CN109991867A - 一种具有面部识别的智能家居系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有面部识别的智能家居系统，其特征在于，包括：多个家居装置；控制装置；机器人，与控制装置通信连接，用于对当前用户进行面部识别，其中，机器人具有特征存储部、指令输入部、特征识别获取部、权限存储部、特征检索获取部、权限判断部、机器侧通信部以及机器侧控制部，特征存储部存储有用户信息和面部特征信息，权限存储部，存储有权限等级信息，指令输入部用于让当前用户输入控制指令，特征识别获取部对当前用户进行面部识别，特征检索获取部进行检索获取用户的权限等级信息，权限判断部判断用户是否具有使用权限，机器侧通信部将控制指令发送至控制装置，控制装置根据控制指令对相对应的家居装置进行控制。

Description

一种具有面部识别的智能家居系统
技术领域
本发明涉及一种具有面部识别的智能家居系统。
背景技术
智能家居系统是一种利用计算机技术、网络通讯等技术将与与家居生活有关的各个子系统结合，并通过智能系统实现控制以及管理。家居系统的核心为中央控制设备，通过其完成灯光等家具装置的控制。
现有的智能家居系统中，融合了无线网络实现远程控制，通过遥控设备对中央控制系统发送控制指令，实现了远程的设备控制。
然而，遥控设备缺乏用户识别和权限分类的功能，使得智能家居系统缺少个性化定制，任何使用者均能对家具装置进行操控，不能贴合由不同家庭成员组成的家庭的日常生活需求。另外，若出现遥控设备遗失等情况，对于智能家居系统的用户的人身和财产也会造成很大的安全隐患。
发明内容
为解决上述问题，本发明采用了如下技术方案：
本发明提供了一种具有面部识别的智能家居系统，其特征在于，包括：多个设置在各个房间的家居装置；控制装置，分别与各个家居装置通过电源线相连接，用于对家居装置进行控制；机器人，与控制装置通信连接，用于对当前用户进行面部识别，从而将具有智能家居系统的使用权限的当前用户所输入的控制指令发送给控制装置，进而使得控制装置对相对应的家居装置进行控制，其中，机器人具有特征存储部、指令输入部、特征识别获取部、权限存储部、特征检索获取部、权限判断部、机器侧通信部以及机器侧控制部，特征存储部存储有每个具有使用权限的用户的用户信息和相对应的面部特征信息，权限存储部，存储有与用户信息相对应的使用权限的权限等级信息，指令输入部用于让当前用户输入控制指令，当当前用户输入控制指令时，机器侧控制部控制特征识别获取部对当前用户进行面部识别，从而获取当前用户的当前面部特征信息，特征检索获取部根据当前面部特征信息对特征存储部和权限等级存储部进行检索，从而获取当前用户的权限等级信息，权限判断部根据权限等级信息判断当前用户是否具有使用控制指令的权限，当判断为是时，机器侧控制部控制机器侧通信部将控制指令发送至控制装置，控制装置根据控制指令对相对应的家居装置进行控制。
本发明提供了一种具有面部识别的智能家居系统，还可以具有这样的特征，其中，机器人还具有红外感应部以及移动机构，红外感应部用于对机器人的周围进行红外感应从而生成感应信息，机器侧控制部根据感应信息对移动机构进行控制，从而使得机器人对当前用户进行跟随。
本发明提供了一种具有面部识别的智能家居系统，还可以具有这样的特征，其中，红外感应部包括：人体感应单元，用于对当前用户进行人体感应从而获取当前用户的当前方位信息；以及距离感应单元，用于感应当前用户与机器人之间的当前距离信息；感应信息生成单元，用于根据当前方位信息和当前距离信息生成感应信息。
本发明提供了一种具有面部识别的智能家居系统，还可以具有这样的特征，其中，机器人还具有移动数据形成部，感应信息包括用户的当前方位信息和当前距离信息，移动数据形成部根据感应信息形成移动数据，该移动数据包括移动机构的行进数据以及转向数据，机器侧控制部根据移动数据控制移动机构进行相对应的移动，从而使得机器人对当前用户进行跟随。
