一種基于云計算的智能交互機器人系統(tǒng)及交互方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于云計算的智能交互機器人系統(tǒng)及交互方法，系統(tǒng)包括云服務(wù)平臺、至少一個機器人本體和它體機器人，機器人本體、它體機器人分別與云服務(wù)平臺相互通訊；機器人本體包括相互連接的遠端控制模塊和傳感器通用接口，機器人本體通過網(wǎng)絡(luò)通訊與它體機器人信息互動或服務(wù)互動；它體機器人包括除了機器人本體之外的周邊同一空間或遠程不同空間的其他機器人或設(shè)備；云服務(wù)平臺上設(shè)有共享服務(wù)存儲區(qū)，用于與機器人本體或它體機器人之間實現(xiàn)信息共享。本發(fā)明服務(wù)機器人的應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)信息可獨立于機器人本體之外由云服務(wù)平臺提供，提供基于云計算的高速大數(shù)據(jù)的服務(wù)，以滿足用戶的多樣化需求。
【專利說明】一種基于云計算的智能交互機器人系統(tǒng)及交互方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機器人交互及控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于云計算的智能交互機器人系統(tǒng)及交互方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的服務(wù)機器人包括物理層(硬件結(jié)構(gòu))和程序?qū)?軟件系統(tǒng))組成，可以通過自主或人機交互操作模式執(zhí)行指令，是自成體系的獨立架構(gòu)，其操作和應(yīng)用等軟件均安裝于機器人本體內(nèi)硬件的存儲設(shè)備中，類似于一臺高級的個人PC。
[0003]但是，僅僅靠單臺服務(wù)機器人的獨立運作已經(jīng)無法滿足日益多樣化和復(fù)雜化的用戶需求，不難想象，依靠網(wǎng)絡(luò)進行海量數(shù)據(jù)的傳遞已經(jīng)成為必然。在如此的大背景下，一種名為網(wǎng)絡(luò)機器人的智能設(shè)備隨之出現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)機器人可使用戶通過無線或者有線網(wǎng)絡(luò)接入指定服務(wù)，隨時隨地遠程控制異地設(shè)備和智能家居、進行危險作業(yè)等，但是，由于存在對海量數(shù)據(jù)處理不夠高效等問題，因此一般的網(wǎng)絡(luò)機器人不夠智能和靈活。
[0004]專利CN102196039A公開了一種基于云計算的多機器人系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法，包括多個機器人節(jié)點、多個用于處理機器人運行信息的云計算節(jié)點、與機器人節(jié)點和云計算節(jié)點進行交互的控制模塊，該系統(tǒng)方案結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無法實現(xiàn)機器人之間以及機器人與云計算服務(wù)平臺之間的全面信息交互功能。
[0005]專利CN102571859A公開了一種通過云計算控制機器人的系統(tǒng)及方法，該方法包括:設(shè)置用于訪問云服務(wù)器的驗證信息，將所設(shè)置的驗證信息存儲至云服務(wù)器，并將所設(shè)置的驗證信息分配給用戶端設(shè)備；接收用戶端設(shè)備訪問云服務(wù)器的請求；根據(jù)用戶設(shè)置的驗證信息檢查該用戶端設(shè)備是否能夠訪問云服務(wù)器；當(dāng)用戶端設(shè)備對云服務(wù)器具有訪問權(quán)限時，接收機器人的經(jīng)緯度坐標(biāo)及工作狀態(tài)信息；根據(jù)所述的經(jīng)緯度坐標(biāo)及工作狀態(tài)信息查找離工作任務(wù)發(fā)送地最近的機器人；發(fā)送工作指令給所查找到的機器人，調(diào)用該機器人到工作任務(wù)發(fā)生地執(zhí)行相應(yīng)的工作任務(wù)。該系統(tǒng)方案通過云服務(wù)器統(tǒng)一管理所有的機器人，無法實現(xiàn)機器人之間以及機器人與云計算服務(wù)平臺之間的全面信息交互功能。
