基于網(wǎng)絡(luò)傳遞行為的機器人裝置的制作方法

專利名稱：基于網(wǎng)絡(luò)傳遞行為的機器人裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
基于網(wǎng)絡(luò)傳遞行為的機器人裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種網(wǎng)絡(luò)機器人裝置，尤其涉及一種能夠傳遞動作、聲音、文 字、圖像的基于網(wǎng)絡(luò)傳遞行為的機器人裝置。
背景技術(shù)：
[0002]目前，人們的交流方式越來越多樣化，除了傳統(tǒng)的電話以外，可視化的交流已 經(jīng)漸漸普及。電腦以及互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用更促進了多媒體通訊以及交流的發(fā)展，即時聊 天軟件通過互聯(lián)網(wǎng)連接到一臺或多臺服務(wù)器進行聊天。這種方式速度快、功能多，深受 網(wǎng)友喜愛，如美國微軟公司的MSN，美國雅虎公司的雅虎通，騰訊公司的QQ等。在 即時聊天軟件里，人們不但可以發(fā)送傳統(tǒng)的文字，聲音和圖片到對方的電腦屏幕上，還 可以發(fā)送動態(tài)的圖標(biāo)到對方電腦屏幕上來表達(dá)更為豐富的感情，通常稱之為表情信息， 如開心，憂傷，哭泣，驚訝等。然而，無論是基于電腦或電話的聊天軟件都只能傳遞動 畫，文字和聲音，而無法將人們的感情信息以動作的方式進行傳遞，更無法將動作展現(xiàn) 出來。文字、聲音和圖片的傳輸通常是通過按照一定的格式或者編碼轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號， 通過相應(yīng)的傳輸協(xié)議，比如超文本傳輸協(xié)議http、文件傳輸協(xié)議ftp、簡單對象訪問協(xié)議 SOAP傳輸。[0003]隨著機器人技術(shù)的發(fā)展，除工業(yè)用機器人外，家用機器人也取得了巨大的進 步，機器人已經(jīng)成為學(xué)習(xí)、生活、娛樂的好伙伴。家用機器人有五大類型娛樂機器人 可以帶來歡樂，如寵物機器人等；應(yīng)用機器人用于保衛(wèi)家庭，如吸塵器機器人等；靜態(tài) 機器人能夠安排生活，如智能藥箱機器人等；助理機器人可以幫你認(rèn)人；類人機器人擁 有復(fù)雜的情感，如索尼的QRIO類人機器人。本實用新型的基于網(wǎng)絡(luò)傳遞行為的機器人 裝置是家用機器人的一種。[0004]中國專利公開號為CN1900987的專利申請文件公開的是使用自行機器人的家庭 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，該自行機器人和通過網(wǎng)絡(luò)連接的家用設(shè)備可以被在室內(nèi)或者在戶外無線的控 制。該自行機器人接收從無線操作單元傳送的操作命令，將表示是否已經(jīng)接收到該命令 的信息傳送給該操作單元，執(zhí)行對應(yīng)于該命令的任務(wù)，并且輸出控制信號給可訪問的家 用設(shè)備。但是，在這樣的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，并不能實現(xiàn)機器人之間的行為傳遞，不能達(dá) 到充分交互的目的。[0005]中國專利公開號為CN1734521A的專利申請文件公開的是對話型寵物機器人， 能夠進行簡單人機交互。對話型寵物機器人具有控制部，用于進行按照從存儲部讀出的 程序的記述處理。程序用分支規(guī)定與用戶的會話順序，對應(yīng)記述著某一提問的內(nèi)容、成 為對提問的回答的多個選擇支和對每個選擇支的動作。當(dāng)語音輸出提問內(nèi)容的情況下， 將與提問對應(yīng)的多個選擇支作為對提問的回答的候選顯示在顯示器上。當(dāng)通過用戶說話 顯示在顯示器上的多個選擇支中的任何一個全文的情況下，進行語音識別，特定與用戶 的說話對應(yīng)的一個選擇支，并且將與該一個選擇支對應(yīng)的動作決定為對回答對話型寵物 機器人下一步應(yīng)采取的反應(yīng)。