一种机器人交互控制方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及机器人交互技术领域，尤其涉及一种机器人交互控制方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

宠物机器人是指是具有自主和人、动物、室内特定物体进行多纬度深度交互的一类自主移动宠物机器人，通常具备人机交互、路径规划、自主回归充电等功能。

为了提高宠物宠物机器人交互效果，会为宠物宠物机器人搭载摄像、激光雷达、声源等传感器，目前机器人交互控制的方式有多种，包括：

采用传感器获取监视对象的音视频流，根据音视频或传感器数据中提取的特征数据，从预定行为类型库中匹配出相应的行为类型；

或采用麦克风阵列及图像传感器，根据接收到的语音指令，基于麦克风阵列以及声源定位方法计算用户声源来自多个方向的概率分布，根据概率分布控制宠物机器人转向。

现有技术中，宠物机器人通常具有指令接收单元、信息处理单元和执行单元，可以通过预设或自主模式执行指令。现有技术中的宠物机器人几乎都是根据预设指令完成预设动作。与用户进行交互时，需要依靠人机交互组件或者人机交互界面进行。而想要做到自主应对用户临时信息或命令，比如与人仅做交互性沟通或者处理临时性指令，现在的宠物机器人就无法做到，因此想要使宠物机器人具备一定交互水平的能力，使其顺利进入人们的家庭，比如在陪护儿童、老人伴侣、伴宠等应用领域中，现有的技术手段还不能够很好实现。

发明内容

本申请提供了一种机器人交互控制方法、装置、设备及存储介质，解决了现有技术中的宠物机器人几乎都是根据预设指令完成预设动作，无法做到自主执行交互行为的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种机器人交互控制方法，所述方法包括：

S1、获取目标交互对象的传感数据信息；

S2、根据所述传感数据信息对所述目标交互对象进行位姿估计，确定所述目标交互对象的位姿数据；

S3、结合所述位姿数据、预设地图数据以及所述传感数据信息构建SLAM语义地图，所述SLAM语义地图中还包含对所述目标交互对象的当前亲密度值；

S4、根据所述SLAM语义地图匹配对应交互行为，所述交互行为包括运动规划方案以及行为规划方案；

S5、执行所述交互行为。

可选地，所述步骤S5之后还包括：

获取所述目标交互对象的交互反馈数据；

根据所述交互反馈数据，对所述目标交互对象的当前亲密度值进行更新。

可选地，所述SLAM语义地图还包括所述目标交互对象的类型。

可选地，所述步骤S4具体包括：

根据所述SLAM语义地图中包含的若干个所述目标交互对象的当前亲密度值降序排序，确定交互顺序；

基于所述目标交互对象的位姿数据、预设地图数据、所述传感数据信息以及类型，与预设交互行为库中匹配对应的交互行为，所述交互行为包括运动规划方案以及行为规划方案；

当包含若干个运动规划方案时，随机选择其中一个运动规划方案；

当包含若干个行为规划方案时，随机选择其中一个行为规划方案。

可选地，还包括：

获取机器人的本体状态数据信息；

根据所述本体状态数据信息对运动规划方案或行为规划方案进行调整，包括对运动方向、运动速度、运动频率、行为频率、发声速度、发声音调以及发声频率的调整。

本申请第二方面提供一种机器人交互控制装置，所述装置包括：

第一获取单元，用于获取目标交互对象的传感数据信息；

位姿确定单元，用于根据所述传感数据信息对所述目标交互对象进行位姿估计，确定所述目标交互对象的位姿数据；

语义地图构建单元，用于结合所述位姿数据、预设地图数据以及所述传感数据信息构建SLAM语义地图，所述SLAM语义地图中还包含对所述目标交互对象的当前亲密度值；

交互匹配单元，用于根据所述SLAM语义地图匹配对应交互行为，所述交互行为包括运动规划方案以及行为规划方案；

执行单元，用于执行所述交互行为。

可选地，还包括：

第二获取单元，用于获取所述目标交互对象的交互反馈数据；

更新单元，用于根据所述交互反馈数据，对所述目标交互对象的当前亲密度值进行更新。

可选地，交互匹配单元具体用于：

根据所述SLAM语义地图中包含的若干个所述目标交互对象的当前亲密度值降序排序，确定交互顺序；

基于所述目标交互对象的位姿数据、预设地图数据、所述传感数据信息以及类型，与预设交互行为库中匹配对应的交互行为，所述交互行为包括运动规划方案以及行为规划方案；

当包含若干个运动规划方案时，随机选择其中一个运动规划方案；

当包含若干个行为规划方案时，随机选择其中一个行为规划方案。

本申请第三方面提供一种机器人交互控制设备，所述设备包括处理器以及存储器：

所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器用于根据所述程序代码中的指令，执行如上述第一方面所述的机器人交互控制方法的步骤。

