CN105116859A - 一种利用无人飞行器实现的智能家居系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用无人飞行器实现的智能家居系统及方法，属于无人机应用技术领域。该系统包括无人飞行器、智能中枢设备、智能家居设备，所述无人飞行器连接所述智能中枢设备能够双工通信，所述智能中枢设备连接所述智能家居设备能够双工通信，其中，所述无人飞行器适用于采集目标信息并发送至所述智能中枢设备；所述智能中枢设备适用于接收所述目标信息并对其进行处理，生成反应信号并发送至所述智能家居设备；所述智能家居设备适用于接收所述反应信号，执行相应的操作。本发明利用无人飞行器实时采集用户信息，主动选择最适合用户需求的智能控制模式，实现了对家庭中配置的多个小型智能家居设备的智能化控制。

Description

一种利用无人飞行器实现的智能家居系统及方法

技术领域

本发明涉及无人机应用技术领域，具体涉及一种利用无人飞行器实现的智能家居系统及方法。

背景技术

智能化生活是当前技术发展的主要方向之一，以家庭生活为例，国外早已有人提出了智能家居(SmartHome)的概念。智能家居利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术，将与家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒适、安全、有效。

智能家居最初的发展主要以灯光遥控控制、电器远程控制和电动窗帘控制为主，随着行业的发展，智能控制的功能越来越多，被控制的对象也不断扩展，控制的联动场景要求更高，其不断延伸到家庭安防报警、背景音乐、可视对讲、门禁指纹控制等领域，可以说智能家居几乎可以涵盖所有传统的弱电行业，市场发展前景诱人。

现在看来，智能家居的发展可以分成三个阶段如下：

第一阶段是安防设备智能化。当前随着可视对讲产品技术从模拟走向数字、从总线走向TCP/IP，这促使很多传统安防报警及可视对讲等厂商将智能家居功能加入到它们的系统中去，推出带智能家居控制功能的产品，形成了现在很常见的全数字可视对讲智能终端，即，通过智能触摸屏把可视对讲、安防报警、智能家居、多媒体功能进行整合，使原来单一的可视对讲室内机成为真正的智能控制终端。

例如，申请号为201310612029.0、发明名称为《基于Android平台的智能家居监控系统》的中国发明专利申请公开了一种基于Android平台的智能家居监控系统，包括客户端、IP摄像机和互联网，客户端通过WiFi与IP摄像机连接，登录IP摄像机后，选择监控频道，同时实现4路智能监控，能够观察家中的基本情况：家中有无人员进程，是否有人在家，对监控中出现的对象进行关注跟踪，辨别各房间照明情况以及家电的使用情况等。该智能监控系统允许用户选定多个摄像机进行监视，从而能够全面及时地远程观察家中情况，并且可在异常情况发生时自动发出警报以提醒用户家中发生危险。另外，当家中无人或在某一房间无人员活动时，系统也可提醒用户关掉不需要工作的家电以节约能源，体现了监控系统与物联网的融合。

第二阶段是家电设备智能化。传统白电、黑电产品都在自身产品中嵌入了智能功能或者对外提供智能接口。让自己的家电产品能够针对消费者的使用习惯及需求进行反馈、升级，提供智能化服务，这种需求也极大推动了家电智能控制技术的发展。

第三阶段是IT通讯设备智能化。在这个阶段，技术发展瞄准了控制中枢，即，希望所有的智能家居设备能够通过一个智能中枢来进行统一管控，进一步提升智能化程度，而目前最有希望的中枢代表就是手机。

然而，即使是技术的发展能够实现通过一个智能中枢，比如手机来实现对所有智能家居设备的控制，实现家居智能化，但是这种控制仍然是用户主动式的，顶多带有一些机器学习式的辅助记忆功能。

这种情况下，用户手持一个手机，就可以实现对于家里所有设备的管理，比如进门呼叫、开门授权、窗帘管理、电视音响控制、灯光控制等等。

例如：申请号为201110114511.2、发明名称为《智能家居控制系统》的中国发明专利申请公开了一种智能家居控制系统，其包括网络服务器等元件，控制面板、手机、调光器、电源控制器、第一无线接收器、第二无线接收器均与网络服务器连接，传感器与第一无线接收器连接，遥控器与第二无线接收器连接，控制面板通过网络服务器向各个家电和灯光发送控制指令，手机通过网络服务器向各个家电和灯光发送控制指令并接收各个家电和灯光的状态情况，调光器根据灯光的情况自动控制灯光的开关和亮度，电源控制器用于在无人的时候切断电源，传感器用于检测温度和湿度并通过第一无线接收器反馈给网络服务器，遥控器通过第二无线接收器和网络服务器向各个家电和灯光发送控制指令。本发明用于简化智能家居控制系统的控制。

但是这种情况下，本质上，用户还是相当于拿了一个智能遥控器而已，区别仅是这个遥控器能够控制家庭里的一切智能家居设备而已。

但是，其实现在的用户更需要的是，更加智能化地、主动式的服务体验，用户不用刻意的发出什么控制指令，而是智能家居设备随着用户的移动、用户的动作、用户的姿态，判断出最适于用户的智能家居状态，然后所有智能家居的都能主动进行动作，好像在主动配合用户的需求，而无需用户去发出指令。