但是，在這樣的對話型寵物機器人中，只能提供人與機器人的直接對話，并無法通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠(yuǎn)程交流，而且，表現(xiàn)形式較為單一，只具有對話 方式并不能非常有效的表達(dá)情感。在結(jié)構(gòu)上無法實現(xiàn)表情、動作、燈光等效果，因此這 種對話型寵物機器人并不能夠達(dá)到充分交互的根本目的。發(fā)明內(nèi)容[0006]有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供一種基于網(wǎng)絡(luò)傳遞行為的機器人裝 置，用戶可以通過機器人經(jīng)網(wǎng)絡(luò)交互，能有效地支持表情、聲音和動作信息通過網(wǎng)絡(luò)傳 遞，并用動作、聲音和/或燈光等表現(xiàn)出來。[0007]為達(dá)到上述目的，本實用新型的裝置是這樣實現(xiàn)的[0008]一種基于網(wǎng)絡(luò)傳遞行為的機器人裝置，其特征在于，該裝置包括[0009]傳感器，用于感知用戶對機器人所做的行為，得出行為信號；[0010]存儲器，用于存儲行為標(biāo)記；[0011]微處理器，對所述行為信號進行信號數(shù)據(jù)分析得出行為標(biāo)記，及對行為標(biāo)記分 析；[0012]網(wǎng)絡(luò)適配器，用于連接網(wǎng)絡(luò)，將行為標(biāo)記發(fā)送到接收端，及從發(fā)送端接收行為 標(biāo)記；[0013]驅(qū)動裝置，根據(jù)行為標(biāo)記分析，展現(xiàn)機器人動作。[0014]所述驅(qū)動裝置包括驅(qū)動單元、驅(qū)動電機、揚聲器、顯示裝置和/或發(fā)光裝置。[0015]所述驅(qū)動電機包括頸部驅(qū)動電機、手臂驅(qū)動電機和/或軀干驅(qū)動電機。[0016]所述傳感器為觸覺傳感器、手勢動作傳感器、編碼傳感器和/或聲音傳感器。[0017]所述觸覺傳感器包括頭部觸覺傳感器和/或手臂觸覺傳感器；[0018]所述手勢動作傳感器包括距離傳感器、視覺傳感器和光敏傳感器；[0019]所述編碼傳感器包括頸部編碼傳感器、手臂編碼傳感器和/或軀干編碼傳感ο[0020]傳輸包括[0021]a.發(fā)送端機器人通過傳感器感知用戶對機器人的行為，并轉(zhuǎn)化為行為信號，發(fā) 送端機器人感知的行為信號經(jīng)過信號數(shù)據(jù)分析，得出行為標(biāo)記；[0022]b.將行為標(biāo)記通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給接收端機器人；[0023]c.接收端機器人對接收到的行為標(biāo)記分析，展示行為。[0024]所述行為包括動作、聲音和/或燈光。[0025]所述傳感器感知用戶對機器人的行為包括用戶對機器人所做的觸摸、手勢動 作、聲音和/或用戶對機器人肢體動作的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動。[0026]所述信號數(shù)據(jù)分析包括信號數(shù)據(jù)預(yù)處理和行為檢索。[0027]所述行為標(biāo)記分析包括行為標(biāo)記檢索和行為分解。[0028]因此，本實用新型的基于網(wǎng)絡(luò)傳遞行為的機器人裝置中，用戶對機器人的行 為，通過網(wǎng)絡(luò)傳送給接收端機器人，接收端機器人展示行為，接收端用戶得知該行為 后，也可將需要傳送的行為反饋給發(fā)送端機器人，完成行為的交互。通過機器人之間 的行為傳遞達(dá)到用戶之間的交互，可以更為有效地表達(dá)情感，豐富了用戶傳遞感情的方 式。與現(xiàn)有技術(shù)中只應(yīng)用即時通訊終端發(fā)送消息給接收端機器人的方式相比，本實用新4型中的機器人通過傳感器感知用戶行為，并通過信號數(shù)據(jù)預(yù)處理，得出行為標(biāo)記，通過 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送，增加了消息的方式，并且能夠達(dá)到更充分的交互。此外，基于網(wǎng)絡(luò)傳遞行為 的機器人裝置借助于動作、燈光、聲音表現(xiàn)形式，增加了用戶傳遞情感的類型。


