一种用于机器人的用户身份验证方法及机器人与流程

本发明涉及机器人领域，具体说涉及一种用于机器人的用户身份验证方法及机器人。

背景技术：

随着机器人技术的不断进步，机器人的智能化水平不断提高，机器人的应用领域不断拓展。在人机交互过程中，为了获取更好的用户体验，机器人需要基于用户的不同身份来提供有针对性的服务或是保证自身只向特定的用户提供服务，这就需要机器人首先验证当前用户的身份。

传统身份验证主要是一种基于手机、平板的触摸交互，比较典型的一些验证手段有指纹、手势等等。但是，传统的身份验证并不能很好的应用于机器人的应用场合。因此，需要一种用于机器人的身份验证方法。

技术实现要素：

本发明提出了一种用于机器人的用户身份验证方法，所述方法包含：

接收外部交互输入，根据所述外部交互输入判断是否需要进行用户身份验证；

当需要进行用户身份验证时输出一个或多个验证提示信息，其中，所述验证提示信息的输出模态与当前的交互环境匹配，多个所述验证提示信息并行输出或顺次输出，每个所述验证提示信息指示用户采用一种或多种输入模态输入一种类型的身份验证信息；

接收来自用户的身份验证信息，验证所述身份验证信息以获取验证结果。

在一实施例中，接收来自用户的身份验证信息，验证所述身份验证信息以获取验证结果，其中：

分别接收每个所述验证提示信息对应的身份验证信息；

按照与所述身份验证信息的类型对应的验证模式对所述身份验证信息进行身份验证。

在一实施例中：

当需要进行用户身份验证时输出一个或多个验证提示信息，其中，向当前用户输出口令问题；

采集所述当前用户的口令回应，验证所述口令回应与预设的口令回应是否相匹配。

在一实施例中：

当需要进行用户身份验证时输出一个或多个验证提示信息，其中，向当前用户输出动作指示；

采集所述当前用户的动作，验证所述当前用户的动作与预设的验证动作是否相匹配。

在一实施例中：

当需要进行用户身份验证时输出一个或多个验证提示信息，其中，提示当前用户进行面部识别；

采集所述当前用户的面部图像，对所述面部图像进行身份识别以确认所述当前用户的身份。

在一实施例中，当需要进行用户身份验证时顺次输出多个验证提示信息，其中，仅当当前的验证提示信息对应的身份验证信息通过身份验证时才输出下一个验证提示信息。

在一实施例中，当需要进行用户身份验证时顺次输出多个验证提示信息，其中，根据当前的验证提示信息对应的身份验证信息的验证结果确定下一个验证提示信息的具体内容。

在一实施例中：

在人机交互开始前判断是否需要进行用户身份验证；

当需要进行用户身份验证时输出一个或多个验证提示信息；

根据验证结果确定是否开始人机交互和/或人机交互的内容方式。

在一实施例中：

在人机交互过程中判断是否需要进行用户身份验证；

当需要进行用户身份验证时输出一个或多个验证提示信息；

根据验证结果确定下一步的交互回应的内容方式。

本发明还提出了一种可以验证用户身份的机器人，所述机器人包含：

身份验证发起模块，其配置为接收外部交互输入，根据所述外部交互输入判断是否需要进行用户身份验证；

提示信息输出模块，其配置为当需要进行用户身份验证时输出一个或多个验证提示信息，其中，所述验证提示信息的输出模态与当前的交互环境匹配，多个所述验证提示信息并行输出或顺次输出，每个所述验证提示信息指示用户采用一种或多种输入模态输入一种类型的身份验证信息；

验证信息采集模块，其配置为接收所述身份验证信息；

验证模块，其配置为验证所述身份验证信息以获取验证结果。

根据本发明的方法及机器人，机器人可以实现对用户的身份验证；与现有技术相比，本发明的方法根据当前具体的交互环境确定身份验证的执行方式，其灵活度大大提高，能够很好的适应机器人的具体应用环境，大大提高了机器人的用户体验。

