基于语音交互、云技术及集成智能家居监控的服务机器人

摘要

本发明涉及一种基于语音交互、云技术及集成智能家居监控的服务机器人。包括服务机器人本体及与其通信的智能云平台、家居设施及用户指令发送端；住户通过语音或操作移动终端与服务机器人进行交互，服务机器人通过智能算法判断居民的期望指令，执行相应的音视频反馈、肢体反馈及相关智能设施的调度；服务机器人可实时监控家中的智能设施并将数据信息上传到云平台，通过智能云计算分析用户的喜好、习惯，作为服务机器人判断用户期望指令的依据；不在家的住户可以通过访问云平台查询家中各类信息，包括实时监控视频、报警信息、家电状态信息、环境监测信息等，并通过云平台对服务机器人下达指令。本发明实现服务机器人真正意义上的高科技人工智能。

说明书

技术领域

本发明涉及智能家居技术、机器人技术以及智能通讯技术领域，具体为一种基于语音交互、云技术及集成智能家居监控的服务机器人。

背景技术

随着经济的快速发展，人们对生活品质的要求越来越高。在互联网技术的支持下，日常家居在设计和使用方面朝着智能化的方向发展，智能家居应运而生。同时，科技的不断进步为智能家居的发展提供了基础，在此前提下，运用综合布线、网络通信及自动控制等技术集成家居生活产品，以此来改善人们的居住环境。

现今市面上的智能家居产品缺乏统一的通信协议和标准，每一个厂家的产品都是独立的，不同公司的产品无法互联互通，一个家庭中的智能设备各自为政，致使整个智能家居系统不能很好的运作起来，其运作效率、兼容性和扩展性都无法满足现代人对于家居智能化的要求。于是人们开始寻求一种解决方案，先是利用一个控制器将所有智能设备连接起来进行管控，但是此方案导致布线困难、操作不便的问题，而且这种固定地点的守候式终端存在监控盲区，无法对整个家庭进行全方位的控制管理。随后，机器人技术的快速发展为智能家居系统提供了一种新的解决方案，通过机器人和智能家居的有机结合，实现高效、智能的智能家居系统。

但是，现有技术下的机器人还无法达到真正意义上的高科技人工智能，人们还要在终端上进行繁琐的操作，然后对智能设备进行一对一的控制，这种程度的智能化只是简单地将硬件通过物联网连接起来，然后把硬件当成软件来用，仅仅简化了人去直接操作设备开关的步骤。现今用户所需要的，已经不是对家居设施的远程控制，而是安全、快捷、智能的居家体验。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于语音交互、云技术及集成智能家居监控的服务机器人，该机器人通过云平台强大的计算和存储能力，整合智能家居系统各个设备，使之协同工作、提高效率，记录下全方位的实时智能家居数据，通过智能学习算法分析住户的喜好和习惯，有针对性地优化服务机器人的决策能力，实现服务机器人真正意义上的高科技人工智能。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于语音交互、云技术及集成智能家居监控的服务机器人，其特征在于：包括服务机器人本体、智能云平台、家居设施及用户指令发送端；

所述服务机器人本体包括CPU模块、传感器模块、执行器模块、语音交互模块及无线通信模块；所述服务机器人本体通过传感器模块检测家庭环境信息，通过CPU模块分析处理后，控制执行器模块执行相应动作；所述语音交互模块用于实现与所述用户指令发送端的交互，所述无线通信模块用于实现与所述智能云平台、用户指令发送端、家居设施的交互；

所述智能云平台根据服务机器人本体通过传感器模块检测到的家庭环境信息及智能云平台存储的数据，进行分析处理，进而传输指令控制服务机器人本体；

所述用户指令发送端用于实现用户的控制输入。

在本发明一实施例中，所述CPU模块包括GIS模块、GSM模块、Android系统，所述传感器模块包括环境综合监测模块、情感传感器、高清摄像头；所述服务机器人本体能够通过所述GIS模块获取家庭内部的电子地图，并配合环境综合监测模块检测的家庭环境信息以及高清摄像头的图像识别功能，在Android系统控制下实现服务机器人本体的自主避障。

在本发明一实施例中，所述智能云平台，采用基于动态信息的自组织云处理算法，实时分析视视频监控数据、环境监测数据、用户语音指令数据、用户设置信息、用户操作信息以及报警信息等；所述服务机器人能够获取智能云平台处理结果，并结合情感传感器数据，采用多源信息融合算法完成行为分析，实现服务机器人的自主决策控制。

在本发明一实施例中，还包括设置于家庭内的至少一个充电坪，当所述服务机器人本体的电量低于预设值时，能够通过充电坪自动充电。

在本发明一实施例中，所述执行器模块包括投影仪、扫地底盘、云台。

在本发明一实施例中，所述语音交互模块包括麦克风、音响。

在本发明一实施例中，所述服务机器人本体预设有四种情景模式，包括娱乐模式、离家模式、看护模式、待机充电模式。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明在于利用服务机器人的语音交互模块对机器人下达指令，增加了新的人机交互渠道，省去了繁琐的面板操作，提高了人机交互的效率和住户的居家体验质量；同时，通过云平台强大的计算和存储能力，整合智能家居系统各个设备，使之协同工作、提高效率，记录下全方位的实时智能家居数据，通过智能学习算法分析住户的喜好和习惯，有针对性地优化服务机器人的决策能力，实现服务机器人真正意义上的高科技人工智能。

