物联网多媒体净化吸尘智能机器人的制作方法
【专利摘要】本发明物联网多媒体净化吸尘智能机器人属于物联网、人工智能、机器人领域。主要由中央处理器、存储器、无线通信模块、视频采集模块、音响模块、净化器、吸尘器组成。当前用于净化、吸尘改善用户生活环境的智能机器人，功能单一、效率低、能耗高、不具备智能机制；音响设备体积大，存在空间浪费。本发明将物联网、多媒体融入改善用户生活环境的智能机器人中，通过多点数据采集，用户授权物联网云服务器共享，实现用户生活环境的实时监控；通过模块化的音响、净化器等，实现其多媒体多功能；通过识别物体类别及位置信息，结合历史数据，智能规划与控制其行动路径、噪声等，提高其工作效率，节约能源，改善人们的生活环境，提高人们的生活质量等。
【专利说明】物联网多媒体净化吸尘智能机器人
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于物联网、人工智能、机器人领域。
【背景技术】
[0002]当前用于净化、吸尘改善用户生活环境的智能机器人，存在功能单一、改善用户生活环境的效率低、能耗高、无用功多、与用户互动性差、不具备智能机制等问题。例如:智能扫地机器人吸尘器，功能单一，只能扫地吸尘；工作模式智能化极低，工作效率低、能耗高，打扫不干净、不彻底，经常出现重复打扫区域，甚至从不打扫区域；还有噪声大、路径规划盲从生硬等诸多问题。空气净化器，体积大，仅仅有空气净化、吸尘、空气质量提示等功能。另外音响设备体积大，功能单一，存在空间浪费的问题。在生活环境质量要求越来越高的现代化社会，要求我们的产品向功能强、互动强、质量高、效率高、互用多、信息广的方向发展。
[0003]本发明为人们提供了物联网多媒体净化吸尘智能机器人，具有与用户友好互动，智能规划行动路径，功能强，效率高，能耗低，节约空间，监控数据可授权通过物联网云服务器共享等特点。如将体积宠大、存在空间浪费的音响设备融入该智能机器人，不仅可实现与用户语音互动的功能，还可播放用户感兴趣的音乐；还可将净化器、吸尘器、加湿器、节能灯等模块集成入该智能机器人，丰富其功能；通过双目视频，识别物体类别，智能规划行动路径；通过多点数据监控，可由用户授权通过无线通信模块传送入物联网云服务器，共享给用户其它已授权物联设备；该智能机器人也可通过用户授权，更新自身内部数据或接收存储外部数据。后面将以具体实施举例来说明。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是将物联网、多媒体多种功能融入改善用户生活环境的智能机器人中，通过多点数据采集，用户授权查阅与物联网云服务器共享，实现其对用户生活环境的实时监控；通过模块化的音响、净化器、吸尘器、加湿器、节能灯等，实现其多媒体多功能；通过红外人体感应传感器识别用户位置信息、通过双目视频识别物体类别及位置信息，结合历史数据，智能规划与控制其行动路径、噪声、用户兴趣互动等，提高其工作效率，节约能源，改善人们的生活环境，提高人们的生活质量等。
[0005]本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
[0006]物联网多媒体净化吸尘智能机器人，具有通过无线通信模块与物联网云服务器连接，更新与交换存储器数据，控制音响模块播放音乐，视频采集模块采集数据，并通过净化器、吸尘器打扫与改善用户生活环境的特征，包括中央处理器、存储器、无线通信模块、视频采集模块、音响模块、净化器、吸尘器；中央处理器，用于采集多功能传感器数据，并分析处理语音、视频数据，控制音响模块、电机驱动机构、净化器、吸尘器、加湿器、节能灯动作，控制无线通信模块与物联网云服务器进行数据交流，可按接收到遥控器、物联网云服务器的指令数据，直接控制该智能机器人动作；存储器，用于存储至少包括语音、视频、多功能传感器采集的数据、处理结果；无线通信模块，用于该智能机器人与外界包括物联网云服务器进行数据交流；视频采集模块，用于采集视频数据；音响模块，用于播放语音、音乐；净化器，用于将空气通过多重防护过滤网、活性炭过滤网，净化空气中的细微颗粒、异味气体、有毒有害气体；吸尘器，用于利用加速空气流动，产生负压，将空气中的粉尘、碎屑分离，并吸入集尘模块。
