一种服务机器人语音交互及视觉伺服控制系统设计方法技术方案

本发明专利技术公开了一种服务机器人语音交互及视觉伺服控制系统设计方法,所述方法包括以下步骤：第一步，对服务机器人系统进行了总体介绍，包括硬件组成、软件开发与运行环境以及软件模块划分；第二步，针对各功能模块的设计进行了详细的分析与研究。本发明专利技术的服务机器人语音交互及视觉伺服控制系统设计方法，针对服务机器人的语音交互、视频监控以及视觉伺服抓取功能要求，对语音视频的采集、编码、传输、目标识别算法以及基于图像矩的视觉伺服控制进行了深入研究，并在SEU‑2服务机器人模拟平台上实现了视频监控、语音交互及操作对象目标的识别等功能软件设计与试验。

【技术实现步骤摘要】
一种服务机器人语音交互及视觉伺服控制系统设计方法
本专利技术涉及一种服务机器人语音交互及视觉伺服控制系统设计方法，属于视觉机器人

技术介绍
随着科技的进步，机器人的应用正悄然从工业领域扩展到服务领域，并逐渐进入了普通人的生活；进入21世纪，护理机器人、教育娱乐型机器人相继问世，这些智能服务型机器人为人类的生活、娱乐、家务、健康等方面带来了越来越多的便利；然而，Internet的迅速发展使社会经济结构和人们的生活方式发生了巨大的变化，上班族急需从繁琐的家务中解脱出来：同时，人口老龄化越来越严重，更多的老人需要照顾，社会保障和服务的需求也更加紧迫，老龄化家庭结构也必然增加更多年轻家庭的压力；生活节奏的加快和工作的压力，使得年轻人没有更多的时间陪伴老人，从而产生的将是广大的服务机器人市场；网络化服务机器人具有一定的行为能力，在无人陪护的情况下，通过远程控制机器人，可帮助服务对象获得一定生活能力，它通常由传感系统、导航系统、伺服控制系统和人机交互系统组成，各系统彼此协作帮助服务对象完成一些服务功能，大大缓解了上班族的生活压力，是未来社会生活的新模式。随着计算机技术和摄像设备的发展，机器人视觉伺服系统的技术问题吸引了众多研究人员的注意；在过去的几年里，机器人视觉伺服无论是在理论上还是在应用方面都取得了很大进展；视觉伺服的研究由于涉及的学科众多，所以其发展有赖于这些学科的发展，目前在视觉伺服的研究中仍然有很多问题没有很好地解决，主要问题包括：一）图像处理的方法在理论和实际计算处理速度上都是视觉伺服最大的难点；二）在图像处理完成后，图像特征与机器人关节运动之间模型的建立是视觉伺服的另一难点；三）目前的许多控制方法都不能保证系统在工作时是大范围稳定的，所以对有关控制方法的研究也是必要的。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出了一种服务机器人语音交互及视觉伺服控制系统设计方法，针对服务机器人的语音交互、视频监控以及视觉伺服抓取功能要求，对语音视频的采集、编码、传输、目标识别算法以及基于图像矩的视觉伺服控制进行了深入研究，并在SEU-2服务机器人模拟平台上实现了视频监控、语音交互及操作对象目标的识别等功能软件设计与试验。本专利技术的服务机器人语音交互及视觉伺服控制系统设计方法，所述方法包括以下步骤：第一步，对服务机器人系统进行了总体介绍，包括硬件组成、软件开发与运行环境以及软件模块划分；第二步，针对各功能模块的设计进行了详细的分析与研究。进一步地，所述第二步的各功能模块的设计具体包括以下步骤：a.视频监控模块设计，利用室内的全局摄像头实时的监测服务对象所处环境的状态，并根据显示画面控制SEU-2机器人完成相应服务；由于带宽的限制，多媒体数据的压缩是实现网络实时视频监控的关键；利用VFW软件开发包、VCM(videocompressionmanager)、Winsock以及多线程编程等技术进行设计，实现了视频的采集、视频流的压缩与解压缩、视频流的缓冲机制等；b.语音交互模块设计，远程客户端通过SEU-2机器人身上的麦克风与服务对象进行远程交流；论述了语音交互功能模块的总体设计，通过相关WaveXAPI、ACM(audiocompressionmanager)、Winsock以及多线程编程等技术，实现语音的采集与回放、压缩与解压缩、语音数据的网络发送；c.