本發(fā)明涉及一種機器人系統(tǒng)，尤其涉及一種家庭社交服務(wù)型機器人系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前智能家庭社交機器人的方案中，數(shù)據(jù)主要通過camera采集，圖像顯示通過嵌入在機器身體中的固定顯示屏呈現(xiàn)。機器人可以通過攝像頭捕捉畫面進行人臉檢測與跟蹤。目前主流的方案中，由于顯示器尺寸的大小以及攝像頭自動跟蹤效果等因素的限制，對于家庭中視頻聊天、家庭娛樂等應(yīng)用場景中還是有比較多的不便，具體如下：
1、固定屏幕顯示尺寸限制，限制了人與機器人交互的距離，太大距離會影響用戶觀看顯示屏幕的用戶體驗，這樣對機器人的使用場景和用戶的活動范圍會有比較多的限制；
2、自動跟蹤效果，單一通過攝像頭進行人臉以及人形等方面的檢測和跟蹤，在用戶沒有出現(xiàn)在攝像頭視野中等場景，很難有效跟蹤到人的活動；
3、對不同用戶對象的區(qū)分服務(wù)，現(xiàn)有機器人基本沒有對家庭成員進行區(qū)分，機器人對所有用戶對象的反應(yīng)基本都是一致的，不能滿足對家庭成員進行智能區(qū)分進而提供特色服務(wù)的需求。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種家庭社交服務(wù)型機器人系統(tǒng)，能夠?qū)⒆詣佣ㄎ桓?、投影顯示、語音互動、用戶區(qū)分服務(wù)等功能模塊集成于一體，為用戶提供更加便捷、更加智能的用戶體驗。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種家庭社交服務(wù)型機器人系統(tǒng)，包括聲音與圖像采集模塊：聲音采集由MIC陣列完成，圖像采集由高清攝像頭完成，采集的圖像為自動跟蹤及伺服模塊提供輸入；自動跟蹤及伺服模塊：由聲音定位與圖像人臉及人體識別模塊組合而成；首先根據(jù)聲音定位到用戶的基本方位信息，然后通過人臉及人體識別方法對用戶進行精確定位，再通過控制跟蹤伺服系統(tǒng)實現(xiàn)精確跟蹤；顯示模塊：采用低功耗投影模塊，自動調(diào)焦、自動調(diào)節(jié)亮度并進行畫面補償；交互控制模塊：包括智能語音、紅外遙控、遠程APP三種人機交互控制方式；多用戶區(qū)分服務(wù)模塊：通過記錄不同用戶的聲紋以及人臉特征對不同用戶進行區(qū)分。
上述的家庭社交服務(wù)型機器人系統(tǒng)，其中，所述自動跟蹤及伺服模塊采用整機移動裝置對目標進行動態(tài)跟蹤，或者采用旋轉(zhuǎn)機器人腦袋實現(xiàn)自動跟蹤。
上述的家庭社交服務(wù)型機器人系統(tǒng)，其中，所述顯示模塊為LCD/DLP投影顯示模塊、3D顯示模塊或全息投影/顯示模塊。
上述的家庭社交服務(wù)型機器人系統(tǒng)，其中，所述多用戶區(qū)分服務(wù)模塊還記錄不同用戶的個人習(xí)慣和用戶偏好，并根據(jù)用戶特性提供有針對性的服務(wù)。
本發(fā)明對比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果：本發(fā)明提供的家庭社交服務(wù)型機器人系統(tǒng)，能夠廣泛用于家庭投影、投影機器人、影視盒子等場景，為用戶提供更加便捷，更加智能的服務(wù)。
附圖說明
圖1為本發(fā)明家庭社交服務(wù)型機器人系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
圖1為本發(fā)明家庭社交服務(wù)型機器人系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。
請參見圖1，本發(fā)明提供的家庭社交服務(wù)型機器人系統(tǒng)，主要包括聲音/圖像采集系統(tǒng)、自動跟蹤及伺服系統(tǒng)、低功耗投影顯示等模塊?；咎卣鳛椋?1)機器人可以通過采集聲音/圖像等信息控制跟蹤伺服系統(tǒng)自動對用戶進行定位與跟蹤；(2)顯示畫面通過低功耗投影模塊自由投放完成；(3)通過網(wǎng)絡(luò)連接，機器人與手機、機器人與機器人之間都可以實現(xiàn)語音視頻會話；(4)用戶可以通過語音交互、紅外遙控以及遠程APP等方式控制機器人行為。本系統(tǒng)及裝置可以廣泛應(yīng)用于家庭影院、遠程看護監(jiān)控、視頻會議/聊天、家庭娛樂活動等。
本發(fā)明提供的家庭社交服務(wù)型機器人系統(tǒng)，幾大基本模塊的功能實現(xiàn)如下：
1.聲音與圖像采集模塊
圖像采集由MIC陣列完成，MIC陣列在空間分布的多路MIC輸入可以比較好的定位到聲源的相對位置；圖像采集由高清攝像頭完成，采集的圖像為自動跟蹤及伺服模塊提供輸入。
2.自動跟蹤及伺服模塊
自動跟蹤模塊由聲音定位與圖像人臉及人體識別模塊組合而成；工作方式為機器人首先根據(jù)聲音定位到用戶的基本方位信息，然后通過人臉及人體識別等方法對用戶進行精確定位，通過控制跟蹤伺服系統(tǒng)實現(xiàn)精確跟蹤。
