[发明专利]一种智能车辆无人驾驶系统

权利要求书

1.一种智能车辆无人驾驶系统，其特征在于，包括设置于车辆外的雷达、设置于车辆内的人车交互机器人和车辆控制装置，所述雷达用于获取车辆前方的障碍物信息，所述人车交互机器人用于智能驾驶系统与用户进行交互，所述车辆控制装置用于根据障碍物信息和交互情况对车辆进行控制；

所述人车交互机器人包括第一处理子系统、第二处理子系统、第三处理子系统，所述第一处理子系统用于获取外部环境信息，所述第一处理子系统包括麦克风、高清摄像头，所述麦克风用于获取用户的语音信息，所述高清摄像头用于获取用户的人脸信息，所述第二处理子系统用于根据语音信息同用户进行语音交互，所述第三处理子系统用于根据人脸信息同用户进行情感交互；

第二处理子系统包括识别模块、合成模块和播放模块，所述识别模块用于提取用户的语音信息，并将其转化为可识别的二进制机器语言，所述合成模块用于将字符信息转化为语音信息，所述播放模块用于播放转化的语音信息；

第三处理子系统包括第一处理模块、第二处理模块、第三处理模块和第四处理模块，所述第一处理模块用于建立情感空间模型，所述第二处理模块根据情感空间模型确定情感能量，所述第三处理模块用于根据人脸信息获取用户情感，所述第四处理模块用于机器人根据用户情感做出相应的情感变化；

所述第一处理模块用于建立情感空间模型：建立二维情感空间模型，二维情感空间的维度分别为快乐度和激活度，所述快乐度用于表示情感的快乐程度，所述激活度用于表示情感的激活程度；

将机器人的情感状态集合表示为：PL＝{PL₁,PL₂,…,PL_n}；

上述式子中，PL_i表示机器人的第i种情感状态，i＝1，2，…，n，n表示机器人的情感状态的数量，将机器人情感状态在二维情感空间中以点的形式进行描述：(a_i,b_i)，其中，a_i表示机器人第i种情感状态的快乐度，b_i表示机器人第i种情感状态的激活度；

将用户的情感状态集合表示为：GW＝{GW₁,GW₂,…,GW_m}；

上述式子中，GW_j表示用户的第j种情感状态，j＝1，2，…，m，m表示用户的情感状态的数量，将用户情感状态在二维情感空间中以点的形式进行描述：(a_j,b_j)，其中，a_j表示用户第j种情感状态的快乐度，b_j表示用户第j种情感状态的激活度。

2.根据权利要求1所述的智能车辆无人驾驶系统，其特征在于，所述第二处理模块根据情感空间模型确定情感能量，具体为：将各种心理活动源动力定义为心理能量，用UA表示：UA＝KW₁+KW₂；

上述式子中，KW₁表示在适当的条件下自发产生的自由心理能量，KW₁＝δ₁UA，KW₂表示在外界刺激作用下产生的受约束的心理能量，KW₂＝δ₂UA，其中，δ₁表示心理唤醒度，δ₂表示心理抑制度，δ₁、δ₂∈[0，1]，δ₁+δ₂＝1；

根据情感空间模型确定情感的心理能量：UA＝y×D(a+b)；

上述式子中，D表示情感强度，y表示情感系数，a、b分别表示情感状态的快乐度、激活度；

采用下式确定情感能量：

KW_q＝KW₁+μKW₂＝(1-δ₂+μδ₂)×y×D(a+b)

上述式子中，KW_q表示情感能量，μ表示心理的情感激发参数，μ∈[0，1]。

3.根据权利要求1所述的智能车辆无人驾驶系统，其特征在于，所述第四处理模块用于机器人根据用户情感做出相应的情感变化，具体为：当机器人的当前情感状态与用户情感状态相同，则机器人的情感状态不发生变化，但机器人的情感能量会翻倍；

当机器人的当前情感状态与用户情感状态不同，则机器人下一情感状态将会改变，下一情感状态不仅与当前机器人的情感状态有关，还与用户情感状态息息相关，设机器人当前情感状态为PL_i(a_i，b_i)，i＝{1,2，…,n}，用户情感状态为GW_j(a_j,b_j),j＝{1,2,…m}，机器人下一时刻任一可能情感状态为PL_k(a_k，b_k)，k＝{1,2，…，n}，i≠j≠k；

计算从当前情感状态向用户情感状态转移的特征向量为PA₁：PA₁＝(a_j-a_i，b_j-b_i)，从当前情感状态向任一可能情感状态转移的特征向量为PA₂：PA₂＝(a_k-a_i，b_k-b_i)，从用户情感状态向任一可能情感状态转移的特征向量为PA₃：PA₃＝(a_k-a_j，b_k-b_j)，采用下式确定情感转移函数TZ：

最小化情感转移函数，得到情感转移函数取最小值时的情感状态PL_z(a_z,b_z)，z∈k，将该情感状态作为机器人下一时刻状态。