现在也有人提出了所谓采用“盒子”来作为家庭智能中枢的概念，但是这种盒子仅是通过能够与家庭各个设备实现通信的接口来连接各个设备，切合了物联网的概念，但是这种盒子的控制方式仍然是被动的，仅局限于记忆用户习惯或者将设备的使用状态与当前时间、环境相匹配而已，并不能实现实时面向用户采集数据、根据用户的行为和状态，来主动提供智能化服务。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种利用无人飞行器实现的智能家居系统及方法，利用无人飞行器实时主动采集用户的动作、状态、声音等信息，并利用智能中枢设备来实现对这些小型电子设备的主动控制，主动选择最适于用户需求的智能控制模式，使得家庭中配置的多个小型家庭电子设备变得智能化。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种利用无人飞行器实现的智能家居系统，包括无人飞行器、智能中枢设备、智能家居设备，所述无人飞行器连接所述智能中枢设备能够双工通信，所述智能中枢设备连接所述智能家居设备能够双工通信，其中，

所述无人飞行器适用于采集目标信息并发送至所述智能中枢设备；

所述智能中枢设备适用于接收所述目标信息并对其进行处理，生成反应信号并发送至所述智能家居设备；

所述智能家居设备适用于接收所述反应信号，执行相应的操作。

进一步的，所述目标为所述智能家居系统的用户，所述智能家居系统还包括用户终端，所述用户终端包括可穿戴智能设备或者便携式移动终端。

进一步的，所述无人飞行器包括图像采集装置，其适用于采集视频信号和/或数字图像信号，所述智能中枢设备包括中央处理单元，其适用于接收和处理所述视频信号和/或数字图像信号，识别用户的状态、行为，并根据用户的状态、行为生成所述反应信号。

进一步的，所述无人飞行器还包括定位识别装置，其适用于确定所述无人飞行器与用户之间的距离和/或辅助确定所述无人飞行器的飞行航迹，并根据预设距离调整拍摄距离和/或角度。

进一步的，所述智能中枢设备还包括存储模块，其适用于预存与用户行为对应的所述智能家居设备的动作策略。

根据本发明的另一个方面，提供了一种利用无人飞行器实现的智能家居方法，该方法包括以下步骤：

所述无人飞行器采集目标信息；

根据所述目标信息判断用户需求；

根据所述用户需求对智能家居设备进行相应的调整。

进一步的，还包括收集所述智能家居设备的状态，并反馈给用户的步骤。

进一步的，所述无人飞行器采集目标信息的步骤，具体包括以下步骤：

所述无人飞行器处于心跳待机状态；

感应在其监控范围内存在启动服务的对象或者指令，所述无人飞行器开始工作；

进行用户身份识别及验证；

用户身份验证通过后，采用信标定位跟踪的方式，与该用户保持一个适当的相对距离和角度，拍摄该用户的视频信号和/或数字图像信号。

进一步的，所述根据所述目标信息判断用户需求的步骤，具体包括以下步骤：

根据所述视频信号和/或数字图像信号判断该用户的当前状态；

该用户处于静态时，识别用户的姿态，采取相应的持续服务模式；

该用户处于动态时，识别用户的动作、行为，采取命令输入模式，实时生成相应的反应信号。

进一步的，还包括无人飞行器计时步骤，当判断出该用户已经保持某一状态较长时间时，则所述无人飞行器选择与当前位置较近的待机地址降落，继续向该用户提供服务。

本发明公开了一种利用无人飞行器实现的智能家居系统及方法，利用无人飞行器实时主动地采集用户当前的状态、姿势、行为等信息，主动选择最适合用户需求的智能控制模式，从而实现了对家庭中配置的多个小型智能家居设备的智能化控制。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。

附图说明

通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例一的利用无人飞行器实现的智能家居系统结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例二的利用无人飞行器实现的智能家居系统结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例三的利用无人飞行器实现的智能家居系统结构示意图；

图4示出了根据本发明实施例四的利用无人飞行器实现的智能家居方法流程图；

图5示出了根据本发明实施例五的利用无人飞行器实现的智能家居方法流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。

无人飞行器简称“无人机”，英文缩写为“UAV(unmannedaerialvehicle)”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。

本发明实施例中优选的无人飞行器为多旋翼无人飞行器(或称为多旋翼飞行器)，可以是四旋翼、六旋翼及旋翼数量大于六的无人飞行器。优选的，机身由碳纤维材料制成，在满足较高使用强度和刚度的前提下，可大幅减轻机身的重量，从而降低多旋翼无人飞行器的动力需求以及提高多旋翼无人飞行器的机动性。当然，在本发明的其他实施例中，机身还可以由塑料或者其他任意使用的材料制成。机身上设有多个相对于所述机身中的对称平面呈对称分布的浆臂，每一个浆臂远离所述机身的一端设有桨叶组件，所述桨叶组件包括安装在所述浆臂上的电机和连接在所述电机的输出轴上的桨叶，每一片桨叶的旋转轴线均位于同一圆柱面上。

本发明技术方案采用的飞行拍摄设备主要是指小、微型多旋翼无人飞行器，这种无人飞行器体积小、成本低、飞行稳定性较好，飞行拍摄成本低等。本发明使用的飞行器，典型的以四轴多旋翼飞行器为代表。