[0006]隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，特別是網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的進步，大數(shù)據(jù)無線高速傳輸已經(jīng)成為可能，云計算的應(yīng)用開始逐步實現(xiàn)商業(yè)化，計算能力已經(jīng)成為可以無償或有償使用的跨越國界的人類公共資源，服務(wù)機器人提供基于云計算的高速大數(shù)據(jù)的服務(wù)于是成為可倉泛。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種基于云計算的智能交互機器人系統(tǒng)，服務(wù)機器人的應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)信息可獨立于機器人本體之外由云服務(wù)平臺提供，提供基于云計算的高速大數(shù)據(jù)的服務(wù)，以滿足用戶的多樣化需求。
[0008]本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0009]一方面，本發(fā)明提供一種基于云計算的智能交互機器人系統(tǒng)，其中，包括云服務(wù)平臺、至少一個機器人本體和它體機器人，所述機器人本體、所述它體機器人分別與所述云服務(wù)平臺相互通訊；所述機器人本體包括相互連接的遠端控制模塊和傳感器通用接口，所述機器人本體通過網(wǎng)絡(luò)通訊與所述它體機器人信息互動或服務(wù)互動；所述它體機器人包括除了所述機器人本體之外的周邊同一空間或遠程不同空間的其他機器人或設(shè)備；所述云服務(wù)平臺上設(shè)有共享服務(wù)存儲區(qū)，用于與所述機器人本體或所述它體機器人之間實現(xiàn)信息共享。
[0010]上述基于云計算的智能交互機器人系統(tǒng)，其中，所述機器人本體還包括外觀殼體和內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)、傳感器、通訊和計算單元、存儲設(shè)備、輸入輸出設(shè)備、執(zhí)行機構(gòu)，所述傳感器通過所述傳感器通用接口與外部傳感器設(shè)備互連，所述通訊和計算單元主要由中央處理器和緩存器組成。
[0011]上述基于云計算的智能交互機器人系統(tǒng)，其中，所述機器人本體通過點對點通訊或網(wǎng)格式通訊方式與所述它體機器人信息互動或服務(wù)互動。
[0012]上述基于云計算的智能交互機器人系統(tǒng)，其中，所述輸入輸出設(shè)備包括輸入鍵盤、輸入鼠標(biāo)、輸入無線通信設(shè)備、輸出液晶顯示屏和輸出揚聲器。
[0013]上述基于云計算的智能交互機器人系統(tǒng)，其中，所述輸入無線通信設(shè)備為紅外線通信設(shè)備或藍牙通信設(shè)備或者WIFI通信設(shè)備，其他無線設(shè)備。
[0014]上述基于云計算的智能交互機器人系統(tǒng)，其中，所述執(zhí)行機構(gòu)為控制器或FPGA，或者行為執(zhí)行機構(gòu)。
[0015]上述基于云計算的智能交互機器人系統(tǒng)，其中，所述云服務(wù)平臺包括但不限于超級計算機、計算機機群或分布式互聯(lián)的計算機；機器人應(yīng)用軟件可獨立于機器人本體；大數(shù)據(jù)的云計算作為機器人軟件和信息的資源提供模式；機器人作為云計算的終端執(zhí)行設(shè)備。
[0016]另一方面，本發(fā)明還提供一種如上述基于云計算的智能交互機器人系統(tǒng)的交互方法，其中，包括下列步驟:
[0017]所述云服務(wù)平臺從應(yīng)用提供商處獲得機器人應(yīng)用或更新服務(wù)程序；
[0018]機器人本體或者它體機器人向所述云服務(wù)平臺發(fā)送第一請求，云服務(wù)平臺根據(jù)所述第一請求允許或者拒絕接收機器人本體或者它體機器人發(fā)送的通過傳感器獲得的環(huán)境信息或者人工信息，云服務(wù)平臺將信息處理后的結(jié)果返回，機器人本體或它體機器人根據(jù)返回的結(jié)果對傳感器連接的外部設(shè)備進行狀態(tài)調(diào)整。
[0019]上述基于云計算的智能交互機器人系統(tǒng)的交互方法，其中，還包括:
[0020]機器人本體或者它體機器人向所述云服務(wù)平臺發(fā)送第二請求，云服務(wù)平臺根據(jù)所述第二請求允許或者拒絕機器人本體或者它體機器人在其平臺上獲取應(yīng)用或更新服務(wù)程序。
[0021]上述基于云計算的智能交互機器人系統(tǒng)的交互方法，其中，還包括:
[0022]它體機器人向機器人本體發(fā)送連接請求，機器人本體同意連接請求，雙方建立連接后實現(xiàn)機器人之間的協(xié)作和聯(lián)動；
[0023]它體機器人之間相互連接，機器人本體通過一個它體機器人控制其他它體機器人；
[0024]全面交互的模式:與環(huán)境信息、人工信息、基于云計算的互聯(lián)網(wǎng)資源、它體機器人全面交互。
