CN105005331A - 一种可识别用户的安全智能婴儿车 - Google Patents

Abstract

一种可识别用户的安全智能婴儿车，其特征在于，所述可识别用户的安全智能婴儿车包括：控制器模块、识别用户模块、姿态检测模块、防止车体翻倒模块、行驶模块、制动模块、速度检测模块、语音控制模块、语音播放模块、供电模块、检测婴儿模块、婴儿车车体。本可识别用户的安全智能婴儿车，能够识别用户，防止非权限用户操作婴儿车，能够实时检测婴儿车自身姿态，主动防止婴儿车车体翻倒，对婴儿车速度进行控制和合理限速，实现婴儿车自动制动保证婴儿车不发生溜车，能够检测到婴儿车内有无婴儿。

Description

一种可识别用户的安全智能婴儿车

技术领域

 本发明属于智能婴儿车技术领域，涉及一种智能婴儿车，特别是一种可识别用户的安全智能婴儿车。

背景技术

随着经济和技术的发展，人们对婴儿的看护技术越来越重视，婴儿车已成为必不可少的看护婴儿的工具之一。然而，当今的婴儿车在安全方面存在一定的缺陷，造成了一些安全事故。

目前，使用的婴儿车主要存在以下安全方面的缺陷：婴儿车不具有识别用户的功能；婴儿车不具有主动防止翻倒能力；婴儿车不能检测婴儿车自身姿态；在停放不合理时，婴儿车容易发生溜车；婴儿车不具有自动制动能力；婴儿车不具有检测婴儿的功能。因此，需要一种可识别用户的安全智能婴儿车克服上述安全方面的缺陷，保证婴儿的安全。

发明内容

本发明针对现有技术无法解决上述婴儿车存在的问题，提供了一种可识别用户的安全智能婴儿车。可识别用户的安全智能婴儿车能够识别用户，防止非权限用户操作婴儿车；能够对自身姿态实时检测，主动防止婴儿车车体翻倒；能够对婴儿车速度进行控制和合理限速；实现自动制动保证婴儿车不发生溜车；能够检测到婴儿车内有无婴儿。

为了完成上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种可识别用户的安全智能婴儿车，其特征在于，所述可识别用户的安全智能婴儿车包括：控制器模块、识别用户模块、姿态检测模块、防止车体翻倒模块、行驶模块、制动模块、速度检测模块、语音控制模块、语音播放模块、供电模块、检测婴儿模块、婴儿车车体。所述控制器模块分别与识别用户模块、姿态检测模块、防止车体翻倒模块、行驶模块、制动模块、速度检测模块、语音控制模块、语音播放模块、供电模块、检测婴儿模块连接。所述供电模块分别与控制器模块、识别用户模块、姿态检测模块、防止车体翻倒模块、行驶模块、制动模块、速度检测模块、语音控制模块、语音播放模块、检测婴儿模块连接。

所述的控制器模块分别与识别用户模块、姿态检测模块、防止车体翻倒模块、行驶模块、制动模块、速度检测模块、语音控制模块、语音播放模块、供电模块、检测婴儿模块连接，接收处理识别用户模块、姿态检测模块、防止车体翻倒模块、行驶模块、制动模块、速度检测模块、语音控制模块、语音播放模块、供电模块、检测婴儿模块传输来的信息和数据，并向识别用户模块、姿态检测模块、防止车体翻倒模块、行驶模块、制动模块、速度检测模块、语音控制模块、语音播放模块、供电模块、检测婴儿模块传输命令信息和数据，控制各模块实现相应功能。

所述的识别用户模块与控制器模块连接，用于实现对使用婴儿车的用户进行用户权限识别，对于符合预存档的权限用户允许其对婴儿车的功能进行操作；禁止没有权限的用户对婴儿车进行任何功能操作。识别用户模块包括高清摄像头、图像采集卡、人脸识别软件、图像存储卡、独立按键。

所述的姿态检测模块与控制器模块连接，用于实时检测婴儿车车体的自身姿态，将当前婴儿车车体的自身姿态反馈给控制器模块。姿态检测模块包括倾角传感器。

所述的防止车体翻倒模块与控制器模块连接，接收控制器模块发送来的信息，实现婴儿车翻倒之前支撑婴儿车车体，自动扶正婴儿车使其恢复正常放置，阻止婴儿车车体的翻倒。防止车体翻倒模块包括多自由度可折叠式机械臂。

