CN109623843A - 基于云计算智能决策算法的家庭智能服务机器人 - Google Patents
基于云计算智能决策算法的家庭智能服务机器人 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109623843A CN109623843A CN201910060375.XA CN201910060375A CN109623843A CN 109623843 A CN109623843 A CN 109623843A CN 201910060375 A CN201910060375 A CN 201910060375A CN 109623843 A CN109623843 A CN 109623843A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- robot
- service
- user
- module
- component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 41
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims abstract description 38
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 52
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 12
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 claims description 11
- 206010011469 Crying Diseases 0.000 claims description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 230000036541 health Effects 0.000 claims description 7
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 6
- 230000000505 pernicious effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 claims description 5
- 238000012795 verification Methods 0.000 claims description 5
- 238000012549 training Methods 0.000 claims description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims description 3
- 230000004807 localization Effects 0.000 claims description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 3
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 claims 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 claims 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 claims 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 claims 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 30
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 5
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 4
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000004033 diameter control Methods 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000008451 emotion Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 230000036651 mood Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001755 vocal effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
- B25J11/008—Manipulators for service tasks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于云计算智能决策算法的家庭智能服务机器人，该机器人包括机器人本体以及与机器人本体通信连接的云计算服务中心；所述机器人本体包括服务请求与应用场景识别子***、智能决策子***和功能控制子***、机器人服务子***。本发明依据用户服务请求内容和机器人所处的环境参数识别不同的应用场景，并根据当前的应用场景识别结果、机器人自身参数、机器人所处的环境参数以及机器人自身的功能模块和机器人应用服务状态信息动态生成最佳的控制策略控制机器人为用户提供服务，使家庭机器人具有真正的智能，提高了机器人与用户的交互效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于云计算智能决策算法的家庭智能服务机器人。
背景技术
