CN110609503B - 一种遛娃机器人的安全控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种遛娃机器人及其安全控制方法，通过在容纳体中设置状态检测传感器，可以实时判断小孩是否站起来或者被大人抱起，当小孩站起来或者被大人抱起时，主控单元立即控制机器人停止行走，避免小孩站起来或者大人抱起小孩时，机器人还在继续移动所带来的小孩容易摔倒或者大人容易脱手以导致小孩跌落的问题，从而提高遛娃机器人的使用安全性。

Description

一种遛娃机器人的安全控制方法

技术领域

本发明涉及智能机器人领域，具体涉及一种遛娃机器人的安全控制方法。

背景技术

现有的儿童玩具越来越趋向于智能化，能够自由行走，能够自主避障，能够与儿童进行智能交互，等等。中国专利公开号为CN105759699A的发明专利申请，公开了一种多功能婴儿车系统，通过智能手机中的第一蓝牙模块与婴儿车的第二蓝牙模块实现蓝牙无线通信，通过小型称重传感器检测的重量信号判断婴儿是否出现抱走的情况，并能实现自动控制蜂鸣器自动报警。此外，还能够通过智能手机向MCU发出控制音乐开关、音量调节的控制，以及向电机驱动模块发出控制电机前进、后退、转向、加速、停止、同步的控制。目前的遛娃机器人，只能载着小孩自动行走，功能单一，安全性不高。

发明内容

本发明提供了一种遛娃机器人及其安全控制方法，可以提高遛娃机器人的安全性。本发明所述的具体技术方案如下：

一种遛娃机器人，包括：驱动底座，内置主控单元和驱动单元，所述主控单元能够控制驱动单元的动作以带动驱动底座自主移动；容纳体，固定在所述驱动底座上，所述容纳体内置用于检测容纳体中物体状态的状态检测传感器；所述主控单元接收到所述状态检测传感器检测到物体脱离所述容纳体的信号时，控制所述驱动单元停止驱动动作。

进一步地，所述状态检测传感器为压力传感器，设置在所述容纳体底部的乘坐面上，当主控单元接收到压力传感器检测到的压力值减小的信号，则所述主控单元输出控制信号至所述驱动单元，使所述驱动单元停止驱动动作。

进一步地，所述压力传感器为多个，并呈环状设置在所述容纳体底部的乘坐面上。

进一步地，所述状态检测传感器为红外传感器，设置在所述容纳体底部的侧壁，当主控单元接收到红外传感器的触发信号，则所述主控单元输出控制信号至所述驱动单元，使所述驱动单元停止驱动动作。

进一步地，所述遛娃机器人还包括摄像头，设置在所述容纳体的中上部，拍摄方向竖直向上。

一种上述的遛娃机器人的安全控制方法，包括如下步骤：步骤1：主控单元判断是否接收到状态检测传感器的检测信号，如果是，则进入步骤2，如果否，则进入步骤3；步骤2：所述主控单元输出控制信号至驱动单元，控制所述驱动单元停止驱动动作；步骤3：主控单元保持当前控制状态。

进一步地，在所述步骤2之后，还包括如下步骤：步骤4：主控单元控制摄像头拍摄图像，并分析图像中是否包含人脸信息，如果是，则进入步骤5，否则进入步骤6；步骤5：所述主控单元判断图像中的人脸信息是否与预存的人脸信息相匹配，如果是，则继续控制所述驱动单元停止驱动动作，并进入步骤6，如果否，则进入步骤7；步骤6：机器人判断是否接收到状态检测传感器的检测信号，如果是，则控制所述驱动单元开始驱动动作；步骤7：控制所述驱动单元开始驱动动作。

进一步地，当所述状态检测传感器为多个压力传感器时，在所述步骤3之后，还包括如下步骤：主控单元判断位于任一侧的压力传感器检测到的压力值大于相对的另一侧的压力传感器检测到的压力值，则主控单元输出控制信号至驱动单元，使驱动单元朝压力值大的压力传感器所对应的方向前进。

本发明所述遛娃机器人及其安全控制方法，通过在容纳体中设置状态检测传感器，可以实时判断小孩是否站起来或者被大人抱起，当小孩站起来或者被大人抱起时，主控单元立即控制机器人停止行走，避免小孩站起来或者大人抱起小孩时，机器人还在继续移动所带来的小孩容易摔倒或者大人容易脱手以导致小孩跌落的问题，从而提高遛娃机器人的使用安全性。

附图说明

图1为本发明实施例所述遛娃机器人的系统结构示意图。

图2为本发明实施例所述遛娃机器人的安全控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细描述。应当理解，下面所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。在下面的描述中，给出具体细节以提供对实施例的透彻理解。然而，本领域的普通技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实施实施例。例如，电路可以在框图中显示，避免在不必要的细节中使实施例模糊。在其他情况下，为了不混淆实施例，可以不详细显示公知的电路、结构和技术。

