CN216098953U - 一种智能防疫机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能防疫机器人，该机器人功能包括摄像头(001)、体温识别控制面板与视像播报模块(002)、口罩供给模块(003)、红外传感器(004)、口罩识别控制面板与视像播报模块(005)；还包含云端控制端，用于接收来自防疫机器人的语音数据，测温异常数据，及图像识别数据，并传递处理结果。本实用新型可以实现人体体温监控，进行语音播报，进行人机交互，科普防疫知识，进行口罩识别，为未佩戴口罩的用户提供口罩，功能多样，应变场景灵活，智能性强，代替了人工劳动，减少了疾病传播风险，并加强了疫情的科普和预防。

Description

一种智能防疫机器人

技术领域

本实用新型涉及一种公共卫生防疫机器人技术领域，尤其是一种智能防疫机器人。

背景技术

目前，疫情防控主要有两种形式：现场人工调控和运用防疫机器人，人工调控的方式效率低下，且成本高；同时，根据《防疫前线的钢铁战士2020年中国防疫机器人发展报告》和《人工智能助力新冠疫情防控报告》，当下防疫机器人存在智能化不足，产品应变场景不足等情况。中国实用新型专利CN202022248921.3公开了一种消毒检疫机器人，该实用新型可实现人脸识别、体温检测和口罩检测等功能，但却无法主动提供防疫物品，无法进行人机交互，可见在执行复杂任务方面仍有差距。因此，需要进一步的改进。

实用新型内容

为了克服现有技术中防疫机器人产品功能单一，智能化不足的等缺陷，本实用新型提供一款防疫机器人，能够避免人与人之间的接触，进行体检监测，口罩检测，还能进行人机交互科普防疫知识，为未佩戴口罩的人自动提供口罩，既节省了人力，更能保障了室内行人健康。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能防疫机器人，包括摄像头(001)、体温识别控制面板与视像播报模块(002)、口罩供给模块(003)、红外传感器(004)、口罩识别控制面板与视像播报模块(005)，其特征在于，设置云端控制端，所述云端控制端通过无线通讯模块与所述摄像头(001)、体温识别控制面板与视像播报模块(002)、红外传感器(004)、口罩识别控制面板与视像播报模块(005)进行数据的接收和发送，口罩供给模块(003)执行口罩提供程序给未佩戴口罩者提供口罩。

在本实用新型的实施例中，所述口罩识别控制面板与视像播报模块(005)由监控摄像模块、无线通讯模块、视像播报模块、语音播报模块、云端图像库和图像模型库对比组成。

在本实用新型的实施例中，还包括人机交互系统，所述人机交互系统由语音接受模块、无线通讯模块、语音播报模块、云端语音库和语音特征模型库对比及结果库组成。

在本实用新型的实施例中，所述口罩供给模块(003)的控制对象为内部皮带轮、控制主板、控制面板、单片机和步进电机驱动器。

在本实用新型的实施例中，所述体温识别控制面板与视像播报模块(002)由体温监测模块、监控摄像模块、视像播报模块、语音播报模块组成。

在本实用新型的实施例中，所述云端控制端用于接收来自防疫机器人端的语音、图像数据，发送处理结果以及传递体温异常的信息和录像到所述防疫机器人端。

在本实用新型的实施例中，上述的智能防疫机器人中，所述的监测体温的体温监测模块的监测体温程序装载在控制主板之内。

本实用新型的有益效果是：本实用新型可以实现无接触检测人体体温，进行语音播报，存在异常的情况下会通过后台进行反馈。在有新冠病毒的疑问时，可以进行人机交互，根据用户的疑问迅速回应科普，还能检测用户是否佩戴口罩，进行语音播报提示，未佩戴口罩时还可以通过存储柜自动为用户提供口罩。本实用新型功能多样，应变场景灵活，智能性强，检测效率更高，反应速度更快，全程从检测体温和口罩佩戴情况，人机交互，再到提供口罩等物资，都实现了无接触的特点，代替了人工劳动，减少了疾病传播风险，并加强了疫情的科普和预防。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型所述的智能防疫机器人的一种应用系统的示意简略图。

