[发明专利]面向公共服务场景的智能机器人系统

说明书

一种面向公共服务场景的智能机器人系统，主要包括Web交互模块、语音交互模块、人脸识别模块、导航模块、主控模块、通讯模块。系统结合ROS消息通讯机制，基于MVC系统设计模式，实现了一套面向公共服务场景的智能机器人系统。首先通过Web交互模块实现与用户的友好交互，用户基于此模块控制机器人完成指定任务，语音交互模块用于提高用户与服务机器人的交互性能，人脸识别模块完成用户实名认证和用户分级，主控模块实现与Web交互模块、人脸识别模块、语音交互模块之间的任务调度，控制导航模块完成用户预定任务，导航模块在完成用户导览任务的同时，通过通讯模块把运动信息传输给Web交互模块实现友好的人机交互，通讯模块基于消息订阅与发布机制，完成各功能模块间的消息过滤和稳定传输。本发明一定程度上弥补了目前公共服务机器人在功能上的欠缺，为服务机器人的发展提供了较好的研究方向。

技术领域

本发明涉及一种智能机器人系统，尤其是一种面向公共服务场景的智能机器人系统。

背景技术

随着科技的不断进步，人们生活水平的不断提高，服务机器人的市场需求日益增加，机器人不仅在照顾老年人及残疾人方面扮演着重要的角色，同时对普通人生活品质的持续提升起到了积极的作用。得益于计算处理、人工智能、传感器、互联网等技术的快速发展，服务机器人在近年来已进入快速发展阶段。服务机器人技术作为缓解社会压力、推动民生科技的关键技术分支，成为了科技发展的一大热点。

目前，在类似博物馆、医院、商场、银行等公共服务场景中，要求服务机器人具有良好的人机交互方式；简单方便的用户操作界面；丰富的多媒体播放和人机互动功能；不断更新的讲解功能；人性化的在线服务功能；自主路径规划和导航等功能。在该类场景中，用户的导览任务要求多样，在先验的大环境下存在局部环境的不确定性，例如在博物馆环境中，要求服务机器人同时满足讲解和导览功能。而用户的游览任务内容丰富，需要服务机器人能在不确定环境中对游客提出的复杂任务实现最优的路径规划，并且能实时检测周围障碍物信息，完成平稳的避障功能。为了保证服务机器人导览的有序性,需要对提出导览要求的游客进行身份认证，提高游客的用户体验。然而，满足以上服务机器人任务需求所涉及的技术很多，包括语音控制、人脸识别、在线多媒体、自主导航、视觉跟随和SLAM等机器人应用技术。把以上功能根据任务场景整合起来，并且充分满足用户需求是目前服务机器人的研究热点。复旦大学的林剑峰、白昊昱提出了一种开放智能计算机架构的家用多功能小型服务机器人(林剑峰；白昊昱.一种开放智能计算机架构的家用多功能小型服务机器人[P].中国专利:CN200710040031[X],2007-04-26.)，其详细介绍了一种小型的具有高度智能的家用服务型机器人，使机器人具备机器视觉、听觉、高度智能规划和功能扩展的能力，但该服务机器人功能单一，没有统一的机器人控制系统，不能很好满足公共服务场景对机器人提出的各类要求。北京海风智能科技有限责任公司的龙海生，常雪松提出一种基于ROS的服务机器人及其室内导航方法(龙海生；常雪松.一种基于ROS的服务机器人及其室内导航方法[P].中国专利:CN107145153A,2017-09-08)，其使用开源的机器人操作系统ROS作为机器人硬件控制平台，很好地实现了服务机器人的导航功能，但其开发的功能单一，不能满足公共服务场景对服务机器人提出的友好人机交互，智能语音识别和人脸识别等需求。

发明内容

本发明要克服现有技术的上述问题，提出一种面向公共服务场景的智能机器人系统。

首先该系统具有人性化的用户交互界面，满足用户良好的操作体验。其次该系统拥有语音交互模块，能实现用户与服务机器人的友好互动，大幅度提高了服务机器人的智能化水平。之后该系统的人脸识别模块运行在系统后台，能实时捕捉操作服务机器人的用户身份信息并触发特定用户的任务路径，通过通讯模块传输给导航模块进行任务导览。最后该系统的主控模块基于线性时序逻辑算法，能够生成全局最优的路径。

本发明为解决现有技术问题所采取的技术方案是：