CN114190823A - 一种智慧家用机器人及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人技术领域，公开了一种智慧家用机器人及控制方法，包括第一传感器模组、主控模块、和执行机构。主控模块分别与第一传感器模组和执行机构连接；第一传感器模组，用于检测环境中的气体成分含量，并将成分含量发送至主控模块；主控模块，用于对气体成分含量进行分析，在气体成分含量超过设定阈值的情况下，通过通信模块连接Internet向移动端的APP发送报警信息；执行机构，用于在移动端的APP的操控下或者在主控模块的操控下，行驶至环境中产生气体成分的器件处，并执行关闭操作，以控制器件停止产生气体成分。本发明提供的智慧家用机器人，功能繁多、远程操控方便。

Description

一种智慧家用机器人及控制方法

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种智慧家用机器人及控制方法。

背景技术

近年来，随着传感器技术、图像处理技术、语音处理技术、自动控制技术、无线网络技术和智能技术的高速发展，，智能机器人也逐渐走入了人们的生活。并成为未来最具发展潜力的新兴产业之一，拥有着广阔的市场前景。

现有的家用机器人往往功能单一，缺乏通用性，人机交互能力弱，更像一部机器而不像机器人，如扫地机器人；另一类具有人的形态和相对较好的人机交互能力，但决策能力弱，功能依旧单一，如法国制造的机器人NAO或日本制造的机器人Pepper，人机交流程度高，但不太适合家用。有的迎宾机器人也具有人的外形，能查阅一些资料、一定的交互能力，能在一定程度与小孩互动，但依然缺乏适合家庭实用的功能，不能满足家庭生活需要。

发明内容

本发明提供了一种智慧家用机器人及控制方法，以解决现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本申请实施例提供一种智慧家用机器人，包括第一传感器模组、主控模块、和执行机构。所述主控模块分别与所述第一传感器模组和所述执行机构连接；

所述第一传感器模组，用于检测环境中的气体成分含量，并将所述成分含量发送至所述主控模块；

所述主控模块，用于对所述气体成分含量进行分析，在所述气体成分含量超过设定阈值的情况下，通过通信模块连接Internet向移动端的APP发送报警信息；

所述执行机构，用于在移动端的APP的操控下或者在主控模块的操控下，行驶至环境中产生所述气体成分的器件处，并执行关闭操作，以控制所述器件停止产生所述气体成分。

可选地，所述执行机构包括驱动轮和机械臂；

所述驱动轮，用于驱动机器人行驶至环境中产生所述气体成分的器件处；

所述机械臂，用于在移动端的APP的操控下或者在主控模块的操控下，执行关闭操作，以控制所述器件停止产生所述气体成分。

可选地，还包括音频采集模和与所述音频采集模块连接的语音识别模块，

所述音频采集模块，用于采集机器人所处环境的音频数据；

所述语音识别模块，用于分析识别所述音频数据。

可选地，还包括可见光与红外视频采集模块、面部识别模块、姿态识别模块和通信模块，所述可见光与红外视频采集模块分别与所述面部识别模块和所述姿态识别模块连接；

所述可见光与红外视频采集模块，用于采集机器人所处环境的视频信息；

所述面部识别模块，用于对采集的视频信息进行分析，识别所述视频信息中的人脸信息；

所述姿态识别模块，用于对采集的视频信息进行分析，识别所述视频信息中的人物的姿态信息，如摔倒、坐、卧、站立、行走，以及手势信息等肢体动作；

所述主控模块，还用于根据所述人脸信息和所述姿态信息输出相应操作指令；所述相应操作指令包括跟随、陪伴、搀扶、关闭、打开设定机械部件、开关、控制执行机构进行拨打电话、触发警报。

