一種可遠程交互機器人系統技術方案

本實用新型專利技術提供了一種可遠程交互機器人系統及方法。包括一個近端控制子系統與至少一個遠端移動機器人子系統，近端控制子系統包括圖像發送、接收模塊，聲音發送、接受模塊，機器人遙操作控制模塊，遠端移動機器人子系統包括移動機器人平臺，圖像接收、三維再現模塊，聲音接收、再現模塊，至少一個圖像采集模塊，至少一個聲音采集模塊，近端控制子系統與遠端移動機器人子系統可實時通訊，近端部分負責系統的控制，將采集到對象的序列圖像、聲音信號與對遠端的控制指令發送到遠端；遠端則是移動機器人，將圖像序列與聲音協調地再現出來,可實現遠端機器人與現場觀眾的友好交互。本實用新型專利技術可應用于遠程會議、教育、演講、娛樂等領域。

【技術實現步驟摘要】
一種可遠程交互機器人系統
本技術涉及人機交互
具體地涉及一種可遠程交互機器人系統。
技術介紹
隨著社會生活節奏加快，人們經常會出現分身乏術的尷尬境況，例如需要去遠處參加會議而又沒法錯開時間；再例如需要遠程示教的場合。面對這些需求，人們渴望有一種可實現遠程交互系統或者方法使人可以在同一時間分身到不同地方。目前，利用聊天工具的視頻功能也可以基本滿足這樣要求，但有明顯不足：獲得的是平面信息而不是立體圖像信息，收到對方反饋信息不足，因而導致交互的生動性很差，不能達到高質量的交互效果。而隨著機器人交互技術與虛擬現實技術（如全息投影技術、體三維顯示技術）的興起，為實現可遠程交互機器人系統提供了新思路。若將兩者有效的結合起來，可充分發揮各自的技術優勢，以實現高質量的遠程交互效果。目前，與遠程交互相關的專利主要有：1.中國公開專利號：CN104898652A，名稱：與一個可移動的遠程機器人相互交流。該專利技術的優點是可以使用戶遠程采集到現場相關的信息，可以使得用戶與外界交流，并且它的上肢也可以做出一定的動作，但該設備的系統非常復雜，并且不能很好地展現操作者的場景信息，導致交互體驗敢和臨場感比較差。2.中國公開專利號：CN101049017A，名稱：公司環境中的遠程機器人視頻會議。該專利技術提供了一種企業到企業的移動電話會議系統，該系統運用一個可以從遠程站遠程操作控制的移動機器人，使得使用者和位于機器人視線附近的人員之間進行電話會議。但該專利技術不能有效反饋現場的受眾信息，從而這種交流大多數是單向的，不能算是真正的交互，并且用顯示器再現用戶的場景信息，使得這種方法不夠生動形象。3.中國公開專利號：CN101977240A，名稱：基于iPhone智能手機的機器人人機交互系統。該專利技術創新地將智能手機硬件資源和先進的交互技術與機器人技術進行結合，實現的高易用性人機接口。優點是構建了具有實時網絡視頻反饋的遠程機器人控制平臺，使得系統通用便攜、控制靈活。但該專利技術過于注重對移動端的控制方法，沒有注重用戶與遠端觀眾的相互交流，因而限制了其可利用的范圍。
技術實現思路
本用新型提供了一種可遠程交互機器人系統及方法，該系統由一個近端控制子系統與至少一個遠端移動機器人子系統組成。近端控制子系統包括圖像發送、接收模塊，聲音發送、接受模塊，機器人遙操作控制模塊。遠端移動機器人子系統包括移動機器人平臺，圖像接收、三維再現模塊，聲音接收、再現模塊，至少一個圖像采集模塊，至少一個聲音采集模塊。結構示意圖如附圖1所示。近端控制子系統與遠端移動機器人子系統可實時通訊，近端控制子系統通過圖像、聲音發送模塊可同時向至少遠端移動機器人子系統發送圖像、聲音信息，遠端移動機器人子系統通過圖像、聲音接收模塊接收圖像、聲音信息。圖像與聲音信息可同步或者不同步。圖像與聲音的采集和傳輸可在線或者離線。通訊示意圖如附圖2所示。遠端移動機器人子系統通過圖像、聲音采集模塊采集現在圖像、聲音信息，并反饋到近端控制子系統，由其圖像、聲音接收模塊接收。圖像與聲音信息可同步或者不同步。圖像與聲音的采集和傳輸可在線或者離線。通訊示意圖如附圖2所示。近端控制子系統可通過機器人遙操作控制模塊同時對至少一個遠端的移動機器人進行控制，控制內容一般包括機器人開啟、休眠與關機控制機器人移動，調整機器人的視角，例如當現場觀眾要與遠端機器人對話時，需控制機器人的面向角度以及與該觀眾的距離，以提高交互的真實感。圖像接收、三維再現模塊有三種實現方式：全息投影顯示、體三維顯示與幕布投影顯示。其中，利用全息投影實現時，圖像三維再現模塊固定于遠端移動機器人平臺（3-1）上，可將接收的原始三維物體的序列圖像立體地再現出來。圖像接收、三維再現模塊可用但不限于全息三維投影實現。全息三維投影包含光源（3-2），光電再現模塊（3-3），全息圖像承接介質（3-4），三者同一平面放置，再現圖像（3-5）由全息圖像承接介質（3-4）承接。三維再現模塊與移動機器人平臺放置方式之一如附圖3所示。三維再現模塊與移動機器人平臺放置方式之二如附圖4所示。全息三維投影光源（4-2）垂直放置在移動機器人平臺（4-1）上，光電再現模塊（4-3）與全息圖像承接介質（4-4）放置在光源上方的支撐板上，形成上下結構，再現圖像（4-5）由全息圖像承接介質（4-4）承接。