CN108196455B - 一种智能取物机器人 - Google Patents

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Abstract

一种智能取物机器人，所述机器人包括置物单元、取物手臂、驱动单元、自行走单元、电源模块、控制单元、语音识别单元、语音输出单元、声源定位单元、物品识别单元、存储单元以及机器人壳体；可通过识别语音的方式抓取用户所需求的物品，同时可通过语音对用户指令进行反馈，并可根据物品的使用次数对物品的放置位置进行调整。

Description

一种智能取物机器人
技术领域
本发明涉及一种智能家居系统，具体讲涉及一种智能取物机器人。
背景技术
随着科学技术的飞速发展，智能家居系统已经成为业界热点关注的项目。智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术等将与家居生活有关的设备进行集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。但随着人们越来越高的生活品质需求，现存的机器人在功能上并不能人们日常的需求。
发明内容
一种智能取物机器人，其改进之处在于，所述机器人包括置物单元、取物手臂、驱动单元、自行走单元、电源模块、控制单元、语音识别单元、语音输出单元、声源定位单元、物品识别单元、存储单元以及机器人壳体；
所述置物单元用于容纳用户最常使用的N件物品；
所述取物手臂用于对物品进行抓取；
所述驱动单元用于驱动所述自行走单元在地面上移动；
所述自行走单元用于在行走驱动单元的驱动下带动智能取物机器人移动；
所述电源模块用于对所述机器人充电；
所述控制单元用于控制所述机器人取物；
所述语音识别单元用于接收用户语音指令，对该语音指令进行语音识别后将该语音指令转化为控制指令后保存并返回；
所述语音输出单元用于对用户发出的语音指令进行语音反馈；
所述声源定位单元用于识别发出取物指令的用户位置，并将该用户位置保存并返回；
所述物品识别单元用于在到达物品所在位置后，进行物品的识别，将识别后定位的具体位置保存并返回；
所述存储单元用于存储保存物品信息、位置控制指令中的位置信息、物品识别单元返回的位置信息、置物单元标志和使用频次；
所述控制单元用于在收到取物控制指令FI后，从所述存储单元中查询所述取物控制指令对应的物品的置物单元标志是否为1，如果是，则通过所述语音输出单元反馈，并通过所述取物手臂在所述置物单元内抓取所述物品，根据所述声源定位单元获取用户位置并发送给所述驱动单元，通过所述驱动单元驱动所述自行走单元移动到用户位置处将物品交给用户，然后将物品的使用频次n加1；
如果置物单元标志为0，则从所述存储单元中查询所述取物控制指令对应的物品所保存的具体位置，如果查询到该具体位置，则通过所述语音输出单元反馈，由所述驱动单元驱动自行走单元移动到该具体位置处通过所述取物手臂抓取该物品，再通过所述声源定位单元获取用户位置发送给所述驱动单元，由驱动单元驱动自行走单元移动到用户位置处将物品交给用户并将物品的使用频次n加1；若没有查询到该具体位置，则控制所述语音输出单元反馈并获取位置控制指令，通知所述驱动单元驱动自行走单元移动到用户指示的位置处，由所述物品识别单元进行物品识别并获取具体位置信息，在得到具体位置信息后通过所述取物手臂抓取该物品，通过所述驱动单元驱动自行走单元移动到用户位置处将物品交给用户并将物品object的使用频次n加1。
优选的,所述的一种智能取物机器人，其特征在于，所述置物单元用于容纳用户最常使用的N件物品并判断物品的使用频次；若所述物品的使用频次为n，且n<=N，则通过所述取物手臂将该物品放置在所述置物单元内，且将该物品对应的置物单元标志更新为1，将原使用频次为n＋1的物品通过所述取物手臂放回原位并将其对应的置物单元标志更新为0，同时将物品的置物单元标志保存至所述存储单元。
优选的,所述的一种智能取物机器人，其特征在于，所述控制单元还用于获取该使用频次位于第n＋1位的物品标识，从存储单元中查询被移出置物单元的使用频次位于第n＋1位的物品的具体位置，通知驱动单元驱动自行走单元移动到该具体位置处，通知取物手臂将该物品从置物单元中取出并放回到该具体位置处。
优选的,所述的一种智能取物机器人，其特征在于，所述语音识别单元用于接收用户语音指令，并在识别所述语音指令后将该语音指令转化为取物控制指令FI。
与最接近的现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明提供的智能取物机器人，能够通过和用户的语音交流获取用户需求物品和物品的大致位置，在定位到该用户的准确空间位置后将该物品取回并直接送到用户面前；还可将常用物品直接放置在置物单元中，从而快速准确的将物品抓取给用户；本发明提供的技术方案可以提升人们的生活水平，使人们的生活变得便利。
附图说明
图1 为一种智能取物机器人结构示意图；
其中，1为机器人壳体，2为置物单元，3为取物手臂，4为驱动单元，5为自行走单元，6为电源模块，7为控制单元，8为语音识别单元，9为语音输出单元，10为声源定位单元，11为物品识别单元12为存储单元。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
