本發明屬于機器人的技術領域，尤其涉及到智能機器人的人機互動技術應用。

背景技術：

目前機器人技術是當下熱點，但是幾乎所有機器人都是采用機械開關的方式來實現操作。機械開關的數量比較大，而且每個機械開關的具體功能需要用戶學習說明書才能知曉，比較多的機械開關就更需要用戶閱讀學習說明書才知道如何使用。

這種機器人跟人的直接交互性不強，操作不方便，無法讓用戶快速操作使用。比如面對家庭老年人的服務機器人，要老人進行復雜的按鍵操作非常不容易。

技術實現

本發明提供一種機器人，通過感應控制技術，實現人機互動，提高人機交互的便利性，給用戶以更直觀、方便的體驗，解決機械開關方案操作不便的問題。

本發明實施例提供的具體技術方案如下：

一種機器人，包括：手勢感應采集器、壓力采集模塊、音頻采集器、主控芯片、云數據處理后臺、機械控制單元，

所述手勢感應采集器包括傳感器、感應芯片和同步串行通信接口，所述傳感器采集所述機器人所處特定空間區域內的手勢，形成數據并傳輸至所述感應芯片，由所述感應芯片通過算法判斷出手勢動作，經過所述同步串行通信接口將所述手勢動作數據上報至所述主控芯片；

所述壓力采集模塊包括壓力傳感器、線性放大器、模數轉換器和iic總線接口，所述壓力傳感器采集所述機器人身體特定區域中接收到的壓力，經過所述線性放大器進行壓力信號放大，由所述模數轉換器把模擬壓力數值轉化為壓力數字信號，經過所述iic總線接口將所述壓力數字信號上報至所述主控芯片；

所述主控芯片經過所述同步串行通信接口接收到所述手勢動作數據，經過所述iic總線接口接收到所述壓力數字信號，以及接收音頻采集器的音頻數據，把所述手勢動作數據、所述壓力數字信號和所述音頻數據進行邏輯與的處理，當所述手勢動作數據是預設值，所述音頻數據是預設值，并且所述壓力數字信號大于壓力第一閾值，則對所述預設值查找預設表格確定動作控制信號。確定動作控制信號后，通過串口輸出到所述機械控制單元以及通過無線網絡接口輸出到所述云數據處理后臺；

所述機械控制單元接收到所述動作控制信號后，執行機械動作，并把執行后的數據反饋給所述主控芯片；

所述云數據處理后臺根據后臺大數據統計分析對所述手勢動作數據、所述壓力數字信號和所述音頻數據的邏輯處理進行更新，并傳輸給所述主控芯片。

優選地，所述手勢動作數據是預設值，所述音頻數據的語音指令與所述手勢動作數據一致，并且所述壓力數字信號大于壓力第一閾值，則對所述預設值查找預設表格確定動作控制信號。

優選地，所述手勢動作數據是預設值，所述音頻數據的語音指令與所述手勢動作數據不一致，并且所述壓力數字信號大于壓力第一閾值，則不確定動作控制信號。

優選地，所述手勢感應采集器是電容式手勢感應采集器。

優選地，所述主控芯片還包括一個調試接口，用于連接外置的計算機設備。

本發明通過機器人的手勢感應采集器、壓力采集模塊、音頻采集器，可以方便地采集用戶的動作和聲音，機器人的主控芯片通過分析用戶的動作和聲音得到動作控制信號來使機器人執行機械動作，實現人機互動，提高人機交互的便利性，給用戶以更直觀、方便的體驗。

