CN107081774B - 机器人握手控制方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种机器人握手控制方法和***，该方法包括：若检测到用户触发了对机器人手部的握手操作，则根据第一压力值和第二压力值确定所述用户的握力方向，第一压力值和第二压力值分别表示用户对机器人手部向上和向下施加的压力；控制机器人手部向握力方向移动，使得机器人能够模拟人的握手动作，实现机器人与用户的握手拟人化交互效果。

Description

机器人握手控制方法和***

技术领域

本发明涉及人工智能技术领域，尤其涉及一种机器人握手控制方法和***。

背景技术

近年来，随着机器人技术的发展和人工智能研究不断深入，智能移动机器人在人类生活中扮演越来越重要的角色，在诸多领域得到广泛应用。

随着人们的需求不断增多，更加人性化的机器人将逐渐会成为机器人界的宠儿。人们希望机器人能够更加人性化，尤其是希望机器人能够在与人类的交互中更加贴近“人”的特征。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种机器人握手控制方法和***，使得机器人具有与用户握手的拟人化交互效果，提高机器人的交互智能化程度。

第一方面，本发明实施例提供一种机器人握手控制方法，包括：

若检测到用户触发了对机器人手部的握手操作，则根据所述用户对所述机器人手部向上施加的第一压力值和向下施加的第二压力值确定所述用户的握力方向；

控制所述机器人手部向所述握力方向移动。

可选地，所述若检测到用户触发了对机器人手部的握手操作之后，还包括：

识别所述用户的身高；

根据所述用户的身高确定所述机器人手部的可移动距离和移动速度；

所述控制所述机器人手部向所述握力方向移动，包括：

根据所述移动距离范围和所述移动速度，控制所述机器人手部向所述握力方向移动。

第二方面，本发明实施例提供一种机器人握手控制***，包括：

设置在机器人本体上的可上下移动的机器人手部，驱动所述机器人手部移动的驱动电机，以及控制器；

所述机器人手部上设置有触摸传感器、第一压力传感器和第二压力传感器；

所述触摸传感器，用于检测用户是否触发了对所述机器人手部的握手操作；

所述第一压力传感器，用于检测所述用户对所述机器人手部向上施加的第一压力值；

所述第二压力传感器，用于检测所述用户对所述机器人手部向下施加的第二压力值；

所述控制器，用于在所述触摸传感器检测到所述用户对所述机器人手部触发了握手操作时，根据所述第一压力值和所述第二压力值确定握力方向，并通过控制所述驱动电机以使所述机器人手部向所述握力方向移动。

本发明实施例提供的机器人握手控制方法和***，机器人具有可移动的手部，当检测到用户触发了对机器人手部的握手操作时，根据用户对机器人手部向上和向下施加的第一压力值和第二压力值确定用户的握力方向，以控制机器人手部向该握力方向移动，使得机器人能够模拟人的握手动作，实现机器人与用户的握手拟人化交互效果。

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使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的机器人握手控制方法实施例一的流程图；

图2为本发明实施例提供的机器人握手控制方法实施例二的流程图；

图3为本发明实施例提供的机器人握手控制***实施例一的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的机器人握手控制***实施例二的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述XXX，但这些XXX不应限于这些术语。这些术语仅用来将XXX区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一XXX也可以被称为第二XXX，类似地，第二XXX也可以被称为第一XXX。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者***不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者***所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者***中还存在另外的相同要素。

进一步值得说明的是，本发明各实施例中各步骤之间的顺序是可以调整的，不是必须按照以下举例的顺序执行。

图1为本发明实施例提供的机器人握手控制方法实施例一的流程图，本实施例提供的该机器人握手控制方法可以实现为软件，或者实现为软件和硬件的组合，比如该机器人握手控制方法可以由通过软件和硬件组合而成的控制器来执行，该控制器可以设置在机器人机身内部。如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤101、若检测到用户触发了对机器人手部的握手操作，则根据用户对机器人手部向上施加的第一压力值和向下施加的第二压力值确定用户的握力方向。

