当前,随着科技进步和公共服务体系的完善,机器人技术、信息技术、通信技术和人工智能得到了进一步整合。机器人迎来了一个崭新的智慧时代。我国服务型机器人快速发展,博物馆导览机器人作为服务型机器人的一种,可以替代人工提供讲解、对话、展示等服务,良好的人机交互系统,有助于带给用户更好的体验,最大程度的替代人工,为游人提供服务。本文以博物馆应用场景为基础,着眼于为博物馆提供更好的个性化服务,设计并研究博物馆导览机器人人机交互系统。本文首先对博物馆导览机器人人机交互系统需求分析。围绕博物馆导览机器人的具体业务功能,分析了人机交互系统的功能性需求,分析了系统的三类用户角色以及包括基础信息管理、语音交互管理、人脸识别、路径导航以及系统设置在内的五个功能用例,明确系统的非功能性需求。之后,对博物馆导览机器人人机交互系统进行概要设计。从系统的整体架构入手,设计人机交互系统的业务流程,明确软件系统的逻辑结构与拓扑结构,设计了系统的五个功能模块,并分别设计详细的子模块。在此基础上,对博物馆导览机器人人机交互系统进行详细设计。设计了基于讯飞移动语音接口的语音识别与语音合成功能、基于云从科技接口的人脸识别功能,以及基于A*算法的路径导航与最优规划方法。最后,在系统软硬件环境的基础上,对导览机器人人机交互系统进行编程实现,设计功能测试用例,并对人机语音交互、人脸识别与路径规划效果进行效果测试。本人在该项目中主要负责了具体功能模块的研发,主要包括:基础信息管理模块、语音交互管理模块、人脸识别模块、路径规划和导航模块以及系统设置模块。研发过程主要基于J2EE、ROS系统以及第三方API,同时,在整个项目的开发过程中,始终坚持以高扩展性为架构设计原则,最终选择SSM框架,从而完成了整个系统的开发工作。系统的测试结果与试应用效果表明,本文所设计实现的博物馆导览机器人人机交互系统能够较好地实现博物馆导览功能,完成系统所设计的功能。具有一定的技术可行性与应用价值。