[发明专利]一种具有社交意识的移动式服务机器人路径规划系统和方法

说明书

本发明公开了一种具有社交意识的移动式服务机器人路径规划系统和方法，该系统包括人体检测模块和运动规划模块；人体检测模块用于读取包含深度的图片信息，检测人体且区分目标对象与非目标对象，并计算获取所有人体的位置和朝向信息；运动规划模块用于为移动式服务机器人规划一条具有社交意识的运动路径，运动路径规划同时符合三条社交行为准则：a)驱往目标对象时迎面靠近目标；b)避让过程中预测和考虑他人的运动意图；c)运动过程中遵循“右侧避让”规范。本发明解决了现有移动式服务机器人在社交场合的运动行为不具备社交意识的问题，可实现移动式服务机器人在社会环境中拟人化的自主导航。

技术领域

本发明涉及移动式服务机器人路径规划技术领域，特别是一种具有社交意识的移动式服务机器人路径规划系统和方法。

背景技术

移动式服务机器人被广泛应用于动态的社会场景中，如商场、餐厅、车站等。在这些场景中，移动式服务机器人不仅仅需要具备安全性、自主性，同时机器人的社交意识也尤为重要。服务机器人在社会场景中的行为会影响人类的感受，因此人们期望服务机器人在社会环境中表现出良好的行为举止，遵循社交礼仪和社交准则。

现有技术中，大多数移动式服务机器人在规划路径时仅仅力求高效驱往目标对象并安全避开障碍物，没有考虑运动过程中应该遵循的礼仪规范。实际的社交场合中，迎面趋近交流对象更能提高人机交互的舒适感，再者，避让他人过程中预测对方运动意图并基于对方的运动趋势合理避障更能体现机器人的服务意识，同时，运动过程中遵循“右避让”原则可体现机器人具有拟人化的行为意识。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提出了一种具有社交意识的移动式服务机器人路径规划系统和方法，其目的在于解决现有服务移动式服务机器人在社交场合的运动行为不具备社交意识的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有社交意识的移动式服务机器人路径规划系统，包括人体检测模块和运动规划模块；

所述人体检测模块用于读取包含深度的图片信息，检测人体且区分目标对象与非目标对象，并计算获取所有人体的位置和朝向信息；

所述运动规划模块用于为移动式服务机器人规划一条具有社交意识的运动路径，所述运动路径规划同时符合三条社交行为准则：a)驱往目标对象时迎面靠近目标；b)避让过程中预测和考虑他人的运动意图；c)运动过程中遵循“右侧避让”规范。

优选地，所述运动规划模块包括第一运动规划子模块和第二运动规划子模块；所述第一运动规划子模块用于通过引力势场使所述移动式服务机器人驱往目标对象；所述第二运动规划子模块用于通过斥力势场使所述移动式服务机器人避开非目标对象。

本申请的另一方面提供了一种具有社交意识的移动式服务机器人路径规划方法，所述系统包括移动式服务机器人，所述方法包括以下步骤：

步骤S1：采集图片信息，所述图片信息包括人体信息和物体信息；

步骤S2：接收和分析所述图片信息，通过骨骼识别检测人体，并获取人体的位置和朝向信息；

步骤S3：通过人脸识别区分目标与非目标对象；

步骤S4：根据人体的位置和朝向信息，采用人工势场算法规划移动式服务机器人的运动路径，机器人按照社交准则驱近目标对象并合理避让非目标对象。

优选地，步骤S2中，骨骼识别具体包括以下步骤：

步骤S21：发送红外光线并接收反射回来的红外光线，计算往返红外光线的时间差，采集3D深度图像；

步骤S22：分割3D深度图像，剔除除人体之外的背景图像，将剩余图像转换成深度值作为训练样本；