上海松鼠课堂人工智能科技有限公司王鑫获国家专利权
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龙图腾网获悉上海松鼠课堂人工智能科技有限公司申请的专利互动教学机器人的运动控制方法与系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN113352326B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-06发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202110675551.8,技术领域涉及:B25J9/16;该发明授权互动教学机器人的运动控制方法与系统是由王鑫设计研发完成,并于2021-06-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本互动教学机器人的运动控制方法与系统在说明书摘要公布了:本发明提供了互动教学机器人的运动控制方法与系统,其通过采集教学机器人所处环境四周的声音信息,根据声音信息中的声纹特征信息和语义信息,控制教学机器人切换工作状态而实现唤醒,再根据声音信息中的声音强度分布信息,确定用户所处的方位区域以便于拍摄得到环境影像;接着,在环境影像中识别存在的障碍物而确定教学机器人的移动路径,并且指示教学机器人在运动过程中播放相应的语音答复消息,这样能够保证教学机器人在用户的语音控制下能够及时准确地跟随用户,以及快速与用户进行语音互动,从而提高教学机器人与学生互动过程中的运动灵活性以及改善教学机器人与学生的互动智能化和自动化程度。
本发明授权互动教学机器人的运动控制方法与系统在权利要求书中公布了:1.互动教学机器人的运动控制方法,其特征在于,其包括如下步骤:步骤S1,采集教学机器人所处环境四周的声音信息;分析所述声音信息后得到所述声音信息对应的声纹特征信息、语义信息和声音强度分布信息;再根据所述声纹特征信息和所述语义信息,控制教学机器人进行工作状态切换;步骤S2,根据所述声音强度分布信息,确定在教学机器人所处环境中用户与教学机器人的相对方位;再根据所述相对方位,对用户所处的方位区域进行拍摄,从而得到相应的环境影像;步骤S3,分析所述环境影像,确定教学机器人与用户之间的空间区域中障碍物存在状态;根据所述障碍物存在状态,确定教学机器人运动至用户所处位置的移动路径;并在教学机器人沿所述移动路径运动的过程中,指示教学机器人针对所述语义信息,向用户反馈相应的语音答复消息;其中,所述步骤S3包括:步骤S301,将所述环境影像转换为灰度化环境影像,并从所述灰度化环境影像中提取相应的影像像素轮廓信息;再根据所述影像像素轮廓信息,确定教学机器人与用户之间的空间区域存在的障碍物位置和障碍物尺寸;步骤S302,根据障碍物位置和障碍物尺寸,在教学机器人与用户之间的空间区域确定能够容纳教学机器人运动的连续移动路径,从而使教学机器人能够沿所述连续移动路径运动至用户所处位置;步骤S303,从预设应答语音数据库中选择与所述语义信息向匹配的语音答复消息;并在教学机器人沿所述连续移动路径运动的过程中,以变化的音量重复播放所述语音答复消息,其中所述变化的音量是指当教学机器人在运动过程中越接近用户,对应的音量越小;其中,所述步骤S301包括:步骤S3011,根据所述影像像素轮廓信息,分析教学机器人与用户之间的空间区域内的所有像素点是否为所述影像像素轮廓内部的点,进而确定是否为属于障碍物的像素点,并在所述教学机器人与用户之间的空间区域内对障碍物的所有像素点进行标注,从而确定障碍物位置,具体为,利用下面公式1,根据所述影像像素轮廓信息,确定教学机器人与用户之间的空间区域存在障碍物位置, 在上述公式1中,Aa表示教学机器人与用户之间的空间区域内的第a个像素点是否属于障碍物的像素点的判定值,当Aa=1时,表示第a个像素点属于障碍物的像素点并对第a个像素点进行标注,从而确定障碍物位置,当Aa=0时,表示第a个像素点不属于障碍物的像素点并不对第a个像素点进行标注,Xa,Ya表示教学机器人与用户之间的空间区域内的第a个像素点的坐标值,Xi,Yi表示影像像素轮廓中第i个轮廓点的坐标值,Ximin表示影像像素轮廓中所有轮廓点的最小横坐标值,Ximax表示影像像素轮廓中所有轮廓点的最大横坐标值,Yimin表示影像像素轮廓中所有轮廓点的最小纵坐标值,Yimax表示影像像素轮廓中所有轮廓点的最大纵坐标值,n表示影像像素轮廓包含的轮廓点的总数量;步骤S3012,利用下面公式2,根据所述影像像素轮廓信息,确定教学机器人与用户之间的空间区域存在障碍物尺寸, 在上述公式2中,Sp表示教学机器人与用户之间的空间区域对应的障碍物影像水平方向上第p行像素点在真实空间上的长度,k表示教学机器人与用户之间的空间区域对应的水平方向上每一行像素点的总数量,L0表示教学机器人与用户之间的空间区域对应的水平方向上每一行像素点在真实空间上的长度;其中,所述步骤S302包括:利用下面公式3,根据障碍物位置和障碍物尺寸,在教学机器人与用户之间的空间区域在行列方向上进行标注,从而在空间区域上标注得到若干像素点, 在上述公式3中,Apq表示在教学机器人与用户之间的空间区域在第p行第q列方向上进行标注后得到的像素点标注值,L表示教学机器人在水平方向上的长度;确定像素点标注值为1的所有像素点,并在所述像素点对应存在的空间内找到一条连续移动路径,从而作为容纳教学机器人运动的连续移动路径。
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