一种基于身份识别的人-机器人交互装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于身份识别的人‑机器人交互装置和方法。利用人脸、语音等人体生物信息对用户进行身份识别，机器人根据用户模型和用户的使用信息为不同用户主动推送符合其特征的需求。用户选择需求后，机器人执行相应的指令。应用本发明专利技术提供的一种基于身份识别的人‑机器人交互装置和方法，可以使机器人主动地向不同用户推送符合其特征的需求，使人与机器人的合作更加自然高效。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人
，具体涉及一种基于身份识别的人-机器人交互装置和方法。
技术介绍
人与机器人自然和谐的交互是服务机器人发展的重要方向，传统的人-机器人的交互是指用户通过固定的交互界面向机器人传达命令。这样的交互界面需要用户主动对其适应，机器人只是一个被动的命令执行者。普通的人机交互界面对于每一个用户，其布局是不变的，且界面应用相对固定，如果用户需要在服务机器人的交互界面中寻找某一个应用，则可能需要大量的寻找过程。尤其是对于“视线跟踪”“语音”等自然的非接触性人机交互通道，这些寻找过程将会对用户带来巨大的操作负担，所以让机器人能够主动向用户推送需求是很有意义的。本专利技术以身份识别为基础，通过机器人对用户身份的认证，结合用户与机器人之间的交互信息，主动向用户推送其可能的需求，让人与服务机器人的合作交互更加高效。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于身份识别的人-机器人交互装置和方法，让机器人在识别出用户身份后，结合用户的交互信息在交互界面上主动向用户推送其最可能的需求，用户根据推送信息进行选择，体现了机器人与用户沟通的主动性，弥补了常规交互界面功能固定的缺点，更加高效地进行人机合作。为了实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种基于身份识别的人-机器人交互装置，包括服务机器人，计算机，显示器，CCD摄像机，麦克风，扬声器，无线网卡，无线路由器；所述显示器和CCD摄像机放于用户脸部前方，所述麦克风和扬声器放于用户头部附近，且都与计算机连接；所述计算机与服务机器人各插入一个无线网卡，在无线路由器提供的局域网范围内进行通信，用户与显示器中的人机交互界面进行交互，计算机将交互信息通过无线网络传递给服务机器人，最终达到用户与服务机器人协同合作的目的。一种基于身份识别的人-机器人交互方法，具体步骤为：服务机器人通过人脸识别的方式对用户进行身份识别，服务机器人确认用户身份后，结合用户模型对用户进行信息组织，将“个性化”的推荐内容显示至人机交互界面中，用户通过人机交互界面与服务机器人的进行人机交互，服务机器人根据用户选择的指令完成交互动作。所述身份识别的具体步骤为：用户的脸部由CCD摄像机将图像采集到服务机器人内存中进行训练，将检测到的用户人脸通过图像处理和机器学习的方法进行人脸识别，在环境不适合人脸识别的情况下，用户通过麦克风向服务机器人发出语音进行语义识别确定用户身份；服务机器人对用户进行人脸识别时，判断用户是否为新用户，如果为新用户，扬声器通过语音提示用户是否进行人机交互，如果用户做出肯定的回应，CCD摄像机采集新用户人脸图像，进行人脸训练，并创建新用户信息；如果用户做出否定的回应，显示器呈现固定的人机交互界面；如果为已知用户，服务机器人直接读取用户信息呈现至人机交互界面中，并进行个性化的服务。所述的“个性化”推荐具体为：每个用户都有与之对应的用户模型，用于存放用户信息，用户信息在用户与服务机器人交互的过程中，是实时更新的，服务机器人根据用户模型的信息对各应用程序进行权重计算，将用户可能感兴趣的应用程序向其推荐。所述人机交互界面分为身份识别区域，主菜单区域，信息推荐区域，身份识别区域用于识别用户身份，主菜单区域供用户选择需求，信息推荐区域用于显示服务机器人主动向用户推送的元素。与现有技术相比，本专利技术具有如下突出的优点：本专利技术服务机器人通过对用户身份的识别，结合用户的用户模型和交互信息，主动地向用户推送其可能的需求，使人与服务机器人的交互更加和谐高效。附图说明图1为基于身份识别的人-机器人交互系统架构框图。图2为身份识别的方法流程图。图3为人-机器人交互界面示意图。图4为机器人推荐电影流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术优选实施例作详细说明。如图1所示，一种基于身份识别的人-机器人交互装置，包括服务机器人2，计算机3，显示器5，CCD摄像机6，麦克风7，扬声器8，无线网卡9，无线路由器10；所述显示器5和CCD摄像机6放于用户1脸部前方，所述麦克风7和扬声器8放于用户1头部附近，且都与计算机3连接；所述计算机3与服务机器人2各插入一个无线网卡9，在无线路由器10提供的局域网范围内进行通信，用户1与显示器5中的人机交互界面4进行交互，计算机3将交互信息通过无线网络传递给服务机器人2，最终达到用户1与服务机器人2协同合作的目的。