实施例一、一种利用无人飞行器实现的智能家居系统。

图1为本发明实施例一的利用无人飞行器实现的智能家居系统结构示意图，本发明实施例将结合图1进行具体说明。

如图1所示，本发明实施例提供了一种利用无人飞行器实现的智能家居系统100，包括无人飞行器101、智能中枢设备102、智能家居设备103，所述无人飞行器101连接所述智能中枢设备102能够双工通信，所述智能中枢设备102连接所述智能家居设备103能够双工通信，其中，

所述无人飞行器101适用于采集目标信息并发送至所述智能中枢设备102；

所述智能中枢设备102适用于接收所述目标信息并对其进行处理，生成反应信号并发送至所述智能家居设备103；

所述智能家居设备103适用于接收所述反应信号，执行相应的操作。

本发明实施例中优选的，所述目标为所述智能家居系统100的用户，所述智能家居系统100还包括用户终端，所述用户终端包括可穿戴智能设备或者便携式移动终端(智能手机或者平板电脑等)。

本发明实施例中优选的，所述可穿戴智能设备或者便携式移动终端例如智能手机中可以预存用户身份识别的编码信息，所述的编码信息可以是手机号码、身份证号码、用户终端的设备号以及其他任意具有唯一性质的标识。当然，所述身份识别还可以采用其他方式，甚至可以不需要所述用户终端的参与，例如，可以通过生物特征识别的方式来验证用户是否合法，具体的，利用所述无人飞行器携带的图像采集装置，拍摄到其监控范围内的用户图像，所述智能中枢设备对用户图像进行识别，可以利用人脸识别技术判断该用户是否授权用户。

本发明实施例中优选的，所述无人飞行器101还包括定位识别装置，其适用于确定所述无人飞行器与用户之间的距离和/或辅助确定所述无人飞行器的飞行航迹，并根据预设距离调整拍摄距离和/或角度。

本发明实施例中优选的，所述可穿戴智能设备或者便携式移动终端还可以用于所述用户与所述无人飞行器101之间进行定位识别的辅助工具，例如开启蓝牙功能的智能手机可以通过信标定位技术，实现室内精准定位。最常用的GPS定位无法实现室内定位，并且耗电速度惊人；WiFi和移动基站定位，都有定位精度太差的问题。而蓝牙信标就是一个带电池的蓝牙模块，非常省电非常便宜，并且适于室内定位，每隔一定的时间用无线电广播一个蓝牙数据包出去，这个数据包可以除了信标ID不含任何信息，可以是当前位置的地理坐标(如经度纬度)，也可以是其它任何信息。支持蓝牙功能的手机或者无人飞行器都能收到这个信息，使用这些信息完成定位。

当然，定位识别技术还可以采用其他室内定位技术，例如基于超声波定位技术(例如，反射式测距法)、超声波与射频技术结合定位技术、基于红外线的定位技术(例如，Activebadges)、基于超宽带的定位技术(例如，TDOA演示测距定位算法)、射频识别定位技术(例如，基于WLAN的室内定位系统，应用ZigBee技术的室内定位系统)。

本发明实施例中优选的，所述用户与所述无人飞行器101之间还可以采用图像识别进行定位，因为一般智能家居系统应用的范围面积不会太大，可以比较容易的完成前期的信息采集，把家居环境数据上传入库，采用用户终端或者无人飞行器上的图像采集装置对智能家居现场进行环拍，然后把实景提取的信息与后台的数据库进行匹配，能够快速生成室内定位信息。采用图像识别定位技术的优势是不需要在现场安装任何设备，不需要对现场环境作任何改变，直接采用用户终端或者无人飞行器上的现有图像采集装置即可实现。

本发明实施例中优选的，用户可以通过所述可穿戴智能设备或者便携式移动终端与所述无人飞行器101进行互动，例如，用户可以在所述可穿戴智能设备或者便携式移动终端上安装与所述无人飞行器101相互通信的应用程序，用户点击某一指令时，会自动触发所述无人飞行器101执行相关的操作，例如，点击“开始”虚拟按键，所述无人飞行器101开始提供服务；点击“结束”虚拟按键，所述无人飞行器101终止提供服务。所述应用程序也可以接收所述无人飞行器101发送的语音提示信息或者所述智能家居设备103当前状态的视频或图片信息。例如，可以在用户的智能手机上实时显示当前智能家居设备103的工作状态。

本发明实施例中优选的，所述无人飞行器101包括图像采集装置，其适用于采集视频信号和/或数字图像信号，所述智能中枢设备102包括中央处理单元，其适用于接收和处理所述视频信号和/或数字图像信号，识别用户的状态、行为，并根据用户的状态、行为生成所述反应信号。所述图像采集装置可以被配置为同时采集视频信号和数字图像信号，例如，可以通过视频采集接口获得房屋主人起床的动作，也可以同时使用数字图像采集接口获得房屋主人起床瞬间的状态。所述中央处理单元同步地接收和处理这些信号。另一方面，所述图像采集装置也可以只采集视频信号，可以通过按照设定的采样频率提取图像序列。

