CN106227092A - 智能老人服务机器人 - Google Patents

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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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Abstract

本发明公开了一种智能老人服务机器人。本发明采用CPLD可编程器件以及相关传感器制作的智能老人服务机器人能实时跟随老人，同时灵活的自动调整与老人之间的距离，保证一直处于安全范围内。当老人出现意外事故摔倒时，智能老人服务机器人检测到老人的摔倒状态通过通信模块发送到老人子女的相应客户端上，实时性强，可信度高。同时实时监测老人周围环境信息，将环境信息以及老人测量的心率信息通过通信模块发送到老人子女的相应客户端上。具有良好的可维护性和扩展性，较好的经济性，制造方便，加工成本低。

Description

智能老人服务机器人
技术领域
本发明涉及电子控制领域技术领域，尤其涉及一种智能老人服务机器人。
背景技术
现代社会正处于不可避免的老龄化阶段。繁忙的工作与地理因素导致老人的子女难以时常在老人身边照顾老人，独身老人单独在家发生意外事故很晚被发现的事件时有发生，因此设计一款帮助子女实时了解老人身体状况以及周围环境信息，对老年人居家独立生活提供了技术支撑的智能老人服务机器人就显得非常重要了。
发明内容
本发明的目的是：设计一款智能老人服务机器人，采用视频模块采集当前图像信息并利用图像信息对老人进行识别、跟踪以及摔倒检测，实时有效。
为了达到上述目的，本发明提供的一种智能老人服务机器人由控制部分以及传感器部分组成，控制部分包括用CPLD制作的微控制器、整体电源开关电路、通信模块、车轮驱动模块；微控制器由事件监控器、机器人运动控制模块、以及第一定时器、第二定时器、第三定时器，第一定时器，第一定时器用于控制与视频模块的通信，第二定时器用于与通信模块的通信，第三定时器用于控制与传感器的通信。整体电源开关电路通过杜邦线与微控制器的电源引脚相连，通信模块的输入、输出引脚通过信号线与微控制器的通用输出输入引脚相连，电源引脚VCC与微控制器上的3.3V引脚相连，地线引脚GND与微控制器上的GND引脚相连。
传感器部分包括借助云台安装在机器人车体前方，为机器人的头的视频模块，其中云台由两个舵机组成，可灵活控制视频模块上下左右转动。视频模块将采集所标记的标签的长度，宽度信息以及在整体画面中的坐标信息发送给微控制器，微控制器处理标签信息，通过调节云台舵机保证标签处于图像中央位置，标签偏移时利用两轮固定的差速进行转弯；同时在标签面积在规定范围内，通过计算出机器人运动速度，其中S1为初始设定标签面积，S2为当前标签面积，k1为设定安全距离，Δt为单位时间，再通过控制车轮驱动模块控制机器人的运动。
当标签大小突然并在3秒内一直小于标准大小的一半，同时长度小于标准长度则判断为老人摔倒，并通过通信模块发送摔倒信息。
本发明的另一个目的是：同时能检测包括空气温度、湿度、烟雾浓度在内的周围环境信息，实时显示环境的舒适度；能提供心率检测功能，操作简单方便。
为了达到上述目的，本发明提供的一种智能老人服务机器人的传感器部分进一步包括：烟雾传感器、心率传感器以及温湿度传感器，烟雾传感器、心率传感器以及温湿度传感器均通过信号线与微控制器的通用输出输入引脚相连。
有益效果：采用CPLD可编程器件以及相关传感器制作的智能老人服务机器人能实时跟随老人，同时灵活的自动调整与老人之间的距离，保证一直处于安全范围内。当老人出现意外事故摔倒时，智能老人服务机器人检测到老人的摔倒状态通过通信模块发送到老人子女的相应客户端上，实时性强，可信度高。同时实时监测老人周围环境信息，将环境信息以及老人测量的心率信息通过通信模块发送到老人子女的相应客户端上。具有良好的可维护性和扩展性，较好的经济性，制造方便，加工成本低。
附图说明
图1为本发明实施例提供的智能老人服务机器人的控制系统结构示意图。
图2为本发明实施例提供的智能老人服务机器人的微控制器的程序状态机。
附图标识：1.微控制器，101.事件监控器，102.机器人运动控制模块，103A.第一定时器，103B.第二定时器，103C.第三定时器，2A.整体电源开关电路，3.通信模块，4.车轮驱动模块，5.视频模块，6.烟雾传感器，7.心率传感器，8.温湿度传感器。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
请参照图1，智能老人服务机器人由控制部分以及传感器部分组成，控制部分包括用CPLD制作的微控制器1,、整体电源开关电路2A、通信模块3、车轮驱动模块4；微控制器1由事件监控器101、机器人运动控制模块102、以及第一定时器103A、第二定时器103B、第三定时器103C，第一定时器103A用于控制与视频模块的通信，第二定时器103B用于与通信模块的通信，第三定时器103C用于控制与传感器的通信；；整体电源开关电路2A通过杜邦线与微控制器1的电源引脚相连，通信模块3的输入、输出引脚通过信号线与微控制器1的通用输出输入引脚相连，电源引脚VCC与微控制器1上的3.3V引脚相连，地线引脚GND与微控制器1上的GND引脚相连。
传感器部分包括借助云台安装在机器人车体前方，为机器人的头的视频模块5，其中云台由两个舵机组成，可灵活控制视频模块上下左右转动。烟雾传感器6、心率传感器7以及温湿度传感器8，视频模块、烟雾传感器6、心率传感器7以及温湿度传感器8均通过信号线与微控制器1的通用输出输入引脚相连。视频模块5将采集所标记的标签的长度，宽度信息以及在整体画面中的坐标信息发送给微控制器1，微控制器1处理标签信息，通过调节保证标签处于图像中央位置，标签偏移时利用两轮固定的差速进行转弯；同时在标签面积在规定范围内，通过计算出机器人运动速度，其中S1为初始设定标签面积，S2为当前标签面积，k1为设定安全距离，Δt为单位时间，再通过控制车轮驱动模块4控制机器人的运动。
当标签大小突然并在3秒内一直小于标准大小的一半，同时长度小于标准长度则判断为老人摔倒，并通过通信模块3发送摔倒信息。
请参照图2，智能老人服务机器人的初始状态为无识别标记状态，只有传感器部分——烟雾传感器6，心率传感器7，温湿度传感器8，正常工作，视频模块5正常工作但因未标记标签，无标签数据传回，机器人不会运动。利用视频模块5让机器人识别一个标签，长按视频模块上的按钮，视频模块指示灯常亮随后换颜色，机器人进入设定标签状态，松开按钮，讲标签放在视频模块前，观察指示灯，确认颜色无误后再按下按钮，指示灯闪烁，机器人记住了这个标签。标签设定完成后机器人自动进入跟随状态。
本发明适应性强，一旦设定标签即可适应不同场地的跟随以及监护工作，保障老人的安全。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (2)

