CN111867191A - 一种基于机器人的展厅灯光控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于机器人的展厅灯光控制系统，包括：智能机器人，在展厅内移动并建设展厅地图，将建设的地图发送至云服务平台，并将实时的移动位置发送至云服务平台；云服务平台，根据展厅实际展示任务创建多个应用场景，存储各应用场景的点值，并获取智能机器人所在位置，通过调用存储的应用场景的点值对智能机器人所在位置进行判定，生成相应的控制指令，以控制相应位置的网关服务器；网关服务器，与展厅内光照系统的各LED灯分别对应连接，当接收到云服务平台的控制指令后，向所对应的LED灯发送开关量或串口指令，以控制LED灯的显示状态。与现有技术相比，本发明具有节省灯光控制系统布置成本，提高控制灵活性等优点。

Description

一种基于机器人的展厅灯光控制系统

技术领域

本发明涉及智能灯光控制技术领域，尤其是涉及一种基于机器人的展厅灯光控制系统。

背景技术

在展厅的建设和规划中，展厅的灯光控制一直以来都是非常重要的环节，以往的展厅灯光控制采用的方式主要是应用人类红外感应或声音光源感应进行。上述控制方式虽然较简单，但每一个展示场景都需要大量的感应器，增加了运营成本；且存在着不易控制、灯光控制不灵活的缺点。且上述控制方式无法令展厅管理人员、解说人员或游客实现智能、方便的灯光控制效果，进而影响展厅整体的展示效果。此外，若普通的光照系统的展示灯的控制器存在问题则需要直接换掉，如控制器存在通讯问题、连接问题等无法继续控制普通光照系统的展示灯时，只能将展示灯与控制器都进行替换，中间过程无法采用其他方式处理，同样增加了成本，十分不便。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于机器人的展厅灯光控制系统，该系统采用机器人，通过对展厅内各节点的选择及定位，来控制展厅光照系统的相应调节，同时通过与机器人的对话控制相应的光照系统模式，既节省了成套的灯光控制系统的成本，提高了控制的灵活性，且丰富了灯光控制的模式，提升了光照系统的交互。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于机器人的展厅灯光控制系统，用于对展厅内光照系统的各LED灯进行智能控制，该系统包括：

智能机器人，在展厅内移动并建设展厅地图，将建设的地图发送至云服务平台，并将实时的移动位置发送至云服务平台。

云服务平台，根据展厅实际展示任务创建多个灯光应用场景，存储各灯光应用场景的点值，并获取智能机器人所在位置，通过调用存储的灯光应用场景的点值对智能机器人所在位置进行判定，生成相应的控制指令，以控制相应位置的网关服务器。

网关服务器，与展厅内光照系统的各LED灯分别对应连接，当接收到云服务平台的控制指令后，向所对应的LED灯发送开关量或串口指令，以控制LED灯的显示状态，包括LED灯的开启、关闭、显示亮度、显示颜色和显示频率等。

