一種遙操作服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種遙操作服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)，包括通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)連接的機(jī)器人本體和遠(yuǎn)程操作終端，機(jī)器人系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有語音交互模塊、視頻監(jiān)控模塊、狀態(tài)監(jiān)控模塊、任務(wù)管理模塊和任務(wù)操作終端，任務(wù)管理模塊設(shè)于機(jī)器人本體上，任務(wù)操作終端設(shè)于遠(yuǎn)程操作終端上；語音交互模塊包括兩個(gè)語音交互終端，分別設(shè)于機(jī)器人本體上和遠(yuǎn)程操作終端上；視頻監(jiān)控模塊包括設(shè)于機(jī)器人本體上的圖像采集傳輸子模塊和設(shè)于遠(yuǎn)程操作終端上的圖像接收顯示子模塊，狀態(tài)監(jiān)控模塊包括設(shè)于機(jī)器人本體上的狀態(tài)采集發(fā)送子模塊和設(shè)于遠(yuǎn)程操作終端上的狀態(tài)接收顯示子模塊。本遙操作服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)提供簡(jiǎn)便的方式讓用戶操控機(jī)器人，降低服務(wù)機(jī)器人的開發(fā)難度和用戶的使用難度。
【專利說明】一種遙操作服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用于迎賓接待或互動(dòng)娛樂表演的遙操作服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，機(jī)器人的智能水平仍未達(dá)到可以獨(dú)立自主完成復(fù)雜的任務(wù)，尤其在動(dòng)態(tài)變化的非結(jié)構(gòu)化環(huán)境下(如需要和人交互的迎賓接待以及互動(dòng)活動(dòng)表演等場(chǎng)合)，采取機(jī)器人自動(dòng)化控制加上人工遠(yuǎn)程輔助操作的方式將更適合這種場(chǎng)合下機(jī)器人的應(yīng)用。
[0003]傳統(tǒng)的主從式人機(jī)交互系統(tǒng)通常由操作人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，近距離對(duì)機(jī)器人發(fā)出單一的動(dòng)作指令，再由機(jī)器人完成相應(yīng)的動(dòng)作。該方式操作比較復(fù)雜，而且操作的內(nèi)容比較固定，機(jī)器人只適合于固定應(yīng)用的場(chǎng)合，如果需要更改操作功能，往往需要專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行再次開發(fā)，使用成本相當(dāng)高。而對(duì)于迎賓接待、互動(dòng)娛樂表演等場(chǎng)合，機(jī)器人的工作內(nèi)容是復(fù)雜多變的，并且需要在現(xiàn)場(chǎng)很短的時(shí)間內(nèi)就修改完成。因此，傳統(tǒng)的主從式人機(jī)交互機(jī)器人并不適用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對(duì)迎賓接待或互動(dòng)娛樂表演，提供一種使用方便、開發(fā)成本也較低的遙操作服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種遙操作服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)，包括機(jī)器人本體和遠(yuǎn)程操作終端，機(jī)器人本體和遠(yuǎn)程操作終端之間通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)連接；機(jī)器人系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有語音交互模塊、視頻監(jiān)控模塊、狀態(tài)監(jiān)控模塊、任務(wù)管理模塊和任務(wù)操作終端，任務(wù)管理模塊設(shè)于機(jī)器人本體上，任務(wù)操作終端設(shè)于遠(yuǎn)程操作終端上；語音交互模塊包括兩個(gè)語音交互終端，兩個(gè)語音交互終端分別設(shè)于機(jī)器人本體上和遠(yuǎn)程操作終端上；視頻監(jiān)控模塊包括圖像采集傳輸子模塊和圖像接收顯示子模塊，圖像采集傳輸子模塊設(shè)于機(jī)器人本體上，圖像接收顯示子模塊設(shè)于遠(yuǎn)程操作終端上；狀態(tài)監(jiān)控模塊包括狀態(tài)采集發(fā)送子模塊和狀態(tài)接收顯示子模塊，狀態(tài)采集發(fā)送子模塊設(shè)于機(jī)器人本體上，狀態(tài)接收顯示子模塊設(shè)于遠(yuǎn)程操作終端上；
[0006]其中，任務(wù)管理模塊用于編輯并執(zhí)行任務(wù)文件，編輯并解釋感知文件；
[0007]任務(wù)操作終端作為操作人員的操作執(zhí)行工具；
