CN105182757B - 一种移动式智能管家机器人控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种移动式智能管家机器人控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：机器人判断周围是否存在主人，同时判断是否收到有效的远程监控请求；步骤二：如果周围存在主人，机器人对主人进行跟随，如果不存在主人，执行步骤三；步骤三：如果收到有效的远程监控请求，机器人接受远程监控，完成远程监控后执行步骤一；如果没有收到有效的远程监控请求，执行步骤一。智能管家机器人可以提供“仆人”般服务，可以接收呼叫后按主人要求完成对家居设备的控制，可以跟随主人运动，另外可以在主人不在家时实现远程控制，起到管家作用。

Description

一种移动式智能管家机器人控制方法
技术领域
本发明涉及一种机器人控制方法，具体涉及一种移动式智能管家机器人控制方法。
背景技术
随着智能家居技术的发展，在一般家庭中普及机器人变得十分迫切！究其原因有以下两点：其一是整个社会的老龄化。随着出生率的下降，人类将呈现出长寿化，形成老年人多，年轻人少的社会.从社会福利的角度考虑，需要对许多老人配以家庭助手.但因工资、劳动条件等因素的影响，在供不应求的劳动力市场上很难找到自然人作为家庭助手，故需家用机器人来补充劳动力市场。其二是年轻人追求生活的高质量，年轻人对新的信息技术更加青睐，内心迫切需要实现家庭自动化，这就需要借助于家用机器人的服务。
但是现有技术中，尚无法做到对机器人的主人跟随、远程监控、避障等之间的智能处理，使得现有的移动式智能管家机器人智能化程度较低，实际使用不便。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种在移动式智能管家机器人，以解决现有的移动式智能管家机器人智能化程度较低，实际使用不便的技术问题。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种移动式智能管家机器人控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：机器人判断周围是否存在主人，同时判断是否收到有效的远程监控请求；
步骤二：如果周围存在主人，机器人对主人进行跟随，如果不存在主人，执行步骤三；
步骤三：如果收到有效的远程监控请求，机器人接受远程监控，完成远程监控后执行步骤一；如果没有收到有效的远程监控请求，执行步骤一。
前述的一种移动式智能管家机器人控制方法，其特征在于，所述步骤一中，机器人判断周围存在主人的依据包括：通过人脸识别出主人；收到主人的语音呼唤。
前述的一种移动式智能管家机器人控制方法，其特征在于，所述步骤一包括：
步骤1a：通过摄像头对图像进行采集；
步骤1b：从图像中提取人脸特征；
步骤1c：比对主人库；
步骤1d：如果比对成功，前进到主人处，并保持在0.2米跟随；否则执行步骤1a。
前述的一种移动式智能管家机器人控制方法，其特征在于，所述步骤二包括：
步骤2a：机器人移动到距离主人k米处，k>0；
步骤2b：机器人检测是否收到主人停止跟随指令，如果收到，停止跟随，执行步骤1a；否则执行继续跟随。
前述的一种移动式智能管家机器人控制方法，其特征在于，所述步骤2a中，机器人在移动到距离主人k米处后，与主人保持k米的距离进行跟随。
前述的一种移动式智能管家机器人控制方法，其特征在于，所述步骤1c中，主人库用于存放多位主人的人脸特征，多位主人的人脸特征按照队列形式提供给机器人进行比对跟随。
前述的一种移动式智能管家机器人控制方法，其特征在于，所述步骤三包括：机器人在远程监控过程中继续判断周围是否存在主人，如果周围存在主人则执行步骤二。
前述的一种移动式智能管家机器人控制方法，其特征在于，所述步骤三包括：
步骤3a：进行远程连接监听；
步骤3b：如果收到有效连接请求，进入步骤3c，否则执行步骤3a；
步骤3c：进行远程监控权限验证；