近年，人工智能技术迅速发展，人工智能产品也完成了从国防高端向平民化的转型，机器人作为人工智能应用的重要组成和载体，在全球已有很多公司陆续推出了家庭智能机器人产品，这些机器人产品能够提供语音对话、图像识别、行走避障、路径规划、音视频通信等功能服务以及一些特定的应用服务。但现有的家庭智能机器人均采用固定或有限遍历式的控制策略，由于用户的服务请求内容与机器人的应用场景紧密相关，在不同的应用场景下所需要机器人调动的功能模块、应用服务均不同，即使调用相同的功能模块或相同的应用服务，但调用的功能模块组件或应用服务组件也不同，因此造成现有家庭智能机器人不能根据用户的服务请求内容以及机器人所处的动态环境识别不同的应用场景，并根据不同的应用场景、机器人当前的环境参数和机器人的功能模块及其组件、应用服务程序及其组件状态动态形成最佳的控制策略，导致现有的智能机器人缺乏真正的智能，用户智能体验不足，交互性差，影响机器人市场的发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于云计算智能决策算法的家庭智能服务机器人，以解决现有机器人用户智能体验不足，交互性差的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于云计算智能决策算法的家庭智能服务机器人，包括机器人本体以及与所述机器人本体通信连接用于为机器人提供云储存空间和云计算的云计算服务中心；
所述机器人本体包括：
服务请求与应用场景识别子***，用于识别用户服务请求并确认目标用户，同时采集并监测机器人自身参数及机器人所处环境的环境参数，并根据用户服务请求以及机器人所处的环境参数识别当前的应用场景；
智能决策子***，用于根据当前的应用场景识别结果、机器人自身参数、机器人所处的环境参数以及机器人自身的功能模块及其组件、机器人应用服务及其组件状态信息动态生成最佳的控制策略；
功能控制子***，用于根据所述控制策略执行机器人硬件功能的控制命令，调度机器人各功能模块及其组件完成用户服务请求所需的机器人动作控制；
机器人服务子***，用于根据所述智能决策子***生成的控制策略执行应用服务控制命令，调度机器人各类应用服务模块及其组件，输出用户所需的服务内容。
进一步地，所述服务请求与应用场景识别子***包括：
服务请求识别模块，用于识别用户服务请求内容，同时根据用户说话声音的频率及图形匹配确定目标用户；
机器人环境感知模块，用于采集并监测机器人自身参数及机器人所处环境的环境参数，当监测到数据异常时，机器人自行发起服务请求。
进一步地，所述机器人环境感知模块包括：
机器人姿态采集组件，用于采集当前机器人自身姿态参数；
机器人位置采集组件，用于采集机器人的室内位置参数；
声源定位采集组件，用于采集目标用户当前所在方位参数；
机器人应用服务状态采集组件，用于采集机器人当前各应用服务及其组件的状态参数；
温湿度监测组件，用于监测家庭室内温湿度参数，当监测到温湿度参数出现异常情况，则机器人自动发起报警服务；
有害气体监测组件，用于监控家庭室内有害气体参数，当监测到有害气体参数出现异常情况，则机器人自动发起报警服务；
人体红外监测组件，用于对人体红外参数进行监控，当用户在家时，作为用户所在方位的侦测功能，当无人在家时，则作为家庭安防功能，当监测到人体红外异常时，则机器人自动发起报警服务，并启动视频录像、上传服务；
啼哭监测组件，用于对家庭内婴幼儿的哭声进行监测，当监测到哭声时，则机器人自动发起报警服务；
机器人电量监测组件，用于对机器人自身电量检测，当电量过低时，则停止响应用户服务请求，驱动机器人前往充电桩充电。
进一步地，所述服务请求与应用场景识别子***和智能决策子***均包括云计算工作模式和本地计算工作模式；当智能决策子***处于云计算工作模式时，服务请求与应用场景识别子***将用户服务请求和机器人所处的环境参数发送给云计算服务中心进行应用场景识别计算，计算完成后输出应用场景识别结果；同时，机器人再将自身的功能模块及其组件状态参数、机器人应用服务及其组件状态参数信息上传至云计算服务中心，并将应用场景结果、机器人自身参数、机器人所处的环境参数提交云计算服务中心的智能决策算法进行计算，输出机器人控制方案决策结果，并同时将控制方案传回机器人本体智能决策子***；当处于本地计算工作模式时，则机器人在联网状态下自动将云计算中心最新的应用场景识别算法和机器人智能决策算法同步到本机，机器人在本地完成识别应用场景和生成机器人控制策略。
进一步地，所述机器人调度策略执行完成后，同时将用户对机器人完成其服务请求的反馈结果上传到云计算中心，云计算中心根据用户的反馈结果对机器人应用场景识别算法和机器人智能决策算法的参数进行不断修正，使控制方案不断逼近用户期望。
进一步地，所述功能控制子***包括：
运动及导航模块，用于建立室内地图和位置匹配，并计算出起点和终点的最佳路径，根据所述控制策略控制机器人按照所述室内地图中的最佳路径进行运动，同时在运动过程中避开障碍物；
图像识别模块，用于根据所述调度策略获取并识别用户或周边环境的图像信息；
音视频模块，用于根据所述调度策略完成语音通话、视频通话和视频拍摄；
交互显示模块，用于根据所述调度策略在交互过程中向用户展示图像、音频以及机器人的表情和肢体动作；
通信模块，用于根据所述调度策略与互联网以及外接设备的连接通信。
进一步地，所述机器人服务子***包括机器人本体功能服务模块，所述机器人本体功能服务模块包括：
语音通话服务模块及组件，用于在经过数据安全中心的安全校验后，使手机端与机器人端双向语音通话服务；
视频通话服务模块及组件，用于在经过数据安全中心的安全校验后，使手机端与机器人端双向视频通话服务；
视频监控服务模块及组件，用于在经过数据安全中心的安全校验后，使手机端单向获取机器人端视频图像的服务；
手机遥控机器人行走服务模块及组件，用于在经过数据安全中心的安全校验后，使手机端控制机器人行走和视频服务；
无人安防服务模块及组件，用于在经过数据安全中心的安全校验后，由手机设置机器人进入无人安防模式，当机器人监测到异常情况，向手机端进行报警，并录像上传云计算中心；
语音备忘提醒服务模块及组件，用于在经过数据安全中心的安全校验后，由手机在机器人上选择为某一个用户设置备忘提醒，备忘到期时，机器人将找到提前预设的用户，用语音告知其备忘内容。
异常监测报警服务模块及组件，用于在机器人监测到机器人所处环境的环境参数异常时，自动触发报警服务。
进一步地，所述机器人服务子***还包括机器人应用服务平台，机器人应用服务平台包括：
用户画像模块，用于根据用户基本信息、用户所需服务特性、用户行为习惯和偏好分析以及大数据分析结果建立用户画像；
面向育儿的服务模块及组件，用于根据所述用户画像为用户提供与之相匹配的育儿服务；
面向医疗健康的服务模块及组件，用于根据所述用户画像为用户提供与之相匹配的家庭医疗健康服务；