本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行上述第一方面所述的机器人交互控制方法。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请中，提供了一种机器人交互控制方法、装置、设备及存储介质，基于传感数据信息对目标交互对象进行位姿估计，确定位姿数据，同时结合预设地图数据构建SLAM语义地图，基于SLAM语义地图中对目标交互对象的当前亲密度值，匹配并自主执行对应的交互行为，使得机器人能够在环境中，自主地对目标交互对象进行动作、语音或运动的交互，提高机器人的自主性，丰富机器人的交互方式，解决了现有技术中的宠物机器人几乎都是根据预设指令完成预设动作，无法做到自主执行交互行为的技术问题。

附图说明

图1为本申请实施例中机器人交互控制方法的方法流程图；

图2为本申请实施例中机器人交互控制装置的结构示意图；

图3为本申请实施例中机器人交互控制设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请设计了一种机器人交互控制方法、装置、设备及存储介质，解决了现有技术中的宠物机器人几乎都是根据预设指令完成预设动作，无法做到自主执行交互行为的技术问题。

为了便于理解，请参阅图1，图1为本申请实施例中机器人交互控制方法的方法流程图，如图1所示，具体为：

S1、获取目标交互对象的传感数据信息；

需要说明的是，通过机器人搭载的各种传感器元件，获取到空间中各个目标交互对象的传感数据信息，其中，目标交互对象可以包括但不限于人、桌子、椅子、门、墙壁、电视、遥控器。

具体地，可以通过采集目标交互对象的图像数据信息，对图像数据信息中的目标进行特征匹配和分类，从而识别出不同类型的目标交互对象。

S2、根据传感数据信息对目标交互对象进行位姿估计，确定目标交互对象的位姿数据；

需要说明的是，进一步地结合传感数据信息对目标交互对象进行位姿估计，以机器人当前位置为中心，前进方向设定为x轴正向，俯视角度观测下与前进方向垂直的右向为y轴正向，垂直于机器人中心向上设定为z轴正向构建坐标系，确定目标交互对象相对于机器人的位置坐标以及姿态数据。

S3、结合位姿数据、预设地图数据以及传感数据信息构建SLAM语义地图，SLAM语义地图中还包含对目标交互对象的当前亲密度值；

需要说明的是，结合位姿数据、预设地图数据以及传感数据信息构建SLAM语义地图，SLAM语义地图中包括但不限于目标交互对象的位姿、当前亲密度值、类型、预设地图数据等，其中，当前亲密度值越高表示对目标交互对象的熟悉程度越高，不同的目标交互对象具有不同的亲密度值分布。

S4、根据SLAM语义地图匹配对应交互行为，交互行为包括运动规划方案以及行为规划方案；

需要说明的是，根据构建的SLAM语义地图，匹配对应交互行为，具体地：

根据SLAM语义地图中包含的若干个目标交互对象的当前亲密度值降序排序，确定交互顺序；

基于目标交互对象的位姿数据、预设地图数据、传感数据信息以及类型，与预设交互行为库中匹配对应的交互行为，交互行为包括运动规划方案以及行为规划方案；

当包含若干个运动规划方案时，随机选择其中一个运动规划方案；

当包含若干个行为规划方案时，随机选择其中一个行为规划方案。

进一步地，还包括：

获取机器人的本体状态数据信息；

根据本体状态数据信息对运动规划方案或行为规划方案进行调整，包括对运动方向、运动速度、运动频率、行为频率、发声速度、发声音调以及发声频率的调整。

需要说明的是，例如识别出目标交互对象包括用户A、用户B、墙壁、电视以及遥控器，其中用户B的当前亲密度值最高，电视其次，遥控器对应当前亲密度值为第三，则匹配交互行为可以分为别移动至用户B面前并对用户B执行打招呼，其次，移动至电视面前，控制机械手打开电视，最后移动至遥控器面前，控制机械手调整音量/频道。其中，移动路径可以根据SLAM语义地图进行随机规划，可以以不同的速度执行路径。在具体交互过程中，还可以包含语音对话等交互方式，例如打招呼时，可以播放预设音频，或根据用户B进行音频合成。

