[发明专利]智能导游机器人

权利要求书

1.一种智能导游机器人，其特征是，包括导航定位装置（1）、语音交互单元（2）、驱动装置（3）、信息处理系统（4）和蓄电池电源组（5），所述导航定位装置（1）、语音交互单元（2）、驱动装置（3）和蓄电池电源组（5）分别与信息处理系统（4）连接；所述导航定位装置（1）由惯性导航装置（1-1）、视觉导航单元（1-2）和 WiFi定位单元（1-3）组成；所述语音交互单元（2）由话筒（2-1）和扩音器（2-2）组成，实现游览讲解以及与人对话交流；所述驱动装置（3）由行走小车（3-2）和电机（3-1）组成；所述信息处理系统（4），包括惯性导航模块（4-1），图像识别处理模块（4-2），实时定位与建图模块（4-3），WiFi定位模块（4-4），语音交互模块（4-5），机器人驱动模块（4-6）和信息数据库（4-7）；所述蓄电池电源组（5）由锂离子电池组构成，作为智能导游机器人工作时的移动电源。

2.根据权利要求1所述一种智能导游机器人，其特征是，所述惯性导航装置（1-1）包括加速度计和陀螺仪，加速度计用于记录智能导航机器人的速度变化，陀螺仪用于记录机器人的运动方向变化；所述视觉导航单元（1-2）由深度摄像头构成，负责实时采集周围环境三维图像；所述WiFi定位单元（1-3）由WiFi信号接收器组成，负责接收周围环境中不同路由器的信号强度。

3.根据权利要求1所述一种智能导游机器人，其特征是，所述惯性导航模块（4-1）与惯性导航装置（1-1）连接；所述图像识别处理模块（4-2）和实时定位与建图模块（4-3）均与视觉导航单元（1-2）连接；所述WiFi定位模块（4-4）与WiFi定位单元（1-3）连接；所述语音交互模块（4-5）与语音交互单元（2）连接；所述机器人驱动模块（4-6）与驱动装置（3）连接；所述信息数据库（4-7）分别与语音交互模块（4-5）、实时定位与建图模块（4-3）及图像识别处理模块（4-2）连接。

4.根据权利要求1所述一种智能导游机器人，其特征是，一种智能导游机器人的导游技术，其步骤如下： 

步骤一，基于WiFi构建室内环境地图；

步骤二，基于视觉图片构建导游讲解数据库；

步骤三，预定机器人行走路线；

步骤四，WiFi信号获取及机器人定位；

步骤五，进行导游讲解并与游客语音交流；

步骤六，机器人返回起点。

5.根据权利要求1～4任意一项权利要求所述一种智能导游机器人，其特征是，一种智能导游机器人的导游技术，其步骤如下： 

步骤一，在智能导游机器人的导游区域内安装路由器，平均每10平方米范围安装一个，然后驱动机器人以1m×1m的密度对该区域的WiFi信号强度进行采样，并建立环境三维地图，采样数据和环境三维地图自动存入信息处理系统（4）中的信息数据库（4-7）；

步骤二，将该区域内所有需要讲解的物品三维图片信息，相关语音介绍资料以及部分相关问题及语音解答资料存入信息数据库（4-7）；

步骤三，预先设定一条导游行走路线，当游客进入智能导游机器人视线范围时，机器人开始工作；

步骤四，1）工作时首先利用WiFi定位单元（1-3）获取WiFi信号强度，传入WiFi定位模块（4-4），通过KNN算法定位机器人当前位置；

在机器人移动过程中，机器人驱动模块（4-6）作用于驱动装置（3），蓄电池电源组（5）对驱动装置（3）供电，机器人开始移动并根据WiFi信号强度实时定位；

    3）视觉导航单元（2）获取周围环境的三维图像信息，传入实时定位与建图模块（4-3），同时，结合惯性导航装置（1-1）记录的智能导游机器人的实时移动速度和方向信息通过惯性导航模块（4-1）处理，提高机器人的实时定位精度；

步骤五，在完成步骤四的过程中，同时完成环境三维图像数据的更新操作以及图像识别处理模块（10）对实时采集的环境三维图像中的物体进行匹配识别，当识别出需讲解物品时，信息处理系统（4）通过机器人驱动模块（4-6）指示驱动装置（3）停止工作；此时，智能导游机器人停止运动，语音交互模块（4-5）从信息数据库（4-7）中提取与目标物品相关的语音资料信息，通过扬声器实现导游讲解功能；当游客提出问题时，智能导游机器人通过记录游客问题的语音信息并与信息数据库（4-7）中相关问题及相关解答资料进行自动匹配，然后输出语音解答，实现与游客的对话交流；

步骤六，智能导游机器人沿着指定路线向前移动，到达指定终点后，自动回到起点处。