(57)【要約】  本発明はロボット技術分野に関し、特にロボットの行為を制御する制御システムと制御方法に関するものである。制御システムは収集装置と、通信モジュールと、第一処理ユニットと、第二処理ユニットと、実行ユニットとを含み、既存技術と比べると、本発明の利点は、第一処理ユニットと第二処理ユニットとを協力し、第二処理ユニットが処理できない複雑な運算を第一処理ユニットに転送し運算させ、処理速度と処理精度とを上げると同時に、第一処理ユニットが処理した簡単な論理演算を第二処理ユニットに転送して処理させて、第二処理ユニットにより、制御信号を形成させて、実行ユニットを制御し、実行ユニットの遅延処理を免れると同時に、第二処理ユニットの処理に対しての要求は低くなって、生産コストとメンテナンスコストも低くなった。
2018501975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
家庭用ロボットの行為を制御する制御装置であって、
上記のロボットの予定の位置に設けて，ユーザが入力する操作指令を収集し、収集データを形成させて出力する収集装置と、
第一通信ユニットと第二通信ユニットとを含み、上記の第一通信ユニットは上記の収集装置に連接され、上記の収集データを接収し、また、上記の収集データを上記の第一通信ユニットとマッチングする上記の収集データに転化させて出力する上記の通信モジュールと、
それぞれ上記の第一通信ユニット及び上記の第二通信ユニットと連接して、上記の収集データを接収し、上記の収集データを識別して処理し、制御命令を形成させて上記の第二通信ユニットを経由して出力する第一処理ユニットと、
上記の第二通信ユニットに連接し、上記の第二通信ユニットから出力した上記の制御命令を接収し、上記の制御命令により制御指令を形成させて出力した第二処理ユニットと、
上記の第二処理ユニットに連接し、上記の制御指令によりマッチングする動作を実行する実行ユニットとを含む制御システムである。
【請求項２】
上記の収集装置は
上記の第一通信ユニットに連接し、音声情報を収集し、上記の第一通信ユニットのフォーマットとマッチングする音声収集データを形成させて出力する、音声収集モジュールと、
上記の第一通信ユニットに連接し、影像情報を収集し、上記の第一通信ユニットのフォーマットとマッチングする画像収集データを形成させて出力する影像収集モジュールとを含むことを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
上記の第一処理ユニットは
上記の音声収集モジュールに連接し，音声収集データにより音声制御命令を識別する音声識別ユニットと、
上記の影像収集モジュールに連接し、画像収集データにより画像制御命令を識別する画像識別ユニットとを含むことを特徴とする請求項２に記載の制御システム。
【請求項４】
また、上記の第二処理ユニットに連接し、現在上記のロボットの所在の物理環境の状態情報を検出して、検出情報を形成させて上記の第二処理ユニットに出力する検出ユニットを含むことを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【請求項５】
上記の検出ユニットは
上記の第二処理ユニットに連接し、現在の環境温度を検出し、温度信号を形成させて上記の第二処理ユニットに出力する温度センサと、
上記の第二処理ユニットに連接し、現在の環境の光線情報を収集し、光線信号を形成させて、上記の第二処理ユニットに出力する光線センサーと、
上記の第二処理ユニットに連接し、現在の環境の位置情報を収集して位置信号を形成させて、上記の第二処理ユニットに出力する移動センサーとを含むことを特徴とする請求項４に記載の制御システム。
【請求項６】
上記の第二処理ユニットは、複数の予備シーンパターン及び上記のシーンパターンと物理環境の状態情報とのマッチング関係を記憶する記憶ユニットを含むことを特徴とする請求項４に記載の制御システム。
【請求項７】
上記の実行ユニットは
上記の第二処理ユニットに連接し、上記の第二処理ユニットから出力した、上記のオーディオ放送ユニットと対応する上記の制御信号により、オーディオ放送をするオーディオ放送ユニットと、