本发明的其它特征或优点将在随后的说明书中阐述。并且，本发明的部分特征或优点将通过说明书而变得显而易见，或者通过实施本发明而被了解。本发明的目的和部分优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的步骤来实现或获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1～5分别是根据本发明不同实施例的方法执行流程图；

图6是根据本发明一实施例的机器人系统结构简图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此本发明的实施人员可以充分理解本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本发明。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

随着机器人技术的不断进步，机器人的智能化水平不断提高，机器人的应用领域不断拓展。在人机交互过程中，为了获取更好的用户体验，机器人需要基于用户的不同身份来提供有针对性的服务或是保证自身只向特定的用户提供服务，这就需要机器人首先验证当前用户的身份。

传统身份验证主要是一种基于手机、平板的触摸交互，比较典型的一些验证手段有指纹、手势等等。但是，传统的身份验证并不能很好的应用于机器人的应用场合。因此，本发明提出了一种用于机器人的身份验证方法。

随着机器人技术的发展，机器人与用户的交互方式也多种多样，其包含了语音交互、文字图像交互、动作交互等多种不同的方式。将每种独立的交互模式作为一种模态，即当前的人机交互处于一种多模态的状态。

针对多模态的人机交互方式，为了令身份验证更好的应用于机器人的应用场合，本发明提出了一种用于机器人的身份验证方法。本发明的方法的本质之一在于采用多模态(多种交互方式)结合的身份验证方法。身份验证，其根本步骤包括以下三步：

输出验证提示信息；

采集身份验证信息；

以及验证身份验证信息。

在本发明的实施例中，首先对“输出验证提示信息”进行优化。具体的，机器人在输出验证提示信息时并不是采用固定的一种输出模态，而是基于当前的交互环境信息采用与交互环境匹配的输出模态来输出验证提示信息。

在本发明一实施例中，为了不打断正常的交互进程，采用与当前主要交互模态不同的输出模态输出验证提示信息。例如，在机器人与用户进行文字交互的过程中，如果需要进行用户身份验证，为了不打断文字交互的执行流程，机器人就可以采用语音输出的方式输出验证提示信息。同样，在机器人与用户进行语音交互的过程中，如果需要进行用户身份验证，为了不打断语音交互的执行流程，机器人就可以采用文字/图像输出的方式输出验证提示信息。

进一步的，机器人也可以基于当前的交互环境限制来确定用户身份验证的输出模态。例如，在需要静音的场合，机器人采用文字/图像输出的方式输出验证提示信息；在昏暗的环境中，机器人采用语音输出的方式输出验证提示信息。

进一步的，机器人也可以基于交互模态限制来确定用户身份验证的输出模态。例如，当前的机器人客户端只具备语音模态的交互硬件设备，那么机器人就采用语音输出的方式输出验证提示信息；当前的用户只能进行文字/图像的交互模态，那么机器人就采用文字/图像输出的方式输出验证提示信息。

需要说明的是，上述机器人的输出模态(文字/图像、语音)仅仅是举例说明，并不是限定机器人的具体输出模态。在具体的应用场合中，根据本发明的方法的机器人可以具有其他输出模态(例如表情、动作、闪光等)。

同样，在本发明的方法中，确定验证提示信息的输出模态也并不仅限于上述三种方式，在本发明其他实施例中，可以采用其他方式确定与交互环境匹配的输出模态。

当机器人输出验证提示信息后，用户就可以基于验证提示信息的提示输出相应的身份验证信息。为了适应不同的身份验证需求，在本发明一实施例中，用户可以采用多种不同的身份验证方式。进一步的，由于机器人与用户采用的是多模态的交互模式，也就是说，用户可以使用多种输入模态向机器人输入交互信息。因此，在本发明一实施例中，用户可以利用多种输入模态向机器人输入身份验证信息。

