[发明专利]一种下肢畸形矫正术后康复的人工心理辅导装置

摘要

本发明提供一种下肢畸形矫正术后康复的人工心理辅导装置，能够辅助术后患者进行心理治疗。所述装置包括：图像采集模块、主控制器模块、行为交互模块及语音交互模块；所述图像采集模块，用于采集患者的面部表情图像，并将采集的所述面部表情图像上传至所述主控制器模块；所述主控制器模块，用于依据接收到的所述面部表情图像，确定所述患者当前的情感状态，若所述患者当前的情感状态与期望的情感状态不一致，则依据所述患者当前的情感状态，控制所述语音交互模块和所述行为交互模块分别与所述患者进行行为交互和语音交互，直到患者的情感状态达到期望的情感状态。本发明适用于智能化服务机器人技术领域。

主权项

1.一种下肢畸形矫正术后康复的人工心理辅导装置，其特征在于，包括：图像采集模块、主控制器模块、行为交互模块及语音交互模块；/n所述图像采集模块，用于采集患者的面部表情图像，并将采集的所述面部表情图像上传至所述主控制器模块；/n所述主控制器模块，用于依据接收到的所述面部表情图像，确定所述患者当前的情感状态，若所述患者当前的情感状态与期望的情感状态不一致，则依据所述患者当前的情感状态，控制所述语音交互模块和所述行为交互模块分别与所述患者进行行为交互和语音交互，直到患者的情感状态达到期望的情感状态；/n其中，所述装置还包括：无线发送模块；所述无线发送模块包括：头部无线发送单元和颈部无线发送单元；/n所述图像采集模块包括：头部图像采集单元和颈部图像采集单元；/n所述头部图像采集单元，用于采集所述患者所在室内的室内图像及所述患者的人脸图像，并将采集的所述室内图像及所述人脸图像通过所述头部无线发送单元发送至所述主控制器模块；/n所述颈部图像采集单元，用于采集所述患者的面部表情图像，并将采集的所述面部表情图像通过所述颈部无线发送单元发送至所述主控制器模块；/n其中，所述装置还包括：用于控制所述装置进行移动的机动模块；/n所述主控制器模块，用于根据所述头部图像采集单元采集的室内图像，基于帧差法获取所述患者在室内的粗略位置，依据所述患者在室内的粗略位置，通过所述机动模块控制所述装置进行移动，当所述装置距离所述患者的距离小于预定阈值时，根据所述头部图像采集单元采集的所述患者的人脸图像，基于Haar特征进行人脸检测，依据人脸检测结果确定所述患者脸部所处的位置，并通过所述机动模块控制所述装置向所述患者脸部所处的位置进行移动；/n其中，所述主控制器模块，用于根据所述颈部图像采集单元采集的所述患者的面部表情图像，确定所述患者当前的情感状态，若所述患者当前的情感状态与期望的情感状态不一致，则依据所述患者当前的情感状态，基于隐马尔科夫模型预测所述患者下一步最可能转向的情感状态，根据预测的所述患者下一步最可能转向的情感状态，控制所述语音交互模块和所述行为交互模块分别与所述患者进行行为交互和语音交互，直到患者的情感状态达到期望的情感状态；其中，基于隐马尔科夫模型预测患者下一步最可能转向的情感状态包括：依据患者当前的情感状态和预先保存的所述患者的性格特征以及当前所处环境的刺激，结合先验情感状态转移矩阵计算下一刻不同情感状态空间概率，将空间概率最大值对应的情感状态作为所述患者下一步最可能转向的情感状态；/n其中，所述主控制器模块，用于根据所述颈部图像采集单元采集的所述患者的面部表情图像，采用GLBP算法识别人脸表情特征，再经过贝叶斯网络对所述患者的面部表情进行表情分类，并依据表情类别与情感状态类别之间的映射关系，得到所述患者当前的情感状态；其中，所述情感状态类别包括：积极情感状态、中性情感状态及消极情感状态；/n其中，所述行为交互模块包括：颈部运动单元及机械臂运动单元；/n所述颈部运动单元，用于控制所述装置的颈部进行左、右、上、下移动，与所述患者进行行为交互，还用于为所述头部图像采集单元及所述颈部图像采集单元提供拍摄角度；/n所述机械臂运动单元，用于实现仿人手臂动作；/n其中，所述机动模块包括：主-从轮式移动底盘和超声波传感器；/n所述主-从轮式移动底盘，用于控制所述装置进行移动；/n所述超声波传感器，用于检测所述装置的周围是否有障碍物；/n其中，所述主-从轮式移动底盘包括：2个主动轮和1个从动轮；2个主动轮分布在所述主-从轮式移动底盘的两侧，用于控制所述装置进行前、后、左、右移动，所述从动轮位于底盘中所述主-从轮式移动底盘的后方，用于支撑所述主-从轮式移动底盘。/n