[0029]圖1為本實用新型基于網(wǎng)絡(luò)傳遞行為的機器人裝置的整體系統(tǒng)架構(gòu)示意圖；[0030]圖2為本實用新型基于網(wǎng)絡(luò)傳遞行為的機器人裝置傳遞行為的系統(tǒng)流程圖；[0031]圖3為本實用新型基于網(wǎng)絡(luò)傳遞行為的機器人裝置內(nèi)部連接方式示意圖；[0032]圖4為本實用新型中基于網(wǎng)絡(luò)傳遞行為的機器人裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。[0033]具體結(jié)構(gòu)[0034]
以下結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型再作進一步詳細(xì)的說明。[0035]如圖1所示，本實用新型的機器人本體101和102可以通過無線109利用無線網(wǎng) 卡110連接到個人電腦(PC)主機103，或者直接通過有線111經(jīng)串口連接到PC主機104， PC主機103和104再連接到互聯(lián)網(wǎng)107 ；機器人本體101和102也可以通過無線108經(jīng) 無線路由器106連接到互聯(lián)網(wǎng)107，無線路由器106可以讓無線設(shè)備直接連接到互聯(lián)網(wǎng)而 不需要使用額外PC。[0036]發(fā)送端機器人101感知用戶對機器人的行為，將行為轉(zhuǎn)化為行為標(biāo)記，行為標(biāo) 記是指行為的名稱，用于標(biāo)記行為信息。行為標(biāo)記經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到接收端機器人102，接 收端機器人102將行為標(biāo)記轉(zhuǎn)化成控制信號，控制機器人發(fā)出動作、聲音、燈光。[0037]用戶也可使用即時通訊終端設(shè)備，比如，個人數(shù)字助理(PDA) 112、移動電話 113或者電腦114給接收端機器人發(fā)送消息，接收端機器人將接收到的信息轉(zhuǎn)化成控制信 號，控制機器人發(fā)出動作、聲音、燈光。[0038]如圖2所示，觸覺傳感器201檢測用戶對發(fā)送端機器人的觸摸動作；手勢動作傳 感器202檢測用戶對發(fā)送端機器人的手勢動作；編碼傳感器203是一種可以感知連接在傳 感器上的軸轉(zhuǎn)動角度和速度的傳感器，用于檢測用戶對機器人頭部、手臂和軀干部的轉(zhuǎn) 動。聲音傳感器204檢測用戶對機器人發(fā)送的語音信號。[0039]傳感器檢測到的信號進行信號數(shù)據(jù)預(yù)處理206，去除噪聲，并將不同的信號以可 接受的數(shù)據(jù)形式進行信號轉(zhuǎn)換以及編碼。[0040]行為模式庫207和209是兩個數(shù)據(jù)庫，存儲著所有行為的行為標(biāo)記和行為特征 碼，兩個數(shù)據(jù)庫內(nèi)容相同的。行為標(biāo)記是指行為的名稱，行為特征碼是指該行為具有 的一系列特征，一個行為標(biāo)記包括多個行為特征碼。比如，行為標(biāo)記1是指行為“開 心”，包括行為特征碼11、12和13，行為特征碼11表示“手臂抬起90度，并保持5 秒”，行為特征碼12表示“臉部綠色的LED燈閃爍20次，每次間隔1秒”，行為特征 碼13表示“聲音響起，并保持5秒”。[0041]信號數(shù)據(jù)預(yù)處理206后，微處理器在行為模式庫207中檢索出行為標(biāo)記。即時 通訊終端發(fā)送的消息205也可以作為行為標(biāo)記。行為標(biāo)記傳輸208是行為標(biāo)記通過互聯(lián) 網(wǎng)傳送到接收端機器人。接收端機器人根據(jù)行為標(biāo)記在行為模式庫209中匹配，得出行 為特征碼。接收端機器人根據(jù)行為特征碼將行為分解210，獲得行為的控制信號。接收 端機器人根據(jù)控制信號控制液晶顯示屏211、燈光212、揚聲器213和驅(qū)動電機214，從而完成整個行為的識別，傳輸和展示過程。