本發(fā)明屬于人工智能，尤其涉及一具有情感識別、角色性格設(shè)定和互動功能的智能機(jī)器人。

背景技術(shù)：

1、情感機(jī)器人就是用人工的方法和技術(shù)賦予計算機(jī)或機(jī)器人以人類式的情感，使之具有表達(dá)、識別和理解喜樂哀怒，模仿、延伸和擴(kuò)展人的情感的能力。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，情感機(jī)器人利用人臉識別技術(shù)對相應(yīng)人群做出相應(yīng)的回應(yīng)指令，從而達(dá)到智能陪護(hù)的效果，同時針對人臉識別的技術(shù)已經(jīng)足夠發(fā)達(dá)，但該類機(jī)器人在利用多維度信息技術(shù)上還存在明顯的落后，如僅靠識別人臉圖像數(shù)據(jù)來進(jìn)行互動，顯得尤為單調(diào)，且無法在機(jī)器人最優(yōu)化運(yùn)行路徑上提前進(jìn)行人臉圖像預(yù)判，從而提前選擇情感機(jī)器人的性格設(shè)定模式，以獲得用戶體驗感較好的情感互動。

3、因此，現(xiàn)有的情感機(jī)器人存在以下問題：

4、一是僅利用人臉數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)器人性格設(shè)定以及互動操作指令輸出，而未提前預(yù)判人物的人臉圖像特征，且未考慮人流量對優(yōu)化路徑的影響；

5、二是未對圖像進(jìn)行適應(yīng)路徑規(guī)劃上人臉識別的優(yōu)化處理，運(yùn)行圖中機(jī)器人所獲的人臉圖像會產(chǎn)生些許變化，使得模型識別此類圖像顯得準(zhǔn)確率較低；

6、三是大部分情感機(jī)器人采用的計算模塊較為單一，將所有軟硬件集中在一個計算終端會明顯導(dǎo)致算力不足，且機(jī)器人腰部設(shè)置較為一般，無法擴(kuò)散垂直方向重載，導(dǎo)致機(jī)器人內(nèi)部電機(jī)可靠性和穩(wěn)定性較低，降低情感機(jī)器人的使用壽命。

7、為此，亟需設(shè)計一種能夠提高機(jī)器人腰部自由度及使用壽命以及利用規(guī)劃路徑上人臉圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)判處理的具有情感識別、角色性格設(shè)定和互動功能的智能機(jī)器人。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了具有情感識別、角色性格設(shè)定和互動功能的智能機(jī)器人。

2、在本發(fā)明的第一個方面，提供了一種具有情感識別、角色性格設(shè)定和互動功能的機(jī)器人控制方法，其特征在于，所述方法包括：

3、獲取機(jī)器人的第一活動區(qū)域坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及第一人流量數(shù)據(jù)，并獲取對應(yīng)的第一最優(yōu)路徑規(guī)劃；

4、利用所述第一活動區(qū)域坐標(biāo)數(shù)據(jù)、第一人流量數(shù)據(jù)以及第一最優(yōu)路徑規(guī)劃構(gòu)建路徑規(guī)劃神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

5、根據(jù)所述第一最優(yōu)路徑規(guī)劃獲取路徑上的第一人臉圖像數(shù)據(jù)，并對所述第一人臉圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行有效特征提取得到第一人臉識別特征；

6、根據(jù)所述第一人臉識別特征以及設(shè)定的第一情感性格互動方案構(gòu)建智能互動情感模型；

7、接收機(jī)器人的第二活動區(qū)域坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及第二人流量數(shù)據(jù)，根據(jù)所述路徑規(guī)劃神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型得出第二最優(yōu)路徑規(guī)劃，將根據(jù)所述第二最優(yōu)路徑規(guī)劃的第二人臉圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行有效特征提取得到的第二人臉識別特征輸入所述智能互動情感模型，得到第二情感性格互動方案；