根据本发明实施方式的一种智能取物机器人，机器人壳体可以为人形构造，如图1所示，包括机器人壳体1、置物单元2、取物手臂3、驱动单元4、自行走单元5、电源模块6、控制单元7、语音识别单元8、语音输出单元9、声源定位单元10、物品识别单元11、存储单元12；
机器人壳体内部安装置物单元、驱动单元、电源模块、控制单元、语音识别单元、语音输出单元、声源定位单元、物品识别单元、存储单元；取物手臂、自行走单元安装在机器人壳体外部；
置物单元用于容纳用户最常使用的N件物品；在用户使用完毕后，判断该物品的使用频次，如果在物品的使用频次位于第n位，且n<=N，则将该物品放置在置物单元空间内，且将该物品对应的置物单元标志更新为1，同时返回该使用频次位于第n＋1位的物品标识并将其对应的置物单元标志更新为0；置物单元用于存放用户最常使用的物品，可以直接以最快的速度提供给用户；N为预设值，该值和置物单元的大小相关；
驱动单元用于驱动自行走单元在地面上有规律地或是随机地移动；自行走单元用于在行走驱动单元的驱动下带动智能取物机器人移动；
电源模块是可再充电的，例如：该电源模块中可以设置可充电的锂电池；
语音识别单元用于接收用户语音指令，对该语音指令进行语音识别后将该语音指令转化为控制指令后保存并返回；对于用户下达的取物指令在识别后将其转化为取物控制指令FI（object）；例如：用户指示“拿抽纸过来”，则在识别后将其转化为取物控制指令FI（抽纸）；对用户下达的位置指令在识别后将其转化为位置控制指令LI（location），例如：用户指示“在桌子上”，则在识别后将其转化为位置控制指令LI（桌子上）；
语音输出单元用于对用户发出的语音指令进行语音反馈；如果机器人知道用户所要取的物品的位置，则反馈“知道了，马上拿过来”；否则机器人反馈“在哪”，并等待用户进一步下达的位置指令；
声源定位单元用于识别发出取物指令的用户位置，并将该用户位置保存并返回；
物品识别单元用于在到达物品所在位置后，进行物品的识别，将识别后定位的具体位置保存并返回；由于用户下达的位置往往是比较模糊的位置，机器人在到达该位置后还是不能进行精准的抓取，因此进一步具体的定位该物品在室内的精确空间位置以便于抓取；
取物手臂用于对物品进行抓取，该取物手臂可以是机械臂的形式；还用于在用户使用完物品后将物品放回到取物的位置；
存储单元用于关联的保存物品信息、位置控制指令中的位置信息、物品识别单元返回的具体位置信息、置物单元标志、使用频次；例如：针对会话“拿抽纸过来”、“在哪”、“在桌子上”，保存（抽纸，桌子上、房间A（0.3m，0，55m，0.6m）、1、5）；置物单元标志为1表示该物品被放置在置物单元内，为0则表示没有被放置在置物单元内；对应于同一物品，如果其位置信息在新的会话中被更新，则相应的更新对应的位置信息；
控制单元用于在收到取物控制指令FI（object）后，从存储单元中查询该取物控制指令针对的物品object的置物单元标志是否为1，如果是，则表示其使用频次位于前N位，通知语音输出单元反馈“知道了，马上拿过来”，通知取物手臂直接在置物单元内抓取该物品object，从声源定位单元获取用户位置并发送给驱动单元，通知驱动单元驱动自行走单元移动到用户位置处将物品交给用户，然后将物品object的使用频次n加1；如果置物单元标志为0，则从存储单元中查询该取物控制指令针对的物品object所保存的具体位置，如果查询到该具体位置，则通知语音输出单元反馈“知道了，马上拿过来”，通知驱动单元驱动自行走单元移动到该具体位置处，通知取物手臂抓取该物品，从声源定位单元获取用户位置并发送给驱动单元，通知驱动单元驱动自行走单元移动到用户位置处将物品交给用户，然后将物品object的使用频次n加1；如果没有查询到该具体位置，则通知语音输出单元反馈“在哪”，并获取位置控制指令，通知驱动单元驱动自行走单元移动到用户指示的位置处，通知物品识别单元进行物品识别并获取具体位置信息，在得到具体位置信息后，通知取物手臂抓取该物品，通知驱动单元驱动自行走单元移动到用户位置处将物品交给用户，然后将物品object的使用频次n加1；
还用于获取该使用频次位于第n＋1位的物品标识，从存储单元中查询该被移出置物单元的使用频次位于第n＋1位的物品的具体位置，通知驱动单元驱动自行走单元移动到该具体位置处，通知取物手臂将该物品从置物单元中取出并放回到该具体位置处；
优选的：该智能取物机器人还包括预取单元，用于在用户达到特定位置后，提前将和该特定位置对应的物品取来；该特定位置及其对应的物品之间存在关联关系，该关联关系可以由用户设置也可以由系统通过学习来确定。该特定位置和该特定位置对应的物品之间的可以加上时间条件，也就是说，仅仅是在特定时间范围内用户到达制定位置才将对应的物品取来；通过预取，进一步的提高了用户体验，在午饭时间，根据对应关系，提前将对应物品，例如：餐巾纸给用户取来。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (4)