上記の第二処理ユニットに連接し、上記の第二処理ユニットから出力した、上記の光線調節ユニットと対応する上記の制御信号により、光線を調節する光線調節ユニットと、
上記の第二処理ユニットに連接し、上記の第二処理ユニットから出力した、上記の駆動ユニットと対応する上記の制御信号により、位置を移動させる駆動ユニットとを含むことを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【請求項８】
上記のオーディオ放送ユニットは、上記のロボットの内部のオーディオ放送装置と/或いは現在上記のロボットの所在の環境にあるオーディオ放送装置であって、上記のロボットの内部のオーディオ放送装置と/あるいは現在上記のロボットの所在の環境にあるオーディオ放送装置の制御端子は上記の第二処理ユニットの対応する出力端子に連接することを特徴とする請求項５に記載の制御システム。
【請求項９】
上記の光線調節ユニットは現在上記のロボットの所在の環境の照明システムであって、現在上記のロボットの所在の環境の照明システムの制御端子は上記の第二処理ユニットの対応する出力端子に連接して、現在のロボットの所在の環境の光線を調節することを特徴とする請求項５に記載の制御システム。
【請求項１０】
家庭用ロボットの行為を制御する制御装置の制御方法であって、以下のようなステップを含み、すなわち、ステップ1〜ステップ6であって、
ステップ1：収集装置を制御して、ユーザが入力した操作指令を収集し、収集データを形成させて出力し、
ステップ２：第一通信ユニットを制御して、上記の収集データを接収し、上記の収集データを上記の第一通信ユニットとマッチングする上記の収集データに転化させて出力し、
ステップ３：第一処理ユニットを制御して、上記の収集データを接収して、上記の収集データを分析して処理し、制御命令を形成させて、この制御命令を上記の第二通信ユニットを経由して出力し、
ステップ４：第二通信ユニットを制御して、上記の制御命令を第二処理ユニットに転送し、
ステップ５：第二処理ユニットを制御して、上記の制御命令により制御指令を形成させて当該制御指令を出力し、
ステップ６：実行ユニットを制御して、上記の制御指令によりマッチングする動作を実行させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はロボット技術分野に関し、特にロボットの行為を制御する制御システムと制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
2000年以来、ARMフレームに基づいた低消耗パワーのチップが爆発的に増加することと、各種類のセンサがモジュール化され、小型化されることと、音声技術及び画像技術の迅速的に発展することとに従って、ロボット産業も迅速的に発展する時代に入った。現代のロボットはユーザの音声、表情、手振りなどの指令を識別することにより、センサからの各データも利用して、分析して、ユーザの希望に一番近い行為を実施する。このような処理方式はキーボード、マウスなどからの外部入力や、あるいはプリコンパイル指令入力の制限を破れ、機械と人間とのインタラクティブなパターンは自然的な言葉あるいは行為でのインタラクティブなパターンになった。
【０００３】
いまのロボットの行為の制御は主に以下のような二つの方式あり、第一はロボット自身のプロセッサーであらゆる請求を処理し、サービスポートは受動的なサービス提供者だけとして処理に参加し、ロボットの行為はプロセッサーあるいは制御ユニットにより制限されることである。このような処理方式は遠距離のサービスポートに依頼しなく、データの伝送により行為が遅延されることを有効的に免れる。しかし、このようなロボットはプロセッサーのデータ処理能力が高くなければいけなく、インターネットのコストも高い。第二は、あらゆる行為の処理を遠距離のサービスポートに任せ、ロボット自身は全然データ分析処理をしないことになる。ロボット自身はデータの収集と転送をしかしない。このような処理方式はロボット自身をできるだけ簡単化させることができるため、ロボットのコストが大いに下がった。けれとも、あらゆるデータがサービスポートで処理されてから決定されるため、ロボットの応答速度は影響を受けることになる。また、極簡単なフロントエンドのロボットも機能が簡単で、複雑なことをすることができないことを意味する。
