CN106154876A - 一种智能机器人及机器人操作系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种智能机器人及机器人操作系统，所述机器人操作系统包括机器人中枢管理系统，所述机器人操作系统至少还包括：多模态数据输入模块，多模态数据输出模块以及处理模块；所述多模态数据输入模块，用于获取多模态输入数据；所述机器人中枢管理系统，配置为：调用所述处理模块处理所述多模态数据输入模块所获数据，得到处理结果；使令所述处理模块根据所述处理结果调用应用服务和/或对话服务；调用所述多模态数据输出模块执行输出服务，以使该机器人执行所述应用服务和/或对话服务对应的多模态输出。
Description
技术领域
本发明涉及人机交互技术领域，具体地说，涉及一种智能机器人及机器人操作系统。
背景技术
随着科学技术的不断发展，信息技术、计算机技术以及人工智能技术的引入，智能机器人的研究已经逐步走出工业领域，逐渐扩展到了医疗、保健、家庭、娱乐以及服务行业等领域。人们对于智能机器人的要求也从简单重复的机械动作提升为具有高度智能型、自主性及与其他智能体交互的智能机器人。
发明内容
本发明提供了一种智能机器人，包括机器人操作系统，所述机器人操作系统包括机器人中枢管理系统，所述机器人操作系统至少还包括：
多模态数据输入模块，多模态数据输出模块以及处理模块；
所述多模态数据输入模块，用于获取多模态输入数据；
所述机器人中枢管理系统，配置为：
调用所述处理模块处理所述多模态数据输入模块所获数据，得到处理结果；
使令所述处理模块根据所述处理结果调用应用服务和/或对话服务；
调用所述多模态数据输出模块执行输出服务，以使该机器人执行所述应用服务和/或对话服务对应的多模态输出。
在本发明的一种实施例中，所述处理模块，包括：
本地处理模块和/或云端处理模块。
在本发明的一种实施例中，所述机器人操作系统还包括状态机：
该状态机配置为切换交互模式和空闲模式；
其中，当所述处理模块的处理结果指示当前存在需要进行交互的用户时，调控所述状态机处于交互模式；
当所述处理模块的处理结果指示当前不存在需要进行交互的用户时，所述状态机处于空闲模式。
在本发明的一种实施例中，所述中枢管理系统，具体用于:
当所述工作模式为空闲模式时，接收根据所述状态机所发出的调用所述应用自主行为的服务请求。
本发明还提供一种机器人操作系统，应用于智能机器人，所述机器人系统包括机器人中枢管理系统，所述机器人操作系统至少还包括：
多模态数据输入模块，多模态数据输出模块以及处理模块；
所述多模态数据输入模块，用于获取多模态输入数据；
所述机器人中枢管理系统，配置为：
调用所述处理模块处理所述多模态数据输入模块所获数据，得到处理结果；
使令所述处理模块根据所述处理结果调用应用服务和/或对话服务；
调用所述多模态数据输出模块执行输出服务，以使该机器人执行所述应用服务和/或对话服务对应的多模态输出。
在本发明的一种实施例中，所述处理模块，包括：
本地处理模块和/或云端处理模块。
在本发明的一种实施例中，所述机器人操作系统还包括状态机：
该状态机配置为切换交互模式和空闲模式；
其中，当所述处理模块的处理结果指示当前存在需要进行交互的用户时，调控所述状态机处于交互模式；
当所述处理模块的处理结果指示当前不存在需要进行交互的用户时，所述状态机处于空闲模式。
在本发明的一种实施例中，所述中枢管理系统，具体用于:
当所述工作模式为空闲模式时，接收根据所述状态机所发出的调用所述应用自主行为的服务请求。
本发明提供了一种智能机器人及机器人操作系统，所述机器人操作系统包括机器人中枢管理系统，所述机器人操作系统至少还包括：
多模态数据输入模块，多模态数据输出模块以及处理模块；所述多模态数据输入模块，用于获取多模态输入数据；所述机器人中枢管理系统，配置为：调用所述处理模块处理所述多模态数据输入模块所获数据，得到处理结果；使令所述处理模块根据所述处理结果调用应用服务和/或对话服务；调用所述多模态数据输出模块执行输出服务，以使该机器人执行所述应用服务和/或对话服务对应的多模态输出。
通过机器人中枢管理系统，可以实现智能机器人内部数据的调度和各模块的控制，可以调用处理模块对多模态数据输入模块获取的多模态输入数据进行处理，处理模块也可以通过机器人中枢管理系统调用应用服务和/或对话服务，当需要执行应用服务和/或对话服务对应的多模态输出时，机器人中枢管理系统也可以调用多模态数据输出模块执行输出服务，机器人中枢管理系统的存在，实现了智能机器人内部的多模态数据输入模块，处理模块，应用服务，对话服务，多模态数据输出模块对数据的协作处理，使智能机器人能够根据用户的需求，提供相应的服务。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：
