CN107977594A - 一种交互式机器人及其讲故事方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及交互机器人领域，具体涉及一种交互式机器人的讲故事方法，包括步骤：在故事中预设若干人机交换环节；交互式机器人讲故事并在人机交换环节中提出对应的问题；听故事者在人机交换环节中展示选取或书写的答案；交互式机器人将识别后的答案与标准答案对比，若两者一致，交互式机器人继续讲故事，否则再次进入人机交换环节。本发明还涉及一种讲故事的交互式机器人。本发明通过设计一种交互式机器人及其讲故事方法，在交互式机器人讲故事的过程中，允许听故事者在人机交换环节中展示选取或书写的答案，并被交互式机器人识别，与预设的故事答案进行比对，再进行反馈，提高讲故事的互动性、趣味性和学习性。

Description

一种交互式机器人及其讲故事方法
技术领域
本发明涉及交互机器人领域，具体涉及一种交互式机器人及其讲故事方法。
背景技术
现有的讲故事机器人，用户只能单一的接受故事，互动性不足。
故事的讲述过程中缺乏多样的交互方式，趣味性不足，用户不能通过故事来主动学习单词，学习性不足。从而导致用户很容易对一般的讲故事机器人感觉无聊、单调。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种交互式机器人的讲故事方法，提高讲故事的互动性、趣味性和学习性。
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种讲故事的交互式机器人，提高讲故事的互动性、趣味性和学习性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种交互式机器人的讲故事方法，包括步骤：
在故事中预设若干人机交换环节，该人机交换环节包括根据故事内容设计的问题及标准答案；
交互式机器人讲故事并在人机交换环节中提出对应的问题；
听故事者在人机交换环节中展示选取或书写的答案，该交互式机器人获取展示的答案的图像，并经光学字符识别算法处理后被识别；
交互式机器人将识别后的答案与标准答案对比，若两者一致，交互式机器人继续讲故事，否则再次进入人机交换环节。
其中，较佳方案是：在预设时间内均无法获取展示的答案时，重新进入人机交换环节并提出对应的问题，等待听故事者展示选取或书写的答案。
其中，较佳方案是：在多次的重新进入人机交换环节后均无法获取展示的答案时，该交互式机器人退出人机交换环节并继续讲故事。
其中，较佳方案是：在多次对比识别后的答案与标准答案且均不一致时，该交互式机器人退出人机交换环节并继续讲故事。
其中，较佳方案是：该交互式机器人退出人机交换环节时，语音或显示公布标准答案。
其中，较佳方案是：进入人机交换环节并提出对应的问题时，显示将标准答案镂空的故事画面。
其中，较佳方案是，该光学字符识别算法的处理步骤包括：
将获取展示的答案的图片进行形态学处理；
再进行特征提取；
根据提取的特征的位置，确定可能的文字所在的区域；
对区域进行滤波并进行字符分割；
获得文字信息。
其中，较佳方案是，还包括步骤：
根据特征提取以及分割后的字符，进行字符识别；
对字符进行校正、组合，形成所需的文字信息。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种讲故事的交互式机器人，包括：
摄像头，该摄像头用于获取展示的答案的图像；
处理器，该处理器将获取展示的答案的图像经光学字符识别算法处理后，并被识别，再将识别后的答案与标准答案对比，若两者一致，交互式机器人继续讲故事，否则再次进入人机交换环节；
存储器，该存储器存储故事，以及若干人机交换环节，该人机交换环节包括根据故事内容设计的问题及标准答案；
音响，该音响讲故事，并在人机交换环节中提出对应的问题；
屏幕，该屏幕显示将标准答案镂空的故事画面，以及反馈交互的结果；
其中，该处理器分别与摄像头、存储器、音响和屏幕连接。
其中，较佳方案是：该交互式机器人还包括一检测按键，该检测按键开启摄像头，并开始获取选取或书写的答案的图像。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明通过设计一种交互式机器人及其讲故事方法，在交互式机器人讲故事的过程中，允许听故事者在人机交换环节中展示选取或书写的答案，并被交互式机器人识别，与预设的故事答案进行比对，再进行反馈，提高讲故事的互动性、趣味性和学习性；同时，通过这一种交互的有趣方式，使听故事者通过故事充分认识中文或英文单词，使之成为辅助幼儿教学的优秀工具，使幼儿可通过上述有趣、新颖的方式，主动的学习单词，从而替代传统的幼师灌输式的低效教学方式。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明交互式机器人的讲故事方法的流程图；
图2是本发明预设时间内均无法获取展示的答案的流程图；
图3是本发明多次对比识别后的答案与标准答案且均不一致的流程图；