本发明提供了一种具有面部识别的智能家居系统，还可以具有这样的特征，其中，指令输入部为输入键盘，该输入键盘具有多个用于控制相对应的家居装置的控制按钮，机器人还具有控制指令存储部，存储有多个与控制按钮相对应的控制指令。
本发明提供了一种具有面部识别的智能家居系统，还可以具有这样的特征，其中，机器人还具有语音指令存储单元，存储有多个与家居装置相对应的控制指令以及多个与控制指令相对应的关键词信息，指令输入部具有语音识别提取单元以及指令检索获取单元，语音识别提取单元用于对当前用户的语音进行识别从而提取语音中的当前关键词信息，指令检索获取单元根据当前关键词信息对语音指令存储单元进行检索，从而获取相对应的控制指令。
本发明提供了一种具有面部识别的智能家居系统，还可以具有这样的特征，其中，机器人还具有报警部、视频采集部以及视频存储部，当特征检索判断部判断当前用户不具有使用权限时，机器侧控制部控制报警部发出警报，同时，机器侧控制部控制视频采集部对机器人的周围进行视频录像，并且控制视频存储部对视频录像进行存储。
本发明提供了一种具有面部识别的智能家居系统，其特征在于：其中，家居装置包括灯光装置和自动门装置。
本发明提供了一种具有面部识别的智能家居系统，还可以具有这样的特征，其中，控制装置包括：控制侧通信单元，用于生成无线网络从而使各个房间被无线网络覆盖，信息转换单元，用于通过控制侧通信单元对控制指令进行接收并将该控制指令转换为控制信号，电路控制单元，用于根据控制信号对相应的电源线进行断通操作从而实现家居装置的开关。
发明作用与效果
根据本发明的具有面部识别的智能家居系统，由于机器人具有特征识别获取部和权限判断部，用于识别当前用户并判断该用户是否具有使用权限以及判断该用户的权限等级，因此，本发明的具有面部识别的智能家居系统具有用户识别和权限分类的功能，实现了家居系统个性化定制，仅在当前用户具有使用权限的情况下才会将当前用户所输入的控制指令发送至控制装置，从而对各个家居装置进行控制。
附图说明
图1是本发明实施例一的具有面部识别的智能家居系统的结构框图；
图2是本发明实施例一的控制装置的结构框图；
图3是本发明实施例一的机器人的结构框图；
图4是本发明实施例一的具有面部识别的智能家居系统的工作流程图；
图5是本发明实施例一的机器人移动过程的流程图；
图6是本发明实施例二的机器人的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合附图对本发明的具有面部识别的智能家居系统作具体阐述。
<实施例一>
图1是本发明实施例一的具有面部识别的智能家居系统的结构框图。
如图1所示，本实施例一中的具有面部识别的智能家居系统100包括多个供用户起居生活的房间、家居装置、控制装置30以及机器人40，家居装置为灯光装置10和自动门装置20。在其他实施例中，家居装置还可以为电视机、空调、煤气灶以及洗碗机等与用户日常生活相关的装置。
灯光装置10设置在各个房间中，通过电源线与家用电源相连接并获取电力，并且通过电源线与灯光开关以及控制装置30相连接。本实施例一中，灯光装置10为白炽灯，灯光开关为双掷开关，控制装置30具有双掷继电器，从而使得每个灯光装置10都具有双控结构。
自动门装置20包括连通各个房间的自动门、门轴转动单元以及电子门锁单元。本实施例一中，门轴转动单元以及电子门锁单元均通过电源线与控制装置30相连接，控制装置30通过普通继电器对门轴转动单元以及电子门锁单元进行控制，从而实现自动门装置20的自动开合。
门轴转动单元为旋转电机(例如伺服电机或步进电机等)，用于为自动门的转动提供动力，从而实现自动门的自动开合。
电子门锁单元为安装在自动门上的电子门锁，用于对自动门进行自动上锁和开锁。
图2是本发明实施例一的控制装置的结构框图。
如图2所示，控制装置30分别与各个灯光装置10和自动门装置20通过电源线相连接，用于对灯光装置10和自动门装置20进行控制，包括控制侧通信单元301、信息转换单元302、电路控制单元303以及多个继电器304。
