[发明专利]一种机器人头部拟人化转动机构及方法

说明书

本发明公开了一种机器人头部拟人化转动机构及方法，包括机器人头部和机器人身体，所述机器人头部上安装有垂直电机，垂直电机通过水平电机安装在机器人身体上，机器人头部的正面还设有4mic阵列和摄像头，本发明的有益效果是：1.铝管延展性较好，易于加工制作；2.铝管表面有一层自然形成的氧化膜，不易被介质腐蚀；3.铝管硬度较紫铜小，不会对紫铜管产生摩擦损坏；4.铝管密度较小，重量轻，不会影响换热器整体重量；5.铝管产量大，价格低廉，经济实用。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体是一种机器人头部拟人化转动机构及方法。

背景技术

随着人工智能技术的发展，我国机器人市场也迎来了线性增长， 在享受机器人给予的便利的同时，也存在一些问题，机器人头部结构缺少俯仰和旋转的功能，表现呆板，给人不好的服务体验。以教育类的机器人为例，市面上推广的服务机器人，一般在机器人的头部加装显示屏以动画形式显示机器人的眼睛以增加机器人表情的丰富程度， 虽然有部分产品用头部回转装置以实现头部的水平旋转摇头的动作，但这类机器人要么运动灵活性差，要么需要借助3D结构光、双目摄像头等，控制较复杂，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机器人头部拟人化转动机构及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种机器人头部拟人化转动机构，包括机器人头部和机器人身体，所述机器人头部上安装有垂直电机，垂直电机通过水平电机安装在机器人身体上，机器人头部的正面还设有4mic阵列和摄像头。

作为本发明的进一步方案：所述垂直电机为直流电机。

作为本发明的进一步方案：所述水平电机为直流电机。

作为本发明的进一步方案：所述摄像头为针孔摄像头。

作为本发明的进一步方案：所述4mic阵列均匀布置在机器人头部的Y轴上。

一种机器人头部拟人化转动方法，采用权利要求1-5任一所述的转动机构，包含以下步骤：1、将线阵4mic均匀布置在机器人头部Y轴，根据声源到达每个mic的时间不同，运用GCC-PHAT方法，得到声音入射角度θ，用户在唤醒机器时，通过声音入射角度θ换算成水平电机需要转动的偏移值α，这样就能将机器人头部水平朝向说话之人，2、通过普通单目摄像头来微调机器人头部的垂直运动，摄像头将采集到的视频信息通过人脸追踪算法可以得到成像的对应坐标，根据计算可以得到垂直电机需要转动的偏移值。

作为本发明的进一步方案：采用SRP-PHAT方法替代GCC-PHAT方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、采用传统的麦克风阵列和通用摄像头进行算法运算，普通智能机器人一般已经具备，成本较低，适合于规模化生产。2、方案中既能进行俯仰也能处理水平旋转，使机器人更加拟人化，也容易推广应用。

附图说明

图1为整体产品设计图。

图2为声音入射角示意图。

图3为机器人正面示意图。

图4为机器人俯视图。

图5为机器人摄像头覆盖的水平视角和垂直视角示意图。

图6为垂直电机需要转动的偏移值示意图。

图中：1-摄像头、2-4mic阵列、3-垂直电机、4-水平电机、5-机器人头部、6-机器人身体。

具体实施方式