[0008]語音交互模塊用于操作人員和機(jī)器人周圍的人進(jìn)行互動(dòng)，實(shí)時(shí)捕捉機(jī)器人周圍的聲音并通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程操作終端，同時(shí)將操作人員發(fā)出的聲音采集后通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給機(jī)器人本體，經(jīng)過變聲處理后，由機(jī)器人本體上的音箱播放出來；
[0009]視頻監(jiān)控模塊用于將機(jī)器人本體上攝像頭采集到的圖像實(shí)時(shí)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程操作終端;
[0010]狀態(tài)監(jiān)控模塊用于實(shí)時(shí)檢測(cè)機(jī)器人本體的電源電壓和周圍環(huán)境障礙物的方向，并向遠(yuǎn)端操作終端發(fā)送電壓和障礙物的方向數(shù)據(jù)，使操作人員可以在遠(yuǎn)程操作終端上查看到機(jī)器人本體的電壓和機(jī)器人本體周圍環(huán)境的障礙物情況。
[0011]其中，任務(wù)管理模塊內(nèi)設(shè)有任務(wù)解釋子模塊，任務(wù)解釋子模塊用于對(duì)任務(wù)文件的腳本指令進(jìn)行解釋，并根據(jù)指令和函數(shù)的映射關(guān)系，調(diào)用指令對(duì)應(yīng)的函數(shù)執(zhí)行指令；
[0012]任務(wù)管理模塊所編輯并執(zhí)行的任務(wù)文件主要由機(jī)器人本體的腳本指令組成，各腳本指令包含指令名和參數(shù)兩部分，按用途可將腳本指令劃分為移動(dòng)指令、肢體指令、表情指令、語音指令和系統(tǒng)指令等，任務(wù)文件可以作為函數(shù)被腳本指令調(diào)用；任務(wù)文件可以被保存為文本格式或是XML文件格式；當(dāng)任務(wù)文件為XML文件格式時(shí)，用XML節(jié)點(diǎn)作為指令節(jié)點(diǎn)來描述指令，分別用XML節(jié)點(diǎn)的屬性描述指令名和參數(shù)；
[0013]任務(wù)管理模塊所編輯并解釋的感知文件保存為XML文件格式，感知文件描述感知和行為之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即根據(jù)感知文件描述的內(nèi)容，當(dāng)某個(gè)特定的感知發(fā)生時(shí)，通過對(duì)感知文件的解釋，機(jī)器人本體會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的行為；感知為自定義的事件(如游戲手柄按鈕按下的事件)，則行為用機(jī)器人本體的腳本指令描述；在感知文件中，用一個(gè)XML節(jié)點(diǎn)描述感知，用該XML節(jié)點(diǎn)的屬性來描述感知的類型和感知的數(shù)據(jù)，用一個(gè)指令節(jié)點(diǎn)、多個(gè)指令節(jié)點(diǎn)或作為感知節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)來描述感知對(duì)應(yīng)的行為；
[0014]非技術(shù)開發(fā)人員可以根據(jù)感知集和指令集的內(nèi)容，使用文本文件編輯軟件以及XML文件編輯軟件編輯任務(wù)文件和感知文件，以達(dá)到自己定義機(jī)器人功能的目的。
[0015]所述機(jī)器人本體內(nèi)還設(shè)有移動(dòng)模塊和肢體動(dòng)作模塊，移動(dòng)模塊和肢體動(dòng)作模塊分別與任務(wù)管理模塊連接；
[0016]其中，移動(dòng)模塊用于控制機(jī)器人本體前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎并移動(dòng)到指定坐標(biāo)；
[0017]肢體動(dòng)作模塊用于控制機(jī)器人本體完成頭部、手部和腿部的肢體動(dòng)作。
[0018]所述機(jī)器人本體上還設(shè)有音箱、麥克風(fēng)、攝像頭和障礙物檢測(cè)傳感器，音箱和麥克風(fēng)分別與設(shè)于機(jī)器人本體上的語音交互終端連接，攝像頭與圖像采集傳輸子模塊連接，障礙物檢測(cè)傳感器與狀態(tài)采集發(fā)送子模塊連接。
[0019]所述遠(yuǎn)程操作終端為具有觸摸屏的智能移動(dòng)設(shè)備或游戲手柄。
[0020]所述具有觸摸屏的智能移動(dòng)設(shè)備為手機(jī)或平板電腦；
[0021]當(dāng)遠(yuǎn)程操作終端為游戲手柄時(shí)，游戲手柄上設(shè)有兩個(gè)搖桿，一個(gè)搖桿用于遠(yuǎn)程控制機(jī)器人本體的移動(dòng)動(dòng)作，另一個(gè)搖桿用于遠(yuǎn)程控制機(jī)器人本體的肢體動(dòng)作；用戶可通過感知文件將游戲手柄上每個(gè)按鈕按下的事件和對(duì)應(yīng)的行為關(guān)聯(lián)起來，通過編輯感知文件來定義每個(gè)按鈕按下去之后機(jī)器人對(duì)應(yīng)要執(zhí)行的行為文件；
