一种家用机器人的远程呼唤方法和系统与流程

1.本发明涉及机器人领域，特别是指一种家用机器人的远程呼唤方法和系统。


背景技术：

2.随着人们生活水平的提高和科技技术的提高，各种高科技产品逐渐进入人们的生活中，例如：教育机器人、扫地机器人、聊天机器人、娱乐机器人、陪伴机器人、看护机器等，其作为家庭中休闲娱乐、管理、服务、教育功能，受到人们的喜爱。在家居空间中，通常划分成客厅、卧式、厨房、卫生间等区域，且不同家庭的家居空间的户型和面积大不相同，现有的家用机器人并不能做到自动走到用户的面前进行互动，通常需要用户走到机器人面前进行操作和互动，存在不便，或者需借助手机等移动终端进行远程控制，对于老人或小孩来说。操作十分不便。作为服务人类的工具，机器人应该做到跟随用户，或是实时了解用户所在位置，主动去找到自己的主人，这样才能更好的服务于用户。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于克服现有技术中机器人不能主动寻找到用户的缺陷，提出一种家用机器人的远程呼唤方法和系统，机器人能被呼唤而自动移动至用户面前进行互动，更为人性化、智能化。
4.本发明采用如下技术方案：
5.一种家用机器人的远程呼唤方法，其特征在于：预先在家居的多个空间区域内分别设置至少一智慧面板，每个所述智慧面板设有唯一物理地址，在机器人上预先创建包含所述家居的多个空间区域的空间地图并记录每个所述智慧面板的物理地址和具体位置；
6.当某一所述智慧面板接收到用户的呼唤命令后，发送呼叫指令至机器人，所述机器人接收到呼叫指令并根据发送所述呼叫指令的所述智慧面板的所在位置捕捉并移动至所述用户所在位置。
7.优选的，所述机器人接收所述呼叫指令并根据发送所述呼叫指令的所述智慧面板的所在位置捕捉并移动至所述用户所在位置，具体如下：
8.所述机器人先判断其与发送所述呼叫指令的所述智慧面板是否在同一空间区域，若是，则直接捕捉并移动至用户所在位置，若否，则所述机器人先根据所述空间地图移动至发送所述呼叫指令的所述智慧面板所在空间区域的具体位置，再捕捉用户所在位置并移动至所述用户所在位置。
9.优选的，所述机器人通过开启摄像头捕捉用户所在位置。
10.优选的，所述机器人通过所述呼叫指令识别所述智慧面板的物理地址，通过所述物理地址得到每个所述智慧面板的在所述空间区域的具体位置。
11.优选的，所述机器人到达所述智慧面板所在空间区域的具体位置后，发送已到达指令至所述智慧面板，所述智慧面板接收已到达指令后进入休眠状态。
12.优选的，若所述机器人在设定的时间长度内未捕捉到用户的具体位置，则结束任
务，进入休眠状态。
13.优选的，所述智慧面板设置成通过语音信息或人体感应信息唤醒，所述智慧面板被唤醒后接收所述用户发送的呼唤命令。
14.优选的，所述呼唤命令为语音呼唤命令或按钮呼唤命令或手势呼唤命令或触摸呼唤命令。
15.优选的，所述智慧面板与所述机器人之间采用zigbee通信或wifi通信或蓝牙通信。
16.一种家用机器人的远程呼唤系统，其特征在于：包括如下：
17.机器人，预先创建包含所述家居的多个空间区域的空间地图并记录每个所述智慧面板的物理地址和具体位置；接收到来自智慧面板的呼叫指令并根据发送所述呼叫指令的所述智慧面板的所在位置捕捉并移动至所述用户所在位置；
18.多个智慧面板，安装于家居的多个空间区域内，且每个所述智慧面板设有唯一物理地址；当某一所述智慧面板接收到用户的呼唤命令后，发送呼叫指令至机器人。
19.由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
20.1、本发明的方法和系统，在家居的多个空间区域分别设置智慧面板以接收用户的呼唤命令及向机器人发送呼叫指令，机器人接收到呼叫指令并根据发送所述呼叫指令的智慧面板的所在位置捕捉并移动至用户所在位置，即机器人能被呼唤而自动移动至用户面前进行互动，更为人性化、智能化。
21.2、本发明的方法和系统，当机器人与发送呼叫指令的智慧面板在同一空间区域时，机器人直接捕捉并移动至用户所在位置，不在同一空间区域时，机器人先根据空间地图移动至发送呼叫指令的智慧面板所在空间区域的具体位置，再捕捉用户所在位置并移动至用户所在位置，实现精准定位。