可选地，还包括与所述主控模块连接的第二传感器模组、遥控模块、生物特征传感器、内置数据库、显示模块、扬声器和定位模块，

所述第二传感器模组，用于根据用户设定或远程指令，检测房屋内的环境温湿度信息；

所述遥控模块，用于根据移动端APP的控制指令或主控模块决策结果，向智能家电设备发送遥控命令；

所述内置数据库，用于存储用户设定的各项参数、指标数据、状态数据和其他系统运行所需数据；

所述显示模块，用于在所述主控模块的控制下，完成有关信息的显示和输出；

所述扬声器，用于在所述主控模块的控制下，输出语音信息；

所述定位模块，用于在所述主控模块的控制下，获取机器人的位置信息。

可选地，还包括与主控模块连接的光敏传感器和距离传感器；

所述光敏传感器，用于检测室内的亮度；

所述距离传感器，用于测量机器人的机械臂与机械臂操作对象之间的距离，以及在跟随陪伴时测量机器人和跟随陪伴的用户之间的距离。

可选地，还包括与所述主控模块连接的激光雷达、陀螺仪和加速度计，

所述激光雷达，用于获取机器人的环境信息，所述环境信息包括墙壁信息、门窗信息以及行进过程中的障碍物信息；

所述陀螺仪，用于机器人在行进过程中的方向测量、水平和垂直方向感知；

所述加速度计，用于测定设备相对水平面的倾斜角度、获取机器人分别在x，y，z三个方向上的加速度值。

可选地，所述遥控模块包括蓝牙模块、射频模块和红外发射接收模块；

所述蓝牙模块，用于在所述主控模块的控制下，实现无线蓝牙通信、定位和控制；

所述射频模块，用于与环境中的部分器件进行射频通信；

所述红外发射接收模块，用于在所述主控模块的控制下，与智能家电设备通信。

第二方面，本申请实施例提供一种智慧家用机器人的控制方法，应用于如第一方面所述的智慧家用机器人，包括如下步骤：

所述第一传感器模组检测环境中的气体成分构成和含量，并将成分构成和含量发送至所述主控模块；

所述主控模块对所述气体成分构成和含量进行分析，在特定气体成分含量超过设定阈值的情况下，通过通信模块经Internet向移动端的APP发送报警信息。用户可在移动APP上操作，移动APP通过Internet给机器人发送指令，控制执行机构执行特定动作，如机器人的前进，后退、转向、机械臂的移动、抓握等动作；

所述执行机构在移动端的APP的操控下或在主控模块的决策操控下，行驶至环境中产生所述气体成分的器件处，并执行关闭操作，以控制所述器件停止产生所述气体成分。

可选地，所述智慧家用机器人还包括内置数据库，所述方法还包括：

通过生物传感器获取用户身体状态指标，或读取用户输入的用户身体状态指标，并存储与所述内置数据库；

系统将所述身体状态指标作为算法的输入，通过算法的计算，生成个性化的食谱，并推送给用户。

有益效果：

本发明提供的一种智慧家用机器人，包括第一传感器模组、主控模块、和执行机构。主控模块分别与第一传感器模组和执行机构连接；第一传感器模组，用于检测环境中的气体成分含量，并将成分含量发送至主控模块；主控模块，用于对气体成分含量进行分析，在气体成分含量超过设定阈值的情况下，通过通信模块连接Internet向移动端的APP发送报警信息；执行机构，用于在移动端的APP的操控下或者在主控模块的操控下，行驶至环境中产生气体成分的器件处，并执行关闭操作，以控制器件停止产生气体成分。本发明提供的智慧家用机器人，功能繁多、远程操控方便；将多个功能一体化集成，可实现智能家电和传统非智能设备的远程操控、自动报警、跟随陪伴等功能，并且引入了多种无线控制方式和数据反馈的回路、食谱推送功能等。

附图说明

图1为本发明优选实施例的智慧家用机器人的结构示意图之一；

图2为本发明优选实施例的智慧家用机器人的结构示意图之二；

图3为本发明优选实施例的智慧家用机器人的结构示意图之三；

图4为本发明优选实施例的智慧家用机器人的智能防盗控制方法一实施例的流程示意图；

图5为本发明优选实施例的智慧家用机器人的食谱推荐控制方法一实施例的流程示意图；

图6为本发明优选实施例的智慧家用机器人的旅行模式控制方法一实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1-图3，本申请实施例提供一种智慧家用机器人，包括第一传感器模组、主控模块、和执行机构，主控模块分别与第一传感器模组和执行机构连接；

