[發(fā)明專利]面向公共服務場景的智能機器人系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810852608.5
• 申請日: 2018-07-30
• 公開（公告）號: CN108818569A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設計）人: 歐林林;朱峰;禹鑫燚;柏繼華;施甜峰
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

一種面向公共服務場景的智能機器人系統(tǒng)，主要包括Web交互模塊、語音交互模塊、人臉識別模塊、導航模塊、主控模塊、通訊模塊。系統(tǒng)結(jié)合ROS消息通訊機制，基于MVC系統(tǒng)設計模式，實現(xiàn)了一套面向公共服務場景的智能機器人系統(tǒng)。首先通過Web交互模塊實現(xiàn)與用戶的友好交互，用戶基于此模塊控制機器人完成指定任務，語音交互模塊用于提高用戶與服務機器人的交互性能，人臉識別模塊完成用戶實名認證和用戶分級，主控模塊實現(xiàn)與Web交互模塊、人臉識別模塊、語音交互模塊之間的任務調(diào)度，控制導航模塊完成用戶預定任務，導航模塊在完成用戶導覽任務的同時，通過通訊模塊把運動信息傳輸給Web交互模塊實現(xiàn)友好的人機交互，通訊模塊基于消息訂閱與發(fā)布機制，完成各功能模塊間的消息過濾和穩(wěn)定傳輸。本發(fā)明一定程度上彌補了目前公共服務機器人在功能上的欠缺，為服務機器人的發(fā)展提供了較好的研究方向。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種智能機器人系統(tǒng)，尤其是一種面向公共服務場景的智能機器人系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著科技的不斷進步，人們生活水平的不斷提高，服務機器人的市場需求日益增加，機器人不僅在照顧老年人及殘疾人方面扮演著重要的角色，同時對普通人生活品質(zhì)的持續(xù)提升起到了積極的作用。得益于計算處理、人工智能、傳感器、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展，服務機器人在近年來已進入快速發(fā)展階段。服務機器人技術(shù)作為緩解社會壓力、推動民生科技的關(guān)鍵技術(shù)分支，成為了科技發(fā)展的一大熱點。

目前，在類似博物館、醫(yī)院、商場、銀行等公共服務場景中，要求服務機器人具有良好的人機交互方式；簡單方便的用戶操作界面；豐富的多媒體播放和人機互動功能；不斷更新的講解功能；人性化的在線服務功能；自主路徑規(guī)劃和導航等功能。在該類場景中，用戶的導覽任務要求多樣，在先驗的大環(huán)境下存在局部環(huán)境的不確定性，例如在博物館環(huán)境中，要求服務機器人同時滿足講解和導覽功能。而用戶的游覽任務內(nèi)容豐富，需要服務機器人能在不確定環(huán)境中對游客提出的復雜任務實現(xiàn)最優(yōu)的路徑規(guī)劃，并且能實時檢測周圍障礙物信息，完成平穩(wěn)的避障功能。為了保證服務機器人導覽的有序性,需要對提出導覽要求的游客進行身份認證，提高游客的用戶體驗。然而，滿足以上服務機器人任務需求所涉及的技術(shù)很多，包括語音控制、人臉識別、在線多媒體、自主導航、視覺跟隨和SLAM等機器人應用技術(shù)。把以上功能根據(jù)任務場景整合起來，并且充分滿足用戶需求是目前服務機器人的研究熱點。復旦大學的林劍峰、白昊昱提出了一種開放智能計算機架構(gòu)的家用多功能小型服務機器人(林劍峰；白昊昱.一種開放智能計算機架構(gòu)的家用多功能小型服務機器人[P].中國專利:CN200710040031[X],2007-04-26.)，其詳細介紹了一種小型的具有高度智能的家用服務型機器人，使機器人具備機器視覺、聽覺、高度智能規(guī)劃和功能擴展的能力，但該服務機器人功能單一，沒有統(tǒng)一的機器人控制系統(tǒng)，不能很好滿足公共服務場景對機器人提出的各類要求。北京海風智能科技有限責任公司的龍海生，常雪松提出一種基于ROS的服務機器人及其室內(nèi)導航方法(龍海生；常雪松.一種基于ROS的服務機器人及其室內(nèi)導航方法[P].中國專利:CN107145153A,2017-09-08)，其使用開源的機器人操作系統(tǒng)ROS作為機器人硬件控制平臺，很好地實現(xiàn)了服務機器人的導航功能，但其開發(fā)的功能單一，不能滿足公共服務場景對服務機器人提出的友好人機交互，智能語音識別和人臉識別等需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要克服現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提出一種面向公共服務場景的智能機器人系統(tǒng)。

首先該系統(tǒng)具有人性化的用戶交互界面，滿足用戶良好的操作體驗。其次該系統(tǒng)擁有語音交互模塊，能實現(xiàn)用戶與服務機器人的友好互動，大幅度提高了服務機器人的智能化水平。之后該系統(tǒng)的人臉識別模塊運行在系統(tǒng)后臺，能實時捕捉操作服務機器人的用戶身份信息并觸發(fā)特定用戶的任務路徑，通過通訊模塊傳輸給導航模塊進行任務導覽。最后該系統(tǒng)的主控模塊基于線性時序邏輯算法，能夠生成全局最優(yōu)的路徑。

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：