所述的行驶模块实现婴儿车的前后移动和左右转向。行驶模块包括：旋转编码器、电机驱动电路、独立主动轮、缓冲万向从动轮、减速器、直流伺服电机。

所述的制动模块完成婴儿车在停止状态时实现自动制动。制动模块包括电磁抱刹。

所述的速度检测模块实现对婴儿车移动速度和移动方向的实时检测，将婴儿车的移动速度和移动方向信息反馈到控制器模块。速度检测模块包括速度传感器。

所述的语音控制模块实现通过语音对婴儿车的功能进行控制，完成远距离不接触方式控制婴儿车。语音控制模块包括：语音识别芯片、微型麦克风。

所述的语音播放模块实现通过语音对婴儿车当前状态及功能情况进行播放和报警。语音播放模块包括：语音播放芯片、扬声器。

所述的供电模块实现对婴儿车整个系统的供电、电源转换变压和对储能电池剩余电量的检测。供电模块包括：电源充电器、电压转换器、电量检测控制器、储能电池。

所述的检测婴儿模块实现对婴儿车内的婴儿进行实时检测，当未通过用户权限识别抱起婴儿时，婴儿车会发出报警提示婴儿被抱起，防止婴儿被偷走。检测婴儿模块包括：压力传感器、红外传感器。

所述的婴儿车车体为婴儿车的车体框架，具有遮阳伞，可旋转移动改变遮阳角度；具有扶手车把。

本发明的有益效果是：本发明一种可识别用户的安全智能婴儿车，能够识别用户，防止非权限用户操作婴儿车，能够实时检测婴儿车自身姿态，主动防止婴儿车车体翻倒，对婴儿车速度进行控制和合理限速，实现婴儿车自动制动保证婴儿车不发生溜车，能够检测到婴儿车内有无婴儿。

附图说明

图1为本发明智能婴儿车整体结构功能示意图。

图2为本发明智能婴儿车侧面结构示意图。

图中1、控制器模块，2、识别用户模块，3、姿态检测模块，4、防止车体翻倒模块，5、行驶模块，6、制动模块，7、速度检测模块，8、语音控制模块，9、语音播放模块，10、供电模块，11、检测婴儿模块，21、遮阳伞，22、扶手车把，23、高清摄像头，24、微型麦克风，25、扬声器，26、3自由度可折叠式机械臂，27、独立主动轮，28、万向从动轮，29、录入键，30、识别键，31、婴儿车车体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，以具体阐述本发明的技术方案。

如图1和图2所示，本发明一种可识别用户的安全智能婴儿车，其特征在于，所述可识别用户的安全智能婴儿车包括：控制器模块1、识别用户模块2、姿态检测模块3、防止车体翻倒模块4、行驶模块5、制动模块6、速度检测模块7、语音控制模块8、语音播放模块9、供电模块10、检测婴儿模块11、婴儿车车体31。所述控制器模块1分别与识别用户模块2、姿态检测模块3、防止车体翻倒模块4、行驶模块5、制动模块6、速度检测模块7、语音控制模块8、语音播放模块9、供电模块10、检测婴儿模块11连接。所述供电模块10分别与控制器模块1、识别用户模块2、姿态检测模块3、防止车体翻倒模块4、行驶模块5、制动模块6、速度检测模块7、语音控制模块8、语音播放模块9、检测婴儿模块11连接。

所述的控制器模块1采用MSP430单片机处理器作为数据处理和控制的处理器。

所述的识别用户模块2采用高清摄像头、图像采集卡、人脸识别软件、图像存储卡与控制器模块1中MSP430单片机处理器连接，通过高清摄像头和图像采集卡对人脸部图像进行图像数据采集，通过人脸识别软件对人脸部图像特征数据进行分析和提取处理，通过图像存储卡存储获取的图像信息数据，独立按键分为录入键、识别键2个独立按键。