本发明实施例中优选的，所述中央处理单元包括预处理模块和识别模块，所述预处理模块对输入的视频信号和/或数字图像信号采用编码、解码、压缩、同步等不同的处理方式进行预处理器。例如，所述预处理模块可以对与输入端口耦合的图像采集装置接收的YUV模式的VGA、CIF或SXVGA信号转换为RGB模式的序列数字图像信号，还可以将RGB模式进一步压缩为16为RGB模式的序列数字图像有损格式。预处理完成后的数字信号输入识别模块，由所述识别模块进行特征提取和用户状态、行为识别，获得用户信息后，输出反应信号给相耦合的所述智能家居设备103的控制装置。所述控制装置根据获得的反应信号，以此来作为是否启动或者调节相应的所述智能家居设备103的依据。例如根据捕获视频信号所展示的内容中，房间内人物的动作变化以及窗外图像的亮度变化，可以输出反应信号控制室内的照明设备和温度调节设备等做出正确的动作。所述中央处理单元会根据其所捕获的视频信号和/或数字图像信号的的不同在识别时做出不同的选择。

本发明实施例中优选的，所述图像采集装置可以是视频摄像机、web摄像机、照相机、摄像头或者红外静态照相机网络。网络可以部署为任何类型的网络，包括有线网络和无线网络以及在办公室、校园、家庭等各种环境中通过各种方式实现的局域网。所述中央处理单元能够通过中央处理器(CPU)和/或协处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、特定用途基础电路(ASIC)以及嵌入式微处理器(ARM)压缩、处理图像，提取图像特征，并根据获得的图像信号，生成反应信号。

本发明实施例中优选的，所述智能中枢设备102还包括存储模块，其适用于预存与用户行为对应的所述智能家居设备的动作策略。所述动作策略可以根据用户行为的不同进行分类。例如，大类可以是“静态状态”和“动态状态”，静态状态下又可以分为“阅读”、“早餐”、“中餐”、“晚餐”、“看电视”等小类，动态状态下又可以分为“接听电话”、“从客厅到卧室”、“接待访客”、“起床”等小类，不同的类别对应相应的智能家居设备执行适当的开启关闭或者调整。所述识别模块可以被编程为读取存储在所述存储模块内的用户先验知识及分类模型。

本发明实施例中优选的，所述存储模块可以是但不局限于随机存取存储器(RAM)和/或闪存，其还可以存储所述预处理模块对所述无人飞行器采集的视频信号和/或数字图像信号进行预处理之后生成的待识别信号和序列图像队列中未压缩处理的图像信号。所述存储模块的大小可以根据需求的功能定制。

本发明实施例中优选的，所述智能中枢设备102还包括中央控制单元，所述中央控制单元能够与智能家居概念下的所有智能设备进行对话，并向所述智能设备提供控制指令，同时也能采集所述智能设备的状态用于向用户展示。所述中央控制单元可采用基于ARMCortex-M内核的32位微处理器。

本发明实施例中优选的，所述中央控制单元还能够与一台或者多台所述无人飞行器101进行双工对话。

在本发明实施例中，所述智能中枢设备102好像是大脑，它管理和控制着一个人的身体的所有动作和表达；而所述无人飞行器101就好像是人的眼睛、耳朵和嘴巴，它负责采集视频、图像和/或语音信息等，并且能够向目标对象即用户进行表达。这整个系统就构成了一个智能的管家，他实时观察服务对象即用户的动作、状态、声音，并为其提供最佳的服务，同时还向其给出各种提示信息。

本发明实施例公开了一种利用无人飞行器实现的智能家居系统，利用无人飞行器跟踪用户，主动采集用户信息，通过室内定位识别与图像识别功能，实时根据用户的行为实施反馈，能够基于用户的位置或位置的变化、动作、姿态、语音等信息，执行相应的智能动作满足用户需求，通过贴身服务的方式，帮助用户主动的管理智能家居设备。

实施例二、一种利用无人飞行器实现的智能家居系统。

图2为本发明实施例2的利用无人飞行器实现的智能家居系统结构示意图，本发明实施例将结合图2进行具体说明。

如图2所示，本发明实施例提供了一种利用无人飞行器实现的智能家居系统200，包括用户201、小微型无人飞行器202、智能中枢设备203、智能设备204，所述小微型无人飞行器202连接所述智能中枢设备203能够双工通信，所述智能中枢设备203连接所述智能设备204能够双工通信，其中，

所述小微型无人飞行器202适用于采集用户信息并发送至所述智能中枢设备203；

所述智能中枢设备203适用于接收所述用户信息并对其进行处理，生成反应信号并发送至所述智能设备204；

所述智能设备204适用于接收所述反应信号，执行相应的操作。

本发明实施例中优选的，所述智能中枢设备203包括安防报警模块2031、信息交换模块2032、室内控制模块2033、多媒体功能模块2034，其中，所述安防报警模块2031进一步可包括楼宇对讲系统、远程报警系统、家庭安全系统，所述信息交换模块2032进一步可包括社区信息共享、交易信息交换、教育信息交换、供需信息交换，所述室内控制模块2033进一步可包括家电控制、门窗控制、照明控制、温度湿度控制，所述多媒体功能模块2034进一步可包括拍照功能、摄像功能、录音功能。

本发明实施例中，所述智能中枢设备203需要根据不同场景，调用不同的智能控制算法对发生的事件进行判断与识别，这一过程包含了大量的图像处理运算，如灰度化、背景建模差分、中值滤波和形态学运算等。

