一种管理机器人情绪生成及表现的方法和系统

摘要

本发明公开了一种管理机器人情绪生成及表现的方法和系统，机器人的情绪变化输入处理器对从外部输入设备获得的、各种可能导致情绪变化的输入进行处理，对并发的情绪变化作出优先权选择；最高优先级的情绪变化请求作为机器人情绪变化地址指针管理器的输入；登记处理后把指针指向对应的情绪行为输出存储器的行为表，行为表信息输出到机器人的行为输出设备完成情绪生成及表现；每个情绪状态在预定时间后或特定条件下将自动恢复到正常状态。采用了本发明的技术方案，能够使得机器人在接受到外界影响时从正常情绪转变成其它某个情绪状态，并且在给定条件或一定时间后自动恢复到正常情绪状态。

说明书

技术领域

本发明涉及类人智能机器人技术领域，尤其涉及一种管理机器人情绪生成及表现的方法和系统。

背景技术

类人智能机器人的功能，随着图像处理，语音处理，无线网络技术，互联网技术，自动控制及计算处理能力等技术的发展，目前有了突飞猛进的提高，包括有图像采集视觉功能、实时接受处理语音指令、在没有遥控装置的前提下自动避开障碍到达指定地点等功能，在军事、安防、办公及家庭等领域得到越来越多的应用。但是目前的类人智能机器人除了要完成一些指定的功能外，还不实现模拟人类的情绪特征的目的。

发明内容

本发明的目的在于提出一种管理机器人情绪生成及表现的方法和系统，能够使得机器人在接受到外界影响时从正常情绪转变成其它某个情绪状态，并且在给定条件或一定时间后自动恢复到正常情绪状态。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种管理机器人情绪生成及表现的方法，包括以下步骤：

A、机器人处于初始情绪状态，机器人的输出控制单元输出初始信号，控制机器人行为输出设备；

B、机器人的外部输入设备接收外部信息，发送给情绪变化输入处理器；

C、情绪变化输入处理器将外部信息与情绪变化条件存储器中存储的对应外部输入设备的情绪变化条件进行比较，判断外部信息是否达到情绪变化条件；

D、如果外部信息达到情绪变化条件，情绪变化输入处理器发送情绪变化请求信号到并发情绪变化优先级管理器；

E、并发情绪变化优先级管理器根据预先设定的情绪变化优先级筛选出优先级最高的情绪变化请求信号，发送给情绪变化地址指针管理器，同时设置情绪复位计时器的时间并启动；

F、情绪变化地址指针管理器根据情绪变化请求信号控制情绪变化地址指针指向情绪行为输出存储器中对应的情绪行为表单元；

G、情绪行为输出存储器将对应的情绪行为表单元中信息发送给输出控制单元；

H、输出控制单元输出情绪信号控制机器人行为输出设备；

I、情绪复位计时器复位时将情绪变化地址指针管理器清零，初始情绪地址指针管理器控制情绪变化地址指针指向情绪行为输出存储器中初始情绪行为表单元，情绪行为输出存储器将初始情绪行为表单元中信息发送给输出控制单元，输出控制单元输出初始信号控制机器人行为输出设备，机器人恢复初始情绪状态。

情绪变化条件存储器包括对应每个外部输入设备的情绪变化条件模块，每个情绪变化条件模块存储对应的外部输入设备接收的外部信息达到情绪变化的条件。

并发情绪变化优先级管理器包括对应每种情绪的、优先级顺序排列的逻辑电路，用于筛选出优先级最高的情绪变化请求信号。

情绪行为输出存储器包括对应每个情绪变化请求信号的情绪行为表单元，情绪行为表单元存储对应情绪变化请求信号的控制机器人行为输出设备信息。

情绪行为输出存储器还包括初始情绪行为表单元，初始情绪行为表单元存储初始情绪状态下机器人行为输出设备信息。

情绪变化地址指针管理器的输出信号与初始情绪地址指针管理器的输出信号进行或运算，再输出给情绪变化地址指针。

一种管理机器人情绪生成及表现的系统，包括外部输入设备、情绪变化输入处理器、情绪变化条件存储器、并发情绪变化优先级管理器、情绪变化地址指针管理器、情绪复位计时器、初始情绪地址指针管理器、情绪变化地址指针、情绪行为输出存储器、输出控制单元和行为输出设备，其中，

外部输入设备，用于接收外部信息，发送给情绪变化输入处理器；

情绪变化条件存储器，用于存储对应外部输入设备的情绪变化条件；

情绪变化输入处理器，用于将接收到的外部信息与情绪变化条件存储器中存储的对应外部输入设备的情绪变化条件进行比较，判断外部信息是否达到情绪变化条件，并发送情绪变化请求信号到并发情绪变化优先级管理器；