22.3、本发明的方法和系统，机器人上预先创建包含家居的多个空间区域的空间地图并记录每个智慧面板的物理地址和具体位置机，则机器人可通过呼叫指令识别智慧面板的物理地址，从而得到每个智慧面板的在所述空间区域的具体位置。
23.4、本发明的方法和系统，机器人通过摄像头识别用户及捕捉用户所在位置，并结合空间地图自动移动至用户的具体位置，十分智能化。
24.5、本发明的方法和系统，智慧面板设置成通过语音信息或人体感应信息唤醒，呼唤方式简单、十分人性化；机器人在设定的时间长度内未捕捉到用户的具体位置，则结束任务，进入休眠状态以降低功耗。
附图说明
25.图1为本发明方法流程图；
26.图2为用户与机器人处于相同空间区域示意图；
27.图3为机器人移动至用户的具体位置；
28.图4为用户与机器人处于不同空间区域示意图；
29.图5为机器人移动至智慧面板的具体位置；
30.图6为机器人移动至用户的具体位置；
31.图7为本发明方法原理图；
32.图8为本发明机器人模块图；
33.图9为本发明智慧面板模块图；
34.其中：10、机器人，11、处理模块，12、运动组件，13、感知及传感组件，14、人机交互面板；15、第一接收单元；16、第一判断单元；17、第一发送单元；18、执行单元；19、识别单元；20、智慧面板；21、语音模块；22、人机交互界面模块；23、人体传感器；24、控制处理模块；25、第二接收单元；26、第二判断单元；27、第二发送单元；30、用户。
35.以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。
具体实施方式
36.以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
37.本发明中，对于术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。对于描述中，采用了“上”、“下”、“左”、“右”、“前”和“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
38.另外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
39.参见图1，一种家用机器人的远程呼唤方法，预先在家居的多个空间区域内分别设置至少一智慧面板20，每个智慧面板20设有唯一物理地址。在机器人10上预先创建包含家居的多个空间区域的空间地图并记录每个智慧面板20的物理地址和具体位置。
40.其中，家居的多个空间区域可以包括有入户空间、客厅空间、厨房空间、餐厅空间、卫生间空间、阳台空间、卧室空间等，空间的数量和分类可根据用户的家居实际情况设定，在此不作限定，每个空间区域可以安装一个或多个智慧面板20，每个智慧面板20的物理地址不同，智慧面板20的具体安装位置可根据实际情况选择，位于方便用户操作的位置即可。实际应用中，根据需要每个空间还可细分成小空间，例如卧式空间分为，第一卧式空间、第二卧式空间等。机器人10可利用slam功能，通过激光感应配合摄像头来实现创建空间地图及智慧面板20的具体位置，并存储相关数据，通过物理地址可区分不同的智慧面板20以及其所处空间区域。本发明的智慧面板20与机器人10采用同一套通讯协议，二者之间可进行数据传输并识别内容信息，例如，智慧面板20与机器人10之间采用zigbee通信或wifi通信或蓝牙通信。
41.本发明的呼唤方法包括如下：
42.当某一智慧面板20接收到用户30的呼唤命令后，发送呼叫指令至机器人10，机器人10接收到呼叫指令并根据发送呼叫指令的智慧面板20的所在位置捕捉并移动至用户30所在位置，机器人10到达用户30所在位置后即可与用户30进行互动。
43.智慧面板20默认设置为休眠状态以降低功耗，其设置成可通过语音信息或人体感应信息唤醒，语音信息可以是用户30呼唤的唤醒词，唤醒词为预先设定多个采用词，人体感应信息是智慧面板20检测到用户30靠近，包括红外感应或微波感应或摄像头识别等。智慧