即，在本发明一实施例中，机器人输出的验证提示信息包含两方面的信息，身份验证信息的输入模态(指示用户以何种模态输出身份验证信息)以及身份验证信息的具体内容(指示用户输出包含何种内容的身份验证信息)。验证提示信息指示用户采用一种输入模态输入一种类型的身份验证信息。例如，以语音方式输入用户名以及密码进行验证；以文本方式输入身份证明口令进行验证等。

身份验证信息的类型对应身份验证信息的具体内容(例如，用户名密码验证或是口令验证)。身份验证信息的具体内容与身份验证信息的输入模态可以是不相关的，例如，用户名以及密码可以语音输入也可以文本输入。同时，身份验证信息的输入模态以及身份验证信息的具体内容也可以是对应一致的，例如，采用姿势动作验证时默认采用图像采集的方式获取用户姿势动作。

进一步的，身份验证信息的输入也可以是多模态混合的，验证提示信息指示用户采用多种输入模态输入一种类型的身份验证信息。例如，以语音和文本结合的方式输入用户名以及密码进行验证。

接下来基于附图来详细描述根据本发明的实施例的方法的执行过程。附图的流程图中示出的步骤可以在包含诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。虽然在流程图中示出了各步骤的逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

在本发明一实施例中，如图1所示，机器人接收外部的交互输入(步骤S100)；然后根据外部交互输入判断是否需要进行身份验证(步骤S110)，当不需要身份验证时返回步骤S100继续接收外部交互输入。

当需要进行身份验证时，机器人基于交互环境信息(外部交互环境限定、用户的交互输入、用户交互需求等)确定身份验证信息的类型(采取何种方式的身份验证，例如用户名-密码验证、口令验证、动作姿势验证或是面部识别验证)以及输入模态(需要用户以何种方式输入身份验证信息)(步骤S111)；并接下来确定验证提示信息的输出模态(步骤S112)(根据具体情况的不同，步骤S111以及S112的执行顺序可以颠倒或是同时执行)。

接下来机器人按照步骤S112确定的输出模态向用户输出包含步骤S111内容的验证提示信息(步骤S120)。用户获取验证提示信息(步骤S130)，然后根据验证提示信息确定需要输出的身份验证信息的类型(步骤S131)，并根据验证提示信息确定身份验证信息的输入模态(步骤S132)(根据具体情况的不同，步骤S131以及S132的执行顺序可以颠倒或是同时执行)。

接下来，用户按照步骤S132确定的输入模态向机器人输入指定类型(步骤S131确定的)的身份验证信息。机器人接收身份验证信息并验证从而获取身份验证结果(步骤S150)。

根据本发明的方法，机器人可以实现对用户的身份验证。与现有技术相比，本发明的方法根据当前具体的交互环境确定身份验证的执行方式，其灵活度大大提高，能够很好的适应机器人的具体应用环境，大大提高了机器人的用户体验。

接下来分别通过三个具体的身份验证执行流程说明基于不同验证方式的身份验证执行过程。

身份验证包括用户名-密码验证方式。具体的，在一实施例中，机器人在步骤S111中确定当前需要进行用户名-密码验证并且用户需要以文本方式输入；在步骤S112中确定当前适合以语音方式输出验证提示信息。接下来，机器人以语音方式提示用户需要以文本方式输入用户名和密码。用户听到机器人的提示后以文本方式向机器人输入用户名和密码。机器人验证用户输入的用户名和密码与系统记录的是否匹配从而获取验证结果。

身份验证还包括口令验证。具体的，在一实施例中，机器人在步骤S111中确定当前需要进行口令验证并且用户需要以语音方式输入；在步骤S112中确定当前适合以文本方式输出验证提示信息。接下来，机器人以文本方式向用户输出口令问题并提示用户以语音方式回答。用户看到口令问题后向机器人说出口令回应。机器人验证用户说出的口令回应与系统记录的预设的口令回应是否匹配从而获取验证结果。