S5、执行交互行为。

进一步地，步骤S5之后还包括：

获取目标交互对象的交互反馈数据；

根据交互反馈数据，对目标交互对象的当前亲密度值进行更新。

需要说明的是，在与目标交互对象进行交互过后，获取交互反馈数据，从而基于交互反馈数据对当前亲密度值进行更新，交互反馈数据可以为正反馈或负反馈数据，正反馈数据将增加当前亲密度值，负反馈数据将减少当前亲密度值。

进一步地，SLAM语义地图还包括目标交互对象的类型。

请参阅图2，图2为本申请实施例中机器人交互控制装置的结构示意图，如图2所示，具体为：

第一获取单元201，用于获取目标交互对象的传感数据信息；

位姿确定单元202，用于根据传感数据信息对目标交互对象进行位姿估计，确定目标交互对象的位姿数据；

语义地图构建单元203，用于结合位姿数据、预设地图数据以及传感数据信息构建SLAM语义地图，SLAM语义地图中还包含对目标交互对象的当前亲密度值；

交互匹配单元204，用于根据SLAM语义地图匹配对应交互行为，交互行为包括运动规划方案以及行为规划方案；

执行单元205，用于执行交互行为。

进一步地，还包括：

第二获取单元，用于获取目标交互对象的交互反馈数据；

更新单元，用于根据交互反馈数据，对目标交互对象的当前亲密度值进行更新。

进一步地，交互匹配单元204具体用于：

根据SLAM语义地图中包含的若干个目标交互对象的当前亲密度值降序排序，确定交互顺序；

基于目标交互对象的位姿数据、预设地图数据、传感数据信息以及类型，与预设交互行为库中匹配对应的交互行为，交互行为包括运动规划方案以及行为规划方案；

当包含若干个运动规划方案时，随机选择其中一个运动规划方案；

当包含若干个行为规划方案时，随机选择其中一个行为规划方案。

本申请实施例还提供了另一种机器人交互控制设备，如图3所示，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本申请实施例方法部分。该终端可以为包括宠物机器人、手机、平板电脑、个人数字助理(英文全称：PersonalDigital Assistant，英文缩写：PDA)、销售终端(英文全称：Point of Sales，英文缩写：POS)、车载电脑等任意终端设备，以终端为手机为例：

图3示出的是与本申请实施例提供的终端相关的宠物机器人的部分结构的框图。参考图3，宠物机器人包括：射频(英文全称：Radio Frequency，英文缩写：RF)电路1010、存储器1020、输入单元1030、显示单元1040、传感器1050、音频电路1060、无线保真(英文全称：wireless fidelity，英文缩写：WiFi)模块1070、处理器1080、以及电源1090等部件。本领域技术人员可以理解，图3中示出的宠物机器人结构并不构成对宠物机器人的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

下面结合图3对宠物机器人的各个构成部件进行具体的介绍：

RF电路1010可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，特别地，将基站的下行信息接收后，给处理器1080处理；另外，将设计上行的数据发送给基站。通常，RF电路1010包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器(英文全称：LowNoise Amplifier，英文缩写：LNA)、双工器等。此外，RF电路1010还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。上述无线通信可以使用任一通信标准或协议，包括但不限于全球移动通讯系统(英文全称：Global System of Mobile communication，英文缩写：GSM)、通用分组无线服务(英文全称：General Packet Radio Service，GPRS)、码分多址(英文全称：CodeDivision Multiple Access，英文缩写：CDMA)、宽带码分多址(英文全称：Wideband CodeDivision Multiple Access,英文缩写：WCDMA)、长期演进(英文全称：Long TermEvolution，英文缩写：LTE)、电子邮件、短消息服务(英文全称：Short Messaging Service，SMS)等。

