CN109803013B - 一种基于人工智能的弱交互系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于人工智能的单向弱交互系统，包括：识别模块，用于对周围的环境信号进行实时接收与识别，所述环境信号包括图像信号、声音信号或温湿度信号中的一个或多个；信号转化模块，用于将不同类型的环境信号分别转化为布尔信息或颜色信息后发送到网络服务器，以及将接收到的网络服务器的布尔信息或颜色信息发送给反馈模块；反馈模块，用于接收信号转化模块发送的布尔信息或颜色信息，并根据预设的弱交互匹配关系作出对应反馈响应。利用本发明，可以打破原来交流只能直接对话的不便，以弱交互的形式增加分布式家庭的成员彼此之间的感知，而不需要耗费精力对每个信息进行回答。

Description

一种基于人工智能的弱交互系统及其控制方法

技术领域

本发明属于人工智能领域，尤其是涉及一种基于人工智能的弱交互系统及其控制方法。

背景技术

由于工作、学习等原因，有些家庭的家人长期居住于不同地方、平日很少相见，彼此之间的沟通很少，想沟通却不能沟通成为了这些“分布式家庭”的常态。

在中国，从以前“四世同堂”的时代突然向现代化的过程中转变，越来越多的子女选择去大城市里生活，而父母在留在老家生活，造成越来越多的“分布式家庭”出现。这种由地域带来的沟通上的心理障碍变得更为明显。

电话沟通是智能手机还未普及之前分布式家庭交流的主要通道。电话沟通的方式还是强制性的，是一种强社交。在一方拨通电话的时候，另一方只能选择接听或者拒绝。在不方便的时候，接听需要花费很大的精力。但拒绝又会给对方产生不好的印象。

微信和QQ等沟通工具在互联网时代对老旧的沟通方式进行了更新。它不具备电话那样高的即时性沟通要求，即使晚一点回复也不会产生较大的负面效果。但是，由于其相互沟通的特点，双方能够传达很多的信息。而在沟通的时候，分居两地的家庭成员之间更多的是在询问近况。面对有些难以回答的问题，双方都会感到忧虑。

随着人工智能技术的快速发展，智能设备(例如智能音箱、智能手机等)已经进入千家万户。用户可以通过智能设备更加方便快捷的获取各种信息以及与人进行交流，然而至今为止却并没有一款适用于分布式家庭进行沟通的产品出现。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于人工智能的单向弱交互系统，利用该系统，打破原来交流只能直接对话的不便，以弱交互的形式增加分布式家庭的成员彼此之间的感知。

本发明的另一个目的在于提供一种基于人工智能的弱交互系统控制方法。

为了达到上述目的，本发明第一方面公开了一种基于人工智能的单向弱交互系统，包括：

识别模块，用于对周围的环境信号进行实时接收与识别，所述环境信号包括图像信号、声音信号或温湿度信号中的一个或多个；

信号转化模块，用于将不同类型的环境信号分别转化为布尔信息或颜色信息后发送到网络服务器，以及将接收到的网络服务器的布尔信息或颜色信息发送给反馈模块；

反馈模块，用于接收信号转化模块发送的布尔信息或颜色信息，并根据预设的弱交互匹配关系作出对应反馈响应。

本发明的系统可以安装在分布式家庭的不同家庭成员的住所，识别模块识别出一方家庭成员的信息和动态之后传送给另一方家庭的反馈模块，以一种不同的形式展现出来。家庭成员能在自己的家中感受到对方的存在，在一方对另一方传达简单的信息时，另一方接受到的内容是对于整个事件模糊的认知。