[0022]當(dāng)遠(yuǎn)程操作終端為手機(jī)或平板電腦時(shí)，遠(yuǎn)程操作終端的用戶界面上設(shè)有虛擬搖桿區(qū)域，通過用戶手指在虛擬搖桿區(qū)域內(nèi)的位置轉(zhuǎn)換控制機(jī)器人本體的移動(dòng)動(dòng)作和肢體動(dòng)作；具體是:在虛擬搖桿區(qū)域內(nèi)檢測(cè)用戶手指所在的位置，并將用戶手指位置轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的位置數(shù)據(jù)或速度數(shù)據(jù)，然后根據(jù)虛擬搖桿的操作內(nèi)容轉(zhuǎn)換為機(jī)器人本體對(duì)應(yīng)的腳本指令，并通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到機(jī)器人本體，通過任務(wù)解釋子模塊進(jìn)行解釋并執(zhí)行。
[0023]通過虛擬搖桿，遠(yuǎn)程操作者可以控制機(jī)器人本體的移動(dòng)速度和移動(dòng)方向，同時(shí)控制機(jī)器人本體的肢體動(dòng)作的角度(如點(diǎn)頭、搖頭角度、抬手、擺手等)。遠(yuǎn)程操作終端包括一個(gè)或多個(gè)的虛擬搖桿。一般包括2個(gè)虛擬搖桿,其中一個(gè)虛擬搖桿用于控制機(jī)器人的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎和停止等移動(dòng)動(dòng)作，當(dāng)用戶手指離開虛擬搖桿的區(qū)域時(shí)，虛擬搖桿會(huì)指定復(fù)位到零位，這時(shí)候機(jī)器人將停止；另一個(gè)虛擬搖桿用于控制機(jī)器人的點(diǎn)頭、搖頭或其它肢體動(dòng)作，當(dāng)用戶手指離開虛擬搖桿的區(qū)域時(shí)，搖桿會(huì)保持當(dāng)前的位置不動(dòng)，即讓機(jī)器人保持對(duì)應(yīng)的肢體角度不變。
[0024]所述遠(yuǎn)程操作終端為手機(jī)或平板電腦時(shí)，遠(yuǎn)程操作終端的用戶界面上設(shè)有任務(wù)按鈕區(qū)域、視頻監(jiān)控區(qū)域、語音對(duì)話區(qū)域、狀態(tài)監(jiān)控區(qū)域、第一虛擬搖桿區(qū)域、第二虛擬搖桿區(qū)域和停止按鈕，任務(wù)按鈕區(qū)域、第一虛擬搖桿區(qū)域、第二虛擬搖桿區(qū)域和停止按鈕分別與遠(yuǎn)程操作終端內(nèi)的任務(wù)操作終端連接，視頻監(jiān)控區(qū)域與圖像接收顯示子模塊連接，語音對(duì)話區(qū)域與設(shè)于遠(yuǎn)程操作終端上的語音交互終端連接，狀態(tài)監(jiān)控區(qū)域與狀態(tài)接收顯示字模塊連接；任務(wù)按鈕區(qū)域內(nèi)設(shè)有至少一種場(chǎng)景模式。
[0025]通過增加場(chǎng)景以及場(chǎng)景的任務(wù)按鈕，可增加機(jī)器人本體的功能。任務(wù)按鈕和行為文件關(guān)聯(lián)，當(dāng)按下任務(wù)按鈕時(shí)，任務(wù)操作終端將該按鈕對(duì)應(yīng)的行為文件名組合成執(zhí)行行為文件的腳本指令，通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到機(jī)器人本體，由任務(wù)管理模塊內(nèi)的任務(wù)解釋子模塊負(fù)責(zé)解釋執(zhí)行。
[0026]其中，任務(wù)按鈕可編輯的數(shù)據(jù)包括按鈕顯示的文本以及按鈕對(duì)應(yīng)的行為文件名，可以在遠(yuǎn)程操作終端上直接修改數(shù)據(jù)，也可以通過編輯指定的XML文件，然后由任務(wù)操作終端解釋該XML文件，自動(dòng)生成場(chǎng)景以及任務(wù)按鈕。
[0027]語音對(duì)話區(qū)域中，使用麥克風(fēng)采集環(huán)境的音頻信號(hào)并通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給機(jī)器人本體，同時(shí)接收從機(jī)器人本體發(fā)送過來的音頻數(shù)據(jù)并播放。
[0028]視頻監(jiān)控區(qū)域用于接收和顯示從機(jī)器人本體發(fā)送過來的圖像數(shù)據(jù)。
[0029]狀態(tài)監(jiān)控區(qū)域用于接收和顯示從機(jī)器人本體發(fā)送過來的電壓數(shù)據(jù)和障礙物狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0030]本遙操作服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，通過在機(jī)器人本體和遠(yuǎn)程操作終端之間無線傳輸數(shù)據(jù)完成工作。對(duì)于語音交互模塊，由遠(yuǎn)程操作終端的語音交互終端發(fā)送監(jiān)聽或?qū)υ捴噶畹綑C(jī)器人本體的語音交互終端，并開發(fā)音頻的采集、發(fā)送以及監(jiān)聽接收和播放；機(jī)器人本體的語音交互終端收到指令后，采集音頻數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程操作終端的語音交互終端，并播放從遠(yuǎn)程操作終端發(fā)送過來的音頻數(shù)據(jù)；由遠(yuǎn)程操作終端控制語音監(jiān)聽和對(duì)話的結(jié)束。