[0007]所述物联网多媒体净化吸尘智能机器人，具有多功能传感器，多功能传感器可包括温度、湿度、红外气体检测、红外粉尘检测、语音、视频图像、全球定位、超声波测距、陀螺仪角度检测、热辐射探测。
[0008]所述物联网多媒体净化吸尘智能机器人，具有电源管理模块，用于管理储能器的有线、无线充电，与该智能机器人的系统供电。
[0009]所述物联网多媒体净化吸尘智能机器人，具有节能灯模块，用于提示用户状态信息，也可用于探测、照明、指示目标。
[0010]所述物联网多媒体净化吸尘智能机器人，具有电机驱动机构，用于该智能机器人的机械运动。
[0011]所述物联网多媒体净化吸尘智能机器人，可具有语音识别模块，用于识别用户口述的指令。
[0012]所述物联网多媒体净化吸尘智能机器人，可具有加湿器，用于改善用户生活环境空气湿度。
[0013]所述物联网多媒体净化吸尘智能机器人，可具有臭氧发生器，用于杀菌消毒用户生活环境。
[0014]所述物联网多媒体净化吸尘智能机器人，可具有紫外线照射器，用于杀菌消毒用户生活环境。
[0015]所述物联网多媒体净化吸尘智能机器人，可具有双目视频，用于物体三维立体成像，识别该物体的类别，识别该物体与该智能机器人相对位置，并将结果记录到存储器中，为该智能机器人提供自学习记忆数据，以优化下一步行动路径。
[0016]所述物联网多媒体净化吸尘智能机器人，可具有红外人体感应传感器，用于感应用户某时间段的活动区域，在用户活动区域内控制该智能机器人进入噪声静音模式，并将结果记录到存储器中，为该智能机器人提供自学习记忆数据，以优化下一步行动路径。
[0017]所述物联网多媒体净化吸尘智能机器人，可具有环境污染感应传感器，用于感应垃圾、粉尘、污染气体区域，并将结果记录到存储器中，为该智能机器人提供自学习记忆数据，以优化下一步行动路径。
[0018]所述物联网多媒体净化吸尘智能机器人，可具有脉冲无线电通信、定位。
[0019]所述物联网多媒体净化吸尘智能机器人，音响、净化器、吸尘器、加湿器等可以多种方式集成于该智能机器人中，如积木拼盘、金字塔层叠、火车拖挂等。
[0020]本发明的有益效果是:
[0021]该智能机器人实现实时、不同地点、多种传感器的数据采集，不仅为用户提供了生活环境监测数据，也为其提供了自总结、自学习的数据依据。通过红外人体感应传感器识别用户位置信息、通过双目视频识别物体类别及位置信息，结合历史数据，智能规划与控制其行动路径、噪声、用户兴趣互动等。不仅提高了其工作效率，节约了能源，还改善了人们的生活环境，丰富了人们的生活，提高了人们的生活质量等。[0022]该智能机器人实现无线通信模块与物联网云服务器连接，并在用户授权的情况下，更新或共享其内部数据。用户可随时随地了解、监控其生活环境，实现了信息化、高效化、便利化的生活，进一步提高了人们的生活质量等。
[0023]该智能机器人通过集成模块化的音响、净化器、吸尘器、加湿器、节能灯等，实现了多媒体多功能，不仅为人们增加了许多乐趣，还节约了空间、生活成本等。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是本发明物联网多媒体净化吸尘智能机器人结构示意图