比如，接收端機器人接收到行為標(biāo)記1，微 處理器在行為模式庫中匹配，得出行為特征碼11，12和13，行為分解，獲得行為控制信 號，控制驅(qū)動電機，使機器人手臂抬起90度，并保持5秒，控制臉部綠色的LED燈閃爍 20次，每次間隔1秒，控制揚聲器發(fā)出聲音，并保持5秒。[0042]如圖3和圖4所示，觸覺傳感器201是一種可以感知觸摸動作的傳感器，頭部觸 覺傳感器301裝于機器人頭部401頂端，用于獲取用戶對機器人的頭部401的觸摸動作信 號；手臂觸覺傳感器302裝于手臂404終端，用于獲取用戶對機器人手臂404的觸摸動作信號。[0043]手勢動作傳感器202用于感知用戶對機器人的手勢動作信息，由距離傳感器 303、視覺傳感器304以及光敏傳感器305配合完成。手勢動作的檢測通過距離傳感器 303、視覺傳感器304以及光敏傳感器305互相配合實現(xiàn)。光敏傳感器305可以感知外界 光線強弱，用于判斷是否進行手勢動作觸發(fā)；視覺傳感器304用于采集手勢動作圖像， 通常為攝像頭；距離傳感器303可以檢測出用戶手勢動作對于機器人的距離改變。視覺 傳感器304采集到的圖像信息以及距離傳感器303感知的距離改變的幅度和頻率信息將結(jié) 合起來作為手勢動作信號。[0044]編碼傳感器203是一種感知連接在傳感器上的軸轉(zhuǎn)動角度和速度的傳感器，用 于感知用戶對機器人肢體的動作而造成的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動信號。頸部編碼傳感器306裝于頸 部、用于感知機器人頭部401的轉(zhuǎn)動信號；手臂編碼傳感器307裝于手臂404終端，用 于感知手臂404的轉(zhuǎn)動信號；軀干編碼傳感器308裝于腰部405，用于感知機器人軀干部 402的轉(zhuǎn)動信號。[0045]聲音傳感器204是一種可以感知語音信息的傳感器，裝于機器人頭部401，用于 感知用戶對機器人發(fā)送的語音信號。聲音傳感器204多為麥克風(fēng)。[0046]信號處理單元309將傳感器感知的信號進行初步處理，目的是去除噪聲，并將 不同的信號以能被微處理器310接受的數(shù)據(jù)形式進行信號轉(zhuǎn)換以及編碼。網(wǎng)絡(luò)適配器312 可以獲得從另一個機器人或者即時通訊終端傳送過來的行為標(biāo)記，也可以將本機器人的 行為標(biāo)記通過互聯(lián)網(wǎng)傳送給另一個機器人。網(wǎng)絡(luò)適配器312分為有線方式和無線方式。 網(wǎng)絡(luò)適配器312有線方式是通過計算機串行接口、通用串行總線(USB)接口或者有線以 太網(wǎng)實現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)適配器312無線方式是通過藍(lán)牙或者無線網(wǎng)卡實現(xiàn)。存儲器313中存儲 著包括行為標(biāo)記和行為特征碼的行為模式庫。微處理器310可以在行為模式庫中檢索出 相應(yīng)的行為標(biāo)記。微處理器310對信號分類以及進行動作分解。驅(qū)動單元311將信號轉(zhuǎn) 化成液晶顯示屏控制信號、燈光控制信號、揚聲器控制信號以及電機驅(qū)動信號。[0047]液晶顯示屏211裝于機器人的軀干部402，用于顯示日期、時間、問候語、在線 人員姓名、聊天內(nèi)容、傳送的圖片表情、天氣預(yù)報，網(wǎng)絡(luò)預(yù)定的新聞等。燈光212包括 頭部燈光顯示屏317和手臂燈光318，用于展示表情，燈光多采用發(fā)光二極管(LED)燈。 揚聲器213裝于機器人的底座403上，用于機器人的聲音展現(xiàn)。驅(qū)動電機214分為頸部驅(qū) 動電機314、手臂驅(qū)動電機315以及軀干驅(qū)動電機316。機器人的肢體運動包括三部分， 頭部401的三自由度轉(zhuǎn)動，由三個頸部驅(qū)動電機314實現(xiàn)；手臂404的二自由度轉(zhuǎn)動，每 個手臂404的運動由二個手臂驅(qū)動電機315實現(xiàn)；以及軀干部402的一個自由度的轉(zhuǎn)動， 由裝于腰部405的一個軀干驅(qū)動電機316實現(xiàn)。