具有人脸识别功能的机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机器人，尤其涉及一种具有人脸识别功能的机器人。
【背景技术】
[0002]随着人类城市化进程的推进，人们的工作节奏不断加快，人口老龄化和空巢老人的出现，对于宠物陪伴的需求与日倶增。但是真实的宠物照料护理非常费时，而且需要一定的活动空间，对于居住面积不大的家庭是个难题。
[0003]最近几年，机器人正朝着智能化方向发展，开始具有感觉和感知等功能。因此能够与人交流的家庭陪伴型机器人逐渐成为可能。
[0004]目前家庭陪伴型机器人能够与人类进行简单的互动，例如动作的模仿和声音的模仿，但是其互动行为与真实的宠物相比还相去甚远。其中一个重要的缺失是，家庭陪伴型机器人不具备人脸识别功能，因此无法与家庭成员进行个性化的互动。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有人脸识别功能的机器人，可以实现机器人尤其是家庭陪伴型机器人对人脸的识别。
[0006]本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种具有人脸识别功能的机器人，其与外部的服务器配合，包括图像采集单元、图像识别单元、通信单元以及控制器。图像采集单元用于捕捉一个以上的外部场景图像。图像识别单元用于从一个以上的外部场景图像中获取具备识别特征点的人脸图像。通信单元用于与外部的服务器进行通信。控制器连接该图像采集单元和该通信单元，用于将具备识别特征点的人脸图像通过该通信单元传输至外部的服务器进行人脸识别并接收外部的服务器回传的人脸识别结果，根据该人脸识别结果启动对应的互动模式。
[0007]在本实用新型的一实施例中，该控制器响应于人脸识别启动指令而开启该图像采集单元。
[0008]在本实用新型的一实施例中，该人脸识别启动指令包含在语音信号中，该机器人还包括语音信号采集单元、连接该语音信号采集单元和该控制器的语音信号识别单元，该语音信号采集单元用于采集外部输入的语音信号，该语音信号识别单元用于识别该语音信号中的人脸识别启动指令。
[0009]在本实用新型的一实施例中，该人脸识别启动指令包含在触摸信号中，该机器人还包括触摸信号检测单元、连接该触摸信号检测单元和该控制器的触摸信号识别单元，该触摸信号检测单元用于检测触摸动作以产生该触摸信号，该触摸信号识别单元用于识别该触摸信号中的人脸识别启动指令。
[0010]在本实用新型的一实施例中，该人脸识别启动指令包含在无线信号中，该机器人还包括无线信号通讯单元、连接该无线信号通讯单元和该控制器的无线信号识别单元，该无线信号通讯单元用于接收外部传输的无线信号，该无线信号识别单元用于识别该无线信号中的人脸识别启动指令。
[0011]在本实用新型的一实施例中，该控制器在选定多个图像中存在具备识别特征点的人脸图像之后还排除不具有识别特征点的人脸图像。
[0012]在本实用新型的一实施例中，该控制器用于载入与该人脸识别结果关联的特征资料库，该互动模式包含在该特征资料库中。
[0013]在本实用新型的一实施例中，该互动模式由以下参数至少其中之一定义:配合度、亲密度、以及智能度，其中该配合度表征机器人对个体的指令的配合程度，该亲密度表征机器人与个体接触的亲密程度，该智能度表征机器人的智能等级。
[0014]在本实用新型的一实施例中，该通信单元将该具备识别特征点的人脸图像传输至外部的服务器的方式包括以下其中之一:通过无线局域网传输该人脸图像到一本地服务器;通过接入互联网的无线局域网传输该人脸图像到一云端服务器;通过移动互联网传输该人脸图像到一云端服务器。
[0015]本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，通过人脸识别算法获得人脸识别结果，可以针对不同个体作出不同互动模式，从而实现了互动模式的个性化。本实用新型的人脸识别的部分工作都不依赖机器人的资源进行，可以使得机器人的硬件配置和成本降低，而且提高了人脸识别的效率。
【附图说明】
[0016]为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作详细说明，其中:
[0017]图1示出本实用新型一实施例的具有人脸识别功能的机器人的系统框图；
[0018]图2示出本实用新型另一实施例的具有人脸识别功能的机器人的系统框图；
[0019]图3示出本实用新型一实施例的人脸识别流程图。
【具体实施方式】