[0025]图2是本发明物联网多媒体净化吸尘智能机器人程序流程图
[0026]图3是本发明物联网多媒体净化吸尘智能机器人自动工作模式子程序流程图
【具体实施方式】
[0027]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面举例阐述本发明。
[0028]一种物联网多媒体净化吸尘智能机器人，主要由中央处理器、红外人体感应传感器、红外空气检测传感器、全球定位模块、光纤陀螺仪模块、电源管理模块、存储器、无线通信模块、语音识别模块、双目视频模块、音响模块、电机驱动机构、触摸屏、净化器、吸尘器、加湿器、节能灯、臭氧发生器、紫外线照射器等组成。
[0029]中央处理器，采集多功能传感器数据，接收触摸屏、无线遥控器、物联网云服务器指令信息，经过分析处理语音、视频、指令、当前传感器状态等数据，控制音响模块、电机驱动机构、净化器、吸尘器、加湿器、节能灯等动作；通过控制无线通信模块与物联网云服务器进行数据交流。
[0030]红外人体感应传感器，当探测到用户存在时，识别用户位置，并记录当前时刻等信息，为该智能机器人规划与控制行动路径提供参考依据。如识别当前所处环境是客厅，查询以往历史数据与经验，晚上七点到八点半，用户正在客厅活动，如在看电视等。此时该智能机器人，首先，在接近用户时，必须保持静音工作模式，避免产生噪声而影响用户活动；其次，规划行动路径，优先清理、打扫餐厅；然后是卧室，待用户离开客厅，再清理客厅环境。
[0031]红外空气检测传感器，当探测到空气质量下降时，识别当前位置，并记录当前时刻等信息，为该智能机器人规划与控制行动路径提供参考依据。
[0032]全球定位模块、光纤陀螺仪模块、脉冲无线电定位，识别该智能机器人当前位置状态。
[0033]存储器，存储语音、视频、多功能传感器采集的数据、处理结果。
[0034]无线通信模块，用于该智能机器人与外界包括物联网云服务器进行数据交流；脉冲无线电不仅可用于数据通信，还可用于定位，而且能耗低。
[0035]语音识别模块，在探测到用户存在时，接到到授权用户语音指令，按用户指令动作。
[0036]双目视频模块，采集的视频数据，在用户授权情况下，上传至物联网云服务器，用户可随时随地通过物联网云服务器终端监视其生活环境状况；同时双目视频识别当前所处环境、物体位置等，并记录当前时刻等信息，为该智能机器人规划与控制行动路径提供参考依据。
[0037]音响模块，用于播放语音、音乐；净化器，用于将空气通过多重防护过滤网、活性炭过滤网，净化空气中的细微颗粒、异味气体、有毒有害气体；吸尘器，用于利用加速空气流动，产生负压，将空气中的粉尘、碎屑分离，并吸入集尘模块。
[0038]加湿器，可通过超声波雾化水，也可高压水通过宝石雾化喷嘴，将细微水颗粒扩散至空气中，改善环境湿度，甚至降低环境温度。
[0039]臭氧发生器、紫外线照射器等，可杀菌消毒用户生活环境。
[0040]下面结合图2该智能机器人程序流程来详细说明其工作流程。
[0041]开始时，该智能机器人处于待机监听状态。用户通过遥控器、物联网云服务器终端、语音、触摸屏等方式下达指令，智能机器人接收到指令，与现有指令集对比，如存在该指令，退出待机状态，进入相应指令子程序。
[0042]如:接收到播放音乐指令，则可智能选择播放音乐的方式，如播放默认的音乐；或用户指定的音乐；或检测到自身正处在用户活动范围内，通过人脸识别、语音识别等功能识别当前用户，播放该用户喜爱的语音、音乐。
[0043]如:接收到移动指令，则根据用户控制的方式前后左右移动转动等。
[0044]如:接收到开启视频指令，则开启视频，将视频采集数据传送给用户终端。