步骤102、控制机器人手部向握力方向移动。

本发明实施例中，为了使得机器人能够实现与用户的拟人化的握手交互，该机器人被设计为具有可移动的手部，移动方向可以包括向上、向下移动，当然，还可以向左、向右移动。

本发明实施例的机器人握手控制方法可以用于模拟如下的握手场景：当两个人握手时，两人的掌心相对，虎口位置近似吻合。在该场景下，可以在机器人手部的掌心位置附近设置至少一个触摸传感器，用于检测用户是否触发了对机器人手部的握手操作。当位于掌心位置附近的全部或部分触摸传感器被触发时，认为用户对机器人手部触发了握手操作。此时，可以理解的是，可以控制机器人手部的手指收拢，以握住用户的手。

之后，由于在两个人握手时，往往会存在两者的手向上、向下摆动的现象，为了模拟这种常见的握手情形，本实施例中，还可以在机器人手部的上下相对两侧设置压力传感器，以用于检测用户对机器人手部向上施加的第一压力值以及向下施加的第二压力值，以便根据该第一压力值与第二压力值确定用户对机器人手部施加的握力方向，从而控制机器人手部向该握力方向移动。

可选地，结合前述假设的握手场景，可以在机器人手部的虎口位置的内侧设置至少一个第一压力传感器，以检测用户对机器人手部向上施加的压力，并在虎口位置的外侧设置至少一个第二压力传感器，以检测用户对机器人手部向下施加的压力。

可选地，当在机器人手部虎口位置的内侧设置两个或多个第一压力传感器时，用户对机器人手部向上施加的第一压力值可以根据各第一压力传感器检测到的压力值的加权平均值确定。同理适用于第二压力值的确定。

其中，一种简单的情况下，加权系数可以为1；另一种情况下，加权系数可以根据各压力传感器的位置分布情况预先差别设定，比如：预先在机器人手部的内侧和外侧的较广区域内设置多个压力传感器，采集大量不同测试者对机器人手部握手时的压力施加位置分布情况。从而基于该测试过程，确定机器人手部内侧和外侧的压力施加位置较为集中的位置区域为目标区域，以便最终在该目标区域设置至少一个压力传感器。另外，在测试过程中，针对内侧或外侧的目标区域来说，可以根据每个压力传感器检测到的测试压力值的个数以及平均压力值的大小，确定各压力传感器的加权系数。其中，针对某个压力传感器来说，测试压力值个数用于度量该压力传感器能够检测到多少个测试者的压力值，平均压力值用于度量相对于其他压力传感器来说，该压力传感器在握手交互中的位置重要程度。

在得到上述第一压力值和第二压力值之后，可以根据第一压力值和第二压力值的大小比较结果确定用户的握力方向。具体地，当第一压力值大于第二压力值时，说明用户向上用的力大于向下用的力，握力方向向上，用户想要带动机器人手部向上移动；相反地，当第一压力值小于第二压力值时，说明用户向下用的力大于向上用的力，握力方向向下，用户想要带动机器人手部向下移动。从而，可以基于该握力方向控制机器人手部的移动方向，使得机器人手部跟随用户手部的移动而移动。

另外，可选地，为了进一步提高人机交互效果，当检测到用户触发了对机器人手部的握手操作时，还可以基于机器人身上设置的诸如语音交互组件对用户发出交互语音。

比如，当根据第一压力值和第二压力值确定用户的握力值小于预设阈值时，控制机器人发出诸如“你好”等交互语音，而当根据第一压力值和第二压力值确定用户的握力值大于预设阈值时，控制机器人发出诸如“您握疼我了”等告警提示语音。

本实施例中，机器人具有可移动的手部，当检测到用户触发了对机器人手部的握手操作时，根据用户对机器人手部向上和向下施加的第一压力值和第二压力值确定用户的握力方向，以控制机器人手部向该握力方向移动，使得机器人能够模拟人的握手动作，实现机器人与用户的握手拟人化交互效果。

图2为本发明实施例提供的机器人握手控制方法实施例二的流程图，如图2所示，可以包括如下步骤：

步骤201、若检测到用户触发了对机器人手部的握手操作，则识别用户的身高。

步骤202、根据用户的身高确定机器人手部的可移动距离和移动速度。

可以在机器人机身的合适位置设置身高识别装置，用于识别当前触发握手操作的用户的身高。可选地，该身高识别装置可以包括图像采集与识别组件、距离检测组件。其中，图像采集与识别组件用于通过拍摄获得用户图像，通过对用户图像进行识别、运算，以获得用户的图像身高。其中，对用户图像进行识别、运算的过程简单来说可以包括：识别用户图像中用户头顶与脚底的坐标，以获得用户的图像身高。距离检测组件可以用于检测用户与机器人的距离，比如可以实现为激光、红外检测器。最后，结合用户与机器人的距离，用户的图像身高以及图像采集时所使用的拍摄参数可以计算得到用户的实际身高。