图2为本实用新型所述的口罩识别系统框图。

图3为本实用新型所述的口罩识别的流程示意图。

图4为本实用新型所述的人机交互系统框图。

图5为本实用新型所述的人机交互的流程示意图。

图6为本实用新型所述的红外测温系统框图。

附图说明：001摄像头、002体温识别控制面板与视像播报模块、003口罩供给模块、004红外传感器、005口罩识别控制面板与视像播报模块

具体实施方式

为了使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案进行详细描述。

参见图1，包括摄像头001，体温识别控制面板与视像播报模块002，口罩供给模块003，红外传感器004，口罩识别控制面板与视像播报模块005等。摄像头001与红外传感器004用于口罩识别、紧急录像和体温监测，口罩识别控制面板与视像播报模块005用于显示和播报口罩佩戴情况，体温识别控制面板与视像播报模块002用于显示体温结果，口罩供给模块003内存有口罩，可以进行口罩供给，同时通过云端控制端，运行口罩识别和人机交互的程序并用于接收来自防疫机器人的语音及图像的识别数据，并下发处理结果，以及传递体温异常的信息和录像。

本实用新型的消毒检疫机器人具有测温，识别，人机交互等功能，功能多样，实用性强，能满足实际需求，减少了疾病传播风险。

进一步地，智能防疫机器人所述的口罩识别系统，参见图2，进行口罩识别的过程为：在监控摄像模块中拍摄获取图像，通过I/O接口传送到控制主板，利用无线通讯模块上传到云端控制端的图像库，执行程序进行图像模型库对比，再利用无线通讯模块将结果反馈回机器人的控制面板，利用图像结果执行视像播报模块和口罩提供板块，利用语音结果执行语音播报模块。

具体地，参见图3，上述功能进行口罩识别(有口罩)的详细过程为：摄像头进行人脸捕捉，拍摄图片，将图片送入云端图像库，并对拍摄到的图像采用Python的Pillow库进行灰度处理。处理后，进行嘴部特征和图像提取对比，判断是否识别出嘴部特征，若不存在嘴部特征，再对图像进行鼻部特征提取对比，判断是否识别出鼻部特征，若也不存在鼻部特征，则对图像进行面部轮廓特征与口罩线条特征进行提取对比，判断是否存在面部轮廓特征和口罩线条特征，若无面部轮廓特征，且有口罩轮廓特征，可得到已佩戴口罩的结论。

具体地，参见图3，上述功能进行口罩识别(无口罩)的详细过程为：摄像头进行人脸捕捉，拍摄图片，将图片送入云端图像库，并对拍摄到的图像采用Python的Pillow库进行灰度处理。处理后，先对图像进行嘴部特征提取对比，判断是否识别出嘴部特征，若存在嘴部特征，得到未佩戴口罩的结论；若不存在嘴部特征，再对图像进行鼻部特征提取对比，判断是否识别出鼻部特征，若存在鼻部特征，得到未佩戴口罩的结论；若不存在鼻部特征，则对图像进行面部轮廓特征与口罩线条特征进行提取对比，判断是否存在面部轮廓特征和口罩线条特征，若有面部轮廓特征，且无口罩轮廓特征，可得到未佩戴口罩的结论。

进一步地，参见图3，上述得到未佩戴口罩结论后，则会发送信号，通过单片机发送信号控制步进电机，同时利用PWM算法精确计算口罩供给模块003中齿轮旋转角度，提供口罩。

详细地，上述的口罩识别功能，所述的图像模型库算法采用TensorFlow和Pytorch搭建，通过卷积神经网络对图像进行分类识别，系统经过人工智能算法和深度学习训练后，可通过计算结果与图像数据的进行对比识别用户口罩佩戴情况。