1.一种智能老人服务机器人，其特征在于，智能老人服务机器人由控制部分以及传感器部分组成，控制部分包括用CPLD制作的微控制器(1)、整体电源开关电路(2A)、通信模块(3)、车轮驱动模块(4)；微控制器(1)由事件监控器(101)、机器人运动控制模块(102)、以及第一定时器(103A)、第二定时器(103B)、第三定时器(103C)，第一定时器(103A)用于控制与视频模块(5)的通信，第二定时器(103B)用于与通信模块的通信，第三定时器(103C)用于控制与传感器的通信；整体电源开关电路(2)通过杜邦线与微控制器(1)的电源引脚相连，通信模块(3)的输入、输出引脚通过信号线与微控制器(1)的通用输出输入引脚相连，电源引脚VCC与微控制器(1)上的3.3V引脚相连，地线引脚GND与微控制器(1)上的GND引脚相连；
传感器部分包括借助云台安装在机器人车体前方，为机器人的头的视频模块(5)，其中云台由两个舵机组成，可灵活控制视频模块(5)上下左右转动；视频模块(5)将采集所标记的标签的长度，宽度信息以及在整体画面中的坐标信息发送给微控制器(1)，微控制器(1)处理标签信息，通过调节云台舵机保证标签处于图像中央位置，标签偏移时利用两轮固定的差速进行转弯；同时在标签面积在规定范围内，通过计算出机器人运动速度，其中S1为初始设定标签面积，S2为当前标签面积，k1为设定安全距离，Δt为单位时间，再通过控制车轮驱动模块(4)控制机器人的运动；
当标签大小突然并在3秒内一直小于标准大小的一半，同时长度小于标准长度则判断为老人摔倒，并通过通信模块(3)发送摔倒信息。
2.根据权利要求1所述的智能老人服务机器人，其特征在于，所述传感器部分进一步包括：烟雾传感器(6)、心率传感器(7)以及温湿度传感器(8)，烟雾传感器(6)、心率传感器(7)以及温湿度传感器(8)均通过信号线与微控制器(1)的通用输出输入引脚相连。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106507063A (zh) * 2017-01-10 2017-03-15 广东康宁信息服务有限公司 一种家居老人视频监控系统
CN107160392A (zh) * 2017-05-26 2017-09-15 深圳市天益智网科技有限公司 基于视觉定位和跟随的方法、装置及终端设备和机器人
CN108015769A (zh) * 2017-12-06 2018-05-11 子歌教育机器人（深圳）有限公司 智能机器人的运动控制系统及智能机器人
CN108714900A (zh) * 2018-05-04 2018-10-30 安徽三弟电子科技有限责任公司 一种基于天气监测的老人看护机器人控制系统
CN108836286A (zh) * 2018-05-03 2018-11-20 中山大学南方学院 一种老人智能监护系统