對(duì)于視頻監(jiān)控模塊和狀態(tài)監(jiān)控模塊，其工作過程與語音交互模塊類似，都是由遠(yuǎn)程操作終端發(fā)出相應(yīng)的指令，由機(jī)器人本體上對(duì)應(yīng)的模塊進(jìn)行接收并處理，采集圖像數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)，然后傳輸回遠(yuǎn)程操作終端進(jìn)行顯示。對(duì)于機(jī)器人本體的操作部分，如通過手柄或者是任務(wù)按鈕操作機(jī)器人，遠(yuǎn)程操作終端首先將在界面上的操作轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的機(jī)器人腳本指令，通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)將指令發(fā)送到機(jī)器人本體上，并由任務(wù)管理模塊進(jìn)行解釋和執(zhí)行。
[0031]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果:
[0032]1、本遙操作服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)是針對(duì)迎賓接待或互動(dòng)娛樂表演而提出的，使用方便，開發(fā)成本也較低，能夠由非專業(yè)技術(shù)人員根據(jù)任務(wù)執(zhí)行要求對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制、任務(wù)編輯、并控制機(jī)器人完成指定的任務(wù)；該遙操作服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)提供簡(jiǎn)便的方式讓用戶操控機(jī)器人，達(dá)到了降低服務(wù)機(jī)器人的開發(fā)難度和用戶的使用難度的目的，進(jìn)一步推動(dòng)了機(jī)器人在社會(huì)生活中的普及。
[0033]2、本遙操作服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)中，遠(yuǎn)程操作終端可同時(shí)兼容游戲手柄和其它智能移動(dòng)設(shè)備。對(duì)于簡(jiǎn)單的任務(wù)(一般不超過10個(gè)任務(wù))，可采用游戲手柄操作，操作手感好并且系統(tǒng)簡(jiǎn)單。對(duì)于較復(fù)雜的任務(wù)，可以通過智能移動(dòng)設(shè)備(如Android平板電腦、手機(jī)等)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行遙操作。遠(yuǎn)程操作人員不需要在機(jī)器人附近，通過語音對(duì)話模塊，視頻監(jiān)控模塊和狀態(tài)監(jiān)控模塊就能夠感知到周圍的環(huán)境。通過任務(wù)操作終端還可以自定義場(chǎng)景和任務(wù)按鈕的功能，沒有任務(wù)數(shù)量上的限制。
[0034]3、在本遙操作服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將機(jī)器人本體和遠(yuǎn)程操作終端通過廣域網(wǎng)或者互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通訊，則使得機(jī)器人具有替身作用，可以用機(jī)器人代替遠(yuǎn)端操作者參加重要會(huì)議、辦公、面試等，減少了交流的空間限制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1為本遙操作服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)的原理示意圖。
[0036]圖2為本要操作服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)中遠(yuǎn)程操作終端的用戶界面布局圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0038]實(shí)施例
[0039]本實(shí)施例一種遙操作服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)，如圖1所示，包括機(jī)器人本體和遠(yuǎn)程操作終端，機(jī)器人本體和遠(yuǎn)程操作終端之間通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)連接；機(jī)器人系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有語音交互模塊、視頻監(jiān)控模塊、狀態(tài)監(jiān)控模塊、任務(wù)管理模塊和任務(wù)操作終端，任務(wù)管理模塊設(shè)于機(jī)器人本體上，任務(wù)操作終端設(shè)于遠(yuǎn)程操作終端上；語音交互模塊包括兩個(gè)語音交互終端，兩個(gè)語音交互終端分別設(shè)于機(jī)器人本體上和遠(yuǎn)程操作終端上；視頻監(jiān)控模塊包括圖像采集傳輸子模塊和圖像接收顯示子模塊，圖像采集傳輸子模塊設(shè)于機(jī)器人本體上，圖像接收顯示子模塊設(shè)于遠(yuǎn)程操作終端上；狀態(tài)監(jiān)控模塊包括狀態(tài)采集發(fā)送子模塊和狀態(tài)接收顯示子模塊，狀態(tài)采集發(fā)送子模塊設(shè)于機(jī)器人本體上，狀態(tài)接收顯示子模塊設(shè)于遠(yuǎn)程操作終端上；