并发情绪变化优先级管理器，用于根据预先设定的情绪变化优先级筛选出优先级最高的情绪变化请求信号，发送给情绪变化地址指针管理器；

情绪复位计时器，用于设置机器人情绪变化的时间长度；

情绪变化地址指针管理器，用于根据情绪变化请求信号控制情绪变化地址指针；

初始情绪地址指针管理器，用于根据控制情绪变化地址指针；

情绪变化地址指针，用于指向情绪行为输出存储器中对应的情绪行为表单元；

情绪行为输出存储器，用于存储与情绪变化请求信号对应的情绪行为表单元，并将对应的情绪行为表单元中信息发送给输出控制单元；

输出控制单元，用于输出情绪信号控制机器人行为输出设备；

行为输出设备，用于完成机器人情绪表现。

外部输入设备包括话筒、摄像头、感应器、触摸屏、无线接收器和/或电源状态单元；

行为输出设备包括喇叭、显示屏、传感器、网络输出单元和/或无线发射器。

情绪变化条件存储器包括音频情绪变化条件模块、视频情绪变化条件模块、无线信号情绪变化条件模块和/或电源状态情绪变化条件模块。

情绪行为输出存储器包括初始情绪行为表单元、高兴情绪行为表单元、生气情绪行为表单元和/或愤怒情绪行为表单元。

采用了本发明的技术方案，机器人能够模仿人类的情绪特征和反应，当机器人接受到外界影响后可以从正常情绪转变成其它某个情绪状态，并且在给定条件或一定时间后自动恢复到正常情绪状态。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中机器人管理情绪生成及表现系统的结构示意图。

图2是本发明具体实施方式中机器人管理情绪生成及表现系统操作流程图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明技术方案的主要思想是：机器人的情绪变化输入处理器对智能机器人的外部输入设备获得的、各种可能导致情绪变化的输入进行处理，对并发的情绪变化作出优先权选择；输出的机器人产生的最高优先级的情绪变化的请求作为机器人情绪变化地址指针管理器的输入；该输入对产生的情绪变化登记处理后，把指针指向对应的情绪行为输出存储器的行为表，并产生进入该状态的最初行为表现和进入该状态后维持该状态时的特殊行为表现，输出到机器人的行为输出设备完成情绪表现；每个情绪状态在预定时间后或特定条件下将自动恢复到正常状态。所预定的时间由机器人情绪变化地址指针管理器的情绪复位定时器所控制。

图1是本发明具体实施方式中机器人管理情绪生成及表现系统的结构示意图。如图1所示，该机器人管理情绪生成及表现系统包括外部输入设备101、情绪变化输入处理器102、情绪变化条件存储器103、并发情绪变化优先级管理器104、情绪变化地址指针管理器105、情绪复位计时器106、初始情绪地址指针管理器107、情绪变化地址指针108、情绪行为输出存储器109、输出控制单元110和行为输出设备111。

其中，外部输入设备接收外部信息，发送给情绪变化输入处理器。

情绪变化条件存储器存储对应外部输入设备的情绪变化条件。

情绪变化输入处理器将接收到的外部信息与情绪变化条件存储器中存储的对应外部输入设备的情绪变化条件进行比较，判断外部信息是否达到情绪变化条件，并发送情绪变化请求信号到并发情绪变化优先级管理器、

并发情绪变化优先级管理器根据预先设定的情绪变化优先级筛选出优先级最高的情绪变化请求信号，发送给情绪变化地址指针管理器。

情绪复位计时器设置机器人情绪变化的时间长度。

情绪变化地址指针管理器根据情绪变化请求信号控制情绪变化地址指针。

初始情绪地址指针管理器根据控制情绪变化地址指针。

情绪变化地址指针指向情绪行为输出存储器中对应的情绪行为表单元。

情绪行为输出存储器存储与情绪变化请求信号对应的情绪行为表单元，并将对应的情绪行为表单元中信息发送给输出控制单元。

输出控制单元输出情绪信号控制机器人行为输出设备。

行为输出设备完成机器人情绪表现。

下面描述机器人管理情绪生成及表现系统的具体操作流程，图2是本发明具体实施方式中机器人管理情绪生成及表现系统操作流程图。如图2所示，该流程包括以下步骤：

步骤201、机器人处于初始情绪状态，机器人的输出控制单元输出初始信号，控制机器人行为输出设备，这里的初始情绪状态是指正常情绪状态，此时机器人的行为输出设备可能不进行任何动作。

步骤202、机器人的外部输入设备接收外部信息，发送给情绪变化输入处理器。

机器人的外部输入设备包括话筒、摄像头、感应器、触摸屏、无线接收器和/或电源状态单元等装置。

例如，当机器人的头部感应器接收到拍打的感应信号，同时话筒又接收到指责的音频信号，则会将收到的感应信号和音频信号发送给情绪变化输入处理器。

步骤203、情绪变化输入处理器将外部信息与情绪变化条件存储器中存储的对应外部输入设备的情绪变化条件进行比较，判断外部信息是否达到情绪变化条件。

机器人的情绪变化条件存储器内包括对应每个外部输入设备的情绪变化条件模块，例如，音频情绪变化条件模块、视频情绪变化条件模块、感应信号情绪变化条件模块、无线信号情绪变化条件模块或者电源状态情绪变化条件模块。

