基于人工智能的机器人及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于人工智能的机器人，包括：接收模块，用于接收图像信号和/或语音信号；人工智能模块，用户根据所述图像信号和/或语音信号确定用户的意图；传感模块，用于获取包括与障碍物和地面之间的距离的位置信息；处理模块，耦合于所述接收模块和所述人工智能模块，用于根据用户的意图绘制所述基于人工智能的机器人所处的房间地图，进行定位、导航、和路径规划；控制模块，耦合于所述处理模块，用于根据用户的意图发出控制信号来控制所述基于人工智能的机器人的运动；运动模块，用于根据所述控制信号来运动实现用户意图。本发明专利技术的基于人工智能的机器人及其操作方法能够实现机器人与用户之间的互动，并为用户带来家居服务。

【技术实现步骤摘要】
基于人工智能的机器人及控制方法
本专利技术涉及机器人控制领域，尤其涉及一种可提供家居交互服务的可移动机器人及其操作方法。
技术介绍
随着智能化在各个领域应用的推广，智能机器人已经在渗透到我们生活的方方面面，比如将机器人应用在物流、居家等等。AI(ArtificialIntelligence，人工智能)是指利用计算机等现代化工具来模拟人类的思维和行动的技术，随着AI技术的日渐进步，AI技术已被应用于生产生活的各个方面。现有的人机交互机器人在寻找目标位置规划准确的路径以及判断准确用户意图上并不精确，因此开发一种基于人工智能的机器人，提升人机交互效果，为用户提供更完善的体验显得尤为必要。
技术实现思路
本专利技术公开一种基于人工智能的机器人，包括：接收模块，用于接收图像信号和或语音信号；人工智能模块，用户根据所述图像信号和/或语音信号确定用户的意图；传感模块，用于获取包括与障碍物和地面之间的距离的位置信息；处理模块，耦合于所述接收模块和所述人工智能模块，用于根据用户的意图绘制所述基于人工智能的机器人所处的房间地图，进行定位、导航、和路径规划；控制模块，耦合于所述处理模块，用于根据用户的意图发出控制信号来控制所述基于人工智能的机器人的运动；运动模块，用于根据所述控制信号来运动实现用户意图。本专利技术还提供一种基于人工智能的机器人的控制方法，包括：接收用户输入的图像信号和/或语音信号；根据所述图像信号和/或语音信号确定用户的意图；获取与障碍物和地面之间的距离的位置信息；根据用户的意图绘制所述基于人工智能的机器人所处的房间地图，进行定位、导航、和路径规划；根据用户的意图发出控制信号来控制所述基于人工智能的机器人的运动；以及根据所述控制信号来运动实现用户意图。有利地，本专利技术的基于人工智能的机器人及其操作方法能够实现机器人与用户之间的互动，并为用户带来家居服务。附图说明图1为根据本专利技术实施例的基于人工智能的机器人的模块框图。图2为根据本专利技术实施例的基于人工智能的机器人处理模块的单元示意图。图3为根据本专利技术实施例的基于人工智能的机器人人工智能模块的单元示意图。图4为根据本专利技术实施例的基于人工智能的机器人的控制方法的流程图。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1为根据本专利技术实施例的基于人工智能的机器人100的模块示意图。如图1所示，基于人工智能的机器人100包含接收模块101、处理模块102、传感模块103、控制模块104、辅助模块105、运动模块106和人工智能模块107。每一模块可为用于执行描述的动作的计算装置(例如，硬件、非暂态介质、固件)。在一个实施例中，基于人工智能的机器人100中的接收模块101(例如，摄像头和/或语音采集单元)用于采集周围的图像(例如，天花板图像、机器人前方图像)，用于后续的环境地图构建；和/或采集用户语音信号，用于后续判断用户的意图。接收模块101中的图像信号采集单元至少为一个摄像头，如前向摄像头和/或顶部摄像头。传感模块103可包含距离传感器、和悬崖传感器中的至少一个(图1中未示出)，用于获取基于人工智能的机器人100的相关位置信息(例如，与障碍物和地面之间的距离)，它可以是由包括陀螺仪、红外传感器等的多个传感器组成。根据接收模块101和传感模块103的采集数据，处理模块102可绘制基于人工智能的机器人所处的房间地图，存储基于人工智能的机器人所处的位置、特征点坐标及描述等信息，完成基于人工智能的机器人定位、导航、行走路径规划等功能，例如定位并且规划所述基于人工智能的机器人从第一位置移动到第二位置的路径。耦合于处理模块102的控制模块104(例如，微控制器MCU)用于发出控制信号来控制基于人工智能的机器人100的运动。运动模块106可以是装有驱动电机的驱动轮(例如，万向轮和驱动轮156)，用于根据所述控制模块的控制信号来运动。辅助模块105是用户根据需要功能所提供的外接装置，例如托盘和USB接口，用于提供辅助功能。