[发明专利]具有人眼专注度辨识功能的导游机器人脸部装置及控制

说明书

具有人眼专注度辨识功能的导游机器人脸部装置及控制属于智能服务机器人领域；解决了现有技术中导游机器人人机交互智能化程度低的问题；包括机器人脸部、眼部机构、嘴部机构和控制系统；所述机器人脸部为板状结构，所述眼部机构和嘴部机构设置于机器人脸部表面；所述机器人脸部包括视觉模块、语音模块和脸部支撑；所述眼部机构包括眼睛结构和眉毛结构；所述嘴部机构包括嘴部动作机构和嘴唇结构；所述控制系统采用改进的RBF神经网络学习算法，建立人眼专注度预测模型，具有更高的分类准确率；本发明既能实现基本导游介绍功能，还能实时检测出游览者眼部专注度的微表情变化，调整导游介绍内容，同时改变机器人自身的脸部表情提高人机互动性能。

技术领域

本发明属于智能服务机器人领域，尤其涉及一种具有人眼专注度辨识功能的导游机器人脸部装置及控制。

背景技术

当今科技不断发展，自动化水平和计算机技术在日常生活中的应用领域越来越广泛，机器人技术的发展也进入了一个新纪元，随着科学技术水平的不断提升，机器人在科学勘探、公共服务、工业制造、家庭娱乐等方面都开始崭露头角，它也将成为未来人类最有力的帮手和最亲密的伙伴。

本发明应用于博物馆的导游服务领域，现有技术中博物馆用导游机器人可以实现常规的导游介绍功能，但是不能根据游览者的专注度判断该游览者是否对导游介绍产生感兴趣，从而无法对介绍内容进行实时调整，智能化程度较低，此外现有技术中导游机器人脸部装置的面部表情变化是随机调整的，不能根据游览者的表情来实时调整机器人自身的面部表情，甚至取悦游览者，此类机器人互动性较差，无法为提升游览者游览体验做出贡献。

发明内容

本发明克服了上述现有技术上的不足，提供具有人眼专注度辨识功能的导游机器人脸部装置及控制，不但可以实现基本导游介绍功能，还能根据游览者的人眼专注度特征调整导游介绍的语音内容，同时调整机器人自身的面部表情从而达到取悦游览者，提升游览者游览体验的目的。

为了解决上述问题，本发明的第一目的在于提供一种具有人眼专注度辨识功能的导游机器人脸部装置，第二目的在于提供一种具有人眼专注度辨识功能的导游机器人脸部装置的控制方法。

本发明所采取的第一技术方案是：

具有人眼专注度辨识功能的导游机器人脸部装置，包括机器人脸部、眼部机构、嘴部机构和控制系统；所述机器人脸部为板状结构，所述眼部机构和嘴部机构设置于机器人脸部表面；

所述机器人脸部包括视觉模块、语音模块和脸部支撑；

所述眼部机构包括眼睛结构和眉毛结构；

所述嘴部机构包括嘴部动作机构和嘴唇结构；

所述控制系统主要包括第一芯片和第二芯片，所述第一芯片与视觉模块控制连接，所述第二芯片与眼部机构和嘴部机构控制连接，其中第一芯片与第二芯片通过UART0串口进行通信。

进一步地，所述脸部支撑包括脸部框架、第一支撑和第二支撑，所述脸部框架前表面仿人鼻子的位置加工有圆形通孔，用于所述视觉模块摄像探头的定位与安装；所述语音模块布置在第一支撑上表面，所述语音模块包括喇叭、喇叭支架和功放模块，喇叭垂直于第一支撑和第二支撑布置，通过喇叭支架设置于第一支撑和第二支撑之间后方位置。

进一步地，第一芯片与视觉模块采用SCCB总线协议通信，所述第一芯片的PB0-PB7引脚分别与视觉模块的DCMI_D0-DCMI_D7引脚连接进行数据传输，所述第一芯片的PA0、PA1、PA2引脚分别与视觉模块的PWDN、VSYNC、HSYNC引脚连接，所述第一芯片的PA4、PA5、PA6引脚分别与视觉模块的PCLK、XCLK、RESET引脚连接，提供内部和外部的时钟以及复位电路，所述第一芯片的PB8引脚与视觉模块的FISN引脚连接，所述第一芯片的PC0、PC1引脚与所述视觉模块的SCL、SDA引脚连接。