一种家庭社交服务型机器人系统技术方案

本发明专利技术公开了一种家庭社交服务型机器人系统，包括声音与图像采集模块：声音采集由MIC阵列完成，图像采集由高清摄像头完成；自动跟踪及伺服模块：由声音定位与图像人脸及人体识别模块组合而成；首先根据声音定位到用户的基本方位信息，然后通过人脸及人体识别方法对用户进行精确定位，再通过控制跟踪伺服系统实现精确跟踪；显示模块：采用低功耗投影模块，自动调焦、自动调节亮度并进行画面补偿；交互控制模块：包括智能语音、红外遥控、远程APP三种方式；多用户区分服务模块：通过记录不同用户的声纹以及人脸特征对不同用户进行区分。本发明专利技术可以广泛用于家庭投影、投影机器人、影视盒子等场景，为用户提供更加便捷，更加智能的服务。

【技术实现步骤摘要】
一种家庭社交服务型机器人系统
本专利技术涉及一种机器人系统，尤其涉及一种家庭社交服务型机器人系统。
技术介绍
目前智能家庭社交机器人的方案中，数据主要通过camera采集，图像显示通过嵌入在机器身体中的固定显示屏呈现。机器人可以通过摄像头捕捉画面进行人脸检测与跟踪。目前主流的方案中，由于显示器尺寸的大小以及摄像头自动跟踪效果等因素的限制，对于家庭中视频聊天、家庭娱乐等应用场景中还是有比较多的不便，具体如下：1、固定屏幕显示尺寸限制，限制了人与机器人交互的距离，太大距离会影响用户观看显示屏幕的用户体验，这样对机器人的使用场景和用户的活动范围会有比较多的限制；2、自动跟踪效果，单一通过摄像头进行人脸以及人形等方面的检测和跟踪，在用户没有出现在摄像头视野中等场景，很难有效跟踪到人的活动；3、对不同用户对象的区分服务，现有机器人基本没有对家庭成员进行区分，机器人对所有用户对象的反应基本都是一致的，不能满足对家庭成员进行智能区分进而提供特色服务的需求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种家庭社交服务型机器人系统，能够将自动定位跟踪、投影显示、语音互动、用户区分服务等功能模块集成于一体，为用户提供更加便捷、更加智能的用户体验。本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种家庭社交服务型机器人系统，包括声音与图像采集模块：声音采集由MIC阵列完成，图像采集由高清摄像头完成，采集的图像为自动跟踪及伺服模块提供输入；自动跟踪及伺服模块：由声音定位与图像人脸及人体识别模块组合而成；首先根据声音定位到用户的基本方位信息，然后通过人脸及人体识别方法对用户进行精确定位，再通过控制跟踪伺服系统实现精确跟踪；显示模块：采用低功耗投影模块，自动调焦、自动调节亮度并进行画面补偿；交互控制模块：包括智能语音、红外遥控、远程APP三种人机交互控制方式；多用户区分服务模块：通过记录不同用户的声纹以及人脸特征对不同用户进行区分。上述的家庭社交服务型机器人系统，其中，所述自动跟踪及伺服模块采用整机移动装置对目标进行动态跟踪，或者采用旋转机器人脑袋实现自动跟踪。上述的家庭社交服务型机器人系统，其中，所述显示模块为LCD/DLP投影显示模块、3D显示模块或全息投影/显示模块。上述的家庭社交服务型机器人系统，其中，所述多用户区分服务模块还记录不同用户的个人习惯和用户偏好，并根据用户特性提供有针对性的服务。本专利技术对比现有技术有如下的有益效果：本专利技术提供的家庭社交服务型机器人系统，能够广泛用于家庭投影、投影机器人、影视盒子等场景，为用户提供更加便捷，更加智能的服务。附图说明图1为本专利技术家庭社交服务型机器人系统架构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的描述。图1为本专利技术家庭社交服务型机器人系统架构示意图。请参见图1，本专利技术提供的家庭社交服务型机器人系统，主要包括声音/图像采集系统、自动跟踪及伺服系统、低功耗投影显示等模块。基本特征为：(1)机器人可以通过采集声音/图像等信息控制跟踪伺服系统自动对用户进行定位与跟踪；(2)显示画面通过低功耗投影模块自由投放完成；(3)通过网络连接，机器人与手机、机器人与机器人之间都可以实现语音视频会话；(4)用户可以通过语音交互、红外遥控以及远程APP等方式控制机器人行为。本系统及装置可以广泛应用于家庭影院、远程看护监控、视频会议/聊天、家庭娱乐活动等。本专利技术提供的家庭社交服务型机器人系统，几大基本模块的功能实现如下：1.声音与图像采集模块图像采集由MIC阵列完成，MIC阵列在空间分布的多路MIC输入可以比较好的定位到声源的相对位置；图像采集由高清摄像头完成，采集的图像为自动跟踪及伺服模块提供输入。2.自动跟踪及伺服模块自动跟踪模块由声音定位与图像人脸及人体识别模块组合而成；工作方式为机器人首先根据声音定位到用户的基本方位信息，然后通过人脸及人体识别等方法对用户进行精确定位，通过控制跟踪伺服系统实现精确跟踪。3.