图1是根据本发明一个实施例的智能机器人的结构示意图；
图2是根据本发明另一个实施例的智能机器人的结构示意图；
图3是根据本发明的一个实施例的机器人操作系统的结构示意图；
图4是根据本发明的另一个实施例的机器人操作系统的结构示意图；
图5是根据本发明的另一个实施例的机器人操作系统的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。
另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
智能机器人的用户对功能的需求是多种多样的，而智能机器人本身的容量往往是有限的，智能机器人出厂时不可能会包容所有用户需求的功能。而随着智能机器人技术的快速发展，越来越多的开发者希望能够在智能机器人上实现其设计的功能，但是并不是每一个开发者都能够获得生产智能机器人的环境和技术支持。为了促进智能机器人技术的发展，让越来越多的开发者参与到智能机器人的开发中，让智能机器人能够满足越来越多的用户需求，本申请提供了一种可以访问应用商店(app store)获取应用的智能机器人，而智能机器人搭载有提供开发者开发环境的智能机器人操作系统，并能够为开发者提供应用开发的接口。
实施例一
如图1所示，本发明提供一种智能机器人，包括机器人操作系统，所述机器人操作系统包括机器人中枢管理系统101，所述机器人操作系统至少还包括：
多模态数据输入模块102，多模态数据输出模块103以及处理模块104；
所述多模态数据输入模块102，用于获取多模态输入数据；
所述机器人中枢管理系统101，配置为：
调用所述处理模块104处理所述多模态数据输入模块102所获数据，得到处理结果；
使令所述处理模块104根据所述处理结果调用应用服务和/或对话服务；
调用所述多模态数据输出模块103执行输出服务，以使该机器人执行所述应用服务和/或对话服务对应的多模态输出。
通过机器人中枢管理系统，可以实现智能机器人内部数据的调度和各模块的控制，可以调用处理模块对多模态数据输入模块获取的多模态输入数据进行处理，处理模块也可以通过机器人中枢管理系统调用应用服务和/或对话服务，当需要执行应用服务和/或对话服务对应的多模态输出时，机器人中枢管理系统也可以调用多模态数据输出模块执行输出服务，机器人中枢管理系统的存在，实现了智能机器人内部的多模态数据输入模块，处理模块，应用服务，对话服务，多模态数据输出模块对数据的协作处理，使智能机器人能够根据用户的需求，提供相应的服务。
在本发明的一种实施例中，所述处理模块，包括：
本地处理模块和/或云端处理模块。
本发明中的智能机器人的一种结构可以如图2所示，其中，智能机器人由主机201，从机202，以及至少一个电机203组成，而智能机器人的主机201与云端服务器204相连。
其中，主机201可以用于获取多模态输入数据，对多模态输入数据进行处理，生成动作指令，发送给从机202。
从机202可以用于根据动作指令生成针对电机203的分动作指令，发送给各个电机203，由电机203根据分动作指令执行相应动作。
由于智能机器人的本地处理能力有限，对于本地无法处理的问题，可以通过主机201发送给云端服务器204进行处理。
实际应用中，本地处理模块可以存在于主机201中，而云端处理模块可以存在于云端服务器204中。
较佳的，为了节约本地处理成本，可以将大规模的数据、事件的处理都通过云端处理模块进行，而本地处理模块，只进行计算量很小的基本数据处理。
一种实施例中，所述机器人操作系统还包括状态机(FSM，Finite StateMachine)。状态机由状态寄存器和组合逻辑电路构成，能够根据控制信号按照预先设定的状态进行状态转移，是协调相关信号动作、完成特定操作的控制中心。
实际应用中，状态机可以配置为切换交互模式或空闲模式，
其中，当所述处理模块的处理结果指示当前存在需要进行交互的用户时，调控所述状态机处于交互模式；
当所述处理模块的处理结果指示当前不存在需要进行交互的用户时，所述状态机处于空闲模式。
状态机可以控制机器人操作系统的不同工作模式，机器人中枢管理系统与状态机协作，可以共同管理智能机器人的状态及状态变更。
在本发明的一种实施例中，所述中枢管理系统，具体用于:
当所述工作模式为空闲模式时，接收根据所述状态机所发出的调用所述应用自主行为的服务请求。
其中，应用的自主行为的服务请求，可以通过自主行为应用实现，自主行为应用对空闲模式的功能设置，本领域技术人员可以自行设置，本发明不进行限定。
实施例二
本发明还提供一种机器人操作系统，应用于智能机器人，所述机器人系统包括机器人中枢管理系统201，所述机器人操作系统至少还包括：
多模态数据输入模块202，多模态数据输出模块203以及处理模块204；
