机器人面部表情实现系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及机器人技术领域，具体公开了一种机器人面部表情实现系统包括上位机和下位机，所述上位机与所述下位机之间通过UART通讯，所述上位机能够向所述下位机发送表情命令，所述下位机包括眼睛屏控制板、眼睛屏显视板和电源控制板，所述眼睛屏控制板能够将所述上位机发送来的表情命令解析成图片组id和图片id，并根据所述图片组id和图片id控制所述眼睛屏显示板显示出对应的表情图片。本发明的机器人面部表情实现系统通过基于聊天内容与运动指令所做出的表情展示，能快速建立良好的用户体验，更易与用户达成情感上的共鸣，操作简单，在语音控制下就可以完成对机器人表情的控制。
【专利说明】
机器人面部表情实现系统
技术领域
[0001 ]本发明设及机器人技术领域，尤其设及一种机器人面部表情实现系统。
【背景技术】
[0002] 机器人与用户的沟通交流局限于过往简单程式化的响应(偏机械性的条件化反 射），不能传达更多丰富的情绪和情感(喜怒哀乐等）。机器人的面部表情作为人工智能机器 人与人进行人机互动的重要桥梁，需要满足人与机器人沟通交流对话的情感需求，良好地 传递机器人的反馈信息和恰当地模拟出用户能够理解的情绪和情感的表达。
[0003] 现有的机器人的面部表情反馈大多基于既定的交互程式，采用比较具象且样式固 定的表情来传达响应的表情。运样的机器人表情交互往往会出现形式单一，灵活可变性不 足，且可拓展性也不足的问题。
[0004] 用户体验不好，与人交互时缺少情感与屯、理上的交流，使人类无法产生情感上的 共鸣。
[0005] 目前多数机器人情感"为主打卖点，但机器人面部显示屏幕表情呆板欠缺变 化，表情甚至一成不变，难W与人类产生真正屯、灵上的沟通，让人类无法感觉到它是生活中 不可或缺的一部分。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种机器人面部表情实现系统，W解决现有技术中人机交互 存在的缺陷。
[0007] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种机器人面部表情实现系统，包括上位 机和下位机，所述上位机与所述下位机之间通过UART通讯，所述上位机能够向所述下位机 发送表情命令;所述下位机包括眼睛屏控制板、眼睛屏显视板和电源控制板，所述眼睛屏控 制板能够将所述上位机发送来的表情命令解析成图片组id和图片id,并根据所述图片组id 和图片id控制所述眼睛屏显示板显示出对应的表情图片。
[000引优选地，所述上位机为采用裡电池供电的lemaker guitar主控板，包括外围板和 核屯、板。
[0009] 优选地，所述外围板用于提供对外接口，通过tt州SB0进行通讯。
[0010] 优选地，所述核屯、板包括ARM?Coパeχ-A53 8核64位1.2細z的CPU、2GBLPDDR3 SDRAM@800MHz的RAMW及8GB的eMMc/Nand 化A甜。
[0011] 优选地，所述眼睛屏显示板包括显示屏和L邸点阵屏。
[0012] 优选地，所述表情命令包括汉字显示、英文显示、图片静态显示、图片动态显示、眼 睛屏全亮、眼睛屏全暗、眼睛屏呼吸和眼睛屏闪烁。
[0013] 优选地，所述表情命令的数据格式为:数据包头+作用区域+命令总类型+数据长度 +具体数据+预留位+校验位，其中，所述数据包头为数据包的起始位置且为固定的，所述作 用区域用于表示运一包数据的作用位置，所述命令总类型为显示的不同表情效果，所述数 据长度用于表示数据的长度且高位在前，所述具体数据为实际的数据。
[0014] 优选地，所述上位机和下位机在接收到数据后能够回复一个命令，用于表示已经 收到数据。
[0015] 优选地，所述上位机向所述下位机发送的表情命令为十六进制数据。
[0016] 优选地，所述下位机中保存的表情图片数据为flash数据，flash数据中有多组图 片数据且按组区分，组数量最多为255组，每组的图片数量最多为255副，指定图片信息需要 图片组id和图片id。