附圖說明

圖1為本發明實施例的原理框圖。

圖2為本發明實施例一的技術框圖。

圖3為本發明另一個實施例的技術框圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。

如圖1所示，為本發明實施例的原理框圖，展示了本發明的產品結構組成，示意了本發明各個結構模塊以及直接的實際連接方式。

如圖1-圖3所示，實施例中的機器人包括手勢感應采集器、壓力采集模塊、音頻采集器、主控芯片、云數據處理后臺、機械控制單元，

手勢感應采集器可以安裝在機器人頭部和胸部，這個高度的位置適合采集用戶的動作，手勢感應采集器對用戶在頭頂胸前的手勢進行檢測，然后傳輸給主控芯片。

手勢感應采集器包括傳感器、感應芯片和同步串行通信接口，所述傳感器采集所述機器人所處特定空間區域內的手勢，形成數據并傳輸至所述感應芯片，由所述感應芯片通過算法判斷出手勢動作，經過所述同步串行通信接口，具體為iic總線接口，將所述手勢動作數據上報至所述主控芯片，通信協議為自定義格式。選用電容式手勢感應采集器，可以選用3d手勢感應采集器。

壓力采集模塊包括壓力傳感器、線性放大器、模數轉換器和iic總線接口，所述壓力傳感器采集所述機器人身體特定區域中接收到的壓力，經過所述線性放大器進行壓力信號放大，由所述模數轉換器把模擬壓力數值轉化為壓力數字信號，經過所述iic總線接口將所述壓力數字信號上報至所述主控芯片。壓力傳感器，線性放大器具體采用microchip公司的mcp6v02型號的芯片，放大后的信號再經過高達18位轉換分辨率的高性能adc，具體采用microchip公司的mcp3421型號的芯片轉化為數字信號。

壓力采集模塊與手勢感應采集器相獨立，也可以安裝在機器人的胸部位置，實現擊打感應觸發功能，通過串行通信傳輸到主控芯片，實現特定功能。

主控芯片經過所述同步串行通信接口接收到所述手勢動作數據，經過所述iic總線接口接收到所述壓力數字信號，以及接收音頻采集器的音頻數據，把所述手勢動作數據、所述壓力數字信號和所述音頻數據進行邏輯處理，確定動作控制信號，通過串口輸出到所述機械控制單元以及通過無線網絡接口輸出到所述云數據處理后臺；

機械控制單元接收到所述動作控制信號后，執行機械動作，并把執行后的數據反饋給所述主控芯片，機械控制單元和主控芯片之間采用異步串行通信接口的方式進行通信，具體是uart接口，通信協議為自定義格式，機械控制單元采用穩定可靠的專用電機驅動模塊，保證了機械運動的可靠性及精確性，可以選用至少兩個舵機行走機械結構。

機械控制單元，是機器人的控制運動部分，其接收主控芯片發送的控制命令并執行相關動作，同時將相關執行結果反饋給主控芯片，實現機器人系統的閉環控制。

當手勢動作數據是預設值，并且所述壓力數字信號大于壓力第一閾值，則對所述預設值查找預設表格確定動作控制信號。

比如用戶可以先擊打機器人，觸發手勢感應采集器開始進行采集，用戶就可以作出各種動作對機器人進行指令，這樣可以防止誤觸發，因為用戶有時候的動作不一定是要控制機器人，但是機器人的手勢感應采集器能夠采集到動作，所以通過壓力采集模塊先進行一個壓力值的判斷，大于預訂的壓力第一閾值后再觸發手勢感應采集器，不僅防止誤觸發還可以節省功耗。比如先拍一下機器人胸前的壓力采集區域，然后手掌在機器人胸部前方做出不同的手勢，可以指揮機器人前行或者停止，或者手臂在機器人胸前做出繞圈動作，則機器人轉身。

還可以是用戶的手勢動作本身帶有擊打，這樣，就不必通過先擊打機器人觸發手勢感應采集器開始進行采集，而是機器人的手勢感應采集器和壓力采集模塊同時都處于工作狀態，都采集到了相應的數據，機器人的響應速度快。比如手掌在機器人胸部前方做帶有擊打的特定手勢，也可以指揮機器人前行或者停止，這樣用戶只需要作出一個手勢動作，就可以控制機器人，操作簡潔。

