一种面向家用小型智能机器人的电子控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种面向家用小型智能机器人的电子控制系统及方法。系统包括：交互信息采集模块，其配置为采集外部交互输入信息，所述交互信息采集模块包含语音采集单元以及触摸传感器；交互处理模块，其配置为分析所述外部交互输入信息并输出相应的语音回应控制信息以及动作回应控制信息；语音输出单元，其配置为根据所述语音回应控制信息输出匹配的语音回应；机器人肢体控制单元，其配置为在所述语音输出单元输出所述语音回应的同时根据所述动作回应控制信息输出匹配的机器人肢体控制信号以驱动机器人的肢体做出相应动作。根据本发明专利技术的机器人电子控制系统及方法可以在进行语音交互的同时实现动作交互，具有更广的应用范围以及更好的用户体验。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人领域，具体说涉及一种面向家用小型智能机器人的电子控制系统及方法。
技术介绍
随着计算机技术的不断发展以及人工智能技术的不断进步。在家用领域小型智能机器人的应用也越来越广泛，面向家用的小型智能机器人正在迅猛发展。现有面向家用的小型机器人，仅能实现按钮开闭或语音交互，尚不能通过其他方式，实现用户与小型机器人的多元沟通。尤其是现有的机器人尚不能达到语音交互过程中同时输出肢体动作以实现肢体动作上的交互。这不仅限制了了机器人的应用范围，而且大大降低了机器人的用户体验。因此，为了提高机器人的用户体验，拓展机器人的应用范围，亟需一种面向家用小型智能机器人的电子控制系统。
技术实现思路
为了提高机器人的用户体验，拓展机器人的应用范围，本专利技术提供了一种面向家用小型智能机器人的电子控制系统，包括：交互信息采集模块，其配置为采集外部交互输入信息，所述交互信息采集模块包含语音采集单元以及触摸传感器，所述语音采集单元配置为采集外界语音信息，所述触摸传感器配置为采集外部触摸压力数据；交互处理模块，其配置为分析所述外部交互输入信息并输出相应的语音回应控制信息以及动作回应控制信息，所述语音回应控制信息以及所述动作回应控制信息相互匹配；语音输出单元，其配置为根据所述语音回应控制信息输出匹配的语音回应；机器人肢体控制单元，其配置为在所述语音输出单元输出所述语音回应的同时根据所述动作回应控制信息输出匹配的机器人肢体控制信号以驱动机器人的肢体做出相应动作。在一实施例中，所述交互处理模块包含联网交互单元，所述联网交互单元配置为实现所述交互处理模块与机器人网络服务端的数据交互，所述交互处理模块配置为在所述机器人网络服务端的辅助下生成所述交互回应控制信息。在一实施例中，所述系统包含上位机系统以及下位机系统，所述上位机系统以及所述下位机系统分别各包含一块独立的主控板，所述交互信息采集模块、所述交互处理模块以及所述语音输出单元被构造在所述上位机系统中，所述机器人肢体控制单元被构造在所述下位机系统中。在一实施例中，所述上位机系统的主控板为基于全志双核A20处理器的主控板，所述上位机系统的主控板上集成有无线联网模块、麦克降噪模块以及音频放大模块。在一实施例中，所述系统还包含姿态传感器，所述姿态传感器被构造在所述下位机系统中，所述姿态传感器配置为监控机器人当前姿态，所述机器人肢体控制单元配置为基于所述机器人当前姿态输出相应的所述机器人肢体控制信号。在一实施例中，所述下位机系统的主控板为基于意法半导体微控制器STM32的主控板，所述下位机系统的主控板上集成有六轴姿态传感器MPU6500以及电机驱动模块。在一实施例中，所述系统还包含电量显示模块，所述电量显示模块被构造在所述下位机系统中，其中：所述上位机系统的主控板配置为采集并发送机器人当前的电量信息；所述电量显示模块配置为根据所述电量信息输出对应的电量显示。在一实施例中，所述系统还包含交互显示模块，所述交互显示模块被构造在所述下位机系统中，其中：所述上位机系统的主控板配置为采集并发送机器人当前的交互状态，所述交互状态包括录音状态、语音/动作输出状态以及语义解析状态；所述交互显示模块配置为根据所述交互状态输出对应的交互状态显示。在一实施例中，所述系统还包括视觉传感器以及视觉处理单元，其中：所述视觉传感器配置为采集外界图像信息；所述视觉处理单元配置为分析处理所述外界图像信息并把图像分析处理结果发送到所述交互处理模块；所述交互处理模块配置为综合分析所述外部交互输入信息以及所述图像分析处理结果并输出相应的语音回应控制信息以及动作回应控制信息。本专利技术还提供了一种面向家用小型智能机器人的电子控制方法，包括：采集外部交互输入信息，所述外部交互输入信息包含外界语音信息以及外部触摸压力数据；分析所述外部交互输入信息以生成相应的语音回应控制信息以及动作回应控制信息，所述语音回应控制信息以及所述动作回应控制信息相互匹配；根据所述语音回应控制信息生成匹配的语音回应；在生成所述语音回应的同时根据所述动作回应控制信息生成匹配的机器人肢体控制信号以驱动机器人的肢体做出相应动作。在一实施例中，在本地机器人系统分析所述外部交互输入信息时利用机器人网络服务端辅助所述本地机器人系统进行数据分析。在一实施例中，基于两块独立的主控板分别构造上位机系统以及下位机系统，其中：通过所述上位机系统实现所述外部输入信息的采集、所述外部交互输入信息的分析、所述语音回应控制信息和所述动作回应控制信息的生成以及所述语音回应的生成；通过所述下位机系统实现所述机器人肢体控制信号的生成。在一实施例中，采用基于全志双核A20处理器的主控板作为所述上位机系统的主控板，将无线联网模块、麦克降噪模块以及音频放大模块集成在所述上位机系统的主控板上。在一实施例中，通过所述下位机系统监控机器人当前姿态，基于所述机器人当前姿态输出相应的所述机器人肢体控制信号。在一实施例中，采用基于意法半导体微控制器STM32的主控板作为所述下位机系统的主控板，将六轴姿态传感器MPU6500以及电机驱动模块集成在所述下位机系统的主控板上。