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CN113370229A - 展厅智能讲解机器人及实现方法 - Google Patents

展厅智能讲解机器人及实现方法 Download PDF

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CN113370229A CN202110636109.4A CN202110636109A CN113370229A CN 113370229 A CN113370229 A CN 113370229A CN 202110636109 A CN202110636109 A CN 202110636109A CN 113370229 A CN113370229 A CN 113370229A
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CN
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徐驰
谭强
孙善宝
闫盼盼
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Shandong New Generation Information Industry Technology Research Institute Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种展厅智能讲解机器人及实现方法，属于智能机器人，本发明要解决的技术问题为如何能够代替人工或者多媒体系统对参访者进行引领和讲解，即为用户提供语音交互、语音讲解、视频播放、导航引领等服务，提高用户参观的体验感，技术方案为：该机器人包括机器人本体，机器人本体基于ROS系统部署展位素材管理模块、地图管理模块、导航控制模块、语音合成模块、语音交互模块及展位讲解模块；展位素材管理模块用于存储每个展位需要讲解的素材信息。该实现方法是机器人本体使用激光雷达传感器扫描展厅区域建立地图，为各展位建立导航点，同时对指定展位进行路径规划并进行室内导航，为用户提供语音交互、导航引领、语音讲解及视频播放的服务。