图4是本发明光学字符识别算法的流程图；
图5是本发明字符识别的流程图；
图6是本发明讲故事的交互式机器人的结构框图。
具体实施方式
现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。
如图1所示，本发明提供一种一种交互式机器人的讲故事方法的优选实施例。
一种交互式机器人的讲故事方法，包括步骤：
S11、在故事中预设若干人机交换环节，该人机交换环节包括根据故事内容设计的问题及标准答案；
S12、交互式机器人讲故事并在人机交换环节中提出对应的问题；
S13、听故事者在人机交换环节中展示选取或书写的答案，该交互式机器人获取展示的答案的图像，并经光学字符识别算法处理后被识别；
S14、交互式机器人将识别后的答案与标准答案对比，若两者一致进入步骤S151，若两者不一致进入步骤S152；
S151、交互式机器人继续讲故事；
S152、交互式机器人再次进入人机交换环节，即进入步骤S12中的人机交换环节并提出对应的问题。
进一步地，还包括步骤：
S16、进入人机交换环节并提出对应的问题时，显示将标准答案镂空的故事画面。即在完成步骤S12后，进入步骤S13前。
在步骤S13中，听故事者展示的选取答案优选为印有不同文字的卡片，其中，文字包括各国的词汇，优选为中文词语和英文单词；听故事者展示的书写答案优选为，在卡片或纸张上书写清晰的正体的文字，文字包括各国的词汇，优选为中文词语和英文单词。
在步骤S16中，如交互式机器人讲述白雪公主的故事时，在讲述到白雪公主吃毒苹果的片段的时候，进入人机交换环节，其中，屏幕显示白雪公主吃毒苹果的画面，其中毒苹果为阴影的镂空画面。
如图2所述，本发明提供预设时间内均无法获取展示的答案的较佳实施例。
预设时间内均无法获取展示的答案时，其讲故事方法的步骤包括：
S12、交互式机器人讲故事并在人机交换环节中提出对应的问题；
S121、在预设时间内均无法获取展示的答案时，重新进入人机交换环节并提出对应的问题，等待听故事者展示选取或书写的答案；
S122、在多次的重新进入人机交换环节后均无法获取展示的答案时，该交互式机器人退出人机交换环节并继续讲故事。
进一步地，还包括步骤：
S17、该交互式机器人退出人机交换环节时，语音或显示公布标准答案。
如图3所述，本发明提供多次对比识别后的答案与标准答案且均不一致的较佳实施例。
多次对比识别后的答案与标准答案且均不一致时，其讲故事方法的步骤包括：
S12、交互式机器人讲故事并在人机交换环节中提出对应的问题；
S13、听故事者在人机交换环节中展示选取或书写的答案，该交互式机器人获取展示的答案的图像，并经光学字符识别算法处理后被识别；
S14、交互式机器人将识别后的答案与标准答案对比，若两者一致进入步骤S151，若两者不一致进入步骤S152；
S152、交互式机器人再次进入人机交换环节，即进入步骤S12中的人机交换环节并提出对应的问题；进一步对，在进入步骤S12前，先进入步骤S1521，若符合步骤S1521不进入步骤S12，完成步骤S1521的任务，否则进入步骤S12。
S1521、在多次对比识别后的答案与标准答案且均不一致时，该交互式机器人退出人机交换环节并继续讲故事。
进一步地，还包括步骤：
S17、该交互式机器人退出人机交换环节时，语音或显示公布标准答案。
如图4和图5所示，本发明提供光学字符识别算法的较佳实施例。
光学字符识别算法的处理步骤包括：
S21、获取展示的答案的图片；
S221、形态学处理,将获取展示的答案的图片进行形态学处理；
S222、特征提取；
S223、确定候选区域，根据提取的特征的位置，确定可能的文字所在的区域；
S224、滤波，对区域进行滤波；
S225、字符分割，对区域进行字符分割；
S24、获得字符文字，即获得文字信息。
在步骤S221中，形态学处理的意思就是将摄像头拍摄的图片进行处理至能方便计算机处理的图片，包括灰度处理、二值化和边缘检测；灰度处理就是将彩色图片处理成灰度图，灰度图就是黑白与不同程度的灰色构成的图；二值化就是将灰色图中不同程度的灰色划分成黑白两色，再加上原来在灰度处理中的黑白色块成为黑白图边缘检测就是将卡片的边缘检测出来，本实施例中为矩形，则将二值化后的图片中的矩形提取出来供后续步骤。
在步骤S222中，特征提取就是计算机判断这是不是所要的信息，进行外表形态特征的提取，本实施例中优选为字母；本例以连通区域为例，连通区域即是之前黑白图像处理后为黑或白的不间断的线条。假若a这个字母，可以判断出是连续的一个线条构成的；但有可能不是字母的但具有连通的也将被提取特征。
在步骤S224中，滤波就是将之前的区域进行再一步的筛选行为，本实施例中要求的横向排列的英文单词，若特征排列不是横向的，则不可以通过滤波检测，会被过滤掉这个候选区域。
在步骤S225中，字符分割就是将滤波后的候选区域进行字符的位置再一步确认以及将其分割成一个个字母，根据单词字母中的空隙分割。
在上述实施例中，均以英文字母为例，当也可以应用在中文文字中。