进一步地，展厅内光照系统的各LED灯设有独立的编号，云服务平台预先存储所有LED灯的编号。

进一步地，所述云服务平台包括：

灯光应用场景生成模块，预先根据实际展厅展示任务创建多个灯光应用场景，并设置各灯光应用场景对应的LED灯的显示状态信息；

云端数据库，根据各灯光应用场景及对应LED灯的显示状态信息生成灯光应用场景点值并进行存储；

无线数据收发模块，为网关服务器与智能机器人提供无线数据收发路径；

云端处理模块，获取智能机器人所在位置，并通过调用云端数据库存储的灯光应用场景的点值对位置信息进行判定，生成相应的控制指令，以控制相应位置的网关服务器。

进一步地，所述各灯光应用场景的点值为json数据列表形式，列表内容包括场景名，LED灯编号，亮度，颜色，频率和开关量。

进一步地，所述智能机器人包括：

slam专用激光雷达系统，根据智能机器人在展厅内的移动轨迹，通过slam技术建立展厅地图；

无线网接收模块，为其余模块与云服务平台之间的数据提供无线传输路径；

定位模块，通过无线网接收模块将智能机器人所到达的位置实时发送至云服务平台；

语料库，录入各灯光应用场景名称，并通过获取云服务平台创建的灯光应用场景数据进行实时数据更新；

麦克风矩阵模块，获取展厅内人员的语音信息，结合语料库存储的灯光应用场景，将语音信息识别出相应的灯光应用场景文字信息，并发送至云服务平台。

本发明基于机器人的展厅灯光控制系统的具体工作流程包括如下步骤：

S1：智能机器人进入展厅，根据slam专用激光雷达系统创建展厅slam地图，并在展厅slam地图中定位自身的实时位置；

S2：智能机器人将构建的展厅slam地图发送至云服务平台；

S3：智能机器人在展厅内移动，云服务平台根据展厅slam地图获取智能机器人所在的展厅中的实时位置，并在展厅slam地图中创建相应的节点；

S4：云服务平台对在展厅slam地图中创建的节点进行选择和定位，判定智能机器人的各行动位置是否属于某一灯光应用场景，若某节点属于某一灯光应用场景范围，则根据该灯光应用场景获取相应的点值，根据点值生成LED灯开关量或串口指令；

S5：云服务平台将生成的LED灯开关量或串口指令发送至LED灯所对应的网关服务器，网关服务器向LED灯发送开关量或串口指令，对LED灯进行相应显示状态的控制。

除上述展厅灯光控制过程外，本发明系统还可通过智能机器人自身的语音系统来控制灯光场景。具体地：

展厅内的游客与智能机器人发生相应的交互对话，例如，当游客向智能机器人询问场景名时，智能机器人通过麦克风矩阵模块进行语音的收集和声音方向的判断，通过语音识别出相应文本，与语料库中实时存储并更新的数据进行匹配，从而得到与语音信息相匹配的灯光应用场景文字信息，智能机器人将得到的灯光应用场景文字信息通过http协议以json的形式传入云服务平台中，云服务平台根据得到的灯光应用场景文字信息生成LED灯开关量或串口指令，控制相应的网关服务器和LED灯，从而达到相应的灯光效果。

本发明提供的基于机器人的展厅灯光控制系统，相较于现有技术至少包括如下有益效果：

一、本发明系统通过云服务平台与智能机器人之间的信息交互来控制展厅的光照系统，智能机器人通过slam激光导航建立展厅地图，云服务平台在地图中创建相应的节点，并通过对节点的选择及定位，控制展厅光照系统的相应调节，操作智能、方便，无需添加过多的感应器，节省了成套的灯光控制系统的成本；

二、在智能机器人于展厅内行走时，展厅内四周的灯光也可随着智能机器人的移动变化从而达到不同的灯光应用场景的灯光展示效果，大大提高了灯光控制方式的灵活性；

三、本发明可利用智能机器人的语音模块，通过语音方式控制展厅光照系统的LED灯的所处开关状态、显示状态，进而控制相应的光照系统模式，既丰富了灯光控制的模式，也提升了光照系统的交互，更加简化了光照系统的布置成本；

四、传统的展区光照系统一般是通过人红外感应之类的控制或是普通的开关量的控制光照系统的开关，不适于机器人所在的场景以及各种各样的比较暗的展厅中；通过智能机器人的方式控制展厅的光照系统，即使在展厅环境比较暗的时候，展厅内人员也可以很快发现智能机器人的位置，可提高游客在展厅内的体验感，更加让游客对展厅印象深刻；

五、将用于控制展示灯的控制端设于云服务平台，避免了现有技术中因控制器通讯、连接故障无法继续控制普通光照系统的展示灯的问题，对于通信故障，本发明只需重新连接网关入网即可解决，操作方便，节约成本。

附图说明

图1为实施例中基于机器人的展厅灯光控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

实施例

如图1所示，本发明涉及一种基于机器人的展厅灯光控制系统，包括智能机器人、云服务平台、LED灯和网关服务器。每一个LED灯连接有一个网关服务器。网关服务器与云服务平台无线连接。智能机器人与云服务平台通过网络协议的形式进行通信。

各LED灯按照展厅的展示内容进行布局，每一个LED灯设有独立的编号，云服务平台预先存储所有LED灯编号。

云服务平台包括灯光应用场景生成模块、云端数据库、无线数据收发模块和云端处理模块。

灯光应用场景生成模块用于预先根据实际展厅展示任务创建多个灯光应用场景；并设置各灯光应用场景对应的LED灯的显示状态信息。

云端数据库用于根据灯光应用场景生成模块创建的灯光应用场景信息和LED灯显示状态信息生成各灯光应用场景的点值，并存储各灯光应用场景的点值，各灯光应用场景的点值为json数据列表形式，列表中包括场景名，LED灯编号，亮度，颜色，频率和开关量等信息。

