CN103747024A - 一种基于云计算的智能交互机器人系统及交互方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于云计算的智能交互机器人系统及交互方法，系统包括云服务平台、至少一个机器人本体和它体机器人，机器人本体、它体机器人分别与云服务平台相互通讯；机器人本体包括相互连接的远端控制模块和传感器通用接口，机器人本体通过网络通讯与它体机器人信息互动或服务互动；它体机器人包括除了机器人本体之外的周边同一空间或远程不同空间的其他机器人或设备；云服务平台上设有共享服务存储区，用于与机器人本体或它体机器人之间实现信息共享。本发明服务机器人的应用软件和数据信息可独立于机器人本体之外由云服务平台提供，提供基于云计算的高速大数据的服务，以满足用户的多样化需求。

Description

一种基于云计算的智能交互机器人系统及交互方法

技术领域

本发明涉及机器人交互及控制技术领域，尤其涉及一种基于云计算的智能交互机器人系统及交互方法。 

背景技术

传统的服务机器人包括物理层（硬件结构）和程序层（软件系统）组成，可以通过自主或人机交互操作模式执行指令，是自成体系的独立架构，其操作和应用等软件均安装于机器人本体内硬件的存储设备中，类似于一台高级的个人PC。 

但是，仅仅靠单台服务机器人的独立运作已经无法满足日益多样化和复杂化的用户需求，不难想象，依靠网络进行海量数据的传递已经成为必然。在如此的大背景下，一种名为网络机器人的智能设备随之出现，网络机器人可使用户通过无线或者有线网络接入指定服务，随时随地远程控制异地设备和智能家居、进行危险作业等，但是，由于存在对海量数据处理不够高效等问题，因此一般的网络机器人不够智能和灵活。 

专利CN102196039A公开了一种基于云计算的多机器人系统及其实现方法，包括多个机器人节点、多个用于处理机器人运行信息的云计算节点、与机器人节点和云计算节点进行交互的控制模块，该系统方案结构复杂，无法实现机器人之间以及机器人与云计算服务平台之间的全面信息交互功能。 

专利CN102571859A公开了一种通过云计算控制机器人的系统及方法，该方法包括：设置用于访问云服务器的验证信息，将所设置的验证信息存储至云服务器，并将所设置的验证信息分配给用户端设备；接收用户端设备访问云服务器的请求；根据用户设置的验证信息检查该用户端设备是否能够访问云服务器；当用户端设备对云服务器具有访问权限时，接收机器人的经纬度坐标及工作状态信息；根据所述的经纬度坐标及工作状态信息查找离工作任务发送地最近的机器人；发送工作指令给所查找到的机器人，调用该机器人到工作任务发生地执行相应的工作任务。该系统方案通过云服务器统一管理所有的机器人，无法实现机器人之间以及机器人与云计算服务平台之间的全面信息交互功能。 

随着互联网技术的发展，特别是网络传输技术的进步，大数据无线高速传输已经成为 可能，云计算的应用开始逐步实现商业化，计算能力已经成为可以无偿或有偿使用的跨越国界的人类公共资源，服务机器人提供基于云计算的高速大数据的服务于是成为可能。 

发明内容

本发明的目的是提供一种基于云计算的智能交互机器人系统，服务机器人的应用软件和数据信息可独立于机器人本体之外由云服务平台提供，提供基于云计算的高速大数据的服务，以满足用户的多样化需求。 

本发明的目的是通过下述技术方案实现的： 

一方面，本发明提供一种基于云计算的智能交互机器人系统，其中，包括云服务平台、至少一个机器人本体和它体机器人，所述机器人本体、所述它体机器人分别与所述云服务平台相互通讯；所述机器人本体包括相互连接的远端控制模块和传感器通用接口，所述机器人本体通过网络通讯与所述它体机器人信息互动或服务互动；所述它体机器人包括除了所述机器人本体之外的周边同一空间或远程不同空间的其他机器人或设备；所述云服务平台上设有共享服务存储区，用于与所述机器人本体或所述它体机器人之间实现信息共享。 