[0040]其中，任務(wù)管理模塊用于編輯并執(zhí)行任務(wù)文件，編輯并解釋感知文件；
[0041 ] 任務(wù)操作終端作為操作人員的操作執(zhí)行工具；
[0042]語音交互模塊用于操作人員和機(jī)器人周圍的人進(jìn)行互動(dòng)，實(shí)時(shí)捕捉機(jī)器人周圍的聲音并通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程操作終端，同時(shí)將操作人員發(fā)出的聲音采集后通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給機(jī)器人本體，經(jīng)過變聲處理后，由機(jī)器人本體上的音箱播放出來；
[0043]視頻監(jiān)控模塊用于將機(jī)器人本體上攝像頭采集到的圖像實(shí)時(shí)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程操作終端;
[0044]狀態(tài)監(jiān)控模塊用于實(shí)時(shí)檢測(cè)機(jī)器人本體的電源電壓和周圍環(huán)境障礙物的方向，并向遠(yuǎn)端操作終端發(fā)送電壓和障礙物的方向數(shù)據(jù)，使操作人員可以在遠(yuǎn)程操作終端上查看到機(jī)器人本體的電壓和機(jī)器人本體周圍環(huán)境的障礙物情況。
[0045]其中，任務(wù)管理模塊內(nèi)設(shè)有任務(wù)解釋子模塊，任務(wù)解釋子模塊用于對(duì)任務(wù)文件的腳本指令進(jìn)行解釋，并根據(jù)指令和函數(shù)的映射關(guān)系，調(diào)用指令對(duì)應(yīng)的函數(shù)執(zhí)行指令；
[0046]任務(wù)管理模塊所編輯并執(zhí)行的任務(wù)文件由機(jī)器人本體的腳本指令組成，各腳本指令包含指令名和參數(shù)兩部分，按用途可將腳本指令劃分為移動(dòng)指令、肢體指令、表情指令、語音指令和系統(tǒng)指令等，任務(wù)文件可以作為函數(shù)被腳本指令調(diào)用；任務(wù)文件可以被保存為文本格式或是XML文件格式；當(dāng)任務(wù)文件為XML文件格式時(shí)，用XML節(jié)點(diǎn)作為指令節(jié)點(diǎn)來描述指令，分別用XML節(jié)點(diǎn)的屬性描述指令名和參數(shù)；
[0047]任務(wù)管理模塊所編輯并解釋的感知文件保存為XML文件格式，感知文件描述感知和行為之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即根據(jù)感知文件描述的內(nèi)容，當(dāng)某個(gè)特定的感知發(fā)生時(shí)，通過對(duì)感知文件的解釋，機(jī)器人本體會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的行為；感知為自定義的事件(如游戲手柄按鈕按下的事件)，則行為用機(jī)器人本體的腳本指令描述；在感知文件中，用一個(gè)XML節(jié)點(diǎn)描述感知，用該XML節(jié)點(diǎn)的屬性來描述感知的類型和感知的數(shù)據(jù)，用一個(gè)指令節(jié)點(diǎn)、多個(gè)指令節(jié)點(diǎn)或作為感知節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)來描述感知對(duì)應(yīng)的行為；
[0048]非技術(shù)開發(fā)人員可以根據(jù)感知集和指令集的內(nèi)容，使用文本文件編輯軟件以及XML文件編輯軟件編輯任務(wù)文件和感知文件，以達(dá)到自己定義機(jī)器人功能的目的。
[0049]機(jī)器人本體內(nèi)還設(shè)有移動(dòng)模塊和肢體動(dòng)作模塊，移動(dòng)模塊和肢體動(dòng)作模塊分別與任務(wù)管理模塊連接；
[0050]其中，移動(dòng)模塊用于控制機(jī)器人本體前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎并移動(dòng)到指定坐標(biāo)；
[0051]肢體動(dòng)作模塊用于控制機(jī)器人本體完成頭部、手部和腿部的肢體動(dòng)作。
[0052]機(jī)器人本體上還設(shè)有音箱、麥克風(fēng)、攝像頭和障礙物檢測(cè)傳感器，音箱和麥克風(fēng)分別與設(shè)于機(jī)器人本體上的語音交互終端連接，攝像頭與圖像采集傳輸子模塊連接，障礙物檢測(cè)傳感器與狀態(tài)采集發(fā)送子模塊連接。
[0053]遠(yuǎn)程操作終端為具有觸摸屏的智能移動(dòng)設(shè)備或游戲手柄。
[0054]具有觸摸屏的智能移動(dòng)設(shè)備可為手機(jī)或平板電腦；
[0055]當(dāng)遠(yuǎn)程操作終端為游戲手柄時(shí)，游戲手柄上設(shè)有兩個(gè)搖桿，一個(gè)搖桿用于遠(yuǎn)程控制機(jī)器人本體的移動(dòng)動(dòng)作，另一個(gè)搖桿用于遠(yuǎn)程控制機(jī)器人本體的肢體動(dòng)作；用戶可通過感知文件將游戲手柄上每個(gè)按鈕按下的事件和對(duì)應(yīng)的行為關(guān)聯(lián)起來，通過編輯感知文件來定義每個(gè)按鈕按下去之后機(jī)器人對(duì)應(yīng)要執(zhí)行的行為文件；