面向教育的服务模块及组件，用于根据所述用户画像为用户提供与之相匹配的家庭教育培训服务；
面向养老的服务模块及组件，用于根据所述用户画像为用户提供与之相匹配的家庭养老服务；
面向娱乐的服务模块及组件，用于根据所述用户画像为用户提供与之相匹配的家庭娱乐服务；
在线商城服务模块及组件，用于根据所述用户画像为用户提供与之相匹配的在线商城服务；
面向智能家居的服务模块及组件，用于根据用户发出的指令或机器人监测到其所处环境的环境参数异常时，提供与其通信连接的智能家居控制服务；
广告服务模块及组件，用于根据所述用户画像为用户提供与之相匹配的广告推送服务。
进一步地，该机器人还包括数据安全模块，所述数据安全模块包括：
用户生物特征识别验证模块，用于通过人脸识别对用户进行安全验证；
通信协议加密模块，用于通过通信协议加密算法对传输信息进行加密；
机器人唯一识别码绑定模块，用于通过机器人机身的唯一识别码认证和绑定进行安全验证。
进一步地，该机器人还包括自主充电模块，所述自主充电模块包括：
充电桩地图位置标识模块，用于标定充电桩在机器人室内地图上的位置，并指示机器人充电运动的终点；
充电桩红外通信模块，用于在机器人到达充电桩位置后，由充电桩上的红外通信模块与机器人上的红外通信模块进行通信，使机器人进行对接位置和姿态调整；
充电对接成功确认模块，用于在机器人与充电桩对接成功后，确认充电是否正常。
本发明的有益效果为：本发明能够依据用户服务请求内容和机器人所处的环境参数识别机器人不同的应用场景，并根据当前的应用场景识别结果、机器人自身参数、机器人所处的环境参数以及机器人自身的功能模块和机器人应用服务状态信息动态生成最佳的控制策略控制机器人提供服务内容，同时将用户对机器人完成其服务请求的反馈结果上传到云计算中心，云计算中心根据用户的反馈结果对机器人应用场景识别算法和机器人智能决策算法的参数进行不断修正，使控制方案不断逼近用户期望，如此使家庭机器人具有真正的智能，提高了机器人与用户的交互效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明一个实施例的结构框图；
图2为本发明一个实施例的智能决策子***处于云计算工作模式时的控制模式图；
图3为本发明一个实施例的智能决策子***处于本地计算工作模式时的控制模式图。
具体实施方式
如图1所示的基于云计算智能决策算法的家庭智能服务机器人，包括机器人本体以及与所述机器人本体通信连接用于为机器人提供云储存空间和云计算的云计算服务中心。
所述机器人本体包括服务请求与应用场景识别子***、智能决策子***、功能控制子***和机器人服务子***；所述服务请求与应用场景识别子***用于识别用户服务请求并确认目标用户，同时采集并监测机器人自身参数及机器人所处环境的环境参数，并根据用户服务请求以及机器人所处的环境参数识别当前的应用场景；所述智能决策子***用于根据当前的应用场景识别结果、机器人自身参数、机器人所处的环境参数以及机器人自身的功能模块及其组件、机器人应用服务及其组件状态信息动态生成最佳的控制策略；所述功能控制子***用于根据所述控制策略执行机器人硬件功能的控制命令，调度机器人各功能模块及其组件完成用户服务请求所需的机器人动作控制；所述机器人服务子***用于根据所述智能决策子***生成的控制策略执行应用服务控制命令，调度机器人各类应用服务模块及其组件，输出用户所需的服务内容。
所述服务请求与应用场景识别子***用于识别用户服务请求并确认目标用户，同时采集机器人自身参数及机器人所处环境的环境参数，并对机器人自身参数及机器人所处环境的环境参数进行监测；所述智能决策子***用于识别所述用户服务请求并确认目标用户，再采用运用场景识别算法根据用户服务请求识别结果和机器人所处环境的环境参数识别出机器人当前的应用场景，最后采用机器人智能决策算法根据识别出的机器人当前的所述应用场景、机器人自身参数和机器人所处环境的环境参数计算出关于功能模块及其组件和应用服务模块及其组件的最佳调度策略；所述功能控制子***用于根据所述调度策略执行调度功能模块及其组件和应用服务模块及其组件为用户提供服务。
本申请通过应用场景识别算法依据用户服务请求内容和机器人所处的环境参数识别机器人不同的应用场景，并通过机器人智能决策算法依据当前的应用场景识别结果、机器人自身参数、机器人所处的环境参数以及机器人自身的功能模块和机器人应用服务状态信息动态生成最佳的控制策略，在机器人按照控制策略完成用户服务请求后，同时将用户对机器人完成其服务请求的反馈结果上传到云计算中心，云计算中心根据用户的反馈结果对机器人应用场景识别算法和机器人智能决策算法的参数进行不断修正，使控制方案不断逼近用户期望，如此使家庭机器人具有真正的智能，以提高机器人与用户的交互效率。
所述服务请求与应用场景识别子***由服务请求识别功能模块和机器人环境感知功能模块两部分组成。
语音识别模块用于识别用户服务请求内容，同时将用户声音与***中的用户图像进行匹配确认目标用户；其具体包括：
语音识别组件，用于对用户服务请求内容进行识别并转换到字符；
语义解析组件，用于对用户请求内容进行语义解析和关键词分解；
用户服务请求识别组件，用于将用户语义及关键词与机器人可用的功能和服务进行匹配，识别出用户服务请求内容及目的；
声纹识别组件，用于通过用户语音频率与用户注册所用的语音频率数据、图像进行匹配，确定目标用户。
机器人环境感知模块用于采集并监测机器人自身参数及机器人所处环境的环境参数，并对机器人自身参数及机器人所处环境的环境参数进行监测，当监测到数据异常时，机器人自行发起服务请求；其具体包括：
机器人姿态采集组件，用于采集当前机器人自身姿态参数；
机器人位置采集组件，用于采集机器人的室内位置参数；
声源定位采集组件，用于采集目标用户当前所在方位参数；
机器人应用服务状态采集组件，用于采集机器人当前各应用服务及其组件的状态参数；
温湿度监测组件，用于监测家庭室内温湿度参数，当监测到温湿度参数出现异常情况，则由机器人自动发起报警服务；
有害气体监测组件，用于监控家庭室内有害气体参数，当监测到有害气体参数出现异常情况，则由机器人自动发起报警服务；
人体红外监测组件，用于对人体红外参数进行监控，当用户在家时，作为用户所在方位的侦测功能，当无人在家时，则作为家庭安防功能，当监测到人体红外异常时，则由机器人自动发起报警服务，并启动视频录像、上传服务；