上述基于云计算的智能交互机器人系统，其中，所述机器人本体还包括外观壳体和内部支撑结构、传感器、通讯和计算单元、存储设备、输入输出设备、执行机构，所述传感器通过所述传感器通用接口与外部传感器设备互连，所述通讯和计算单元主要由中央处理器和缓存器组成。 

上述基于云计算的智能交互机器人系统，其中，所述机器人本体通过点对点通讯或网格式通讯方式与所述它体机器人信息互动或服务互动。 

上述基于云计算的智能交互机器人系统，其中，所述输入输出设备包括输入键盘、输入鼠标、输入无线通信设备、输出液晶显示屏和输出扬声器。 

上述基于云计算的智能交互机器人系统，其中，所述输入无线通信设备为红外线通信设备或蓝牙通信设备或者WIFI通信设备，其他无线设备。 

上述基于云计算的智能交互机器人系统，其中，所述执行机构为控制器或FPGA，或者行为执行机构。 

上述基于云计算的智能交互机器人系统，其中，所述云服务平台包括但不限于超级计算机、计算机机群或分布式互联的计算机；机器人应用软件可独立于机器人本体；大数据的云计算作为机器人软件和信息的资源提供模式；机器人作为云计算的终端执行设备。 

另一方面，本发明还提供一种如上述基于云计算的智能交互机器人系统的交互方法， 其中，包括下列步骤： 

所述云服务平台从应用提供商处获得机器人应用或更新服务程序； 

机器人本体或者它体机器人向所述云服务平台发送第一请求，云服务平台根据所述第一请求允许或者拒绝接收机器人本体或者它体机器人发送的通过传感器获得的环境信息或者人工信息，云服务平台将信息处理后的结果返回，机器人本体或它体机器人根据返回的结果对传感器连接的外部设备进行状态调整。 

上述基于云计算的智能交互机器人系统的交互方法，其中，还包括： 

机器人本体或者它体机器人向所述云服务平台发送第二请求，云服务平台根据所述第二请求允许或者拒绝机器人本体或者它体机器人在其平台上获取应用或更新服务程序。 

上述基于云计算的智能交互机器人系统的交互方法，其中，还包括： 

它体机器人向机器人本体发送连接请求，机器人本体同意连接请求，双方建立连接后实现机器人之间的协作和联动； 

它体机器人之间相互连接，机器人本体通过一个它体机器人控制其他它体机器人； 

全面交互的模式：与环境信息、人工信息、基于云计算的互联网资源、它体机器人全面交互。 

与已有技术相比，本发明的有益效果在于： 

本发明机器人本体只需要物理层（硬件结构）和基本的开放式的操作软件（类似PC的通用桌面操作系统及其后台程序），各种应用软件和数据资源则是基于云计算提供的大数据服务来提供，服务机器人本体成为架构在云计算这种新型资源使用和交付模式基础上的云计算终端执行设备。 

附图说明

图1是本发明基于云计算的智能交互机器人系统的系统结构图； 

图2是本发明基于云计算的智能交互机器人系统交互方法的流程示意框图。 

具体实施方式

下面结合原理图和具体操作实施例对本发明作进一步说明。 

如图1所示，本发明基于云计算的智能交互机器人系统包括云服务平台100、至少一个机器人本体200和它体机器人300，机器人本体200、它体机器人300分别与云服务平台100相互通讯。机器人本体200包括相互连接的远端控制模块和传感器通用接口（未 在图中标出），并通过网络通讯与它体机器人300信息互动或服务互动。此处的它体机器人300优选包括除了机器人本体200之外的周边同一空间或远程不同空间的其他机器人或设备。另外，云服务平台100上设有共享服务存储区101，用于与机器人本体200或它体机器人300之间实现信息共享。 

机器人本体200主要包括物理层和程序层，物理层面来说，主要包括外观壳体和内部支撑结构、传感器、通讯和计算单元、存储设备、输入输出设备、执行机构，传感器通过传感器通用接口与外部传感器设备互连，外部传感器设备可以是压力传感器、温度传感器、湿度传感器和化学成分传感器等等。通讯和计算单元主要由中央处理器和缓存器组成。程序层面来说，则包括开放式基础操作系统（即基础操作软件及后台程序等）。 