第一传感器模组，用于检测环境中的气体成分含量，并将成分含量发送至主控模块；

主控模块，用于对气体成分含量进行分析，在气体成分含量超过设定阈值的情况下，通过通信模块连接Internet向移动端的APP发送报警信息；

执行机构，用于在移动端的APP的操控下或者在主控模块的操控下，行驶至环境中产生气体成分的器件处，并执行关闭操作，以控制器件停止产生气体成分。

在本实施例中，所述主控模块分别与所述第一传感器模组、所述语音模块和所述执行模块电连接，用于根据用户设定或用户指令对指定区域进行监测，根据所述第一传感器模组检测到的气体成分、甲烷、一氧化碳CO等易燃气体成分及含量、温度和湿度参数，由主控模块计算产生决策并控制所述执行模块关闭灶具开关。

作为一种可选方案，主控模块分析第一传感器模组监测到的气体成分，如果特定成分含量超过阈值，则通过网络在APP上进行报警，并由用户在APP上操控执行部件控制机器人前进或转向行驶到目标位置，并通过APP操控执行部件控制机械手臂移动和张合完成特定的关闭操作。

作为又一种可选方案，机器人还可以主动巡视，例如，经过视觉或其他传感器采集环境数据，进而由主控模块分析后发现异常，通过通信模块、Internet在APP上给用户反馈报警，然后由用户做出响应或根据紧急程度由机器自主采取措施进行响应或干预。

作为又一种可选方案，用户可以通过APP发送指令，经Internet传输，机器人的通信模块接收，主控模块解析指令，触发机器人行驶到特定地方，采集周围环境数据，经主控模块分析，自主决策采取特定行动或者经Internet发送给APP由用户决策并在APP上发送响应指令。

可选地，执行机构包括驱动轮和机械臂；

驱动轮，用于驱动机器人行驶至环境中产生气体成分的器件处；

机械臂，用于在移动端的APP的操控下或者在主控模块的操控下，执行关闭操作，以控制器件停止产生气体成分。

需要解释的是，机器人作为一个整体，其包括传感器模组，主控模块，执行部件等，驱动轮行驶的时候，整个机器人会一起行驶到目的地，机械臂自然也行驶到目的地了。所述驱动轮，用于驱动机器人行驶至特定目标地区；所述机械臂，可以用于执行特定的手臂移动、机械手的张合等操作，以完成特定的执行任务，如关闭灶具开关、水龙头等开关。

主控模块的操控指令，可能来自于主控模块内置的智能算法自主决策，也可能是用户通过远程APP发送指令，经Internet传输，由机器人的通信模块所接收，由主控模块发出。

可选地，还包括音频采集模和与音频采集模块连接的语音识别模块，

音频采集模块，用于采集机器人所处环境的音频数据；

语音识别模块，用于分析识别音频数据。

在本可选的实施方式中，所述语音识别模块与所述音频采集模块相连接，用于分析识别所述音频采集模块采集到的音频数据。

可选的，还包括可见光与红外视频采集模块、面部识别模块、姿态识别模块和通信模块，可见光与红外视频采集模块分别与面部识别模块和姿态识别模块连接；

可见光与红外视频采集模块，用于采集机器人所处环境的视频信息；

面部识别模块，用于对采集的视频信息进行分析，识别视频信息中的人脸信息；

姿态识别模块，用于对采集的视频信息进行分析，识别视频信息中的人物的姿态信息，如摔倒、坐、卧、站立、行走，以及手势信息等肢体动作；

主控模块，还用于根据人脸信息和姿态信息输出相应操作指令；相应操作指令包括跟随、陪伴、搀扶、关闭、打开设定机械部件、开关、控制执行机构进行拨打电话、触发警报。

在本可选的实施方式中，跟随是指分析特定跟随对象的行动轨迹(行驶路线)，并选取最接近的相同行动轨迹(或形式路线)，陪伴指守护、监控特定陪伴对象，并与陪伴对象进行语音、视频或其他动作交互(响应)。关闭可能是关闭水龙头、阀门，触摸开关，门，拉线开关等。响应的决策动作由用户通过远程APP发出或机器人主控模块通过计算决策产生。打开跟关闭相反，用于打开水龙头、阀门、触摸开关、煤气灶开关、门等。

