[發明專利]具有眼神模仿功能的極地館迎賓機器人眼部裝置及控制

在審

• 申請號: 202110300342.5
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113043292A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 郭冬;王鵬;徐志堅;孫鐵成;蔣軼男;吳彪;王選赫;夏志剛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

具有眼神模仿功能的極地館迎賓機器人眼部裝置及控制屬于智能服務機器人領域；解決了現有技術中參觀者與迎賓機器人眼神交互性差的問題；包括面部機構、眼瞼機構、眼珠機構和控制系統；所述眼瞼機構和眼珠機構設置于面部機構表面；所述面部機構包括視覺模塊、面部框架和語音模塊；所述眼瞼機構包括眼瞼傳動機構和眼瞼構件；所述眼珠機構包括眼珠傳動機構和眼珠構件；所述控制系統采用改進的LBP卷積算法對神經網絡進行訓練，減少了訓練集數量，縮短了識別時間，提高了迎賓機器人模仿參觀者眼神的準確性；本發明能模仿出相應參觀者的眼神特征，并發出與眼神特征對應的語音，提升了參觀者游玩體驗。

技術領域

本發明屬于智能服務機器人領域，尤其涉及一種具有眼神模仿功能的極地館迎賓機器人眼部裝置及控制。

背景技術

由于迎賓機器人能夠支持多個場景中使用，因此獲得廣大用戶的青睞，使用迎賓機器人既能夠降低人工成本，還能加快工作效率，更能增加趣味性，在滿足基本的迎賓功能前提下，人們對迎賓機器人提出了更高的渴望，不僅要求迎賓機器人能表達一些基本的表情，還要求迎賓機器人對人的表情進行模仿，尤其是眼神的模仿。

本發明應用于極地館迎賓服務領域，極地館作為展示極地動物為主的參觀性場館，是面對游客尤其是少年開展極地科普活動的重要景點，少年性格活潑好動，眼神靈動，現有技術中極地館迎賓機器人在實現基本迎賓功能上，可以進行簡單的睜眼、閉眼和轉眼動作，極地館迎賓機器人的眼睛動作看起來比較呆板，不具備模仿參觀者眼神的功能，智能程度較低，不能根據參觀者的眼神特征對極地館迎賓機器人自身的眼部特征進行調整，從而取悅參觀者，提升參觀者的游玩體驗。

發明內容

目前極地館迎賓機器人眼瞼機構往復運動時，上眼瞼和下眼瞼接觸，導致上眼瞼和下眼瞼發生疲勞破壞，容易損壞，且只能進行簡單的睜眼、閉眼動作，眼珠機構只能實現上下看動作或左右看動作，還不能對參觀者的眼神特征進行模仿，本發明克服了現有技術上的不足，提供具有眼神模仿功能的極地館迎賓機器人眼部裝置及控制，能抑制上眼瞼和下眼瞼疲勞破壞發生，眼珠機構既能實現上下看動作，還能實現左右看動作，不但可以實現基本的迎賓功能，為了滿足實際迎賓場景對互動實時性的要求，還通過LBP卷積神經網絡訓練的眼神識別模型識別參觀者的眼神特征，極地館迎賓機器人對參觀者的眼神特征進行模仿，并發出與眼神特征對應的語音，提高了人和極地館迎賓機器人的互動性，給參觀者留下了深刻的印象，提升了極地館的形象。

為了解決上述問題，本發明的第一目的在于提供一種具有眼神模仿功能的極地館迎賓機器人眼部裝置，第二目的在于提供一種具有眼神模仿功能的極地館迎賓機器人眼部裝置的控制方法。

本發明所采取的第一技術方案是：

具有眼神模仿功能的極地館迎賓機器人眼部裝置，包括面部機構、眼瞼機構、眼珠機構和控制系統；所述眼瞼機構和眼珠機構設置于面部機構表面；

所述面部機構包括視覺模塊、面部框架和語音模塊；

所述眼瞼機構包括眼瞼傳動機構和眼瞼構件；

所述眼珠機構包括眼珠傳動機構和眼珠構件；

所述控制系統主要包括第一芯片和第二芯片；所述第一芯片與視覺模塊控制連接；其中第一芯片與第二芯片通過UART3串口進行通信；

進一步地，所述面部框架包括面板、第一支撐板、第二支撐板；所述面板與第二支撐板垂直布置并固定連接，所述第二支撐板與第一支撐板垂直布置并固定連接，所述面板端面上加工有一對對稱的圓形通孔，用于眼瞼構件和眼珠構件的定位，所述面板端面腦門的位置加工有圓形通孔用于視覺模塊的定位，所述語音模塊布置在第二支撐板上端，所述眼瞼機構布置于面板的后端面上，所述眼珠機構通過第一支撐板和第二支撐板固定。