利用體三維顯示實現時，圖像接收、三維再現模塊固定于遠端移動機器人平臺上。二者放置方式有兩種：其一為體三維顯示模塊（由基板（5-2）、支撐架（5-3）、投影屏（5-4），立體顯示容器（5-5），再現圖像（5-6）組成）相對于機器人移動平臺（5-1）正立放置；其二為體三維顯示模塊（由基板（6-2）、支撐架（6-3）、投影屏（6-4），立體顯示容器（6-5），再現圖像（6-6）組成）相對于移動機器人平臺（6-1）到立放置。利用幕布投影顯示，立體成像是通過高流明的投影儀實現，該系統框架由以下部分組成：幕布支撐框架（7-1）、投影儀（7-2）、移動機器人平臺（7-3），其中幕布類型包括紗幕、霧幕，幕布類型不僅僅限制這兩類。其中，使用霧幕時，該系統需要增加霧蒸汽生產器，安裝在機器人移動平臺上。本用新型公開了一種可遠程交互機器人系統及方法，該系統能夠實現近端與一個或多個遠端機器人系統進行同時通訊，從而能夠達到人在同一時間而處不同地點的效果。一方面，近端可以操控遠端的移動機器人系統，以實現信息向現場觀眾傳遞；另一方面，又將現場采集的信息反饋回近端，從而實現與觀眾交互的效果。并且，用各種三維成像方式將近端在遠端再現出來，增強了交互的生動性和浸入感。本專利技術可以用在遠程會議、教學、演講、娛樂等領域。附圖說明圖1為本用新型的可遠程交互機器人系統的結構示意圖；圖2為本用新型的近端與遠端圖像、聲音通訊示意圖；圖3為利用全息投影實現圖像三維再現時，圖像接收、三維再現模塊與移動機器人平臺第一種放置方式示意圖；圖4為利用全息投影實現圖像三維再現時，圖像接收、三維再現模塊與移動機器人平臺第二種放置方式示意圖；圖5為利用體三維顯示實現圖像三維再現時，圖像接收、三維再現模塊與移動機器人平臺第一種放置方式示意圖；圖6為利用體三維顯示實現圖像三維再現時，圖像接收、三維再現模塊與移動機器人平臺第二種放置方式示意圖；圖7為利用幕布投影顯示實現圖像三維再現時，圖像接收、三維再現模塊與移動機器人平臺放置方式示意圖。其中：3-1為遠端移動機器人平臺，3-2為光源，3-3為光電再現模塊，3-4為全息圖像承接介質，3-5為再現圖像，4-1為移動機器人平臺，4-2為全息三維投影光源，4-3為光電再現模塊，4-4為全息圖像承接介質，4-5為再現圖像，5-1為移動機器人平臺，5-2為基板，5-3為支撐架，5-4為投影屏，5-5為立體顯示容器，5-6為再現圖像，6-1為移動機器人平臺，6-2為基板，6-3為支撐架，6-4為投影屏，6-5為立體顯示容器，6-6為再現圖像，7-1為幕布支撐框架，7-2為投影儀，7-3為移動機器人平臺。具體實施方式為了使本用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本用新型作進一步地較為詳細描述，顯然，所描述的實施例僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本用新型中的實施例，本領域普通技術人員在本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可遠程交互機器人系統，其特征在于：所述的可遠程交互機器人系統由一個近端控制子系統與至少一個遠端移動機器人子系統組成，近端控制子系統包括圖像發送、接收模塊，聲音發送、接受模塊，機器人遙操作控制模塊，遠端移動機器人子系統包括移動機器人平臺，圖像接收、三維再現模塊，聲音接收、再現模塊，至少一個圖像采集模塊，至少一個聲音采集模塊，近端控制子系統與遠端移動機器人子系統可實時通訊。

【技術特征摘要】
1.一種可遠程交互機器人系統，其特征在于：所述的可遠程交互機器人系統由一個近端控制子系統與至少一個遠端移動機器人子系統組成，近端控制子系統包括圖像發送、接收模塊，聲音發送、接受模塊，機器人遙操作控制模塊，遠端移動機器人子系統包括移動機器人平臺，圖像接收、三維再現模塊，聲音接收、再現模塊，至少一個圖像采集模塊，至少一個聲音采集模塊，近端控制子系統與遠端移動機器人子系統可實時通訊。2.根據權利要求1所述的一種可遠程交互機器人系統，其特征在于：圖像接收、三維再現模塊固定于遠端移動機器人平臺上，其實現方式有三種：全息三維投影、體三維顯示和幕布投影顯示，再現顯示內容包含但不限于兩種：其一是將接收的原始三維物體的序列圖像經過處理后實時地再現出來；其二是根據近端采集的對象，在遠端調用并顯示出其相對應的虛擬三維模型圖像。3.根據權利要求2所述的一種可遠程交互機器人系統，其特征在...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊辰光，曾超，王尊冉，賀波濤，
申請(專利權)人：華南理工大學，蘇州晨本智能科技有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東,44