所述安防报警模块2031可以观察家中的基本情况：家中有无人员进出，是否有人在家，对监控中出现的对象进行关注跟踪，其中所述远程报警系统可以包括煤气探测器、火警探测器，煤气探测器探测到煤气泄漏时进行报警，火警探测器探测到火险时进行报警；所述室内控制模块2033辨别各房间照明情况以及电视、计算机等家电的使用情况等。例如，所述室内控制模块2033可以通过调光器根据灯光的情况自动控制灯光的开关和亮度，电源控制器用于在无人的时候切断电源，传感器用于检测温度和湿度，遥控器向各个家电和灯光发送控制指令。所述传感器可以包括温度传感器和湿度传感器。

本发明实施例中优选的，所述室内控制模块2033还可以包括音乐控制、电视机控制、环境控制。例如，所述音乐控制包括音箱、背景音乐主机和音乐播放器。音乐播放器还包括FM/AM播放模块，用户可以通过选择性使用地FM/AM播放模块听取电台或者广播。再例如，电视机控制包括HDMI高清矩阵、电视机和第一电源控制器，电视机可以根据用户的需要设置在客厅、餐厅或主卧中。进一步的，为了加强电视机控制模块的性能，智能家居系统还包括电视机辅助装置和第二电源控制器，HDMI高清矩阵连接电视机辅助装置。电视机辅助装置为AppleTV、高清机顶盒、蓝光播放器、小米盒子或卫星机顶盒的任意一种或两种以上。所述环境控制包括环境探测器、新风系统和中央空调，以净化室内的空气和调节室内的温度。环境探测器包括甲醛传感器、PM2.5传感器、二氧化钛传感器、温度传感器和湿度传感器，新风系统和中央空调根据所获取的信息作出相适应的调整，进一步确保了健康的居住环境。

本发明实施例公开了一种利用无人飞行器实现的智能家居系统，不同于传统的盒子、手机作为家庭智能家居的被动式智能中枢的设计，本发明实施例的智能中枢设备充分结合小微型无人飞行器的灵活主动的特点，通过室内定位识别与图像识别的功能，设计完成了一种贴身服务、智能服务的智能家居系统，通过主动采集用户的信息，完成提前式、主动式的智能服务。

本发明实施例中其它内容参见上述发明实施例中的内容，在此不再赘述。

实施例三、一种利用无人飞行器实现的智能家居系统。

图3为本发明实施例三的利用无人飞行器实现的智能家居系统结构示意图，本发明实施例将结合图3进行具体说明。

如图3所示，本发明实施例提供了一种利用无人飞行器实现的智能家居系统300，包括用户终端301、无人飞行器302、智能中枢设备303、智能家居设备304，所述用户终端301包括可穿戴智能设备或者便携式移动终端，所述用户终端301连接所述无人飞行器302，所述无人飞行器302连接所述智能中枢设备303能够双工通信，所述智能中枢设备303连接所述智能家居设备304能够双工通信，其中，

所述无人飞行器302适用于采集目标信息并发送至所述智能中枢设备302；

所述智能中枢设备303适用于接收所述目标信息并对其进行处理，生成反应信号并发送至所述智能家居设备304；

所述智能家居设备304适用于接收所述反应信号，执行相应的操作。

本发明实施例中，所述用户终端301是命令源及服务目标，用户是被服务的目标，同时也是所述智能家居系统300针对其所管控的所有智能家居设备304产生调控命令的来源；所述无人飞行器302负责信息采集与交换功能，主要采集身份识别、动作识别、语音识别等所需的用户信息，并能够向所述用户进行语音提示或者光学提示，小微型无人飞行器302是完成信息采集与信息交换的关键部件，它灵活、可移动，能够提供针对服务目标即用户的贴身服务；所述智能中枢设备303负责信息计算与处理功能，主要进行身份验证、控制指令产生、控制指令确认、提示信息交换、信息数据备份等，所述智能中枢设备303是直接与所有智能家居设备304的控制模块相连的设备，并且自身具备信息计算、比较、处理等功能，能够高效、低耗的完成对于各种控制指令的处理、信息的传递等；所述智能家居设备304负责指令执行与反馈功能，接收所述智能中枢设备303发送的控制指令并执行，将处理结果和智能家居设备304的状态反馈给所述智能中枢设备303。

本发明实施例中优选的，小微型无人飞行器302能够利用编码识别的方式来识别用户。当然，还可以使用密码输入识别、硬件编码识别、语音识别、图像识别等方式来实现授权用户的身份验证。例如，用户可以通过其随身携带的可穿戴智能设备或者便携式移动终端来作为其身份认证的媒介，所述可穿戴智能设备或者便携式移动终端中预设有代表用户身份的编码，并能够与小微型无人飞行器302上的遥感设备实现通信，通过无线通信的方式，可以方便的实现身份认证。

本发明实施例中优选的，所述可穿戴智能设备或者便携式移动终端还可以是所述小微型无人飞行器302进行定位识别的数据来源和数据基础。

当然，所述小微型无人飞行器302与用户之间的定位识别也可以采用其他技术，例如图像识别技术、超声波识别技术、信标定位技术等，或者也可以综合利用这些识别方式，来提高识别的精确程度。

本发明实施例中优选的，小微型无人飞行器302还可以附带有信息提示功能，所述信息提示功能可以通过机载的扬声设备或者光学显示设备来实现，例如可以采用小型扬声器和LED灯等。

在本发明实施例中，所述小微型无人飞行器302主要完成的是信息采集和信息提示的工作，即主要完成信息的交换，出于最大可能的保证小微型无人飞行器302的飞行能力的角度考虑，虽然所述小微型无人飞行器302上也可以带有一些简单的信息处理功能，但优选的是将信息处理功能尽可能的集成在所述智能中枢设备203的中央处理单元上。