如图1所示的遛娃机器人，包括驱动底座10和容纳体20。所述驱动底座10是一个类似扫地机器人的能自主移动的机体，其内置主控单元和驱动单元，所述主控单元能够控制驱动单元的动作以带动驱动底座10自主移动。所述主控单元包括机器人控制芯片及其外围电路，控制芯片内置各种机器人运动和控制的程序代码。所述驱动单元包括驱动电路、驱动电机、驱动轮和万向轮，驱动电路的一端连接控制单元，另一端连接驱动电机的控制端，驱动电机的驱动输出端连接驱动轮。两个驱动轮和一个万向轮成平面等边三角形关系，设置在驱动底座10的底部，驱动底座10随驱动轮的运转而移动。当然，所述驱动底座10中还设置有电池、电源电路、通信单元、障碍检测传感器等元器件和零部件。整个驱动底座10的结构和控制电路，可以适用现有的机器人玩具车或者扫地机器人，此处不再赘述。

所述容纳体20的外形是一个圆筒结构或车体结构，中部设有供小孩乘坐的容纳空间。所述容纳体20固定在所述驱动底座10上，可以是一体成型结构，也可以是套设形式的可拆卸固定结构。所述容纳体20内置用于检测容纳体20中物体状态的状态检测传感器，该状态检测传感器可以是红外传感器、光敏传感器、压力传感器、形变传感器等。所检测的物体状态主要是只指容纳空间中的人或者动物是否离开座位的状态。当所述主控单元接收到所述状态检测传感器检测到物体脱离所述容纳体20的信号时，表示容纳体20中的小孩站起来或者被大人抱起来了，主控单元则控制所述驱动单元停止驱动动作，使遛娃机器人不再继续行走。

本实施例所述遛娃机器人，通过在容纳体20中设置状态检测传感器，可以实时判断小孩是否站起来或者被大人抱起，当小孩站起来或者被大人抱起时，主控单元立即控制机器人停止行走，避免小孩站起来或者大人抱起小孩时，机器人还在继续移动所带来的小孩容易摔倒或者大人容易脱手以导致小孩跌落的问题，从而提高遛娃机器人的使用安全性。

作为其中一种实施方式，所述状态检测传感器为压力传感器，设置在所述容纳体20底部的乘坐面上，当主控单元接收到压力传感器检测到的压力值减小的信号，表明小孩站起来了或者被大人抱起来了，则所述主控单元输出控制信号至所述驱动单元，使所述驱动单元停止驱动动作，使遛娃机器人不再继续行走。本实施例采用压力传感器进行状态检测，可以在达到检测目的的同时，减低产品成本。

具体的，所述压力传感器为多个，并呈环状设置在所述容纳体20底部的乘坐面上。当有小孩坐在乘坐面上时，年龄较小的小孩一般会扭动身体，以表达他想要去的地方。比如，小孩想要去右边的玩具区，他会有意识地向右扭转身体，并尽量往右靠，此时，他的屁股就会全部压着右侧的压力传感器上，左侧的压力传感器就不会检测到压力值或者只检测到较小的压力值，此时，主控单元就可以控制驱动单元向右转向，如此可以提高遛娃机器人的智能性，更好的实现遛娃效果。

作为另外一种实施方式，所述状态检测传感器为红外传感器，设置在所述容纳体20底部的侧壁，当小孩站起来或者被大人抱起时，会触发红外传感器，此时，主控单元接收到红外传感器的触发信号，并输出控制信号至所述驱动单元，使所述驱动单元停止驱动动作，使遛娃机器人不再继续行走。本实施例采用红外传感器进行状态检测，可以提高检测的效率和准确性。

作为其中一种实施方式，所述遛娃机器人还摄像头，设置在所述容纳体20的中上部，即容纳体20的中部的外壳的上表面，且其拍摄方向竖直向上，如此可以保证摄像头的拍摄角度覆盖较大的范围，有利于检测靠近遛娃机器人的其他人，为下述的安全控制方法提供准确的参考数据。

如图2所示，一种如上所述的遛娃机器人的安全控制方法，包括如下步骤1至步骤3。在步骤1中，主控单元实时判断是否接收到状态检测传感器的检测信号，如果是，表明小孩站起来或者被大人抱起来了，则进入步骤2，进行下一步控制，如果否，则进入步骤3，主控单元保持当前控制状态。在步骤2中，所述主控单元输出控制信号至驱动单元，控制所述驱动单元停止驱动动作，即控制驱动电机停止转动，使得遛娃机器人停止移动，避免小孩站起来或者大人抱起小孩时，机器人还在继续移动所带来的小孩容易摔倒或者大人容易脱手以导致小孩跌落的问题，提高了遛娃机器人的使用安全性。在步骤3中，主控单元保持当前控制状态，即遛娃机器人当前处于什么状态，就继续运行相应的状态。