啼哭监测组件，用于对家庭内婴幼儿的哭声进行监测，当监测到哭声时，则由机器人自动发起报警服务；
机器人电量监测组件，用于对机器人自身电量检测，当电量过低时，则停止响应用户服务请求，驱动机器人前往充电桩充电。
机器人的服务或控制活动启动有三种模式，第一种是由用户语音指令发起，由用户发起的场景下，通过上述语音识别模块对用户服务请求内容进行语音识别和语义解析，同时将用户声音与***中的用户图像进行匹配确认目标用户；第二种是机器人根据环境参数自行发起，由机器人自身发起，通过上述机器人环境感知模块采集机器人自身参数及机器人所处环境的环境参数，并对机器人自身参数及机器人所处环境的环境参数进行监测，当监测到数据异常时，机器人将机器人自行发起服务请求；第三种由用户通过手机APP发起的服务，其服务请求内容就是手机APP的服务指向。
用户的服务请求与机器人的应用场景紧密相关，在不同的应用场景下所需要机器人调动的功能模块、应用服务均不同，即使调用相同功能或相同应用服务，但调用的功能模块组件或应用服务组件也不同，因此，机器人智能决策***需要将这些应用场景和功能模块及其组件、应用服务及其组件进行耦合，并通过人工智能算法进行调度。
服务请求与应用场景识别子***和智能决策子***同时支持两种工作模式，第一种是基于云计算的模式，第二种是本地模式。
当处于云计算工作模式时，则服务请求与应用场景识别子***将首先将监测到的用户服务请求内容和机器人监测到的环境参数上传至云计算中心，部署在云计算中心的基于机器学习的应用场景算法将根据用户服务请求内容和机器人所处的环境参数识别当前的应用场景；同时，机器人再将自身的功能模块及其组件状态、机器人应用服务及其组件状态信息上传至云计算中心，并将应用场景结果、机器人自身参数、机器人所处的环境参数以及机器人自身的功能模块及其组件、机器人应用服务及其组件状态信息一并提交基于机器学习的机器人动态决策控制算法进行计算，输出机器人控制方案决策结果，并同时将控制方案传回机器人本体。机器人收到并执行控制方案后，将根据用户的反馈对机器人应用场景算法和机器人决策控制算法的参数进行不断修正，由于采用的云计算模式，所有联通云计算中心的机器人将会收到大量的数据，对机器人应用场景算法和机器人智能决策算法进行不断的训练，使机器人应用场景算法和机器人智能决策算法不断优化和完善，使控制方案不断逼近用户期望，其控制模式如图2所示。
当智能决策子***处于本地计算工作模式时，即机器人在未连接云计算中心时的智能决策解决方案，则机器人在联网状态下自动将云计算中心最新的应用场景识别算法和机器人智能决策算法同步到本机。本地模式中，机器人本体将监测到的用户服务请求内容和机器人监测到的环境参数直接发给部署在机器人本体中应用场景识别算法，应用场景识别算法将根据用户服务请求内容和机器人所处的环境参数识别应用场景，并将应用场景结果、机器人自身参数、机器人所处的环境参数以及机器人自身的功能模块及其组件、机器人应用服务及其组件状态信息一并提交基于机器学习的机器人动态决策控制算法进行计算，输出机器人控制方案决策结果，机器人根据控制方案执行完成后，将在联网状态下把用户反馈结果上传云计算中心，云计算中心将根据用户的反馈对机器人应用场景识别算法和机器人智能决策算法的参数进行不断修正，使算法不断优化和完善，控制方案不断逼近用户期望，其控制模式如3图所示。
上述基于机器学习的机器人动态决策控制算法具体采用如下公式进行计算：
其中，Eh为机器人控制策略，β为调整应用场景类型修正参数，An＝α[Qi,Ph]为基于机器学习的应用场景识别算法，α为调整应用场景识别修正参数，Qi为用户服务请求内容，Ph为机器人当前环境参数，γ为调整功能模块选择修正系数，Fk为机器人功能模块，δ为调整功能组件选择修正参数，Cm为机器人功能模块组件，λ为调整功能模块选择修正参数，Sr为机器人应用服务程序，为调整应用服务程序组件选择修正参数，Te为机器人应用服务组件。
所述功能控制子***包括运动及导航功能模块、图像识别功能模块、音视频功能模块、交互显示功能模块、通信模块等五个模块组成，其主要是执行智能决策子***生成的控制策略。
运动及导航模块用于建立室内地图和位置匹配，并计算出起点和终点的最佳路径，根据所述控制策略控制机器人按照所述室内地图中的最佳路径进行运动，同时在运动过程中避开障碍物；其具体包括：
机器人行走控制组件，用于驱动机器人行走；
机器人避障组件，用于控制机器人绕开障碍物；
室内地图建构组件，用于建立室内地图并使机器人当前在地图中进行位置匹配；
路径规划及导航组件，用于计算出达到终点的最佳路径，并指导机器人按照最佳路径运动。
图像识别模块用于根据所述调度策略获取并识别用户或周边环境的图像信息；其具体包括：
人脸识别组件，用于识别和确认目标用户，在机器人通过声纹识别目标用户后，将依靠用户注册时的声纹和用户图像的匹配关系再次确定目标用户，再通过人脸识别组件找到并确认目标用户；
情绪识别组件，用于识别用户情绪，以判断机器人在与用户交互过程中采用何种的情绪和方式，达到最佳的交互效果；
危险行为识别组件，用于识别孕妇、婴幼儿、残障人士、老人等特殊用户的危险行为，并启动报警服务；
物体识别组件，用于识别物体相关信息；
图片拍摄组件，用于完成拍照指令。
音视频模块用于根据所述调度策略完成语音通话、视频通话和视频拍摄；其具体包括：
音频通信组件，用于完成音频通信功能；
视频通信组件，用于完成视频通信功能；
视频拍摄组件，用于完成视频拍摄指令。
交互显示模块用于根据所述调度策略在交互过程中向用户展示图像、音频以及机器人的表情和肢体动作；其具体包括：
图像显示组件，用于控制机器人面部显示屏的亮度、对比、色彩等；
表情交互组件，用于控制机器人与用户交互过程中的表情；
消息提示组件，用于控制机器人在接收到新消息时的提醒策略；
机器人肢体运动组件，用于控制机器人与用户交互过程中的肢体语言；
语音合成组件，用于将服务内容中的字符转换为语音。
通信模块用于根据所述调度策略与互联网以及外接设备的连接通信；其具体包括：
网络连接组件，用于通过无线网络与互联网进行连接；
蓝牙通信组件，用于与支持蓝牙通信的外接设备进行连接；
红外通信组件，用于与支持红外通信的外接设备进行连接，支持智能家居、智能家电控制等。
所述机器人服务子***包括机器人本体功能服务模块和机器人应用服务平台。
机器人本体功能服务模块主要依托机器人自有功能为用户提供语音通话、视频通话、远程控制机器人、家庭安防、语音日程备忘提醒、异常报警等服务；其具体包括：
