一种导览解说服务机器人系统及其导览解说方法技术方案

本发明专利技术公开了一种导览解说服务机器人系统及其导览解说方法，系统包括机器人本体、示教模块、任务编辑模块、导览模块、监控模块以及定位和位姿校正模块；机器人本体直接和人进行交互完成导览任务；示教模块完成导览路线关键位置的采集；任务编辑模块根据导览任务，使用机器人脚本语言编写脚本文件来描述导览任务；导览模块解析导览任务并执行，完成指定的任务；本发明专利技术的系统，能够由只具备电脑操作知识的人员根据导览的任务要求对机器人进行示教，任务编辑，并控制机器人完成导览任务。同时系统提供简便的方式让用户自定义机器人的导览功能，达到了降低导览服务机器人的开发难度和用户的使用难度，进一步推动了服务机器人在社会生活中的普及。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人系统的
，特别涉及。
技术介绍
在博物馆、科技馆、展厅、博览会以及会展中心等场合，都是由解说员对展品进行人工解说和介绍，在参观者较多或者解说员不够的情况下，往往不能提供良好的服务。而解说是重复性的工作，如果有低成本实用的导览解说机器人，可以降低解说员的工作压力并提闻参观者的兴趣。在当前的导览或者导游机器人中，存在机器人自主导航难的问题。目前机器人的导航问题，已经实用的最常见方法是带有引导线的导航方式，如电磁埋线导航或者是光反射导航，但这类导航方式，要求在地上或者天花板上安装引导线，系统的布置和维护比较麻烦。而基于同步定位和建地图·的方式，对机器人的配置要求较高并且开发难度大，导致机器人的成本较高。导览解说的内容往往会根据需要进行更改，现有的导览解说系统，修改导览路线和讲解内容往往需要专业的机器人开发人员进行开发维护，不利于用户随时按需求更改讲解内容。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种导览解说服务机器人系统。本专利技术的另一目的在于，提供一种上述导览解说机器人服务系统的实现方法。为了达到上述第一目的，本专利技术采用以下技术方案:本专利技术的导览解说服务机器人系统，包括机器人本体、示教模块、任务编辑模块、导览模块、监控模块以及定位和位姿校正模块；所述机器人本体，用于和人进行交互，带领人进行参观并解说；所述示教模块，用于采集机器人本体完成导览任务所需要经过的关键点；所述任务编辑模块，用于生成导览任务文件；所述导览模块，用于解析导览任务文件并执行，完成指定的任务；所述监控模块，由远程监控终端和无线通讯模块组成，远程监控终端运行在台式电脑、便携式电脑或者智能手机上；所述定位和位姿校正模块，在机器人本体移动过程中推算机器人当前的位姿，并在移动累计误差达到一定程度时，进入校正区域时校正机器人本体的位姿。优选的，所述机器人本体包括:移动模块、肢体动作模块、语言模块、传感模块、以及无线通讯模块；所述移动模块使机器人本体自主从出发坐标移动到目标坐标；所述肢体动作模块包含一个或一个以上的关节，用于完成肢体动作；所述语音模块包括语音输入模块，语音识别模块和语音输出模块，语音输入模块使用麦克风采集环境的音频信号；语音识别模块将人的说话内容转化为文本；语音输出模块将音频通过音箱进行播放；所述传感模块，包括用于人体检测的传感器、航迹推算的传感器、障碍物检测的传感器，以及声音和图像采集模块；所述无线通讯模块，用于实现机器人本体和远程监控终端的通讯。优选的，所述示教模块包括在线示教模块和离线示教模块，所述在线示教模块，通过遥控操作或者是推着机器人本体移动到导览路线上的关键位姿；记录下当前的位姿值，并保存所有位姿点；所述离线示教模块，通过创建导览环境的地图，从地图上选取导览路线上的关键位置的坐标以及编辑该坐标下机器人本体的航向角并保存所有位姿点；所述导览环境的地图为电子地图，通过鼠标获取地图上某个点在实际环境中的坐标；所述导览路线上的关键位姿为需要进行讲解的位置坐标和航向角或者是为了控制导览路线的过程坐标和移动方向。