作为其中一种实施方式，在所述步骤2之后，还包括如下步骤4至6。在步骤4中，主控单元控制摄像头拍摄图像，并分析图像中是否包含人脸信息，如果是，表明小孩是被大人抱起，则进入步骤5，如果否，表明小孩是自己站起来的，则进入步骤6。在步骤5中，所述主控单元判断图像中的人脸信息是否与预存的人脸信息相匹配，所述预存的人脸信息是用户在使用遛娃机器人前期就开始拍摄并保存记录的人脸图像，一般通过摄像头对家里的人或者熟悉的人的脸部进行拍照并存储。如果相互匹配，表明是家人或熟悉的人抱起小孩，则继续控制所述驱动单元停止驱动动作，使得大人可以顺利地抱起小孩。然后，遛娃机器人进入步骤6，等待下一步操作。如果不匹配，表明小孩是被陌生人抱起来的，存在小孩被陌生人抢走的安全隐患，则需要进入步骤7，控制所述驱动单元开始驱动动作，使小孩被完全抱起来之前离开，使得陌生人不能轻易抱走小孩，从而提高小孩的安全性，进一步提升遛娃机器人的实用价值。在步骤6中，如果小孩自己站起来或者被熟悉的大人抱起来后，机器人判断是否接收到状态检测传感器的检测信号，如果是，表明小孩又坐回座位上了，或者大人又把小孩放回座位上了，则主控单元控制所述驱动单元开始驱动动作，不需要用户又对其进行操作，以此提高机器人的智能性。

作为其中一种实施方式，当所述状态检测传感器为多个压力传感器时，在所述步骤3之后，还包括如下步骤：主控单元判断位于任一侧的压力传感器检测到的压力值大于相对的另一侧的压力传感器检测到的压力值，则主控单元输出控制信号至驱动单元，使驱动单元朝压力值大的压力传感器所对应的方向前进。比如，小孩想要去右边的玩具区，他会有意识地向右扭转身体，并尽量往右靠，此时，他的屁股就会全部压着右侧的压力传感器上，左侧的压力传感器就不会检测到压力值或者只检测到较小的压力值，此时，主控单元就可以控制驱动单元向右转向，如此可以提高遛娃机器人的智能性，更好的实现遛娃效果。

此外，用户还可以通过手机等智能终端与遛娃机器人进行通信连接，对机器人玩具车进行运动控制或者娱乐模式的选择配置等操作，进一步提高机器人玩具车的实用性。

上述实施例中所提到的“上(前)”、“下(后)”、“左”和“右”等方向字词，如果没有具体说明，则是指代附图中的上下左右等方向。如果有具体说明，则按具体说明定义，比如机器人的左侧，则是指代机器人前进方向的左侧，不是指代附图的左侧。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。这些程序可以存储于计算机可读取存储介质(比如ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质)中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤。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：其依然可以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；而这些修改或者替换，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 (6)

1.一种遛娃机器人的安全控制方法，所述遛娃机器人包括：驱动底座，内置主控单元和驱动单元，所述主控单元能够控制驱动单元的动作以带动驱动底座自主移动；容纳体，固定在所述驱动底座上，所述容纳体内置用于检测容纳体中物体状态的状态检测传感器；所述主控单元接收到所述状态检测传感器检测到物体脱离所述容纳体的信号时，控制所述驱动单元停止驱动遛娃机器人移动的动作，其特征在于，所述安全控制方法包括如下步骤：

步骤1：主控单元判断是否接收到状态检测传感器的检测信号，如果是，则进入步骤2，如果否，则进入步骤3；

步骤2：所述主控单元输出控制信号至驱动单元，控制所述驱动单元停止驱动遛娃机器人移动的动作；

步骤3：主控单元保持当前控制状态；

在所述步骤2之后，还包括如下步骤：

步骤4：主控单元控制摄像头拍摄图像，并分析图像中是否包含人脸信息，如果是，则进入步骤5，否则进入步骤6；

步骤5：所述主控单元判断图像中的人脸信息是否与预存的人脸信息相匹配，如果是，则继续控制所述驱动单元停止驱动遛娃机器人移动的动作，并进入步骤6，如果否，则进入步骤7；

步骤6：遛娃机器人判断是否接收到状态检测传感器的检测信号，如果是，则控制所述驱动单元开始驱动遛娃机器人移动的动作；

步骤7：控制所述驱动单元开始驱动遛娃机器人移动的动作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述状态检测传感器为多个压力传感器时，在所述步骤3之后，还包括如下步骤：

主控单元判断位于任一侧的压力传感器检测到的压力值大于相对的另一侧的压力传感器检测到的压力值，则主控单元输出控制信号至驱动单元，使驱动单元朝压力值大的压力传感器所对应的方向前进。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述状态检测传感器为压力传感器，设置在所述容纳体底部的乘坐面上，当主控单元接收到压力传感器检测到的压力值减小的信号，则所述主控单元输出控制信号至所述驱动单元，使所述驱动单元停止驱动动作。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：

所述压力传感器为多个，并呈环状设置在所述容纳体底部的乘坐面上。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述状态检测传感器为红外传感器，设置在所述容纳体底部的侧壁，当主控单元接收到红外传感器的触发信号，则所述主控单元输出控制信号至所述驱动单元，使所述驱动单元停止驱动动作。

6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于：

摄像头设置在所述容纳体的中上部，拍摄方向竖直向上。

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