一種基于用戶情緒及意圖識別的機(jī)器人人機(jī)交互方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于用戶情緒及意圖識別的機(jī)器人人機(jī)交互方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國老齡化問題嚴(yán)重，“空巢老人”的心理健康問題尤其引人關(guān)注。在2010年第六次人口普查時(shí)，空巢老人已達(dá)到31.77%，并且在空巢老人中存在心理問題的比例達(dá)到60%。同時(shí)，由于目前大部分家庭都是獨(dú)生子女，兒童成長過程中缺乏同齡人的陪伴也容易影響心理健康。因此，對于平時(shí)身邊無人陪伴的老人和兒童，以何種手段對其進(jìn)行精神陪護(hù)，避免其心理疾病的發(fā)生，成為當(dāng)前迫切需要解決的問題。
[0003]為了解決上述問題，近年來人們提出利用機(jī)器人來代替人進(jìn)行老年、兒童的精神陪伴。目前市面上已有一些能夠與人進(jìn)行互動(dòng)的機(jī)器人產(chǎn)品。但是，機(jī)器人若要真正達(dá)到對老年、兒童進(jìn)行情感陪護(hù)的功能要求，更好的融入其生活，首先要充分理解用戶的意圖，了解其心理變化，針對不同用戶的特點(diǎn)和需求進(jìn)行不同類型的交互。很多研究表明，人的生理信息、面部表情、語音語調(diào)、手勢動(dòng)作等多種方式都可以不同程度地反映情緒和心理變化。
[0004]綜上所述，如何實(shí)現(xiàn)針對老人、兒童不同情緒狀態(tài)的個(gè)性化人機(jī)交互控制，是本領(lǐng)技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種基于用戶情緒及意圖識別的機(jī)器人人機(jī)交互方法，以解決上述問題。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]本發(fā)明提供了一種基于用戶情緒及意圖識別的機(jī)器人人機(jī)交互方法，包括如下步驟:
[0008]S100、機(jī)械人對用戶情緒以及用戶意圖進(jìn)行智能識別；
[0009]S200、機(jī)械人根據(jù)所述智能識別結(jié)果得到智能決策；
[0010]S300、機(jī)械人根據(jù)智能決策結(jié)果，采用人機(jī)交互方式輸出交互動(dòng)作。
[0011]進(jìn)一步地，在步驟SlOO中，所述機(jī)械人對用戶情緒進(jìn)行智能識別的具體包括如下步驟:
[0012]S101、所述用戶情緒識別具體利用呼吸、脈搏、心率、皮電等人體生理信息，通過提取不同情緒下信號的多種特征，利用模式識別算法進(jìn)行情緒識別，將用戶情緒識別為輕松、高興、悲傷、憤怒四種情緒信息；
[0013]S102、結(jié)合面部表情圖像處理、識別進(jìn)一步提高上述情緒識別的準(zhǔn)確性。
[0014]其中，所述人體生理信息通過可穿戴式采集裝置進(jìn)行采集，通過無線通信方式與機(jī)器人進(jìn)行信息傳輸。
[0015]其中，所述面部表情通過安裝在機(jī)器人上的攝像頭進(jìn)行采集。
[0016]進(jìn)一步地，所述無線通信方式包括藍(lán)牙連接或是無線網(wǎng)絡(luò)連接。
[0017]進(jìn)一步地，在步驟SlOO中，所述機(jī)械人對用戶意圖進(jìn)行智能識別的具體包括如下步驟:
[0018]S103、所述用戶意圖識別具體利用安裝在機(jī)器人上的壓力、光電、溫度多種傳感器信息判別周圍環(huán)境和用戶動(dòng)作，同時(shí)利用安裝在機(jī)器人上的麥克風(fēng)對聲音信號進(jìn)行采集，通過語音信號處理與特征提取，進(jìn)行語音識別，將語音識別的結(jié)果與傳感器信息融合，識別用戶意圖。
[0019]進(jìn)一步地，在步驟S200中，所述機(jī)械人根據(jù)所述智能識別結(jié)果得到智能決策，具體包括如下步驟:
[0020]S201、所述智能決策方法根據(jù)用戶情緒和意圖識別的結(jié)果進(jìn)行智能控制決策，并得到控制機(jī)器人相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成控制指令。
[0021]進(jìn)一步地，在步驟S300中，所述機(jī)械人根據(jù)智能決策結(jié)果，采用人機(jī)交互方式輸出交互動(dòng)作具體包括如下步驟:
[0022]S301、所述機(jī)械人接收控制指令；
[0023]S302、所述機(jī)械人根據(jù)所述控制指令控制各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行交互動(dòng)作。
[0024]進(jìn)一步地，在S302步驟中，所述機(jī)械人根據(jù)所述控制指令控制各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行交互動(dòng)作具體包括如下步驟:
[0025]S303、所述機(jī)械人采用各個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制機(jī)器人完成肢體動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與人的動(dòng)作交互；