Description

展厅智能讲解机器人及实现方法
技术领域
本发明涉及智能机器人技术领域，具体地说是一种展厅智能讲解机器人及实现方法。
背景技术
目前在展厅有来访者参观时，为了增加来访者对展厅主题的了解，一般由讲解人员跟随进行引领和讲解或者在展区固定位置设置用于讲解的多媒体系统，这两个方式一个需要培养讲解员，耗费大量人力、物力及时间，而且讲解员的引导和讲解形式有限，另一个需要根据展区数量设置相应的多媒体系统，导致基建和运维成本大。
故如何能够代替人工或者多媒体系统对参访者进行引领和讲解，即为用户提供语音交互、语音讲解、视频播放、导航引领等服务，提高用户参观的体验感是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的技术任务是提供一种展厅智能讲解机器人及实现方法，来解决如何能够代替人工或者多媒体系统对参访者进行引领和讲解，即为用户提供语音交互、语音讲解、视频播放、导航引领等服务，提高用户参观的体验感的问题。
本发明的技术任务是按以下方式实现的，一种展厅智能讲解机器人，该机器人包括机器人本体，机器人本体基于ROS系统部署展位素材管理模块、地图管理模块、导航控制模块、语音合成模块、语音交互模块及展位讲解模块；
展位素材管理模块用于存储每个展位需要讲解的素材信息；
地图管理模块用于控制机器人本体扫描展区地图及标定展位具体位置；
导航控制模块用于对目标点规划导航路径，并控制机器人本体按照规划路径前往目标点；
语音合成模块用于对文字信息合成为音频文件进行播报；
语音交互模块用于用户与机器人本体进行语音对话；
展位讲解模块用于自动执行讲解任务。
作为优选，所述展位素材管理模块管理的素材信息类型包括视频、图片和文字；
所述语音交互模块是通过关键词触发语音交互入口，用户通过语音下发控制指令。
作为优选，所述机器人本体上设置有激光雷达传感器，通过激光雷达传感器扫描整个展厅区域，建立栅格地图并设置每个展位在地图上的位置。
更优地，所述地图管理模块上设置有SLAM地图构建服务子模块，SLAM地图构建服务子模块用于控制激光雷达传感器运行并采集激光雷达传感器收集的数据；SLAM地图构建服务子模块是基于Rao-Blackwellized粒子滤波算法建立二维栅格地图。
一种展厅智能讲解的实现方法，该实现方法是机器人本体使用激光雷达传感器扫描展厅区域建立地图，为各展位建立导航点，同时对指定展位进行路径规划并进行室内导航，为用户提供语音交互、导航引领、语音讲解及视频播放的服务；具体如下：
机器人本体控制激光雷达传感器运行，扫描整个展厅区域，建立栅格地图并设置每个展位在地图上的位置，完成展厅地图的构建；
上传每个展位需要讲解的展位素材信息，按照展位编号对应存储；其中，展位素材信息的类型包括视频、图片和文字；
设定机器人默认讲解任务，指定各展位讲解顺序。
作为优选，展厅地图是通过启动SLAM地图构建服务，机器人本体控制激光雷达传感器运行并采集激光雷达传感器收集的数据；
其中，SLAM地图构建服务基于Rao-Blackwellized粒子滤波算法，建立二维栅格地图。
作为优选，设定机器人默认讲解任务，指定各展位讲解顺序并讲解的具体如下：
用户对机器人本体的终端屏幕触控操作，设定讲解任务，支持根据预置展位顺序讲解或选择指定的展位进行讲解；
展位讲解模块根据讲解任务设定加载第一个展位点，获取展位具体位置信息并把位置发送到导航控制模块；
导航控制模块规划导航路径，控制机器人本体前进到目标点，到达目标点后向展位讲解模块发送通知；
展位讲解模块监听到达的展位信息，查找展位对应的讲解资料；
当前展位讲解完成后，展位讲解模块加载下一个展位点，继续下一个展位内容讲解。
更优地，展位讲解模块监听到达的展位信息，查找展位对应的讲解资料包括如下情况：
对于视频，在机器人本体终端屏幕播放视频；
对于图片文件，在机器人本体终端屏幕轮询展示图片；
对于文字信息，调用语音合成模块将文字转换为音频文件，并播报语音内容。
更优地，设定机器人默认讲解任务，指定各展位讲解顺序并讲解的过程中，语音交互模块采集外界声音进行语音识别，识别指定关键词后进入语音交互状态，暂停执行当前讲解任务，识别并执行用户指令；
其中，用户指令包括前往指定展位、结束讲解及继续讲解。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以实现如上述的展厅智能讲解实现方法。
本发明的展厅智能讲解机器人及实现方法具有以下优点：
本发明将服务机器人应用于展览服务中，使用服务机器人对展厅区域建立地图，创建各展位的导航点，机器人对指定展位进行路径规划并进行室内导航，为用户提供语音交互、导航引领、语音讲解、视频播放等服务，有助于带给用户更加好的参观体验，最大程度的替代人工为用户提供服务。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
附图1为展厅智能讲解机器人的结构框图。
具体实施方式
参照说明书附图和具体实施例对本发明的展厅智能讲解机器人及实现方法作以下详细地说明。
实施例1：
如附图1所示，本发明的展厅智能讲解机器人，该机器人包括机器人本体，机器人本体基于ROS系统部署展位素材管理模块、地图管理模块、导航控制模块、语音合成模块、语音交互模块及展位讲解模块；
展位素材管理模块用于存储每个展位需要讲解的素材信息；素材信息类型包括视频、图片和文字；
地图管理模块用于控制机器人本体扫描展区地图及标定展位具体位置；
导航控制模块用于对目标点规划导航路径，并控制机器人本体按照规划路径前往目标点；
语音合成模块用于对文字信息合成为音频文件进行播报，通过关键词触发语音交互入口，用户通过语音下发控制指令。
语音交互模块用于用户与机器人本体进行语音对话；
展位讲解模块用于自动执行讲解任务。
本实施例中的机器人本体上设置有激光雷达传感器，通过激光雷达传感器扫描整个展厅区域，建立栅格地图并设置每个展位在地图上的位置。
本实施例中的地图管理模块上包括SLAM地图构建服务子模块，SLAM地图构建服务子模块用于控制激光雷达传感器运行并采集激光雷达传感器收集的数据；SLAM地图构建服务子模块是基于Rao-Blackwellized粒子滤波算法建立二维栅格地图。
实施例2：
本发明的展厅智能讲解的实现方法，该实现方法是机器人本体使用激光雷达传感器扫描展厅区域建立地图，为各展位建立导航点，同时对指定展位进行路径规划并进行室内导航，为用户提供语音交互、导航引领、语音讲解及视频播放的服务；具体如下：
S1、机器人本体控制激光雷达传感器运行，扫描整个展厅区域，建立栅格地图并设置每个展位在地图上的位置，完成展厅地图的构建；
S2、上传每个展位需要讲解的展位素材信息，按照展位编号对应存储；其中，展位素材信息的类型包括视频、图片和文字；
S3、设定机器人默认讲解任务，指定各展位讲解顺序。
本实施例步骤S2中的展厅地图是通过启动SLAM地图构建服务，机器人本体控制激光雷达传感器运行并采集激光雷达传感器收集的数据；
其中，SLAM地图构建服务基于Rao-Blackwellized粒子滤波算法，建立二维栅格地图。
本实施例步骤S3中的设定机器人默认讲解任务，指定各展位讲解顺序并讲解的具体如下：
S301、用户对机器人本体的终端屏幕触控操作，设定讲解任务，支持根据预置展位顺序讲解或选择指定的展位进行讲解；
S302、展位讲解模块根据讲解任务设定加载第一个展位点，获取展位具体位置信息并把位置发送到导航控制模块；
S303、导航控制模块规划导航路径，控制机器人本体前进到目标点，到达目标点后向展位讲解模块发送通知；
S304、展位讲解模块监听到达的展位信息，查找展位对应的讲解资料；
S305、当前展位讲解完成后，展位讲解模块加载下一个展位点，继续下一个展位内容讲解。
本实施例步骤S304中的展位讲解模块监听到达的展位信息，查找展位对应的讲解资料包括如下情况：
对于视频，在机器人本体终端屏幕播放视频；
对于图片文件，在机器人本体终端屏幕轮询展示图片；
对于文字信息，调用语音合成模块将文字转换为音频文件，并播报语音内容。
本实施例步骤S3中的设定机器人默认讲解任务，指定各展位讲解顺序并讲解的过程中，语音交互模块采集外界声音进行语音识别，识别指定关键词后进入语音交互状态，暂停执行当前讲解任务，识别并执行用户指令；
其中，用户指令包括前往指定展位、结束讲解及继续讲解。
实施例3：
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，指令由处理器加载，使处理器执行本发明任一实施例中的展厅智能讲解实现方法。具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。
在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。
用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RYM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。
此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。
此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (10)