视觉伺服控制模块设计，依据视频监控画面，给出相应指令，控制机器人完成相应抓取任务；图像处理技术是视觉伺服控制系统设计中最重要的内容，对目标识别过程，颜色空间转换、标签识别、阈值分割、边缘检测、ROI的提取以及ROI的图像矩和特征向量的获取等进行了详细的研究，开发了相应的软件，并在SEU-2仿真平台上进行验证。本专利技术与现有技术相比较，本专利技术的服务机器人语音交互及视觉伺服控制系统设计方法，针对服务机器人的语音交互、视频监控以及视觉伺服抓取功能要求，对语音视频的采集、编码、传输、目标识别算法以及基于图像矩的视觉伺服控制进行了深入研究，并在SEU-2服务机器人模拟平台上实现了视频监控、语音交互及操作对象目标的识别等功能软件设计与试验。具体实施方式本专利技术的服务机器人语音交互及视觉伺服控制系统设计方法，所述方法包括以下步骤：第一步，对服务机器人系统进行了总体介绍，包括硬件组成、软件开发与运行环境以及软件模块划分；第二步，针对各功能模块的设计进行了详细的分析与研究。其中，所述第二步的各功能模块的设计具体包括以下步骤：a.视频监控模块设计，利用室内的全局摄像头实时的监测服务对象所处环境的状态，并根据显示画面控制SEU-2机器人完成相应服务；由于带宽的限制，多媒体数据的压缩是实现网络实时视频监控的关键；利用VFW软件开发包、VCM(videocompressionmanager)、Winsock以及多线程编程等技术进行设计，实现了视频的采集、视频流的压缩与解压缩、视频流的缓冲机制等；b.语音交互模块设计，远程客户端通过SEU-2机器人身上的麦克风与服务对象进行远程交流；论述了语音交互功能模块的总体设计，通过相关WaveXAPI、ACM(audiocompressionmanager)、Winsock以及多线程编程等技术，实现语音的采集与回放、压缩与解压缩、语音数据的网络发送；c.视觉伺服控制模块设计，依据视频监控画面，给出相应指令，控制机器人完成相应抓取任务；图像处理技术是视觉伺服控制系统设计中最重要的内容，对目标识别过程，颜色空间转换、标签识别、阈值分割、边缘检测、ROI的提取以及ROI的图像矩和特征向量的获取等进行了详细的研究，开发了相应的软件，并在SEU-2仿真平台上进行验证。本专利技术的服务机器人语音交互及视觉伺服控制系统设计方法，针对服务机器人的语音交互、视频监控以及视觉伺服抓取功能要求，对语音视频的采集、编码、传输、目标识别算法以及基于图像矩的视觉伺服控制进行了深入研究，并在SEU-2服务机器人模拟平台上实现了视频监控、语音交互及操作对象目标的识别等功能软件设计与试验。上述实施例，仅是本专利技术的较佳实施方式，故凡依本专利技术专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本专利技术专利申请范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种服务机器人语音交互及视觉伺服控制系统设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：第一步，对服务机器人系统进行了总体介绍，包括硬件组成、软件开发与运行环境以及软件模块划分；第二步，针对各功能模块的设计进行了详细的分析与研究。

【技术特征摘要】
1.一种服务机器人语音交互及视觉伺服控制系统设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：第一步，对服务机器人系统进行了总体介绍，包括硬件组成、软件开发与运行环境以及软件模块划分；第二步，针对各功能模块的设计进行了详细的分析与研究。2.根据权利要求1所述的服务机器人语音交互及视觉伺服控制系统设计方法，其特征在于，所述第二步的各功能模块的设计具体包括以下步骤：a.视频监控模块设计，利用室内的全局摄像头实时的监测服务对象所处环境的状态，并根据显示画面控制SEU-2机器人完成相应服务；利用VFW软件开发包、VCM、Winsock以及多线程编程等技术进行设计，实现了视...

【专利技术属性】
技术研发人员：常琳，
申请(专利权)人：哈尔滨工大天才智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23