在一实施例中，在所述下位机系统中构造电量显示模块，其中：通过所述上位机系统的主控板采集并发送机器人当前的电量信息；利用所述电量显示模块根据所述电量信息输出对应的电量显示。在一实施例中，在所述下位机系统中构造交互显示模块，其中：通过所述上位机系统的主控板采集并发送机器人当前的交互状态，所述交互状态包括录音状态、语音/动作输出状态以及语义解析状态；利用所述交互显示模块根据所述交互状态输出对应的交互状态显示。在一实施例中，所述方法还包括：采集外界图像信息；分析处理所述外界图像信息以生成图像分析处理结果；综合分析所述外部交互输入信息以及所述图像分析处理结果以生成相应的语音回应控制信息以及动作回应控制信息。根据本专利技术的机器人电子控制系统及方法可以在进行语音交互的同时实现动作交互，与现有技术的机器人控制系统相比，其体积小、结构简单，具有更广的应用范围以及更好的用户体验。本专利技术的其它特征或优点将在随后的说明书中阐述。并且，本专利技术的部分特征或优点将通过说明书而变得显而易见，或者通过实施本专利技术而被了解。本专利技术的目的和部分优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的步骤来实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向家用小型智能机器人的电子控制系统，其特征在于，包括：交互信息采集模块，其配置为采集外部交互输入信息，所述交互信息采集模块包含语音采集单元以及触摸传感器，所述语音采集单元配置为采集外界语音信息，所述触摸传感器配置为采集外部触摸压力数据；交互处理模块，其配置为分析所述外部交互输入信息并输出相应的语音回应控制信息以及动作回应控制信息，所述语音回应控制信息以及所述动作回应控制信息相互匹配；语音输出单元，其配置为根据所述语音回应控制信息输出匹配的语音回应；机器人肢体控制单元，其配置为在所述语音输出单元输出所述语音回应的同时根据所述动作回应控制信息输出匹配的机器人肢体控制信号以驱动机器人的肢体做出相应动作。

【技术特征摘要】
1.一种面向家用小型智能机器人的电子控制系统，其特征在于，包括：
交互信息采集模块，其配置为采集外部交互输入信息，所述交互信息采集模
块包含语音采集单元以及触摸传感器，所述语音采集单元配置为采集外界语音信
息，所述触摸传感器配置为采集外部触摸压力数据；
交互处理模块，其配置为分析所述外部交互输入信息并输出相应的语音回应
控制信息以及动作回应控制信息，所述语音回应控制信息以及所述动作回应控制
信息相互匹配；
语音输出单元，其配置为根据所述语音回应控制信息输出匹配的语音回应；
机器人肢体控制单元，其配置为在所述语音输出单元输出所述语音回应的同
时根据所述动作回应控制信息输出匹配的机器人肢体控制信号以驱动机器人的
肢体做出相应动作。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交互处理模块包含联网
交互单元，所述联网交互单元配置为实现所述交互处理模块与机器人网络服务端
的数据交互，所述交互处理模块配置为在所述机器人网络服务端的辅助下生成所
述交互回应控制信息。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统包含上位机系
统以及下位机系统，所述上位机系统以及所述下位机系统分别各包含一块独立的
主控板，所述交互信息采集模块、所述交互处理模块以及所述语音输出单元被构
造在所述上位机系统中，所述机器人肢体控制单元被构造在所述下位机系统中。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述上位机系统的主控板为
基于全志双核A20处理器的主控板，所述上位机系统的主控板上集成有无线联网
模块、麦克降噪模块以及音频放大模块。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包含姿态传感器，
所述姿态传感器被构造在所述下位机系统中，所述姿态传感器配置为监控机器人
当前姿态，所述机器人肢体控制单元配置为基于所述机器人当前姿态输出相应的
所述机器人肢体控制信号。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述下位机系统的主控板为
基于意法半导体微控制器STM32的主控板，所述下位机系统的主控板上集成有

\t六轴姿态传感器MPU6500以及电机驱动模块。
7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包含电量显示模
块，所述电量显示模块被构造在所述下位机系统中，其中：
所述上位机系统的主控板配置为采集并发送机器人当前的电量信息；
所述电量显示模块配置为根据所述电量信息输出对应的电量显示。
8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包含交互显示模
块，所述交互显示模块被构造在所述下位机系统中，其中：
所述上位机系统的主控板配置为采集并发送机器人当前的交互状态，所述交
互状态包括录音状态、语音/动作输出状态以及语义解析状态；
所述交互显示模块配置为根据所述交互状态输出对应的交互状态显示。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括视
觉传感器以及视觉处理单元，其中：
所述视觉传感器配置为采集外界图...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾梓筠，董增增，
申请(专利权)人：北京光年无限科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11