身份验证还包括动作姿势验证。具体的，在一实施例中，机器人在步骤S111中确定当前需要进行动作姿势验证(在本实施例中，用户输入动作姿势只能是自身做出各种动作，因此不需要特别确认用户的输入模态)；在步骤S112中确定当前适合以文本方式输出验证提示信息。接下来，机器人以文本方式向用户输出动作指示。用户看到动作指示后做出相应动作姿势。机器人采集当前用户的动作，验证当前用户的动作与预设的验证动作是否相匹配从而获取验证结果。

身份验证还包括面部识别验证。具体的，在一实施例中，机器人在步骤S111中确定当前需要进行面部识别验证(在本实施例中，面部识别验证不需要特别确认用户的输入模态。但是在本发明其他实施例中，基于机器人的具体情况，可能需要对用户面部位置做特别要求)；在步骤S112中确定当前适合以文本方式输出验证提示信息。接下来，机器人以文本方式向用户提示当前需要进行面部识别验证，指示用户配合执行面部识别(提示用户面部保持不动，或者在本发明其他实施例中，提示用户将面部移动到指定位置。进一步的，在本发明另一实施例中，不对用户做任何指示)。用户看到指示后做出相应的配合行为。机器人采集当前用户的面部图像，对面部图像进行身份识别以确认当前用户的身份。

以上是4种具体的身份验证方式，但是本发明的身份验证方式并不仅限于上述4种。在本发明其他实施例中，可以根据具体情况采用其他身份验证方式。

通常，在进行身份验证时，只进行一次验证，通过单次身份验证确定最终的验证结果。例如在口令验证过程中，当用户输入的口令回应与系统记录的预设的口令回应匹配时即通过验证。但是由于破解行为的存在以及机器人验证系统存在一定的错误率，单次验证的安全度的安全性以及准确率不能得到有效保证。

因此，在本发明一实施例中，采用了多次验证的方式。即当需要进行用户身份验证时机器人向用户输出多个验证提示信息，每个验证提示信息指示用户采用一种或多种输入模态输入一种类型的身份验证信息。用户按照多个验证提示信息输入多个身份验证信息，机器人分别接收每个验证提示信息对应的身份验证信息，并按照与身份验证信息的类型对应的验证模式对身份验证信息进行身份验证。最后机器人综合所有身份验证信息的验证结果得出最终的验证结果。

进一步的，在本发明一实施例中，多个验证提示信息并行输出。即机器人一次性输出多个验证提示信息。例如，机器人向用户输出“请输入用户名和密码并回答以下口令提问”。

为了避免身份验证信息的输入混乱，在本发明另一实施例中，多个验证提示信息顺次输出。即机器人依次输出多个验证提示信息。例如，机器人先向用户输出“请输入用户名和密码”，待用户输入用户名和密码后再向用户输出“请回答以下口令提问”。

进一步的，在输出多个验证提示信息时，可以重复输出多个相同的验证提示信息以对用户进行重复验证从而避免验证错误。

在本发明其他实施例中，输出的多个验证提示信息可以具有相同的身份验证信息类型指示，但是具备不同的身份验证信息类型指示输入模态指示。例如，机器人向用户输出“请分别以语音以及文本方式回答以下口令提问”或机器人向用户先后输出“请以语音方式回答以下口令提问”“请以文本方式回答以下口令提问”。

在本发明另一实施例中，输出的多个验证提示信息可以具有不同的身份验证信息类型指示，但是具备相同的身份验证信息类型指示输入模态指示。例如，机器人向用户输出“请以文本方式输入用户名和密码并回答以下口令提问”或机器人向用户先后输出“请以文本方式输入用户名和密码”“请以文本方式回答以下口令提问”。

进一步的，在本发明另一实施例中，输出的多个验证提示信息可以具有不同的身份验证信息类型指示以及不同的身份验证信息类型指示输入模态指示。例如，机器人向用户输出“请以文本方式输入用户名和密码并以语音方式回答以下口令提问”或机器人向用户先后输出“请以文本方式输入用户名和密码”“请以语音方式回答以下口令提问”。