人工智能模块107耦合于接收模块101和处理模块102，用于根据接收模块102所采集的图像信号与经过基于tensorflow的人工智能模块训练以后的模型进行匹配，从而识别出物体的类型，同时对于接收模块101所采集到的语音信号与存储的数据指令匹配以后，将结果传送给处理模块102进行处理。用户110用于指示基于人工智能的机器人100的运动方向，以及发出基于人工智能的机器人100的所要实现功能的指令，包括但不限于语音指令。图2为根据本专利技术实施例的基于人工智能的机器人100中的处理模块102的单元示意图。图2可结合图1的描述进行理解。如图2所示，处理模块102包括地图绘制单元210、存储单元212、计算单元214、以及路径规划单元216。地图绘制单元210用于根据接收模块101(如图2所示)中所采集的图像来绘制基于人工智能的机器人100所处房间的地图信息(包括特征点、障碍物等信息)。存储单元212存储地图绘制单元地图信息中的基于人工智能的机器人所处位置、特征点的图像坐标以及特征描述等信息。例如，特征描述可包含用ORB(OrientedFastandRotatedBrief)特征点检测方法来提取所述环境图像中的特征点(例如，每个图像中至少包含5个特征点)的多维描述。计算单元214提取存储单元中的特征描述，并将提取的特征描述与基于人工智能的机器人当前位置的特征描述进行匹配，计算基于人工智能的机器人100的准确位置。路径规划单元216以所计算的基于人工智能的机器人100的准确位置为起点，参考其所处房间的地图以及目标点，规划出基于人工智能的机器人的运动路径。图3所示为根据本专利技术实施例的对应于基于人工智能的机器人100中人工智能模块107的单元示意图。图3可结合图1的描述进行理解。如图3所示，人工智能模块107包括识别单元312、匹配单元314以及存储单元316。识别单元312，用于识别图像信号，例如地板的材质、家具、房间类型以及房间内存放的物品。具体地，识别单元312预先用图像训练好的模型，并保存模型。匹配单元314，用于将识别单元312识别的图像信号与本地训练好的模型进行匹配，继而对所接收到图像信号进行判断，例如判断出地面的材质、家具、房间类型以及存放的物品，但不局限于此。在一个实施例中，接收模块101所采集到的图像信号会实时保存在人工智能模块107内，并作为训练模型。在一预设的时间间隔内，基于保存的图像信号优化训练模型，从而提高识别单元312对图像信号的识别能力。在一个实施例中，图像训练模型保存在本地存储单元或者是云端。此外，识别单元312还用于识别机器人100捕捉到的语音信号。在一个实施例中，机器人内包括语音采集模块(例如，麦克风)捕获机器人周围的语音信号，比如用户指令、或者突发声音信息等等。在一个实施例中，麦克风采集到用户的语音信号。匹配单元314将语音信号结合本地和/或云端的自然语言，与本地语音训练模型匹配，提取出语音信号的意图。此外，麦克风采集的声音会实时保存在人工智能模块107内，作为语音训练模型的一部分，并在一预设的时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于人工智能的机器人控制系统，包括：接收模块，用于接收图像信号和或语音信号；人工智能模块，用户根据所述图像信号和/或语音信号确定用户的意图；传感模块，用于获取包括与障碍物和地面之间的距离的位置信息；处理模块，耦合于所述接收模块和所述人工智能模块，用于根据用户的意图绘制所述基于人工智能的机器人所处的房间地图，进行定位、导航、和路径规划；控制模块，耦合于所述处理模块，用于根据用户的意图发出控制信号来控制所述基于人工智能的机器人的运动；以及运动模块，用于根据所述控制信号来运动实现用户意图。

【技术特征摘要】
2017.12.18 US 15/846,1271.一种基于人工智能的机器人控制系统，包括：接收模块，用于接收图像信号和或语音信号；人工智能模块，用户根据所述图像信号和/或语音信号确定用户的意图；传感模块，用于获取包括与障碍物和地面之间的距离的位置信息；处理模块，耦合于所述接收模块和所述人工智能模块，用于根据用户的意图绘制所述基于人工智能的机器人所处的房间地图，进行定位、导航、和路径规划；控制模块，耦合于所述处理模块，用于根据用户的意图发出控制信号来控制所述基于人工智能的机器人的运动；以及运动模块，用于根据所述控制信号来运动实现用户意图。2.如权利要求1所述的基于人工智能的机器人控制系统，其特征在于，所述接收模块位于所述基于人工智能的机器人的顶部，用于采集天花板图像。3.如权利要求1所述的基于人工智能的机器人，其特征在于，所述传感模块包括用于感测与两边障碍物距离的红外距离传感器、以及用于防止跌落的红外悬崖传感器。4.如权利要求1所述的基于人工智能的机器人，其特征在于，所述处理模块用于根据所述用户的意图、所述图像信号和所述位置信息，定位并且规划所述基于人工智能的机器人从第一位置移动到第二位置的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄继铭，
申请(专利权)人：三个机器人公司，
类型：发明
国别省市：美国,US