[0045]如:接收到开启净化器指令，则开启净化器设备，并将当前用户生活环境监测数据传送给用户终端。
[0046]如:接收到开启节能灯指令，则根据用户控制的方式闪烁动画或指示照明等。
[0047]在待机监听中，如正处在自动唤醒工作时段，或接收到开启自动工作模式，则该智能机器人进入自动工作模式子程序。
[0048]下面结合图3该智能机器人自动工作模式子程序流程来详细说明其自动工作模式流程。
[0049]自动工作模式子程序开始时，如是第一次初始化或者要求重新初始化，则该智能机器人进行自检，并初始化位置定位。如自检:当前能源是否充足，各工作模块是否正常并准备就绪，以及物联网云服务器通信是否正常等；如初始化位置定位:当前环境是否有记忆(是否有与环境历史记录匹配)，有就标记当前位置(如判断是在客厅)，并判断是在该处环境的方位(如中部)。
[0050]如不需要初始化，或已经初始化，进入用户活动状态检测程序:判断当前环境中，是否有用户正在活动。该程序结果直接影响智能机器人的动作方式。如有用户正在活动，则该智能机器人动作时，必须保持静音工作方式，以降低甚至不产生噪声动作。如识别出具体用户特征，则可根据其喜爱方式动作，如播放该用户喜欢的音乐，或者与用户语音对话聊天等。
[0051]下一步进入环境区域识别:判断该智能机器人所处环境及其自身与其它物体相对空间位置等。该程序结果直接影响智能机器人的动作方式，及路径规划等。如正处在餐厅，该智能机器人清理的任务等级要高，就是说要优先、彻底的清理；另外餐厅桌椅等物件相对比较多，该智能机器人清理的任务的复杂度等级也高，路径规划相对复杂，最有效的清理方式，以识别物体为主，按一件一件物体区域清理，即能干净彻底的清理，也很少存在重复清理的区域。[0052]下一步进入空气质量检测:在判断该智能机器人所处环境区域时，同时记录当前环境空气质量状态。如空气质量不佳，可自主开启模糊控制净化器、吸尘器、加湿器、臭氧发生器等工作。而臭氧发生器等设备根据上述用户活动状态检测的结果控制动作，如无人环境、或用户极少在此时间段出现，短时间开启，并在有用户接近，存在臭氧时，开启节能灯指示，语音提醒用户注意当前环境状态。
[0053]下一步进入地面卫生检测:在判断该智能机器人所处环境区域时，同时记录当前地面卫生状态。如上午早餐时间后，餐厅可能垃圾、碎屑等增多，晚上九点以后，用户准备洗漱休息，而客厅可能垃圾、碎屑等增多，该智能机器人通过红外粉尘传感器、以及双目视频与历史记忆对比，发现垃圾、碎屑等，此时清理的任务等级高，需对该环境区域重点清理。
[0054]最关键的一步行动路径规划:此时该智能机器人已获得用户活动状态、环境区域、物体识别、空气质量、地面卫生等信息，再与上述历史记忆参考对比，遵照“用户至上，历史引导，自我突破”原则，规划自身行动路径。首先，用户至上:一切以用户互动为主，在用户需要互动时，立刻响应并动作；在不影响用户生活的前提下，高效清理用户生活环境。如用户需要播放音乐，立刻播放；如用户在休息或看电视、打电话等，自动进入静音模式，降低或不产生噪声。其次，历史引导:一切行动要有依据，如当前环境是记忆中的客厅，则按客厅清理模式行动，用户在客厅休息时，自动进入静音模式，降低或不产生噪声，或者远离用户，优先清理其它区域。如当前环境第一次接触，可识别环境中的物体类别、物体与物体之间相对位置、物体数量等，与智能自学习数据库模式匹配，找出再优匹配模式，也可直接与用户互动，请求帮助理解所处环境。第三，自我突破:当得出智能规划路径后，行动，再评估行动效率，最后记忆下来，下次改变一个量或多个量，通过不同尝试，可总结出不同变量，如不同时间段、不同用户活动状态下，多种路径的行动效率，进一步影响下一次行动路径规划，不断进步到高效率行动路径。如在不同时间段，同样的环境，遵照用户至上的原则，可自我尝试其它路径规划，再行动，再评估行动效率，再记忆下来；也可在用户活动状态下，与用户语音指令互动，记忆用户不同状态下的喜爱，在下次规划自身行动路径中，适量增减与用户互动，实现自学习、自优化的自我突破。