本发明实施例中优选的，所述智能中枢设备303包括中央处理单元、存储模块和中央控制单元。其中，所述中央处理单元能够完成对数据的整理、归纳、比对、处理。在身份验证过程中，所述存储模块中的数据库预存有注册用户的信息，所述中央处理单元将接收到的小微型无人飞行器302采集的用户信息与其数据库内预存的注册用户信息进行比对，甚至还可以加上对用户输入的密码进行校验，完成身份验证过程。

本发明实施例中优选的，所述智能中枢设备303的存储模块中还预存有与用户行为对应的所述智能家居设备304的动作策略，根据其接收到的所述小微型无人飞行器302采集的用户行为，所述中央处理单元将其经由数据过滤、数据拟合、数据比对等过程，转化为系统可识别的控制指令，所述中央控制单元根据所述控制指令形成动作控制命令，根据所述动作控制命令去控制相应的智能家居设备304。

本发明实施例中优选的，所述智能中枢设备203的存储模块还可以具有数据存储功能，它可以将所述智能家居系统300中的关键数据或者衍生数据进行存储，以备需要时调用。

本发明实施例中优选的，所述智能中枢设备203的中央处理单元还包括数据上传功能，它可以根据需要，将有需求的数据上传到云端服务器进行存储，作为备份。

本发明实施例公开了一种利用无人飞行器实现的智能家居系统，不同于传统的盒子、手机作为家庭智能家居的被动式智能中枢的设计，本发明实施例的智能中枢设备充分结合小微型无人飞行器的灵活主动的特点，利用无人飞行器跟踪用户，主动采集用户信息，根据用户的行为实施反馈，能够基于用户的位置或位置的变化、动作、姿态、语音等信息，执行相应的智能动作满足用户需求，设计完成了一种贴身服务、智能服务的智能家居系统。

本发明实施例中其它内容参见上述发明实施例中的内容，在此不再赘述。

实施例四、一种利用无人飞行器实现的智能家居方法。

图4为本发明实施例四的利用无人飞行器实现的智能家居方法流程图，本发明实施例将结合图4进行具体说明。

如图4所示，本发明实施例提供了一种利用无人飞行器实现的智能家居方法，该方法包括以下步骤：

步骤S401：所述无人飞行器采集目标信息；

步骤S402：根据所述目标信息判断用户需求；

步骤S403：根据所述用户需求对智能家居设备进行相应的调整。

本发明实施例中优选的，所述方法还包括收集所述智能家居设备的状态，并反馈给用户的步骤。

本发明实施例中优选的，所述无人飞行器采集目标信息的步骤S401，具体包括以下步骤：

所述无人飞行器处于心跳待机状态；

感应在其监控范围内存在启动服务的对象或者指令，所述无人飞行器开始工作；

进行用户身份识别及验证；

用户身份验证通过后，采用信标定位跟踪的方式，与该用户保持一个适当的相对距离和角度，拍摄该用户的视频信号和/或数字图像信号。

本发明实施例中优选的，所述根据所述目标信息判断用户需求的步骤S402，具体包括以下步骤：

根据所述视频信号和/或数字图像信号判断该用户的当前状态；

该用户处于静态时，识别用户的姿态，采取相应的持续服务模式；

该用户处于动态时，识别用户的动作、行为，采取命令输入模式，实时生成相应的反应信号。

本发明实施例中优选的，所述方法还包括无人飞行器计时步骤，当判断出该用户已经保持某一状态较长时间时，则所述无人飞行器选择与当前位置较近的待机地址降落，继续向该用户提供服务。

本发明实施例公开了一种利用无人飞行器实现的智能家居方法，利用无人飞行器跟踪用户，主动采集用户信息，通过室内定位识别与图像识别功能，实时根据用户的行为实施反馈，能够基于用户的位置或位置的变化、动作、姿态、语音等信息，执行相应的智能动作满足用户需求，通过贴身服务的方式，帮助用户主动的管理智能家居设备。

本发明实施例中其它内容参见上述发明实施例中的内容，在此不再赘述。

实施例五、一种利用无人飞行器实现的智能家居方法。

图5为本发明实施例五的利用无人飞行器实现的智能家居方法流程图，本发明实施例将结合图5进行具体说明。

如图5所示，本发明实施例提供了一种利用无人飞行器实现的智能家居方法，该方法包括以下步骤：

步骤S501：所述无人飞行器处于心跳待机状态；

步骤S502：通过主动扫描方式或者被动唤醒方式，所述无人飞行器开始工作；

步骤S503：验证用户身份是否合法？如果合法，则进入下一步；反之，跳回到步骤S501；

步骤S504：判断用户状态是静态还是动态？如果是静态，则进入步骤S505；反之，跳转到步骤S506；

步骤S505：所述无人飞行器进入持续服务模式；这里的持续服务模式是指，当用户处于静态状态时，用户保持同一状态例如吃饭、看电视、阅报等会有一段相对长的时间，所述无人飞行器在采集到其初始行为后，所述中央处理单元对其初始行为提供对应的反应信号，根据其行为对相应的智能家居设备进行调整后，持续一段时间内保持该同一服务模式即可。

