一种基于OCR的室内讲解机器人及其讲解方法技术

本发明专利技术公开了一种基于OCR的室内讲解机器人及其讲解方法，包括超声波传感器、红外传感器、倾角传感器、OCR识别模块、音频输出模块、音频输入模块、移动执行模块、数据存储模块和中央控制单元。本发明专利技术采用图像处理和文本识别技术增强了机器人的智能性，按略讲和精讲两个层次进行讲解，帮助不方便阅读展品的介绍文字和想要专心观赏展品的游客了解展品，在室内环境下比现阶段基于GPS的导游APP更加精准；比自动讲解耳机更加卫生、方便和生动；机器人在略讲展品之后，会询问游客是否要一步了解该展品的详细介绍，如果需要则进行精讲，这种可选择的讲解方式，满足了不同游客的需求，更加人性化；在一定程度上节省了导游行业的人力资源，降低了人力成本。

An OCR-based Indoor Interpretation Robot and Its Interpretation Method

【技术实现步骤摘要】
一种基于OCR的室内讲解机器人及其讲解方法
本专利技术属于智能机器人
，具体涉及一种基于OCR的室内讲解机器人及其讲解方法。
技术介绍
国内目前有用于室内导游的机器人，但智能化程度还不高。随着科学技术的不断进步和机器人技术的不断发展，智能机器人已逐渐走入千家万户，市场上也出现了不少智能机器人给人们的生活带来便利和乐趣，其中，交互机器人作为智能机器人的一种，能够和人们互动，给人们的生活，尤其是给老人或孩子的生活增添了许多乐趣。随着社会生产力的发展和生活水平的提高，人们将越来越多的时间用于休闲和娱乐，从而极大的促进了旅游业的发展。近年来，游览博物馆、名人故居等文化圣地成为一种时尚，游客数量剧增。为了获得更佳的游览体验，通常需要讲解员向游客介绍各种物品、遗迹并对相关的历史故事进行讲解。由于游客数量众多，需分批进入，因此讲解员必须完成多次重复的讲解工作，浪费了时间和人力，增加了工作成本。同时由于人脑的记忆力有限，讲解员有时不能清楚完整的解答游客提出的问题。现有技术中CN103699126中公开了一种智能导游机器人的导游方法，但这种导游机器人主要根据WIFI实现导航定位，通过识别物品来讲解等，但这种导游机器人场景模式受到很大限制，由于WIFI布局会涉及到大量的网点，其面对于大场景模式时，需要投入大量的网点布局，当面对一个网络环境不好或范围较小的场景，其无法实现精准识别和定位，从而无法完成讲解工作。因此，需要一种基于OCR的室内讲解机器人及其讲解方法。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种基于OCR的室内讲解机器人及其讲解方法，来解决目前用于室内导游的机器人面对一个网络环境不好或范围较小的场景，其无法实现精准识别和定位，从而无法完成讲解工作的问题。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于OCR的室内讲解机器人，包括超声波传感器、红外传感器、倾角传感器、OCR识别模块、音频输出模块、音频输入模块、移动执行模块、数据存储模块和中央控制单元，所述中央控制单元分别与所述超声波传感器、红外传感器、倾角传感器、OCR识别模块、音频输出模块、音频输入模块、移动执行模块和数据存储模块连接；所述超声波传感器、红外传感器和倾角传感器配合使用，用于讲解机器人采集与展位之间的距离并建立语义地图；所述OCR识别模块用于识别展位上的文本信息；所述音频输入模块用于讲解机器人接收并识别音频信息，所述音频输出模块用于讲解机器人输出相应展位的讲解音频信息，所述移动执行模块用于讲解机器人完成相应的移动，所述数据存储模块用于存储讲解机器人所需要讲解的展位内容信息以及讲解机器人所采集的信息；所述中央控制单元用于整个控制讲解机器人的工作。优选的，所述OCR识别模块采用Tesseract-OCR引擎。