[發(fā)明專利]一種基于視覺和語音智能控制的機(jī)器人

在審

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• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN106863307A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡敏剛;張宇;楊陽
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州宇希新材料科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J13/00;B25J5/00
• 代理公司: 常州市權(quán)航專利代理有限公司32280
• 代理人: 袁興隆

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于視覺和語音智能控制的機(jī)器人。

背景技術(shù)

機(jī)器人及自動化裝備有著廣闊的應(yīng)用市場，以機(jī)器人為例，機(jī)器人技術(shù)作為先進(jìn)制造技術(shù)的典型代表，是集機(jī)械、電子、控制、計算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的重要的現(xiàn)代制造業(yè)自動化裝備。

智能移動技術(shù)主要涉及到導(dǎo)航定位、路徑規(guī)劃和運動控制三個技術(shù)領(lǐng)域，其中導(dǎo)航定位是智能移動技術(shù)的一項核心技術(shù)，它是指機(jī)器通過傳感器感知周圍環(huán)境信息和自身狀態(tài)，實現(xiàn)在有障礙的環(huán)境中對目標(biāo)進(jìn)行自主移動。

目前，在全世界的制造業(yè)中，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)在生產(chǎn)中起到了越來越重要的作用。為了使用機(jī)器人能夠勝任越來越復(fù)雜的工作，機(jī)器人不但要有更好的控制系統(tǒng)，還要需要更多的感知環(huán)境的變化。其中機(jī)器人視覺和聽覺以其信息量大、信息完整成為最重要的機(jī)器人感知功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于視覺和語音智能控制的機(jī)器人，以解決集合多角度的語音交互和視覺導(dǎo)航功能，使機(jī)器人運作更加精準(zhǔn)的技術(shù)問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于視覺和語音智能控制的機(jī)器人，包括雙向通信連接的智能指令系統(tǒng)和主控系統(tǒng)，以及視覺導(dǎo)航系統(tǒng)和語音交互系統(tǒng)；其中所述語音交互系統(tǒng)包括相連的語音處理模塊和拾音器模組；所述語音處理模塊與智能指令系統(tǒng)連接；所述拾音器模組包括設(shè)置于機(jī)器人本體的身體部位前端面的呈等邊三角形結(jié)構(gòu)分布的三個拾音器；所述視覺導(dǎo)航系統(tǒng)與智能指令系統(tǒng)連接；以及所述的主控系統(tǒng)設(shè)有信號控制電路，用于接收智能指令系統(tǒng)的控制信號；所述身體部位還設(shè)有第一驅(qū)動電機(jī)；所述第一驅(qū)動電機(jī)分別與所述主控系統(tǒng)和設(shè)置于機(jī)器人本體的腿部配置的一對驅(qū)動輪相連。

進(jìn)一步，所述的視覺導(dǎo)航系統(tǒng)包括光線傳感器、紅外檢測器和設(shè)置在機(jī)器人本體的頭部前端面的呈等邊三角形結(jié)構(gòu)分布的三個主攝像頭，以及設(shè)置于機(jī)器人手臂的腕關(guān)節(jié)上的輔助攝像頭；以及 所述主攝像頭和輔助攝像頭均連接有圖像采集卡；所述圖像采集卡連接到圖像傳感器的輸入端；所述圖像傳感器與一信號發(fā)射電路相連。

進(jìn)一步，所述的語音處理模塊通過電平信號與智能指令系統(tǒng)連接。

進(jìn)一步，所述的拾音器為陣列式拾音器，該陣列式拾音器之間按一定距離排列并形成與空間濾波器相仿的波束。

進(jìn)一步，所述身體部件兩側(cè)分別設(shè)有一機(jī)器人手臂，所述機(jī)器人手臂連接有第二驅(qū)動電機(jī)，所述機(jī)器人手臂由若干活動關(guān)節(jié)組成，所述主控系統(tǒng)與所述第二驅(qū)動電機(jī)相連。

進(jìn)一步，所述機(jī)器人手臂設(shè)有與控制系統(tǒng)相連的手臂末端執(zhí)行驅(qū)動器，以及受該手臂末端執(zhí)行驅(qū)動器驅(qū)動的夾取裝置；該夾取裝置包括兩個可開合的夾持手爪，兩個所述夾持手爪之間通過開合實現(xiàn)對被抓取物體的夾持、放置和釋放；所述手臂末端執(zhí)行驅(qū)動器適于控制夾取裝置使其能夠拿起一個對象, 并且具有處理、傳輸、夾持、放置和釋放對象到一個準(zhǔn)確的離散位置的功能。

進(jìn)一步，所述智能指令系統(tǒng)還與一數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)連接；所述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中存儲有給定的物品圖像，用戶通過所述語音交互系統(tǒng)向所述智能指令系統(tǒng)發(fā)送欲抓取的物品信息，所述智能指令系統(tǒng)根據(jù)接收到的欲抓取的物品信息從數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中找出對應(yīng)的物品圖像；同時所述視覺導(dǎo)航系統(tǒng)將環(huán)境信息傳遞給所述智能指令系統(tǒng)，該智能指令系統(tǒng)將環(huán)境信息與對應(yīng)的物品圖像相匹配，如果匹配成功，則控制所述控制系統(tǒng)控制所述第一驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動機(jī)器人本體進(jìn)行移動，以及控制第二驅(qū)動電機(jī)和手臂末端執(zhí)行驅(qū)動器驅(qū)動機(jī)器人手臂抓取物品。

進(jìn)一步，所述機(jī)器人還包括一觸摸交互裝置；該觸摸交互裝置包括設(shè)置于機(jī)器人本體的身體部位的觸摸顯示屏，適于用戶通過點擊觸摸顯示屏給智能指令系統(tǒng)下達(dá)指令任務(wù)，同時通過觸摸顯示屏顯示機(jī)器人及當(dāng)前環(huán)境的信息反饋，通過觸摸顯示屏對目標(biāo)錄入目標(biāo)信息，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的基于視覺和語音智能控制的機(jī)器人，通過等邊三角形結(jié)構(gòu)分布的拾音器和攝像頭，擴(kuò)大了信號探測范圍，提高了信息獲取的完整性，同時通過語音識別系統(tǒng)可達(dá)到人機(jī)交流的效果。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本基于視覺和語音智能控制的機(jī)器人的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本基于視覺和語音智能控制的機(jī)器人的工作原理圖。

圖中：拾音器1、驅(qū)動輪2、主攝像頭3、光線傳感器4、紅外檢測器5、輔助攝像頭6、活動關(guān)節(jié)7、夾持手爪8、觸摸顯示屏9。

具體實施方式