步骤S506：所述无人飞行器进入命令输入模式；这里的命令输入模式是指，当用户处于动态状态时，小微型无人飞行器实时采集用户行为、动作信息，并根据所述用户行为、动作信息提供相应的反应信号，所述智能家居设备根据所述反应信号执行相应的动作策略，因为用户的行为、动作是实时发生变化的，所以反应信号也是实时发生变化的，这样，智能家居设备会不断的接收到新的命令。

步骤S507：获取用户位置；

步骤S508：保持相对位置；

步骤S509：采集用户行为；

步骤S510：识别用户行为；

步骤S511：生成反应信号；

步骤S512：智能家居设备执行相应操作；

步骤S513：反馈处理结果；

步骤S514：判断是否超时？如果超时，则进入下一步；反之，跳回到步骤S507；

步骤S515：确定所述无人飞行器待机地点；

步骤S516：所述无人飞行器降落至待机地点，继续提供服务。

本发明实施例中优选的，所述用户随身携带的用户终端以可穿戴智能设备举例说明，并以其作为身份识别的具体实现方式；所述无人飞行器采用图像识别方式，辨识用户需求，并智能完成智能家居调控任务。

本发明实施例中优选的，所述无人飞行器默认在待机位置处于待机状态，采用心跳工作模式来感应周围环境内是否存在启动服务的指令或者目标对象即服务对象。

本发明实施例中优选的，所述无人飞行器采用主动扫描方式监视其监控范围内是否存在授权用户。具体的，小微型无人飞行器利用其上的遥感设备，在其监控范围内，感应是否存在服务对象，当发现服务对象时，则从所述服务对象所携带的可穿戴智能设备(也可以是手机等其它能够实现双向通信功能的便携式移动终端)上，读取用于进行身份验证的编码信息，并判断是否属于授权用户，如果不是，则回到心跳工作模式，继续扫描；如果是，则可确认进入具体的服务模式。

本发明实施例中优选的，所述无人飞行器还可以采用被动唤醒的工作方式。具体的，用户手持的可穿戴智能设备或者便携式移动终端上具有向所述无人飞行器的遥感设备发出唤醒指令的功能，用户只要通过手持的所述可穿戴智能设备或者便携式移动终端向所述无人飞行器发出指令，并同时将自身身份的识别信息发送过去，则能够直接激活所述无人飞行器，让其准备提供服务。

本发明实施例中优选的，进入具体的服务过程后，所述无人飞行器利用其所携带的图像采集装置(例如，摄像头)，结合用户的可穿戴智能设备或者便携式移动终端所提供的位置参考信息，进行初步的图像识别。当判断用户的可穿戴智能设备或者便携式移动终端所提供的位置参考信息相对在一个范围内保持的比较稳定时，默认该用户处于静态状态；而感应到所述位置参考信息在实时发生较大变化的时候，则默认该用户处于动态状态。

例如，当用户处于静态状态时，比如是用户处于坐、卧姿势观看电视或者阅读；再如，用户在餐桌边吃饭。此时，用户需要的是其所处环境范围内的智能家居设备的针对性调整。比如看电视时，调整电视音量、调整环境光源、调整背景音乐等；再如阅读时，提供阅读灯光、提供背景音乐、调整室内温度和/湿度等；而在餐桌吃饭时，则是打开餐桌灯、打开空气净化器、提供广播新闻等。

再例如，当用户处于动态状态时，比如是用户从一个地理位置向另一个地理位置转移，或者用户通过动作、行为来向智能家居系统反馈信息。此时，用户需要的是智能家居设备能够根据用户的动作、行为提供智能化的有针对性的策略动作。比如，在用户从客厅向卧室移动的时候，需要逐渐调暗客厅灯光，逐渐调亮卧室灯光；再如，在用户做出手持设备如手机接近头部，并且持续产生语音的状态下，判断为用户正在接听电话，此时自动调低电视、音乐的音量，进一步，还可关闭门窗提高室内通话效果。

本发明实施例中优选的，在上述针对静态和/或动态状态的服务过程中，小微型无人飞行器采用信标定位跟踪的方式，始终与用户保持一个适当的相对距离和角度。在静态状态下，持续为其提供服务；在动态状态下，通过所述无人飞行器携带的图像采集装置，采集用户给出的动作、行为信息，并将其发送给中央处理单元，作为中央处理单元判断用户意图的信息基础。

本发明实施例中优选的，在上述针对静态和/或动态状态的服务同时，小微型无人飞行器也通过其携带的计数设备进行计时，当判断出用户已经保持某一状态较长时间时或者在无人飞行器有效针对用户的动态信息进行了调整之后，则选择与当前位置较近的待机地址，降落在待机地址之后，继续向用户提供服务，如此既能降低能量消耗，也能降低小微型无人飞行器本身产生的声光辐射对于环境的干扰。

本发明实施例中优选的，在中央处理单元根据小微型无人飞行器所反馈的用户信息，判断了用户需求，并且根据该需求对其所控制的对应智能家居设备进行了调整之后，该中央处理单元还可以将调整策略和处理结果通过小微型无人飞行器直观的反馈给用户，这种反馈既可以是光学式的也可以是声音式的。

本发明实施例中优选的，小微型无人飞行器还可以利用上述原理，完成与用户的互动，即所述无人飞行器能够主动向用户询问，等待用户给出指示，比如，可以向用户提示信息，等待用户给出确认信息，然后根据用户的确认信息，做出处理。