步骤3d：如果权限验证通过进入步骤3e，否则执行步骤3c；
步骤3e：建立远程连接；
步骤3f：进行持续连接测试；
步骤3g：如果测试结果显示处于远程连接状态；进入下一步，否则转步骤3a；
步骤3h：监听远程监控指令；
步骤3i：收到有效的远程监控指令；
步骤3j：判断远程监控指令是否是断开连接指令；
步骤3k：如果不是则执行步骤3l；否则执行步骤3m；
步骤3l：执行远程监控指令，执行完毕转步骤3i；
步骤3m：本次远程连接结束，断开连接。
前述的一种移动式智能管家机器人控制方法，其特征在于，步骤3c中，连续3次验证失败，冻结时间t后方可再次验证，t>0。
前述的一种移动式智能管家机器人控制方法，所述步骤二中，如果在对主人进行跟随过程中，如果机器人遇到障碍，机器人进行避障后继续对主人进行跟随。
前述的一种移动式智能管家机器人控制方法，所述避障包括：
步骤4a：通过超声波和红外传感器共同对前方障碍距离检测；
步骤4b：如果机器人与障碍的距离>s1米，机器人按照当前速度前进；
步骤4c：如果机器人与障碍的距离< s2米，机器人慢速前进，并右转a度避障，a>0；
步骤4d：如果机器人与障碍的距离< s3米，机器人慢速前进，并右转b度避障，b>a；
步骤4e：如果机器人与障碍的距离为k米，执行步骤4a；其中，s1>s2>s3>k。
本发明的有益之处在于：智能管家机器人可以提供“仆人”般服务，可以接收呼叫后按主人要求完成对家居设备的控制，可以跟随主人运动，另外可以在主人不在家时实现远程控制，起到管家作用，对家中的水电煤气和安防等进行监控。
附图说明
图1是本发明一种移动式智能管家机器人控制方法的流程示意图；
图2是本发明一种移动式智能管家机器人控制方法在实际实施中的主程序示意图；
图3是本发明一种移动式智能管家机器人控制方法中人脸识别与跟随的程序示意图；
图4是本发明一种移动式智能管家机器人控制方法中远程监控示意图；
图5是本发明一种移动式智能管家机器人控制方法中避障示意图；
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
参照图1所示，本发明一种移动式智能管家机器人控制方法，提供一个移动智能机器人管家技术方案，给智能机器人提供大脑控制方案，使得机器人可以像个“仆人”一样为人类提供各种所需的服务。包括如下步骤：
步骤一：机器人判断周围是否存在主人，同时判断是否收到有效的远程监控请求；
步骤二：如果周围存在主人，机器人对主人进行跟随，如果不存在主人，执行步骤三；
步骤三：如果收到有效的远程监控请求，机器人接受远程监控，完成远程监控后执行步骤一；如果没有收到有效的远程监控请求，执行步骤一。可见，本发明中，机器人接受远程监控的优先级是低于其他进程的。比如机器人判断周围是否存在主人、对主人进行跟随、避障等进程。由此，本发明定义了机器人受到的各种指令之间的优先级，实现了对机器人的主人跟随、远程监控、避障等之间的智能处理。因此，进一步的，步骤三还可以包括：机器人在远程监控过程中继续判断周围是否存在主人，如果周围存在主人则执行步骤二。
图2给出了本发明一种移动式智能管家机器人控制方法在实际实施中的主程序示意图。其包括开始的初始化过程，在初始化后，机器人对传感器的数据进行实时读取，同时更新个传感器实时测量的结果数据，在这同时，实时监听各种控制指令，判断是否为关机指令，如果不是，则执行该控制指令，否则关机。这里的控制指令包括判断机器人是否受到主人的召唤，机器人是否接受远程监控等。
本发明不限制机器人判断周围存在主人的依据。其至少包括如下一种或者多种措施，比如采用摄像头等，通过人脸识别出主人；或者收到主人的语音呼唤。
图3是本发明一种移动式智能管家机器人控制方法中人脸识别与跟随的程序示意图。，图3中，包括：步骤1a：通过摄像头对图像进行采集；步骤1b：从图像中提取人脸特征；步骤1c：比对主人库；步骤1d：如果比对成功，前进到主人处，并保持在0.2米跟随；否则执行步骤1a。这几个步骤为人脸识别。接着，在识别成功后，对机器人进行跟随。下面给出一种具体的跟随方法。
步骤2a：机器人移动到距离主人k米处，k>0；
步骤2b：机器人检测是否收到主人停止跟随指令，如果收到，停止跟随，执行步骤1a；否则执行继续跟随。这里的k为正数即可，本实施例中，为了便于说明，设定k=0.2。
进一步，本实施例可以对机器人跟随方式作进一步优化，机器人在移动到距离主人k米处后，与主人保持k米的距离进行跟随。这样使得机器人的跟随更加智能化。这里的距离的跟随需要调用到测距功能，本发明采用了超声波和红外传感器共同测距的架构。超声波对远距离测距的误差小，效果好，红外传感器对近距离的测距误差小，效果好，本发明通过相互结合，使得机器人在远近距离上的测距误差达到优化。
作为进一步优选，步骤1c中，主人库用于存放多位主人的人脸特征，多位主人的人脸特征按照队列形式提供给机器人进行比对跟随。即主人库中人脸按队列形式存在供比对跟随，也就是按先进先出方式，循环跟随。
图4是本发明一种移动式智能管家机器人控制方法中远程监控示意图。远程监控子程序优先级低于进程控制子程序，当无进程服务请求时打开远程监控监听，具体步骤包括：
步骤3a：进行远程连接监听；
步骤3b：如果收到有效连接请求，进入步骤3c，否则执行步骤3a；
步骤3c：进行远程监控权限验证，这一步中，优选连续3次验证失败，冻结时间t后方可再次验证，t>0，这里的t本实施例为了便于说明，设定为半小时；
步骤3d：如果权限验证通过进入步骤3e，否则执行步骤3c；
步骤3e：建立远程连接；
步骤3f：进行持续连接测试；
步骤3g：如果测试结果显示处于远程连接状态；进入下一步，否则转步骤3a；
步骤3h：监听远程监控指令；
步骤3i：收到有效的远程监控指令；
步骤3j：判断远程监控指令是否是断开连接指令；
步骤3k：如果不是则执行步骤3l；否则执行步骤3m；
步骤3l：执行远程监控指令，执行完毕转步骤3i；
步骤3m：本次远程连接结束，断开连接。上述步骤主要是为了使得远程监控的程序更加完善，使得监控过程在有权限过程下进行，在监控过程中，如果远程监控需要断开时候能够及时断开。
实际中，在机器人跟随目标移动中，比如机器人跟随主人移动，机器人在远程监控中跟随某个移动目标移动，或者机器人朝着主人位置移动，机器人在远程监控过程中向着某个目标移动。实际中，可以设置避障子程序和目标跟随子程序。这移动过程中，目标地确定后机器人调整方向直线向目标前进，同时不断循环调用避障子程序和目标跟随子程序。
当机器人遇到障碍，机器人进行避障后继续移动。图5给出了避障的一种实施方式。
包括：
步骤4a：通过超声波和红外传感器共同对前方障碍距离检测；
步骤4b：如果机器人与障碍的距离>s1米，机器人按照当前速度前进；
步骤4c：如果机器人与障碍的距离< s2米，机器人慢速前进，并右转a度避障，a>0；
步骤4d：如果机器人与障碍的距离< s3米，机器人慢速前进，并右转b度避障，b>a；
步骤4e：如果机器人与障碍的距离为k米，执行步骤4a；其中，s1>s2>s3>k。
本实施中，为了便于说明，可以设定s1=1，s2=0.5，s3=0.3。因此当机器人与障碍距离为k=0.2时，机器人停止。这种情况是因为这时可能机器人遇到的障碍为主人，此时与主人保持距离为k米不动，如果同时继续检测与障碍之间距离，如果主人继续走动，则机器人再根据与障碍之间距离变化而移动。
由此，本实施例智能管家机器人可以提供“仆人”般服务，可以接收呼叫后按主人要求完成对家居设备的控制，可以跟随主人运动，同时，在不需要服务时会按照指令离开并通过智能电源电量检测结果在低于20%电量时进行自我充电，另外可以在主人不在家时实现远程控制，起到管家作用，对家中的水电煤气和安防等进行监控，特别是在主人不在家时识别出危险后通过网络向主人示警。
下面给出实施例2，本实施例中，主人跟随子程序识别出主人后，调用目标跟随移动子程序到达主人身旁0.2米处，接收主人的其他指令并执行。
下面给出实施例3，本实施例中，主人不在家时，通过远程连接智能管家，权限验证通过后，主人遥控智能管家进行家中情况巡视，通过摄像头回传家中实时画面，以确保家中水电煤气和老人孩子的安全，还可以根据需要建立视频通话。
下面给出实施例4，本实施例中，远程连接过程中，有另外的主人回到家中，摄像头人脸识别主人成功后断开远程连接，调用主人跟踪子程序为该主人服务，根据主人要求，对家中的智能家居单品进行控制，如打开灯，窗帘关闭，空调调温度等，智能家居单品控制完毕后为其播放音乐，视频，新闻等供其娱乐休闲。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种移动式智能管家机器人控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：机器人判断周围是否存在主人，同时判断是否收到有效的远程监控请求；
步骤二：如果周围存在主人，机器人对主人进行跟随，如果不存在主人，执行步骤三；
步骤三：如果收到有效的远程监控请求，机器人接受远程监控，完成远程监控后执行步骤一；如果没有收到有效的远程监控请求，执行步骤一；其中远程监控步骤包括：
步骤3a：进行远程连接监听；
步骤3b：如果收到有效连接请求，进入步骤3c，否则执行步骤3a；
步骤3c：进行远程监控权限验证；
步骤3d：如果权限验证通过进入步骤3e，否则执行步骤3c；
步骤3e：建立远程连接；
步骤3f：进行持续连接测试；
步骤3g：如果测试结果显示处于远程连接状态；进入下一步，否则转步骤3a；
步骤3h：监听远程监控指令；
步骤3i：收到有效的远程监控指令；
步骤3j：判断远程监控指令是否是断开连接指令；
步骤3k：如果不是则执行步骤3l；否则执行步骤3m；
步骤3l：执行远程监控指令，执行完毕转步骤3i；
步骤3m：本次远程连接结束，断开连接。
2.根据权利要求1所述的一种移动式智能管家机器人控制方法，其特征在于，所述步骤一中，机器人判断周围存在主人的依据包括：通过人脸识别出主人；收到主人的语音呼唤。
3.根据权利要求1所述的一种移动式智能管家机器人控制方法，其特征在于，所述步骤一包括：
步骤1a：通过摄像头对图像进行采集；
步骤1b：从图像中提取人脸特征；
步骤1c：比对主人库；
步骤1d：如果比对成功，前进到主人处，并保持在0.2米跟随；否则执行步骤1a。
4.根据权利要求1所述的一种移动式智能管家机器人控制方法，其特征在于，所述步骤二包括：
步骤2a：机器人移动到距离主人k米处，k>0；
步骤2b：机器人检测是否收到主人停止跟随指令，如果收到，停止跟随，执行步骤1a；否则执行继续跟随。
5.根据权利要求4所述的一种移动式智能管家机器人控制方法，其特征在于，所述步骤2a中，机器人在移动到距离主人k米处后，与主人保持k米的距离进行跟随。
6.根据权利要求3所述的一种移动式智能管家机器人控制方法，其特征在于，所述步骤1c中，主人库用于存放多位主人的人脸特征，多位主人的人脸特征按照队列形式提供给机器人进行比对跟随。
7.根据权利要求6所述的一种移动式智能管家机器人控制方法，其特征在于，所述步骤三包括：机器人在远程监控过程中继续判断周围是否存在主人，如果周围存在主人则执行步骤二。
8.根据权利要求1或7所述的一种移动式智能管家机器人控制方法，其特征在于，步骤3c中，连续3次验证失败，冻结时间t后方可再次验证，t>0。
9.根据权利要求8所述的一种移动式智能管家机器人控制方法，所述步骤二中，如果在对主人进行跟随过程中，如果机器人遇到障碍，机器人进行避障后继续对主人进行跟随。
10.根据权利要求9所述的一种移动式智能管家机器人控制方法，所述避障包括：
步骤4a：通过超声波和红外传感器共同对前方障碍距离检测；
步骤4b：如果机器人与障碍的距离>s1米，机器人按照当前速度前进；
步骤4c：如果机器人与障碍的距离< s2米，机器人慢速前进，并右转a度避障，a>0；
步骤4d：如果机器人与障碍的距离< s3米，机器人慢速前进，并右转b度避障，b>a；
步骤4e：如果机器人与障碍的距离为k米，执行步骤4a；其中，s1>s2>s3>k。
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