技术领域
[0001] 本发明涉及智能控制技术领域，具体而言，涉及一种智能机器人。
相关背景技术
[0002] 随着科技的发展，越来越多的人们开始关注智能机器人并对智能机器人进行研发，智能机器人的应用亦日趋普遍，随着智能机器人快速进入人们的工作、生活，人们对智能机器人提出了更高的要求。其中的一种要求为，希望智能机器人能够与人进行“互动”，现今的智能机器人主要通过语音与人进行互动，这种互动方式主要是通过提取用户说话内容中的关键字，查找出匹配的对话内容以回应用户，此种方式是基于用户的主动对话或操作方能给予回应，智能化程度有待提高。
具体实施方式
[0039] 下面将结合本发明实施例中附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0040] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0041] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0042] 此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0043] 在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0044] 本发明实施例提供了一种通过自动获取图像数据，执行对应动作的智能机器人，该智能机器人包括：头部和与所述头部相连的躯干部，以及与所述躯干部相连的底座，所述头部可相对所述躯干部旋转及升降，所述躯干部可相对所述底座旋转及升降；图像获取装置，用于获取图像数据；控制器，用于对所述图像获取装置获取的图像数据进行分析处理，得到分析数据，将分析数据与至少一个预设数据进行匹配，当分析数据与所述至少一个预设数据的其中一个匹配时，向所述驱动装置发出一对应的动作指令，所述控制器中预存有与各预设数据分别对应的动作指令；驱动装置，用于根据所述控制器发出的动作指令，控制所述头部以及躯干部中的至少一个进行升降或旋转。
[0045] 本实施例中提供的智能机器人，突破了现有技术中智能机器人主要通过对用户说话内容中关键字的提取实现与用户的互动，且主要是语言互动的思维局限，可以通过获取用户的图像数据，得出用户的心情状态，完成与用户心情状态相应的动作从而实现与用户的互动，且创新性地控制智能机器人通过头部或/和躯干的升降、旋转表达不同的情绪以实现与用户的互动，提高了智能机器人的智能化程度和与用户互动的真实感。
[0046] 实施例
[0047] 如图1所示，本实施例提供的一种智能机器人包括头部100、躯干部101以及底座102。根据智能机器人结构的不同，动作指令不同，本实施例中，将智能机器人设计为头部
100可相对躯干部101旋转及升降，躯干部101可相对底座102旋转及升降，所述动作指令包括控制所述智能机器人头部100升降高度和旋转角度的控制指令或/和控制所述智能机器人躯干部101升降高度和旋转角度的控制指令。
[0048] 进一步参考图1，本发明的智能机器人还包括图像获取装置103，图像获取装置103可为摄像机，优选为微型摄像头并安装于智能机器人的头部100。本实施例中，该图像获取装置103主要用于获取用户的图像数据以用于分析用户的心情状态，从而根据用户的心情状态控制智能机器人执行相应的操作，以实现和用户的互动。
[0049] 参照图2，基于智能机器人的智能控制设计，相应地，所述智能机器人还包括控制器105以及驱动装置106，控制器105控制所述驱动装置106驱动所述智能机器人的头部100和躯干部101执行相应的动作指令。例如，所述驱动装置106可发出控制所述智能机器人的头部100按一定升降高度和旋转角度进行升降和旋转的第一控制指令。或者，发出控制所述智能机器人的躯干部101按一定升降高度和旋转角度进行升降和旋转的第二控制指令。或者，发出同时控制所述智能机器人的头部100躯干部101按一定升降高度和旋转角度进行升降和旋转的第三控制指令，从而使所述智能机器人的头部100和躯干部101分别根据相应的控制指令同步完成升降和旋转。
[0050] 所述驱动装置106可为各类动力装置，优选为电机，如伺服电机或步进电机。所述控制器105为可执行数据处理及控制的控制装置，如单片机、处理器、微处理器、数字信号处理(DSP)芯片，集成电路(IC)芯片、全志A83,8核心，2.0G主频芯片等。
[0051] 控制器105用于对图像获取装置103获取的图像数据进行分析，得到分析数据，然后将该分析数据与至少一个预设数据进行匹配，当分析数据与该至少一个预设数据的其中之一匹配时，向所述驱动装置发出一对应的动作指令。优选地，本实施例中，该控制器105中可预先建立一个图像样本数据库，其中存储至少一个图像样本，该图像样本可以从在用户不同的心情状态下预先拍摄取得对的大量的图像数据中进行筛选而取得。如此，该控制器105可将图像获取装置103获取的图像数据与该图像样本数据库中的图像样本进行比对，然后根据比对结果生成所述分析数据。例如，当该图像数据与图像样本数据库中的第一图像样本匹配时，得到的分析数据为0001，与第二图像样本匹配时，得到的分析数据为
0010，与第三图像样本匹配时，得到的分析数据为0011，与第四图像样本匹配时，得到的分析数据为0100。该分析数据用于表征用户不同的心情状态，例如分析数据为0001、0010、