[0026]S304、所述機(jī)械人通過揚(yáng)聲器播放語音、音樂聲音文件，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與人的語音交互。
[0027]進(jìn)一步地，進(jìn)一步地，各個(gè)所述步進(jìn)電機(jī)用于對應(yīng)控制機(jī)械人的機(jī)械手、機(jī)械臂、機(jī)械腿、機(jī)械人頭實(shí)現(xiàn)模仿動(dòng)物相應(yīng)的握手、擁抱、走路、搖頭動(dòng)作。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0029]本發(fā)明提供的一種基于用戶情緒及意圖識別的機(jī)器人人機(jī)交互方法，其具體包括實(shí)施三部分操作，具體包括如下步驟:S100、機(jī)械人對用戶情緒以及用戶意圖進(jìn)行智能識別；S200、機(jī)械人根據(jù)所述智能識別結(jié)果得到智能決策；S300、機(jī)械人根據(jù)智能決策結(jié)果，采用人機(jī)交互方式輸出交互動(dòng)作。
[0030]主要由兩個(gè)方面的技術(shù)優(yōu)勢；1.能夠通過多種傳感器信息實(shí)現(xiàn)對人的情緒、意圖的識別，為機(jī)器人良好的人際交互提供前提條件。2.能夠使機(jī)器人根據(jù)用戶的情緒和意圖有針對性的做出不同的反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的人機(jī)交互，更好的起到對老人、兒童精神陪伴的作用。
【附圖說明】
[0031]為了更清楚地說明本發(fā)明【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0032]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于用戶情緒及意圖識別的機(jī)器人人機(jī)交互方法的總體控制流程圖；
[0033]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于用戶情緒及意圖識別的機(jī)器人人機(jī)交互方法中的用戶情緒識別流程圖；
[0034]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于用戶情緒及意圖識別的機(jī)器人人機(jī)交互方法中的用戶意圖識別流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0036]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0037]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0038]下面通過具體的實(shí)施例子并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0039]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于用戶情緒及意圖識別的機(jī)器人人機(jī)交互方法，包括如下步驟:
[0040]S100、機(jī)械人對用戶情緒以及用戶意圖進(jìn)行智能識別；
[0041]S200、機(jī)械人根據(jù)所述智能識別結(jié)果得到智能決策；
[0042]S300、機(jī)械人根據(jù)智能決策結(jié)果，采用人機(jī)交互方式輸出交互動(dòng)作。
[0043]即本發(fā)明是一種基于用戶情緒及意圖識別的機(jī)器人人機(jī)交互方法，參考圖1，主要包括用戶情緒識別、用戶意圖識別、智能決策、人機(jī)交互幾部分。
[0044]下面對基于用戶情緒及意圖識別的機(jī)器人人機(jī)交互方法的具體操作以及具體技術(shù)效果做一下詳細(xì)說明:
[0045]進(jìn)一步地，在步驟SlOO中，所述機(jī)械人對用戶情緒進(jìn)行智能識別的具體包括如下步驟:
[0046]S101、所述用戶情緒識別具體利用呼吸、脈搏、心率、皮電人體生理信息，通過提取不同情緒下信號的多種特征，利用模式識別算法進(jìn)行情緒識別，將用戶情緒識別為輕松、高興、悲傷、憤怒四種情緒信息；
[0047]S102、結(jié)合面部表情圖像處理、識別進(jìn)一步提高上述情緒識別的準(zhǔn)確性。
[0048]其中，所述人體生理信息通過可穿戴式采集裝置進(jìn)行采集，通過無線通信方式與機(jī)器人進(jìn)行信息傳輸。
[0049]其中，所述面部表情通過安裝在機(jī)器人上的攝像頭進(jìn)行采集。
[0050]進(jìn)一步地，所述無線通信方式包括藍(lán)牙連接或是無線網(wǎng)絡(luò)連接。
[0051]需要說明的是，可穿戴式采集裝置是穿戴在用戶身上的電子采集裝置，其可以有效的采集用戶身上的人體生理信息(即對人體生理特征的檢測)；然后通過無線通信方式將人體生理信息傳遞給機(jī)械人，待機(jī)械人對上述信息進(jìn)行分析和識別處理。
[0052]上述可穿戴式采集裝置與機(jī)械人的通信方式，當(dāng)然也可以通