附图说明

图1为本发明服务机器人的系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

如图1所示，本发明的一种基于语音交互、云技术及集成智能家居监控的服务机器人，其特征在于：包括服务机器人本体、智能云平台、家居设施及用户指令发送端；

所述服务机器人本体包括CPU模块、传感器模块、执行器模块、语音交互模块及无线通信模块；所述服务机器人本体通过传感器模块检测家庭环境信息，通过CPU模块分析处理后，控制执行器模块执行相应动作；所述语音交互模块用于实现与所述用户指令发送端的交互，所述无线通信模块用于实现与所述智能云平台、用户指令发送端、家居设施的交互；

所述智能云平台根据服务机器人本体通过传感器模块检测到的家庭环境信息及智能云平台存储的数据，进行分析处理，进而传输指令控制服务机器人本体；

所述用户指令发送端用于实现用户的控制输入。

所述CPU模块包括GIS模块、GSM模块、Android系统，所述传感器模块包括环境综合监测模块、情感传感器、高清摄像头；所述服务机器人本体能够通过所述GIS模块获取家庭内部的电子地图，并配合环境综合监测模块检测的家庭环境信息以及高清摄像头的图像识别功能，在Android系统控制下实现服务机器人本体的自主避障。

所述智能云平台，采用基于动态信息的自组织云处理算法，实时分析视视频监控数据、环境监测数据、用户语音指令数据、用户设置信息、用户操作信息以及报警信息等；所述服务机器人能够获取智能云平台处理结果，并结合情感传感器数据，采用多源信息融合算法完成行为分析，实现服务机器人的自主决策控制。

还包括设置于家庭内的至少一个充电坪，当所述服务机器人本体的电量低于预设值时，能够通过充电坪自动充电。

所述执行器模块包括投影仪、扫地底盘、云台。

所述语音交互模块包括麦克风、音响。

所述服务机器人本体预设有四种情景模式，包括娱乐模式、离家模式、看护模式、待机充电模式。

以下为本发明的具体实现过程。

系统的整体框架如图1所示，系统主要包括服务机器人本体、智能云平台、家电设施以及用户指令发送端，其中服务机器人本体包括CPU模块、传感器模块、执行器模块、语音交互模块以及无线通信模块，所述CPU模块包含GIS模块、GSM模块、Android系统，所述传感器模块包含环境综合检测传感器、情感传感器、高清摄像头，所述执行器模块包含投影仪、扫地底盘、云台，所述语音交互模块包含麦克风、音响；家电设施包括灯具、插座、家电、外设传感器、防盗报警设备；用户指令发送端包括语音和远程终端，所述远程终端包含手机、电脑以及平板电脑。

服务机器人通过GIS模块获取家庭内部精确的电子地图，配合高清摄像头的图像识别和服务机器人内部传感器的探测数据，在Android系统的统一调度下实现自主避障移动。在屋内设置1到2个停机充电坪，在服务机器人的电量低于预设值时自主导航到充电坪充电。住户通过语音与服务机器人直接对话，或者利用移动终端连入WiFi无线网络操作APP面板，对服务机器人下达指令。

服务机器人通过无线通信模块和语音模块接收来自住户的指令，在CPU模块的计算分析下进行决策判断，计算出相应的执行命令，例如播放电影、自主扫地、控制家电等。根据执行命令，服务机器人通过无线通信模块对家电设施进行无线控制，例如开启空调、关闭窗户、打开灯具等；或者通过自身机体内部的执行机构做出反馈，例如机身移动、投影视频、语音播报等。

服务机器人将监控视频、环境监测数据、用户语音指令、用户设置信息、用户操作信息、报警信息等上传到智能云平台备份并通过基于机器学习算法的云计算分析用户的喜好和习惯，有针对性地优化服务机器人的决策判断，例如，住户习惯一回家就开空调、离家时开窗通风，服务机器人经过计算后记忆下这一习惯，在住户回家前自动打开空调、住户离家时自动开窗；住户利用服务机器人的投影设备看电影时，根据住户的观影记录分析住户喜好的电影类型，筛选出多部电影推荐给住户观看。

服务机器人不仅仅局限于人到机单向的交互，人机之间要有更多互动，利用云计算强大的分析能力和云平台的大数据，服务机器人可以根据探测到的不同情景自主发起一些动作，例如，情感传感器探测到住户不高兴，服务机器人自主播报一些趣味段子缓解住户情绪；通过云平台获取天气信息，根据住户的出行情况提示住户应该带伞；综合分析住户运动量、出行情况、饮食结构等数据，自主为住户提议更加健康的作息方式。

服务机器人预设了四种不同的情景模式，娱乐模式，根据住户喜好自主播放音乐、电影、新闻广播等；离家模式，屋内定时巡航，自主开启防盗报警设备，当监测到入侵者时发出声光报警，并通过云平台通知住户，通过GSM模块报警；看护模式，家里有小孩或行动不便的老人，服务机器人可以通过高清摄像头的目标跟踪时刻跟随他们，配合其它传感器识别小孩或老人的行为动作，做出相应反馈，例如，老人摔倒时通过云平台告知住户同时拨打急救电话；待机充电模式，服务机器人在充电坪处等待住户的启动指令或充电完毕指令，充电时除了机器无法移动外，其余功能皆可正常使用。住户可以根据自己的喜好和习惯自定义多种模式场景。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。