[0025]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0026]本發(fā)明機器人本體只需要物理層(硬件結(jié)構(gòu))和基本的開放式的操作軟件(類似PC的通用桌面操作系統(tǒng)及其后臺程序)，各種應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)資源則是基于云計算提供的大數(shù)據(jù)服務(wù)來提供，服務(wù)機器人本體成為架構(gòu)在云計算這種新型資源使用和交付模式基礎(chǔ)上的云計算終端執(zhí)行設(shè)備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明基于云計算的智能交互機器人系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0028]圖2是本發(fā)明基于云計算的智能交互機器人系統(tǒng)交互方法的流程示意框圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合原理圖和具體操作實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0030]如圖1所示，本發(fā)明基于云計算的智能交互機器人系統(tǒng)包括云服務(wù)平臺100、至少一個機器人本體200和它體機器人300,機器人本體200、它體機器人300分別與云服務(wù)平臺100相互通訊。機器人本體200包括相互連接的遠端控制模塊和傳感器通用接口(未在圖中標(biāo)出)，并通過網(wǎng)絡(luò)通訊與它體機器人300信息互動或服務(wù)互動。此處的它體機器人300優(yōu)選包括除了機器人本體200之外的周邊同一空間或遠程不同空間的其他機器人或設(shè)備。另外，云服務(wù)平臺100上設(shè)有共享服務(wù)存儲區(qū)101，用于與機器人本體200或它體機器人300之間實現(xiàn)信息共享。
[0031]機器人本體200主要包括物理層和程序?qū)樱锢韺用鎭碚f，主要包括外觀殼體和內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)、傳感器、通訊和計算單元、存儲設(shè)備、輸入輸出設(shè)備、執(zhí)行機構(gòu)，傳感器通過傳感器通用接口與外部傳感器設(shè)備互連，外部傳感器設(shè)備可以是壓力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器和化學(xué)成分傳感器等等。通訊和計算單元主要由中央處理器和緩存器組成。程序?qū)用鎭碚f，則包括開放式基礎(chǔ)操作系統(tǒng)(即基礎(chǔ)操作軟件及后臺程序等)。
[0032]輸入輸出設(shè)備包括輸入鍵盤、輸入鼠標(biāo)、輸入無線通信設(shè)備、輸出液晶顯示屏和輸出揚聲器等。輸入無線通信設(shè)備優(yōu)選為紅外線通信設(shè)備或藍牙通信設(shè)備或者WIFI通信設(shè)備，三種通信設(shè)備所遵循的通訊協(xié)議均為已經(jīng)過市場驗證的成熟體系，易于本發(fā)明的實現(xiàn)。
[0033]執(zhí)行機構(gòu)為控制器或可編程邏輯器件FPGA，通過機器人本體200的執(zhí)行機構(gòu)參與環(huán)境互動，影響和改變環(huán)境信息，又可通過機器人本體200發(fā)出指令操控其他設(shè)備改變環(huán)境信息。即:可以通過傳感器輸入環(huán)境信息到機器人本體200，機器人本體200又可與環(huán)境信息雙向互動，如:環(huán)境信息可通過機器人本體200發(fā)出指令傳遞給其他設(shè)備，如空氣調(diào)節(jié)器，指揮空氣調(diào)節(jié)器改變環(huán)境溫度、濕度等環(huán)境信息。也就是說機器人本體200既可直接參與環(huán)境互動，也可間接參與環(huán)境互動。
[0034]或者，通過機器人本體200的執(zhí)行機構(gòu)參與人機互動，又可通過機器人本體200發(fā)出指令操控其他設(shè)備參與人機互動。即:可通過輸入設(shè)備輸入人工信息到機器人本體200，機器人本體200又可與人工信息雙向互動，也就是說機器人本體200既可直接參與人工互動，也可間接參與人工互動。
[0035]參照圖1，機器人本體200通過點對點通訊或網(wǎng)格式通訊方式與它體機器人300信息互動或服務(wù)互動，機器人之間的通訊方式可以是分布式或者集中式，不限于圖中所示的通訊方式。
[0036]參照圖2，機器人本體200或者它體機器人300向云服務(wù)平臺100發(fā)送第一請求，云服務(wù)平臺100根據(jù)第一請求允許或者拒絕接收機器人本體200或者它體機器人300發(fā)送的通過各種傳感器獲得的環(huán)境信息或者人工信息，云服務(wù)平臺100將信息處理后的結(jié)果返回，機器人本體200或它體機器人300根據(jù)返回的結(jié)果對傳感器連接的外部設(shè)備進行狀態(tài)調(diào)整。
