[發(fā)明專利]一種基于人臉識(shí)別技術(shù)的導(dǎo)覽解說機(jī)器人及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710148084.7
• 申請(qǐng)日: 2017-03-13
• 公開（公告）號(hào): CN107065863A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋銳;高峰;王懂;孟超;辛?xí)早?/a>;張曉濤;張其萬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D1/02
• 分類號(hào): G05D1/02;G06K9/00;B25J5/00;B25J9/16;B25J11/00;B25J19/02
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司37221
• 代理人: 趙敏玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種公共服務(wù)機(jī)器人的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種人臉識(shí)別技術(shù)的導(dǎo)覽解說機(jī)器人及精確定位和人臉識(shí)別的方法。

背景技術(shù)

在社會(huì)和科技不斷發(fā)展的背景下，服務(wù)機(jī)器人廣泛地應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，導(dǎo)覽解說機(jī)器人作為典型的職能公共服務(wù)機(jī)器人，在博物館、科技館、產(chǎn)品展館等展廳的展示中發(fā)揮著越來越重要的作用。

目前現(xiàn)有的導(dǎo)覽解說機(jī)器人中，多數(shù)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，自動(dòng)化程度低，無法較好的實(shí)現(xiàn)自主定位與導(dǎo)航避障，而且絕大多數(shù)機(jī)器人智能性較低，無法識(shí)別出參觀人員的身份信息并在導(dǎo)覽解說過程中為其提供個(gè)性化的服務(wù)。因此，設(shè)計(jì)一種可以自主移動(dòng)并且能夠人臉識(shí)別的多功能導(dǎo)覽解說機(jī)器人具有非常重要的市場需求和應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)背景技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于解決展廳機(jī)器人智能導(dǎo)覽解說的相關(guān)問題，為多場合的導(dǎo)覽解說提供一種結(jié)構(gòu)簡單、功能齊全、方便智能的服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于人臉識(shí)別技術(shù)的導(dǎo)覽解說機(jī)器人，包括機(jī)器人機(jī)體和移動(dòng)底盤；

在機(jī)器人機(jī)體的頂部設(shè)有攝像頭，在機(jī)器人機(jī)體的外表面設(shè)有顯示屏、語音模塊和電源開關(guān)；所述的攝像頭、顯示屏、語音模塊和電源開關(guān)均與上位機(jī)相連；且所述的上位機(jī)通過無線模塊與云服務(wù)平臺(tái)通訊；

所述的機(jī)器人機(jī)體的底部設(shè)有一個(gè)移動(dòng)底盤，所述的移動(dòng)底盤的底部安裝有四個(gè)萬向輪和兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，所述的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的電機(jī)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相連；所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與底盤電路控制系統(tǒng)相連，在底盤上安裝有工控機(jī)，在所述的工控機(jī)上與激光雷達(dá)、UWB定位標(biāo)簽、底盤電路控制系統(tǒng)相連。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述機(jī)器人機(jī)體為立式機(jī)殼，外形簡潔，高度適中，用于和人進(jìn)行交互，帶領(lǐng)人進(jìn)行參觀并解說。

進(jìn)一步的，所述上位機(jī)模塊包括1塊工業(yè)主板和1塊電容觸摸屏，用于運(yùn)行上位機(jī)服務(wù)程序并作為人機(jī)交互的主界面。

進(jìn)一步的，所述語音模塊用于實(shí)現(xiàn)語音功能的交互，包括語音輸入模塊、語音識(shí)別模塊和語音輸出模塊，語音輸入模塊用于獲取環(huán)境中的音頻信息，語音識(shí)別模塊可以將人的說話內(nèi)容轉(zhuǎn)化成文本，語音輸出模塊通過音箱播放音頻。

進(jìn)一步的，所述的高清攝像頭，用于實(shí)現(xiàn)人臉圖像的采集。

進(jìn)一步的，所述的激光雷達(dá)傳感器，用于掃描、檢測環(huán)境信息，

進(jìn)一步的，所述的超聲波傳感器，用于檢測障礙物并實(shí)現(xiàn)自主避障。

進(jìn)一步的，所述移動(dòng)底盤作為機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括2個(gè)雙向驅(qū)動(dòng)輪和4個(gè)萬向從動(dòng)輪，并設(shè)置有兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，保證機(jī)器人快速、精確地移動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述的UWB定位標(biāo)簽接收UWB定位錨點(diǎn)發(fā)射的信號(hào)。激光雷達(dá)傳感器可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境地圖的創(chuàng)建和機(jī)器人的實(shí)時(shí)定位，再通過與UWB定位信息的數(shù)據(jù)融合，最終達(dá)到機(jī)器人高精度的定位。

進(jìn)一步的，所述云服務(wù)平臺(tái)包括無線通訊模塊和云服務(wù)器，云服務(wù)器通過無線網(wǎng)絡(luò)連接到機(jī)器人的工業(yè)主板，存儲(chǔ)在云服務(wù)器中的人臉識(shí)別算法和參展用戶信息資料能夠識(shí)別特定的參展人員并在導(dǎo)覽解說過程中為其提供個(gè)性化服務(wù)。

所述裝置中，導(dǎo)覽解說機(jī)器人精確定位的方法，如下：

機(jī)器人利用激光雷達(dá)傳感器掃描周圍環(huán)境信息，以初始位置為坐標(biāo)原點(diǎn)創(chuàng)建環(huán)境地圖，然后通過卡爾曼濾波算法將激光雷達(dá)和里程計(jì)測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，得到機(jī)器人的坐標(biāo)位置；

位于底盤工控機(jī)的UWB定位標(biāo)簽通過接收來自空間中不同位置的多個(gè)錨點(diǎn)的測距信息，根據(jù)錨點(diǎn)的空間坐標(biāo)，利用TDOA解算算法計(jì)算出標(biāo)簽的坐標(biāo)位置。這樣通過將機(jī)器人利用激光雷達(dá)得到的自定位信息和UWB定位標(biāo)簽計(jì)算得到的位置信息再次進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，從而獲得機(jī)器人在地圖坐標(biāo)系下的精確坐標(biāo)。

進(jìn)一步的，機(jī)器人在移動(dòng)的過程中，超聲波不斷檢測障礙物并測得距離，當(dāng)距離少于設(shè)定的閾值，機(jī)器人會(huì)根據(jù)算法實(shí)現(xiàn)減速并轉(zhuǎn)換方向，最終達(dá)到較好的避障效果。

所述裝置中，導(dǎo)覽解說機(jī)器人人臉識(shí)別的方法，如下：