本發明涉及智能機器人領域，具體地說，涉及一種用于智能機器人的交互教學方法及終端。

背景技術：

隨著科技技術的發展進步，人工智能的應用領域已經深入到人們生活的方方面面。當前的陪伴型智能機器人在人機交互方面已經逐步地可以替代人類的部分功能，與用戶進行交談。

然而，智能機器人除了具有能夠替代人類進行一些交互的功能之外，事實上還可以給用戶帶來多種體驗。例如，代替教師進行教學、提供知識等。然而，針對這方面的深入化的應用，科技人員還在做努力嘗試。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種用于智能機器人的交互教學方法及終端。根據本發明的交互教學方法，其包括以下步驟：

利用圖像采集裝置獲取當前場景圖片；

對所述當前場景圖片進行圖像處理，以識別出所述當前場景圖片中的各物體；

將識別出的各物體進行標識；

判斷知識庫中是否具有對應于所標識的各物體的知識詞條；

如果知識庫中具有對應的知識詞條，則進一步判斷所述知識詞條是否與教學模塊關聯；

結合所述教學模塊生成與教學內容相關的多模態輸出數據并輸出。

根據本發明的交互教學方法，優選的是，在判斷存在所述知識詞條所關聯的教學模塊時，向用戶輸出詢問是否進入情景教學的語音信息。

根據本發明的交互教學方法，優選的是，所述教學模塊包括多個情景教學應用；

其中，判斷所述知識詞條是否與教學模塊關聯的步驟進一步包括：

判斷所述知識詞條是否與所述教學模塊中的任一情景教學應用關聯；

結合所述教學模塊生成與教學內容相關的多模態輸出數據并輸出的步驟進一步包括：

確定與所述知識詞條關聯的情景教學應用，啟動所述情景教學應用，結合所述應用生成與教學內容相關的多模態輸出數據并輸出。

根據本發明的交互教學方法，所述情景教學應用優選包括詩詞教學、英語趣味學習、成語接龍游戲。

根據本發明的交互教學方法，所述知識庫優選保存于遠端服務器上，通過訪問服務器來搜索到所述關聯元素對應的知識詞條。

根據本發明的交互教學方法，優選的是，在將識別出的各物體進行標識的步驟中，將識別出的各物體作為情景教學中的關聯元素，并對所述關聯元素進行排列組合。

根據本發明的交互教學方法，在一個實施例中優選判斷知識庫中是否具有對應于所述排列組合的知識詞條。

根據本發明的另一個方面，還提供了一種用于智能機器人的交互教學終端。所述交互教學終端包括：

圖像采集裝置，其用以獲取當前場景圖片；

存儲器，其上存儲有程序；

中央處理單元，其與所述存儲器連接，以執行所述程序，所述程序在運行時完成如上所述的方法中的步驟；

揚聲器，用以與用戶進行語音交互，并通過語音輸出與教學內容相關的多模態輸出數據。

根據本發明的交互教學終端，優選的是所述交互教學終端還包括顯示屏，其用以顯示要輸出的與教學內容相關的多模態輸出數據。

本發明的有利之處在于，本發明的人工智能設備可以對現實中的場景進行圖像分析，并在對應的教學應用環境下結合知識庫搜索出對應的知識來對用戶進行情景教學，使知識的學習更貼近用戶的生活。通過相似的情景觸發，進行知識教學，可以讓用戶更好地理解知識。

本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

附圖說明

附圖用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明的實施例共同用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1顯示了根據本發明的實施例的用于智能機器人的交互教學方法的總體流程圖；

圖2顯示了根據本發明的實施例的用于智能機器人的交互教學方法的詳細流程圖；

圖3顯示了根據本發明所包含的情景教學應用示例；以及

圖4顯示了根據本發明的一個實施例的交互教學終端的結構框圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，以下結合附圖對本發明實施例作進一步地詳細說明。

實施例一

如圖1所示，其中顯示了根據本發明的實施例的用于智能機器人的交互教學方法的總體流程圖。

方法開始于步驟S101，智能機器人利用圖像采集裝置獲取當前場景圖片。智能機器人在與用戶的交互過程中，實時地利用其視覺系統感知視野范圍內的場景。特別是在場景發生變化時，智能機器人能夠首先感知，并開啟圖像采集功能進行圖像捕獲。

接下來，在步驟S102中，智能機器人對所捕獲的當前場景圖片進行圖像處理，以識別出當前場景圖片中的各物體。然后，將識別出的各物體進行標識，步驟S103。

在步驟S104中，依據所標識的物體搜索智能機器人的知識庫，以判斷知識庫中是否保存有對應于所標識的各物體的知識詞條。如果知識庫中具有對應的知識詞條，則進一步判斷該知識詞條是否與教學模塊關聯，步驟S105。根據本發明的交互教學方法，優選的是，在將識別出的各物體進行標識的步驟中，將識別出的各物體作為情景教學中的關聯元素，并對關聯元素進行排列組合。在一個實施例中，優選的是，智能機器人需要判斷知識庫中是否具有對應于所述排列組合的知識詞條。

步驟S106，結合教學模塊生成與教學內容相關的多模態輸出數據并輸出。

在一個實施例中，優選的是，在知識庫中具有對應知識詞條并且存在知識詞條所關聯的教學模塊時，向用戶輸出詢問是否進入情景教學的語音信息。

教學模塊包括多個情景教學應用，情景教學應用優選包括詩詞教學、英語趣味學習、成語接龍游戲，如圖3所示。本發明僅作為示例列舉了這三種情景教學應用，實際應用中可以在教學模塊中實現更多的情景教學應用。

