[发明专利]一种自闭症儿童辅助治疗的智能机器人

说明书

本发明提供了一种自闭症儿童辅助治疗的智能机器人，包括：视觉识别模块：搜索路径采用原地查找、走动和旋转查找实现360度全视野搜索;目标颜色识别基于YUV颜色空间进行;目标跟踪采用目标始终在视野中心算法实现；智能问答模块：使用云端语音识别的方法,NAO机器人通过获取用户的语音问句,上传到web云端去识别,再对返回来的识别文字做相应的问句分析、答案检索处理；识别自闭症儿童的情绪，执行相应的动作；识别自闭症儿童的语音，执行相应的动作。本发明的有益效果是:本发明的智能机器人构建了自闭症儿童的内容丰富、类型多样的音乐库；智能聊天强化自闭症儿童对话能力，从而显著提高儿童自闭症的治疗效果。

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种自闭症儿童辅助治疗的智能机 器人。

背景技术

自闭症，现已成为需要迫切关注的公共健康问题，给社会和家庭带 来巨大的经济和精神负担。联合国报告称，全球现有自闭症患者3500万人， 其40％是儿童，每20分钟将诞生一名自闭症儿童。

机器人出现于上世纪60年代，在机器人诞生之初的1976年，就有人 把它用在自闭症儿童的干预训练中进行了大胆尝试：wei r用机器人对一位 自闭症儿童进行干预训练，取得了良好效果。

近年来，一些国内外的研究者对机器人干预治疗自闭症进行了有意 义的探索。在Dautenhahn等人的研究认为，机器人在和自闭症儿童交流时， 会给自闭症儿童营造出一种可预测的环境，而这种安全和稳定的环境对稳 定自闭症儿童的情绪十分有利，在此环境中适合发展自闭症儿童的社交技 能。另一些研究发现自闭症患者在模仿机器人和人的手部动作时，对机器 人动作的模仿速度要超过对人的模仿，自闭症儿童看到机器人抓球时的反应比看到人抓球时的反应明显更快，让自闭症儿童和机器人一起玩游戏， 自闭症儿童能积极与机器人互动。这表明在机器人的介入下，自闭症儿童 可以形成一定的接受意愿和表达意愿，在自闭症儿童与机器人交往和与人 交往中，自闭症儿童也更愿意接受前者。南开大学的研究者选取了20名自 闭症儿童进行了人机互动社交场景的眼动实验，发现自闭症儿童和正常儿 童对人机互动社交场景展现出相同的注意模式，即机器人可以引发自闭症 儿童正常的注意模式。这些研究都显示了机器人在康复干预中的巨大潜力 和优势。目前国内外关于机器人干预自闭症儿童的研究，常见的主要有下 几个方向：①、模仿、训练某个技能②、引发行为③提供反馈和鼓励。

虽然智能机器人有着非常广泛的应用范围和无可限量的发展前景, 但是也有很多不足之处，1)障碍物绕行能力差，部分机器人传感器选择及 算法不到位，被困后通过反复撞击来尝试出路，呈现的是一幅无序的路线。 2)较易损坏,由于各部件本身精密细致,链接精巧繁多,即使一个小小的错 误总会对整个机械运动情况有影响。3)市场上能同时识别语音、面部表情、 肢体语言的机器人比较少，而且存在很大缺陷。

发明内容

本发明提供了一种自闭症儿童辅助治疗的智能机器人，包括,NAO机器 人，该智能机器人还包括：

视觉识别模块：搜索路径采用原地查找、走动和旋转查找实现360度 全视野搜索；目标颜色识别基于YUV颜色空间进行；目标跟踪采用目标始终 在视野中心算法实现；

智能问答模块：使用云端语音识别的方法,NAO机器人通过获取用户的 语音问句,上传到web云端去识别,再对返回来的识别文字做相应的问句分 析、答案检索处理；

该智能机器人识别自闭症儿童的情绪，执行相应的动作；该智能机器 人通过语音识别模块识别自闭症儿童的语音，执行相应的动作。

作为本发明的进一步改进，在视觉识别模块中，进行视觉目标检测与 跟踪，首先,对RGB、H I S、YUV三种颜色空间下采集到的图像进行了分析对 比,选择了受光照影响最小的YUV颜色空间,减小了机器人所采集图像受到 光照变化的影响；其次,对所采集的图像进行图像分割,提取出所需要的目 标图像,并且对目标图像进行去噪处理,去除图像中的干扰噪声；最后提取 出目标定位和跟踪所需要的轮廓以及坐标信息。