【発明の概要】
【０００４】
既存技術の不足に対して、この発明はコストが低く、処理効率が高い制御システムと制御方法を提供する。
【０００５】
本発明の具体的な技術案は以下の通りであり、すなわち、
本発明の制御システムは家庭用ロボットの行為を制御する行為制御装置に使うものであって、
上記のロボットの予定の位置に設けて，ユーザが入力する操作指令を収集し、収集したデータとして出力した収集装置と、
第一通信ユニットと第二通信ユニットとを含み、上記の第一通信ユニットは上記の収集装置に連接され、上記の収集したデータを接収し、また、上記の収集したデータを上記の第一通信ユニットとマッチングするように転化させて出力した通信モジュールと、
それぞれ上記の第一通信ユニット及び上記の第二通信ユニットに連接して、上記の収集したデータを接収し、上記の収集したデータを識別し、制御命令を作って、上記の第二通信ユニットを経由して上記の制御命令を出力した第一処理ユニットと、
上記の第二通信ユニットに連接し、上記の第二通信ユニットから出力した上記の制御命令を接収し、上記の制御命令により制御指令を形成させて出力した第二処理ユニットと、
上記の第二処理ユニットに連接し、上記の制御指令によりマッチングする動作を実行する実行ユニットとを含む制御システムである。
【０００６】
このましいのは、上記の収集装置は
上記の第一通信ユニットに連接し、音声情報を収集し、上記の第一通信ユニットのフォーマットとマッチングする音声収集データを形成させて出力する音声収集モジュールと、
上記の第一通信ユニットに連接し、影像情報を収集し、上記の第一通信ユニットのフォーマットとマッチングする画像収集データを形成させて出力する影像収集モジュールとを含む。
【０００７】
好ましいのは、上記の第一処理ユニットは
上記の音声収集モジュールに連接し，音声収集データにより音声制御命令を識別した音声識別ユニットと、
上記の影像収集モジュールに連接し、画像収集データにより画像制御命令を識別した画像識別ユニットとを含む。
【０００８】
また、好ましいのは、上記の第二処理ユニットに連接し、現在の上記のロボットの所在の物理環境の状態についての情報を検出して、検出情報を形成させて上記の第二処理ユニットに出力する検出ユニットを含む。
【０００９】
また、好ましいのは、上記の検出ユニットは
上記の第二処理ユニットに連接し、現在の環境温度を検出し、温度信号を形成させて上記の第二処理ユニットに出力する温度センサと、
上記の第二処理ユニットに連接し、現在の環境の光線情報を収集し、光線信号を形成させて、上記の第二処理ユニットに出力する光線センサーと、
上記の第二処理ユニットに連接し、現在の環境の位置情報を収集して位置信号を形成させて、上記の第二処理ユニットに出力する移動センサーとを含む。
【００１０】
また、好ましいのは、上記の第二処理ユニットは、複数の予備シーンパターン及び上記のシーンパターンと物理環境の状態情報との対応関係を記憶する記憶ユニットを含む。
【００１１】
好ましいのは、上記の実行ユニットは
上記の第二処理ユニットに連接し、上記の第二処理ユニットから出力した、上記のオーディオ放送ユニットと対応する上記の制御信号により、オーディオを放送するオーディオ放送ユニットと、
上記の第二処理ユニットに連接し、上記の第二処理ユニットから出力した、上記の光線調節ユニットと対応する上記の制御信号により、光線を調節する光線調節ユニットと、
上記の第二処理ユニットに連接し、上記の第二処理ユニットから出力した、上記の駆動ユニットと対応する上記の制御信号により、位置を移動させる駆動ユニットとを含む。
【００１２】
好ましいのは、
上記のオーディオ放送ユニットは、上記のロボットの内部のオーディオ放送装置と/或いは現在上記のロボットの所在環境のオーディオ放送装置であって、上記のロボットの内部のオーディオ放送装置と/あるいは現在上記のロボットの所在環境のオーディオ放送装置のコントロール端子は上記の第二処理ユニットの対応する出力端子に連接する。
