TWI746127B - 寵物照護系統及其方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一種寵物照護系統及其方法。該寵物照護系統包含監視裝置及機器人，其中機器人包含清掃裝置及控制裝置。監視裝置用於取得環境狀態資訊，並根據環境狀態資訊，執行寵物之排泄物偵測，以產生排泄物偵測結果。機器人與監視裝置連線，機器人之清掃裝置用於清理排泄物，機器人之控制裝置用於接收監視裝置發送的排泄物偵測結果，並根據排泄物偵測結果，驅動清掃裝置清理排泄物。

Description

寵物照護系統及其方法
本發明涉及一種寵物照護系統及其方法，特別涉及一種自動偵測並處理寵物排泄物及噪音的系統及其方法。
目前某些市面上的寵物攝影監視器，允許飼主即使不在家中，也能透過應用程式與寵物遠端地互動，包含發送語音訊息及提供玩具球等方式。另一方面，也有能定時清掃環境用的掃地機器人。然而，對於寵物排泄物的清掃，一般的掃地機械人所使用的毛刷可能會讓環境更髒亂及惡臭。
此外，當飼主不在家中時，寵物可能會因為運動量不足、寂寞、焦慮，或是受到外在環境噪音等刺激，而高聲吠叫，進而影響社區安寧。某些飼主可能會為寵物裝上靜電項圈，當寵物高聲吠叫時，項圈會自動釋出微小電流以遏止寵物吠叫。然而，這種項圈卻存在對寵物造成生理傷害甚至生命危險的疑慮。
因此，需要有一寵物照護系統，能夠自動偵測並處理寵物所產生的排泄物及噪音，以使飼主免於擔憂上述離家時的寵物照護問題。
本發明揭露一種寵物照護系統，該寵物照護系統包含監視裝置及機器人，其中機器人包含清掃裝置及控制裝置。監視裝置用於取得環境狀態資訊，並根據環境狀態資訊，執行寵物之排泄物偵測，以產生排泄物偵測結果。機器人與監視裝置連線，機器人之清掃裝置用於清理排泄物，機器人之控制裝置用於接收監視裝置發送的排泄物偵測結果，並根據排泄物偵測結果，驅動清掃裝置清理排泄物。
在該寵物照護系統的某些實施例中，排泄物偵測結果包含排泄物之定位資訊。控制裝置根據定位資訊，驅動機器人前進至排泄物所在位置，並驅動清掃裝置清理排泄物。
在該寵物照護系統的某些實施例中，排泄物偵測結果包含排泄物之排泄物類型。控制裝置根據排泄物類型，驅動清掃裝置以對應於排泄物類型的清掃作法清理排泄物。
在該寵物照護系統的某些實施例中，控制裝置更根據最新的排泄物偵測結果判斷排泄物是否已被清理完畢。響應於控制裝置判斷排泄物已被清理完畢，控制裝置驅動清掃裝置終止清理排泄物。
在某些實施例中，該寵物照護系統更包含音訊播放裝置，用於播放聲波。監視装置更根據環境狀態資訊，執行寵物之叫聲偵測，產生叫聲偵測結果。控制裝置接收監視裝置發送的叫聲偵測結果，並根據叫聲偵測結果，驅動音訊播放裝置播放聲波。
在該寵物照護系統的某些實施例中，響應於叫聲偵測結果指示寵物之叫聲已持續超過第一時間間隔，控制裝置驅動音訊播放裝置播放第一聲波。
在該寵物照護系統的某些實施例中，在音訊播放裝置播放第一聲波持續達第二時間間隔後，響應於最新的叫聲偵測結果指示叫聲仍存在，控制裝置驅動音訊播放裝置播放第二聲波。
本發明揭露一種寵物照護方法，該寵物照護方法包含：取得環境狀態資訊，並根據環境狀態資訊，執行寵物之排泄物偵測，以產生排泄物偵測結果；根據排泄物偵測結果，驅動機器人之清掃裝置清理排泄物。