1.一种展厅智能讲解机器人，其特征在于，该机器人包括机器人本体，机器人本体基于ROS系统部署展位素材管理模块、地图管理模块、导航控制模块、语音合成模块、语音交互模块及展位讲解模块；
展位素材管理模块用于存储每个展位需要讲解的素材信息；
地图管理模块用于控制机器人本体扫描展区地图及标定展位具体位置；
导航控制模块用于对目标点规划导航路径，并控制机器人本体按照规划路径前往目标点；
语音合成模块用于对文字信息合成为音频文件进行播报；
语音交互模块用于用户与机器人本体进行语音对话；
展位讲解模块用于自动执行讲解任务。
2.根据权利要求1所述的展厅智能讲解机器人，其特征在于，所述展位素材管理模块管理的素材信息类型包括视频、图片和文字；
所述语音交互模块是通过关键词触发语音交互入口，用户通过语音下发控制指令。
3.根据权利要求1所述的展厅智能讲解机器人，其特征在于，所述机器人本体上设置有激光雷达传感器，通过激光雷达传感器扫描整个展厅区域，建立栅格地图并设置每个展位在地图上的位置。
4.根据权利要求1-3中任一所述的展厅智能讲解机器人，其特征在于，所述地图管理模块上设置有SLAM地图构建服务子模块，SLAM地图构建服务子模块用于控制激光雷达传感器运行并采集激光雷达传感器收集的数据；SLAM地图构建服务子模块是基于Rao-Blackwellized粒子滤波算法建立二维栅格地图。
5.一种展厅智能讲解的实现方法，其特征在于，该实现方法是机器人本体使用激光雷达传感器扫描展厅区域建立地图，为各展位建立导航点，同时对指定展位进行路径规划并进行室内导航，为用户提供语音交互、导航引领、语音讲解及视频播放的服务；具体如下：
机器人本体控制激光雷达传感器运行，扫描整个展厅区域，建立栅格地图并设置每个展位在地图上的位置，完成展厅地图的构建；
上传每个展位需要讲解的展位素材信息，按照展位编号对应存储；其中，展位素材信息的类型包括视频、图片和文字；
设定机器人默认讲解任务，指定各展位讲解顺序。
6.根据权利要求5所述的展厅智能讲解实现方法，其特征在于，展厅地图是通过启动SLAM地图构建服务，机器人本体控制激光雷达传感器运行并采集激光雷达传感器收集的数据；
其中，SLAM地图构建服务基于Rao-Blackwellized粒子滤波算法，建立二维栅格地图。
7.根据权利要求5所述的展厅智能讲解实现方法，其特征在于，设定机器人默认讲解任务，指定各展位讲解顺序并讲解的具体如下：
用户对机器人本体的终端屏幕触控操作，设定讲解任务，支持根据预置展位顺序讲解或选择指定的展位进行讲解；
展位讲解模块根据讲解任务设定加载第一个展位点，获取展位具体位置信息并把位置发送到导航控制模块；
导航控制模块规划导航路径，控制机器人本体前进到目标点，到达目标点后向展位讲解模块发送通知；
展位讲解模块监听到达的展位信息，查找展位对应的讲解资料；
当前展位讲解完成后，展位讲解模块加载下一个展位点，继续下一个展位内容讲解。
8.根据权利要求7所述的展厅智能讲解实现方法，其特征在于，展位讲解模块监听到达的展位信息，查找展位对应的讲解资料包括如下情况：
对于视频，在机器人本体终端屏幕播放视频；
对于图片文件，在机器人本体终端屏幕轮询展示图片；
对于文字信息，调用语音合成模块将文字转换为音频文件，并播报语音内容。
9.根据权利要求7所述的展厅智能讲解实现方法，其特征在于，设定机器人默认讲解任务，指定各展位讲解顺序并讲解的过程中，语音交互模块采集外界声音进行语音识别，识别指定关键词后进入语音交互状态，暂停执行当前讲解任务，识别并执行用户指令；
其中，用户指令包括前往指定展位、结束讲解及继续讲解。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以实现如权利要求5至9中任一所述的展厅智能讲解实现方法。
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