作为一种可选方案，跟随陪伴时，用户可在APP端发出交互指令，控制机器人前进后退，机械臂的运动实现搀扶和帮助。可避免无意中对用户带来的意外伤害。

可选地，还包括与主控模块连接的第二传感器模组、遥控模块、生物特征传感器、内置数据库、显示模块、扬声器和定位模块，

第二传感器模组，用于根据用户设定或远程指令，检测房屋内的环境温湿度信息；

遥控模块，用于根据移动端APP的控制指令或主控模块决策结果，向智能家电设备发送遥控命令；

内置数据库，用于存储用户设定的各项参数、指标数据、状态数据和其他系统运行所需数据；

显示模块，用于在主控模块的控制下，完成有关信息的显示和输出；

扬声器，用于在主控模块的控制下，输出语音信息；

定位模块，用于在主控模块的控制下，获取机器人的位置信息。

在本可选的实施方式中，生物特征传感器与主控模块相连接，且在主控模块的控制下，采集家庭成员的各种身体姿态图像特征集、家庭成员的各项身体检测指标、以及家庭成员的个人资料；内置数据库与主控模块相连接，且在主控模块的控制下，存储家庭成员的各项身体健康状态数据、用户远程指令、家庭成员和已知来访者面部特征数据、家庭地图数据、操作日志、系统运行所需的其他各项参数和数据进行存储；显示模块与主控模块相连接，且在主控模块的控制下，显示设备的状态信息、机器人的输出信息和第三方应用的输出信息。

在一示例中，本发明所述的内置数据库是多个数据表的集合，根据这些数据表之间的关系或功能，又可分为系统参数数据库、用户健康数据库、食谱数据库等。其中“数据库”是指一个或多个相互关联的数据表组成的集合，这种数据表之间的关系可能是直接的或者间接的。作为一种优选方案，可以将部分频繁访问的小规模数据存放于机器人内，称为内置数据(库)或本地数据(库)，以区别存放于服务器上的大规模的、不需要频繁访问的数据(库)。但作为一种可选方案或替换方案，也可能将这些数据(库)按某种方式进行合并、分割，统一或分开存储于机器人本地存储器或服务器上。在不需要严格区分是存放在本地还是服务器的时候，可以统称为数据库。

数据库中可以至少还包含常见疾病身体状态指标数据库、用户健康档案数据库、食谱数据库、饮食偏好数据库、配置数据库，其中：常见疾病身体状态指标数据库用于存储各种常见疾病的各项身体状态指标(如心跳，心电，血氧，肤电，血糖等)的可能变化范围及对应的食谱推荐(推荐具体的菜谱)和推荐饮食指标，如低糖、低盐、低钠、低脂、高蛋白、低蛋白、多维生素、多纤维素等；以及常见疾病对应的禁忌要求，如忌多油，忌多盐，忌海鲜，及某些饮食组合搭配禁忌；用户健康档案数据库记录了用户健康档案，各项身体状态指标，身体状态指标获取日志记录，用户选择的食谱日志记录等；食谱数据库记录了各食谱的配料表，做法，食物属性标签，如多糖，多油，低糖，低钠，低脂等标签；饮食偏好数据库记录用户平时的饮食风格偏好等标签，当用户选择一项菜谱的时候，自动匹配烹饪风格偏好，并在食谱推荐时显示出来，配置数据库记录用户配置的各项参数、系统工作参数等。

可选地，还包括与主控模块连接的光敏传感器和距离传感器；

光敏传感器，用于检测室内的亮度；

距离传感器，用于测量机器人的机械臂与机械臂操作对象之间的距离，以及在跟随陪伴时测量机器人和跟随陪伴的用户之间的距离。

在本可选的实施方式中，距离传感器测量机器人的机械臂与机械臂操作对象(如开关)之间的距离，在跟随陪伴时测量机器人和跟随陪伴的用户之间的距离。

可选地，还包括与主控模块连接的激光雷达、陀螺仪和加速度计，

激光雷达，用于获取机器人的环境信息，环境信息包括墙壁信息、门窗信息以及行进过程中的障碍物信息；

陀螺仪，用于机器人在行进过程中的方向测量、水平和垂直方向感知；

加速度计，用于测定设备相对水平面的倾斜角度、获取机器人分别在x，y，z三个方向上的加速度值。

在本可选的实施方式中，激光雷达感知机器人周围环境，如机器人附近存在的物体形态，距离，高度，速度，附近物体的形态等；陀螺仪测定方向，实现机器人水平、垂直等方向校准，为机器人保持平衡提供依据。