控制侧通信单元301用于生成无线网络从而使各个房间被无线网络覆盖。本实施例一中，控制侧通信单元301为无线网络路由器，该无线网络路由器的信号覆盖范围能够覆盖每个房间区域。在其他实施例中，控制侧通信单元301也可以为多个与每个房间相对应的无线网络路由器。
信息转换单元302用于通过控制侧通信单元对控制指令进行接收并将该控制指令转换为控制信号。
电路控制单元303用于根据控制信号对相应的电源线进行断通操作从而实现灯光装置的开关。
继电器304包括多个双掷继电器和多个普通继电器。
双掷继电器的数量与灯光装置10的数量相对应，分别设置在连接每一个灯光装置20和控制装置30的电源线上，用于控制双掷开关的开合，从而控制灯光装置10的双控开关。
普通继电器的数量与自动门装置20的数量相对应，用于控制自动门的转动和电子门锁的上锁和开锁。
图3是本发明实施例一的机器人的结构框图。
如图3所示，机器人40与控制装置30通信连接(即处于控制侧通信单元301的无线网络覆盖范围内)，用于对当前用户进行面部识别，从而将具有智能家居系统100的使用权限的当前用户所输入的控制指令发送给控制装置30，进而使得控制装置30对相对应的灯光装置10和自动门装置20进行控制，包括特征存储部401、权限存储部402、指令输入部403、特征识别获取部404、特征检索获取部405、权限判断部406、机器侧通信部407、红外感应部408、移动数据形成部409、移动机构410、报警部411、视频采集部412、视频存储部413、机器侧控制部414以及语音指令存储部415。在其他实施例中，机器人40还可以配置例如机械手臂、清洁装置以及定时提醒装置等，从而为机器人40提供相对应的功能支持。
机器侧通信部407为能够与无线网络通信(即上述的控制侧通信单元301)连接的通信模块，用于机器人40中其余各个部件之间的数据交换以及机器人40与控制装置30之间的数据交换。
机器侧控制部414为设有预定控制程序的控制芯片或单片机，用于对机器人40中其余各个部件的工作进行控制，具体如下：
特征存储部401存储有每个具有使用权限的用户的用户信息和相对应的面部特征信息。本实施例一中，用户信息包括用户的姓名、性别以及年龄等，面部特征信息包括视觉特征、像素统计特征、人脸图像变换系数特征、人脸图像代数特征等。
权限存储部402存储有与用户信息相对应的使用权限的权限等级信息。在本实施例一中，权限等级分为三级，分别与未成年人(0岁～18岁)相对应的权限等级一，与成年人(18岁～65岁)相对应的权限等级二以及与老年人(大于65岁)相对应的权限等级三，每一个权限等级下所能够使用的家居装置的种类均不相同。
语音指令存储部415存储有多个与家居装置相对应的控制指令以及多个与控制指令相对应的关键词信息。在本实施例一中，一个控制指令可以具有多个对应的关键词信息。
指令输入部403通过语音识别接受用户的控制指令，具有语音识别提取单元以及指令检索获取单元。
语音识别提取单元用于对当前用户的语音进行识别从而提取语音中的当前关键词信息。本实施例二中，语音识别提取单元具有语音采集模块、语音识别模块以及关键词提取模块。
语音采集模块为一个麦克风，能够对用户的语音进行采集。
语音识别模块对语音采集模块所采集的语音进行识别生成语音文本。
关键词提取模块根据预设的关键词对语音文本中的关键词进行提取作为关键词信息。
指令检索获取单元根据当前关键词信息对语音指令存储单元进行检索，从而获取相对应的控制指令。
以控制灯光装置10为例，语音识别提取单元提取的关键词信息可以为“大厅”“灯”“开”，指令检索获取单元根据该关键词信息检索语音指令存储部414中存储的“大厅”“灯”“开”从而获取对应的客厅开灯指令。
本实施例一中，语音指令存储部415还存储有让机器人40进行其他行为(例如停止跟随)的关键词信息以及相应的控制指令，指令检索获取单元在检索到与其他行为对应的控制指令时，机器侧通信部407就将该控制指令发送给相应的控制部(例如停止跟随的控制指令发送给机器侧控制部414)。