语音通话服务模块及组件，用于在经过数据安全中心的安全校验后，使手机端与机器人端双向语音通话服务，服务可由任意一方发起；
视频通话服务模块及组件，用于在经过数据安全中心的安全校验后，使手机端与机器人端双向视频通话服务，服务可由任意一方发起；
视频监控服务模块及组件，用于在经过数据安全中心的安全校验后，使手机端单向获取机器人端视频图像的服务，只能由手机端发服务；
手机遥控机器人行走服务模块及组件，用于在经过数据安全中心的安全校验后，使手机端控制机器人行走和视频服务；
无人安防服务模块及组件，用于在经过数据安全中心的安全校验后，由手机设置机器人进入无人安防模式，当机器人监测到异常情况，向手机端进行报警，并录像上传云计算中心；
语音备忘提醒服务模块及组件，用于在经过数据安全中心的安全校验后，由手机在机器人上选择为某一个用户设置备忘提醒，备忘到期时，机器人将找到提前预设的用户，用语音告知其备忘内容。
异常监测报警服务模块及组件，用于在机器人监测到机器人所处环境的环境参数异常时，自动触发报警服务。
所述机器人应用服务平台为基于安卓或其它***的应用平台，能够支持各类基于安卓或HTML5开发等的应用软件，并支持组件化的接入模式，能够支撑各类应用服务程序运行，包括不限于面向育儿的服务模块及组件、面向医疗健康的服务及组件、面向教育的服务及组件、面向养老的服务及组件、面向娱乐的服务及组件、在线商城服务及组件、面向智能家居的服务及组件、广告服务及组件等应用服务，这些应用服务都与用户画像***进行耦合，以实现个性化的定制服务。其具体包括：
用户画像模块，用于根据用户基本信息、用户所需服务特性、用户行为习惯及偏好分析以及大数据分析结果建立用户画像；
面向育儿的服务即组件，用于根据所述用户画像为用户提供与之相匹配的育儿服务；
面向医疗健康的服务模块及组件，用于根据所述用户画像为用户提供与之相匹配的家庭医疗健康服务；
面向教育的服务模块及组件，用于根据所述用户画像为用户提供与之相匹配的家庭教育培训服务；
面向养老的服务模块及组件，用于根据所述用户画像为用户提供与之相匹配的家庭养老服务；
面向娱乐的服务模块及组件，用于根据所述用户画像为用户提供与之相匹配的家庭娱乐服务；
在线商城服务模块及组件，用于根据所述用户画像为用户提供与之相匹配的在线商城服务；
面向智能家居的服务模块及组件，用于根据用户发出的指令或机器人监测到其所处环境的环境参数异常时，提供与其通信连接的智能家居控制服务；
广告服务模块及组件，用于根据所述用户画像为用户提供与之相匹配的广告推送服务。
该机器人还包括数据安全模块，所述数据安全模块包括：
用户生物特征识别验证模块，用于通过人脸识别对用户进行安全验证；
通信协议加密模块，用于通过通信协议加密算法对传输信息进行加密；
机器人唯一识别码绑定模块，用于通过机器人机身的唯一识别码认证和绑定进行安全验证。
该机器人还包括自主充电模块，所述自主充电模块包括：
充电桩地图位置标识模块，用于标定充电桩在机器人室内地图上的位置，并指示机器人充电运动的终点；
充电桩红外通信模块，用于在机器人到达充电桩位置后，由充电桩上的红外通信模块与机器人上的红外通信模块进行通信，使机器人进行对接位置和姿态调整；
充电对接成功确认模块，用于在机器人与充电桩对接成功后，确认充电是否正常。
所述自主充电模块包括充电桩地图位置标识组件、充电桩红外通信组件、充电对接成功确认组件三部分组成，其主要功能是当机器人环境感知功能模块的电量监测组件监测到机器人电量较低时，将自动发起机器人自主充电，首先需要在机器人室内地图上标识充电桩的位置，再由机器人发起自主路径规划和导航，在找到充电桩后，机器人的红外通信组件将与自主充电的红外设备近通信，进行对接位置和姿态调整，当对接成功后，机器人的充电对接成功确认组件将确认是否充电正常。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种基于云计算智能决策算法的家庭智能服务机器人，其特征在于，包括机器人本体以及与所述机器人本体通信连接用于为机器人提供云储存空间和云计算的云计算服务中心；
所述机器人本体包括：
服务请求与应用场景识别子***，用于识别用户服务请求并确认目标用户，同时采集并监测机器人自身参数及机器人所处环境的环境参数，并根据用户服务请求以及机器人所处的环境参数识别当前的应用场景；
智能决策子***，用于根据当前的应用场景识别结果、机器人自身参数、机器人所处的环境参数以及机器人自身的功能模块及其组件、机器人应用服务及其组件状态信息动态生成最佳的控制策略；
功能控制子***，用于根据所述控制策略执行机器人硬件功能的控制命令，调度机器人各功能模块及其组件完成用户服务请求所需的机器人动作控制；
机器人服务子***，用于根据所述智能决策子***生成的控制策略执行应用服务控制命令，调度机器人各类应用服务模块及其组件，输出用户所需的服务内容。
2.根据权利要求1所述的基于云计算智能决策算法的家庭智能服务机器人，其特征在于，所述服务请求与应用场景识别子***包括：
服务请求识别模块，用于识别用户服务请求内容，同时根据用户说话声音的频率及图形匹配确定目标用户；
机器人环境感知模块，用于采集并监测机器人自身参数及机器人所处环境的环境参数，当监测到数据异常时，机器人自行发起服务请求。
3.根据权利要求2所述的基于云计算智能决策算法的家庭智能服务机器人，其特征在于，所述机器人环境感知模块包括：
机器人姿态采集组件，用于采集当前机器人自身姿态参数；
机器人位置采集组件，用于采集机器人的室内位置参数；
声源定位采集组件，用于采集目标用户当前所在方位参数；
机器人应用服务状态采集组件，用于采集机器人当前各应用服务及其组件的状态参数；
温湿度监测组件，用于监测家庭室内温湿度参数，当监测到温湿度参数出现异常情况，则机器人自动发起报警服务；
有害气体监测组件，用于监控家庭室内有害气体参数，当监测到有害气体参数出现异常情况，则机器人自动发起报警服务；
人体红外监测组件，用于对人体红外参数进行监控，当用户在家时，作为用户所在方位的侦测功能，当无人在家时，则作为家庭安防功能，当监测到人体红外异常时，则机器人自动发起报警服务，并启动视频录像、上传服务；
啼哭监测组件，用于对家庭内婴幼儿的哭声进行监测，当监测到哭声时，则机器人自动发起报警服务；
机器人电量监测组件，用于对机器人自身电量检测，当电量过低时，则停止响应用户服务请求，驱动机器人前往充电桩充电。