可以预先设置用户身高范围、机器人手部的可移动距离和机器人手部的移动速度之间的对应关系，不同用户身高对应的机器人手部的可移动距离和移动速度往往不同。

其中，该可移动距离可以是相对于机器人手部在某基准位置而言的最大移动距离，该基准位置可以由于用户身高范围的不同而不同。该移动速度可以是最大移动速度。

从而，在识别出当前用户的身高后，基于该对应关系，查询获得与该用户的身高对应的机器人手部的可移动距离和移动速度。

步骤203、根据用户对机器人手部向上施加的第一压力值和向下施加的第二压力值确定用户的握力方向。

步骤204、根据可移动距离和移动速度，控制机器人手部向握力方向移动。

本实施例中，在得到机器人手部的可移动距离和移动速度以及用户的握力方向后，可以根据该可移动距离和移动速度，控制机器人手部向握力方向移动。

可选地，对机器人手部的移动控制可以包括：

若机器人手部的实际移动距离与可移动距离的差值小于预设阈值，则根据可移动距离和移动速度，控制机器人手部向与握力方向相反的方向移动。

具体地，开始时，可以控制机器人手部以一定的移动速度向握力方向移动，当已经移动的实际移动距离与可移动距离的差值小于预设阈值时，说明此时已经接近于或者达到可移动距离的限制，从而可以以可移动距离为反向移动距离的上限，以一定的移动速度控制机器人手部向与握力方向相反的方向移动。

另外，可选地，对机器人手部的移动控制还可以包括：

若发生阻碍机器人手部向握力方向移动的事件，则控制机器人手部向与握力方向相反的方向移动或控制机器人手部停止移动。

比如，假设当前正控制机器人手部向下移动，某一时刻，如果用户并未跟随机器人手部向下移动，而是想要向上移动，则可以控制机器人手部改变移动方向，转而向上移动。此时，用户可以通过施加向上的握力而触发阻碍机器人手部向下移动的事件。

再比如，假设当前正控制机器人手部向下移动，某一时刻，如果检测到用户当前施加的握力值大于预设阈值，则认为发生阻碍机器人手部向下移动的事件，此时可以控制机器人手部停止移动。

再比如，当检测到用户松开了机器人手部时，即在触摸传感器检测到用户不在触摸机器人手部时，认为发生阻碍机器人手部向下移动的事件，此时可以控制机器人手部停止移动。

本实施例中，当用户触发与机器人手部进行握手操作时，基于对用户身高的识别，以便确定出机器人手部的可移动距离和移动速度，以根据该可移动距离和移动速度实现针对不同用户的差异化机器人握手控制，提高用户体验。

图3为本发明实施例提供的机器人握手控制***实施例一的结构示意图，如图3所示，该***包括：

设置在机器人本体上的可上下移动的机器人手部1，驱动所述机器人手部移动的驱动电机2，以及控制器3。

所述机器人手部1上设置有触摸传感器11、第一压力传感器12和第二压力传感器13。

所述触摸传感器11，用于检测用户是否触发了对所述机器人手部1的握手操作。

所述第一压力传感器12，用于检测所述用户对所述机器人手部1向上施加的第一压力值。

所述第二压力传感器13，用于检测所述用户对所述机器人手部1向下施加的第二压力值。

所述控制器3，用于在所述触摸传感器11检测到所述用户对所述机器人手部1触发了握手操作时，根据所述第一压力值和所述第二压力值确定握力方向，并通过控制所述驱动电机2以使所述机器人手部1向所述握力方向移动。

可选地，所述触摸传感器11设置在所述机器人手部的掌心位置，所述第一压力传感器12设置在所述机器人手部1的虎口内侧，所述第二压力传感器13设置在所述机器人手部1的虎口外侧。

图3所示***可以执行图1所示实施例的方法，本实施例未详细描述的部分，可参考对图1所示实施例的相关说明。该技术方案的执行过程和技术效果参见图1所示实施例中的描述，在此不再赘述。