无线数据收发模块用于与网关服务器、智能机器人进行无线数据收发。

云端处理模块用于获取智能机器人所在位置，并通过调用云端数据库存储的灯光应用场景的点值对位置信息进行判定，生成相应的控制指令，以控制相应位置的网关服务器。

智能机器人包括但不限于移动模块、定位模块、麦克风矩阵模块、语音播放器、slam专用激光雷达系统、无线网接收模块和语料库。

智能机器人通过移动模块在展厅内进行自由移动。移动在展厅内的智能机器人通过slam专用激光雷达系统建立展厅地图。在移动过程中，其定位模块通过无线网接收模块将机器人所到达的位置实时传到云服务平台上，使云服务平台得到机器人所在的展厅中的点。麦克风矩阵模块用于获取展厅内人员的语音信息。语料库用于录入各灯光应用场景名称，并通过获取云服务平台的灯光应用场景生成模块的数据进行实时数据更新。智能机器人通过麦克风矩阵模块及语料库识别出展厅内人员的语音信息，并通过识别语音信息的关键字将语音转换成文字，获取语音信息中的场景名，随后发送请求至云服务平台以进行相应的灯光应用场景对应的LED灯光控制。

网关服务器用于接收云服务平台的控制指令，向所对应的LED灯发送开关量或串口指令来控制LED灯的显示状态。LED灯的显示状态包括LED灯的开启、关闭、显示亮度、显示颜色、显示频率等。

本发明基于机器人的展厅灯光控制系统的实际工作原理包括下列内容：

步骤1、智能机器人从设定位置出发，进入展厅，根据slam专用激光雷达系统进行相应的地图建设，通过地图建设后，可以实现基础的slam功能，可以根据定位模块进行相应的地图中自己的定位，从而实现最基础的平面导航功能。

步骤2、智能机器人将构建的展厅slam地图发送至云服务平台上。

步骤3、智能机器人在展厅内移动，云服务平台根据展厅slam地图获取智能机器人实时所在的展厅中的位置，并在地图中创建相应的节点。

步骤4、云服务平台对智能机器人的轨迹在地图当中创建的节点进行选择和定位，判定其行动的位置是否属于某一灯光应用场景，若某节点属于某一灯光应用场景范围内，则根据该灯光应用场景获取相应的点值，根据点值生成LED灯开关量或串口指令。

步骤5、云服务平台将生成的LED灯开关量或串口指令发送至LED灯所对应的网关服务器，网关服务器向LED灯发送开关量从而进行开灯和关灯的控制，或向LED灯发送串口指令从而进行LED灯的显示亮度、显示颜色、显示频率等控制。

除上述展厅灯光控制方案外，本发明系统还可通过智能机器人自身的语音系统来控制灯光场景。具体地：

展厅内的游客与智能机器人发生相应的交互对话，例如游客向智能机器人询问场景名，智能机器人通过麦克风矩阵模块进行语音的收集和声音方向的判断，通过语音识别出相应文本，与之前语料库的数据进行匹配，从而得到与语音信息相匹配的灯光应用场景文字信息，智能机器人将得到的灯光应用场景文字信息通过http协议以json的形式传入云服务平台中，然后云服务平台根据得到的场景信息生成LED灯开关量或串口指令，控制相应的网关服务器和灯光，从而达到相应的灯光效果。例如游客对智能机器人说出与场景有关的词语，如演讲模式，智能机器人即可通过识别关键字将识别结果发送至云服务平台中，然后云服务平台根据得到的场景信息将灯光调到演讲模式。

本发明系统通过云服务平台与智能机器人之间的信息交互来控制展厅的光照系统，智能机器人通过slam激光导航建立展厅地图，云服务平台在地图中创建相应的节点，并通过对节点的选择及定位，控制展厅光照系统的相应调节，操作智能、方便，无需添加过多的感应器，节省了成套的灯光控制系统的成本；在智能机器人于展厅内行走时，展厅内四周的灯光也可随着智能机器人的移动变化从而达到不同的灯光应用场景的灯光展示效果，大大提高了灯光控制方式的灵活性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于机器人的展厅灯光控制系统，其特征在于，用于对展厅内光照系统的各LED灯进行智能控制，该系统包括：

智能机器人，在展厅内移动并建设展厅地图，将建设的地图发送至云服务平台，并将实时的移动位置发送至云服务平台；

云服务平台，根据展厅实际展示任务创建多个灯光应用场景，存储各灯光应用场景的点值，并获取智能机器人所在位置，通过调用存储的灯光应用场景的点值对智能机器人所在位置进行判定，生成相应的控制指令，以控制相应位置的网关服务器；