所述的姿态检测模块3采用双轴倾角传感器安装在婴儿车车体31底部检测婴儿车车体的前、后侧和左、右侧倾斜角度，完成对婴儿车车体自身姿态的检测。

所述的防止车体翻倒模块4采用8组3自由度可折叠式机械臂26控制实现在婴儿车翻倒之前支撑婴儿车车体31，自动扶正婴儿车使其恢复正常放置，阻止婴儿车车体31的翻倒；8组3自由度可折叠式机械臂26分别安装在婴儿车车体31四周侧面，每一侧面安装2组3自由度可折叠式机械臂26。

所述的行驶模块5采用2个电机驱动电路、2个减速器、2个直流伺服电机、2个旋转编码器、2个独立主动轮、2个缓冲万向从动轮。电机驱动电路由控制器模块1连接控制；每一减速器和每一驱动轮连接；每一个直流伺服电机和一个减速器、一个旋转编码器、一个电机驱动电路连接；2个独立主动轮27作为婴儿车的后轮，通过两个独立主动轮的速度不同来实现婴儿车的转向功能，速度相同时实现婴儿车的前进和后退；2个缓冲万向从动轮28作为婴儿车的前轮，配合2个独立主动轮完成前进、后退、转向，构成两套移动动力装置。

所述的制动模块6通过在行驶模块5的直流伺服电机的尾部安装电磁抱刹，直流伺服电机转动时电磁抱刹通电吸合，电机不制动；当直流伺服电机停止时电磁抱刹断电，抱刹在弹簧弹力的作用下刹住电机，实现对婴儿车的制动。

所述的速度检测模块7采用2个速度传感器分别安装在婴儿车的2个独立主动轮27内侧对其进行速度检测，实现对婴儿车移动速度和移动方向的实时检测。

所述的语音控制模块8采用语音识别芯片和微型麦克风24组成语音识别装置，实现接收语音命令对婴儿车的功能进行控制。

所述的语音播放模块9采用语音播放芯片和扬声器25实现对婴儿车当前状态及功能情况进行语音播放和语音报警。

所述的供电模块10中储能电池选用高能效锂离子电池组。当锂离子电池组电量不足时，电量检测控制器会检测到电池组电量低，婴儿车通过语音播放模块9播放语音提示电池组电量不足，提醒用户及时为锂离子电池组充电；用户通过电源充电器插头连接市电进行充电，当充电结束后，电量检测控制器检测到锂离子电池组电量充足时停止对锂离子电池组充电。

所述的检测婴儿模块11采用压力传感器安装在婴儿车内放置婴儿区域底部，能够检测到婴儿的重力；采用红外传感器安装在婴儿车内放置婴儿区域侧面，能够检测到婴儿的体温；压力传感器和红外传感器与控制器模块1中MSP430单片机处理器连接，实现对婴儿车内婴儿身体重力和体温的检测，将检测信息反馈到控制器模块1中MSP430单片机处理器，完成检测婴儿车内有无婴儿。当压力传感器检测到有重力，且红外传感器检测到人体温度时，则婴儿在婴儿车内；当压力传感器不能检测到有重力，或者红外传感器不能检测到人体温度时，则婴儿不在婴儿车内。

一种可识别用户的安全智能婴儿车工作原理如下：婴儿车开始工作时，控制器模块1中MSP430单片机处理器对各模块的数据进行处理和控制，当用户第一次使用婴儿车时，用户需要录入管理员和其他用户的人脸部图像信息作为预存档权限用户。首先，录入管理员人脸部图像信息，用户按录入键29后，语音播放模块9语音提示管理员扫描人脸部图像信息，管理员将脸部放在高清摄像头23正前方，当语音播放模块9语音提示录入成功时，管理员人脸部图像信息通过高清摄像头23和图像采集卡进行图像数据采集，人脸识别软件对人脸部图像特征数据进行分析和提取处理后，图像存储卡存储获取的管理员人脸部图像信息数据，管理员人脸部图像信息录入完毕。当管理员按识别键30后，语音播放模块9语音提示用户扫描人脸部图像信息，管理员将脸部放在高清摄像头23正前方，识别用户模块2成功识别管理员后，语音播放模块9语音提示用户可以使用婴儿车，管理员按录入键29后，语音播放模块9语音提示用户录入人脸部图像信息，另一用户将脸部放在高清摄像头23正前方，按上述管理员录入人脸部图像信息的方法录入其他用户的人脸部图像信息，将图像存储卡存储的管理员和用户人脸部图像信息数据作为预存档的权限用户。