输入输出设备包括输入键盘、输入鼠标、输入无线通信设备、输出液晶显示屏和输出扬声器等。输入无线通信设备优选为红外线通信设备或蓝牙通信设备或者WIFI通信设备，三种通信设备所遵循的通讯协议均为已经过市场验证的成熟体系，易于本发明的实现。 

执行机构为控制器或可编程逻辑器件FPGA，通过机器人本体200的执行机构参与环境互动，影响和改变环境信息，又可通过机器人本体200发出指令操控其他设备改变环境信息。即：可以通过传感器输入环境信息到机器人本体200，机器人本体200又可与环境信息双向互动，如：环境信息可通过机器人本体200发出指令传递给其他设备，如空气调节器，指挥空气调节器改变环境温度、湿度等环境信息。也就是说机器人本体200既可直接参与环境互动，也可间接参与环境互动。 

或者，通过机器人本体200的执行机构参与人机互动，又可通过机器人本体200发出指令操控其他设备参与人机互动。即：可通过输入设备输入人工信息到机器人本体200，机器人本体200又可与人工信息双向互动，也就是说机器人本体200既可直接参与人工互动，也可间接参与人工互动。 

参照图1，机器人本体200通过点对点通讯或网格式通讯方式与它体机器人300信息互动或服务互动，机器人之间的通讯方式可以是分布式或者集中式，不限于图中所示的通讯方式。 

参照图2，机器人本体200或者它体机器人300向云服务平台100发送第一请求，云服务平台100根据第一请求允许或者拒绝接收机器人本体200或者它体机器人300发送的通过各种传感器获得的环境信息或者人工信息，云服务平台100将信息处理后的结果返回，机器人本体200或它体机器人300根据返回的结果对传感器连接的外部设备进行状态调整。 

或者，云服务平台100从应用提供商处获得机器人应用或更新服务程序，机器人本体200或者它体机器人300向云服务平台100发送第二请求，云服务平台100根据第二请求允许或者拒绝机器人本体200或者它体机器人300在其平台上获取应用或更新服务程序。 

它体机器人300向机器人本体200发送连接请求，机器人本体200同意连接请求，双方建立连接后实现机器人之间的协作和联动，或者，它体机器人300之间相互连接，机器人本体200通过一个它体机器人300控制其他它体机器人300。 

环境信息是指除人工信息之外的所有外部信息，机器人本体200可以通过各种传感器将外部环境的声音、温度、湿度、烟雾、光照、辐射、空间数据、电子信息等环境信息采集后输入机器人本体200，用于判断环境状况，机器人本体200可决策后作出双向互动反应。人工信息是指通过人工直接或间接发出的指令及人类本体生物特征等除了环境信息之外的由人参与的所有信息。如：语音、表情、视觉、触觉、行为等人类本体生物信息，及人工主动发出的指令。 

继续参照图1，机器人本体200不需要安装所有的应用软件，只需基本的操作系统和部分应用程序，其所需资源来源于基于大数据高速传输的互联网云计算提供的数据服务，云计算不仅提供应用程序服务，也提供基础信息、运算能力、存储空间等服务，机器人本体200通过网络按需、易扩展的方式获得所需的各种服务，包括IT、软件、互联网相关的其他服务，计算能力作为商品通过互联网流通并支持作为终端设备的机器人本体，机器人本体200成为互联网云计算的终端执行设备。机器人本体200作为云计算终端执行设备，也可以参与云计算的服务提供，与连接在网络上的其他设备远程互动，可以将其所提供的信息、计算能力、硬件等服务通过网络提供给第三方，参与云计算服务的提供，为其他需要的客户提供服务资源。 