4.根据权利要求1-3任一所述的基于云计算智能决策算法的家庭智能服务机器人，其特征在于，所述服务请求与应用场景识别子***和智能决策子***均包括云计算工作模式和本地计算工作模式；当智能决策子***处于云计算工作模式时，服务请求与应用场景识别子***将用户服务请求和机器人所处的环境参数发送给云计算服务中心进行应用场景识别计算，计算完成后输出应用场景识别结果；同时，机器人再将自身的功能模块及其组件状态参数、机器人应用服务及其组件状态参数信息上传至云计算服务中心，并将应用场景结果、机器人自身参数、机器人所处的环境参数提交云计算服务中心的智能决策算法进行计算，输出机器人控制方案决策结果，并同时将控制方案传回机器人本体智能决策子***；当处于本地计算工作模式时，则机器人在联网状态下自动将云计算中心最新的应用场景识别算法和机器人智能决策算法同步到本机，机器人在本地完成识别应用场景和生成机器人控制策略。
5.根据权利要求4所述的基于云计算智能决策算法的家庭智能服务机器人，其特征在于，所述机器人调度策略执行完成后，同时将用户对机器人完成其服务请求的反馈结果上传到云计算中心，云计算中心根据用户的反馈结果对机器人应用场景识别算法和机器人智能决策算法的参数进行不断修正，使控制方案不断逼近用户期望。
6.根据权利要求1所述的基于云计算智能决策算法的家庭智能服务机器人，其特征在于，所述功能控制子***包括：
运动及导航模块，用于建立室内地图和位置匹配，并计算出起点和终点的最佳路径，根据所述控制策略控制机器人按照所述室内地图中的最佳路径进行运动，同时在运动过程中避开障碍物；
图像识别模块，用于根据所述调度策略获取并识别用户或周边环境的图像信息；
音视频模块，用于根据所述调度策略完成语音通话、视频通话和视频拍摄；
交互显示模块，用于根据所述调度策略在交互过程中向用户展示图像、音频以及机器人的表情和肢体动作；
通信模块，用于根据所述调度策略与互联网以及外接设备的连接通信。
7.根据权利要求1所述的基于云计算智能决策算法的家庭智能服务机器人，其特征在于，所述机器人服务子***包括机器人本体功能服务模块，所述机器人本体功能服务模块包括：
语音通话服务模块及组件，用于在经过数据安全中心的安全校验后，使手机端与机器人端双向语音通话服务；
视频通话服务模块及组件，用于在经过数据安全中心的安全校验后，使手机端与机器人端双向视频通话服务；
视频监控服务模块及组件，用于在经过数据安全中心的安全校验后，使手机端单向获取机器人端视频图像的服务；
手机遥控机器人行走服务模块及组件，用于在经过数据安全中心的安全校验后，使手机端控制机器人行走和视频服务；
无人安防服务模块及组件，用于在经过数据安全中心的安全校验后，由手机设置机器人进入无人安防模式，当机器人监测到异常情况，向手机端进行报警，并录像上传云计算中心；
语音备忘提醒服务模块及组件，用于在经过数据安全中心的安全校验后，由手机在机器人上选择为某一个用户设置备忘提醒，备忘到期时，机器人将找到提前预设的用户，用语音告知其备忘内容。
异常监测报警服务模块及组件，用于在机器人监测到机器人所处环境的环境参数异常时，自动触发报警服务。
8.根据权利要求1所述的基于云计算智能决策算法的家庭智能服务机器人，其特征在于，所述机器人服务子***还包括机器人应用服务平台，机器人应用服务平台包括：
用户画像模块，用于根据用户基本信息、用户所需服务特性、用户行为习惯和偏好分析以及大数据分析结果建立用户画像；
面向育儿的服务模块及组件，用于根据所述用户画像为用户提供与之相匹配的育儿服务；
面向医疗健康的服务模块及组件，用于根据所述用户画像为用户提供与之相匹配的家庭医疗健康服务；
面向教育的服务模块及组件，用于根据所述用户画像为用户提供与之相匹配的家庭教育培训服务；
面向养老的服务模块及组件，用于根据所述用户画像为用户提供与之相匹配的家庭养老服务；
面向娱乐的服务模块及组件，用于根据所述用户画像为用户提供与之相匹配的家庭娱乐服务；
在线商城服务模块及组件，用于根据所述用户画像为用户提供与之相匹配的在线商城服务；
面向智能家居的服务模块及组件，用于根据用户发出的指令或机器人监测到其所处环境的环境参数异常时，提供与其通信连接的智能家居控制服务；
广告服务模块及组件，用于根据所述用户画像为用户提供与之相匹配的广告推送服务。
9.根据权利要求1所述的基于云计算智能决策算法的家庭智能服务机器人，其特征在于，该机器人还包括数据安全模块，所述数据安全模块包括：
用户生物特征识别验证模块，用于通过人脸识别对用户进行安全验证；
通信协议加密模块，用于通过通信协议加密算法对传输信息进行加密；
机器人唯一识别码绑定模块，用于通过机器人机身的唯一识别码认证和绑定进行安全验证。
10.根据权利要求3所述的基于云计算智能决策算法的家庭智能服务机器人，其特征在于，该机器人还包括自主充电模块，所述自主充电模块包括：
充电桩地图位置标识模块，用于标定充电桩在机器人室内地图上的位置，并指示机器人充电运动的终点；
充电桩红外通信模块，用于在机器人到达充电桩位置后，由充电桩上的红外通信模块与机器人上的红外通信模块进行通信，使机器人进行对接位置和姿态调整；
充电对接成功确认模块，用于在机器人与充电桩对接成功后，确认充电是否正常。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910060375.XA CN109623843B (zh) | 2019-01-22 | 2019-01-22 | 基于云计算智能决策算法的家庭智能服务机器人 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910060375.XA CN109623843B (zh) | 2019-01-22 | 2019-01-22 | 基于云计算智能决策算法的家庭智能服务机器人 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109623843A true CN109623843A (zh) | 2019-04-16 |
| CN109623843B CN109623843B (zh) | 2024-06-14 |
Family