[0037]或者，云服務(wù)平臺100從應(yīng)用提供商處獲得機器人應(yīng)用或更新服務(wù)程序，機器人本體200或者它體機器人300向云服務(wù)平臺100發(fā)送第二請求，云服務(wù)平臺100根據(jù)第二請求允許或者拒絕機器人本體200或者它體機器人300在其平臺上獲取應(yīng)用或更新服務(wù)程序。
[0038]它體機器人300向機器人本體200發(fā)送連接請求，機器人本體200同意連接請求，雙方建立連接后實現(xiàn)機器人之間的協(xié)作和聯(lián)動，或者，它體機器人300之間相互連接，機器人本體200通過一個它體機器人300控制其他它體機器人300。
[0039]環(huán)境信息是指除人工信息之外的所有外部信息，機器人本體200可以通過各種傳感器將外部環(huán)境的聲音、溫度、濕度、煙霧、光照、輻射、空間數(shù)據(jù)、電子信息等環(huán)境信息采集后輸入機器人本體200，用于判斷環(huán)境狀況，機器人本體200可決策后作出雙向互動反應(yīng)。人工信息是指通過人工直接或間接發(fā)出的指令及人類本體生物特征等除了環(huán)境信息之外的由人參與的所有信息。如:語音、表情、視覺、觸覺、行為等人類本體生物信息，及人工主動發(fā)出的指令。
[0040]繼續(xù)參照圖1，機器人本體200不需要安裝所有的應(yīng)用軟件，只需基本的操作系統(tǒng)和部分應(yīng)用程序，其所需資源來源于基于大數(shù)據(jù)高速傳輸?shù)幕ヂ?lián)網(wǎng)云計算提供的數(shù)據(jù)服務(wù)，云計算不僅提供應(yīng)用程序服務(wù)，也提供基礎(chǔ)信息、運算能力、存儲空間等服務(wù)，機器人本體200通過網(wǎng)絡(luò)按需、易擴展的方式獲得所需的各種服務(wù)，包括IT、軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的其他服務(wù)，計算能力作為商品通過互聯(lián)網(wǎng)流通并支持作為終端設(shè)備的機器人本體，機器人本體200成為互聯(lián)網(wǎng)云計算的終端執(zhí)行設(shè)備。機器人本體200作為云計算終端執(zhí)行設(shè)備，也可以參與云計算的服務(wù)提供，與連接在網(wǎng)絡(luò)上的其他設(shè)備遠程互動，可以將其所提供的信息、計算能力、硬件等服務(wù)通過網(wǎng)絡(luò)提供給第三方，參與云計算服務(wù)的提供，為其他需要的客戶提供服務(wù)資源。
[0041]上述描述中的機器人本體200也可用它體機器人300代替。
[0042]需要指出的是，云服務(wù)平臺100可以是包括但不限于超級計算機、計算機機群或分布式互聯(lián)的計算機，也可以是任何其他形式的可進行海量數(shù)據(jù)處理的計算資源和存儲資源的集合。傳感器通用接口為一個或一個以上，所用傳感器通用接口的輸入電壓信號標(biāo)準(zhǔn)為大于O伏小于5伏,其輸入電流信號標(biāo)準(zhǔn)為大于4毫安小于20毫安，當(dāng)然，對于其他具體實施例來說，不限于上述數(shù)據(jù)。
[0043]本發(fā)明機器人本體只需要物理層(硬件結(jié)構(gòu))和基本的開放式的操作軟件(類似PC的通用桌面操作系統(tǒng)及其后臺程序)，各種應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)資源則是基于云計算提供的大數(shù)據(jù)服務(wù)來提供，服務(wù)機器人本體成為架構(gòu)在云計算這種新型資源使用和交付模式基礎(chǔ)上的云計算終端執(zhí)行設(shè)備。[0044]以上對本發(fā)明的具體實施例進行了詳細描述，但本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實施例，其只是作為范例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作出的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于云計算的智能交互機器人系統(tǒng)，其特征在于，包括云服務(wù)平臺、至少一個機器人本體和它體機器人，所述機器人本體、所述它體機器人分別與所述云服務(wù)平臺相互通訊；所述機器人本體包括相互連接的遠端控制模塊和傳感器通用接口，所述機器人本體通過網(wǎng)絡(luò)通訊與所述它體機器人信息互動或服務(wù)互動；所述它體機器人包括除了所述機器人本體之外的周邊同一空間或遠程不同空間的其他機器人或設(shè)備；所述云服務(wù)平臺上設(shè)有共享服務(wù)存儲區(qū)，用于與所述機器人本體或所述它體機器人之間實現(xiàn)信息共享。