[發明專利]一種自閉癥兒童輔助治療的智能機器人

在審

• 申請號: 201910184940.3
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN109986573A
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 趙學華;李照;吳曉丹;黃英;韓麗屏;張謙;陳慧靈;李永紅;盧鑫
• 申請（專利權）人: 深圳信息職業技術學院
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J19/04
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡吉科

本發明提供了一種自閉癥兒童輔助治療的智能機器人，包括：視覺識別模塊：搜索路徑采用原地查找、走動和旋轉查找實現360度全視野搜索;目標顏色識別基于YUV顏色空間進行;目標跟蹤采用目標始終在視野中心算法實現；智能問答模塊：使用云端語音識別的方法,NAO機器人通過獲取用戶的語音問句,上傳到web云端去識別,再對返回來的識別文字做相應的問句分析、答案檢索處理；識別自閉癥兒童的情緒，執行相應的動作；識別自閉癥兒童的語音，執行相應的動作。本發明的有益效果是:本發明的智能機器人構建了自閉癥兒童的內容豐富、類型多樣的音樂庫；智能聊天強化自閉癥兒童對話能力，從而顯著提高兒童自閉癥的治療效果。

技術領域

本發明涉及機器人領域，尤其涉及一種自閉癥兒童輔助治療的智能機 器人。

背景技術

自閉癥，現已成為需要迫切關注的公共健康問題，給社會和家庭帶 來巨大的經濟和精神負擔。聯合國報告稱，全球現有自閉癥患者3500萬人， 其40％是兒童，每20分鐘將誕生一名自閉癥兒童。

機器人出現于上世紀60年代，在機器人誕生之初的1976年，就有人 把它用在自閉癥兒童的干預訓練中進行了大膽嘗試：wei r用機器人對一位 自閉癥兒童進行干預訓練，取得了良好效果。

近年來，一些國內外的研究者對機器人干預治療自閉癥進行了有意 義的探索。在Dautenhahn等人的研究認為，機器人在和自閉癥兒童交流時， 會給自閉癥兒童營造出一種可預測的環境，而這種安全和穩定的環境對穩 定自閉癥兒童的情緒十分有利，在此環境中適合發展自閉癥兒童的社交技 能。另一些研究發現自閉癥患者在模仿機器人和人的手部動作時，對機器 人動作的模仿速度要超過對人的模仿，自閉癥兒童看到機器人抓球時的反應比看到人抓球時的反應明顯更快，讓自閉癥兒童和機器人一起玩游戲， 自閉癥兒童能積極與機器人互動。這表明在機器人的介入下，自閉癥兒童 可以形成一定的接受意愿和表達意愿，在自閉癥兒童與機器人交往和與人 交往中，自閉癥兒童也更愿意接受前者。南開大學的研究者選取了20名自 閉癥兒童進行了人機互動社交場景的眼動實驗，發現自閉癥兒童和正常兒 童對人機互動社交場景展現出相同的注意模式，即機器人可以引發自閉癥 兒童正常的注意模式。這些研究都顯示了機器人在康復干預中的巨大潛力 和優勢。目前國內外關于機器人干預自閉癥兒童的研究，常見的主要有下 幾個方向：①、模仿、訓練某個技能②、引發行為③提供反饋和鼓勵。

雖然智能機器人有著非常廣泛的應用范圍和無可限量的發展前景, 但是也有很多不足之處，1)障礙物繞行能力差，部分機器人傳感器選擇及 算法不到位，被困后通過反復撞擊來嘗試出路，呈現的是一幅無序的路線。 2)較易損壞,由于各部件本身精密細致,鏈接精巧繁多,即使一個小小的錯 誤總會對整個機械運動情況有影響。3)市場上能同時識別語音、面部表情、 肢體語言的機器人比較少，而且存在很大缺陷。

發明內容

本發明提供了一種自閉癥兒童輔助治療的智能機器人，包括,NAO機器 人，該智能機器人還包括：

視覺識別模塊：搜索路徑采用原地查找、走動和旋轉查找實現360度 全視野搜索；目標顏色識別基于YUV顏色空間進行；目標跟蹤采用目標始終 在視野中心算法實現；

智能問答模塊：使用云端語音識別的方法,NAO機器人通過獲取用戶的 語音問句,上傳到web云端去識別,再對返回來的識別文字做相應的問句分 析、答案檢索處理；

該智能機器人識別自閉癥兒童的情緒，執行相應的動作；該智能機器 人通過語音識別模塊識別自閉癥兒童的語音，執行相應的動作。

作為本發明的進一步改進，在視覺識別模塊中，進行視覺目標檢測與 跟蹤，首先,對RGB、H I S、YUV三種顏色空間下采集到的圖像進行了分析對 比,選擇了受光照影響最小的YUV顏色空間,減小了機器人所采集圖像受到 光照變化的影響；其次,對所采集的圖像進行圖像分割,提取出所需要的目 標圖像,并且對目標圖像進行去噪處理,去除圖像中的干擾噪聲；最后提取 出目標定位和跟蹤所需要的輪廓以及坐標信息。