完成上述步骤S21的获取展示的答案的图片，以及和还包括步骤步骤S22的字符检测，即步骤221至步骤225的内容后，还包括步骤：
S231、字符识别，根据特征提取以及分割后的字符，进行字符识别；
S232、对字符进行校正、组合，形成所需的文字信息；
S24、获得字符文字，即获得文字信息。
在步骤S231中，字符识别就是字母识别，比如根据之前的特征提取，有一条形似a的字母连续线条特征，则计算机将其识别为a；计算机对提取的特征进行意义识别。
在步骤232中，组合文本就是将识别完毕的字母将其组合成单词，此外还有进行根据上下文环境的纠错检测，若检测出来是appie，则计算机会自动将其更改成apple。
如图6所示，本发明提供一种讲故事的交互式机器人的优选实施例。
一种讲故事的交互式机器人，包括摄像头20、处理器10、存储器30、音响40和屏幕50，其中，该处理器10分别与摄像头20、存储器30、音响40和屏幕50连接。
具体描述如下：
在摄像头20中，该摄像头20用于获取展示的答案的图像。
进一步地，摄像头20传输回数据时，对摄像头20传送的数据进行解码，采样成多张图像后，进行滤波去噪，二值化，编码压缩，通过文字定位算法确定文字的位置，再运行光学字符识别引擎调用光学字符识别算法进行识别。
在处理器10中，该处理器10将获取展示的答案的图像经光学字符识别算法处理后，并被识别，再将识别后的答案与标准答案对比，若两者一致，交互式机器人继续讲故事，否则再次进入人机交换环节。
在存储器30中，该存储器30存储故事，以及若干人机交换环节，该人机交换环节包括根据故事内容设计的问题及标准答案。
进一步地，存储器30中还存储的光学字符识别算法引擎、程序以及控制故事流程。
在音响40中，该音响40讲故事，并在人机交换环节中提出对应的问题。
在屏幕50中，该屏幕50显示将标准答案镂空的故事画面，以及反馈交互的结果。
进一步地，交互式机器人还包括一检测按键60，该检测按键60开启摄像头20，并开始获取选取或书写的答案的图像。其中，检测按键60可以为显示屏上的触摸按键，或者交互式机器人上的机械按键。
以上所述者，仅为本发明最佳实施例而已，并非用于限制本发明的范围，凡依本发明申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本发明所涵盖。

Claims (10)

1.一种交互式机器人的讲故事方法，其特征在于，包括步骤：
在故事中预设若干人机交换环节，该人机交换环节包括根据故事内容设计的问题及标准答案；
交互式机器人讲故事并在人机交换环节中提出对应的问题；
听故事者在人机交换环节中展示选取或书写的答案，该交互式机器人获取展示的答案的图像，并经光学字符识别算法处理后被识别；
交互式机器人将识别后的答案与标准答案对比，若两者一致，交互式机器人继续讲故事，否则再次进入人机交换环节。
2.根据权利要求1所述的讲故事方法，其特征在于：在预设时间内均无法获取展示的答案时，重新进入人机交换环节并提出对应的问题，等待听故事者展示选取或书写的答案。
3.根据权利要求2所述的讲故事方法，其特征在于：在多次的重新进入人机交换环节后均无法获取展示的答案时，该交互式机器人退出人机交换环节并继续讲故事。
4.根据权利要求1所述的讲故事方法，其特征在于：在多次对比识别后的答案与标准答案且均不一致时，该交互式机器人退出人机交换环节并继续讲故事。
5.根据权利要求3或4所述的讲故事方法，其特征在于：该交互式机器人退出人机交换环节时，语音或显示公布标准答案。
6.根据权利要求1所述的讲故事方法，其特征在于：进入人机交换环节并提出对应的问题时，显示将标准答案镂空的故事画面。
7.根据权利要求1所述的讲故事方法，其特征在于，该光学字符识别算法的处理步骤包括：
将获取展示的答案的图片进行形态学处理；
再进行特征提取；
根据提取的特征的位置，确定可能的文字所在的区域；
对区域进行滤波并进行字符分割；
获得文字信息。
8.根据权利要求7所述的讲故事方法，其特征在于，还包括步骤：
根据特征提取以及分割后的字符，进行字符识别；
对字符进行校正、组合，形成所需的文字信息。
9.一种讲故事的交互式机器人，其特征在于，包括：
摄像头，该摄像头用于获取展示的答案的图像；
处理器，该处理器将获取展示的答案的图像经光学字符识别算法处理后，并被识别，再将识别后的答案与标准答案对比，若两者一致，交互式机器人继续讲故事，否则再次进入人机交换环节；
存储器，该存储器存储故事，以及若干人机交换环节，该人机交换环节包括根据故事内容设计的问题及标准答案；
音响，该音响讲故事，并在人机交换环节中提出对应的问题；
屏幕，该屏幕显示将标准答案镂空的故事画面，以及反馈交互的结果；
其中，该处理器分别与摄像头、存储器、音响和屏幕连接。
10.根据权利要求9所述的交互式机器人，其特征在于：该交互式机器人还包括一检测按键，该检测按键开启摄像头，并开始获取选取或书写的答案的图像。
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