音頻采集器采用麥克風，收集用戶的聲音，通過語義分析得到用戶的語音指令，用戶在進行動作控制的時候同時發出聲音，這樣可以使得用戶對機器人的控制更加準確。

手勢動作數據是預設值，所述音頻數據的語音指令與所述手勢動作數據一致，并且所述壓力數字信號大于壓力第一閾值，則對所述預設值查找預設表格確定動作控制信號。比如用戶用手臂在機器人胸前做出繞圈動作，同時發出“轉身”的語音，由于動作和語音指令是一致的，則機器人進行轉身。

手勢動作數據是預設值，所述音頻數據的語音指令與所述手勢動作數據不一致，并且所述壓力數字信號大于壓力第一閾值，則不確定動作控制信號。比如用戶用手臂在機器人胸前做出非繞圈的其它動作，同時發出“轉身”的語音，由于動作和語音指令是不一致的，可以認為是用戶的非針對機器人的動作和聲音，則主控芯片不輸出控制行動的指令。

云數據處理后臺根據后臺大數據統計分析對所述手勢動作數據、所述壓力數字信號和所述音頻數據的邏輯處理進行更新，并傳輸給所述主控芯片。這樣，可以根據所有用戶的大數據進行更好的實時更新，更加適合實際中的機器人使用。

云數據處理后臺，是后臺運算監控平臺，負責機器人系統后臺檢測及狀態等信息，并與用戶遠程交互。

實施例中還可以包括與主控芯片連接的音頻輸出裝置，比如揚聲器，這樣機器人可以通過揚聲器發出聲音，以及與主控芯片連接的視頻輸出裝置，比如顯示屏，這樣機器人可用通過顯示屏播放圖像。

主控芯片是機器人的主處理單元，完成手勢感應數據、壓力傳感數據、音視頻數據的運算處理；并經過主控芯片的處理器內部數據處理將動作控制信號輸出給航機行走機械結構，以控制機器人執行相關動作命令。

主控芯片將處理的音視頻信息輸出給音視頻輸出模塊；同時主控芯片通過網絡接口和云數據處理后臺的軟件系統進行實時交互。

主控芯片采用allwiner公司的高性能armcontexa7圖像處理器；其內部自帶256kb的1級cache緩存，512kb的2級cache緩存；集成gpu支持opengles2.0/vg1.1標準；支持ddr3/ddr3l/sdram，支持8-bitnand閃存存儲器；集成攝像頭處理單元，支持500萬像素cmos傳感器，支持8-bityuv傳感器；集成視頻處理顯示控制器，支持1080p@60hz視頻流，支持多種格式fhd視頻解碼格式mpeg1/2，mpeg4sp/aspgmc，h.263，h.264，wmv9/vc-1，vp8，支持h.264高性能1080p@60hz編碼；

主控芯片兼容rtsp，http，hls，rtmp，mms視頻流協議；集成顯示控制單元，支持1/2/4-lanemipidsi到1280x800分辨率；支持rgb/cpu/lvdslcd到1280x800分辨率；集成音頻編解碼控制單元，支持hi-fi高性能音頻編解碼器，集成兩個獨立的mic運放；支持android6.0操作系統，保證了系統的實時處理能力。

主控芯片是allwiner公司的a33型號的芯片，還包括一個調試接口，用于連接外置的計算機設備。

本發明通過機器人的手勢感應采集器、壓力采集模塊、音頻采集器，可以方便地采集用戶的動作和聲音，機器人的主控芯片通過分析用戶的動作和聲音得到動作控制信號來使機器人執行機械動作，實現人機互動，提高人機交互的便利性，增加操作機器人的準確性，給用戶以更直觀、方便的體驗。

本發明實施例中，機器人外表不需要有任何按鍵或者其他凸起結構等專門設計，手勢感應采集器以及pcb，和壓力采集模塊全部內置，機器人外表可以絲印或者銘刻專門提示圖形或者文字等，實施結構新穎，方便人機互動。