每个情绪变化条件模块事先会存储对应的外部输入设备接收的外部信息达到情绪变化的条件，例如，音频情绪变化条件模块中会存储高兴情绪对应的音频信号、愤怒情绪对应的音频信号等；感应信号情绪变化条件模块中会存储高兴情绪对应的感应信号、愤怒情绪对应的感应信号等。

例如，情绪变化输入处理器会将接收到的头部感应器接收到的拍打的感应信号与感应信号情绪变化条件模块中的感应信号进行匹配，如果该感应信号对应的是高兴情绪，情绪变化输入处理器则会产生高兴的情绪变化请求信号。

同时，情绪变化输入处理器会将接收到的话筒接收到的指责的语音信号与音频情绪变化条件模块存储的音频信号进行匹配，如果该音频信号对应的是愤怒情绪，情绪变化输入处理器则会产生愤怒的情绪变化请求信号。

步骤204、情绪变化输入处理器发送情绪变化请求信号到并发情绪变化优先级管理器。

例如，情绪变化输入处理器会将高兴的情绪变化请求信号和愤怒的情绪变化请求信号一起发送给并发情绪变化优先级管理器。

步骤205、并发情绪变化优先级管理器根据预先设定的情绪变化优先级筛选出优先级最高的情绪变化请求信号，发送给情绪变化地址指针管理器，同时设置情绪复位计时器的时间并启动，该时间是情绪状态在恢复到正常情绪最长可以维持的时间。

并发情绪变化优先级管理器包括对应每种情绪的、优先级顺序排列的逻辑电路，筛选出优先级最高的情绪变化请求信号。

例如并发情绪变化优先级管理器包括有对应愤怒、生气、高兴等情绪的逻辑电路，并且确定这些情绪的优先级，如愤怒优先级高于生气，生气优先级高于高兴，这些逻辑电路也按照优先级高低顺序排列，如果有最高优先级的情绪变化请求信号，则选择最高优先级的情绪变化请求信号，如果没有最高优先级的情绪变化请求信号，则判断是否有次高优先级的情绪变化请求信号，如此往下选择。

当并发情绪变化优先级管理器接收到情绪变化输入处理器发来的高兴的情绪变化请求信号和愤怒的情绪变化请求信号，因为优先级最高的愤怒情绪变化请求信号存在，因此并发情绪变化优先级管理器将筛选出愤怒情绪变化请求信号，发送给情绪变化地址指针管理器。

步骤206、情绪变化地址指针管理器根据情绪变化请求信号控制情绪变化地址指针指向情绪行为输出存储器中对应的情绪行为表单元。

情绪行为输出存储器包含有对应每个情绪变化请求信号的情绪行为表单元，例如初始情绪行为表单元、高兴情绪行为表单元、生气情绪行为表单元和愤怒情绪行为表单元等。情绪行为表单元存储对应情绪变化请求信号的控制机器人行为输出设备信息。

不同的情绪变化请求信号采用不同的比特码表示，如正常的情绪是0000，愤怒的情绪是0001、生气的情绪是0010、高兴的情绪是0011。情绪变化地址指针管理器接收到的情绪变化请求信号后，对应的比特码被登记在情绪变化地址指针管理器中，情绪变化地址指针管理器的输出信号与初始情绪地址指针管理器的输出信号进行或运算，再输出给情绪变化地址指针，因此当情绪变化地址指针管理器内设置不是零比特时，初始情绪地址指针管理器无效，输出的是登记在情绪变化地址指针管理器中对应的情绪状态比特码，触发对应的情绪行为表单元。

例如愤怒的情绪状态比特码就会触发愤怒情绪行为表单元。

步骤207、情绪行为输出存储器将对应的情绪行为表单元中信息发送给输出控制单元。

例如，愤怒情绪行为表单元就会存储喇叭发出声音、传感器控制肢体等信息，这些信息发送给输出控制单元。

步骤208、输出控制单元输出情绪信号控制机器人行为输出设备。

行为输出设备包括喇叭、显示屏、传感器、网络输出单元和/或无线发射器等装置。

例如，输出控制单元会发送信号给喇叭，控制其发出愤怒的声音，同时会发送信号给传感器，传感器控制机器人的肢体挥动，以表示机器人的愤怒情绪。

步骤209、情绪复位计时器复位时将情绪变化地址指针管理器清零，初始情绪地址指针管理器控制情绪变化地址指针指向情绪行为输出存储器中初始情绪行为表单元，情绪行为输出存储器将初始情绪行为表单元中信息发送给输出控制单元，输出控制单元输出初始信号控制机器人行为输出设备，机器人恢复初始情绪状态。

当情绪复位计时器复位时，情绪变化地址指针管理器内登记的比特码将清零，初始情绪地址指针管理器控制情绪变化地址指针指向情绪行为输出存储器中初始情绪行为表单元，初始情绪行为表单元存储初始情绪状态下机器人行为输出设备信息，情绪行为输出存储器将初始情绪行为表单元中信息发送给输出控制单元，输出控制单元输出初始信号控制机器人行为输出设备，机器人恢复初始情绪状态。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。