[发明专利]智能情感机器人分布式认知技术

摘要

本发明提出一种应用于智能情感机器人分布式认知技术，本发明可用于服务机器人、家用机器人等存在多通道人机交互的领域。在人机交互过程中，对环境和人的多通道感知是一种分布式的，以便使交互更加和谐、自然。分布式认知技术包括四部分：1)语言理解模块，在经过分词、词性标注和获取关键词等步骤后，赋予机器人听懂人类语言的本领；2)视觉理解模块包括人脸检测、特征提取、特征识别以及人类的行为理解等相关视觉功能；3)情感认知模块抽取语言、表情和触觉中相关信息，分析其中所蕴含的用户情感，综合出较为正确的情感状态，使智能情感机器人认知用户当前情感；4)物理量认知模块使机器人了解环境和自身的状态，作为自身调节的基础。

主权项

1、一种智能情感机器人分布式认知技术，其特征在于：根据神经科学和认知科学的模块理论，从认知心理学的角度研究用户对信息的感知和处理模式，在人机交互过程中，利用四个模块使智能情感机器人感知外界或用户的信息，其分布式认知技术包括：语言理解模块、视觉理解模块、情感认知模块和物理量认知模块四部分；语言理解模块的硬件平台选用无线MIC接收器作为用户的语音输入设备，软件使用Pattek Asr 3.4和Microsoft Speech SDK这两种语音识别工具相结合，采用改进的正向最大匹配算法进行分词，提高了分词效率，同时，通过语义理解，完成分词、词性标注和关键词获取和语义理解的功能；视觉理解模块的硬件平台采用USB免驱摄像头作为输入设备，利用软件部分的特征检测、特征提取、特征识别算法实现用户身份认定、目标跟踪和人类的行为理解等相关视觉功能；情感认知模块包括语言、表情、触觉情感的认知三部分，语言情感认知是通过MIC接收器接收到的语言，整理成词语后，通过对基准褒义词库、基准贬义词库、程度副词库和否定词库四个数据库的搜索，确定词语的情感权值，进而确定输入语句所蕴含的情感，实现语言情感的认知；表情情感认知是通过摄像头，采集后的图像信息，采用空间灰度共生矩阵来提取眉心区域的纹理特征作为判断表情的一个维度；触觉情感认知部分，采用基于触摸按键芯片的触摸传感器数据控制板，基于触摸按键芯片的触摸传感器数据控制板通过人体感应使输入电容发生变化，与内部基准电容比较，将差值进行放大，在输出端产生高低电平变化，将开关信号转换成数字的“线性”模拟信号的量化值；前后2秒的各个累加和的量化值具有相关性，相邻的触摸点的量化值间具有互相关性，将几个触摸传感器的触点安装得很近很紧从而感觉出用户滑动或抚摸的效果，感知用户的情感，基于支持向量机作为判断用户情感的方法；物理量认知模块的硬件平台选用超声波传感器、红外传感器、热释电红外传感器和温湿度传感器；通过这四个认知模块的协调配合，完成机器人对于外界的认知，实现自然和谐交互。