CN209574671U - 生理信号侦测机器人 - Google Patents

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李保承
田胜侑
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Abstract

一种生理信号侦测机器人,具有本体以及设置于本体中的光学影像捕获设备、热影像捕获设备、生理征象感测雷达及运算单元,以藉由该些装置撷取生物体的相关信息,并通过运算单元计算其相对的生理信号,而可提供更多的信息予用户查看。

Description

生理信号侦测机器人
技术领域
本实用新型是关于一种机器人,特别是关于一种生理信号侦测机器人。
背景技术
随着机器人科技的发展,机器人已经逐渐的由工业领域转向居家领域,而居家机器人的应用包含了家事辅助方面,如自动扫地机器人、窗户清洁机器人…等,或是居家陪伴方面,如alpha、Zenbo…等,在各种应用上皆有着大幅度的发展,此外,由于社会已迈入老年化时代,因此,机器人也朝向医疗领域发展,如跌倒侦测或辅助抬放,可以预见的是,机器人的发展将与人类生活更加息息相关。
发明内容
本实用新型的主要目的是让机器人具备生理信号侦测的能力,让机器人能够侦测生物体的生理信号,令机器人在医疗或其他领域的应用更加广泛。
本实用新型提供一种生理信号侦测机器人,包含本体、光学影像捕获设备、热影像捕获设备、生理征象感测雷达及运算单元,该光学影像捕获设备设置于该本体,该光学影像捕获设备用以撷取生物体的光学影像,该热影像捕获设备设置于该本体,该热影像捕获设备用以撷取该生物体的热影像,该生理征象感测雷达设置于该本体,该生理征象感测雷达用以感测该生物体的生理征象信号,该运算单元耦接该光学影像捕获设备、该热影像捕获设备及该生理征象感测雷达,以接收该光学影像、该热影像及该生理征象信号,该运算单元用以将该光学影像、该热影像、该生理征象信号或其组合显示于显示器上。
所述的生理信号侦测机器人,其中该运算单元具有生物特征辨识模块,该生物特征辨识模块接收该光学影像,该生物特征辨识模块用以判定该光学影像中是否包含有生物特征。
所述的生理信号侦测机器人,其中该运算单元具有生物特征数据库,该生物特征辨识模块将该生物特征与该生物特征数据库储存的多个生物特征信息进行比对,且该生物特征辨识模块输出生物特征辨识结果。
所述的生理信号侦测机器人,其中该生理征象感测雷达具有振荡源、天线及解调单元,该振荡源用以产生振荡信号,该天线电性连接该振荡源以接收该振荡信号,且该天线将该振荡信号发射为无线电波至该生物体,该生物体反射一反射电波,该天线接收该反射电波为一反射信号,该反射信号传送至该解调单元,该解调单元对该反射信号进行解调,以测得该生物体的该生理征象信号。
所述的生理信号侦测机器人,其中该生理征象感测雷达具有自我注入锁定振荡源、天线及解调单元,该自我注入锁定振荡源用以产生振荡信号,该天线电性连接该振荡源以接收该振荡信号,且该天线将该振荡信号发射为一无线电波至该生物体,该生物体反射一反射电波,该天线接收该反射电波为一反射信号,该反射信号传送至该自我注入锁定振荡源,使该自我注入锁定振荡源处于自我注入锁定状态并产生一自我注入锁定信号,且该自我注入锁定信号传送至该解调单元,该解调单元对该自我注入锁定信号进行解调,以测得该生物体的该生理征象信号。
所述的生理信号侦测机器人,其中该天线显露于该本体外。
所述的生理信号侦测机器人,其中该生理征象信号包含该生物体的呼吸及心跳。
所述的生理信号侦测机器人,其中该运算单元具有影像结合模块,该影像结合模块用以将该光学影像及该热影像结合为光学-热结合影像。
所述的生理信号侦测机器人,其包含有移动件,该移动件设置于该本体上,该移动件用以带动该本体移动。
所述的生理信号侦测机器人,其中该运算单元具有移动控制模块,该移动控制模块耦接该移动件,该移动控制模块用以输出控制信号控制该移动件移动。
所述的生理信号侦测机器人,其包含有物联网模块,该物联网模块电性连接该运算单元及因特网,使该运算单元可通过该物联网模块连接至因特网。