所述多模态数据输入模块202，用于获取多模态输入数据；
所述机器人中枢管理系统201，配置为：
调用所述处理模块204处理所述多模态数据输入模块202所获数据，得到处理结果；
使令所述处理模块204根据所述处理结果调用应用服务和/或对话服务；
调用所述多模态数据输出模块203执行输出服务，以使该机器人执行所述应用服务和/或对话服务对应的多模态输出。
通过机器人中枢管理系统，可以实现智能机器人内部数据的调度和各模块的控制，可以调用处理模块对多模态数据输入模块获取的多模态输入数据进行处理，处理模块也可以通过机器人中枢管理系统调用应用服务和/或对话服务，当需要执行应用服务和/或对话服务对应的多模态输出时，机器人中枢管理系统也可以调用多模态数据输出模块执行输出服务，机器人中枢管理系统的存在，实现了智能机器人内部的多模态数据输入模块，处理模块，应用服务，对话服务，多模态数据输出模块对数据的协作处理，使智能机器人能够根据用户的需求，提供相应的服务。
较佳的，为了节约本地处理成本，可以将大规模的数据、事件的处理都通过云端处理模块进行，而本地处理模块，只进行计算量很小的基本数据处理。
一种实施例中，所述机器人操作系统还包括状态机(FSM，Finite StateMachine)。状态机由状态寄存器和组合逻辑电路构成，能够根据控制信号按照预先设定的状态进行状态转移，是协调相关信号动作、完成特定操作的控制中心。
实际应用中，状态机可以配置为切换交互模式或空闲模式，
其中，当所述处理模块的处理结果指示当前存在需要进行交互的用户时，调控所述状态机处于交互模式；
当所述处理模块的处理结果指示当前不存在需要进行交互的用户时，所述状态机处于空闲模式。
状态机可以控制机器人操作系统的不同工作模式，机器人中枢管理系统与状态机协作，可以共同管理智能机器人的状态及状态变更。
在本发明的一种实施例中，所述中枢管理系统，具体用于:
当所述工作模式为空闲模式时，接收根据所述状态机所发出的调用所述应用自主行为的服务请求。
其中，应用的自主行为的服务请求，可以通过自主行为应用实现，自主行为应用对空闲模式的功能设置，本领域技术人员可以自行设置，本发明不进行限定。
实施例三
本发明提供的一种机器人操作系统的结构示意图，如图3所示。
图3中的core service即为本发明实施例中的中枢管理系统，从图3中可以看出，中枢管理系统相当于智能机器人中的数据枢纽，多模态输入模块，多模态输出模块，处理模块，对话服务，和应用服务的数据都通过中枢管理系统进行传输，而各模块的调度也通过中枢管理系统实现。
各模块功能实现如下：
多模态数据输入模块，用于接收多模态输入数据，其中，多模态输入数据可以分为智能机器人的用户输入的多模态数据以及及由于外界环境变化产生的环境输入多模态数据。用户输入多模态数据可以至少包括如下之一或组合：视觉信息输入数据，语音输入数据，触觉信息输入数据。环境输入多模态数据可以至少包括如下之一或组合：震动感应数据，重心感应数据，温度感应数据，湿度感应数据。
多模态数据输出模块，用于实现智能机器人的多模态数据输出，例如，智能机器人的语音输出，动作输出，表情输出等。
处理模块，用于处理多模态数据输入模块获取的数据，当处理结果显示需要调用语音服务时，可以通过中枢管理系统调用语音模块实现语音服务，当处理结果显示需要调用应用服务时，可以通过中枢管理系统调用应用模块实现应用服务。
应用服务，用于实现应用的安装，启动，应用模块中的应用程序可以通过中枢管理系统调用多模态数输出模块，实现应用功能的输出。
对话服务，用于实现智能机器人的基本对话业务，可以通过中枢管理系统调用处理模块来协助处理对话数据。
中枢管理系统负责连接多模态数据输入模块，多模态数据输出模块，处理模块，应用服务，及对话服务，并在各模块间传递消息及负责消息交互异常处理。
实施例四
本发明实施例提供的另一种机器人操作系统的结构示意图，如图4所示。
图4中的机器人操作系统中的多模态数据输入模块，多模态数据输出模块，处理模块，应用服务和对话服务的功能与图3类似。相对图3，图4中还包括状态机，状态机可以配置为切换交互模式或空闲模式，其中，当所述处理模块的处理结果指示当前存在需要进行交互的用户时，调控所述状态机处于交互模式；当所述处理模块的处理结果指示当前不存在需要进行交互的用户时，所述状态机处于空闲模式。
状态机可以控制机器人操作系统的不同工作模式，机器人中枢管理系统与状态机协作，可以共同管理智能机器人的状态及状态变更。
以基本对话场景为例，对机器人操作系统中各模块的基本功能进行介绍。多模态数据输入模块获取用户的输入信息，如语音、表情、手势等，机器人中枢管理系统将以上信息发送给处理模块，处理模块进行自然语言及多模态交互输入信息处理，生成和人的交流反馈给机器人中枢管理系统，机器人中枢管理系统调用对话服务生成与人的对话输出指令，并调用多模态输出模块进行对话输出。