可选地，遥控模块包括蓝牙模块、射频模块和红外发射接收模块；

蓝牙模块，用于在主控模块的控制下，实现无线蓝牙通信、定位和控制；

射频模块，用于与环境中的部分器件进行射频通信；

红外发射接收模块，用于在主控模块的控制下，与智能家电设备通信。

在本可选的实施方式中，蓝牙模块在主控模块的控制下，实现短距离无线蓝牙通信、定位和控制；射频模块作为一种可选配置，用于某些设备的通信和测距等；红外发射接收模块，在主控模块的控制下，对智能家电设备通信，如发送遥控命令以及接收红外数据。

本申请实施例还提供一种智慧家用机器人的控制方法，应用于如上所述的智慧家用机器人，包括如下步骤：

第一传感器模组检测环境中的气体成分构成和含量，并将成分构成和含量发送至主控模块；

主控模块对气体成分构成和含量进行分析，在特定气体成分含量超过设定阈值的情况下，通过通信模块经Internet向移动端的APP发送报警信息，用户可在移动APP上操作，移动APP通过Internet给机器人发送指令，控制执行机构执行特定动作，如机器人的前进，后退、转向、机械臂的移动、抓握等动作；

执行机构在移动端的APP的操控下或在主控模块的决策操控下，行驶至环境中产生气体成分的器件处，并执行关闭操作，以控制器件停止产生气体成分。

可选地，智慧家用机器人还包括内置数据库，方法还包括：

通过生物传感器获取用户身体状态指标，或读取用户输入的用户身体状态指标，并存储与内置数据库；

系统将身体状态指标作为算法的输入，通过算法的计算，生成个性化的食谱，并推送给用户。

在本实施例中，食谱推荐功能可以具体包括如下步骤：

步骤一：生物传感器获取用户身体状态指标，如心跳、心电、肤电、血糖、血氧等健康指标；

步骤二：系统根据获取的用户健康指标匹配数据库中的常见疾病身体状态指标数据库，并根据匹配结果获取系统推荐的N项食谱(N为自然数，作为可配置参数存储于数据库中)，并记录该用户对应的推荐饮食指标、用户选择的食谱记录和用户健康档案；

步骤三：用户的身体状况指标数据记录如下：

A＝{a₁，a₂…a_n}；

用户地理位置记录如下：

L＝{行政压划l₁，小区住房均价l₂，所在区域口味偏好l₃…}：

用户输入饮食偏好F等构建用户初始画像数据如下：

D＝{d₁，d₂，…d_m}；

其中：

D＝A∪L∪F；

步骤四：计算用户和用户之间初始画像数据的相似度，得到用户之间相似度矩阵；

其中：S_ij表示用户i和用户j初始画像数据的相似度。计算用户i的k个相似用户集如：

U(i)＝{u_r(i)}，r＝1，2，...k，k＜n，u_r(i)∈{s_it}，t＝1.2，…n，且满足s_i1≥s_i2≥s_i3…≥s_in。

步骤五：对用户i的选择的食谱记录进行分析，将用户选择频率很低(低于阈值V)的异常食物清单放入集合0(i)，将用户选择频率高(高于阈值V)的常见菜单放入集合C(i)；所有与用户i相似的用户j选择频率高的采用菜单集C(j)的并集如下：

CR(i)＝C(1)∪C(2)…∪C(k)；

其中j∈U(i)；

并按频次从高到低排序；取：

OR(i)＝O(1)∪O(2)…∪O(k)：

步骤六：系统随机从CR(i)中按95％的概率抽取推荐食谱，并按5％的概率从OR(i)中抽取推荐食谱，推荐给用户i；用户i从推荐食谱中选择合适的食谱，系统记录下用户的选择历史，并根据用户录入的饮食风格偏好加上食物加工制作注意事项等提示信息；

步骤七：系统挖掘用户从推荐食谱中选择食谱时的倾向，如消费水平，饮食偏好等，并在后续推荐中加以调整。

本专利在实施时，推荐算法也可以变化和调整，包括但不限于根据食物描述标签的相似程度，推荐其他食谱；根据以往同期、同季节用户选择的食谱推荐类似食谱等；用户确认或选择的食谱的制作视频、食品材料购买链接等。