所述的生理信号侦测机器人,其中该本体具有头部及身体部,该头部结合该身体部,该光学影像捕获设备的光学镜头及该热影像捕获设备的热影像镜头设置于该头部。
所述的生理信号侦测机器人,其中该生理征象感测雷达具有天线,该天线设置于该本体的该身体部。
所述的生理信号侦测机器人,其中该运算单元具有信号处理模块,该信号处理模块用以计算该热影像中的该生物体的温度。
本实用新型的该生理信号侦测机器人藉由该光学影像捕获设备、该热影像捕获设备及该生理征象感测雷达撷取该生物体的该光学影像、该热影像及该生理征象信号,并通过该运算单元根据该光学影像、该热影像及该生理征象信号计算该生物体的相关生理信号,让该生理信号侦测机器人可提供的信息更加多元。
附图说明
图1:依据本实用新型的一实施例,一种生理信号侦测机器人的功能方框图。
图2:依据本实用新型的一实施例,该生理信号侦测机器人的示意图。
【主要元件符号说明】
100:生理信号侦测机器人 110:本体
111:头部 112:身体部
120:光学影像捕获设备 121:光学镜头
130:热影像捕获设备 131:热影像镜头
140:生理征象感测雷达 141:天线
150:运算单元 151:生物特征辨识模块
152:生物特征数据库 153:影像结合模块
154:移动控制模块 155:信号处理模块
160:显示器 170:移动件
180:物联网模块 Cs:控制信号
O:生物体 Pi:光学影像
VS:生理征象信号 Hi:热影像
W:无线电波 R:反射电波
Fi:光学-热结合影像 E:因特网
Fr:生物特征辨识结果
具体实施方式
请参阅图1及图2,其为本实用新型的一实施例,一种生理信号侦测机器人100的功能方框图,该生理信号侦测机器人100包含本体110、光学影像捕获设备120、热影像捕获设备130、生理征象感测雷达140、运算单元150、显示器160、移动件170及物联网模块180。
请参阅图1及图2,该本体110具有头部111及身体部112,该头部111结合于该身体部112上,该光学影像捕获设备120具有光学镜头121,该热影像捕获设备130具有热影像镜头131,该光学镜头121及该热影像镜头131设置于该本体110的该头部111,且该光学镜头121及该热影像镜头131的设置位置与人体眼睛的位置相当,使该光学镜头121及该热影像镜头131在外形上可作为该生理信号侦测机器人100的双眼。其中,请参阅图1,该光学影像捕获设备120用以撷取生物体O的光学影像Pi,该热影像捕获设备130用以撷取该生物体O的热影像Hi,其中该生物体O可为任何具有生命征象的生物。
请参阅图1及图2,该生理征象感测雷达140用以感测该生物体O的生理征象信号VS,该生理征象感测雷达140具有天线141,该天线141设置于该本体110的该身体部112,以发送及接收无线电波,在本实施例中,该天线141显露于该身体部112外,以避免该身体部112影响该天线141的无线电波的发送及接收。或在其他实施例中,若该身体部112为非金属材质制成,则该天线141亦可设置于该身体部112内,而不显露于该本体110外。
在一实施例中,该生理征象感测雷达140另具有振荡源(图未绘出)及解调单元(图未绘出),该振荡源用以产生振荡信号,该天线141电性连接该振荡源以接收该振荡信号,且该天线141将该振荡信号发射为无线电波W至该生物体O,该生物体O反射一反射电波R,该天线141接收该反射电波R为一反射信号,该反射信号传送至该解调单元,由于该生物体O与该天线141之间的相对位移会对该无线电波W产生多普勒效应(Doppler effect),使得该反射电波R及该反射信号中包含有该生物体O的位移造成的相位调变成份,因此,该解调单元对该反射信号进行相位解调即可得到该生物体O的位移量,若该生物体O的位移量是由生理征象(如呼吸、心跳)的振动造成,该位移量即可表示为该生物体O的该生理征象信号VS。