所述信号转化模块通过网络服务器将一个识别模块的信息同时发送给至少一个其它弱交互系统的反馈模块，或者将至少一个识别模块的信息发送给其它一个弱交互系统的反馈模块。

所述识别模块包括摄像头模块、人体检测模块、颜色识别模块、麦克风模块或者温湿度模块中的一个或多个。

所述信号转化模块中设有Movidius神经计算棒，通过结合内置的人脸识别系统，用于快速分析识别模块中摄像头模块接收的人脸信号是否与预设的人脸信息匹配。

信号转化模块主要通过数学建模量化各个信号指标，然后计算各个识别模块发送的复杂信号的阈值和相关权重，最后得出相关的简单布尔信号或颜色信号。

具体来说，所述信号转化模块用于判断识别模块接收与识别的环境信号是否符合设定的要求，如果符合，则进行信号转化，如果不符合，则不进行信号转化。

当识别模块为摄像头模块时，摄像头模块接收和识别人脸信号，所述信号转化模块将人脸信号与预设的人脸信息进行对比，如果匹配，则进行信号转化，否则，不进行信号转化；

当识别模块为人体检测模块时，人体检测模块接收和识别人体信号，所述信号转化模块在人体检测模块检测到存在人体时，进行信号转化；

当识别模块为颜色识别模块时，颜色识别模块产生的颜色信息与设置的颜色范围进行对比，如果匹配，根据设置，信号转化模块将信息转化为布尔信息或者保留颜色信息。

当识别模块为麦克风模块时，麦克风模块接收和识别环境中的声音信号，所述信号转化模块将声音信号与设定的声音阈值进行对比，如果达到阈值，则进行信号转化，否则，不进行信号转化；

当识别模块为温湿度模块时，温湿度模块接收和识别环境中的温湿度信号，所述信号转化模块将温湿度信号与设定的温湿度阈值进行对比，如果超出阈值范围，则进行信号转化，否则，不进行信号转化。

所述信号转化模块还用于：

判断反馈模块是否存在对应于布尔信息或颜色信息的反馈，如果有，则将布尔信息或颜色信息发送给反馈模块，如果没有，则不发送。

所述反馈模块包括发光模块、声音模块、震动模块或者旋转模块中的一个或多个，所述反馈模块根据与识别模块之间预设的匹配关系做出对应的反馈。

所述识别模块、信号转化模块和反馈模块之间通过Wifi或者Zigbee通信技术进行信息传输。

本发明另一方面公开了一种基于人工智能的弱交互系统控制方法，包括以下步骤：

(1)设定不同弱交互系统之间识别模块与反馈模块的匹配关系；

(2)用识别模块实时接收环境信号，所述环境信号包括图像信号、声音信号或者温湿度信号中的一个或多个；

(3)将接收的环境信号输入信号转化模块，并判断是否符合设定要求，如果符合，则将该环境信号转化为布尔信号或颜色信号，如果不符合，这不进行转化；

(4)将转化后的布尔信号或颜色信号发送给其它匹配的弱交互系统的信号转化模块，判断反馈模块是否存在对应该信号的反馈，如果有，则反馈模块作出对应反馈，如果没有，则不作出反馈。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明采用的弱交互的形式，通过信号转化模块将识别模块识别出一方家庭成员的信息和动态传送给另一方家庭的反馈模块，以一种不同的形式展现出来，给分布式家庭的沟通创造一种新的方法，不需要耗费精力对每个信息进行回答，使分布式家庭的成员在专注于自己城市的生活时能够更好的维持家庭关系，也从另外一个角度增进家庭成员之间的了解与信任。

2、本发明的弱交互系统，沟通是单向的，一方家庭的识别模块识别信息和动态后传送给另一方家庭的反馈模块，不需要花费很大的精力在于沟通和对话，可以缓解家庭的强交互负担和弥补家庭关系弱交互方面的空白。

3、本发明同时配备若干个识别模块和反馈模块，用户可以自己决定识别模块在家中的摆放位置、检测内容，并能自己设定与之对应的反馈模块。

附图说明

图1为本发明实施例中单向弱交互系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中单向弱交互系统的一种信息传达流程图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

如图1所示，一种基于人工智能的单向弱交互系统，本实施例中，分别在父母和子女家安装单向弱交互系统。每套弱交互系统均包含识别模块、反馈模块和信号转化模块。

信号转化模块安装在底座上，与云服务器通过Wifi连接，与识别模块以及反馈模块通过Wifi或者Zigbee通信技术进行连接。一方家庭的识别模块通过底座的信号转化模块以及云服务器与另一方家庭的信号转化模块和反馈模块建立联系。