下面举例说明上述各模块在不同应用场景的具体实施过程：

一、智能防盗

如图4所示，图4为应用于图1中所示的智慧家用机器人的智能防盗控制方法一实施例的流程示意图，该智能防盗控制方法包括以下步骤：

步骤110、当用户外出时，机器人接收视频采集模块从红外摄像头摄像记录中实时采集的含有人像的每一帧图片进行图像分割，然后对分割后的图像进行识别并与数据库中存在的图像进行比较。

步骤120、将采集的每一帧图片作为图像识别算法的输入，在主控模块上进行计算。

步骤130、若计算结果发现该人像的面部特征或者姿态特征与生物特征数据库中存储的所有记录都不一致且户主都不在家时，则初步认定此人为入侵者，控制机器人播报“请立即停止，否则立马报警”语音，同时由机器人给移动端拨打视频通话，让户主与入侵者进行视频对话。

二、食谱推荐

如图5所示，图5为应用于图1中所示的智慧家用机器人的食谱推荐控制方法一实施例的流程示意图，该食谱推荐控制方法包括以下步骤：

步骤210：生物传感器获取用户身体状态指标，如心跳、心电、肤电、血糖、血氧等健康指标；

步骤220：系统根据获取的用户健康指标匹配数据库中的常见疾病身体状态指标数据库，并根据匹配结果获取系统推荐的N项食谱(N为自然数，作为可配置参数存储于数据库中)，并记录该用户对应的推荐饮食指标、用户选择的食谱记录和用户健康档案；

步骤230：用户的身体状况指标数据记录如下：

A＝{a₁，a₂…a_n}；

用户地理位置记录如下：

L＝{行政区划l₁，小区住房均价l₂，所在区域口味偏好l₃…}；

用户输入饮食偏好F等构建用户初始画像数据如下：

D＝{d₁，d₂，…d_m}；

其中：

D＝A∪L∪F；

步骤240：计算用户和用户之间初始画像数据的相似度，得到用户之间相似度矩阵S；

其中：s_ij表示用户i和用户j初始画像数据的相似度。计算用户i的k个相似用户集如：

U(i)＝{u_r(i)}，r＝1，2，...k，k＜n，u_r(i)∈{s_it}，t＝1，2，…n，且满足s_i1≥s_i2≥s_i3…≥s_in。

步骤250：对用户i的选择的食谱记录进行分析，将用户选择频率很低(低于阈值V)的异常食物清单放入集合0(i)，将用户选择频率高(高于阈值V)的常见菜单放入集合C(i)；所有与用户i相似的用户j选择频率高的采用菜单集C(j)的并集如下：

CR(i)＝C(1)∪C(2)…∪C(k)；

其中j∈U(i)；

并按频次从高到低排序；取：

OR(i)＝O(1)∪O(2)…∪O(k)；

步骤260：系统随机从CR(i)中按95％的概率抽取推荐食谱，并按5％的概率从OR(i)中抽取推荐食谱，推荐给用户i；用户i从推荐食谱中选择合适的食谱，系统记录下用户的选择历史，并根据用户录入的饮食风格偏好加上食物加工制作注意事项等提示信息；

步骤270：系统挖掘用户从推荐食谱中选择食谱时的倾向，如消费水平，饮食偏好等，并在后续推荐中加以调整。

本专利在实施时，推荐算法也可以变化和调整，包括但不限于根据食物描述标签的相似程度，推荐其他食谱；根据以往同期、同季节用户选择的食谱推荐类似食谱等；用户确认或选择的食谱的制作视频、食品材料购买链接等。

三、旅行模式

请见图6，图6为应用于图1中所示的智慧家用机器人的旅行模式控制方法一实施例的流程示意图，该旅行模式控制方法包括以下步骤：

步骤S310、若识别到全家外出时，机器人进入旅行模式。在旅行模式下，机器人处于待机状态待命，若接收时移动端发出的巡查家庭环境或开/关各种设备的控制指令时，则通过控制驱动轮去相应位置进行拍摄查看环境或设备的当前状态，若需要动手关闭，则移动端通过操控轮盘界面上的机械臂和驱动轮或者在设备监控界面选择相应的智能家用电器的控制按钮并结合机器人的红外摄像头进行远程实控；用户离家后可借助多组传感器模块远程查看指定区域的情况，并通过主控模块连接执行模块实现远程控开/关房屋内的智慧家用电器。对不支持物联网协议的设备或开关，可以借助机械臂完成操作；针对未知的场景或过于复杂的场景，也可以由用户通过APP远程查看视频并通过主控模块控制电机前进后退转向及机械臂完成远程操控。

