[发明专利]一种基于人脸识别技术的导览解说机器人及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种公共服务机器人的技术领域，尤其是涉及一种人脸识别技术的导览解说机器人及精确定位和人脸识别的方法。

背景技术

在社会和科技不断发展的背景下，服务机器人广泛地应用于各个行业，导览解说机器人作为典型的职能公共服务机器人，在博物馆、科技馆、产品展馆等展厅的展示中发挥着越来越重要的作用。

目前现有的导览解说机器人中，多数机器人机械结构较为复杂，自动化程度低，无法较好的实现自主定位与导航避障，而且绝大多数机器人智能性较低，无法识别出参观人员的身份信息并在导览解说过程中为其提供个性化的服务。因此，设计一种可以自主移动并且能够人脸识别的多功能导览解说机器人具有非常重要的市场需求和应用价值。

发明内容

针对背景技术存在的不足，本发明的目的在于解决展厅机器人智能导览解说的相关问题，为多场合的导览解说提供一种结构简单、功能齐全、方便智能的服务机器人系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于人脸识别技术的导览解说机器人，包括机器人机体和移动底盘；

在机器人机体的顶部设有摄像头，在机器人机体的外表面设有显示屏、语音模块和电源开关；所述的摄像头、显示屏、语音模块和电源开关均与上位机相连；且所述的上位机通过无线模块与云服务平台通讯；

所述的机器人机体的底部设有一个移动底盘，所述的移动底盘的底部安装有四个万向轮和两个驱动轮，所述的两个驱动轮通过电机驱动其转动，所述的电机与电机驱动器相连；所述的电机驱动器与底盘电路控制系统相连，在底盘上安装有工控机，在所述的工控机上与激光雷达、UWB定位标签、底盘电路控制系统相连。

作为本发明的优选方案，所述机器人机体为立式机壳，外形简洁，高度适中，用于和人进行交互，带领人进行参观并解说。

进一步的，所述上位机模块包括1块工业主板和1块电容触摸屏，用于运行上位机服务程序并作为人机交互的主界面。

进一步的，所述语音模块用于实现语音功能的交互，包括语音输入模块、语音识别模块和语音输出模块，语音输入模块用于获取环境中的音频信息，语音识别模块可以将人的说话内容转化成文本，语音输出模块通过音箱播放音频。

进一步的，所述的高清摄像头，用于实现人脸图像的采集。

进一步的，所述的激光雷达传感器，用于扫描、检测环境信息，

进一步的，所述的超声波传感器，用于检测障碍物并实现自主避障。

进一步的，所述移动底盘作为机器人的运动机构，包括2个双向驱动轮和4个万向从动轮，并设置有两个电机驱动器，保证机器人快速、精确地移动。

进一步的，所述的UWB定位标签接收UWB定位锚点发射的信号。激光雷达传感器可以实现环境地图的创建和机器人的实时定位，再通过与UWB定位信息的数据融合，最终达到机器人高精度的定位。

进一步的，所述云服务平台包括无线通讯模块和云服务器，云服务器通过无线网络连接到机器人的工业主板，存储在云服务器中的人脸识别算法和参展用户信息资料能够识别特定的参展人员并在导览解说过程中为其提供个性化服务。

所述装置中，导览解说机器人精确定位的方法，如下：

机器人利用激光雷达传感器扫描周围环境信息，以初始位置为坐标原点创建环境地图，然后通过卡尔曼滤波算法将激光雷达和里程计测得的数据进行数据融合，得到机器人的坐标位置；

位于底盘工控机的UWB定位标签通过接收来自空间中不同位置的多个锚点的测距信息，根据锚点的空间坐标，利用TDOA解算算法计算出标签的坐标位置。这样通过将机器人利用激光雷达得到的自定位信息和UWB定位标签计算得到的位置信息再次进行数据融合，从而获得机器人在地图坐标系下的精确坐标。

进一步的，机器人在移动的过程中，超声波不断检测障碍物并测得距离，当距离少于设定的阈值，机器人会根据算法实现减速并转换方向，最终达到较好的避障效果。

所述装置中，导览解说机器人人脸识别的方法，如下：