在本发明一实施例中，机器人分别采集并行输出或顺次输出的多个验证提示信息所对应的身份验证信息，并对每个身份验证信息进行验证。进一步的，在本发明另一实施例中，并不输出所有预设的验证提示信息。具体的，机器人顺次输出验证提示信息，每输出一个验证提示信息，用户根据当前的验证提示信息输入身份验证信息，机器人接收到身份验证信息后立即判断当前的身份验证信息是否通过验证，只有当前的身份验证信息通过验证机器人才会输出下一个验证提示信息，否则机器人即判断最终的验证结果为失败。只有机器人在输出最后一个验证提示信息并判断相应的身份验证信息通过验证时机器人才断最终的验证结果为成功。

以一个三次验证的身份验证为例，在一实施例中，如图2所示，机器人接收外部交互输入(步骤S200)；判断是否需要进行身份验证(步骤S201)，如果不需要，则继续执行步骤S200；如果需要执行身份验证，机器人输出第一验证提示信息(步骤S210)；用户获取第一验证提示信息(步骤S211)，向机器人输入对应的第一身份验证信息(步骤S212)。

机器人判断第一身份验证信息是否通过验证(步骤S213)；如果通过验证，则输出第二验证提示信息(步骤S220)；用户获取第二验证提示信息(步骤S221)，向机器人输入对应的第二身份验证信息(步骤S222)。

机器人判断第二身份验证信息是否通过验证(步骤S223)；如果通过验证，则输出第三验证提示信息(步骤S230)；用户获取第三验证提示信息(步骤S231)，向机器人输入对应的第三身份验证信息(步骤S232)。

机器人判断第三身份验证信息是否通过验证(步骤S213)；如果通过验证，则最终的验证结果为通过验证(步骤S240)；如果在步骤S213、S223以及S233中任何一步没有通过验证，则不执行之后的验证提示信息输出，直接输出未通过验证的身份验证最终结果(S250)。

在身份验证的实际执行过程中，身份验证的结果并不仅限于通过验证以及未通过验证两种。在本发明一实施例中，机器人通过身份验证确定用户的具体身份(或者确定用户属于哪种身份类型)。不同的用户身份(身份类型)对应不同的权限。机器人基于上述具体的身份验证结果来确定下一步的交互应对方式/内容。

例如，在口令验证中，不同的口令应答对应不同的用户身份，机器人根据用户身份的不同对用户开放不同的交互权限或采取不同的交互模式。

进一步的，不同的验证结果也可以影响验证流程的执行。在本发明一实施例中，机器人顺次输出验证提示信息，在此过程中，机器人根据当前的验证提示信息对应的身份验证信息的验证结果确定下一个验证提示信息的具体内容。

例如，在一实施例中，如图3所示，机器人接收外部交互输入(步骤S300)；判断是否需要进行身份验证(步骤S301)，如果不需要，则继续执行步骤S300；如果需要执行身份验证，机器人输出验证提示信息，提示用户输入用户名和密码(步骤S310)；用户获取向机器人输入用户名和密码，机器人获取用户名和密码(步骤S311)。

机器人获取到用户名和密码后即可进行验证，在本实施例中，用户名和密码的验证结果有三种：

无法识别用户(用户名不存在或用户名和密码不对应)；

用户属于初级用户(用户名属于初级用户且用户名和密码对应)；

用户属于高级用户(用户名属于高级用户且用户名和密码对应)。

本实施例采用二段式验证，首先判断是否可以识别用户身份(判断是否存在用户名并在存在用户名时判断用户名和密码是否对应)(步骤S320)；当用户名不存在或用户名和密码不对应时，输出错误提示(步骤S321)，并返回到步骤S300。

当用户名存在且用户名和密码对应时，识别用户身份(判断用户名的归属)(步骤S330)。

当用户属于初级用户时，提示用户回答口令问题(对用户身份进行二次确认)(步骤S331)；用户输入口令应答后，判断口令应答是否通过验证(步骤S333)；如果口令应答没有通过验证，输出错误提示(步骤S335)，并返回到步骤S300；如果口令应答通过验证，则接下来执行初级用户交互模式(步骤S341)。