0011、0100分别代表用户喜、怒、哀、乐的不同心情状态。
[0052] 又例如：可设置“通用”图像样本数据库，在服务器中存储具有较高普适性的图像数据，图像样本数据库中包括分别对应用户不同心情状态的图像样本，将图像样本作为所述至少一个预设数据。
[0053] 基于上述图像样本数据库、图像样本的设置，本实施例举例说明一种判定用户心情状态的实现方法，具体如下。
[0054] 将所述图像获取装置103获取的图像数据与预存的图像样本进行匹配，得到与所述图像获取装置103获取的图像数据最接近的图像样本；然后根据该图像样本得出所述分析数据以表征用户当前的心情状态。
[0055] 其中，所述图像样本优选为用户不同心情状态下的面部图像数据，其可为用户整个脸部所有部位的综合数据，也可为用户脸部单个部位的数据，还可为用户脸部多个部位的组合数据，例如：面部数据可为用户眉、眼、嘴、鼻等部位的综合数据，也可为用户眼或嘴的单独数据，还可为用户眼、眉、嘴的组合数据。
[0056] 图像数据与面部图像数据值的匹配方式有多种，本实施例中优选采用图像匹配，如根据影像中的特征、结构、纹理、灰度等的对应关系，相似性和一致性的分析，寻找出与图像获取装置103获取的图像数据最接近的图像样本。
[0057] 一种较佳实施例中，使得智能机器人通过头部100以及躯干部101的升降、旋转表达不同的情绪以实现与用户的互动的设计结构有多种，本发明实施例将进一步结合附图进行进一步的详细描述。
[0058] 如图3所示，头部100包括第一转盘200，躯干部101包括第二转盘202和第三转盘203。如图4所示，第一转盘200、第二转盘202和第三转盘203包括外环300以及通过滚动体与外环300转动连接的内环301，第一转盘200、第二转盘202和第三转盘203的内环
301与驱动装置106(如图4所示的电机304)相连。第一转盘200和第二转盘202之间连
接有第一支架组，第二转盘202和第三转盘203之间连接有第二支架组。第一支架组中包括多个支架201，各支架201的上端与第一转盘200的外环300相连、下端与第二转盘202的内环301相连。第二支架组中也包括多个支架201，该第二支架组中各支架201的上端与第二转盘202的外环300相连、下端与第三转盘203的内环301相连。第三转盘203的外
环300与底座102固定连接。
[0059] 如此设计，通过第一转盘200的内环301的转动可以带动智能机器人头部100转动。通过第二转盘202的内环301的转动可带动第一转盘200转动。通过第三转盘203的内环301的转动可以带动第二转盘202转动，从而带动智能机器人躯干部101转动。
[0060] 其中，所述滚动体可为钢珠，通过滚动体连接的外环300和内环301所构成的转盘，其整体结构类似一个轴承，内环301和外环300可以相对转动。
[0061] 为了进一步提高智能机器人头部100、躯干部101动作的灵敏度，第一支架组和第二支架组中的各支架201优选为可伸缩结构。
[0062] 实施时，各支架201可伸缩结构的实现方案有多种，例如，可为与驱动装置106相连的电动伸缩杆，其在驱动装置106的控制下伸长或缩短，又例如：可为由至少两个通过销轴连接的连接架构成拉线弯折架，拉线连接在两个连接架与驱动装置106之间，在驱动装置106的控制下，拉线拉动连接架改变两个连接架间的距离。如此设计，通过改变各支架201的高度即可控制智能机器人头部100和躯干部101的升降。
[0063] 如图4所示，本实施例中，优选地，第一转盘200、第二转盘202和第三转盘203的内环301内侧设有内环齿轮302。驱动装置106包括分别驱动第一转盘200、第二转盘202和第三转盘203的内环301转动的第一电机501、第二电机502和第三电机503。第一电机501、第二电机502和第三电机503分别连接有与第一转盘200、第二转盘202和第三转盘203内环301内侧的内环齿轮302分别相咬合的电机齿轮303。第一电机501、第二电机
502和第三电机503分别与控制器105相连。第一电机501安装于第一转盘200的内环301
上，第二电机502安装于第二转盘202的内环301上，第三电机503安装于第三转盘203的内环301上。
[0064] 为了提高结构的稳定性，优选第一转盘200、第二转盘202和第三转盘203上沿直径方向分别安装有支架板305，支架板305固定于转盘的外环300上，第一转盘200、第二转盘202和第三转盘203的中心位于一条直线上。
[0065] 如图5所示，为了确保供电的稳定性，智能机器人还可包括电池400。图像获取装置103、控制器105、第一电机501、第二电机502和第三电机503通过电滑环组与电池400相连。电滑环组设置于第一转盘200、第二转盘202和第三转盘203的预设位置处，优选第一转盘200、第二转盘202和第三转盘203的截面为圆形，预设位置为转盘的中心位置。
[0066] 根据实际需求，智能机器人中的电池400可设多个，例如：在头部100和底座102分别设一个，以提高各器件与电池400连接时布线的便捷性。
[0067] 其中，电滑环是负责为旋转体连通、输送能源与信号的电气部件。电滑环的设置，使得电池400能够为各电机304提供稳定的电能，且控制器105能够可靠地传递信号。
[0068] 该电滑环组包括多个过电滑环403，在图4所示的支架板305上位于转盘的预设位置处设有可供电滑环组中的各个过电滑环403连接的通孔。