其中，判斷知識詞條是否與教學模塊關聯的步驟進一步包括：

判斷知識詞條是否與教學模塊中的任一情景教學應用關聯；

結合教學模塊生成與教學內容相關的多模態輸出數據并輸出的步驟進一步包括：

確定與知識詞條關聯的情景教學應用，啟動情景教學應用，結合應用生成與教學內容相關的多模態輸出數據并輸出。

根據本發明的交互教學方法，知識庫優選保存于遠端服務器上，通過智能機器人訪問服務器來搜索到關聯元素對應的知識詞條。

實施例二

當智能機器人開啟情景教學應用后，攝像頭拍攝實時圖片。實時拍攝圖片的時間間隔可以自行設置。攝像頭實時獲取當前場景圖片，通過進行圖像分析，識別出圖片中的多種物體，并對物體進行標識，步驟S201。

對標識的物體進行排列，得到各個元素的排列組合，由服務器判斷知識庫中針對該元素組合是否有相對應的知識詞條，步驟S202。如果有，則由設備向用戶提問，是否開啟情景教學？如果得到肯定回復，則輸出對應知識詞條。

在一個情形下，例如智能機器人在與用戶的交互過程中，拍攝到一張圖片，分析后得到元素組合：人臉+花，分析得到知識庫中存儲有對應詞條。這時，智能機器人會詢問用戶：“此情此景讓我想起一首詩，你想聽嗎？”如果得到用戶的肯定回答后，則開啟情境詩詞教學應用：“那么讓我來告訴你吧。去年今日此門中，人面桃花相映紅。人面不知何處在，桃花依舊笑春風。”根據本發明，智能機器人還可以根據需要，解釋上述詩詞的意思，分析情境，達到寓教于樂的效果。

在另一個情形下，例如智能機器人在與用戶的交互過程中，拍攝到一張圖片，分析后得到元素組合：月亮+天空。針對組合的元素，在知識庫中進行檢索，找到其中對應的詞條，設備詢問：“看到【月亮】(此括號中內容可隨元素更改)突然詩興大發，想跟我對詩嗎？”如果得到用戶的肯定回答，智能機器人便會開啟帶【月】字的詩詞接龍游戲的應用。

在針對例如英語學習的教學模塊中，拍攝到一張圖片，通過智能機器人的視覺系統分析后得到元素：杯子。然后在知識庫中進行檢索，并確定知識庫中有對應詞條，然后設備會詢問：“你知道【杯子】的英文嗎？”如果得到用戶的肯定回答，則告訴用戶：“杯子的英文是Glass.”

綜上可知，本發明的交互教學方法通過靈活運用機器視覺，實現多種物體元素的識別和標記，然后結合識別出的情境來進行知識傳播，從而可以加深學習者的印象，增強教學應用的趣味性。

由于本發明的方法描述的是在計算機系統中實現的。該計算機系統例如可以設置在機器人的控制核心處理器中。例如，本文所述的方法可以實現為能以控制邏輯來執行的軟件，其由機器人控制系統中的CPU來執行。本文所述的功能可以實現為存儲在非暫時性有形計算機可讀介質中的程序指令集合。當以這種方式實現時，該計算機程序包括一組指令，當該組指令由計算機運行時其促使計算機執行能實施上述功能的方法。可編程邏輯可以暫時或永久地安裝在非暫時性有形計算機可讀介質中，例如只讀存儲器芯片、計算機存儲器、磁盤或其他存儲介質。除了以軟件來實現之外，本文所述的邏輯可利用分立部件、集成電路、與可編程邏輯設備(諸如，現場可編程門陣列(FPGA)或微處理器)結合使用的可編程邏輯，或者包括它們任意組合的任何其他設備來體現。所有此類實施例旨在落入本發明的范圍之內。

因此，根據本發明的另一個方面，還提供了一種用于智能機器人的交互教學終端400，如圖4所示。該交互教學終端400包括：

圖像采集裝置401，其用以獲取當前場景圖片；

存儲器403，其上存儲有程序；

中央處理單元402，其與所述存儲器連接，以執行程序，該程序在運行時完成上述方法中的步驟；

揚聲器405，用以與用戶進行語音交互，并通過語音輸出與教學內容相關的多模態輸出數據。

此外，交互教學終端還包括顯示屏404，其用以顯示要輸出的與教學內容相關的多模態輸出數據。

應該理解的是，本發明所公開的實施例不限于這里所公開的特定結構、處理步驟或材料，而應當延伸到相關領域的普通技術人員所理解的這些特征的等同替代。還應當理解的是，在此使用的術語僅用于描述特定實施例的目的，而并不意味著限制。

說明書中提到的“一個實施例”或“實施例”意指結合實施例描述的特定特征、結構或特性包括在本發明的至少一個實施例中。因此，說明書通篇各個地方出現的短語“一個實施例”或“實施例”并不一定均指同一個實施例。

雖然本發明所公開的實施方式如上，但所述的內容只是為了便于理解本發明而采用的實施方式，并非用以限定本發明。任何本發明所屬技術領域內的技術人員，在不脫離本發明所公開的精神和范圍的前提下，可以在實施的形式上及細節上作任何的修改與變化，但本發明的專利保護范圍，仍須以所附的權利要求書所界定的范圍為準。