本申请涉及情绪检测领域，具体地，本申请涉及基于触摸的用户情绪检测系统和方法。
背景技术：
在很多领域中需要对用户的情绪进行检测，例如，情感决策、智能机器人、陪伴机器人、服务机器人等领域。以下以医疗康复领域作为示例。在养老院、老年痴呆疗养院、自闭症儿童医院等需要对特殊人群进行细致护理的机构中，首先，由于人力资源等原因，医护人员不能随时照顾每个患者，另外，这些患者语言沟通能力不足，甚至由于心理疾病而主观上排斥与医护人员进行沟通。这导致医护人员难以高效地监测患者的状态并及时采取相应的医疗措施。
与语言沟通能力不足相比，这些患者更倾向于通过行动来表达自己的情绪，例如，以触摸的方式与宠物进行交互。因此，可以通过观察患者的触摸交互行动来检测其情绪。然而，普通护理人员没有根据患者行动来准确及时判定患者情绪的能力，也不可能为每个患者都安排具有上述能力的医疗人员。因而，需要能够基于触摸来检测用户情绪的系统和方法来准确、及时、有效地监测用户的状态。
中国专利文献cn105126355a中公开了一种儿童陪伴机器人与儿童陪伴系统，在该专利申请中，人机触摸交互为触控操作，即，用于控制机器人但与用户情绪检测无关。
中国专利文献cn204819536u中公开了一种陪伴机器人。该陪伴机器人中的传感器采集模块中包括触摸传感器，但并未描述如何使用触摸传感器来检测用户情绪。
中国专利文献cn102176222b中公开了一种多传感器信息采集分析系统及自闭症儿童监护辅助系统，该系统中包括多种信息采集分析系统，其中包括分布于机器人顶部外形壳多达16处(需要时可任意增减)的容式触摸传感器系统。利用人体带电的原理，通过检测系统电极在与人体接触时电容的变化判断是否有人体触摸机器人。在与自闭症儿童进行交互训练过程中增强相互感知能力，提高交互成功率和交互治疗效果。
在该系统中，触摸交互用于判断是否有人体触摸机器人，并不能检测用户的情绪。
中国专利文献cn202123513u中公开了一种多点感应触摸机器人。该多点感应触摸机器人主要运用了电容式感应触摸技术、立体式多点感应触控技术等，围绕着感觉与情感两个方面展开。通过感觉系统与人交互，其中采用了多通道人机交互技术，利用多个感觉和效应通道的并行和协作进行交互。这类似于人的信息传输信息在神经系统中的传输，是由不同的感觉通道，传输不同的信息。其中，立体式多点感应触控系统实现了触控系统从平面到立体的功能改进，增强了人机交互触摸技术的实用性。触摸感应采用弹性导体连接，提高触摸的可靠性。
在该多点感应触摸机器人中，电容式感应触摸技术和立体式多点感应触控技术均用于提高触摸与机器交互性能及触摸可靠性，从而保证多点触摸机器人处于最佳的运行状态，并不能检测用户的情绪。
技术实现要素：
本申请所要解决的技术问题是提供一种能够基于触摸来检测用户情绪的系统来监测用户的状态的用户情绪检测系统；为此，本申请还提供一种通过智能交互系统来检测用户情绪的方法。
本申请实施方式的一方面提供了一种用户情绪检测系统。该用户情绪检测系统可包括：智能交互模块，配置为与用户进行触摸交互；数据采集模块，可包括多个触摸传感器，以采集智能交互模块与用户之间的触摸交互数据；以及数据处理模块，可根据预先确定的数据信息，获得与触摸交互数据相匹配的用户情绪类型。
根据本申请的实施方式，多个触摸传感器可以以阵列形式形成与智能交互模块相接触的触摸阵列。
根据本申请的实施方式，智能交互模块可包括智能机器人。
根据本申请的实施方式，触摸交互数据可包括接触方式、接触位置和接触力度。