在該寵物照護方法的某些實施例中，排泄物偵測結果包含排泄物之定位資訊。根據定位資訊，機器人被驅動來前進至排泄物所在位置，清掃裝置被驅動來清理排泄物。
在該寵物照護方法的某些實施例中，排泄物偵測結果包含排泄物之排泄物類型。根據排泄物類型，清掃裝置被驅動來以對應於該排泄物類型的清掃作法清理排泄物。
在某些實施例中，該寵物照護方法更包含：根據最新的排泄物偵測結果判斷排泄物是否已被清理完畢；響應於判斷排泄物已被清理完畢，驅動清掃裝置終止清理排泄物。
在某些實施例中，該寵物照護方法更包含：根據環境狀態資訊，執行寵物之叫聲偵測，產生叫聲偵測結果；根據叫聲偵測結果，驅動音訊播放裝置播放聲波。
在該寵物照護方法的某些實施例中，響應於叫聲偵測結果指示寵物之叫聲已持續超過第一時間間隔，音訊播放裝置被驅動來播放第一聲波。
在某些實施例中，該寵物照護方法更包含：在音訊播放裝置播放第一聲波持續達第二時間間隔後，響應於最新的叫聲偵測結果指示叫聲仍存在，驅動音訊播放裝置播放第二聲波。
第1圖係根據本發明之實施例所繪示的寵物照護系統100之方塊圖。如第1圖所示，寵物照護系統100包括監視裝置101及機器人102，機器人102包括控制裝置103、清掃裝置104及音訊播放裝置105。
監視裝置101可裝設在家中，以獲取家中的環境狀態資訊，環境狀態資訊可包括寵物的影像、寵物排泄物的影像、寵物的體溫、寵物排泄物的溫度、寵物排泄物的溼度，及寵物叫聲的音量等。監視裝置101獲取環境狀態資訊所涵蓋的範圍，可包括寵物可能的活動範圍，例如家中的一個或多個房間。
為了獲取環境狀態資訊，監視裝置101可包括攝影鏡頭、溫度感測器、濕度感測器，及聲音感測器等元件。攝影鏡頭可用以取得寵物的影像，且攝影鏡頭包括一般光學鏡頭或紅外線鏡頭，本發明不限制攝影鏡頭的類型與數目。攝影鏡頭可以是可移動的(例如可轉動以拍攝不同角度的的影像)或者是不可移動的(例如不可轉動而僅能拍攝固定角度的影像)。溫度感測器可用以量測一物體之溫度，而溼度感測器可用以量測一物體之溼度。溫度感測器及溼度感測器可以是可移動的(例如可轉動以量測不同方向的溫度/溼度)或者是不可移動的(例如不可轉動而僅能量測固定方向的溫度/溼度)。聲音感測器可用以感測環境中的聲音，本發明不限制聲音感測器的類型與數目。
根據本發明之實施例，監視裝置101更包括具有運算功能的處理器，以對上述元件所蒐集到的各種環境狀態資訊執行偵測，例如排泄物偵測或叫聲偵測；並產生偵測結果，例如排泄物偵測結果或叫聲偵測結果。
在某些實施例中，為了確認室內空間存在寵物之排泄物，監視裝置101所執行的排泄物偵測，可包括根據攝影鏡頭所取得的影像判斷室內空間是否有新出現的物體，然後根據溫度感測器對寵物所量測到的寵物之體溫，以及溫度感測器對新出現的物體所量測到的新出現的物體之溫度，判斷新出現的物體是否為排泄物。舉例來說，監視裝置101可比對先後取得的兩張影像，若某一物體在前一張影像中不存在、而在下一張影像中出現，則監視裝置101可判斷此物體為新出現的物體。接著，監視裝置101可比較寵物之體溫與新出現的物體之溫度。若新出現的物體之溫度與寵物之體溫之間的差異小於一溫度差異門檻值，也就是說新出現的物體之溫度在某種程度上接近於寵物之體溫，則監視裝置101會判斷新出現的物體應為寵物之排泄物。反之，若新出現的物體之溫度與寵物之體溫之間的差異大於一門檻值，則監視裝置101會判斷新出現的物體並非寵物之排泄物。於是，監視裝置101所產生的排泄物偵測結果，可指示是否有一新出現的物體為排泄物。