优选的，所述任务编辑模块包括:位姿选择模块，从示教模块采集回来的位姿中，选择所需的位姿；位姿排序模块，按照路线达到的先后次序进行排序生成位姿序列；位姿编辑模块，对所选位姿进行修改和特征编辑；指令编辑模块，根据位姿序列生成移动脚本语言，控制机器人本体的移动路线，用机器人脚本指令描述机器人本体在每一个位姿上的行为，生成和保存导览文件任务。优选的，所述监控模块由远程监控终端和无线通讯模块组成，远程监控终端和机器人本体通过无线网络连接，在远程监控终端通过发送脚本指令控制机器人本体行为，对机器人本体进行操作，控制机器人本体的动作、表情、展示内容和说话内容；同时查看机器人本体当前所处的状态、机器人本体摄像头采集到的图像、麦克风采集到的音频、以及避障传感器状态，一个远程监控终端可同时监控多个机器人本体。优选的，所述定位和位姿校正模块通过电子罗盘和码盘推算机器人本体的位姿；或者通过外部传感设备构建一个校正区域，当机器人本体进入校正区域时校正机器人本体的航向角和坐标，其具体为:已知该校正区域在机器人本体导航坐标系中的位姿，在该区域内安装传感器获取机器人本体在校正区域内的相对位姿，并最终转换为机器人本体自身在导航坐标系中的位姿。为了达到上述第二目的，本专利技术的采用以下技术方案:本专利技术基于上述导览解说服务机器人系统的导览解说方法，包括下述步骤:S1、根 据导览任务的要求，确定导览路线；S2、通过示教模块，进行在线示教或者是离线示教，采集导览路线上关键的位置；S3、在任务编辑模块中利用机器人脚本语言描述机器人在导览过程中经过的关键位置，并设定在到达关键位置或去往关键位置过程中的动作，并将所述的脚本语言保存为任务文件；S4、选择所需的任务文件，由导览模块对任务文件进行解析，机器人本体按导览文件要求的行为，依次到达关键位置并完成指定的行为，在导览过程中和导览完成回到出发点时,机器人本体通过定位和位姿校正模块校正机器人本体的位姿。优选的，步骤S2中，在线示教的步骤为:S211、通过遥控操作或者是推着机器人本体移动到导览路线上的关键位姿，机器人本体在移动过程中推算出位姿；S212、通过外部信号的方式通知机器人本体记录当前的位姿值，示教模块记录当前的位姿；S213、重复步骤S212，直到所有的位姿点都记录完毕；S214、将所有的位姿点保存为位姿文件；所述离线示教的步骤为:S221、创建导览·环境的地图，绘制导览环境的平面图纸或者是绘制分辨率满足机器人本体导览精度的图片；S222、用鼠标在地图上取坐标点，并设置在该坐标点上机器人本体的航向角，记录当前的位姿；S223、重复步骤S222，直到所有的位姿点都记录完毕；S224、将所有的位姿点保存为位姿文件。优选的，步骤S3中，任务编辑的步骤为:S31、导入位姿文件，并对位姿按导览路线进行排序，生成位姿序列；S32、根据需要对位姿进行编辑，并设置位姿点的特征；S33、由系统根据位姿序列和位姿特征自动生成脚本语言；S34、指令编辑，生成导览讲解所需要的动作指令；S35、将所有指令保存为导览任务文件。优选的，步骤S4中，导览的步骤为:S411、选择需要的导览任务文件；S412、由脚本语言解析模块对导览任务进行解析，并通过行为执行模块去完成指令对应的行为，一直执行完导览任务；所述定位和位姿校正的步骤为:S421、根据导览环境和机器人本体导航误差的累积程度，确定位姿校正区域的个数以及安放的位置，并设定校正区域在导览环境中的相对位姿；S422、机器人本体在移动过程中实时推算自身的位姿，当进入校正区域时，获取机器人本体在校正区域的位姿，通过校正区域在导览环境中的位姿换算出机器人本体在导览环境中的位姿，并将机器人本体当前的位姿修改为经过校正区域换算后的位姿。