ID=66063042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910060375.XA Active CN109623843B (zh) | 2019-01-22 | 2019-01-22 | 基于云计算智能决策算法的家庭智能服务机器人 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109623843B (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111880419A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-11-03 | 深圳市合信达控制***有限公司 | 家电设备的控制方法、***、家电设备及运算设备 |
| CN111897348A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-11-06 | 北京云迹科技有限公司 | 云端机器人的控制方法及***、云端机器人、云端服务器 |
| CN111985278A (zh) * | 2019-05-24 | 2020-11-24 | 中建材信息技术股份有限公司 | 一种云计算场景下基于深度学习的人脸识别方法 |
| CN112396536A (zh) * | 2019-08-12 | 2021-02-23 | 北京国双科技有限公司 | 智能服务的实现方法及装置 |
| CN113240229A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-08-10 | 中信银行股份有限公司 | 基于用户画像数据的智能决策***及方法 |
| CN113432644A (zh) * | 2021-06-16 | 2021-09-24 | 苏州艾美睿智能***有限公司 | 一种无人搬运车异常检测***及检测方法 |
| CN114290333A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-08 | 中国电信股份有限公司 | 一种泛在机器人***、构建方法及装置、设备、介质 |
| CN114493164A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-05-13 | 重庆特斯联智慧科技股份有限公司 | 基于边缘计算的机器人任务解析方法和*** |
| CN114770531A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-07-22 | 江苏西顿科技有限公司 | 一种防爆机器人安全监测***及方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106406119A (zh) * | 2016-11-15 | 2017-02-15 | 福州大学 | 基于语音交互、云技术及集成智能家居监控的服务机器人 |
| CN107065586A (zh) * | 2017-05-23 | 2017-08-18 | 中国科学院自动化研究所 | 交互式智能家庭服务***及方法 |
| CN107544266A (zh) * | 2016-06-28 | 2018-01-05 | 广州零号软件科技有限公司 | 家庭健康服务机器人 |
| CN107756395A (zh) * | 2016-08-19 | 2018-03-06 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 智能机器人的控制***、方法和装置 |
| CN107862445A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-03-30 | 复旦大学 | 一种高铁无人化智能服务*** |
| CN108092859A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-05-29 | 山东大学 | 一种智能环境下家庭服务机器人***及工作方法 |
| CN108297098A (zh) * | 2018-01-23 | 2018-07-20 | 上海大学 | 人工智能驱动的机器人控制***及方法 |
| CN108789427A (zh) * | 2018-05-08 | 2018-11-13 | 上海电力学院 | 一种多功能酒店服务机器人 |
-
2019
- 2019-01-22 CN CN201910060375.XA patent/CN109623843B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107544266A (zh) * | 2016-06-28 | 2018-01-05 | 广州零号软件科技有限公司 | 家庭健康服务机器人 |
| CN107756395A (zh) * | 2016-08-19 | 2018-03-06 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 智能机器人的控制***、方法和装置 |
| CN106406119A (zh) * | 2016-11-15 | 2017-02-15 | 福州大学 | 基于语音交互、云技术及集成智能家居监控的服务机器人 |
| CN107065586A (zh) * | 2017-05-23 | 2017-08-18 | 中国科学院自动化研究所 | 交互式智能家庭服务***及方法 |
| CN107862445A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-03-30 | 复旦大学 | 一种高铁无人化智能服务*** |
| CN108092859A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-05-29 | 山东大学 | 一种智能环境下家庭服务机器人***及工作方法 |
| CN108297098A (zh) * | 2018-01-23 | 2018-07-20 | 上海大学 | 人工智能驱动的机器人控制***及方法 |
| CN108789427A (zh) * | 2018-05-08 | 2018-11-13 | 上海电力学院 | 一种多功能酒店服务机器人 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111985278A (zh) * | 2019-05-24 | 2020-11-24 | 中建材信息技术股份有限公司 | 一种云计算场景下基于深度学习的人脸识别方法 |