例如，所述智能家居系统可以预先定义用户的单手上举动作表示同意，而双手平举动作表示反对。这样，当系统检测到有客人拜访，并在门禁呼叫系统处发出进门需求时，用户不再需要到门禁开关处进行沟通和判断，由于小微型无人飞行器在工作状态下，始终保持在用户周围，无论其是处于飞行状态还是处于待机状态下，中央处理单元都可以直接将客人的信息通过小微型无人飞行器的声光设备(扬声设备或者光学显示设备)转发给用户，并且提示用户做出判断，是否允许客人进门，然后小微型无人飞行器感应用户的动作和姿态，根据其是给出单手上举的同意指令还是给出了双手平举的反对指令，就能直接实现针对拜访事件的处理结果。

基于类似的原理，上述经由小微型无人飞行器实现的系统与用户之间的互动，也可以是语音方式的，比如系统预存了用户的一些语音指令，那么用户只需要实时经由小微型无人飞行器的集音设备，就可以将其语音指令传达给系统的中央处理单元，并在中央处理单元完成语音指令的识别，交由所述智能家居设备来执行。

本发明实施例公开了一种利用无人飞行器实现的智能家居方法，能够跟踪用户，确保第一时间响应用户的行为实施反馈；能够基于用户的位置或位置的变化、用户的动作、姿态，执行智能动作，满足用户需求；还能够主动向用户给出询问，等待用户给出指示，并基于用户的声音、手势执行智能动作，满足用户需求；能够将用户信息上传到云端数据库保存；能够通过贴身服务的方式，面向用户管理所有智能设备或者说智能家居设备。

本发明可以带来这些有益的技术效果：本发明实施例公开的利用无人飞行器实现的智能家居系统及方法，利用无人飞行器跟踪用户，主动采集用户信息，通过室内定位识别与图像识别功能，实时根据用户的行为实施反馈，能够基于用户的位置或位置的变化、动作、姿态、语音等信息，执行相应的智能动作满足用户需求，通过贴身服务的方式，帮助用户主动的管理智能家居设备。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种利用无人飞行器实现的智能家居系统，其特征在于：包括无人飞行器、智能中枢设备、智能家居设备，所述无人飞行器连接所述智能中枢设备能够双工通信，所述智能中枢设备连接所述智能家居设备能够双工通信，其中，

所述无人飞行器适用于采集目标信息并发送至所述智能中枢设备；

所述智能中枢设备适用于接收所述目标信息并对其进行处理，生成反应信号并发送至所述智能家居设备；

所述智能家居设备适用于接收所述反应信号，执行相应的操作。

2.根据权利要求1所述的利用无人飞行器实现的智能家居系统，其特征在于：所述目标为所述智能家居系统的用户，所述智能家居系统还包括用户终端，所述用户终端包括可穿戴智能设备或者便携式移动终端。

3.根据权利要求2所述的利用无人飞行器实现的智能家居系统，其特征在于：所述无人飞行器包括图像采集装置，其适用于采集视频信号和/或数字图像信号，所述智能中枢设备包括中央处理单元，其适用于接收和处理所述视频信号和/或数字图像信号，识别用户的状态、行为，并根据用户的状态、行为生成所述反应信号。

4.根据权利要求3所述的利用无人飞行器实现的智能家居系统，其特征在于：所述无人飞行器还包括定位识别装置，其适用于确定所述无人飞行器与用户之间的距离和/或辅助确定所述无人飞行器的飞行航迹，并根据预设距离调整拍摄距离和/或角度。

5.根据权利要求3或4所述的利用无人飞行器实现的智能家居系统，其特征在于：所述智能中枢设备还包括存储模块，其适用于预存与用户行为对应的所述智能家居设备的动作策略。

6.一种利用无人飞行器实现的智能家居方法，该方法包括以下步骤：

所述无人飞行器采集目标信息；

根据所述目标信息判断用户需求；

根据所述用户需求对智能家居设备进行相应的调整。

7.根据权利要求6所述的利用无人飞行器实现的智能家居方法，其特征在于：还包括收集所述智能家居设备的状态，并反馈给用户的步骤。

8.根据权利要求6或7所述的利用无人飞行器实现的智能家居方法，其特征在于：所述无人飞行器采集目标信息的步骤，具体包括以下步骤：

所述无人飞行器处于心跳待机状态；

感应在其监控范围内存在启动服务的对象或者指令，所述无人飞行器开始工作；

进行用户身份识别及验证；

用户身份验证通过后，采用信标定位跟踪的方式，与该用户保持一个适当的相对距离和角度，拍摄该用户的视频信号和/或数字图像信号。

9.根据权利要求8所述的利用无人飞行器实现的智能家居方法，其特征在于：所述根据所述目标信息判断用户需求的步骤，具体包括以下步骤：

根据所述视频信号和/或数字图像信号判断该用户的当前状态；

该用户处于静态时，识别用户的姿态，采取相应的持续服务模式；

该用户处于动态时，识别用户的动作、行为，采取命令输入模式，实时生成相应的反应信号。

10.根据权利要求9所述的利用无人飞行器实现的智能家居方法，其特征在于：还包括无人飞行器计时步骤，当判断出该用户已经保持某一状态较长时间时，则所述无人飞行器选择与当前位置较近的待机地址降落，继续向该用户提供服务。