一種面向家用小型智能機器人的電子控制系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機器人領域，具體說涉及一種面向家用小型智能機器人的電子控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]隨著計算機技術的不斷發(fā)展以及人工智能技術的不斷進步。在家用領域小型智能機器人的應用也越來越廣泛，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元溝通。尤其是現(xiàn)有的機器人尚不能達到語音交互過程中同時輸出肢體動作以實現(xiàn)肢體動作上的交互。這不僅限制了了機器人的應用范圍，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，拓展機器人的應用范圍，亟需一種面向家用小型智能機器人的電子控制系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了提高機器人的用戶體驗，拓展機器人的應用范圍，本發(fā)明提供了一種面向家用小型智能機器人的電子控制系統(tǒng)，包括:
[0006]交互信息采集模塊，其配置為采集外部交互輸入信息，所述交互信息采集模塊包含語音采集單元以及觸摸傳感器，所述語音采集單元配置為采集外界語音信息，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，其配置為分析所述外部交互輸入信息并輸出相應的語音回應控制信息以及動作回應控制信息，所述語音回應控制信息以及所述動作回應控制信息相互匹配；
[0008]語音輸出單元，其配置為根據(jù)所述語音回應控制信息輸出匹配的語音回應；
[0009]機器人肢體控制單元，其配置為在所述語音輸出單元輸出所述語音回應的同時根據(jù)所述動作回應控制信息輸出匹配的機器人肢體控制信號以驅動機器人的肢體做出相應動作。
[0010]在一實施例中，所述交互處理模塊包含聯(lián)網(wǎng)交互單元，所述聯(lián)網(wǎng)交互單元配置為實現(xiàn)所述交互處理模塊與機器人網(wǎng)絡服務端的數(shù)據(jù)交互，所述交互處理模塊配置為在所述機器人網(wǎng)絡服務端的輔助下生成所述交互回應控制信息。
[0011]在一實施例中，所述系統(tǒng)包含上位機系統(tǒng)以及下位機系統(tǒng)，所述上位機系統(tǒng)以及所述下位機系統(tǒng)分別各包含一塊獨立的主控板，所述交互信息采集模塊、所述交互處理模塊以及所述語音輸出單元被構造在所述上位機系統(tǒng)中，所述機器人肢體控制單元被構造在所述下位機系統(tǒng)中。
[0012]在一實施例中，所述上位機系統(tǒng)的主控板為基于全志雙核A20處理器的主控板，所述上位機系統(tǒng)的主控板上集成有無線聯(lián)網(wǎng)模塊、麥克降噪模塊以及音頻放大模塊。
[0013]在一實施例中，所述系統(tǒng)還包含姿態(tài)傳感器，所述姿態(tài)傳感器被構造在所述下位機系統(tǒng)中，所述姿態(tài)傳感器配置為監(jiān)控機器人當前姿態(tài)，所述機器人肢體控制單元配置為基于所述機器人當前姿態(tài)輸出相應的所述機器人肢體控制信號。
[0014]在一實施例中，所述下位機系統(tǒng)的主控板為基于意法半導體微控制器STM32的主控板，所述下位機系統(tǒng)的主控板上集成有六軸姿態(tài)傳感器MPU6500以及電機驅動模塊。[00?5]在一實施例中，所述系統(tǒng)還包含電量顯示模塊，所述電量顯示模塊被構造在所述下位機系統(tǒng)中，其中:
[0016]所述上位機系統(tǒng)的主控板配置為采集并發(fā)送機器人當前的電量信息；
[0017]所述電量顯示模塊配置為根據(jù)所述電量信息輸出對應的電量顯示。
[0018]在一實施例中，所述系統(tǒng)還包含交互顯示模塊，所述交互顯示模塊被構造在所述下位機系統(tǒng)中，其中:
[0019]所述上位機系統(tǒng)的主控板配置為采集并發(fā)送機器人當前的交互狀態(tài)，所述交互狀態(tài)包括錄音狀態(tài)、語音/動作輸出狀態(tài)以及語義解析狀態(tài)；