【００１３】
好ましいのは、
上記の光線調節ユニットは現在上記のロボットの所在環境の照明システムであって、現在上記のロボットの所在環境の照明システムの制御端子は上記の第二処理ユニットの対応する出力端子に連接して、現在のロボットの所在の環境の光線の強度を調節するものである。
【００１４】
家庭用ロボットの行為を制御する制御装置の制御方法であって、以下のようなステップを含み、すなわち、ステップ1〜ステップ6であって、
ステップ1：収集装置を制御して、ユーザが入力した操作指令を収集し、収集データを形成させて、収集データを出力する。
【００１５】
ステップ２：第一通信ユニットを制御して、上記の収集データを接収し、上記の収集データを上記の第一通信ユニットとマッチングするように転化させて出力した。
【００１６】
ステップ３：第一処理ユニットを制御して、上記の収集データを接収して、上記の収集データを分析して処理し、制御命令を形成させて上記の第二通信ユニットを経由して出力する。
【００１７】
ステップ４：第二通信ユニットを制御して、上記の制御命令を第二処理ユニットに転送する。
【００１８】
ステップ５：第二処理ユニットを制御して、上記の制御命令により制御指令を形成させてこの制御指令を出力する。
【００１９】
ステップ６：実行ユニットを制御して、上記の制御指令によりマッチングする動作を実行させる。
【００２０】
既存の技術と比べると、この発明の利点は、第一処理ユニットと第二処理ユニットとを一緒に使って、第二処理ユニットが処理できない複雑な運算を第一処理ユニットに転送し運算させ、処理速度と処理精度とを上げると同時に、第一処理ユニットで処理した簡単な論理演算を第二処理ユニットに転送して処理させ、第二処理ユニットにより、制御信号が形成され、実行ユニットを制御し、実行ユニットの遅延処理を免れると同時に、第二処理ユニットの処理に対しての要求も低くなって、生産コストとメンテナンスコストも低くなった。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図1は本発明の制御システムの構成の模式図である。
【図２】図２は本発明の制御方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面と具体の実施例により本発明を詳しく説明するが、以下の説明は本発明に対しての限定ではない。
【００２３】
図１に示したような制御システムは、ロボットの行為の制御システムであって、
上記のロボットの予定の位置に設けて，ユーザが入力する操作指令を収集し、収集データを形成させて出力した収集装置と、
第一通信ユニットと第二通信ユニットとを含み、上記の第一通信ユニットは上記の収集装置に連接され、上記の収集データを接収し、また、上記の収集データを上記の第一通信ユニットとマッチングするように転化させて出力した通信モジュールと、
それぞれ上記の第一通信ユニット及び上記の第二通信ユニットに連接して、上記の収集データを接収し、上記の収集データを識別し、制御命令を形成させて、上記の第二通信ユニットを経由して出力した第一処理ユニットと、
上記の第二通信ユニットに連接し、上記の第二通信ユニットから出力した上記の制御命令を接収し、上記の制御命令により制御指令を形成させて出力した第二処理ユニットと、
上記の第二処理ユニットに連接し、上記の制御指令によりマッチングする動作を実行する実行ユニットとを含む制御システムである。
【００２４】
本発明の原理は、以下の通りである。すなわち、
画像収集装置がユーザからの操作指令を収集し、収集データを形成させて、第一通信ユニットを経由して第一処理ユニットに出力し、また、当該操作指令は手振り命令でも音声命令でもよい。第一処理ユニットは収集データにより制御命令を識別し，また、第二通信ユニットを通って、制御命令を第二処理ユニットに転送し，第二処理ユニットは制御命令により実行ユニットを制御するための制御指令を形成させる。当該第一処理ユニットはリモートプロセッサであり、サーバーで構成してもよく、収集装置から出力した収集信号を前処理するものであり、主に、論理構造複雑なデータ関係を演算処理して、論理構造簡単化したデータ関係に転化させて出力する。