优选的，所述中央控制单元采用ARM核心处理器的单片机系统。优选的，还包括摄像头，所述摄像头与所述中央控制单元连接。优选的，还包括无线通信模块，所述无线通信模块与所述中央控制单元连接。一种基于OCR的室内讲解机器人的讲解方法，包括以下步骤：S1：通过超声波传感器、红外传感器、摄像头和倾角传感器采集的数据生成讲解机器人负责讲解的室内展位环境语义地图，并存储到讲解机器人的数据存储模块中；S2：讲解机器人通过音频输出模块询问游客的参观方式并通过音频输入模块接收游客指令，若游客选择顺序参观，讲解机器人则带领游客顺序参观，若游客指定展位参观，讲解机器人则规划一条路径带领游客到指定展位；S3：讲解机器人通过OCR识别模块识别当前展位信息，并通过音频输出模块为游客略讲当前展位的概括内容；同时根据展位信息进行位置校正；S4：讲解机器人通过音频输出模块询问游客是否需要了解当前展位的详细内容并通过音频输入模块接收游客指令，若游客需要了解当前展位的详细内容，讲解机器人则调用数据存储模块中存储的当前展位的详细内容，若游客不需要了解当前展位的详细内容，则进入步骤S5；S5：讲解机器人通过音频输出模块询问游客是否结束参观并通过音频输入模块接收游客指令，若游客结束参观，讲解机器人则结束本次导游，若游客不结束参观，则返回至步骤S2。优选的，步骤S1还包括一下子步骤：S101：首先进行边界检测；将栅格地图初始化为0，启动设置在讲解机器人左右两侧的声纳并开始边界检测，读取相应声纳值；如果左声值和右声值均小于0.35米时，表明前方有障碍物，讲解机器人根据内旋法算法左转或右转，否则讲解机器人直行；完成边界检测后，则准备进行展位检测；S102：当讲解机器人完成边界检测后，开始接近展位，当讲解机器人距离展位等于或小于0.5m时将发射其声纳并读取实际距离值，根据这个距离值，讲解机器人的中央控制单元控制讲解机器人安全靠近展位，然后朝向展位沿顺时针开始展位检测；S103：讲解机器人完成障碍物检测在进行展位检测的过程中，通过摄像头采集展位信息图片，调用OCR识别出展位的语义信息，从而生成讲解机器人负责讲解的室内展位环境语义地图。优选的，在步骤S3中，讲解机器人每到达一个展位，可利用展位信息进行定位校正，或者当机器人被人为地移动到某个位置时，需要重新定位，定位的具体步骤如下：S301：讲解机器人在当前位置旋转一周，若发现展位，则讲解机器人向该展位靠近，若未发现展位，则讲解机器人随机移动一段距离直至发现展位；S302：讲解机器人通过OCR识别模块识别该展位信息；S303：讲解机器人根据该展位信息匹配室内展位环境语义地图，从而完成自身定位。本专利技术的有益技术效果是：(1)当一个机器人进入一个新环境时，它需要首先熟悉环境，就像仆人更好地服务。(2)本专利技术采用图像处理和文本识别技术增强了机器人的智能性。机器人首先按游客的参观要求将他们带到相应的展品前，然后按略讲和精讲两个层次进行讲解，帮助不方便阅读展品的介绍文字和想要专心观赏展品的游客了解展品，无需游客分心，达到一种视听结合的良好参观效果。(3)本专利技术在室内环境下比现阶段基于GPS的导游APP更加精准；比自动讲解耳机更加卫生、方便和生动；机器人在略讲展品之后，会询问游客是否要一步了解该展品的详细介绍，如果需要则进行精讲，这种可选择的讲解方式，满足了不同游客的需求，更加人性化；在一定程度上节省了导游行业的人力资源，降低了人力成本。(4)当机器人被人为移动时，可通过OCR识别展位信息进行定位；机器人讲解时每到达一个展位，利用展位信息进行位置校正，可减少机器人行走过程产生的累积误差。附图说明图1为本专利技术的一个实施例讲解机器人工作流程示意图。图2为本专利技术的一个实施例讲解机器人结束本次导游后进行自身定位的流程示意图。图3为本专利技术的一个实施例讲解机器人的实际环境图。图4为本专利技术的一个实施例讲解机器人生成的语义地图。