当用户通过指令输入部403输入控制指令时，输入感应单元生成输入感应信号，特征识别获取部404便对当前用户进行面部识别，从而获取当前用户的当前面部特征信息。本实施例一中，特征识别获取部404为具有面部识别功能的摄像头。
特征检索获取部405根据识别到的当前面部特征信息对特征存储部进行检索，获取当前用户的用户信息，再根据用户信息对权限存储部进行检索，获取当前用户的权限等级信息。权限等级信息包括当前用户的权限等级以及该权限等级下用户所能使用的家居装置种类。
权限判断部406根据权限等级信息判断当前用户是否具有使用其输入的控制指令所对应的家居装置的权限。
当判断为是时，机器侧通信部407将控制指令发送至控制装置30，控制装置30根据控制指令对相对应的家居装置，即灯光装置10的开关和自动门装置20的开合进行控制。
当判断为否时，报警部411会发出警报，同时视频采集部412采集机器人的周围环境的视频(包括影像和声音等)，并且视频存储部413会对视频进行存储。在本实施例一中，报警部411为能够发出警报声的扬声器，视频采集部412为采集区域能够覆盖机器人40四周的摄像头和麦克风，视频存储部413为便携式存储卡(例如SD卡等)。在其他实施例中，报警部411还可以为具有警示功能的警报灯，视频采集部412和特征识别获取部404可以为同一个摄像头，在完成视频采集后还能通过无线网络将视频发送至具有使用权限的用户的用户终端(例如智能手机或电脑等)或者云端服务器进行存储。
图4是本发明实施例一的具有面部识别的智能家居系统的工作流程图。
在首次使用本实施例一的具有面部识别的智能家居系统100时，用户能够通过指令输入部403和特征识别获取部404输入面部特征信息和相对应的用户信息并存储入特征存储部401中，以及输入与用户信息相对应的权限等级信息并存储入权限存储部402中，从而赋予该用户本实施例一的具有面部识别的智能家居系统100的使用权限和相对应的权限等级。
以下结合附图4对本实施例一的具有面部识别的智能家居系统100的工作流程进行说明，具体如下：
步骤S1，当前用户通过指令输入部403输入所需要的控制指令，然后进入步骤S2。
步骤S2，特征识别获取部404对当前用户进行面部识别获取当前面部信息特征，权限判断部406判断当前用户是否具有相对应的权限等级，当判断为是时，进入步骤S3a。
步骤S3a，机器侧通信部407将控制指令发送至控制装置30，然后进入步骤S4a。
步骤S4a，控制装置30根据控制指令对相对应的灯光装置10和自动门装置20进行控制。
当步骤S2中，权限判断部406的判断结果为否时，进入步骤S3b。
步骤S3b，报警部411会发出警报，同时视频采集部412采集机器人的周围环境的视频，并且通过视频存储部413会对视频进行存储，然后进入步骤S4b。
步骤S4b，机器侧通信部407将视频发送至用户终端。
红外感应部408为红外线传感器，用于对机器人40的周围的当前用户进行红外感应从而生成感应信息，包括人体感应单元、距离感应单元以及感应信息生成单元。
人体感应单元用于对当前用户进行人体感应从而获取当前用户的当前方位信息。
距离感应单元用于感应当前用户与机器人40之间的当前距离信息。
感应信息生成单元用于根据当前方位信息和当前距离信息生成感应信息。
移动数据形成部409根据感应信息形成移动数据，该移动数据包括移动机构的行进数据以及转向数据，
移动机构410根据移动数据进行相对应的移动(即直线行进和转向)，从而使得机器人40对当前用户进行跟随。本实施例一中，移动机构410包括用于直线行进的驱动电机、用于转向的转向电机以及多个移动轮，机器侧控制部414控制驱动电机和转向电机对移动轮进行相对应的驱动，从而让机器人40进行移动。在其他实施例中，移动机构410还可以为机器人40的两条机械腿，通过预定的自平衡程序以及移动程序驱动机械腿运动，从而让机器人40进行移动。