在另一实施例中,该生理征象感测雷达140另具有自我注入锁定振荡源(图未绘出)及解调单元(图未绘出),该自我注入锁定振荡源用以产生振荡信号,该天线141电性连接该振荡源以接收该振荡信号,且该天线141将该振荡信号发射为无线电波W至该生物体O,该生物体O反射一反射电波R,该天线141接收该反射电波R为反射信号,该反射信号注入该自我注入锁定振荡源,使该自我注入锁定振荡源处于自我注入锁定状态(Injection-locked state)而产生自我注入锁定信号,该自我注入锁定信号传送至该解调单元,由于该生物体O与该天线141之间的相对位移会对该无线电波W产生多普勒效应(Dopplereffect),使得该反射电波R及该反射信号中包含有该生物体O的位移造成的相位调变成份。而该反射信号注入锁定该自我注入锁定振荡源后,会让该自我注入锁定振荡源产生的该自我注入锁定信号的频率变化与位移造成的相位调变成份成正比,因此,该解调单元对该自我注入锁定信号进行相位解调,即可得到该生物体O的位移量,若该生物体O的位移量是由生理征象(如呼吸、心跳)的振动造成,该位移量即可表示为该生物体O的该生理征象信号VS。
请参阅图1,在本实施例中,该运算单元150具有生物特征辨识模块151、生物特征数据库152、影像结合模块153、移动控制模块154及信号处理模块155。
请参阅图1,该生物特征辨识模块151电性连接该光学影像捕获设备120以接收该光学影像Pi,该生物特征辨识模块151用以判定该光学影像Pi中是否包含有生物特征(例如:人脸、动物皮毛花色、纹路…等等),若有则该生物特征辨识模块151将该生物特征与该生物特征数据库152储存的多个生物特征信息进行比对,以判断该生物特征数据库152中是否有符合该生物特征的该生物特征信息,且该生物特征辨识模块151输出生物特征辨识结果Fr至该显示器160并显示于该显示器160上,让使用者可查看辨识结果。其中,储存于该生物特征数据库152的该些生物特征信息可为事前藉由该光学影像捕获设备120拍摄生物体的特征的方式建立,或是汇入含有生物特征的照片的方式建立,本实用新型不在此限。
请参阅图1,该影像结合模块153电性连接该光学影像捕获设备120及该热影像捕获设备130,以接收该光学影像Pi及该热影像Hi,由于该热影像Hi的分辨率较低,因此,该影像结合模块153将该光学影像Pi及该热影像Hi结合为光学-热结合影像Fi,而藉由该光学影像Pi的高分辨率影像显示热度信息,该光学-热结合影像Fi传送至该显示器160并显示于该显示器160上,令使用者可查看自己或是周遭环境的温度状况。
请参阅图1,该信号处理模块155电性连接该光学影像捕获设备120、该热影像捕获设备130及该生理征象感测雷达140,以接收该光学影像Pi、该热影像Hi及该生理征象信号VS,该信号处理模块155对该光学影像Pi、该热影像Hi及该生理征象信号VS进行信号处理,以由该些信号中撷取相关的生理信号,例如由该光学影像Pi中撷取该生物体O的肤色、亮度、姿势,由该热影像Hi中撷取该生物体O的体温,或由该生理征象信号VS中撷取该生物体O每分钟的呼吸、心跳次数…等等。该信号处理模块155再将撷取的数据传送至该显示器160并显示于该显示器160上,让用户可查看该光学影像Pi、该热影像Hi及该生理征象信号VS或其相关数据(肤色、亮度、姿势、体温、呼吸及心跳)。
请参阅图1及图2,该移动控制模块154耦接该移动件170,该移动控制模块154用以输出控制信号Cs控制该移动件170移动,由于该移动件170结合于该本体110的该身体部112,且该移动件170可在地面上移动,让该移动件170带动该本体110移动。该控制信号Cs可由用户直接输入而控制该生理信号侦测机器人100移动,或是由该移动控制模块154直接根据该信号处理模块155提供的信息自动产生,让该生理信号侦测机器人100可自动地跟随该生物体O移动。在本实施例中,该移动件为170为具有轮子的移动平台,在其他实施例中,该移动件170亦可为该生理信号侦测机器人100的双脚,本实用新型不在此限。
请参阅图1,该物联网模块180电性连接该运算单元150及因特网E,使该运算单元150可通过该物联网模块180连接至因特网E,而可通过该因特网E将上述数据传送至其他装置(如个人行动装置、可携型智能配件、云端…等)上,以便于使用者查看,或是在上述数据发生异常时可自动传送警示信号至指定的装置上,而具备有紧急医疗救护的功效。较佳的,该物联网模块180是以无线通信的方式连接至该因特网E,令该生理信号侦测机器人100的移动不会受到网络数据线的限制。