[0020]本实用新型的实施例描述机器人的人脸识别系统，该系统尤其适用于家庭陪伴型机器人。当然可以理解，该系统也可适用于其它具有高交互需求的机器人，例如商业服务机器人。在本实用新型的实施例中，将人脸识别与机器人的互动模式关联。根据识别出的不同个体，赋予机器人不同的互动模式，从而实现个性化的互动。
[0021]图1示出本实用新型一实施例的具有人脸识别功能的机器人的系统框图。参考图1所示，本实施例的机器人100包括图像采集单元101、图像识别单元102、通信单元103、执行单元104以及控制器105。图像采集单元101用于捕捉一个以上的外部场景图像，其实例是摄像头。图像采集单元101可以连续采集图像，也可以间隔一定时间采集一帧或几帧图像，视具体场合而定。图像识别单元102连接图像采集单元101，其用于从一个以上的外部场景图像中获取具备识别特征点的人脸图像。通信单元103配置为与一服务器200进行通信，以实现机器人的对外通信功能。控制器105连接图像采集单元101、通信单元103以及执行单元104，用于控制机器人的整体运作。例如控制器105可根据需要命令例如图像采集单元101的各个输入设备捕捉外部信息，或者命令例如执行单元104的设备执行相应动作。
[0022]在人脸识别的工作流程中，控制器105配置为执行如下步骤:将具备识别特征点的人脸图像通过通信单元103传输至外部的服务器200进行人脸识别;接收外部的服务器回传的人脸识别结果;根据人脸识别结果启动对应的互动模式。除此之外，控制器105还可配置为对人脸图像进行初步的处理。
[0023]本实施例的一个特点是，人脸识别的大部分工作并不利用机器人的内部资源完成，而是依靠外部的服务器。机器人100对捕捉的外部场景图像所进行的处理步骤是初步处理，旨在从中选定存在人脸的人脸图像，然后将这些人脸图像以及人脸识别请求发送给服务器200，请求执行人脸识别。服务器200配备了执行人脸识别算法的程序，可以响应于人脸识别请求，对图像进行特征点分析，并与人脸库进行比对，获得人脸识别信息。在此，服务器200中的人脸识别算法可以使用已知的算法，在此不再详细展开。
[0024]图2示出本实用新型另一实施例的具有人脸识别功能的机器人的系统框图。参考图2所示，本实施例的机器人100包括图像采集单元101、图像识别单元102、通信单元103、执行单元104以及控制器107。图像采集单元101用于捕捉一个以上的外部场景图像，其实例是摄像头。图像采集单元101可以连续采集图像，也可以间隔一定时间采集一帧或几帧图像，视具体场合而定。图像识别单元102连接图像采集单元101，其用于从一个以上的外部场景图像中获取具备识别特征点的人脸图像。语音信号采集单元106配置为采集语音信号，主要是人声信号。语音信号中包含了机器人感兴趣的各种指令。例如招呼机器人的指令、令机器人完成跑、跳等动作的指令。语音信号采集单元106的实例是麦克风。语音信号识别单元107连接语音信号采集单元106和控制器105，配置为识别语音信号中的指令。通信单元103配置为与一服务器200进行通信，以实现机器人的对外通信功能。控制器105连接图像采集单元101、语音信号采集单元106、语音信号识别单元107、通信单元103以及执行单元104，用于控制机器人的整体运作。例如控制器105可根据需要命令例如图像采集单元101、语音信号采集单元106的各个输入设备捕捉外部信息，或者命令例如执行单元104的设备执行相应动作。
[0025]在人脸识别的工作流程中，控制器105配置为执行如下步骤:将具备识别特征点的人脸图像通过通信单元103传输至外部的服务器200进行人脸识别;接收外部的服务器回传的人脸识别结果;根据人脸识别结果启动对应的互动模式。除此之外，控制器105还可配置为对人脸图像进行初步的处理。
[0026]机器人可常规地处于待机或休眠状态，等待使用者的启动(例如人声呼唤)。在一个实例中，语音信号采集单元106采集语音信号，语音信号识别单元106可以识别语音信号中的人脸识别启动指令并传输给控制器105，控制器105响应于这一启动指令，据此开启图像采集单元101开始工作。当然可以理解，控制器105可以在其它状况下开启图像采集单元101。例如控制器105响应于使用者的开关按钮开启图像采集单元101。
[0027]本实施例的一个特点是，人脸识别的大部分工作并不利用机器人的内部资源完成，而是依靠外部的服务器。机器人100对捕捉的外部场景图像所进行的处理步骤是初步处理，旨在从中选定存在人脸的人脸图像，然后将这些人脸图像以及人脸识别请求发送给服务器200，请求执行人脸识别。服务器200配备了执行人脸识别算法的程