[0020]所述交互顯示模塊配置為根據(jù)所述交互狀態(tài)輸出對應的交互狀態(tài)顯示。
[0021]在一實施例中，所述系統(tǒng)還包括視覺傳感器以及視覺處理單元，其中:
[0022]所述視覺傳感器配置為采集外界圖像信息；
[0023]所述視覺處理單元配置為分析處理所述外界圖像信息并把圖像分析處理結果發(fā)送到所述交互處理模塊；
[0024]所述交互處理模塊配置為綜合分析所述外部交互輸入信息以及所述圖像分析處理結果并輸出相應的語音回應控制信息以及動作回應控制信息。
[0025]本發(fā)明還提供了一種面向家用小型智能機器人的電子控制方法，包括:
[0026]采集外部交互輸入信息，所述外部交互輸入信息包含外界語音信息以及外部觸摸壓力數(shù)據(jù)；
[0027]分析所述外部交互輸入信息以生成相應的語音回應控制信息以及動作回應控制信息，所述語音回應控制信息以及所述動作回應控制信息相互匹配；
[0028]根據(jù)所述語音回應控制信息生成匹配的語音回應；
[0029]在生成所述語音回應的同時根據(jù)所述動作回應控制信息生成匹配的機器人肢體控制信號以驅動機器人的肢體做出相應動作。
[0030]在一實施例中，在本地機器人系統(tǒng)分析所述外部交互輸入信息時利用機器人網(wǎng)絡服務端輔助所述本地機器人系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)分析。
[0031 ]在一實施例中，基于兩塊獨立的主控板分別構造上位機系統(tǒng)以及下位機系統(tǒng)，其中:
[0032]通過所述上位機系統(tǒng)實現(xiàn)所述外部輸入信息的采集、所述外部交互輸入信息的分析、所述語音回應控制信息和所述動作回應控制信息的生成以及所述語音回應的生成；
[0033]通過所述下位機系統(tǒng)實現(xiàn)所述機器人肢體控制信號的生成。
[0034]在一實施例中，采用基于全志雙核A20處理器的主控板作為所述上位機系統(tǒng)的主控板，將無線聯(lián)網(wǎng)模塊、麥克降噪模塊以及音頻放大模塊集成在所述上位機系統(tǒng)的主控板上。
[0035]在一實施例中，通過所述下位機系統(tǒng)監(jiān)控機器人當前姿態(tài)，基于所述機器人當前姿態(tài)輸出相應的所述機器人肢體控制信號。
[0036]在一實施例中，采用基于意法半導體微控制器STM32的主控板作為所述下位機系統(tǒng)的主控板，將六軸姿態(tài)傳感器MPU6500以及電機驅動模塊集成在所述下位機系統(tǒng)的主控板上。
[0037]在一實施例中，在所述下位機系統(tǒng)中構造電量顯示模塊，其中:
[0038]通過所述上位機系統(tǒng)的主控板采集并發(fā)送機器人當前的電量信息；
[0039]利用所述電量顯示模塊根據(jù)所述電量信息輸出對應的電量顯示。
[0040]在一實施例中，在所述下位機系統(tǒng)中構造交互顯示模塊，其中:
[0041]通過所述上位機系統(tǒng)的主控板采集并發(fā)送機器人當前的交互狀態(tài)，所述交互狀態(tài)包括錄音狀態(tài)、語音/動作輸出狀態(tài)以及語義解析狀態(tài)；
[0042]利用所述交互顯示模塊根據(jù)所述交互狀態(tài)輸出對應的交互狀態(tài)顯示。
[0043]在一實施例中，所述方法還包括:
[0044]采集外界圖像信息；
[0045]分析處理所述外界圖像信息以生成圖像分析處理結果；
[0046]綜合分析所述外部交互輸入信息以及所述圖像分析處理結果以生成相應的語音回應控制信息以及動作回應控制信息。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的機器人電子控制系統(tǒng)及方法可以在進行語音交互的同時實現(xiàn)動作交互，與現(xiàn)有技術的機器人控制系統(tǒng)相比，其體積小、結構簡單，具有更廣的應用范圍以及更好的用戶體驗。
[0048]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】
[0049]附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例共同用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)