图5是本发明实施例一的机器人移动过程的流程图。
以下结合附图5对本实施例一中的机器人40的移动过程进行说明，具体如下：
步骤T1，红外感应部408对当前用户进行红外感应，从而获取感应信息，然后进入步骤T2。
步骤T2，移动数据形成部409根据感应信息形成移动数据，然后进入步骤T3。
步骤T3，机器侧控制部414控制移动机构410进行相对应的移动，从而使得机器人40跟随当前用户进行移动。
实施例一的作用与效果
根据本实施例一的具有面部识别的智能家居系统，由于机器人具有特征识别获取部和特征检索判断部，用于识别当前用户并判断该用户是否具有使用权限，因此，本实施例一的具有面部识别的智能家居系统具有用户识别和权限分类的功能，实现了家居系统个性化定制，仅在当前用户具有使用权限的情况下才会将当前用户所输入的控制指令发送至控制装置，从而对各个家居装置进行控制。
由于机器人还具有红外感应部、移动数据形成部以及移动机构，用于感应当前用户的位置并进行相对应的移动，因此机器人能够对当前用户的实时跟随，实现了机器人的贴身跟随服务。
由于指令输入部能够通过语音识别接受用户的控制指令，因此能够实现对各个家居装置的远程操控，对于行动不便(例如老年人或残疾人)的用户或者用户双手都携带着物品的情况等，不需要通过触摸控制按钮就能控制各个家居装置，从而让这类用户在本实施例二的具有面部识别的智能家居系统中的活动更加方便和有效。
由于机器人还具有报警部和视频采集部，在当前用户不具有使用权限的情况下会发出警报并且拍摄记录下机器人四周的视频，因此更进一步地提高了本实施例一的具有面部识别的智能家居系统的安全性和可靠性。
<实施例二>
在本实施例二中，对于与实施例一相同的结构、方法及条件给予相同的符号，并省略相同的说明。
实施例二中，机器人40的结构与实施例一有所不同，具有面部识别的智能家居系统100的工作流程和其余部件的结构均与实施例一相同，具体为：
图6是本发明实施例二的机器人的结构框图。
如图6所示，与实施例一相比，在本实施例二中机器人40还包括控制指令存储部416，但是不包括语音指令存储部415。
指令输入部403用于让当前用户输入控制指令，具有输入感应单元，当用户通过指令输入部403输入控制指令时，输入感应单元便会生成相对应的输入感应信号。本实施例二中，指令输入部为输入键盘，该输入键盘具有多个用于控制相对应的灯光装置的控制按钮。
控制指令存储部416存储有多个与控制按钮相对应的控制指令，即当用户按下一个控制按钮时能够输入一个相对应的控制指令。本实施例一中，控制指令存储部416为存储硬盘或存储芯片。
在本实施例二中，指令输入部403还具有跟随停止按钮，控制指令存储部416中还存储有相对应的跟随停止指令，当用户(同样指上述具有使用权限的用户)无需机器人40进行跟随移动时，能够通过跟随停止按钮输入跟随停止指令，从而让机器人停止跟随。
实施例二的作用与效果
由于指令输入部为输入键盘，具有与控制指令一一对应的控制按钮，因此本实施例二的指令输入部能够直观让用户选择所需要控制的家具装置，操作简单，使用方便。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
例如，上述实施例中均是实现对灯光装置和自动门装置的自动控制，在本发明提供的具有面部识别的智能家居系统中，还可以对电视机、空调、煤气等家居装置进行控制，从而实现整个家居系统的智能化，让用户的生活更加方便。

Claims (9)

1.一种具有面部识别的智能家居系统，其特征在于，包括：
多个设置在各个房间的家居装置；
控制装置，分别与各个所述家居装置通过电源线相连接，用于对所述家居装置进行控制；
机器人，与所述控制装置通信连接，用于对当前用户进行面部识别，从而将具有所述智能家居系统的使用权限的所述当前用户所输入的控制指令发送给所述控制装置，进而使得所述控制装置对相对应的所述家居装置进行控制，