[0055]当行动路径执行完毕，该智能机器人再次进入待机监听状态。
【权利要求】
1.物联网多媒体净化吸尘智能机器人，具有通过无线通信模块与物联网云服务器连接，更新与交换存储器数据，控制音响模块播放音乐，视频采集模块采集数据，并通过净化器、吸尘器打扫与改善用户生活环境的特征，包括中央处理器、存储器、无线通信模块、视频采集模块、音响模块、净化器、吸尘器； 中央处理器，用于采集多功能传感器数据，并分析处理语音、视频数据，控制音响模块、电机驱动机构、净化器、吸尘器、加湿器、节能灯动作，控制无线通信模块与物联网云服务器进行数据交流，可按接收到遥控器、物联网云服务器的指令数据，直接控制该智能机器人动作； 存储器，用于存储至少包括语音、视频、多功能传感器采集的数据、处理结果； 无线通信模块，用于该智能机器人与外界包括物联网云服务器进行数据交流； 视频采集模块，用于采集视频数据； 音响模块，用于播放语音、音乐； 净化器，用于将空气通过多重防护过滤网、活性炭过滤网，净化空气中的细微颗粒、异味气体、有毒有害气体； 吸尘器，用于利用加速空气流动，产生负压，将空气中的粉尘、碎屑分离，并吸入集尘模块。
2.根据权利要求1所述物联网多媒体净化吸尘智能机器人，其特征在于:该智能机器人具有多功能传感器，多功能传感器可包括温度、湿度、红外气体检测、红外粉尘检测、语音、视频图像、全球定位、超声波测距、陀螺仪角度检测、热辐射探测。
3.根据权利要求1所述物联网多媒体净化吸尘智能机器人，其特征在于:该智能机器人具有电源管理模块，用于管理储能器的有线、无线充电，与该智能机器人的系统供电。
4.根据权利要求1所述物联网多媒体净化吸尘智能机器人，其特征在于:该智能机器人具有节能灯模块，用于提示用户状态信息，也可用于探测、照明、指示目标。
5.根据权利要求1所述物联网多媒体净化吸尘智能机器人，其特征在于:该智能机器人具有电机驱动机构，用于该智能机器人的机械运动。
6.根据权利要求1所述物联网多媒体净化吸尘智能机器人，其特征在于:该智能机器人可具有语音识别模块，用于识别用户口述的指令。
7.根据权利要求1所述物联网多媒体净化吸尘智能机器人，其特征在于:该智能机器人可具有加湿器，用于改善用户生活环境空气湿度。
8.根据权利要求1所述物联网多媒体净化吸尘智能机器人，其特征在于:该智能机器人可具有双目视频，用于物体三维立体成像，识别该物体类别，识别该物体与该智能机器人相对位置，并将结果记录到存储器中，为该智能机器人提供自学习记忆数据，以优化下一步行动路径。
9.根据权利要求1所述物联网多媒体净化吸尘智能机器人，其特征在于:该智能机器人可具有红外人体感应传感器，用于感应用户某时间段的活动区域，在用户活动区域内控制该智能机器人进入噪声静音模式，并将结果记录到存储器中，为该智能机器人提供自学习记忆数据，以优化下一步行动路径。
10.根据权利要求1所述物联网多媒体净化吸尘智能机器人，其特征在于:该智能机器人可具有环境污染感应传感器，用于感应垃圾、粉尘、污染气体区域，并将结果记录到存储器中，为该智能机器人提供自学习记忆数据，以优化下一步行动路径。
【文档编号】G05D1/02GK103792944SQ201410068668
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年2月26日 优先权日:2014年2月26日
【发明者】曾光, 孙莉 申请人:曾光