在某些實施例中，監視裝置101亦可運用影像辨識技術分析攝影鏡頭所取得的影像，以辨識新出現的物體之形狀，進而根據新出現的物體之形狀判斷新出現的物體是否為排泄物。舉例來說，若新出現的物體之形狀為圓形、橢圓形或塊狀等預設形狀，則監視裝置101會判斷新出現的物體為排泄物。應注意的係，此判斷機制亦可與前述根據新出現的物體之溫度及寵物體溫判斷新出現的物體是否為排泄物的機制搭配使用，以提升判斷的準確度。舉例來說，在某些實施例中，新出現的物體之形狀及溫度皆須滿足特定條件(例如，新出現的物體之溫度與寵物之體溫之間的差異小於一溫度差異門檻值，並且新出現的物體之形狀為圓形、橢圓形或塊狀等預設形狀)，監視裝置101才會判斷新出現的物體為排泄物。此處所運用的影像辨識技術為本領域慣用的習知技術，故於此不再贅述。
在某些實施例中，排泄物偵測結果包括排泄物之定位資訊。為了得到排泄物之定位資訊，監視裝置101所執行的排泄物偵測，可包括運用影像辨識技術，從攝影鏡頭所取得的影像中辨識出排泄物在影像中所涵蓋的範圍；然後，再根據排泄物在影像中所涵蓋的範圍以及影像中的背景，推算出排泄物在已座標化的室內空間中的所在位置之座標。此處所運用的影像辨識技術為本領域慣用的習知技術，故於此不再贅述。
在某些實施例中，排泄物偵測結果更包括排泄物之類型，例如糞便或尿液。為了得到排泄物之類型，監視裝置101所執行的排泄物偵測，可包括根據溼度感測器所量測到新出現的物體之溼度，判斷新出現的物體為糞便或尿液。舉例來說，監視裝置101可判斷新出現的物體之溼度是否高於一溼度門檻值。若新出現的物體之溼度高於該溼度門檻值，則監視裝置101會判斷新出現的物體為尿液。反之，若新出現的物體之溼度低於該溼度門檻值，則監視裝置101會判斷新出現的物體為糞便。
機器人102可以係一個用以清掃室內環境的掃地機器人。除了一般掃地機器人所具備用來在地面上移動的滾輪及用來清掃地面的毛刷之外，在某些實施例中，機器人102更包括碼盤或慣性感測器。碼盤或慣性感測器可用於室內空間之定位，以得知機器人102在室內空間中的位置。此外，機器人102與監視裝置101可透過有線網路介面及/或無線網路介面來連線及通訊。
清掃裝置104包括換向器電機，換向器電機允許風機葉輪在電動機的高速驅動下，葉輪中的空氣高速排出風機而與外界形成較高的壓差，進而使外界空氣不斷地補充進風機，以達到吸取外界塵埃或髒汙物(例如寵物排泄物)的效果。清掃裝置104亦包括吸塵管，吸塵管可用以吸取特定類型的髒汙物，例如寵物排泄物。在某些實施例中，清掃裝置104更可包括不只一種的吸塵管，以適應不同類型的髒汙物，例如寵物之糞便與尿液。
音訊播放裝置105可用以播放音訊，特別係頻率超過20,000赫茲、人耳所聽不見、但會被寵物感知且厭惡的超音波(Ultrasound)，以遏止寵物的特定行為，例如吠叫。
根據本發明之實施例，控制裝置103接收監視裝置101發送的排泄物偵測結果，響應於排泄物偵測結果指示有一新出現的物體為排泄物，控制裝置103會驅動清掃裝置104清理排泄物。