图4为本发明实施例提供的机器人握手控制***实施例二的结构示意图，如图4所示，在图3所示实施例基础上，该***还包括：

设置在所述机器人本体上的身高识别装置4，用于识别所述用户的身高。

所述控制器3还用于：根据所述用户的身高确定所述机器人手部1的可移动距离和移动速度，并根据所述可移动距离和所述移动速度控制所述驱动电机2以使所述机器人手部1向所述握力方向移动。

可选地，所述控制器用于：

若所述机器人手部1的实际移动距离与所述可移动距离的差值小于预设阈值，则根据所述可移动距离和所述移动速度，控制所述驱动电机2以使所述机器人手部1向与所述握力方向相反的方向移动。

可选地，所述控制器还用于：若发生阻碍所述机器人手部1向所述握力方向移动的事件，则控制所述驱动电机2以使所述机器人手部向与所述握力方向相反的方向移动或以使所述机器人手部1停止移动。

图4所示***可以执行图2所示实施例的方法，本实施例未详细描述的部分，可参考对图2所示实施例的相关说明。该技术方案的执行过程和技术效果参见图2所示实施例中的描述，在此不再赘述。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件和软件结合的方式来实现。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机产品的形式体现出来，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(trans itory media)，如调制的数据信号和载波。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种机器人握手控制方法，其特征在于，包括：

若检测到用户触发了对机器人手部的握手操作，则根据所述用户对所述机器人手部向上施加的第一压力值和向下施加的第二压力值确定所述用户的握力方向；

控制所述机器人手部向所述握力方向移动；

所述若检测到用户触发了对机器人手部的握手操作之后，还包括：

识别所述用户的身高；

根据所述用户的身高确定所述机器人手部的可移动距离和移动速度；

所述控制所述机器人手部向所述握力方向移动，包括：

根据所述可移动距离和所述移动速度，控制所述机器人手部向所述握力方向移动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述机器人手部的实际移动距离与所述可移动距离的差值小于预设阈值，则根据所述可移动距离和所述移动速度，控制所述机器人手部向与所述握力方向相反的方向移动。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若发生阻碍所述机器人手部向所述握力方向移动的事件，则控制所述机器人手部向与所述握力方向相反的方向移动或控制所述机器人手部停止移动。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述第一压力值和所述第二压力值确定握力值；

若所述握力值大于预设阈值，则发送告警提示信息。

5.一种机器人握手控制***，其特征在于，包括：

设置在机器人本体上的可上下移动的机器人手部，驱动所述机器人手部移动的驱动电机，以及控制器；

所述机器人手部上设置有触摸传感器、第一压力传感器和第二压力传感器；

所述触摸传感器，用于检测用户是否触发了对所述机器人手部的握手操作；

所述第一压力传感器，用于检测所述用户对所述机器人手部向上施加的第一压力值；

所述第二压力传感器，用于检测所述用户对所述机器人手部向下施加的第二压力值；

所述控制器，用于在所述触摸传感器检测到所述用户对所述机器人手部触发了握手操作时，根据所述第一压力值和所述第二压力值确定握力方向，并通过控制所述驱动电机以使所述机器人手部向所述握力方向移动。

6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述触摸传感器设置在所述机器人手部的掌心位置，所述第一压力传感器设置在所述机器人手部的虎口内侧，所述第二压力传感器设置在所述机器人手部的虎口外侧。

7.根据权利要求5所述的***，其特征在于，还包括：

设置在所述机器人本体上的身高识别装置，用于识别所述用户的身高；

所述控制器还用于：根据所述用户的身高确定所述机器人手部的可移动距离和移动速度，并根据所述可移动距离和所述移动速度控制所述驱动电机以使所述机器人手部向所述握力方向移动。

8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述控制器用于：

若所述机器人手部的实际移动距离与所述可移动距离的差值小于预设阈值，则根据所述可移动距离和所述移动速度，控制所述驱动电机以使所述机器人手部向与所述握力方向相反的方向移动。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的***，其特征在于，所述控制器还用于：若发生阻碍所述机器人手部向所述握力方向移动的事件，则控制所述驱动电机以使所述机器人手部向与所述握力方向相反的方向移动或以使所述机器人手部停止移动。