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5386107A (en) * 1991-12-23 1995-01-31 Symbol Technologies, Inc. Scanning arrangement and method in which the focus is varied in operative correlation with the scanning angle
CN2715931Y (zh) * 2004-07-13 2005-08-10 中国科学院自动化研究所 一种实现基于物体表面颜色的快速跟踪方法的装置
WO2012103092A2 (en) * 2011-01-24 2012-08-02 Datalogic ADC, Inc. Exception detection and handling in automated optical code reading systems
CN102722721A (zh) * 2012-05-25 2012-10-10 山东大学 一种基于机器视觉的人体跌倒检测方法
CN103417219A (zh) * 2013-09-11 2013-12-04 重庆大学 穿戴式人体跌倒检测装置
CN103473578A (zh) * 2013-09-13 2013-12-25 苏州大学 一种基于rfid技术的摔倒告警系统及方法
US20150005910A1 (en) * 2013-07-01 2015-01-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Motion information processing apparatus and method
CN104260092A (zh) * 2014-07-08 2015-01-07 大连理工大学 一种自动跟踪机器人控制装置及自动跟踪机器人
CN105069421A (zh) * 2015-07-29 2015-11-18 杭州晨安视讯数字技术有限公司 一种基于图像的人体站立行为自动检测方法和装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5386107A (en) * 1991-12-23 1995-01-31 Symbol Technologies, Inc. Scanning arrangement and method in which the focus is varied in operative correlation with the scanning angle
CN2715931Y (zh) * 2004-07-13 2005-08-10 中国科学院自动化研究所 一种实现基于物体表面颜色的快速跟踪方法的装置
WO2012103092A2 (en) * 2011-01-24 2012-08-02 Datalogic ADC, Inc. Exception detection and handling in automated optical code reading systems
CN102722721A (zh) * 2012-05-25 2012-10-10 山东大学 一种基于机器视觉的人体跌倒检测方法
US20150005910A1 (en) * 2013-07-01 2015-01-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Motion information processing apparatus and method
CN103417219A (zh) * 2013-09-11 2013-12-04 重庆大学 穿戴式人体跌倒检测装置
CN103473578A (zh) * 2013-09-13 2013-12-25 苏州大学 一种基于rfid技术的摔倒告警系统及方法
CN104260092A (zh) * 2014-07-08 2015-01-07 大连理工大学 一种自动跟踪机器人控制装置及自动跟踪机器人
CN105069421A (zh) * 2015-07-29 2015-11-18 杭州晨安视讯数字技术有限公司 一种基于图像的人体站立行为自动检测方法和装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106507063A (zh) * 2017-01-10 2017-03-15 广东康宁信息服务有限公司 一种家居老人视频监控系统
CN107160392A (zh) * 2017-05-26 2017-09-15 深圳市天益智网科技有限公司 基于视觉定位和跟随的方法、装置及终端设备和机器人
CN108015769A (zh) * 2017-12-06 2018-05-11 子歌教育机器人（深圳）有限公司 智能机器人的运动控制系统及智能机器人
CN108836286A (zh) * 2018-05-03 2018-11-20 中山大学南方学院 一种老人智能监护系统
CN108714900A (zh) * 2018-05-04 2018-10-30 安徽三弟电子科技有限责任公司 一种基于天气监测的老人看护机器人控制系统

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