在某些實施例中，控制裝置103根據排泄物偵測結果中的排泄物之定位資訊，以及機器人102之碼盤或慣性感測器所取得機器人102在室內空間中的位置，計算出排泄物與機器人102的相對位置。舉例來說，若機器人102在已座標化的室內空間中的所在位置之座標為(x 1,y 1)，而排泄物之定位資訊指示排泄物在已座標化的室內空間中的所在位置之座標為(x 2,y 2)，則排泄物與機器人102的相對位置為(x 2-x 1,y 2-y 1)，表示機器人102需往x軸所代表的方向前進x 2-x 1個單位的距離，以及往y軸所代表的方向前進,y 2-y 1個單位的距離，以到達排泄物所在位置。在取得機器人102與排泄物的相對位置後，控制裝置103會根據機器人102與排泄物的相對位置，驅動機器人102前進至排泄物所在位置，並驅動清掃裝置104清理排泄物。
在某些實施例中，控制裝置103根據排泄物偵測結果中的排泄物類型，判斷清掃裝置104應採用何種作法來清理排泄物。舉例來說，若排泄物類型為糞便，則控制裝置103可驅動清掃裝置104以較粗的吸塵管或較強的吸力來清理排泄物。反之，若排泄物類型為尿液，則控制裝置103可驅動清掃裝置104以較細的吸塵管或較弱的吸力來清理排泄物。
在某些實施例中，控制裝置103會持續根據最新的排泄物偵測結果判斷排泄物是否已被清理完畢。響應於最新的排泄物偵測結果指示環境中已不存在排泄物，控制裝置103會判斷排泄物已被清理完畢，清掃裝置104會終止清理排泄物，機器人102會進入待機或閒置狀態。
根據本發明之實施例，飼主能事先透過監視裝置101收錄寵物之叫聲，以取得寵物叫聲之音頻及波形。監視裝置101所執行的叫聲偵測，可包括運用聲音辨識技術，根據事先取得的寵物叫聲之音頻及波形，辨識聲音感測器所接收到的聲音是否為寵物叫聲。於是，監視裝置101所產生的叫聲偵測結果，可指示是否有寵物吠叫之情況發生。此處所運用的聲音辨識技術為本領域慣用的習知技術，故於此不再贅述。
控制裝置103接收監視裝置101發送的叫聲偵測結果，響應於叫聲偵測結果指示有寵物吠叫之情況發生，控制裝置103會播放頻率超過20,000赫茲、人耳所聽不見、但會被寵物感知且厭惡的超音波。
在某些實施例中，監視裝置101會累計寵物之叫聲已持續的時間，據以判斷寵物是否已持續吠叫超過第一時間間隔(例如10秒)。於是，監視裝置101所產生的叫聲偵測結果可指示寵物之叫聲是否已持續超過第一時間間隔。響應於接收到的叫聲偵測結果指示寵物已持續吠叫超過第一時間間隔，音訊播放裝置105會播放第一聲波，例如頻率為38,000赫茲的超音波。
在更進一步的實施例中，考量到每隻寵物對於聲波的頻率會感到厭惡的範圍可能存在差異，若在音訊播放裝置105播放超音波後，寵物仍有持續吠叫的情況，則控制裝置103可驅動音訊播放裝置105播放其他頻率的超音波。舉例來說，在音訊播放裝置105播放第一聲波後，監視裝置101仍會繼續追蹤寵物的吠叫情況，據以判斷寵物是否仍持續吠叫。於是，監視裝置101所產生的叫聲偵測結果更可指示在音訊播放裝置105播放第一聲波持續達第二時間間隔(例如5秒)後，寵物叫聲是否仍存在。響應於接收到的叫聲偵測結果指示寵物在音訊播放裝置105播放第一聲波後仍持續吠叫超過第二時間間隔，控制裝置103會驅動音訊播放裝置105播放第二聲波，例如頻率為48,000赫茲的超音波。依此類推，若第二聲波的播放仍無法有效遏止寵物吠叫，控制裝置103會驅動音訊播放裝置105改為播放第三聲波，例如頻率為58,000赫茲的超音波。此外，在音訊播放裝置105播放如上述第一聲波、第二聲波或第三聲波後，響應於叫聲偵測結果指示寵物叫聲已停止，控制裝置103會驅動音訊播放裝置105終止播放超音波。