第二処理ユニットはローカル処理ユニットでもよく、ロボットの内部に設けて、主に論理構造簡単なデータ関係を処理し、制御指令を形成させ、実行ユニットを駆動して、対応する動作を実行させる。在通信モジュールに故障があり、転送機能を実行できない場合、第二処理ユニットも複雑な論理の演算処理をして、制御指令を形成させて出力することができる。本出願では、第一処理ユニットと第二処理ユニットとを協力させて使って、第二処理ユニットが処理する場合長い時間かかる複雑な演算を第一処理ユニットに転送し、処理能力が強いリモートプロセッサで処理して、処理速度と処理精度を上げる同時に、第一処理ユニットで処理した簡単な論理演算を第二処理ユニットに転送して処理させて、第二処理ユニットにより制御信号を形成させ、実行ユニットを制御して、実号ユニットが実行遅延することを免れ、第二処理ユニットの処理に対しての要求が低くなって、ネットワークの維持コストを含む生産コストとメンテナンスコストも低くなった、また、ユーザも快適な体験を得ることができる。
上記の技術案に基づいて、収集装置は音声収集モジュールを含んでもよく、第一通信ユニットに連接し、音声情報を収集し、第一通信ユニットとフォーマットが互いにマッチングする音声収集データを形成させて第一処理ユニットに出力し、第一処理ユニットは音声収集データにより音声制御命令を識別する。
【００２５】
上記の技術案に基づいて、収集装置は影像収集モジュールを含んでもよく、第一通信ユニットに連接し、影像情報を収集し、第一通信ユニットとフォーマットが互いにマッチングする画像収集データを形成させて出力し、第一処理ユニットは画像収集データにより画像制御命令を識別し、また、第二通信ユニットを経由して、画像制御命令を第二処理ユニットに転送した。画像情報は手振り信号や顔表情情報などを含んでもよい。
【００２６】
上記の技術案に基づいて、第一通信ユニットはリモート通信モジュールであってもよく、第二通信ユニットはブルートゥース（登録商標）通信モジュール、WiFi（登録商標）通信モジュール、ZIGBEE（登録商標）通信モジュール、あるいは別の短距離通信モジュールであってもよい。
【００２７】
上記の技術案に基づいて、第一処理ユニットは音声識別ユニットを含み、音声収集モジュールに連接し、音声収集データにより音声制御命令を識別する。
【００２８】
上記の技術案に基づいて、第一処理ユニットは画像識別ユニットを含み、影像収集ジュールに連接し、画像収集データにより画像制御命令を識別する。
【００２９】
上記の技術案に基づいて、第二処理ユニットは記憶ユニットを含み、記憶ユニットには複数の予備シーンパターン及び物理環境の状態情報とシーンパターンとのマッチング関係を記憶していて、シーンパターンは時間情報、期日情報、地理位置情報などの情報パラメーターを含む。
【００３０】
上記の技術案に基づいて、第二処理ユニットは検出ユニットに連接し、検出ユニットは現在の物理環境の状態を検出し、検出データを形成させて第二処理ユニットに出力し、第二処理ユニットは検出データにより、現在のシーンパターンを得て、また、第二処理ユニットは現在のシーンパターンと第一処理ユニットから出力した制御命令とにより、制御指令を形成させて、制御指令を実行ユニットに転送すると同時に、第二処理ユニットは現在のシーンパターン、制御命令と制御指令を第二通信ユニットを経由して第一処理ユニットに発送し、第一処理ユニットは接収したデータを分析し、分析結果を第二処理ユニットに戻り、第一処理ユニットは分析結果により記憶ユニットに記憶している物理環境とシーンパターンとのマッチング関係を書き直した。ユーザの操作習慣を分析することにより、ユーザが希望する制御指令を得て、さらに、指令を応じて操作を実行し、ユーザの操作は少なくなった。ユーザの“習慣”は頻繁的に操作指令をすることにより得ることができ、ユーザの“習慣”を得る方法はたくさんあるから、ここで記述しない。
【００３１】
上記の技術案に基づいて、検出ユニットは温度センサと、光線センサと、移動センサとを含む。
【００３２】
温度センサは第二処理ユニットに連接し、現在の環境の温度情報を得て、温度信号を形成させ、第二処理ユニットに出力する。第二処理ユニットでは現在の温度信号により温度制御信号を形成させて出力する。