当管理员和用户使用婴儿车时，按识别键30后，语音播放模块9语音提示采集人脸部图像信息后，用户将脸部放在高清摄像头23正前方，控制器模块1中MSP430单片机处理器控制识别用户模块2采集识别人脸图像信息与预存档的权限用户进行对比，若用户权限识别成功时，语音播放模块9语音提示用户可以使用婴儿车，用户可以正常对婴儿车进行操作和抱起婴儿；若非用户不能识别权限时，语音播放模块9语音提示禁止使用，不能对婴儿车进行操作和抱起婴儿。

当非用户不能识别权限抱起婴儿时，检测婴儿模块11将婴儿车车内无婴儿的信息反馈到控制器模块1中MSP430单片机处理器，婴儿车控制器模块1中MSP430单片机处理器控制语音播放模块9的扬声器25播放语音提示婴儿被抱走，使用户及时发现制止，防止婴儿被偷走。

控制器模块1中MSP430单片机处理器对姿态检测模块3中双轴倾角传感器反馈来的婴儿车车体31自身姿态数据进行处理，当检测到婴儿车车体31倾斜角度接近将要翻倒的角度值时，控制器模块1中MSP430单片机处理器控制防止车体翻倒模块4在婴儿车车体翻倒方向一侧的2组3自由度可折叠式机械臂26侧向移动展开支撑婴儿车，阻止婴儿车继续翻倒，控制2组3自由度可折叠式机械臂26全部伸直将婴儿车车体扶正使其恢复正常放置。

用户对婴儿车发出前进语音命令，语音控制模块8接收到用户的语音信息，对该语音命令进行识别和处理后反馈到控制器模块1，控制器模块1控制行驶模块5中2个直流伺服电机以相同速度正转，完成婴儿车向前行驶；用户对婴儿车发出后退语音命令，语音控制模块8接收到用户的语音信息，对该语音命令进行识别和处理后反馈到控制器模块1，控制器模块1控制行驶模块5中2个直流伺服电机以相同速度反转，完成婴儿车向后行驶；用户对婴儿车发出左转或右转语音命令，语音控制模块8接收到用户的语音信息，对该语音命令进行识别和处理后反馈到控制器模块1，控制器模块1控制行驶模块5中2个直流伺服电机以不同速度转动，完成婴儿车左转向或右转向行驶；左侧直流伺服电机转动速度大于右侧直流伺服电机转动速度时右转，右侧直流伺服电机转动速度大于左侧直流伺服电机转动速度时左转；用户对婴儿车发出停止语音命令，语音控制模块8接收到用户的语音信息，对该语音命令进行识别和处理后反馈到控制器模块1，控制器模块1控制行驶模块5中2个直流伺服电机停止转动，制动模块6通过在行驶模块5的直流伺服电机的尾部安装电磁抱刹，直流伺服电机转动时电磁抱刹通电吸合，电机不制动；当直流伺服电机停止时电磁抱刹断电，抱刹在弹簧弹力的作用下刹住电机，实现对婴儿车的制动。

用户对婴儿车发出快速行驶或慢速行驶语音命令，语音控制模块8接收到用户的语音信息，对该命令语音进行识别和处理后反馈到控制器模块1，控制器模块1控制行驶模块5中2个直流伺服电机进行速度调节，使婴儿车快速或慢速行驶。

速度检测模块7采用2个速度传感器分别安装在婴儿车的2个独立主动轮27内侧，实现对婴儿车移动速度和移动方向的实时检测。当婴儿车速度较快时，速度检测模块7中 2个速度传感器检测到2个独立主动轮27速度较快，控制器模块1控制语音播放模块9的扬声器25播放语音提示当前速度较快；当婴儿车速度过快超过限制速度，影响到安全时，控制器模块1控制语音播放模块9的扬声器25播放语音提示当前速度过快，同时自动控制行驶模块5降低2个直流伺服电机转动速度使婴儿车速度降低到安全速度内；速度检测模块7中2个速度传感器检测到2个独立主动轮27速度不同时，当识别出左侧独立主动轮速度大于右侧独立主动轮速度时，则婴儿车正在右转向；当右侧独立主动轮速度大于左侧独立主动轮速度时，则婴儿车正在左转向。