在某些實施例中，在接收到寵物叫聲時，監視裝置101亦可運用影像辨識技術分析攝影鏡頭所取得的影像，以辨識寵物是否為開口吠叫的狀態。搭配前述根據聲音辨識之結果作為判斷條件，可以提升判斷的準確度。舉例來說，唯有當監視裝置101判斷其接收到的寵物叫聲超過特定時間間隔，同時又根據接收到的影像確認寵物的確處於開口吠叫的狀態，才會觸發音訊播放裝置105播放超音波。
第2圖係根據本發明之實施例所繪示的寵物照護方法200的流程圖。如第2圖所示，寵物照護方法200包括步驟201-205。
於步驟201，取得環境狀態資訊，並根據環境狀態資訊，執行寵物之排泄物偵測，產生排泄物偵測結果，其中排泄物偵測結果包括排泄物之定位資訊及排泄物類型，然後進入步驟202。
於步驟202，根據定位資訊，驅動機器人前進至排泄物所在位置，然後進入步驟203。
於步驟203，根據排泄物類型，驅動機器人之清掃裝置以對應於排泄物類型的清掃作法清理排泄物，然後進入步驟204。
於步驟204，根據最新的該排泄物偵測結果，判斷排泄物是否已被清理完畢。若是，則進入步驟205；若否，則重複步驟203。
於步驟205，驅動機器人之清掃裝置終止清理排泄物。
第3圖係根據本發明之實施例所繪示的寵物照護方法300的流程圖。如第3圖所示，寵物照護方法300包括步驟301-305。
於步驟301，取得環境狀態資訊，並根據環境狀態資訊，執行寵物之叫聲偵測，產生叫聲偵測結果，然後進入步驟302。
於步驟302，響應於叫聲偵測結果指示寵物叫聲已持續超過第一時間間隔，驅動音訊播放裝置播放第一聲波，然後進入步驟303。
於步驟303，在該音訊播放裝置播放第一聲波持續達第二時間間隔後，檢驗最新的叫聲偵測結果是否指示寵物叫聲仍存在。若是，則進入步驟304；若否，則進入步驟305。
於步驟304，驅動音訊播放裝置播放第二聲波。
於步驟305，驅動音訊播放裝置終止播放聲波。
如以上所敘述，本揭露之寵物照護系統能夠自動偵測並處理寵物所產生的排泄物及噪音，使飼主免於擔憂離家時的寵物排泄物及噪音等照護問題。
在本說明書中以及申請專利範圍中的序號，例如「第一」、「第二」等等，僅係為了方便說明，彼此之間並沒有順序上的先後關係。
以上段落使用多種面向描述。顯然的，本文的教示可以多種方式實現，而在範例中揭露之任何特定架構或功能僅為一代表性之狀況。根據本文之教示，任何熟知此技藝之人士應理解在本文揭露之各面向可獨立實作或兩種以上之面向可以合併實作。
雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100:寵物照護系統
101:監視裝置
102:機器人
103:控制裝置
104:清掃裝置
105:音訊播放裝置
200:寵物照護方法
201-205:步驟
300:寵物照護方法
301-305:步驟
本揭露將可從以下示範的實施例之敘述搭配附帶的圖式更佳地理解。此外，應被理解的係，在本揭露之流程圖中，各區塊的執行順序可被改變，且/或某些區塊可被改變、刪減或合併。 第1圖係根據本發明之實施例所繪示的寵物照護系統100之方塊圖。 第2圖係根據本發明之實施例所繪示的寵物照護方法200的流程圖。 第3圖係根據本發明之實施例所繪示的寵物照護方法300的流程圖。
200:寵物照護方法
201-205:步驟

Claims (12)