如图2所示，一种基于身份识别的人-机器人交互方法，具体步骤为：服务机器人2通过人脸识别的方式对用户1进行身份识别，服务机器人2确认用户身份后，结合用户模型对用户1进行信息组织，将“个性化”的推荐内容显示至人机交互界面4中，用户1通过人机交互界面4与服务机器人2的进行人机交互，服务机器人2根据用户1选择的指令完成交互动作。所述身份识别的具体步骤为：用户1的脸部由CCD摄像机6将图像采集到服务机器人2内存中进行训练，将检测到的用户1人脸通过图像处理和机器学习的方法进行人脸识别，在环境不适合人脸识别的情况下，用户1通过麦克风7向服务机器人2发出语音进行语义识别确定用户身份；服务机器人2对用户1进行人脸识别时，判断用户1是否为新用户，如果为新用户，扬声器8通过语音提示用户1是否进行人机交互，如果用户1做出肯定的回应，CCD摄像机6采集新用户1人脸图像，进行人脸训练，并创建新用户信息；如果用户1做出否定的回应，显示器5呈现固定的人机交互界面4；如果为已知用户，服务机器人2直接读取用户信息呈现至人机交互界面4中，并进行个性化的服务。所述的“个性化”推荐具体为：每个用户1都有与之对应的用户模型，用于存放用户信息，用户信息在用户1与服务机器人2交互的过程中，是实时更新的，服务机器人2根据用户模型的信息对各应用程序进行权重计算，将用户1可能感兴趣的应用程序向其推荐。所述人机交互界面4分为身份识别区域，主菜单区域，信息推荐区域，身份识别区域用于识别用户1身份，主菜单区域供用户1选择需求，信息推荐区域用于显示服务机器人2主动向用户1推送的元素。本专利技术的使用过程如下：基于身份识别的人-机器人交互方法为用户推送饮料：身份识别过程：CCD摄像机6获取用户面部图像，服务机器人2通过人脸识别对用户进行身份进行辨识。如果用户1为新用户，语音通道通过扬声器8询问用户的姓名和需求，用户通过麦克风7进行语音回答。如果用户1回答“是”，CCD摄像机6采集用户人脸图像，进行人脸训练，并创建新用户的用户模型；如果多次询问后，用户1并未对服务机器人2做出响应，显示器5呈现固定的人机交互界面。如果用户为已知用户，服务机器人2直接读取用户信息并呈现至人机交互界面4中。用户信息推送过程：服务机器人2读取用户的用户模型，此用户模型包含用户的爱好电影、音乐、食品等，常用的交互通道视线、语音等。读取的用户模型信息将被呈现至人机交互界面4，服务机器人2将用户1可能的需求推送至人机交互界面4中，人机交互界面4分为身份识别区域，主菜单区域，信息推荐区域。身份识别区域用于识别用户1身份，主菜单区域供用户1选择需求，信息推荐区域用于显示服务机器人2主动向用户1推送的元素。参见图3，用户1进入人交互界面4的饮料菜单，计算机3结合用户之前拿取饮料的信息，通过对各种饮料权重的计算，向用户1推送其最可能需要的饮料。用户1选择本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于身份识别的人‑机器人交互装置，其特征在于，包括服务机器人（2），计算机（3），显示器（5），CCD摄像机（6），麦克风（7），扬声器（8），无线网卡（9），无线路由器（10）；所述显示器（5）和CCD摄像机（6）放于用户（1）脸部前方，所述麦克风（7）和扬声器（8）放于用户（1）头部附近，且都与计算机（3）连接；所述计算机（3）与服务机器人（2）各插入一个无线网卡（9），在无线路由器（10）提供的局域网范围内进行通信，用户（1）与显示器（5）中的人机交互界面（4）进行交互，计算机（3）将交互信息通过无线网络传递给服务机器人（2），最终达到用户（1）与服务机器人（2）协同合作的目的。

【技术特征摘要】
1.一种基于身份识别的人-机器人交互装置，其特征在于，包括服务机器人（2），计算机（3），显示器（5），CCD摄像机（6），麦克风（7），扬声器（8），无线网卡（9），无线路由器（10）；所述显示器（5）和CCD摄像机（6）放于用户（1）脸部前方，所述麦克风（7）和扬声器（8）放于用户（1）头部附近，且都与计算机（3）连接；所述计算机（3）与服务机器人（2）各插入一个无线网卡（9），在无线路由器（10）提供的局域网范围内进行通信，用户（1）与显示器（5）中的人机交互界面（4）进行交互，计算机（3）将交互信息通过无线网络传递给服务机器人（2），最终达到用户（1）与服务机器人（2）协同合作的目的。2.一种基于身份识别的人-机器人交互方法，其特征在于，具体步骤为：服务机器人（2）通过人脸识别的方式对用户（1）进行身份识别，服务机器人（2）确认用户身份后，结合用户模型对用户（1）进行信息组织，将“个性化”的推荐内容显示至人机交互界面（4）中，用户（1）通过人机交互界面（4）与服务机器人（2）的进行人机交互，服务机器人（2）根据用户（1）选择的指令完成交互动作。3.根据权利要求2所述的基于身份识别的人-机器人交互方法，其特征在于，所述身份识别的具体步骤为：用户（1）的脸部由CCD摄像机（6）将图像采集到服务机器人（2）内存中进行训练，将检测到的用户（...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾璞，赵其杰，张旭东，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31