[0048]機器人作為發(fā)送端，機器人內(nèi)部工作流程信號處理單元309初步處理傳感器 感知到的信號和即時通訊終端發(fā)送的信息，微處理器310利用處理后的信號，在存儲器 313的行為模式庫中檢索出行為標(biāo)記，網(wǎng)絡(luò)適配器312將行為標(biāo)記通過互聯(lián)網(wǎng)傳送到接收端。[0049]機器人作為接收端，機器人內(nèi)部的工作流程機器人通過網(wǎng)絡(luò)適配器312接收 行為標(biāo)記，微處理器310在存儲器313的行為模式庫中根據(jù)行為標(biāo)記得出行為特征碼，將 信號分解。驅(qū)動單元311將分解后的信號轉(zhuǎn)化為機器人控制信號，控制機器人動作、聲 音、燈光展示。[0050]可見，應(yīng)用上面描述的基于網(wǎng)絡(luò)傳遞行為的機器人裝置傳遞表情、聲音和動作 信息的網(wǎng)絡(luò)的機器人裝置，能有效支持表情、聲音和動作信息通過互聯(lián)網(wǎng)傳遞和交互， 并能夠利用動作、聲音、燈光效果等表現(xiàn)出來。[0051]以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用來限定本實用新型的保 護范圍。
權(quán)利要求1.一種基于網(wǎng)絡(luò)傳遞行為的機器人裝置，其特征在于，該裝置包括 傳感器，用于感知用戶對機器人所做的行為，得出行為信號；存儲器，用于存儲行為標(biāo)記；微處理器，對所述行為信號進行信號數(shù)據(jù)分析得出行為標(biāo)記，及對行為標(biāo)記分析； 網(wǎng)絡(luò)適配器，用于連接網(wǎng)絡(luò)，將行為標(biāo)記發(fā)送到接收端，及從發(fā)送端接收行為標(biāo)記；驅(qū)動裝置，根據(jù)行為標(biāo)記分析，展現(xiàn)機器人動作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)絡(luò)傳遞行為的機器人裝置，其特征在于，所述驅(qū)動裝 置包括驅(qū)動單元、驅(qū)動電機、揚聲器、顯示裝置和/或發(fā)光裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于網(wǎng)絡(luò)傳遞行為的機器人裝置，其特征在于，所述驅(qū)動電 機包括頸部驅(qū)動電機、手臂驅(qū)動電機和/或軀干驅(qū)動電機。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的基于網(wǎng)絡(luò)傳遞行為的機器人裝置，其特征在 于，所述傳感器為觸覺傳感器、手勢動作傳感器、編碼傳感器和/或聲音傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于網(wǎng)絡(luò)傳遞行為的機器人裝置，其特征在于，所述觸覺 傳感器包括頭部觸覺傳感器和/或手臂觸覺傳感器；所述手勢動作傳感器包括距離傳感 器、視覺傳感器和光敏傳感器；所述編碼傳感器包括頸部編碼傳感器、手臂編碼傳感器 和/或軀干編碼傳感器。
專利摘要本實用新型公開了一種基于網(wǎng)絡(luò)傳遞行為的機器人裝置，涉及網(wǎng)絡(luò)機器人技術(shù)，該機器人是能使用戶通過網(wǎng)絡(luò)更充分的交互。該機器人裝置具體包括傳感器，用于感知用戶對機器人所做的行為，得出行為信號；存儲器，用于存儲行為標(biāo)記；微處理器，對所述行為信號進行信號數(shù)據(jù)分析得出行為標(biāo)記，及對行為標(biāo)記分析；網(wǎng)絡(luò)適配器，用于連接網(wǎng)絡(luò)，將行為標(biāo)記發(fā)送到接收端，及從發(fā)送端接收行為標(biāo)記；驅(qū)動裝置，根據(jù)行為標(biāo)記分析，展現(xiàn)機器人動作。通過機器人之間的行為傳遞達(dá)到用戶之間的交互，增加了消息傳遞的方式，豐富了用戶傳遞感情的方式，可以更為有效地表達(dá)情感，并且增加了用戶傳遞情感的類型，能夠達(dá)到更充分的交互。
文檔編號H04L12/58GK201813390SQ20102056768
公開日2011年4月27日 申請日期2010年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月20日
發(fā)明者韓旭 申請人:韓旭