经过以上本发明可识别用户的安全智能婴儿车实施例工作过程，完成识别用户，防止非权限用户操作婴儿车，实时检测婴儿车自身姿态，主动防止婴儿车车体翻倒，对婴儿车速度进行控制和合理限速，实现婴儿车自动制动保证婴儿车不发生溜车，实现检测婴儿车内有无婴儿。

Claims (1)

1.一种可识别用户的安全智能婴儿车，其特征在于，所述可识别用户的安全智能婴儿车包括：控制器模块、识别用户模块、姿态检测模块、防止车体翻倒模块、行驶模块、制动模块、速度检测模块、语音控制模块、语音播放模块、供电模块、检测婴儿模块、婴儿车车体；所述控制器模块分别与识别用户模块、姿态检测模块、防止车体翻倒模块、行驶模块、制动模块、速度检测模块、语音控制模块、语音播放模块、供电模块、检测婴儿模块连接；所述供电模块分别与控制器模块、识别用户模块、姿态检测模块、防止车体翻倒模块、行驶模块、制动模块、速度检测模块、语音控制模块、语音播放模块、检测婴儿模块连接；

所述的控制器模块分别与识别用户模块、姿态检测模块、防止车体翻倒模块、行驶模块、制动模块、速度检测模块、语音控制模块、语音播放模块、供电模块、检测婴儿模块连接，接收处理识别用户模块、姿态检测模块、防止车体翻倒模块、行驶模块、制动模块、速度检测模块、语音控制模块、语音播放模块、供电模块、检测婴儿模块传输来的信息和数据，并向识别用户模块、姿态检测模块、防止车体翻倒模块、行驶模块、制动模块、速度检测模块、语音控制模块、语音播放模块、供电模块、检测婴儿模块传输命令信息和数据，控制各模块实现相应功能；

所述的识别用户模块与控制器模块连接，用于实现对使用婴儿车的用户进行用户权限识别，对于符合预存档的权限用户允许其对婴儿车的功能进行操作；禁止没有权限的用户对婴儿车进行任何功能操作；识别用户模块包括高清摄像头、图像采集卡、人脸识别软件、图像存储卡、独立按键；

所述的姿态检测模块与控制器模块连接，用于实时检测婴儿车车体的自身姿态，将当前婴儿车车体的自身姿态反馈给控制器模块；姿态检测模块包括倾角传感器；

所述的防止车体翻倒模块与控制器模块连接，接收控制器模块发送来的信息，实现婴儿车翻倒之前支撑婴儿车车体，自动扶正婴儿车使其恢复正常放置，阻止婴儿车车体的翻倒；防止车体翻倒模块包括多自由度可折叠式机械臂；

所述的行驶模块实现婴儿车的前后移动和左右转向；行驶模块包括：旋转编码器、电机驱动电路、独立主动轮、缓冲万向从动轮、减速器、直流伺服电机；

所述的制动模块完成婴儿车在停止状态时实现自动制动；制动模块包括电磁抱刹；

所述的速度检测模块实现对婴儿车移动速度和移动方向的实时检测，将婴儿车的移动速度和移动方向信息反馈到控制器模块；速度检测模块包括速度传感器；

所述的语音控制模块实现通过语音对婴儿车的功能进行控制，完成远距离不接触方式控制婴儿车；语音控制模块包括：语音识别芯片、微型麦克风；

所述的语音播放模块实现通过语音对婴儿车当前状态及功能情况进行播放和报警；语音播放模块包括：语音播放芯片、扬声器；

所述的供电模块实现对婴儿车整个系统的供电、电源转换变压和对储能电池剩余电量的检测；供电模块包括：电源充电器、电压转换器、电量检测控制器、储能电池；

所述的检测婴儿模块实现对婴儿车内的婴儿进行实时检测，当未通过用户权限识别抱起婴儿时，婴儿车会发出报警提示婴儿被抱起，防止婴儿被偷走；检测婴儿模块包括：压力传感器、红外传感器。