[發明專利]一種具有多功能人機接口模塊的智能機器人系統

在審

• 申請號: 201710521525.3
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107160403A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 鄭榮才;黎瓊;周亞東;錢勇;吳坤書;魏志遠
• 申請（專利權）人: 海南職業技術學院
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司44202
• 代理人: 陳歡,吳燕梅

技術領域

本發明涉及機器人，尤其涉及一種具有多功能人機接口模塊的智能機器人系統。

背景技術

隨著人們生活水平的不斷提高，以及機器人技術的不斷進步，機器人進入家庭已經成為可能。現在從事機器人商用化的公司大多是將機器人作為教學器具，應用于教學。但是，此類機器人通常作為學校進行C語言培訓、電子電路教學的輔助工具，對用戶的能力要求較高，因此面向的學生大多是高中以上的在校生。目前，市場上出現了一些家用機器人，例如除草機器人、搬用機器人、清潔機器人。國內市場上銷售的用于家庭的機器人產品是一種稱為清潔機器人的智能吸塵器，它主要承擔家居環境的清潔工作。此類機器人主要承擔一些家庭生活中的繁瑣，或是重復性的事情，其功能單一，智能化程度較低。除了能給用戶提供特定的服務外(如掃地)，沒有任何附加值，也沒有升級換代的可能。

對于人類來說，口語是最自然和最方便的溝通工具。語音識別技術上的進步已經允許各種不同機器和計算機系統的口語接口的增加的使用。各種系統和服務的接口通過語音命令給人們提供了便利和效率，但是只有當口語接口是可靠的才行。這一點對于眼睛忙碌和手忙碌情況下的應用來說尤為重要，例如開車或執行復雜的計算任務。使用口頭命令和語音識別的人機接口一般是基于對話系統的。對話系統是被設計為在輸入和輸出通道上使用一致的結構和文本、語音、圖形或其他溝通模式來與人交談的計算機系統。利用語音的通話系統被稱為口頭對話系統，并且一般代表最自然的人機接口類型。隨著對電子設備依賴的不斷增大，口頭對話系統被越來越多地實施在許多不同的系統中。

在許多人機交互(HMI)系統中，用戶可以通過多種輸入設備或多種類型的設備與系統交互，例如通過語音輸入、手勢控制和傳統的鍵盤/鼠標/筆輸入。這在數據輸入方面為用戶提供了靈活性，并且允許用戶根據其自己的偏好更高效地向系統提供信息。

現有的HMI系統通常限制特定類型數據的特定輸入模式，或者允許用戶一次僅使用多種模式中的一種。例如，車輛導航系統可以包括觸摸屏和用于口頭命令的語音識別系統。然而，觸摸屏通常僅限于允許用戶通過接觸來選擇確定的菜單項，而不是通過語音命令。這樣的多模式系統既不通過不同的輸入模式來協同用戶命令，也不利用一種模式的輸入數據來通知和/或修改另一種模式的數據。因此，現有的多模式系統沒有充分地提供無縫的用戶接口系統，在所述用戶接口系統中，來自所有可能輸入模式的數據可以被用來向系統提供準確的信息。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種具有多功能人機接口模塊的智能機器人系統，包括：運動控制模塊、導航與定位模塊、地圖管理與路徑規劃模塊、圖像采集與處理模塊、報警模塊、人機接口模塊，

運動控制模塊，用于調整機器人的運動姿態和控制機器人的運動狀態；

導航與定位模塊，用于通過慣性導航和視覺校正來獲取機器人的當前位置，機器人導航定位；

地圖管理與路徑規劃模塊，用于構建地圖，規劃機器人的運動路徑；

圖像采集與處理模塊，用于采集并處理路標圖像，獲取當前機器人的位置，及時進行運動控制和姿態調整；

報警模塊，用于定時檢測機器人的安全狀態，并執行相應的報警處理；

人機接口模塊，所述人機接口模塊包括觸摸屏、語音輸入單元、投影單元顯示單元、指示燈和遙控模塊；所述遙控模塊包括紅外遙控單元、ZigBee/藍牙、按鍵輸入單元、移動終端控制單元和PC機無線網卡單元；所述人機接口模塊用于與通過觸摸屏、語音輸入單元、移動終端控制單元、紅外遙控單元或PC機無線網卡遙控接收用戶輸入的信號，以及用于通過投影單元、顯示單元、指示燈輸出顯示信號。

進一步地，所述顯示單元為LED顯示屏。

進一步地，還包括手持式識別系統和充電管理系統，機器人與所述手持式識別系統之間通過無線數據通網絡相互傳遞信息，使用戶通過所述手持式識別系統與所述機器人進行互動；所述機器人和手持式識別系統均由所述充電管理系統供電。

進一步地，還包括輔助模塊，所述輔助機構包括壓力采集單元、障礙物探測單元和控制單元；所述壓力采集單元用于檢測操作者手部的作用力；所述障礙物探測單元用于探測周邊障礙物；所述控制單元與所述壓力采集單元和所述障礙物探測單元連接，用于根據所述壓力采集單元采集的數據以及所述障礙物探測單元探測的數據計算機器人的速度，并根據機器人的速度控制機器人實現助行和避障功能。