信号转化模块内部由Raspberry Pi、Movidius神经计算棒和电池组成。识别模块和反馈模块中包含NodeMCU开发板、电池、开关以及各不相同的传感器，各个模块可以放置在底座上，也可以根据需要安装在家庭的各个位置。其中，识别模块分别为摄像头模块(摄像头)、人体检测模块(人体动态红外传感器)、颜色识别模块(颜色传感器)、麦克风模块(麦克风)、温湿度模块(温湿度传感器)；反馈模块分别为发光模块(LED灯)、声音模块(MP3Player以及SD卡模块)、震动模块(震动电机)、旋转模块(360°舵机)。

如图2所示，一方的行为被识别模块识别，通过底座的信号转化模块判断是否符合设定的要求，具体如下：

当识别模块为摄像头模块时，摄像头模块接收和识别人脸信号，信号转化模块将人脸信号与预设的人脸信息进行对比，如果匹配，则进行信号转化，否则，不进行信号转化；

当识别模块为人体检测模块时，人体检测模块接收和识别人体信号，信号转化模块在人体检测模块检测到存在人体时，进行信号转化；

当识别模块为颜色识别模块时，颜色识别模块产生的颜色信息与设置的颜色范围进行对比，如果匹配，根据设置，信号转化模块将信息转化为布尔信息或者保留颜色信息。

当识别模块为麦克风模块时，麦克风模块接收和识别环境中的声音信号，信号转化模块将声音信号与设定的声音阈值进行对比，如果达到阈值，则进行信号转化，否则，不进行信号转化；

当识别模块为温湿度模块时，温湿度模块接收和识别环境中的温湿度信号，信号转化模块将温湿度信号与设定的温湿度阈值进行对比，如果超出阈值范围，则进行信号转化，否则，不进行信号转化。

信号转化模块将识别模块的信号转化为布尔信息或颜色信息后通过云服务器将信号传达给另一方的底座。另一方的底座再判断这个信号是否有对应的反馈，如果有就通过相应的反馈模块让这一方的用户感知。

识别模块将用户具体的行为进行模糊的转化，变成一个简单的信号。反馈模块再将处理后的信号通过另一种不同于原先用户行为的方式进行反馈。这中间将行为进行了转换，达到了“弱交互”的目的。

底座上还可以设置智能音箱，作为次要的信息传达方式，在一方使用智能音箱的时候，智能音箱与本身的音箱服务器进行连接用作语音识别。然后通过底座可以将“正在使用智能音箱”的信号传送到云服务器。然后再传送给另一方的底座，处理“正在使用智能音箱”的信号，进行事先设定好的反馈。智能音箱是可以放置在底座上的，底座可以和智能音箱连接，然后使用智能音箱的时候再发出信号到服务器。

另一方还可以询问智能音箱有关对方天气的信息。识别模块和另一方的智能音箱也可以进行一定意义上的联系，识别模块、反馈模块和智能音箱这三个接受信息和表达信息的物体可以进行自由的组合。

以下为本发明基于人工智能的单向弱交互系统的一种自定义使用方式，具体包括以下步骤：

S101：父母早上卖菜回家的时候经过家门口，会被识别模块所感应。

父母家门口安装有人体检测模块，为识别模块的一种。每当有人经过时，识别模块将检测到的信号传递给主体底座的信号转化模块，信号转化模块判断符合设定，并发送“是”的信号。

这个技术过程将原来的复杂信息略去，保留了有人经过这个模糊的信息。

S102：子女的主体底座收到父母端发送的信息，传送给反馈模块。

子女的床头安装有旋转模块，为反馈模块的一种。根据程序可以自由对旋转或逆向旋转以及时间做出设定。旋转模块上安装了自定义的风车，能够更好的展现旋转这个动作。

当设定完成之后，接受到主体的运行命令时，旋转模块便开始旋转。子女便知道了父母家门口有人经过。

上述实施例通过将父母买菜回家这个具体的过程进行了信息删减，传达给子女父母家门口有人经过这个简单的信息。由于不知道具体事件，谁出门或者谁进门，这种弱交互的形式下子女便不需要耗费精力对这个信息进行回答。同时，本发明实施例又让子女感受到了父母的行为，能够让子女了解父母家里的情况。