存储器1020可用于存储软件程序以及模块，处理器1080通过运行存储在存储器1020的软件程序以及模块，从而执行宠物机器人的各种功能应用以及数据处理。存储器1020可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据宠物机器人的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器1020可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

输入单元1030可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与宠物机器人的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地，输入单元1030可包括触控面板1031以及其他输入设备1032。触控面板1031，也称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板1031上或在触控面板1031附近的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。可选的，触控面板1031可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器1080，并能接收处理器1080发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板1031。除了触控面板1031，输入单元1030还可以包括其他输入设备1032。具体地，其他输入设备1032可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种。

显示单元1040可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及宠物机器人的各种菜单。显示单元1040可包括显示面板1041，可选的，可以采用液晶显示器(英文全称：Liquid Crystal Display，英文缩写：LCD)、有机发光二极管(英文全称：OrganicLight-Emitting Diode，英文缩写：OLED)等形式来配置显示面板1041。进一步的，触控面板1031可覆盖显示面板1041，当触控面板1031检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器1080以确定触摸事件的类型，随后处理器1080根据触摸事件的类型在显示面板1041上提供相应的视觉输出。虽然在图3中，触控面板1031与显示面板1041是作为两个独立的部件来实现宠物机器人的输入和输入功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板1031与显示面板1041集成而实现宠物机器人的输入和输出功能。

宠物机器人还可包括至少一种传感器1050，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器可包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板1041的亮度，接近传感器可在宠物机器人移动到耳边时，关闭显示面板1041和/或背光。作为运动传感器的一种，加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别宠物机器人姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；至于宠物机器人还可配置的陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。

音频电路1060、扬声器1061，传声器1062可提供用户与宠物机器人之间的音频接口。音频电路1060可将接收到的音频数据转换后的电信号，传输到扬声器1061，由扬声器1061转换为声音信号输出；另一方面，传声器1062将收集的声音信号转换为电信号，由音频电路1060接收后转换为音频数据，再将音频数据输出处理器1080处理后，经RF电路1010以发送给比如另一宠物机器人，或者将音频数据输出至存储器1020以便进一步处理。

WiFi属于短距离无线传输技术，宠物机器人通过WiFi模块1070可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等，它为用户提供了无线的宽带互联网访问。虽然图3示出了WiFi模块1070，但是可以理解的是，其并不属于宠物机器人的必须构成，完全可以根据需要在不改变发明的本质的范围内而省略。

处理器1080是宠物机器人的控制中心，利用各种接口和线路连接整个宠物机器人的各个部分，通过运行或执行存储在存储器1020内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器1020内的数据，执行宠物机器人的各种功能和处理数据，从而对宠物机器人进行整体监控。可选的，处理器1080可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器1080可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器1080中。

宠物机器人还包括给各个部件供电的电源1090(比如电池)，优选的，电源可以通过电源管理系统与处理器1080逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。

尽管未示出，宠物机器人还可以包括摄像头、蓝牙模块等，在此不再赘述。

在本申请实施例中，该终端所包括的处理器1080还具有以下功能：

S1、获取目标交互对象的传感数据信息；

S2、根据传感数据信息对目标交互对象进行位姿估计，确定目标交互对象的位姿数据；

S3、结合位姿数据、预设地图数据以及传感数据信息构建SLAM语义地图，SLAM语义地图中还包含对目标交互对象的当前亲密度值；

S4、根据SLAM语义地图匹配对应交互行为，交互行为包括运动规划方案以及行为规划方案；

S5、执行交互行为。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，用于存储程序代码，该程序代码用于执行前述各个实施例的一种机器人交互控制方法中的任意一种实施方式。

本申请实施例中，提供了一种机器人交互控制方法、装置、设备及存储介质，基于传感数据信息对目标交互对象进行位姿估计，确定位姿数据，同时结合预设地图数据构建SLAM语义地图，基于SLAM语义地图中对目标交互对象的当前亲密度值，匹配并自主执行对应的交互行为，使得机器人能够在环境中，自主地对目标交互对象进行动作、语音或运动的交互，提高机器人的自主性，丰富机器人的交互方式，解决了现有技术中的宠物机器人几乎都是根据预设指令完成预设动作，无法做到自主执行交互行为的技术问题。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

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单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。