| CN112396536A (zh) * | 2019-08-12 | 2021-02-23 | 北京国双科技有限公司 | 智能服务的实现方法及装置 |
| CN111880419A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-11-03 | 深圳市合信达控制***有限公司 | 家电设备的控制方法、***、家电设备及运算设备 |
| CN111897348A (zh) * | 2020-08-31 | 2020-11-06 | 北京云迹科技有限公司 | 云端机器人的控制方法及***、云端机器人、云端服务器 |
| CN113240229A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-08-10 | 中信银行股份有限公司 | 基于用户画像数据的智能决策***及方法 |
| CN113432644A (zh) * | 2021-06-16 | 2021-09-24 | 苏州艾美睿智能***有限公司 | 一种无人搬运车异常检测***及检测方法 |
| CN114290333A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-08 | 中国电信股份有限公司 | 一种泛在机器人***、构建方法及装置、设备、介质 |
| CN114290333B (zh) * | 2021-12-29 | 2024-02-27 | 中国电信股份有限公司 | 一种泛在机器人***、构建方法及装置、设备、介质 |
| CN114493164A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-05-13 | 重庆特斯联智慧科技股份有限公司 | 基于边缘计算的机器人任务解析方法和*** |
| CN114493164B (zh) * | 2021-12-30 | 2024-04-09 | 重庆特斯联智慧科技股份有限公司 | 基于边缘计算的机器人任务解析方法和*** |
| CN114770531A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-07-22 | 江苏西顿科技有限公司 | 一种防爆机器人安全监测***及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109623843B (zh) | 2024-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109623843A (zh) | 基于云计算智能决策算法的家庭智能服务机器人 | |
| CN108390859B (zh) | 一种对讲分机智能机器人装置 | |
| CN105446162B (zh) | 一种智能家居***以及机器人的智能家居控制方法 | |
| CN109172066B (zh) | 基于语音控制与视觉识别的智能假肢手及其***和方法 | |
| US9381426B1 (en) | Semi-automated digital puppetry control | |
| CN106406119A (zh) | 基于语音交互、云技术及集成智能家居监控的服务机器人 | |
| KR101008085B1 (ko) | 로봇 시스템, 로봇 장치 및 그 제어 방법 | |
| CN105027030B (zh) | 用于三维成像、映射、建网和界面连接的无线腕式计算和控制设备和方法 | |
| JP2009509673A (ja) | 個人の相互交流のためのコンパニオンロボット | |
| CN108214497A (zh) | 一种家庭助教智能机器人*** | |
| CN109093633A (zh) | 一种可分体式机器人及其控制方法 | |
| US11514269B2 (en) | Identification device, robot, identification method, and storage medium | |
| CN110333774A (zh) | 一种基于多模态交互的远程用户注意力评估方法及*** | |
| US20190389075A1 (en) | Robot system and robot dialogue method | |
| US20230266767A1 (en) | Information processing apparatus, information processing method, and program | |
| CN110995812A (zh) | 一种跨平台人工智能助理***应用方案 | |
| CN208930273U (zh) | 一种可分体式机器人 | |
| KR100486382B1 (ko) | 로봇의 지능 보완 방법 및 시스템, 이에 의한 로봇을이용한 다이나믹 교육 방법 및 시스템 | |
| WO2022161037A1 (zh) | 一种用户确定方法、电子设备和计算机可读存储介质 | |
| Tanaka et al. | Developing dance interaction between QRIO and toddlers in a classroom environment: plans for the first steps | |
| JP7375770B2 (ja) | 情報処理装置、情報処理方法、およびプログラム | |
| CN111168691A (zh) | 机器人控制方法、控制***以及机器人 | |
| US11478925B2 (en) | Robot and method for controlling same | |
| CN107657852B (zh) | 基于人脸识别的幼儿教学机器人、教学***、存储介质 | |
| CN108972565A (zh) | 机器人指令动作控制方法及其*** |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |