CN104571114A - 一种智能家居机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能设备，属于智能家居设备领域，具体涉及一种智能家居机器人。包括：数据采集模块、经验知识库、人机交互模块、智能控制模块。因此，发明具有如下优点：1、集成多种数据采集设备，使得机器人能够适应于居家环境；2、集成了移动互联网接口，能够实现机器人的远程智能控制；3、基于ARM架构硬件平台，设备结构更加简单，便于维护和使用；4、基于Android操作系统，应用程序开发和升级更加便利。

Description

一种智能家居机器人

技术领域

本发明涉及一种智能设备，属于智能家居设备领域，具体涉及一种智能家居机器人。

背景技术

随着互联网技术、2G/3G/4G通讯技术、多媒体技术、机电运动控制技术经过多年发展与应用日趋成熟；基于相关技术的产品也备受消费者欢迎，进入智能机器人交互感知时代。

预计5-10年内，人类将真正进入智能家居时代，届时家居服务机器人将成为家庭中的一员，其多种多样的实用功能，为家居生活带来的便利将超过目前所有家庭内的电子产品功能的总和，它将是超级管家，管理家用电器、银行账户与股票。它还将是高级保姆，根据主人的实时生理数据安排饮食、居室温湿度、空气成分。它还兼任家庭医生、保安、厨师、按摩师、采购员等多种角色。

然而，目前市面上的大部分机器人的结构都较为复杂，功能单一，智能程度低，这也从一定程度上限制了家居服务机器人的推广应用。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的结构复杂，功能单一，智能程度低的技术问题，提供了一种智能家居机器人。该智能家居机器人集成了多种数据采集设备，使得机器人能够适应于居家环境，并且集成了移动互联网接口，能够实现机器人的远程智能控制；同时，该智能家居机器人基于ARM架构硬件平台，设备结构更加简单，便于维护和使用；此外，该智能家居机器人还基于Android操作系统，应用程序开发和升级更加便利。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种智能家居机器人，包括：数据采集模块，用于采集机器人所处区域的相关信息；行为操作模块，用于针对机器人所处区域的相关信息做出响应；经验知识库，用于存储所述相关信息的经验知识；人机交互模块，用于采集用户与机器人的交互信息和对经验知识库进行更新；智能控制模块，用于获取所述数据采集模块所采集到的相关信息在经验知识库中的查询结果，或者获取所述人机交互模块采集到的人机交互信息在经验知识库中的查询结果，然后根据所获得的查询结果控制行为操作模块做出响应。

优化的，上述的一种智能家居机器人，所述数据采集模块包括：环境数据采集单元，用于采集机器人所处区域的环境信息；事件信息采集单元，用于采集机器人所处区域的事件信息；视觉信息采集单元，用于采集机器人所处区域的视频监控信息。

优化的，上述的一种智能家居机器人，所述行为操作模块包括：反应行为单元，用于存储机器人的导向及避障等行为的相关经验知识；反射行为单元，用于存储机器人针对异常行为作出反应的相关经验知识。

优化的，上述的一种智能家居机器人，所述经验知识库包括：行为知识库，用于根据机器人所处区域的相关信息输出行动方向和处理转向等自主行为信息；动作知识库，用于根据机器人所处区域的相关信息以及用户交互信息输出交互动作信息。

优化的，上述的一种智能家居机器人，所述人机交互模块还包括：人机交互单元，用于提供经验知识库与人机交互应用的统一接口；交互应用单元，用于具体适配智能设备与人机交互单元。

人机交互单元，用于提供经验知识库与人机交互应用的统一接口；

交互应用单元，用于具体适配智能设备与人机交互单元；

LED阵列显示单元：用于接收交互应用单元的信息并适配对应的表情并显示；

LCD触摸显示单元：分别与人机交互单元和交互应用单元连接，用于发送用户指令给交互应用单元。

优化的，上述的一种智能家居机器人，所述智能控制模块还包括：

控制处理单元，用于接收所述数据采集模块的相关信息，以及根据经验知识库的查询结果调用与具体业务相关的用于控制行为操作模块的应用程序。

优化的，上述的一种智能家居机器人，还包括：

远程通信模块，与智能控制模块相连，用于实现智能控制模块与互联网的相连。

优化的，上述的一种智能家居机器人，所述智能控制模块基于安卓系统实现。

优化的，上述的一种智能家居机器人，环境数据采集单元包括：

环境检测模块：用于检测温湿度,PM2.5,有害危险气体；

红外识别模块：用于热源以及空间距离的探测；

超声波测距模块：用于空间距离的探测；

所述视觉信息采集单元为一个用于图像采集和识别的摄像头。

优化的，上述的一种智能家居机器人，所述智能控制模块还与无线模块连接，所述无线模块为蓝牙模块、或WIFI模块、或移动电话、或外置遥控单元。

优化的，上述的一种智能家居机器人，该智能家居机器人底部为一个与智能控制模块连接的行走模块，所述行走模块采用分体式底盘或越障碍底盘；身体外部设有一个机械臂模块模块。

优化的，上述的一种智能家居机器人，该智能家居机器人通过能源模块进行供电，所述能源模块采用电池或充电电源或自动充电座。

因此，本发明具有如下优点：1、集成多种数据采集设备，使得机器人能够适应于居家环境；2、集成了移动互联网接口，能够实现机器人的远程智能控制；3、基于ARM架构硬件平台，设备结构更加简单，便于维护和使用；4、基于Android操作系统，应用程序开发和升级更加便利。

附图说明

附图1是本发明的系统结构示意框图。

附图2是本发明的硬件结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种智能家居机器人，包括：数据采集模块，用于采集机器人所处区域的相关信息；行为操作模块，用于针对机器人所处区域的相关信息做出响应；经验知识库，用于存储相关信息的经验知识；人机交互模块，用于采集用户与机器人的交互信息和对经验知识库进行更新；智能控制模块，用于获取数据采集模块所采集到的相关信息在经验知识库中的查询结果，或者获取人机交互模块采集到的人机交互信息在经验知识库中的查询结果，然后根据所获得的查询结果控制行为操作模块做出响应；远程通信模块，与智能控制模块相连，用于实现智能控制模块与互联网的相连，其中，智能控制模块基于安卓系统实现。

数据采集模块包括：环境数据采集单元，用于采集机器人所处区域的环境信息；事件信息采集单元，用于采集机器人所处区域的事件信息；视觉信息采集单元，用于采集机器人所处区域的视频监控信息。其中，事件信息是指有生人进入，有用户说话等类似事件。

环境数据采集单元包括：

环境检测模块：用于检测温湿度,PM2.5,有害危险气体；

红外识别模块：用于热源以及空间距离的探测；

超声波测距模块：用于空间距离的探测；

操作模块包括：反应行为单元，用于存储机器人的导向及避障等行为的相关经验知识；反射行为单元，用于存储机器人针对异常行为作出反应的相关经验知识。

经验知识库包括：行为知识库，用于根据机器人所处区域的相关信息输出行动方向和处理转向等自主行为信息；动作知识库，用于根据机器人所处区域的相关信息以及用户交互信息输出交互动作信息。

人机交互模块还包括：人机交互单元，用于提供经验知识库与人机交互应用的统一接口；交互应用单元，用于具体适配智能设备与人机交互单元。

智能控制模块还包括：控制处理单元，用于接收数据采集模块的相关信息，以及根据经验知识库的查询结果调用与具体业务相关的用于控制行为操作模块的应用程序。

在硬件方面，如图2所示，本发明采用MCU加ARM+2G、3G、4G以上通话功能多核处理器框架、集无线WiFi、Bluetooth、2.4G无线连接模块、电源管理、无线自动巡回充电、红外人体温度距传感器、语音识别模块、图像识别传感器、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、甲醛传感器、PM2.5粉尘传感器、超声波传感器、人体仿生感知触摸为一体模块化硬件设计方案，并且基于Java、Linux、C语言、开发系统，能够运行Android4.0、Windows.、ios8.0操作系统。

机器人通过人像识别采集数据，通过红外传感器探测是否有人进入现场，当家里有异常情况时机器人会通过GPRS模块发短信给用户并发报警声，同时机器人会自动控制摄像头进行拍照取证。用户也可以根据家里情况进行远程拍照，通过U盘或SD卡读出照片及其他数据。

在采用上述结构后，本发明不改动现有任何家电装置，系统能够集成市场70％以上品牌家用电器红外遥控模块，管家类应用软件添加电器类别：空调、电风扇、加湿器、空气净化器、电视、机顶盒、DVD、电饭煲等常用电器型号，进入智能家居生活。

例如，听到开门声音响时，声音传感器采集，启动生物识别对比，确认是系统存有的家庭成员后，进入打招呼对话聊天模式，“机器人：“主人回来了，今天工作辛苦了，现在家里温度是多少，湿度是多少，室内的PH值是多少，需要吹风扇还是空调”,主人:“开风扇吧”机器人：“好的,您请坐下休息”根据室内温度换算开启合适健康的风扇档位；在家休息时，主人：“小管家，我想看下电视”机器人：主人想看什么节目呢，主人，娱乐新闻吧！机器人：我可知道今天谁和谁又闹绯闻了，谁有出新片了，开启电视选定娱乐频道。

另外，在机器人的面部加入了LED阵列显示单元和LCD触摸显示单元，：在用户输入了相应指令后，LED阵列显示单元可以接收交互应用单元的信息并适配对应的表情并显示，比如：高兴、生气、发怒等；

在LED阵列显示单元下方，还设有一个LCD触摸显示单元：分别与人机交互单元和交互应用单元连接，用于发送用户指令给交互应用单元，用户可以直接通过该LED阵列显示单元来触摸选择发送指令。

而且，在智能家居机器人底部设有一个与智能控制模块连接的行走模块，行走模块采用分体式底盘或越障碍底盘；身体外部设有一个机械臂模块模块；可以通过智能控制模块进行控制，通过用户指令，进行行走，通过机械模块与用户握手、拿放物件等。

另外，智能控制模块还与无线模块连接，无线模块为蓝牙模块、或WIFI模块、或移动电话、或外置遥控单元，用户除了直接通过LCD触摸显示单元进行用户指令的发送，还可以通过无线模块进行发送指令，无线端可以使PC、手机等APP软件进行。

最后，本智能家居机器人通过能源模块进行供电，能源模块采用电池或充电电源或自动充电座。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (12)

1.一种智能家居机器人，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于采集机器人所处区域的相关信息；

行为操作模块，用于针对机器人所处区域的相关信息做出响应；

经验知识库，用于存储所述相关信息的经验知识；

人机交互模块，用于采集用户与机器人的交互信息和对经验知识库进行更新；

智能控制模块，用于获取所述数据采集模块所采集到的相关信息在经验知识库中的查询结果，或者获取所述人机交互模块采集到的人机交互信息在经验知识库中的查询结果，然后根据所获得的查询结果控制行为操作模块做出响应。

2.根据权利要求1所述的一种智能家居机器人，其特征在于，所述数据采集模块包括：

环境数据采集单元，用于采集机器人所处区域的环境信息；

事件信息采集单元，用于采集机器人所处区域的事件信息；

视觉信息采集单元，用于采集机器人所处区域的视频监控信息。

3.根据权利要求1所述的一种智能家居机器人，其特征在于，所述行为操作模块包括：

反应行为单元，用于存储机器人的导向及避障等行为的相关经验知识；

反射行为单元，用于存储机器人针对异常行为作出反应的相关经验知识。

4.根据权利要求1所述的一种智能家居机器人，其特征在于，所述经验知识库包括：

行为知识库，用于根据机器人所处区域的相关信息输出行动方向和处理转向等自主行为信息；

动作知识库，用于根据机器人所处区域的相关信息以及用户交互信息输出交互动作信息。

5.根据权利要求1所述的一种智能家居机器人，其特征在于，所述人机交互模块还包括：

人机交互单元，用于提供经验知识库与人机交互应用的统一接口；

交互应用单元，用于具体适配智能设备与人机交互单元；

LED阵列显示单元：用于接收交互应用单元的信息并适配对应的表情并显示；

LCD触摸显示单元：分别与人机交互单元和交互应用单元连接，用于发送用户指令给交互应用单元。

6.根据权利要求1所述的一种智能家居机器人，其特征在于，所述智能控制模块还包括：

控制处理单元，用于接收所述数据采集模块的相关信息，以及根据经验知识库的查询结果调用与具体业务相关的用于控制行为操作模块的应用程序。

7.根据权利要求1所述的一种智能家居机器人，其特征在于，还包括：

远程通信模块，与智能控制模块相连，用于实现智能控制模块与互联网的相连。

8.根据权利要求1所述的一种智能家居机器人，其特征在于，所述智能控制模块基于安卓系统实现。

9.根据权利要求1所述的一种智能家居机器人，其特征在于，环境数据采集单元包括：

环境检测模块：用于检测温湿度,PM2.5,有害危险气体；

红外识别模块：用于热源以及空间距离的探测；

超声波测距模块：用于空间距离的探测；

所述视觉信息采集单元为一个用于图像采集和识别的摄像头。

10.根据权利要求1所述的一种智能家居机器人，其特征在于，所述智能控制模块还与无线模块连接，所述无线模块为蓝牙模块、或WIFI模块、或移动电话、或外置遥控单元。

11.根据权利要求1所述的一种智能家居机器人，其特征在于，该智能家居机器人底部为一个与智能控制模块连接的行走模块，所述行走模块采用分体式底盘或越障碍底盘；身体外部设有一个机械臂模块模块。

12.根据权利要求1所述的一种智能家居机器人，其特征在于，该智能家居机器人通过能源模块进行供电，所述能源模块采用电池或充电电源或自动充电座。