  1. 一種寵物照護系統，包括：一監視裝置，取得一環境狀態資訊，並根據該環境狀態資訊，執行一寵物之一排泄物偵測，以產生一排泄物偵測結果；以及一機器人，與該監視裝置連線，包括：一清掃裝置，用於清理一排泄物；一控制裝置，接收該監視裝置發送的該排泄物偵測結果，並根據該排泄物偵測結果，驅動該清掃裝置清理該排泄物；其中該排泄物偵測結果包括該排泄物之一定位資訊；及其中該控制裝置根據該定位資訊，驅動該機器人前進至該排泄物所在位置，並驅動該清掃裝置清理該排泄物。
  2. 如請求項1之寵物照護系統，其中該排泄物偵測結果包括該排泄物之一排泄物類型；及其中該控制裝置根據該排泄物類型，驅動該清掃裝置以對應於該排泄物類型的一清掃作法清理該排泄物。
  3. 如請求項1之寵物照護系統，其中該控制裝置更根據最新的該排泄物偵測結果判斷該排泄物是否已被清理完畢；及其中響應於該控制裝置判斷該排泄物已被清理完畢，該控制裝置驅動該清掃裝置終止清理該排泄物。
  4. 如請求項1之寵物照護系統，更包括一音訊播放裝置，用於播放一聲波；及其中該監視裝置更根據該環境狀態資訊，執行該寵物之一叫聲偵 測，產生一叫聲偵測結果；及其中該控制裝置接收該監視裝置發送的該叫聲偵測結果，並根據該叫聲偵測結果，驅動該音訊播放裝置播放該聲波。
  5. 如請求項4之寵物照護系統，其中根據該叫聲偵測結果，驅動該音訊播放裝置播放該聲波包括：響應於該叫聲偵測結果指示該寵物之一叫聲已持續超過第一時間間隔，驅動該音訊播放裝置播放第一聲波。
  6. 如請求項5之寵物照護系統，其中在該音訊播放裝置播放第一聲波持續達第二時間間隔後，響應於最新的該叫聲偵測結果指示該叫聲仍存在，該控制裝置驅動該音訊播放裝置播放第二聲波。
  7. 一種寵物照護方法，包括：取得一環境狀態資訊，並根據該環境狀態資訊，執行一寵物之一排泄物偵測，以產生一排泄物偵測結果；根據該排泄物偵測結果，驅動一機器人之一清掃裝置清理一排泄物；其中該排泄物偵測結果包括一排泄物之一定位資訊，且根據該排泄物偵測結果，驅動一清掃裝置清理一排泄物包括：根據該定位資訊，驅動該機器人前進至該排泄物所在位置，並驅動該清掃裝置清理該排泄物。
  8. 如請求項7之寵物照護方法，其中該排泄物偵測結果包括該排泄物之一排泄物類型，且根據該排泄物偵測結果，驅動 一清掃裝置清理一排泄物包括：根據該排泄物類型，驅動該清掃裝置以對應於該排泄物類型的一清掃作法清理該排泄物。
  9. 如請求項7之寵物照護方法，更包括：根據最新的該排泄物偵測結果判斷該排泄物是否已被清理完畢；響應於判斷該排泄物已被清理完畢，驅動該清掃裝置終止清理該排泄物。
  10. 如請求項7之寵物照護方法，更包括：根據該環境狀態資訊，執行該寵物之一叫聲偵測，產生一叫聲偵測結果；根據該叫聲偵測結果，驅動一音訊播放裝置播放一聲波。
  11. 如請求項10之寵物照護方法，其中根據該叫聲偵測結果，驅動一音訊播放裝置播放一聲波包括：響應於該叫聲偵測結果指示該寵物之一叫聲已持續超過第一時間間隔，驅動該音訊播放裝置播放第一聲波。
  12. 如請求項11之寵物照護方法，更包括：在該音訊播放裝置播放第一聲波持續達第二時間間隔後，響應於最新的該叫聲偵測結果指示該叫聲仍存在，驅動該音訊播放裝置播放第二聲波。
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