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近年来,机器人技术已经广泛应用到非工业领域,如医疗、康复、巡游等。其中,由于潜在的科学意义和社会效益,服务机器人成为了机器人研究的新热点。开发服务机器人涵盖多项机器人技术,如运动控制、人机交互、动态环境下的导航等。从提高服务机器人的智能性和交互性出发,本文设计和实现了一种集运动、动作、语音、视觉和身份识别功能于一体并且具有仿人外观的智能迎宾服务机器人。
该机器人为仿人型,机器人能自动检测到游客的到来,可以做出常见的迎宾动作,如打招呼、点头问候、鞠躬、招手、握手。能与宾客进行语音交流、解答问题,能接收语音控制指令进行导游。其问答知识库能通过语音对话方式实现录入操作,通过问答训练提高其交互性能;结合RFID(无线射频识别)技术进行访客身份识别,使机器人了解认识人类和周围环境,大大提高了迎宾服务机器人的智能性。可用于会议庆典场所、体育运动场馆、展览馆、超市甚至我们家中。
在该迎宾服务机器人的设计中,我们以服务于人为设计原则,采用模块化、层次化的设计思路,将整个系统分为五大部分:机械框架及外观、控制电路、语音、视觉和身份识别。
本论文分析了智能迎宾服务机器人的功能特点、应用前景,并着重进行机器人的机械结构和控制电路设计,主要内容如下:
(1)设计迎宾服务机器人的机械框架及外观。框架采用钢、铝和塑料材质,含底盘、腰部、手臂、头部、支撑件和外壳等六个模块。
(2)设计迎宾服务机器人的控制电路。控制电路负责机器人传感信息处理、任务决策和运动、动作控制,总体包含三个层次:任务层、接口层和执行层。
(3)设计迎宾服务机器人的语音交互系统和智能识别系统。