體的距離控制所述運(yùn)動(dòng)裝置進(jìn)行停止和運(yùn)動(dòng)，以便在機(jī)器人在移動(dòng)到離人體一定的距離處停止運(yùn)動(dòng)。
[0028]為了使兒童在機(jī)器人的視野范圍內(nèi)，圖像采集裝置需要隨著人體進(jìn)行角度或位置的調(diào)整。而為了避免機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)裝置進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，優(yōu)選的方式可以是使圖像采集裝置在控制裝置的控制下進(jìn)行傾斜和/或轉(zhuǎn)動(dòng)，并在所述控制裝置識(shí)別到人臉時(shí)被控制轉(zhuǎn)動(dòng)以朝向所述人臉。
[0029]當(dāng)所述機(jī)器人為人型時(shí)，其可以包括頭部，則圖像采集裝置位于頭部的兩眼位置，控制裝置控制頭部的傾斜和/或轉(zhuǎn)動(dòng)來傾斜和/或轉(zhuǎn)動(dòng)所述圖像采集裝置。
[0030]更優(yōu)選的，機(jī)器人還可以包括臉部表情裝置，該臉部表情裝置位于所述頭部的臉部位置，能夠模擬人的表情，這樣就能更加生動(dòng)地與自閉癥兒童進(jìn)行交流。控制裝置可根據(jù)所檢測(cè)的人臉的表情信息和/或所識(shí)別的語音信息生成機(jī)器人表情信息，并根據(jù)該機(jī)器人表情信息控制所述臉部表情裝置模擬相應(yīng)的表情。例如，所述臉部表情裝置可以是顯示屏，其通過顯示卡通表情圖片來模擬相應(yīng)的表情。但本發(fā)明也不排除其他的仿生的臉部表情裝置的應(yīng)用。
[0031]所述顯示屏可以是觸摸屏，這樣，其還可以作為用戶輸入裝置。用戶通過觸摸屏對(duì)控制裝置進(jìn)行操作，以便顯示由所述行為記錄裝置記錄的行為信息，或者對(duì)控制裝置所控制的各個(gè)部分模塊功能進(jìn)行調(diào)試修改、調(diào)整參數(shù)、維護(hù)程序等。
[0032]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0033]圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的機(jī)器人的的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是該實(shí)施例的硬件部分的架構(gòu)示意圖。參見附圖1、2，該實(shí)施例的自閉癥兒童輔助機(jī)器人呈現(xiàn)卡通的人型，