当用户属于高级用户时，提示用户配合面部识别(对用户身份进行二次确认)(步骤S332)；采集用户面部图像，判断用户面部图像是否通过验证(步骤S334)；如果没有通过验证，输出错误提示(步骤S336)，并返回到步骤S300；如果面部识别通过验证，则接下来执行高级级用户交互模式(步骤S342)。

上述流程不仅避免了单次验证所带来的安全隐患，而且针对不同的用户采用了不同的二次验证方式，不仅大大提高了验证准确程度，而且提高了验证系统安全性，大大提升了用户体验。

进一步的，本发明的身份验证方法可以应用到多种人机交互场合。具体的，在本发明一实施例中，在人机交互开始前判断是否需要进行用户身份验证；当需要进行用户身份验证时输出一个或多个验证提示信息；根据验证结果确定是否开始人机交互和/或人机交互的内容方式。

在一实施例中，如图4所示，在开始人机交互前机器人接收外部交互输入(步骤S400)；判断是否需要进行身份验证(是否接收到人机交互请求)(步骤S401)，如果不需要，则继续执行步骤S400；如果需要执行身份验证，机器人输出验证提示信息(步骤S410)；用户输入身份验证信息，机器人获取身份验证信息(步骤S411)；机器人对身份验证信息进行验证获取身份验证结果(步骤S412)。

接下来，机器人根据身份验证结果判断是否开始人机交互(步骤S420)，如果不能开始人机交互(例如用户身份不对或没有通过验证)，则返回步骤S400。如果可以开始人机交互，则根据身份验证结果确定接下来的交互模式(确定与用户身份对应的交互模式)(步骤S430)；最后机器人按照相应的交互模式开始人机交互(步骤S440)。

进一步的，在本发明另一实施例中，在人机交互过程中判断是否需要进行用户身份验证；当需要进行用户身份验证时输出一个或多个验证提示信息；根据验证结果以确定下一步的交互回应的内容方式。

在一实施例中，如图5所示，在人机交互执行过程中机器人接收用户交互输入(步骤S500)；根据用户的交互输入(交互需求)判断是否需要进行身份验证(例如用户需要机器人回答某些包含权限属性的问题，机器人在回答之前必须确认用户是否具备相应权限)(步骤S501)，如果不需要，则继续执行步骤S500；如果需要执行身份验证，机器人输出验证提示信息(步骤S510)；用户输入身份验证信息，机器人获取身份验证信息(步骤S511)；机器人对身份验证信息进行验证获取身份验证结果(步骤S512)。

接下来，机器人根据身份验证结果确定下一步的交互内容方式(例如确定是否回答用户的提问)(步骤S520)；最后机器人按照步骤S520确定的交互内容方式继续人机交互(步骤S530)。

基于本发明的方法，本发明还提出了一种可以验证用户身份的机器人。在一实施例中，如图6所示，机器人包含：

身份验证发起模块600，其配置为接收外部交互输入，根据外部交互输入判断是否需要进行用户身份验证；

提示信息输出模块610，其配置为当需要进行用户身份验证时输出一个或多个验证提示信息，其中，验证提示信息的输出模态与当前的交互环境匹配，多个验证提示信息并行输出或顺次输出，每个验证提示信息指示用户采用一种或多种输入模态输入一种类型的身份验证信息；

验证信息采集模块620，其配置为接收所述身份验证信息；

验证模块630，其配置为验证身份验证信息以获取验证结果。

本发明的机器人可以实现对用户身份的验证；相较于现有技术，本发明的机器人的身份验证更加灵活，其验证结果准确性以及验证安全度都得到大大提高；机器人的用户体验得到大大增强。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。本发明所述的方法还可有其他多种实施例。在不背离本发明实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变或变形，但这些相应的改变或变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。