8、機(jī)器人根據(jù)所述第二情感性格互動方案進(jìn)行性格設(shè)定。

9、進(jìn)一步地，所述第一活動區(qū)域坐標(biāo)數(shù)據(jù)或所述第二活動區(qū)域坐標(biāo)數(shù)據(jù)為二維坐標(biāo)系距離數(shù)據(jù)，利用距離傳感器的精度值進(jìn)行二維坐標(biāo)系構(gòu)建，所述第一人流量數(shù)據(jù)或所述第二人流量數(shù)據(jù)為單位時間內(nèi)第一活動區(qū)域坐標(biāo)數(shù)據(jù)或所述第二活動區(qū)域經(jīng)過的人數(shù)，所述精度值為0.2-1厘米。

10、進(jìn)一步地，對所述第一人臉圖像數(shù)據(jù)或所述第二人臉圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行有效特征提取的方法為圖像轉(zhuǎn)換，所述第一人臉圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后為第一人臉識別特征。

11、進(jìn)一步地，所述路徑規(guī)劃神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)cnn或全鏈接神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)dnn。

12、進(jìn)一步地，所述路徑規(guī)劃神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型采用改進(jìn)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)cnn。

13、進(jìn)一步地，所述智能互動情感模型采用基于fisher準(zhǔn)則的分類器或者支持向量機(jī)方法。

14、進(jìn)一步地，所述基于fisher準(zhǔn)則的分類器采用改進(jìn)的基于fisher準(zhǔn)則分類器。

15、還提供了一種具有情感識別、角色性格設(shè)定和互動功能的智能機(jī)器人，包括計算云終端、左腦終端以及右腦終端，其特征在于：

16、所述計算云終端包括專用數(shù)據(jù)獲取模塊和云端數(shù)據(jù)庫模塊，其中：

17、所述專用數(shù)據(jù)獲取模塊：獲取機(jī)器人第一活動區(qū)域坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及第一人流量數(shù)據(jù)，還獲取挑選的第一最優(yōu)路徑規(guī)劃，并根據(jù)所述所述第一最優(yōu)路徑規(guī)劃獲取路徑上的第一人臉圖像數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行有效特征提取得到第一人臉識別特征；

18、所述云端數(shù)據(jù)庫模塊：用于存放訓(xùn)練完成的路徑規(guī)劃神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型以及訓(xùn)練完成的智能互動情感模型；

19、所述左腦終端包括傳感器模塊、左腦數(shù)據(jù)獲取模塊以及左腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃模塊：

20、所述傳感器模塊：包括距離傳感器；

21、所述左腦數(shù)據(jù)獲取模塊：用于獲取機(jī)器人第二活動區(qū)域坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及第二人流量數(shù)據(jù)，并調(diào)用所述云端數(shù)據(jù)庫模塊中的路徑規(guī)劃神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，生成第二最優(yōu)路徑規(guī)劃，與右腦情感性格互動模塊通信；

22、所述左腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃模塊：與所述專用數(shù)據(jù)庫模塊通信獲取所述第一活動區(qū)域坐標(biāo)數(shù)據(jù)、第一人流量數(shù)據(jù)以及第一最優(yōu)路徑規(guī)劃構(gòu)建路徑神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并將所述路徑神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型傳輸至所述云端數(shù)據(jù)庫模塊；

23、所述右腦終端包括語音交互模塊、表情驅(qū)動模塊、機(jī)器視覺模塊以及右腦情感性格互動模塊；

24、所述右腦情感性格互動模塊：接收所述所述第一人臉識別特征以及對應(yīng)設(shè)定的第一情感性格互動方案構(gòu)建智能互動情感模型，所述智能互動情感模型上傳至所述云端數(shù)據(jù)庫模塊；還接收所述第二人臉識別特征，并調(diào)用所述云端數(shù)據(jù)庫模塊的所述智能互動情感模型，處理所述第二人臉識別特征得到第二情感性格互動方案，根據(jù)所所述第二情感性格互動方案對機(jī)器人進(jìn)行互動操作控制，并進(jìn)行機(jī)器人性格設(shè)定。