网关服务器，与展厅内光照系统的各LED灯分别对应连接，当接收到云服务平台的控制指令后，向所对应的LED灯发送开关量或串口指令，以控制LED灯的显示状态。

2.根据权利要求1所述的基于机器人的展厅灯光控制系统，其特征在于，展厅内光照系统的各LED灯设有独立的编号，云服务平台预先存储所有LED灯的编号。

3.根据权利要求2所述的基于机器人的展厅灯光控制系统，其特征在于，所述云服务平台包括：

灯光应用场景生成模块，预先根据实际展厅展示任务创建多个灯光应用场景，并设置各灯光应用场景对应的LED灯的显示状态信息；

云端数据库，根据各灯光应用场景及对应LED灯的显示状态信息生成灯光应用场景点值并进行存储；

无线数据收发模块，为网关服务器与智能机器人提供无线数据收发路径；

云端处理模块，获取智能机器人所在位置，并通过调用云端数据库存储的灯光应用场景的点值对位置信息进行判定，生成相应的控制指令，以控制相应位置的网关服务器。

4.根据权利要求3所述的基于机器人的展厅灯光控制系统，其特征在于，所述各灯光应用场景的点值包括场景名，LED灯编号，亮度，颜色，频率和开关量。

5.根据权利要求1所述的基于机器人的展厅灯光控制系统，其特征在于，所述智能机器人包括：

slam专用激光雷达系统，根据智能机器人在展厅内的移动轨迹，通过slam技术建立展厅地图；

无线网接收模块，为其余模块与云服务平台之间的数据提供无线传输路径；

定位模块，通过无线网接收模块将智能机器人所到达的位置实时发送至云服务平台；

语料库，录入各灯光应用场景名称，并通过获取云服务平台创建的灯光应用场景数据进行实时数据更新；

麦克风矩阵模块，获取展厅内人员的语音信息，结合语料库存储的灯光应用场景，将语音信息识别出相应的灯光应用场景文字信息，并发送至云服务平台。

6.根据权利要求4所述的基于机器人的展厅灯光控制系统，其特征在于，所述各灯光应用场景的点值为json数据列表形式，列表内容包括场景名，LED灯编号，亮度，颜色，频率和开关量。

7.根据权利要求1-6任一项所述的基于机器人的展厅灯光控制系统，其特征在于，该系统的实际工作流程包括：

1)智能机器人进入展厅，根据slam专用激光雷达系统创建展厅slam地图，并在展厅slam地图中定位自身的实时位置；

2)智能机器人将构建的展厅slam地图发送至云服务平台；

3)智能机器人在展厅内移动，云服务平台根据展厅slam地图获取智能机器人所在的展厅中的实时位置，并在展厅slam地图中创建相应的节点；

4)云服务平台对在展厅slam地图中创建的节点进行选择和定位，判定智能机器人的各行动位置是否属于某一灯光应用场景，若某节点属于某一灯光应用场景范围，则根据该灯光应用场景获取相应的点值，根据点值生成LED灯开关量或串口指令；

5)云服务平台将生成的LED灯开关量或串口指令发送至LED灯所对应的网关服务器，网关服务器向LED灯发送开关量或串口指令，对LED灯进行相应显示状态的控制。

8.根据权利要求5所述的基于机器人的展厅灯光控制系统，其特征在于，所述智能机器人通过麦克风矩阵模块获取展厅内人员的语音信息，结合语料库存储的灯光应用场景，将语音信息识别出相应的灯光应用场景信息，并发送至云服务平台的具体内容为：

展厅内的游客与智能机器人发生相应的交互对话，当游客向智能机器人询问场景名时，智能机器人通过麦克风矩阵模块进行语音的收集和声音方向的判断，通过语音识别出相应文本，与语料库中实时存储并更新的数据进行匹配，获取与语音信息相匹配的灯光应用场景文字信息，智能机器人将获取的灯光应用场景文字信息传入至云服务平台中，云服务平台根据得到的灯光应用场景文字信息生成LED灯开关量或串口指令，控制相应的网关服务器和LED灯，从而达到相应的灯光效果。

9.根据权利要求8所述的基于机器人的展厅灯光控制系统，其特征在于，所述智能机器人将获取的灯光应用场景文字信息通过http协议以json的形式传入至云服务平台中。

10.根据权利要求1所述的基于机器人的展厅灯光控制系统，其特征在于，所述LED灯的显示状态包括LED灯的开启、关闭、显示亮度、显示颜色和显示频率。

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