[0056]當(dāng)遠(yuǎn)程操作終端為手機(jī)或平板電腦時(shí)，遠(yuǎn)程操作終端的用戶界面上設(shè)有虛擬搖桿區(qū)域，通過用戶手指在虛擬搖桿區(qū)域內(nèi)的位置轉(zhuǎn)換控制機(jī)器人本體的移動(dòng)動(dòng)作和肢體動(dòng)作；具體是:在虛擬搖桿區(qū)域內(nèi)檢測(cè)用戶手指所在的位置，并將用戶手指位置轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的位置數(shù)據(jù)或速度數(shù)據(jù)，然后根據(jù)虛擬搖桿的操作內(nèi)容轉(zhuǎn)換為機(jī)器人本體對(duì)應(yīng)的腳本指令，并通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到機(jī)器人本體，通過任務(wù)解釋子模塊進(jìn)行解釋并執(zhí)行。
[0057]通過虛擬搖桿，遠(yuǎn)程操作者可以控制機(jī)器人本體的移動(dòng)速度和移動(dòng)方向，同時(shí)控制機(jī)器人本體的肢體動(dòng)作的角度(如點(diǎn)頭、搖頭角度、抬手、擺手等)。遠(yuǎn)程操作終端包括一個(gè)或多個(gè)的虛擬搖桿。一般包括2個(gè)虛擬搖桿,其中一個(gè)虛擬搖桿用于控制機(jī)器人的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎和停止等移動(dòng)動(dòng)作，當(dāng)用戶手指離開虛擬搖桿的區(qū)域時(shí)，虛擬搖桿會(huì)指定復(fù)位到零位，這時(shí)候機(jī)器人將停止；另一個(gè)虛擬搖桿用于控制機(jī)器人的點(diǎn)頭、搖頭或其它肢體動(dòng)作，當(dāng)用戶手指離開虛擬搖桿的區(qū)域時(shí)，搖桿會(huì)保持當(dāng)前的位置不動(dòng)，即讓機(jī)器人保持對(duì)應(yīng)的肢體角度不變。
[0058]遠(yuǎn)程操作終端為手機(jī)或平板電腦時(shí)，遠(yuǎn)程操作終端的用戶界面如圖2所示，用戶界面上設(shè)有任務(wù)按鈕區(qū)域1、視頻監(jiān)控區(qū)域2、語音對(duì)話區(qū)域3、狀態(tài)監(jiān)控區(qū)域4、第一虛擬搖桿區(qū)域5、第二虛擬搖桿區(qū)域6和停止按鈕7，任務(wù)按鈕區(qū)域、第一虛擬搖桿區(qū)域、第二虛擬搖桿區(qū)域和停止按鈕分別與遠(yuǎn)程操作終端內(nèi)的任務(wù)操作終端連接，視頻監(jiān)控區(qū)域與圖像接收顯示子模塊連接，語音對(duì)話區(qū)域與設(shè)于遠(yuǎn)程操作終端上的語音交互終端連接，狀態(tài)監(jiān)控區(qū)域與狀態(tài)接收顯示字模塊連接；任務(wù)按鈕區(qū)域內(nèi)設(shè)有至少一種場(chǎng)景模式(如圖2中所示，為場(chǎng)景1-1和場(chǎng)景1_2)。
[0059]通過增加場(chǎng)景以及場(chǎng)景的任務(wù)按鈕，可增加機(jī)器人本體的功能。任務(wù)按鈕和行為文件關(guān)聯(lián)，當(dāng)按下任務(wù)按鈕時(shí)，任務(wù)操作終端將該按鈕對(duì)應(yīng)的行為文件名組合成執(zhí)行行為文件的腳本指令，通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到機(jī)器人本體，由任務(wù)管理模塊內(nèi)的任務(wù)解釋子模塊負(fù)責(zé)解釋執(zhí)行。
[0060]其中，任務(wù)按鈕可編輯的數(shù)據(jù)包括按鈕顯示的文本以及按鈕對(duì)應(yīng)的行為文件名，可以在遠(yuǎn)程操作終端上直接修改數(shù)據(jù)，也可以通過編輯指定的XML文件，然后由任務(wù)操作終端解釋該XML文件，自動(dòng)生成場(chǎng)景以及任務(wù)按鈕。
[0061]語音對(duì)話區(qū)域中，使用麥克風(fēng)采集環(huán)境的音頻信號(hào)并通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給機(jī)器人本體，同時(shí)接收從機(jī)器人本體發(fā)送過來的音頻數(shù)據(jù)并播放。
[0062]視頻監(jiān)控區(qū)域用于接收和顯示從機(jī)器人本體發(fā)送過來的圖像數(shù)據(jù)。