本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果:1、本专利技术的导览解说服务机器人系统，能够由只具备电脑操作知识的人员根据导览的任务要求对机器人进行示教，任务编辑，并控制机器人完成导览任务，同时，本导览服务机器人系统提供简便的方式让用户自定义机器人的导览功能，达到了降低导览服务机器人的开发难度和用户的使用难度，进一步推动了服务机器人在社本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导览解说服务机器人系统，其特征在于，包括机器人本体、示教模块、任务编辑模块、导览模块、监控模块以及定位和位姿校正模块；所述机器人本体，用于和人进行交互，带领人进行参观并解说；所述示教模块，用于采集机器人本体完成导览任务所需要经过的关键点；所述任务编辑模块，用于生成导览任务文件；所述导览模块，用于解析导览任务文件并执行，完成指定的任务；所述监控模块，由远程监控终端和无线通讯模块组成，远程监控终端运行在台式电脑、便携式电脑或者智能手机上；所述定位和位姿校正模块，在机器人本体移动过程中推算机器人当前的位姿，并在移动累计误差达到一定程度时，进入校正区域时校正机器人本体的位姿。

【技术特征摘要】
1.一种导览解说服务机器人系统，其特征在于，包括机器人本体、示教模块、任务编辑模块、导览模块、监控模块以及定位和位姿校正模块； 所述机器人本体，用于和人进行交互，带领人进行参观并解说； 所述示教模块，用于采集机器人本体完成导览任务所需要经过的关键点； 所述任务编辑模块，用于生成导览任务文件； 所述导览模块，用于解析导览任务文件并执行，完成指定的任务； 所述监控模块，由远程监控终端和无线通讯模块组成，远程监控终端运行在台式电脑、便携式电脑或者智能手机上； 所述定位和位姿校正模块，在机器人本体移动过程中推算机器人当前的位姿，并在移动累计误差达到一定程度时，进入校正区域时校正机器人本体的位姿。2.根据权利要求1所述的导览解说服务机器人系统，其特征在于，所述机器人本体包括:移动模块、肢体动作模块、语言模块、传感模块、以及无线通讯模块； 所述移动模块使机器人本体自主从出发坐标移动到目标坐标； 所述肢体动作模块包含一个或一个以上的关节，用于完成肢体动作； 所述语音模块包括语音输入模块，语音识别模块和语音输出模块，语音输入模块使用麦克风采集环境的音频信号；语音识别模块将人的说话内容转化为文本；语音输出模块将音频通过音箱进行播放； 所述传感模块，包括用于人体检测的传感器、航迹推算的传感器、障碍物检测的传感器，以及声音和图像采 集模块； 所述无线通讯模块，用于实现机器人本体和远程监控终端的通讯。3.根据权利要求1所述的导览解说服务机器人系统，其特征在于，所述示教模块包括在线示教模块和离线示教模块， 所述在线示教模块，通过遥控操作或者是推着机器人本体移动到导览路线上的关键位姿；记录下当前的位姿值，并保存所有位姿点； 所述离线示教模块，通过创建导览环境的地图，从地图上选取导览路线上的关键位置的坐标以及编辑该坐标下机器人本体的航向角并保存所有位姿点； 所述导览环境的地图为电子地图，通过鼠标获取地图上某个点在实际环境中的坐标；所述导览路线上的关键位姿为需要进行讲解的位置坐标和航向角或者是为了控制导览路线的过程坐标和移动方向。4.根据权利要求1所述的导览解说服务机器人系统，其特征在于，所述任务编辑模块包括: 位姿选择模块，从示教模块采集回来的位姿中，选择所需的位姿； 位姿排序模块，按照路线达到的先后次序进行排序生成位姿序列； 位姿编辑模块，对所选位姿进行修改和特征编辑； 指令编辑模块，根据位姿序列生成移动脚本语言，控制机器人本体的移动路线，用机器人脚本指令描述机器人本体在每一个位姿上的行为，生成和保存导览文件任务。5.根据权利要求1所述的导览解说服务机器人系统，其特征在于，所述监控模块由远程监控终端和无线通讯模块组成，远程监控终端和机器人本体通过无线网络连接，在远程监控终端通过发送脚本指令控制机器人行为，对机器人本体进行操作，控制机器人本体的动作、表情、展示内容和说话内容；同时查看机器人本体当前所处的状态、机器人本体摄像头采集到的图像、麦克风采集到的音频、以及避障传感器状态，一个远程监控终端可同时监控多个机器人本体。6.根据权利要求1所述的导览解说服务机器人系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马琼雄，招子安，吴少彬，陈伟华，陈月军，
申请(专利权)人：华南理工大学广州学院，
类型：发明
国别省市：