进一步地，智能防疫机器人所述的人机交互系统，参见图4，进行人机交互的过程为：通过语音接受模块接收语音信息，通过I/O接口传送到控制主板，利用无线通讯模块上传到云端控制端的语音库，执行程序进行语音特征模型库对比及结果库查询，再利用无线通讯模块将结果反馈回机器人的控制面板，对反馈结果进行语音播报。

具体地，参见图5，上述功能进行人机交互的详细过程为：防疫机器人接收到用户所提问的新冠病毒知识时，会将接收到的语音信息发送到云端语音库，基于贝叶斯统计建模框架进行语音特征提取，并将提取到声学特征放进语音特征值的模型库中，通过文本的匹配得到与输入语音相对应的语音文本，提取到语音的文本之后，系统会通过NLU单元对文本进行基于统计学的自然语言理解，再与云端问题库中的所有已设置好的问题进行相似度计算，找到相似度最高的问题，以语音播报的形式返回该问题的答案。

详细地，上述的人机交互功能，所述的基于贝叶斯统计建模框架进行语音特征提取，利用了现有的梅尔频率倒谱系数取得声学特征，用倒频法与模型库匹配。

智能防疫机器人所述的红外测温系统，参见图6，进行红外测温的过程为：在监控摄像模块中拍摄获取图像，在体温监测模块中获得温度数值，通过I/O接口传送到控制主板，对体温监测结果进行分析，如体温异常，则利用无线通讯模块将影像传入后台，再反馈回机器人的控制面板，利用体温监测结果执行视像播报模块和语音播报模块；如体温正常，则通过无线通讯模块反馈回机器人的控制面板，利用体温监测结果执行视像播报模块和语音播报模块。

总之，本实用新型所述的防疫机器人，可以进行体温监测，排除体温有异常的人，可以实现口罩识别，检测用户是否佩戴好口罩，为未佩戴口罩的人提供口罩，可以进行人机交互，回应用户提问的问题。本实用新型功能多样，应变场景灵活，智能性强，检测效率高，反应速度快，可以适用于银行门口，商场门口，会议室门口等场所，代替了人工劳动，减少了疾病传播风险，并加强了疫情的科普和预防，为抗击疫情提供助力。

本实用新型是通过优选实施例进行描述的，部分内容使用了现有技术，望本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本实用新型保护的范围。

Claims (7)

1.一种智能防疫机器人，包括摄像头(001)、体温识别控制面板与视像播报模块(002)、口罩供给模块(003)、红外传感器(004)、口罩识别控制面板与视像播报模块(005)，其特征在于，设置云端控制端，所述云端控制端通过无线通讯模块与所述摄像头(001)、体温识别控制面板与视像播报模块(002)、红外传感器(004)、口罩识别控制面板与视像播报模块(005)进行数据的接收和发送，口罩供给模块(003)执行口罩提供程序给未佩戴口罩者提供口罩。

2.根据权利要求1所述的智能防疫机器人，其特征在于，所述口罩识别控制面板与视像播报模块(005)由监控摄像模块、无线通讯模块、视像播报模块、语音播报模块、云端图像库和图像模型库对比组成。

3.根据权利要求2所述的智能防疫机器人，其特征在于，还包括人机交互系统，所述人机交互系统由语音接受模块、无线通讯模块、语音播报模块、云端语音库和语音特征模型库对比及结果库组成。

4.根据权利要求3所述的智能防疫机器人，其特征在于，所述口罩供给模块(003)的控制对象为内部皮带轮、控制主板、控制面板、单片机和步进电机驱动器。

5.根据权利要求4所述的智能防疫机器人，其特征在于，所述体温识别控制面板与视像播报模块(002)由体温监测模块、监控摄像模块、视像播报模块、语音播报模块组成。

6.根据权利要求5所述的智能防疫机器人，其特征在于，所述云端控制端用于接收来自防疫机器人端的语音、图像数据，发送处理结果以及传递体温异常的信息和录像到所述防疫机器人端。

7.根据权利要求5或6所述的智能防疫机器人，其特征在于，所述的监测体温的体温监测模块的监测体温程序装载在控制主板之内。

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