25、進(jìn)一步地，所述左腦終端與右腦終端利用內(nèi)部通信實現(xiàn)協(xié)同作業(yè)。

26、進(jìn)一步地，機(jī)器人腰部自由度無刷電機(jī)通過外環(huán)軸承。

27、本發(fā)明利不僅用人臉數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)器人性格設(shè)定以及互動操作指令輸出，且提前預(yù)判人物的人臉圖像特征，且考慮了人流量對優(yōu)化路徑的影響；并對圖像進(jìn)行適應(yīng)路徑規(guī)劃上人臉識別的優(yōu)化處理，考慮運(yùn)行途中機(jī)器人所獲的人臉圖像會產(chǎn)生些許變化，設(shè)計一種優(yōu)化的圖像轉(zhuǎn)換計算方法使得模型識別此類圖像準(zhǔn)確率提高；本發(fā)明中的情感機(jī)器人設(shè)置能內(nèi)部通信的左右腦終端，并將大型計算放在云端計算終端，防止算力不足帶來的困難，且機(jī)器人腰部自由度無刷電機(jī)通過外環(huán)軸承這一設(shè)置，可以擴(kuò)散垂直方向重載，提高機(jī)器人內(nèi)部電機(jī)可靠性和穩(wěn)定性，增加情感機(jī)器人的使用壽命。

28、本發(fā)明的更多實施例和改進(jìn)效果將結(jié)合附圖和具體實施例進(jìn)一步介紹。

技術(shù)特征：

1.一種具有情感識別、角色性格設(shè)定和互動功能的機(jī)器人控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如權(quán)利要求1所述的一種具有情感識別、角色性格設(shè)定和互動功能的機(jī)器人控制方法，其特征在于：

3.如權(quán)利要求2所述的一種具有情感識別、角色性格設(shè)定和互動功能的機(jī)器人控制方法，其特征在于：

4.如權(quán)利要求1所述的一種具有情感識別、角色性格設(shè)定和互動功能的機(jī)器人控制方法，其特征在于：

5.如權(quán)利要求4所述的一種具有情感識別、角色性格設(shè)定和互動功能的機(jī)器人控制方法，其特征在于：

6.如權(quán)利要求5所述的一種具有情感識別、角色性格設(shè)定和互動功能的機(jī)器人控制方法，其特征在于：

7.如權(quán)利要求6所述的一種具有情感識別、角色性格設(shè)定和互動功能的機(jī)器人控制方法，其特征在于：

8.一種具有情感識別、角色性格設(shè)定和互動功能的智能機(jī)器人，包括計算云終端、左腦終端以及右腦終端，其特征在于：

9.如權(quán)利要求8所述的一種具有情感識別、角色性格設(shè)定和互動功能的智能機(jī)器人，其特征在于，所述左腦終端與右腦終端利用內(nèi)部通信實現(xiàn)協(xié)同作業(yè)。

10.如權(quán)利要求8所述的一種具有情感識別、角色性格設(shè)定和互動功能的智能機(jī)器人，其特征在于，機(jī)器人腰部自由度無刷電機(jī)通過外環(huán)軸承。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出具有情感識別、角色性格設(shè)定和互動功能的智能機(jī)器人,機(jī)器人擁有左右雙腦結(jié)構(gòu)，左腦通過訓(xùn)練完成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型獲得第一最優(yōu)路徑規(guī)劃，右腦通過對所述第一最優(yōu)路徑規(guī)劃上的第一人臉圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行有效特征提取得到第一人臉識別特征，根據(jù)所述第一人臉識別特征及對應(yīng)設(shè)定的第一情感性格互動方案構(gòu)建智能互動情感模型，將智能機(jī)器人的第二最優(yōu)路徑規(guī)劃以及對第二最優(yōu)路徑規(guī)劃上的第二人臉圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到目標(biāo)的第二情感性格互動方案，根據(jù)第二情感性格互動方案與人進(jìn)行情感性格互動。通過對實時路徑的有效處理，并對圖像的利用水平，提高機(jī)器人對可能遇到的人臉進(jìn)行精準(zhǔn)性格設(shè)定，從而提高用戶的體驗感。

技術(shù)研發(fā)人員：付海波,李霞
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣州冠慶科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19