[0017] 本发明的机器人面部表情实现系统在人机交互过程中，根据聊天内容变换不同表 情，进而产生情感上的共鸣，表情的变化动态效果丰富，能更好的促进与人类的互动，通过 人类易于识别的表情展开真正触动人屯、的交流，实现机器人的面部屏及表情丰富变化，使 之更符合现代人类的审美观点，能给人W亲切感和信任感，实现机器人面部屏及表情丰富 的变化，使之在视觉上符合人类头、面部的运动规律并且在视觉上符合人体艺术工程学，在 运动中结合指令的变化展示相应的表情，机器人通过丰富的表情变化将可W更好得与人类 进行沟通W辅助其完成日常操作，本发明的目的在于改进人机交互中不能产生情感共鸣的 问题。通过基于聊天内容与运动指令所做出的表情展示，能快速建立良好的用户体验，更易 与用户达成情感上的共鸣，操作简单，在语音控制下就可W完成对机器人表情的控制，其工 作性能高，制作成本、能量损耗少，稳定性高，操作、控制、使用简便。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。W下实施例用于说明本 发明，但不能用来限制本发明的范围。
[0019] 本发明的方案包括机器人表情的动态效果、语音与表情结合、动作与表情结合Ξ 个部分，各部分的功能是，在语音聊天过程中，根据聊天的内容变换表情，如果聊天内容超 出机器人的理解范围，则出现困惑表情，机器人运动过程中结合相应的指令展示不同的表 情。
[0020] 本实施例的机器人面部表情实现系统包括上位机和下位机，所述上位机与所述下 位机之间通过UART通讯，所述上位机能够向所述下位机发送表情命令;所述下位机包括眼 睛屏控制板、眼睛屏显视板和电源控制板，所述眼睛屏控制板能够将所述上位机发送来的 表情命令解析成图片组id和图片id,并根据所述图片组id和图片id控制所述眼睛屏显示板 显示出对应的表情图片，如通过L邸点阵屏显示。
[0021 ] 所述上位机为采用裡电池供电的lemaker guitar主控板，包括外围板和核屯、板。 所述外围板用于提供对外接口，通过1：171]5130进行通讯。所述核屯、板包括乂1^?〔〇的〇义- A53 8核64位 1.2GHz的CPU、2GB LP孤R3 SDRAM@800MHz的RAMW及8GB的eMMc/Nand 化A甜。
[0022] 所述眼睛屏显示板包括显示屏和L邸点阵屏。所述表情命令包括汉字显示、英文显 示、图片静态显示、图片动态显示、眼睛屏全亮、眼睛屏全暗、眼睛屏呼吸和眼睛屏闪烁。所 述表情命令的数据格式为:数据包头+作用区域+命令总类型+数据长度+具体数据+预留位+ 校验位，其中，所述数据包头为数据包的起始位置且为固定的，所述作用区域用于表示运一 包数据的作用位置，所述命令总类型为显示的不同表情效果，所述数据长度用于表示数据 的长度且高位在前，所述具体数据为实际的数据。所述下位机中保存的表情图片数据为 flash数据，flash数据中有多组图片数据且按组区分，组数量最多为255组，每组的图片数 量最多为255副，指定图片信息需要图片组id和图片id。
[0023] 所述上位机和下位机在接收到数据后能够回复一个命令，用于表示已经收到数 据。所述上位机向所述下位机发送的表情命令为十六进制数据。
[0024] 表情命令的具体数据格式
[0025] 上位机把每种表情定义为不同的表情状态类，当用户在聊天的过程中，说出了定 义好的表情类关键词，或者是机器人运动在不同的场景下的时候，我们会通过扫包功能找 到与之匹配的表情状态类，执行状态类里面的发送命令方法。每个表情会定义不同的命令， 并遵循一定的数据格式，其具体格式如下:数据包头(数据包的起始位置，是固定的）+作用 区域（即命令用于表示运一包数据是作用于哪里)+命令总类型（显示的不同表情效果)+数 据长度(用于表示数据的长度，高位在前)+具体数据(实际的数据)+预留位+校验位(采用校 验和的方式校验）。为保证数据被正常接收，采用应答机制，上位机(或下位机)在接收到数 据后需要回复一个约定的命令表示已经收到数据。上位机通过串口将十六进制的数据发送 给下位机，下位机接收到命令后根据相应的命令显示不同的效果在显示屏上。具体格式如 下表： 「00261
[0027]表情的命令分类
[00%]作用区域也是命令类型的一种，为了便于理解单独作为作用区域。如下表：
[0029]
[0030] 表情的图片分组说明
[0031] 我们使用组来管理图片，每组可包含一个或多个图片，保存在flash数据中的图片 有多组图片数据，按组区分。每组的图片数量最多为255副，组数量最多为255组。图片显示 (动态或者静态），指定图片信息需要组ID和图片ID。下面为图片数据及组信息在flash控件 的存放方式。