上述描述中的机器人本体200也可用它体机器人300代替。 

需要指出的是，云服务平台100可以是包括但不限于超级计算机、计算机机群或分布式互联的计算机，也可以是任何其他形式的可进行海量数据处理的计算资源和存储资源的集合。传感器通用接口为一个或一个以上，所用传感器通用接口的输入电压信号标准为大于0伏小于5伏，其输入电流信号标准为大于4毫安小于20毫安，当然，对于其他具体实施例来说，不限于上述数据。 

本发明机器人本体只需要物理层（硬件结构）和基本的开放式的操作软件（类似PC的通用桌面操作系统及其后台程序），各种应用软件和数据资源则是基于云计算提供的大 数据服务来提供，服务机器人本体成为架构在云计算这种新型资源使用和交付模式基础上的云计算终端执行设备。 

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但本发明并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。 

Claims (10)

1.一种基于云计算的智能交互机器人系统，其特征在于，包括云服务平台、至少一个机器人本体和它体机器人，所述机器人本体、所述它体机器人分别与所述云服务平台相互通讯；所述机器人本体包括相互连接的远端控制模块和传感器通用接口，所述机器人本体通过网络通讯与所述它体机器人信息互动或服务互动；所述它体机器人包括除了所述机器人本体之外的周边同一空间或远程不同空间的其他机器人或设备；所述云服务平台上设有共享服务存储区，用于与所述机器人本体或所述它体机器人之间实现信息共享。

2.根据权利要求1所述基于云计算的智能交互机器人系统，其特征在于，所述机器人本体还包括外观壳体和内部支撑结构、传感器、通讯和计算单元、存储设备、输入输出设备、执行机构，所述传感器通过所述传感器通用接口与外部传感器设备互连，所述通讯和计算单元主要由中央处理器和缓存器组成。

3.根据权利要求2所述基于云计算的智能交互机器人系统，其特征在于，所述机器人本体通过点对点通讯或网格式通讯方式与所述它体机器人信息互动或服务互动。

4.根据权利要求2所述基于云计算的智能交互机器人系统，其特征在于，所述输入输出设备包括输入键盘、输入鼠标、输入无线通信设备、输出液晶显示屏和输出扬声器。其他输入输出设备。

5.根据权利要求4所述基于云计算的智能交互机器人系统，其特征在于，所述输入无线通信设备为红外线通信设备或蓝牙通信设备或者WIFI通信设备等无线通信设备。

6.根据权利要求2所述基于云计算的智能交互机器人系统，其特征在于，所述执行机构为控制器或FPGA，或者行为执行机构。

7.根据权利要求1所述基于云计算的智能交互机器人系统，其特征在于，所述云服务平台包括但不限于超级计算机、计算机机群或分布式互联的计算机；机器人应用软件可独立于机器人本体；大数据的云计算作为机器人软件和信息的资源提供模式；机器人作为云计算的终端执行设备。

8.一种如权利要求1至7中任意一项所述基于云计算的智能交互机器人系统的交互方法，其特征在于，包括下列步骤：

所述云服务平台从应用提供商处获得机器人应用或更新服务程序；

机器人本体或者它体机器人向所述云服务平台发送第一请求，云服务平台根据所述第一请求允许或者拒绝接收机器人本体或者它体机器人发送的通过传感器获得的环境信息或者人工信息，云服务平台将信息处理后的结果返回，机器人本体或它体机器人根据返回的结果对传感器连接的外部设备进行状态调整。

9.根据权利要求8所述基于云计算的智能交互机器人系统的交互方法，其特征在于，还包括：

机器人本体或者它体机器人向所述云服务平台发送第二请求，云服务平台根据所述第二请求允许或者拒绝机器人本体或者它体机器人在其平台上获取应用或更新服务程序。

10.根据权利要求8所述基于云计算的智能交互机器人系统的交互方法，其特征在于，还包括：

它体机器人向机器人本体发送连接请求，机器人本体同意连接请求，双方建立连接后实现机器人之间的协作和联动；

它体机器人之间相互连接，机器人本体通过一个它体机器人控制其他它体机器人；

全面交互的模式：与环境信息、人工信息、基于云计算的互联网资源、它体机器人全面交互。

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