[0063]狀態(tài)監(jiān)控區(qū)域用于接收和顯示從機(jī)器人本體發(fā)送過來的電壓數(shù)據(jù)和障礙物狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0064]本遙操作服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，通過在機(jī)器人本體和遠(yuǎn)程操作終端之間無線傳輸數(shù)據(jù)完成工作。對(duì)于語音交互模塊，由遠(yuǎn)程操作終端的語音交互終端發(fā)送監(jiān)聽或?qū)υ捴噶畹綑C(jī)器人本體的語音交互終端，并開發(fā)音頻的采集、發(fā)送以及監(jiān)聽接收和播放；機(jī)器人本體的語音交互終端收到指令后，采集音頻數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程操作終端的語音交互終端，并播放從遠(yuǎn)程操作終端發(fā)送過來的音頻數(shù)據(jù)；由遠(yuǎn)程操作終端控制語音監(jiān)聽和對(duì)話的結(jié)束。對(duì)于視頻監(jiān)控模塊和狀態(tài)監(jiān)控模塊，其工作過程與語音交互模塊類似，都是由遠(yuǎn)程操作終端發(fā)出相應(yīng)的指令，由機(jī)器人本體上對(duì)應(yīng)的模塊進(jìn)行接收并處理，采集圖像數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)，然后傳輸回遠(yuǎn)程操作終端進(jìn)行顯示。對(duì)于機(jī)器人本體的操作部分，如通過手柄或者是任務(wù)按鈕操作機(jī)器人，遠(yuǎn)程操作終端首先將在界面上的操作轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的機(jī)器人腳本指令，通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)將指令發(fā)送到機(jī)器人本體上，由并由任務(wù)管理模塊進(jìn)行解釋和執(zhí)行。
[0065]如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用來限定本發(fā)明的實(shí)施范圍；即凡依本
【發(fā)明內(nèi)容】
所作的均等變化與修飾，都為本發(fā)明權(quán)利要求所要求保護(hù)的范圍所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種遙操作服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，包括機(jī)器人本體和遠(yuǎn)程操作終端，機(jī)器人本體和遠(yuǎn)程操作終端之間通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)連接；機(jī)器人系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有語音交互模塊、視頻監(jiān)控模塊、狀態(tài)監(jiān)控模塊、任務(wù)管理模塊和任務(wù)操作終端，任務(wù)管理模塊設(shè)于機(jī)器人本體上，任務(wù)操作終端設(shè)于遠(yuǎn)程操作終端上；語音交互模塊包括兩個(gè)語音交互終端，兩個(gè)語音交互終端分別設(shè)于機(jī)器人本體上和遠(yuǎn)程操作終端上；視頻監(jiān)控模塊包括圖像采集傳輸子模塊和圖像接收顯示子模塊，圖像采集傳輸子模塊設(shè)于機(jī)器人本體上，圖像接收顯示子模塊設(shè)于遠(yuǎn)程操作終端上；狀態(tài)監(jiān)控模塊包括狀態(tài)采集發(fā)送子模塊和狀態(tài)接收顯示子模塊，狀態(tài)采集發(fā)送子模塊設(shè)于機(jī)器人本體上，狀態(tài)接收顯示子模塊設(shè)于遠(yuǎn)程操作終端上； 其中，任務(wù)管理模塊用于編輯并執(zhí)行任務(wù)文件，編輯并解釋感知文件； 任務(wù)操作終端作為操作人員的操作執(zhí)行工具； 語音交互模塊用于操作人員和機(jī)器人周圍的人進(jìn)行互動(dòng)，實(shí)時(shí)捕捉機(jī)器人周圍的聲音并通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程操作終端，同時(shí)將操作人員發(fā)出的聲音采集后通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給機(jī)器人本體，經(jīng)過變聲處理后，由機(jī)器人本體上的音箱播放出來； 視頻監(jiān)控模塊用于將機(jī)器人本體上攝像頭采集到的圖像實(shí)時(shí)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程操作終端； 狀態(tài)監(jiān)控模塊用于實(shí)時(shí)檢測(cè)機(jī)器人本體的電源電壓和周圍環(huán)境障礙物的方向，并向遠(yuǎn)端操作終端發(fā)送電壓和障礙物的方向數(shù)據(jù)，使操作人員可以在遠(yuǎn)程操作終端上查看到機(jī)器人本體的電壓和機(jī)器人本體周圍環(huán)境的障礙物情況。