显示模块本机器人显示模块采用低功耗投影模块，具有低功耗、自动调焦、自动亮度调节、自动画面补偿等特征，可以实现在房间中多角度随意投放显示，轻松实现家庭影院、视频聊天等功能。4.交互控制模块机器人的人机交互控制可以通过三种方式完成：(1)智能语音交互，用户可以通过直接语音对话方式与机器人交流；(2)红外遥控，用户可以通过红外遥控器控制机器人；(3)远程APP控制，用户可以用手机APP通过网络连接进行远程交互；机器人与机器人、以及机器人与手机/PC等终端设备可以通过网络互连，实现点对点以及多路视频会话。5.多用户区分服务模块对于不同的用户，具有不同的声音以及脸部特征；本专利技术通过记录不同用户的声纹以及人脸特征对不同用户进行区分。在用户区分的基础上，可以记录不同用户的个人习惯、用户偏好等，机器人根据用户特性提供有针对性的服务，使机器人更加智能的区分化服务。本专利技术的机器人采用了众多复杂功能模块，解决了各种模块之间兼容适配、协调工作中遇到的很多困难和挑战，才达到“听得懂、看得见、秀得出”的效果。具体问题及解决方案如下：(1)摄像头与投影显示对环境光强需求的矛盾：正常情况下摄像头需要在明亮的光强下更好对人脸及人体进行跟踪，而投影显示需要在比较暗的环境中呈现比较好的显示效果。为了更好的均衡摄像头拍摄跟踪效果与投影显示效果，本专利技术在摄像头拍摄效果与投影投射亮度两方面结合进行调校：A)通过控制摄像头曝光度、白平衡、Gamma校正等参数提高弱光环境下拍照的效果；B)通过光传感器感知外部光强度，自适应调整投影投射亮度，在明亮环境中适度增加投射光强，在弱光环境适度降低投射光强。(2)多路数据与控制流的仲裁与决策本专利技术的机器人中的数据流包括：MIC音频数据、Camera视频数据、投影显示数据流、网络远程音视频数据、用户信息数据等；控制流包括：步进电机/舵机控制、投影显示控制、摄像头跟踪控制、散热器控制、MIC/音箱控制等。本专利技术需要对众多复杂的数据进行合理的分类、归并处理，统一决策控制。例如，机器人跟踪马达的控制，可以控制的输入包括：语音命令、手机APP远程控制、红外遥控器、机器人本身自动跟踪模块等，客观上存在多路控制的冲突；本专利技术的机器人会根据具体使用场景，赋予不同控制信号不同的优先级，对各路输入进行加权处理，使机器人达到更好的跟踪效果。(3)机器人整机散热问题投影设备是整个机器人部件中的主要热源，需要很好的通风散热条件以保证投影正常工作。在机器人机身内部，器件众多，空间相对狭小；而且投影角度需要可以自动调节，这样散热器件也要跟随投影部件联动，对散热提出了更高的要求。本专利技术根据机器人机身特性，采用自下而上的通风道的设计方式，可以充分利用热空气自然上浮的物理原理，同时在垂直方向配置强劲的散热风扇，搭配相适应的导热管和散热片，保证良好的散热效果。本专利技术提供的家庭社交服务型机器人系统，能够广泛用于家庭投影、投影机器人、影视盒子等场景，为用户提供更加便捷，更加智能的服务。具体特点如下：1.自动定位跟踪与投影显示的结合本机器人通过语音MIC阵列定位与摄像头人脸/人形识别相结合，对用户的行为能够更加精准的定位和跟踪。这种精准的定位跟踪可以为用户提供自由自在交流的可能性，从而在人机交互过程中解放用户的行为。低功耗的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种家庭社交服务型机器人系统，其特征在于，包括：声音与图像采集模块：声音采集由MIC阵列完成，图像采集由高清摄像头完成，采集的图像为自动跟踪及伺服模块提供输入；自动跟踪及伺服模块：由声音定位与图像人脸及人体识别模块组合而成；首先根据声音定位到用户的基本方位信息，然后通过人脸及人体识别方法对用户进行精确定位，再通过控制跟踪伺服系统实现精确跟踪；显示模块：采用低功耗投影模块，自动调焦、自动调节亮度并进行画面补偿；交互控制模块：包括智能语音、红外遥控、远程APP三种人机交互控制方式；多用户区分服务模块：通过记录不同用户的声纹以及人脸特征对不同用户进行区分。

【技术特征摘要】
1.一种家庭社交服务型机器人系统，其特征在于，包括：声音与图像采集模块：声音采集由MIC阵列完成，图像采集由高清摄像头完成，采集的图像为自动跟踪及伺服模块提供输入；自动跟踪及伺服模块：由声音定位与图像人脸及人体识别模块组合而成；首先根据声音定位到用户的基本方位信息，然后通过人脸及人体识别方法对用户进行精确定位，再通过控制跟踪伺服系统实现精确跟踪；显示模块：采用低功耗投影模块，自动调焦、自动调节亮度并进行画面补偿；交互控制模块：包括智能语音、红外遥控、远程APP三种人机交互控制方式；多用户区分服务...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓城，覃永平，蒋武锋，
申请(专利权)人：上海小持智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31