步骤S320在全家外出时机器人进入旅行模式，此旅行模式下，当家庭成员外出时担心房屋的电器总闸、空调和窗户等是否关闭，水龙头是否关紧，快递还未到达等情况，机器人处于待机状态待命，由主人的移动端操控轮盘界面的方位和机械臂按钮或者在设备监控界面选择相应的智能家用电器的控制按钮控制驱动轮去相应位置进行拍照，若需要动手关闭，则由主人在移动端操控机械臂，通过机器人的红外摄像头进行远程实控；代收快递先由主人将快递员的证件照发送给机器人，然后由机器人将快递员的证件照作为主控模块的图像识别算法的输入来计算是否为其开门，如果图像匹配成功，则为该快递员开门，若图像匹配不成功，则不为该快递员开门。

场景四：远程监控

a.起床时，通过移动端远控相应的家电设备或者定时自动拉开窗帘、关闭空调、播放轻柔的音乐等。

b.离家时，主人通过移动端随时监控家中情况，机器人监控家中的安防情况、调节家中的湿度和阳光以及代收快递等。

c.回家时，在移动端提前打开热水系统和照明系统，指纹开门，让拖扫一体机和洗碗机等开始工作。

d.睡觉时，通过关闭所有的灯，拉上窗帘、打开空调。

场景五：智能防火

当气体传感器和温度传感器检测到瓦斯或者一氧化碳值或者温度值超过预警阈值时，机器人开始发出预警给主人、以及播放“可能有火灾发生请立即检查”的预录语音，若是检测的值超过报警阈值，则机器人开始报警和拨打移动端的视频电话并播报“发生火灾，请及时处理”的预录语音。

本实施例提供一种智慧家用机器人及其控制方法，与现有技术相比，采用移动端、云服务器、机器人、控制接口、资料数据库和智能家电设备，移动端从云服务器的服务端读取机器人实时上传的电器设备状态集，通过云服务器下发指令给机器人，对房屋和智能家电设备状态实现远程监视和控制，显示智能家电设备在房屋平面图上的相应位置和实时状态；机器人调用资料数据库存储的房屋和智能家电设备信息，对智能家电设备进行远程控制。本实施例提供的智慧家用机器人及其控制方法，功能繁多、远程操控方便；将多个功能一体化集成，可实现智能家电设备和传统的非智能家用设备的自动操作和远程操作、防火防盗自动预警和报警、远程家庭巡检以及跟随陪伴等辅助功能，并且引入了多种无线控制方式和多种数据反馈的回路、以及图像识别和食谱推送功能。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。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。

Claims (10)

1.一种智慧家用机器人，其特征在于，包括第一传感器模组、主控模块、和执行机构，所述主控模块分别与所述第一传感器模组和所述执行机构连接；

所述第一传感器模组，用于检测环境中的气体成分含量，并将所述成分含量发送至所述主控模块；

所述主控模块，用于对所述气体成分含量进行分析，在所述气体成分含量超过设定阈值的情况下，通过通信模块连接Internet向移动端的APP发送报警信息；

所述执行机构，用于在移动端的APP的操控下或者在主控模块的操控下，行驶至环境中产生所述气体成分的器件处，并执行关闭操作，以控制所述器件停止产生所述气体成分。

2.根据权利要求1所述的智慧家用机器人，其特征在于，所述执行机构包括驱动轮和机械臂；

所述驱动轮，用于驱动机器人行驶至环境中产生所述气体成分的器件处；

所述机械臂，用于在移动端的APP的操控下或者在主控模块的操控下，执行关闭操作，以控制所述器件停止产生所述气体成分。

3.根据权利要求1所述的智慧家用机器人，其特征在于，还包括音频采集模和与所述音频采集模块连接的语音识别模块，

所述音频采集模块，用于采集机器人所处环境的音频数据；

所述语音识别模块，用于分析识别所述音频数据。

4.根据权利要求1所述的智慧家用机器人，其特征在于，还包括可见光与红外视频采集模块、面部识别模块、姿态识别模块和通信模块，所述可见光与红外视频采集模块分别与所述面部识别模块和所述姿态识别模块连接；