1.一种智能取物机器人，其特征在于，所述机器人包括置物单元、取物手臂、驱动单元、自行走单元、电源模块、控制单元、语音识别单元、语音输出单元、声源定位单元、物品识别单元、存储单元以及机器人壳体；
所述置物单元用于容纳用户最常使用的N件物品；
所述取物手臂用于对物品进行抓取；
所述驱动单元用于驱动所述自行走单元在地面上移动；
所述自行走单元用于在行走驱动单元的驱动下带动智能取物机器人移动；
所述电源模块用于对所述机器人充电；
所述控制单元用于控制所述机器人取物；
所述语音识别单元用于接收用户语音指令，对该语音指令进行语音识别后将该语音指令转化为控制指令后保存并返回；
所述语音输出单元用于对用户发出的语音指令进行语音反馈；
所述声源定位单元用于识别发出取物指令的用户位置，并将该用户位置保存并返回；
所述物品识别单元用于在到达物品所在位置后，进行物品的识别，将识别后定位的具体位置保存并返回；
所述存储单元用于存储保存物品信息、位置控制指令中的位置信息、物品识别单元返回的位置信息、置物单元标志和使用频次；
所述控制单元用于在收到取物控制指令FI后，从所述存储单元中查询所述取物控制指令对应的物品的置物单元标志是否为1，如果是，则通过所述语音输出单元反馈，并通过所述取物手臂在所述置物单元内抓取所述物品，根据所述声源定位单元获取用户位置并发送给所述驱动单元，通过所述驱动单元驱动所述自行走单元移动到用户位置处将物品交给用户，然后将物品的使用频次n加1；
如果置物单元标志为0，则从所述存储单元中查询所述取物控制指令对应的物品所保存的具体位置，如果查询到该具体位置，则通过所述语音输出单元反馈，由所述驱动单元驱动自行走单元移动到该具体位置处通过所述取物手臂抓取该物品，再通过所述声源定位单元获取用户位置发送给所述驱动单元，由驱动单元驱动自行走单元移动到用户位置处将物品交给用户并将物品的使用频次n加1；若没有查询到该具体位置，则控制所述语音输出单元反馈并获取位置控制指令，通知所述驱动单元驱动自行走单元移动到用户指示的位置处，由所述物品识别单元进行物品识别并获取具体位置信息，在得到具体位置信息后通过所述取物手臂抓取该物品，通过所述驱动单元驱动自行走单元移动到用户位置处将物品交给用户并将物品object的使用频次n加1。
2.如权利要求1所述的一种智能取物机器人，其特征在于，所述置物单元用于容纳用户最常使用的N件物品并判断物品的使用频次；若所述物品的使用频次为n，且n<=N，则通过所述取物手臂将该物品放置在所述置物单元内，且将该物品对应的置物单元标志更新为1，将原使用频次为n＋1的物品通过所述取物手臂放回原位并将其对应的置物单元标志更新为0，同时将物品的置物单元标志保存至所述存储单元。
3.如权利要求1所述的一种智能取物机器人，其特征在于，所述控制单元还用于获取该使用频次位于第n＋1位的物品标识，从存储单元中查询被移出置物单元的使用频次位于第n＋1位的物品的具体位置，通知驱动单元驱动自行走单元移动到该具体位置处，通知取物手臂将该物品从置物单元中取出并放回到该具体位置处。
4.如权利要求1所述的一种智能取物机器人，其特征在于，所述语音识别单元用于接收用户语音指令，并在识别所述语音指令后将该语音指令转化为取物控制指令FI。
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