以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于人工智能的单向弱交互系统，其特征在于，包括：

识别模块，用于对周围的环境信号进行实时接收与识别，所述环境信号包括图像信号、声音信号或温湿度信号中的一个或多个；

信号转化模块，用于将不同类型的环境信号分别转化为布尔信息或颜色信息后发送到网络服务器，以及将接收到的网络服务器的布尔信息或颜色信息发送给反馈模块；

反馈模块，用于接收信号转化模块发送的布尔信息或颜色信息，并根据预设的弱交互匹配关系作出对应反馈响应；所述反馈模块包括发光模块、声音模块、震动模块或者旋转模块中的一个或多个，所述反馈模块根据与识别模块之间预设的匹配关系做出对应的反馈；

该单向弱交互系统的控制方法如下：

(1)设定不同弱交互系统之间识别模块与反馈模块的匹配关系；

(2)用识别模块实时接收环境信号，所述环境信号包括图像信号、声音信号或者温湿度信号中的一个或多个；

(3)将接收的环境信号输入信号转化模块，并判断是否符合设定要求，如果符合，则将该环境信号转化为布尔信号或颜色信号，如果不符合，这不进行转化；

(4)将转化后的布尔信号或颜色信号发送给其它匹配的弱交互系统的信号转化模块，判断反馈模块是否存在对应该信号的反馈，如果有，则反馈模块作出对应反馈，如果没有，则不作出反馈。

2.根据权利要求1所述的基于人工智能的弱交互系统，其特征在于，所述信号转化模块通过网络服务器将一个识别模块的信息同时发送给至少一个其它弱交互系统的反馈模块，或者将至少一个识别模块的信息发送给其它一个弱交互系统的反馈模块。

3.根据权利要求1所述的基于人工智能的弱交互系统，其特征在于，所述识别模块包括摄像头模块、人体检测模块、颜色识别模块、麦克风模块或者温湿度模块中的一个或多个。

4.根据权利要求3所述的基于人工智能的弱交互系统，其特征在于，所述信号转化模块中设有Movidius神经计算棒，通过结合内置的人脸识别系统，用于快速分析识别模块中摄像头模块接收的人脸信号是否与预设的人脸信息匹配。

5.根据权利要求1所述的基于人工智能的弱交互系统，其特征在于，所述信号转化模块还用于：

判断识别模块接收与识别的环境信号是否符合设定的要求，如果符合，则进行信号转化，如果不符合，则不进行信号转化。

6.根据权利要求5所述的基于人工智能的弱交互系统，其特征在于，当识别模块为摄像头模块时，摄像头模块接收和识别人脸信号，所述信号转化模块将人脸信号与预设的人脸信息进行对比，如果匹配，则进行信号转化，否则，不进行信号转化；

当识别模块为人体检测模块时，人体检测模块接收和识别人体信号，所述信号转化模块在人体检测模块检测到存在人体时，进行信号转化；

当识别模块为颜色识别模块时，颜色识别模块将产生的颜色信息与设置的颜色范围进行对比，如果匹配，则将信息转化为布尔信息或者保留颜色信息；

当识别模块为麦克风模块时，麦克风模块接收和识别环境中的声音信号，所述信号转化模块将声音信号与设定的声音阈值进行对比，如果达到阈值，则进行信号转化，否则，不进行信号转化；

当识别模块为温湿度模块时，温湿度模块接收和识别环境中的温湿度信号，所述信号转化模块将温湿度信号与设定的温湿度阈值进行对比，如果超出阈值范围，则进行信号转化，否则，不进行信号转化。

7.根据权利要求1所述的基于人工智能的弱交互系统，其特征在于，所述信号转化模块还用于：

判断反馈模块是否存在对应于布尔信息或颜色信息的反馈，如果有，则将布尔信息或颜色信息发送给反馈模块，如果没有，则不发送。

8.根据权利要求1所述的基于人工智能的弱交互系统，其特征在于，所述识别模块、信号转化模块和反馈模块之间通过Wifi或者Zigbee通信技术进行信息传输。

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