图5为本专利技术的一个实施例的结构示意图。具体实施方式下面结合本专利技术的附图1-5，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：如图5所示，一种基于OCR的室内讲解机器人，包括超声波传感器、红外传感器、倾角传感器、OCR识别模块、音频输出模块、音频输入模块、移动执行模块、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于OCR的室内讲解机器人，其特征在于，包括超声波传感器、红外传感器、倾角传感器、OCR识别模块、音频输出模块、音频输入模块、移动执行模块、数据存储模块和中央控制单元，所述中央控制单元分别与所述超声波传感器、红外传感器、倾角传感器、OCR识别模块、音频输出模块、音频输入模块、移动执行模块和数据存储模块连接；所述超声波传感器、红外传感器和倾角传感器配合使用，用于讲解机器人采集与展位之间的距离并建立语义地图；所述OCR识别模块用于识别展位上的文本信息；所述音频输入模块用于讲解机器人接收并识别音频信息，所述音频输出模块用于讲解机器人输出相应展位的讲解音频信息，所述移动执行模块用于讲解机器人完成相应的移动，所述数据存储模块用于存储讲解机器人所需要讲解的展位内容信息以及讲解机器人所采集的信息；所述中央控制单元用于整个控制讲解机器人的工作。

【技术特征摘要】
1.一种基于OCR的室内讲解机器人，其特征在于，包括超声波传感器、红外传感器、倾角传感器、OCR识别模块、音频输出模块、音频输入模块、移动执行模块、数据存储模块和中央控制单元，所述中央控制单元分别与所述超声波传感器、红外传感器、倾角传感器、OCR识别模块、音频输出模块、音频输入模块、移动执行模块和数据存储模块连接；所述超声波传感器、红外传感器和倾角传感器配合使用，用于讲解机器人采集与展位之间的距离并建立语义地图；所述OCR识别模块用于识别展位上的文本信息；所述音频输入模块用于讲解机器人接收并识别音频信息，所述音频输出模块用于讲解机器人输出相应展位的讲解音频信息，所述移动执行模块用于讲解机器人完成相应的移动，所述数据存储模块用于存储讲解机器人所需要讲解的展位内容信息以及讲解机器人所采集的信息；所述中央控制单元用于整个控制讲解机器人的工作。2.根据权利要求1所述的一种基于OCR的室内讲解机器人，其特征在于，所述OCR识别模块采用Tesseract-OCR引擎。3.根据权利要求1所述的一种基于OCR的室内讲解机器人，其特征在于，所述中央控制单元采用ARM核心处理器的单片机系统。4.根据权利要求1所述的一种基于OCR的室内讲解机器人，其特征在于，还包括摄像头，所述摄像头与所述中央控制单元连接。5.根据权利要求1所述的一种基于OCR的室内讲解机器人，其特征在于，还包括无线通信模块，所述无线通信模块与所述中央控制单元连接。6.根据权利要求1所述的一种基于OCR的室内讲解机器人的讲解方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：通过超声波传感器、红外传感器、摄像头和倾角传感器采集的数据生成讲解机器人负责讲解的室内展位环境语义地图，并存储到讲解机器人的数据存储模块中；S2：讲解机器人通过音频输出模块询问游客的参观方式并通过音频输入模块接收游客指令，若游客选择顺序参观，讲解机器人则带领游客顺序参观，若游客指定展位参观，讲解机器人则规划一条路径带领游客到指定展位；S3：讲解机器人通过OCR识别模块识别当前展位信息，并通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘淑华，陈俊宇，孔文玉，张梦宇，白晓颖，徐会昕，
申请(专利权)人：东北师范大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22