根据本申请的实施方式，每个触摸传感器均可包括：电阻式触摸传感器，附接至智能交互模块，可用于采集智能交互模块与用户之间的触摸交互数据；电容式触摸传感器，可用于判断用户是否触摸智能交互模块；以及金属箔片，设置在电阻式触摸传感器和电容式触摸传感器之间，可用于增加触摸接触面积和灵敏度。
根据本申请的实施方式，每个触摸传感器还包括中间部，中间部可设置在电阻式触摸传感器和金属箔片之间，可由柔性绝缘材料制成，以防止电阻式触摸传感器和电容式触摸传感器互相干扰，并可为用户提供柔软的触摸手感。
根据本申请的实施方式，数据信息可包括交互期间触摸阵列的触发状态、触摸交互数据和用户的情绪。
本申请实施方式的另一方面提供了一种通过智能交互系统检测用户情绪的方法，该方法可包括：采集智能交互系统与用户之间的触摸交互数据；以及根据预先确定的数据信息，获得与触摸交互数据相匹配的用户情绪类型。根据本申请的实施方式，采集智能交互系统与用户之间的触摸交互数据的步骤可包括：通过以阵列形式布置的多个触摸传感器，采集智能交互系统与用户之间的触摸交互数据。
根据本申请的实施方式，触摸交互数据可包括接触方式、接触位置和接触力度。
根据本申请的实施方式，通过智能交互系统检测用户情绪的方法还可包括获取数据信息的步骤，该步骤可包括：使用户分别在不同情绪状态与用户情绪检测系统交互；采集交互期间触摸阵列的触发状态、触摸交互数据和用户的情绪；以及建立触摸交互数据与用户的情绪的直接映射。
附图说明
通过阅读参照附图所做出的以下详细描述，本申请的其它特征、目的和有益效果会更明显。不同附图中的相同或相似的元件用相同的附图标记来表示。在附图中：
图1是示出了根据本申请实施方式的用户情绪检测系统的组成框图；
图2是示出了根据本申请实施方式的用户情绪检测系统的示例的立体图；
图3是示出了根据本申请实施方式的触摸传感器的示意图；
图4是示出了根据本申请实施方式的触摸传感器的示例图；
图5是示出了根据本申请实施方式的获取数据信息的示意图；以及
图6是示出了根据本申请实施方式的基于触摸数据的情绪检测方法的流程图；
具体实施方式
现在将具体参考本公开的一些具体实施方式，其中包括发明人设想的用于执行本公开的最佳模式。这些具体实施方式的示例在附图中示出。当结合这些具体实施方式描述本公开时，应理解其并非旨在将本公开限制为描述的实施方式。相反，其旨在覆盖可包括在由所附权利要求限定的本公开的精神和范围内的替代、修改和等同。在下面的描述中，陈述大量具体细节以提供本公开的透彻理解。本公开可在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实施。在其他实例中，为了避免不必要地混淆本公开而没有详细描述公知的处理操作。
本文使用的术语仅是为了描述特定的实施方式而并非旨在限制本公开。如本文中所使用的，单数形式也旨在包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。还应理解，当在该说明书中使用术语"包括"和/或"包含"时，表示存在所述的特征、整体、步骤、操作、元件、和/或部件，但是不排除存在或附加有一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。
图1示出了根据本申请实施方式的用户情绪检测系统100的组成框图。用户情绪检测系统100包括智能交互模块1、数据采集模块2和数据处理模块3。其中，智能交互模块1配置为与用户进行触摸交互。数据采集模块2可包括多个触摸传感器，以采集智能交互模块1与用户之间的触摸交互数据。数据处理模块3可根据预先确定的数据信息，获得与触摸交互数据相匹配的用户情绪类型。
图2示出了根据本申请实施方式的用户情绪检测系统100的一个具体示例的立体图。在该示例中，用户情绪检测系统100包括智能交互模块1、数据采集模块2和数据处理模块3(未在图2中示出)。其中，智能交互模块1为智能交互机器人，配置为与用户进行触摸交互。数据采集模块2可包括多个触摸传感器12，以采集智能交互模块1与用户之间的触摸交互数据。数据处理模块3可根据预先确定的数据信息，获得与触摸交互数据相匹配的用户情绪类型。
在该实施方式中，以智能交互机器人为平台，将触摸传感器12以阵列的形式分布于智能交互机器人的全身，能实现全身多处(例如50处以上)的触摸点检测，从而形成与智能交互机器人相接触的触摸阵列4。
智能交互机器人可具有可爱外形的医疗机器人，包括但不限于具有熊猫、小狗、小猫等外形的医疗机器人。
用户在与智能交互机器人交互的过程中，触摸是最主要的交互手段之一，包括且不限于抚摸、轻拍、重拍、拥抱、亲吻等各种方式。因此用户在不同情绪下的行为和力度均可以通过分布于机器人全身的触摸阵列4进行采集。
通过研究显示，用户在不同的情绪状态下与机器人的接触方式、接触位置以及接触力度均有不同，而这些数据都可以通过触摸传感器来采集。因而，通过大量数据的采集，再利用模式识别的方法可以建立触摸传感器阵列的触发状态与使用者当前情绪之间的映射关系。在实验者和实验数据足够多的情况下，通过对采集的数据进行分类，可以通过用户和智能交互机器人之间的接触状态来比较精确的检测出用户的当前情绪。
关于触摸传感器，不同的触摸传感器各有优缺点。因此，在本申请的实施方式中，在设置触摸传感器阵列时，可以将几种不同的传感器结合在一起，而不是只选用单一的一种传感器。在选用不同的传感器来设计触摸传感器阵列时，需要考虑一些重要的因素，比如灵敏度，精确度，还有成本，并且要方便设计全身触摸阵列4。
图3中示出了根据本申请实施方式的触摸传感器12的示意图。
在实施方式中，触摸传感器12可包括电阻式触摸传感器121、电容式触摸传感器122、金属箔片123和中间部124。在触摸传感器12中，电阻式触摸传感器121附接至智能交互模块1，可用于采集智能交互模块与用户之间的触摸交互数据。电容式触摸传感器122，可用于判断用户是否触摸智能交互模块1。金属箔片123设置在电阻式触摸传感器121和电容式触摸传感器122之间，可用于增加触摸接触面积和灵敏度。金属箔片123可由铜制成，并且可具有不同的尺寸。中间部124可设置在电阻式触摸传感器121和金属箔片124之间，可由柔性绝缘材料制成，诸如海绵。中间部124起绝缘作用，从而防止电阻式触摸传感器121和电容式触摸传感器122互相干扰，并可为用户提供柔软舒适的触摸手感。
图4示出了根据本申请实施方式的触摸传感器12的示例图。设置触摸传感器12时，首先将电阻式触摸传感器121附接至智能交互机器人的外壳上，在本示例中，电阻式触摸传感器121为电阻式触摸传感器fsr；然后，在电阻式触摸传感器121上铺上一层防静电的中间部124，在本示例中，中间部124为具有一定厚度(例如，10cm厚)的海绵；以及，将与电容式传感器122焊接在一起的金属箔片贴在中间部124上，在本示例中，金属箔片为铜箔片。
由于其结构，本申请中的触摸传感器12灵敏度高，即使隔着一定厚度的皮毛也可以准确的检测当前触摸状态；精度高，基于高精度的电阻式触摸传感器，具有高检测精度。另外，触摸传感器12的检测面积可控，这是因为电容触摸传感器122连接在大小不一的金属箔片124上，因此可以通过改变金属箔片124的大小轻易地改变触摸传感器12的感测面积。本申请中的触摸传感器12还具有负载范围大、重量轻、易于安装使用、优良的触摸手感等优点。
在设置好用户情绪检测系统100的智能交互模块1、数据采集模块2之后且在使用该用户情绪检测系统100来检测用户情绪之前，还需要预先获得用于对用户情绪检测系统100的数据处理模块3进行训练的原始数据信息，这些原始数据信息可设置为数据库形式。该原始数据信息通过以下步骤获得：使用户分别在不同情绪状态与用户情绪检测系统1交互；采集交互期间触摸阵列4的触发状态、触摸交互数据和用户的情绪；以及建立触摸交互数据与用户的情绪的直接映射。
图5示出了根据本申请实施方式的获取原始数据信息的示意图。如图5所示，可通过大量的志愿者测试来获取原始数据信息的内容。要求志愿者分别以不同的情绪状态和智能交互机器人进行交互，对于志愿者的每一种情绪下的每一种动作，均及时记录下触摸阵列4的触发状态和受力大小，且重复若干次并分别记录触摸阵列4的结果。利用模式识别的方法诸如svm(supportvectormachine；支持向量机)将记录得到的数据进行分类和训练，建立起触摸阵列4的结果和用户情绪直接的映像关系，即将作为用于训练用户情绪检测系统100的原始数据信息的数据库。
原始数据信息的构建具体步骤如下：邀请n位志愿者，每位志愿者分别带m种情绪(在该示例中，m＝7，即，开心、伤心、生气、惊讶、厌恶、沉思、恐惧7种情绪)和智能交互机器人交互。对于每种情绪，志愿者需要完成k(在该示例中，k＝3)个在该情绪下最可能的触摸交互动作。因此每位志愿者可以提供m×k个用户在不同情绪下的反应动作。从以上描述可知，志愿者的数量越多(即，n越大)，所得到的数据信息就越完整，从而使得情绪检测的结果越准确。理论上，m、n和k可为无穷大。
在设置好根据本申请实施方式的用户情绪检测系统100之后，就可以用来检测用户的情绪了。采用用户情绪检测系统100检测用户的情绪的方法包括以下步骤：采集用户情绪检测系统100与用户之间的触摸交互数据；然后，根据预先确定的数据信息，获得与触摸交互数据相匹配的用户情绪类型。
图6示出了根据本申请实施方式的基于触摸数据的情绪检测方法的流程图。该流程整体分为两部分，数据库训练部分和技术实现部分：
数据库训练部分：每个动作都有一一对应的触摸阵列的状态(比如该动作作用时哪几个触摸传感器被触发、被触发的传感器受力是多大等)，检测每一个动作对应的触摸阵列的状态，另外，对数据库的训练还可以从数模阵列扩展到视觉、语音等其他形式的输入，也可以利用数据融合方法对多媒体数据进行预处理之后在用于训练数据葵；然后，将该状态传输至机器人主控制器进行数据处理和保存，从而确定一个志愿者的一个动作和机器人的一个触摸阵列的状态之间的对应关系。从图5可知，对于每个志愿者，可以提供21个不同动作，因此可以产生21组交互动作和触摸阵列状态之间的关系。对于n个志愿者，即可获得(21×n)组有效数据来建立原始数据库。
技术实现部分：数据库建立完成后，用户情绪检测系统100就可以用于检测用户的当前情绪。当用户以某一姿态与用户情绪检测系统100进行触摸交互时，数据采集模块2就能够通过触摸阵列4采集到相应的触摸阵列状态，将此状态与数据库中存储的样本状态进行匹配。由于样本状态对应的情绪状态是已知的，因此通过匹配即可得到使用者的当前情绪状态。
另外，本申请中的全部数学概念可以抽象出来用于各种状态转换的计算。
虽然已经描述了本发明的优选示例，但是本领域技术人员可根据已知的基本发明构思对这些示例进行各种变型或修改。所附的权利要求旨在被认为包括优选的示例以及落入本发明的范围中的所有变型或修改。
显然，在不背离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可对本发明进行各种变型或修改。因此，如果这些变型或修改属于权利要求和等同技术的范围，则它们也可落入本发明的范围中。