3.顯示模塊
本機器人顯示模塊采用低功耗投影模塊，具有低功耗、自動調(diào)焦、自動亮度調(diào)節(jié)、自動畫面補償?shù)忍卣?，可以實現(xiàn)在房間中多角度隨意投放顯示，輕松實現(xiàn)家庭影院、視頻聊天等功能。
4.交互控制模塊
機器人的人機交互控制可以通過三種方式完成：
(1)智能語音交互，用戶可以通過直接語音對話方式與機器人交流；
(2)紅外遙控，用戶可以通過紅外遙控器控制機器人；
(3)遠程APP控制，用戶可以用手機APP通過網(wǎng)絡(luò)連接進行遠程交互；
機器人與機器人、以及機器人與手機/PC等終端設(shè)備可以通過網(wǎng)絡(luò)互連，實現(xiàn)點對點以及多路視頻會話。
5.多用戶區(qū)分服務(wù)模塊
對于不同的用戶，具有不同的聲音以及臉部特征；本發(fā)明通過記錄不同用戶的聲紋以及人臉特征對不同用戶進行區(qū)分。在用戶區(qū)分的基礎(chǔ)上，可以記錄不同用戶的個人習(xí)慣、用戶偏好等，機器人根據(jù)用戶特性提供有針對性的服務(wù)，使機器人更加智能的區(qū)分化服務(wù)。
本發(fā)明的機器人采用了眾多復(fù)雜功能模塊，解決了各種模塊之間兼容適配、協(xié)調(diào)工作中遇到的很多困難和挑戰(zhàn)，才達到“聽得懂、看得見、秀得出”的效果。具體問題及解決方案如下：
(1)攝像頭與投影顯示對環(huán)境光強需求的矛盾：正常情況下攝像頭需要在明亮的光強下更好對人臉及人體進行跟蹤，而投影顯示需要在比較暗的環(huán)境中呈現(xiàn)比較好的顯示效果。為了更好的均衡攝像頭拍攝跟蹤效果與投影顯示效果，本發(fā)明在攝像頭拍攝效果與投影投射亮度兩方面結(jié)合進行調(diào)校：A)通過控制攝像頭曝光度、白平衡、Gamma校正等參數(shù)提高弱光環(huán)境下拍照的效果；B)通過光傳感器感知外部光強度，自適應(yīng)調(diào)整投影投射亮度，在明亮環(huán)境中適度增加投射光強，在弱光環(huán)境適度降低投射光強。
(2)多路數(shù)據(jù)與控制流的仲裁與決策
本發(fā)明的機器人中的數(shù)據(jù)流包括：MIC音頻數(shù)據(jù)、Camera視頻數(shù)據(jù)、投影顯示數(shù)據(jù)流、網(wǎng)絡(luò)遠程音視頻數(shù)據(jù)、用戶信息數(shù)據(jù)等；控制流包括：步進電機/舵機控制、投影顯示控制、攝像頭跟蹤控制、散熱器控制、MIC/音箱控制等。本發(fā)明需要對眾多復(fù)雜的數(shù)據(jù)進行合理的分類、歸并處理，統(tǒng)一決策控制。例如，機器人跟蹤馬達的控制，可以控制的輸入包括：語音命令、手機APP遠程控制、紅外遙控器、機器人本身自動跟蹤模塊等，客觀上存在多路控制的沖突；本發(fā)明的機器人會根據(jù)具體使用場景，賦予不同控制信號不同的優(yōu)先級，對各路輸入進行加權(quán)處理，使機器人達到更好的跟蹤效果。
(3)機器人整機散熱問題
投影設(shè)備是整個機器人部件中的主要熱源，需要很好的通風(fēng)散熱條件以保證投影正常工作。在機器人機身內(nèi)部，器件眾多，空間相對狹??；而且投影角度需要可以自動調(diào)節(jié)，這樣散熱器件也要跟隨投影部件聯(lián)動，對散熱提出了更高的要求。本發(fā)明根據(jù)機器人機身特性，采用自下而上的通風(fēng)道的設(shè)計方式，可以充分利用熱空氣自然上浮的物理原理，同時在垂直方向配置強勁的散熱風(fēng)扇，搭配相適應(yīng)的導(dǎo)熱管和散熱片，保證良好的散熱效果。
本發(fā)明提供的家庭社交服務(wù)型機器人系統(tǒng)，能夠廣泛用于家庭投影、投影機器人、影視盒子等場景，為用戶提供更加便捷，更加智能的服務(wù)。具體特點如下：
1.自動定位跟蹤與投影顯示的結(jié)合
本機器人通過語音MIC陣列定位與攝像頭人臉/人形識別相結(jié)合，對用戶的行為能夠更加精準的定位和跟蹤。這種精準的定位跟蹤可以為用戶提供自由自在交流的可能性，從而在人機交互過程中解放用戶的行為。
低功耗的投影，可以根據(jù)用戶需要非常方便將畫面投射到墻壁、屋頂?shù)仁覂?nèi)任意方便觀看的位置，而且畫幅大小可調(diào)，從而徹底解放用戶的眼睛，可以滿足用戶在不同場合視頻聊天的可能性。
2.多用戶區(qū)分服務(wù)
本機器人能夠根據(jù)用戶的聲紋特征與臉部特征等信息，對用戶進行區(qū)分，并根據(jù)不同的使用習(xí)慣、個人偏好等信息，為不同的用戶提供有針對性的服務(wù)，成為面向家庭智能家庭機器人的亮點。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的修改和完善，因此本發(fā)明的保護范圍當以權(quán)利要求書所界定的為準。