[0069] 考虑到实际需求，如图5所示，优选头部100还包括头部外壳401，头部外壳401连接于第一转盘200的内环301。电池400、控制器105、图像获取装置103、第一转盘200位于头部外壳401内。躯干部101还包括躯干部外壳402，躯干部外壳402连接于第二转盘202的外环300和第三转盘203的内环301之间。第二转盘202和第三转盘203位于躯干
部外壳402内。其中，优选头部外壳401的截面为圆形或椭圆形，优选躯干部外壳402的截面为梯形或椭圆形。
[0070] 如图6所示，为了确保智能机器人活动的灵活性，优选电滑环组中包括第一过电滑环504、第二过电滑环505和第三过电滑环506。第一过电滑环504一端连接至电池400和控制器105、另一端连接至第一转盘200预设位置处的通孔。第二过电滑环505一端连接至第一转盘200预设位置处的通孔处与第一过电滑环504电连接、另一端连接至第二转盘202预设位置处的通孔。第三过电滑环506连接至第二转盘202预设位置处的通孔处与第二过电滑环505电连接。
[0071] 在由智能机器人通过智能获取图像数据，从而执行与图像数据匹配的预设数据所对应的动作的同时，考虑到实施时，用户可能主动与机器人互动，使机器人执行用户想要的动作，如图1所示，优选地，该智能机器人头部100还安装有触摸显示屏104，触摸显示屏104与控制器105相连。使得用户可通过触摸显示屏104上输入动作指令，使智能机器人执行用户输入的动作指令，以实现用户与智能机器人之间的主动交互。
[0072] 优选控制器105还连接有传感器，根据实际需求，可连接视觉传感器、体感传感器、空气质量传感器、温湿度传感器、MIC阵列等。
[0073] 本发明实施例中所提供的智能机器人，突破了现有技术中智能机器人需要在用户主动互动如说话的情况下方能予以回应的思维局限，通过自动获取图像数据，与预设图像样本数据库中的图像样本进行匹配，从而得到分析数据，进一步发出对应的动作指令，使智能机器人根据动作指令完成相应动作从而实现与用户的互动。如此设计，显著提高了机器人的智能化。同时，本发明实施例对机器人头部100和躯干部101进行了巧妙设计，更利于提高智能机器人的灵活性，提高了智能机器人与用户互动的真实感。
[0074] 本发明实施例还提供了一种上述实施例中的控制器105的实现结构图，如图7所示，控制器105可包括：处理器601，存储器602，总线603和通信接口604.所述处理器601、通信接口604和存储器602通过总线603连接。处理器601用于执行存储器602中存储的可执行模块，例如计算机程序。
[0075] 其中，存储器602可能包含随机存取存储器(RAM：Random Access Memory)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口604(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。
[0076] 总线603可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0077] 其中，存储器602用于存储程序及数据，所述处理器601在接收到执行指令后，执行所述程序。前述本发明实施例揭示的流过程定义的方法可以应用于处理器601中，或者由处理器601实现。
[0078] 处理器601可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器601中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器601可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)，数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以写入随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。
该存储介质位于存储器602，处理器601读取存储器602中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
[0079] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的服务器和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0080] 在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0081] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0082] 另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
[0083] 所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0084] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0085] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