本实用新型的该生理信号侦测机器人100藉由该光学影像捕获设备120、该热影像捕获设备130及该生理征象感测雷达140撷取该生物体O的该光学影像Pi、该热影像Hi及该生理征象信号VS,并通过该运算单元150根据该光学影像Pi、该热影像Hi及该生理征象信号VS计算该生物体O的相关生理信号,让该生理信号侦测机器人100于医疗或其他领域的应用更加广泛。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (14)

1.一种生理信号侦测机器人,其特征在于,其包含:
本体;
光学影像捕获设备,设置于该本体,该光学影像捕获设备用以撷取生物体的光学影像;
热影像捕获设备,设置于该本体,该热影像捕获设备用以撷取该生物体的热影像;
生理征象感测雷达,设置于该本体,该生理征象感测雷达用以感测该生物体的生理征象信号;以及
运算单元,耦接该光学影像捕获设备、该热影像捕获设备及该生理征象感测雷达,以接收该光学影像、该热影像及该生理征象信号,该运算单元用以将该光学影像、该热影像、该生理征象信号或其组合显示于显示器上。
2.如权利要求1所述的生理信号侦测机器人,其特征在于,其中该运算单元具有生物特征辨识模块,该生物特征辨识模块接收该光学影像,该生物特征辨识模块用以判定该光学影像中是否包含有生物特征。
3.如权利要求2所述的生理信号侦测机器人,其特征在于,其中该运算单元具有生物特征数据库,该生物特征辨识模块将该生物特征与该生物特征数据库储存的多个生物特征信息进行比对,且该生物特征辨识模块输出生物特征辨识结果。
4.如权利要求1所述的生理信号侦测机器人,其特征在于,其中该生理征象感测雷达具有振荡源、天线及解调单元,该振荡源用以产生振荡信号,该天线电性连接该振荡源以接收该振荡信号,且该天线将该振荡信号发射为无线电波至该生物体,该生物体反射一反射电波,该天线接收该反射电波为一反射信号,该反射信号传送至该解调单元,该解调单元对该反射信号进行解调,以测得该生物体的该生理征象信号。
5.如权利要求1所述的生理信号侦测机器人,其特征在于,其中该生理征象感测雷达具有自我注入锁定振荡源、天线及解调单元,该自我注入锁定振荡源用以产生振荡信号,该天线电性连接该振荡源以接收该振荡信号,且该天线将该振荡信号发射为一无线电波至该生物体,该生物体反射一反射电波,该天线接收该反射电波为一反射信号,该反射信号传送至该自我注入锁定振荡源,使该自我注入锁定振荡源处于自我注入锁定状态并产生一自我注入锁定信号,且该自我注入锁定信号传送至该解调单元,该解调单元对该自我注入锁定信号进行解调,以测得该生物体的该生理征象信号。
6.如权利要求4或5所述的生理信号侦测机器人,其特征在于,其中该天线显露于该本体外。
7.如权利要求1、4或5所述的生理信号侦测机器人,其特征在于,其中该生理征象信号包含该生物体的呼吸及心跳。
8.如权利要求1所述的生理信号侦测机器人,其特征在于,其中该运算单元具有影像结合模块,该影像结合模块用以将该光学影像及该热影像结合为光学-热结合影像。
9.如权利要求1所述的生理信号侦测机器人,其特征在于,其包含有移动件,该移动件设置于该本体上,该移动件用以带动该本体移动。
10.如权利要求9所述的生理信号侦测机器人,其特征在于,其中该运算单元具有移动控制模块,该移动控制模块耦接该移动件,该移动控制模块用以输出控制信号控制该移动件移动。
11.如权利要求1所述的生理信号侦测机器人,其特征在于,其包含有物联网模块,该物联网模块电性连接该运算单元及因特网,使该运算单元可通过该物联网模块连接至因特网。
12.如权利要求1所述的生理信号侦测机器人,其特征在于,其中该本体具有头部及身体部,该头部结合该身体部,该光学影像捕获设备的光学镜头及该热影像捕获设备的热影像镜头设置于该头部。
13.如权利要求12所述的生理信号侦测机器人,其特征在于,其中该生理征象感测雷达具有天线,该天线设置于该本体的该身体部。
14.如权利要求1所述的生理信号侦测机器人,其特征在于,其中该运算单元具有信号处理模块,该信号处理模块用以计算该热影像中的该生物体的温度。
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