当多模态数据输入模块输入的数据，经处理模块处理后，得到的结果显示当前不存在需要交互的用户时，机器人中枢管理系统调用状态机，切换为空闲模式。机器人中枢管理系统在接收到状态机切换为空闲模式的反馈后，调用应用服务，启动自主行为应用，则智能机器人之后的工作状态可以通过自主行为应用控制。
如图5所示，本发明还提供一种机器人操作系统，包括存储器501和一个或多个处理器502，其中，存储器501存储一个或多个计算机可读程序代码，所述一个或多个处理器502用于执行一个或多个计算机可读程序代码以实现：
多模态数据输入模块，多模态数据输出模块以及处理模块；
所述多模态数据输入模块，用于获取多模态输入数据；
所述机器人中枢管理系统，配置为：
调用所述处理模块处理所述多模态数据输入模块所获数据，得到处理结果；
使令所述处理模块根据所述处理结果调用应用服务和/或对话服务；
调用所述多模态数据输出模块执行输出服务，以使该机器人执行所述应用服务和/或对话服务对应的多模态输出。
在本发明的一种实施例中，所述处理模块，包括：
本地处理模块和/或云端处理模块。
在本发明的一种实施例中，所述机器人操作系统还包括状态机：
该状态机配置为切换交互模式和空闲模式；
其中，当所述处理模块的处理结果指示当前存在需要进行交互的用户时，调控所述状态机处于交互模式；
当所述处理模块的处理结果指示当前不存在需要进行交互的用户时，所述状态机处于空闲模式。
在本发明的一种实施例中，所述中枢管理系统，具体用于:
当所述工作模式为空闲模式时，接收根据所述状态机所发出的调用所述应用自主行为的服务请求。
应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。
说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。
虽然上述示例用于说明本发明在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本发明由所附的权利要求书来限定。
Claims (8)
1.一种智能机器人,其特征在于，包括机器人操作系统，所述机器人操作系统包括机器人中枢管理系统，所述机器人操作系统至少还包括：
多模态数据输入模块，多模态数据输出模块以及处理模块；
所述多模态数据输入模块，用于获取多模态输入数据；
所述机器人中枢管理系统，配置为：
调用所述处理模块处理所述多模态数据输入模块所获数据，得到处理结果；
使令所述处理模块根据所述处理结果调用应用服务和/或对话服务；
调用所述多模态数据输出模块执行输出服务，以使该机器人执行所述应用服务和/或对话服务对应的多模态输出。
2.如权利要求1所述的智能机器人，其特征在于，所述处理模块，包括：
本地处理模块和/或云端处理模块。
3.如权利要求1所述的智能机器人，其特征在于，所述机器人操作系统还包括状态机：
该状态机配置为切换交互模式或空闲模式；
其中，当所述处理模块的处理结果指示当前存在需要进行交互的用户时，调控所述状态机处于交互模式；
当所述处理模块的处理结果指示当前不存在需要进行交互的用户时，所述状态机处于空闲模式。
4.如权利要求3所述的智能机器人，其特征在于，所述中枢管理系统，具体用于:
当所述工作模式为空闲模式时，接收根据所述状态机所发出的调用所述应用自主行为的服务请求。
5.一种机器人操作系统,其特征在于，应用于智能机器人，所述机器人系统包括机器人中枢管理系统，所述机器人操作系统至少还包括：
多模态数据输入模块，多模态数据输出模块以及处理模块；
所述多模态数据输入模块，用于获取多模态输入数据；
所述机器人中枢管理系统，配置为：
调用所述处理模块处理所述多模态数据输入模块所获数据，得到处理结果；
使令所述处理模块根据所述处理结果调用应用服务和/或对话服务；
调用所述多模态数据输出模块执行输出服务，以使该机器人执行所述应用服务和/或对话服务对应的多模态输出。
6.如权利要求5所述的智能机器人，其特征在于，所述处理模块，包括：
本地处理模块和/或云端处理模块。
7.如权利要求5所述的智能机器人，其特征在于，所述机器人操作系统还包括状态机：
该状态机配置为切换交互模式或空闲模式；
其中，当所述处理模块的处理结果指示当前存在需要进行交互的用户时，调控所述状态机处于交互模式；
当所述处理模块的处理结果指示当前不存在需要进行交互的用户时，所述状态机处于空闲模式。
8.如权利要求7所述的智能机器人，其特征在于，所述中枢管理系统，具体用于:
当所述工作模式为空闲模式时，接收根据所述状态机所发出的调用所述应用自主行为的服务请求。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20161123 |