【００３３】
光線センサは第二処理ユニットに連接し、現在の環境の光線情報を得て、光線信号を形成させて第二処理ユニットに出力する。第二処理ユニットは現在の光線信号により、光線制御信号を形成させて出力する。
【００３４】
移動センサは第二処理ユニットに連接し、現在の環境の光線情報を得て、位置信号を形成させて、第二処理ユニットに出力し、第二処理ユニットは現在の位置信号により位置制御信号を形成させて出力する。
【００３５】
さらに好ましい技術案として、制御信号はオーディオ制御信号と、光線制御信号と、変位制御信号とを含み、実行ユニットはまたオーディオ放送ユニットと、光線調節ユニットと、駆動ユニットとを含む。
【００３６】
オーディオ放送ユニットは、第二処理ユニットに連接し、第二処理ユニットから出力したオーディオ制御信号により、オーディオ放送をする。また、オーディオ放送ユニットはロボット内部のオーディオ放送装置と/あるいは現在ロボットの所在環境にあるオーディオ放送装置である。上記のロボット内部のオーディオ放送装置と/あるいは現在上記のロボットの所在環境にあるオーディオ放送装置の制御端子は上記の第二処理ユニットの対応する出力端子に連接する。
【００３７】
光線調節ユニットは第二処理ユニットに連接し、第二処理ユニットから出力した光線制御信号により光線を調節する。また、上記の光線調節ユニットは現在上記のロボットの所在環境にある照明システムであって、現在上記のロボットの所在環境にある照明システムの制御端子は上記の第二処理ユニットの対応する出力端子に連接し、現在ロボットの所在環境の光線の強度を調節する。
【００３８】
駆動ユニットは上記の第二処理ユニットに連接し、上記の第二処理ユニットから出力した、上記の駆動ユニットと対応する上記の制御信号により、駆動して位置を移動させる。たとえば、収集装置が画像情報を収集したい場合、第二処理ユニットは制御信号を出して、駆動ユニットは制御信号により、駆動してロボットを移動させて、マッチングする画像情報を選ぶ。
【００３９】
本発明はタイマー装置を含んでもよく、それぞれオーディオ放送ユニットの制御端子、光線調節ユニットの制御端子、温度調節ユニットの制御端子と連接し、タイミングの制御信号を出力して、オーディオ放送ユニット、光線調節ユニット、温度調節ユニットに対して定時的に制御することができ、よって、ロボットを生活に応用することはもっと便利になる。
【００４０】
図2に示すように、本発明はまた制御方法を提供し、ロボットの行為の制御システムに使う。この方法は以下のステップを含む。
【００４１】
ステップ1：収集装置を制御して入力信号を収集し、収集データを形成させて、収集データを出力する。
【００４２】
ステップ２：第一通信ユニットを制御して、収集データを接収し、上記の収集データを上記の第一通信ユニットとマッチングするように転化させて出力した。
【００４３】
ステップ３：第一処理ユニットを制御して収集データを接収して、上記の収集データを分析して処理し、処理データを形成させて、この処理データを上記の第二通信ユニットを経由して出力する。
【００４４】
ステップ４：第二通信ユニットを制御して、上記の処理したデータを第二処理ユニットに転送する。
【００４５】
ステップ５：第二処理ユニットを制御して、上記の処理したデータにより制御信号を形成させてこの制御信号を出力する。
【００４６】
ステップ６：実行ユニットを制御して、制御信号によりマッチングする動作を実行させる。
【００４７】
制御方法の原理は以上に詳しく説明したが、ここでは重複説明をしない。
【００４８】
以上は本発明の好ましい実施例だけで、本発明を制限するものではない。当業者に対して、本発明の明細書及び図面の内容を使って分かりやすい交換をした技術案は本発明の請求範囲内のものとも言える。
【図１】
2018501975.tif 000003
【図２】
2018501975.tif 000004
【国際調査報告】
2018501975.tif 000005
2018501975.tif 000006
2018501975.tif 000007
2018501975.tif 000008