其中，所述机器人具有特征存储部、权限存储部、指令输入部、特征识别获取部、特征检索获取部、权限判断部、机器侧通信部以及机器侧控制部，
所述特征存储部存储有每个具有所述使用权限的用户的用户信息和相对应的面部特征信息，
所述权限存储部存储有与所述用户信息相对应的所述使用权限的权限等级信息，
所述指令输入部用于让所述当前用户输入所述控制指令，
当所述当前用户输入所述控制指令时，所述机器侧控制部控制所述特征识别获取部对所述当前用户进行面部识别，从而获取所述当前用户的当前面部特征信息，
所述特征检索获取部根据所述当前面部特征信息对所述特征存储部和所述权限等级存储部进行检索，从而获取所述当前用户的所述权限等级信息，
所述权限判断部根据所述权限等级信息判断所述当前用户是否具有使用所述控制指令的权限，
当判断为是时，所述机器侧控制部控制所述机器侧通信部将所述控制指令发送至所述控制装置，
所述控制装置根据所述控制指令对相对应的所述家居装置进行控制。
2.根据权利要求1所述的具有面部识别的智能家居系统，其特征在于：
其中，所述机器人还具有红外感应部以及移动机构，
所述红外感应部用于对所述机器人的周围进行红外感应从而生成感应信息，
所述机器侧控制部根据所述感应信息对所述移动机构进行控制，从而使得所述机器人对所述当前用户进行跟随。
3.根据权利要求2所述的具有面部识别的智能家居系统，其特征在于：
其中，所述红外感应部包括：
人体感应单元，用于对所述当前用户进行人体感应从而获取所述当前用户的当前方位信息；以及
距离感应单元，用于感应所述当前用户与所述机器人之间的当前距离信息；
感应信息生成单元，用于根据所述当前方位信息和所述当前距离信息生成所述感应信息。
4.根据权利要求2所述的具有面部识别的智能家居系统，其特征在于：
其中，所述机器人还具有移动数据形成部，
所述感应信息包括用户的当前方位信息和当前距离信息，
所述移动数据形成部根据所述感应信息形成移动数据，该移动数据包括所述移动机构的转向数据以及行进数据，
所述机器侧控制部根据所述移动数据控制所述移动机构进行相对应的移动，从而使得所述机器人对所述当前用户进行跟随。
5.根据权利要求1所述的具有面部识别的智能家居系统，其特征在于：
其中，所述指令输入部为输入键盘，该输入键盘具有多个用于控制相对应的所述家居装置的控制按钮，
所述机器人还具有控制指令存储部，存储有多个与所述控制按钮相对应的所述控制指令。
6.根据权利要求1所述的具有面部识别的智能家居系统，其特征在于：
其中，所述机器人还具有语音指令存储部，存储有多个与所述家居装置相对应的所述控制指令以及多个与所述控制指令相对应的关键词信息，
所述指令输入部具有语音识别提取单元以及指令检索获取单元，
所述语音识别提取单元用于对所述当前用户的语音进行识别从而提取所述语音中的当前关键词信息，
所述指令检索获取单元根据所述当前关键词信息对所述语音指令存储部进行检索，从而获取相对应的所述控制指令。
7.根据权利要求1所述的具有面部识别的智能家居系统，其特征在于：
其中，所述机器人还具有报警部、视频采集部以及视频存储部，
当所述特征检索判断部判断所述当前用户不具有所述使用权限时，所述机器侧控制部控制所述报警部发出警报，
同时，所述机器侧控制部控制所述视频采集部采集所述机器人的周围环境的视频，并且控制所述视频存储部对所述视频进行存储。
8.根据权利要求1所述的具有面部识别的智能家居系统，其特征在于：
其中，所述家居装置包括灯光装置和自动门装置。
9.根据权利要求1所述的具有面部识别的智能家居系统，其特征在于：
其中，所述控制装置包括：
控制侧通信单元，为用于与所述机器人通信连接的路由器，
信息转换单元，用于通过所述控制侧通信单元对所述控制指令进行接收并将该控制指令转换为控制信号，
电路控制单元，用于根据所述控制信号对相应的电源线进行断通操作从而实现所述家居装置的开关。
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