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于云計算的智能交互機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述機器人本體還包括外觀殼體和內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)、傳感器、通訊和計算單元、存儲設(shè)備、輸入輸出設(shè)備、執(zhí)行機構(gòu)，所述傳感器通過所述傳感器通用接口與外部傳感器設(shè)備互連，所述通訊和計算單元主要由中央處理器和緩存器組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于云計算的智能交互機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述機器人本體通過點對點通訊或網(wǎng)格式通訊方式與所述它體機器人信息互動或服務(wù)互動。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于云計算的智能交互機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入輸出設(shè)備包括輸入鍵盤、輸入鼠標(biāo)、輸入無線通信設(shè)備、輸出液晶顯示屏和輸出揚聲器。其他輸入輸出設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述基于云計算的智能交互機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入無線通信設(shè)備為紅外線通信設(shè)備或藍牙通信設(shè)備或者WIFI通信設(shè)備等無線通信設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于云計算的智能交互機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述執(zhí)行機構(gòu)為控制器或FPGA，或者行為執(zhí)行機構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于云計算的智能交互機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述云服務(wù)平臺包括但不限于超級計算機、計算機機群或分布式互聯(lián)的計算機；機器人應(yīng)用軟件可獨立于機器人本體；大數(shù)據(jù)的云計算作為機器人軟件和信息的資源提供模式；機器人作為云計算的終端執(zhí)行設(shè)備。
8.—種如權(quán)利要求1至7中任意一項所述基于`云計算的智能交互機器人系統(tǒng)的交互方法，其特征在于，包括下列步驟: 所述云服務(wù)平臺從應(yīng)用提供商處獲得機器人應(yīng)用或更新服務(wù)程序； 機器人本體或者它體機器人向所述云服務(wù)平臺發(fā)送第一請求，云服務(wù)平臺根據(jù)所述第一請求允許或者拒絕接收機器人本體或者它體機器人發(fā)送的通過傳感器獲得的環(huán)境信息或者人工信息，云服務(wù)平臺將信息處理后的結(jié)果返回，機器人本體或它體機器人根據(jù)返回的結(jié)果對傳感器連接的外部設(shè)備進行狀態(tài)調(diào)整。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述基于云計算的智能交互機器人系統(tǒng)的交互方法，其特征在于，還包括: 機器人本體或者它體機器人向所述云服務(wù)平臺發(fā)送第二請求，云服務(wù)平臺根據(jù)所述第二請求允許或者拒絕機器人本體或者它體機器人在其平臺上獲取應(yīng)用或更新服務(wù)程序。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述基于云計算的智能交互機器人系統(tǒng)的交互方法，其特征在于，還包括: 它體機器人向機器人本體發(fā)送連接請求，機器人本體同意連接請求，雙方建立連接后實現(xiàn)機器人之間的協(xié)作和聯(lián)動； 它體機器人之間相互連接，機器人本體通過一個它體機器人控制其他它體機器人；全面交互的模式: 與環(huán)境信息、人工信息、基于云計算的互聯(lián)網(wǎng)資源、它體機器人全面交互。
【文檔編號】H04L29/08GK103747024SQ201310299507
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月11日
【發(fā)明者】張殿禮 申請人:弗徠威智能機器人科技（上海）有限公司