[0032] 本发明的机器人面部表情实现系统在人机交互过程中，根据聊天内容变换不同表 情，进而产生情感上的共鸣，表情的变化动态效果丰富，能更好的促进与人类的互动，通过 人类易于识别的表情展开真正触动人屯、的交流，实现机器人的面部屏及表情丰富变化，使 之更符合现代人类的审美观点，能给人W亲切感和信任感，实现机器人面部屏及表情丰富 的变化，使之在视觉上符合人类头、面部的运动规律并且在视觉上符合人体艺术工程学，在 运动中结合指令的变化展示相应的表情，机器人通过丰富的表情变化将可W更好得与人类 进行沟通W辅助其完成日常操作，本发明的目的在于改进人机交互中不能产生情感共鸣的 问题。通过基于聊天内容与运动指令所做出的表情展示，能快速建立良好的用户体验，更易 与用户达成情感上的共鸣，操作简单，在语音控制下就可W完成对机器人表情的控制，其工 作性能高，制作成本、能量损耗少，稳定性高，操作、控制、使用简便。
[0033] 本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发 明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选 择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员 能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
【主权项】
1. 一种机器人面部表情实现系统，其特征在于，包括上位机和下位机，所述上位机与所 述下位机之间通过UART通讯，所述上位机能够向所述下位机发送表情命令;所述下位机包 括眼睛屏控制板、眼睛屏显视板和电源控制板，所述眼睛屏控制板能够将所述上位机发送 来的表情命令解析成图片组id和图片id,并根据所述图片组id和图片id控制所述眼睛屏显 示板显示出对应的表情图片。2. 根据权利要求1所述的机器人面部表情实现系统，其特征在于，所述上位机为采用裡 电池供电的1 emaker gui tar主控板，包括外围板和核屯、板。3. 根据权利要求2所述的机器人面部表情实现系统，其特征在于，所述外围板用于提供 对外接口，通过tt州SBO进行通讯。4. 根据权利要求2所述的机器人面部表情实现系统，其特征在于，所述核屯、板包括 ARM?Codex-A53 8核64位 1.2GHz的CPU、2GB LPDDR3 SDRAM@800MHz的RAMW及8GB的 eMMc/Nand FLA甜。5. 根据权利要求1所述的机器人面部表情实现系统，其特征在于，所述眼睛屏显示板包 括显示屏和L邸点阵屏。6. 根据权利要求1所述的机器人面部表情实现系统，其特征在于，所述表情命令包括汉 字显示、英文显示、图片静态显示、图片动态显示、眼睛屏全亮、眼睛屏全暗、眼睛屏呼吸和 眼睛屏闪烁。7. 根据权利要求1所述的机器人面部表情实现系统，其特征在于，所述表情命令的数据 格式为:数据包头+作用区域+命令总类型+数据长度+具体数据+预留位+校验位，其中，所述 数据包头为数据包的起始位置且为固定的，所述作用区域用于表示运一包数据的作用位 置，所述命令总类型为显示的不同表情效果，所述数据长度用于表示数据的长度且高位在 前，所述具体数据为实际的数据。8. 根据权利要求1所述的机器人面部表情实现系统，其特征在于，所述上位机和下位机 在接收到数据后能够回复一个命令，用于表示已经收到数据。9. 根据权利要求1所述的机器人面部表情实现系统，其特征在于，所述上位机向所述下 位机发送的表情命令为十六进制数据。10. 根据权利要求1所述的机器人面部表情实现系统，其特征在于，所述下位机中保存 的表情图片数据为flash数据，flash数据中有多组图片数据且按组区分，组数量最多为255 组，每组的图片数量最多为255副，指定图片信息需要图片组id和图片id。
【文档编号】B25J11/00GK105965513SQ201610230034
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月15日
【发明人】王运志
【申请人】青岛克路德机器人有限公司