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種遙操作服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述任務(wù)管理模塊內(nèi)設(shè)有任務(wù)解釋子模塊，任務(wù)解釋子模塊用于對(duì)任務(wù)文件的腳本指令進(jìn)行解釋，并根據(jù)指令和函數(shù)的映射關(guān)系，調(diào)用指令對(duì)應(yīng)的函數(shù)執(zhí)行指令； 其中，任務(wù)管理模塊所編輯`并執(zhí)行的任務(wù)文件主要由機(jī)器人本體的腳本指令組成,各腳本指令包含指令名和參數(shù)兩部分，腳本指令包括移動(dòng)指令、肢體指令、表情指令、語首指令和系統(tǒng)指令，任務(wù)文件作為函數(shù)被腳本指令調(diào)用；任務(wù)文件被保存為文本格式或是XML文件格式；當(dāng)任務(wù)文件為XML文件格式時(shí)，用XML節(jié)點(diǎn)作為指令節(jié)點(diǎn)來描述指令，分別用XML節(jié)點(diǎn)的屬性描述指令名和參數(shù)； 任務(wù)管理模塊所編輯并解釋的感知文件保存為XML文件格式，感知文件描述感知和行為之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；感知為自定義的事件，則行為用機(jī)器人本體的腳本指令描述；在感知文件中，用一個(gè)XML節(jié)點(diǎn)描述感知，用相應(yīng)XML節(jié)點(diǎn)的屬性描述感知的類型和感知的數(shù)據(jù)，用一個(gè)指令節(jié)點(diǎn)、多個(gè)指令節(jié)點(diǎn)或作為感知節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)描述感知對(duì)應(yīng)的行為。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種遙操作服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)器人本體內(nèi)還設(shè)有移動(dòng)模塊和肢體動(dòng)作模塊，移動(dòng)模塊和肢體動(dòng)作模塊分別與任務(wù)管理模塊連接； 其中，移動(dòng)模塊用于控制機(jī)器人本體前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎并移動(dòng)到指定坐標(biāo)； 肢體動(dòng)作模塊用于控制機(jī)器人本體完成頭部、手部和腿部的肢體動(dòng)作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種遙操作服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)器人本體上還設(shè)有音箱、麥克風(fēng)、攝像頭和障礙物檢測(cè)傳感器，音箱和麥克風(fēng)分別與設(shè)于機(jī)器人本體上的語音交互終端連接，攝像頭與圖像采集傳輸子模塊連接，障礙物檢測(cè)傳感器與狀態(tài)采集發(fā)送子模塊連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種遙操作服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)程操作終端為具有觸摸屏的智能移動(dòng)設(shè)備或游戲手柄。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種遙操作服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述具有觸摸屏的智能移動(dòng)設(shè)備為手機(jī)或平板電腦； 當(dāng)遠(yuǎn)程操作終端為游戲手柄時(shí)，游戲手柄上設(shè)有兩個(gè)搖桿，一個(gè)搖桿用于遠(yuǎn)程控制機(jī)器人本體的移動(dòng)動(dòng)作，另一個(gè)搖桿用于遠(yuǎn)程控制機(jī)器人本體的肢體動(dòng)作； 當(dāng)遠(yuǎn)程操作終端為手機(jī)或平板電腦時(shí)，遠(yuǎn)程操作終端的用戶界面上設(shè)有虛擬搖桿區(qū)域，通過用戶手指在虛擬搖桿區(qū)域內(nèi)的位置轉(zhuǎn)換控制機(jī)器人本體的移動(dòng)動(dòng)作和肢體動(dòng)作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種遙操作服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)程操作終端為手機(jī)或平板電腦時(shí)，遠(yuǎn)程操作終端的用戶界面上設(shè)有任務(wù)按鈕區(qū)域、視頻監(jiān)控區(qū)域、語音對(duì)話區(qū)域、狀態(tài)監(jiān)控區(qū)域、第一虛擬搖桿區(qū)域、第二虛擬搖桿區(qū)域和停止按鈕，任務(wù)按鈕區(qū)域、第一虛擬搖桿區(qū)域、第二虛 擬搖桿區(qū)域和停止按鈕分別與遠(yuǎn)程操作終端內(nèi)的任務(wù)操作終端連接，視頻監(jiān)控區(qū)域與圖像接收顯示子模塊連接，語音對(duì)話區(qū)域與設(shè)于遠(yuǎn)程操作終端上的語音交互終端連接，狀態(tài)監(jiān)控區(qū)域與狀態(tài)接收顯示字模塊連接；任務(wù)按鈕區(qū)域內(nèi)設(shè)有至少一種場(chǎng)景模式。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK103631221SQ201310589961
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】馬瓊雄, 林穎, 邱育波, 麥昌邊, 馮家浩 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)廣州學(xué)院