所述可见光与红外视频采集模块，用于采集机器人所处环境的视频信息；

所述面部识别模块，用于对采集的视频信息进行分析，识别所述视频信息中的人脸信息；

所述姿态识别模块，用于对采集的视频信息进行分析，识别所述视频信息中的人物的姿态信息，如摔倒、坐、卧、站立、行走，以及手势信息等肢体动作；

所述主控模块，还用于根据所述人脸信息和所述姿态信息输出相应操作指令；所述相应操作指令包括跟随、陪伴、搀扶、关闭、打开设定机械部件、开关、控制执行机构进行拨打电话、触发警报。

5.根据权利要求1所述的智慧家用机器人，其特征在于，还包括与所述主控模块连接的第二传感器模组、遥控模块、生物特征传感器、内置数据库、显示模块、扬声器和定位模块，

所述第二传感器模组，用于根据用户设定或远程指令，检测房屋内的环境温湿度信息；

所述遥控模块，用于根据移动端APP的控制指令或主控模块决策结果，向智能家电设备发送遥控命令；

所述内置数据库，用于存储用户设定的各项参数、指标数据、状态数据和其他系统运行所需数据；

所述显示模块，用于在所述主控模块的控制下，完成有关信息的显示和输出；

所述扬声器，用于在所述主控模块的控制下，输出语音信息；

所述定位模块，用于在所述主控模块的控制下，获取机器人的位置信息。

6.根据权利要求1所述的智慧家用机器人，其特征在于，还包括与主控模块连接的光敏传感器和距离传感器；

所述光敏传感器，用于检测室内的亮度；

所述距离传感器，用于测量机器人的机械臂与机械臂操作对象之间的距离，以及在跟随陪伴时测量机器人和跟随陪伴的用户之间的距离。

7.根据权利要求1所述的智慧家用机器人，其特征在于，还包括与所述主控模块连接的激光雷达、陀螺仪和加速度计，

所述激光雷达，用于获取机器人的环境信息，所述环境信息包括墙壁信息、门窗信息以及行进过程中的障碍物信息；

所述陀螺仪，用于机器人在行进过程中的方向测量、水平和垂直方向感知；

所述加速度计，用于测定设备相对水平面的倾斜角度、获取机器人分别在x，y，z三个方向上的加速度值。

8.根据权利要求5所述的智慧家用机器人，其特征在于，所述遥控模块包括蓝牙模块、射频模块和红外发射接收模块；

所述蓝牙模块，用于在所述主控模块的控制下，实现无线蓝牙通信、定位和控制；

所述射频模块，用于与环境中的部分器件进行射频通信；

所述红外发射接收模块，用于在所述主控模块的控制下，与智能家电设备通信。

9.一种智慧家用机器人的控制方法，应用于如权利要求1-8中任一项所述的智慧家用机器人，其特征在于，包括如下步骤：

所述第一传感器模组检测环境中的气体成分构成和含量，并将成分构成和含量发送至所述主控模块；

所述主控模块对所述气体成分构成和含量进行分析，在特定气体成分含量超过设定阈值的情况下，通过通信模块经Internet向移动端的APP发送报警信息，用户可在移动APP上操作，移动APP通过Internet给机器人发送指令，控制执行机构执行特定动作，如机器人的前进，后退、转向、机械臂的移动、抓握等动作；

所述执行机构在移动端的APP的操控下或在主控模块的决策操控下，行驶至环境中产生所述气体成分的器件处，并执行关闭操作，以控制所述器件停止产生所述气体成分。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述智慧家用机器人还包括内置数据库，所述方法还包括：

通过生物传感器获取用户身体状态指标，或读取用户输入的用户身体状态指标，并存储与所述内置数据库；

系统将所述身体状态指标作为算法的输入，通过算法的计算，生成个性化的食谱，并推送给用户。

Images