面板20被唤醒后可接收用户30发送的呼唤命令。智慧面板20可被用户30的呼唤命令唤醒，用户30的呼唤命令可为语音呼唤命令或按钮呼唤命令或手势呼唤命令或触摸呼唤命令等。
44.对于机器人10接收呼叫指令并根据发送呼叫指令的智慧面板20的所在位置捕捉并移动至用户30所在位置，其包括有机器人10与智慧面板20处于同一空间区域和不同空间区域这两种情况，具体如下：
45.机器人10先判断其与发送呼叫指令的智慧面板20是否在同一空间区域，若是，则直接捕捉并移动至用户30所在位置；若否，则机器人10先根据空间地图移动至发送呼叫指令的智慧面板20所在空间区域的具体位置，再捕捉用户30所在位置并移动至用户30所在位置。
46.其中，机器人10通过接收到的呼叫指令识别智慧面板20的物理地址，通过物理地址结合存储的空间地图和智慧面板20的具体位置，可得到每个智慧面板20的在空间区域的具体位置，进而判断是否与智慧面板20处于同一空间区域。
47.机器人10通过开启摄像头捕捉用户30所在位置，即机器人10可开启摄像头采集四周图像即360
°
捕捉用户30的具体位置，从图像中识别人脸或人体并确定所处位置，并朝向用户30所在位置移动，实现精准定位。并且，若机器人10在设定的时间长度内未捕捉到用户30的具体位置，则结束任务，进入休眠状态，避免长时间捕捉不到用户30而不能结束任务，影响后续使用。
48.本发明中，机器人10到达智慧面板20所在空间区域的具体位置后，发送已到达指令至智慧面板20，智慧面板20接收已到达指令后进入休眠状态。以下对本发明方法进行举例说明：
49.预先对家庭中每个空间区域的智慧面板20进行命名，一个空间区域对应一个或多个智慧面板20的物理地址，空间区域可分为空间区域a、空间区域b、空间区域c等，其中在同个空间区域a不同位置可分为空间区域a1、空间区域a2等；空间区域可包含入户空间、客厅空间、厨房空间、餐厅空间、卫生间空间、阳台空间、卧室空间等。将每个智慧面板20设置的物理地址、用户画像和用户信息录入到机器人10的系统中。
50.机器人10在空间区域上运动轨迹：参见图2，如用户30所处空间区域为a1，智慧面板20所在空间区域为a2，机器人10所在空间可能为空间区域a3或空间区域b；当机器人10与用户30处在同个空间区域a时，用户30位于空间区域a1，机器人10位于空间区域a3，用户30通过语音呼唤机器人10，智慧面板20收到语音命令后，通过无线信号将呼叫指令发送给机器人10，机器人10接收到呼叫指令，根据呼叫指令判断发送指令的智慧面板20在空间区域a2位置后，开启摄像头，捕捉用户30的具体位置，并直接运动到用户30所在空间区域a1的具体位置，参见图3；参见图4-图6，当机器人10所处位置为空间区域b即机器人10与用户30处在不同空间区域，用户30通过语音呼唤机器人10，位于空间区域a2的智慧面板20收到语音后，通过无线信号将呼叫指令发送给机器人10，机器人10接收到呼叫指令，判断发送呼叫指令的智慧面板20在空间区域a2后，通过空间地图，先运动到智慧面板20的具体位置，到达智慧面板20的具体位置后，开启摄像头，捕捉用户30位置，并直接运动到用户30所在空间区域a1的具体位置。
51.机器人10与智慧模块在信号传输上：参见图7，若机器人10与用户30处于不同空间区域，用户30呼唤唤醒词，同空间的智慧面板20接收到用户30的语音指令，将用户30语音指
令转化成文本信号，并文本信号和物理地址转换成呼叫指令发送给机器人10，机器人10接收到呼叫指令后，识别出文本信号及智慧面板20的具体位置，反馈并发送已接收的确认信号，智慧面板20接收到反馈信号后，停止发送呼叫指令；这时，机器人10开始运动，到达该智慧面板20位置并向智慧面板20发送已到达的指令，则智慧面板20就完成用户30呼唤的需求，机器人10再捕捉并移动至用户30的具体位置。
52.若机器人10与用户30在相同空间区域内，机器人10接收到智慧面板20的呼叫指令后，判断出智慧面板20与机器人10处在相同空间区域，机器人10直接发送指令已接收的确认信号，并同时发送已到达信号(这个过程机器人10并不运动)，则智慧面板20完成用户30呼唤需求，机器人10再捕捉并移动至用户30的具体位置，并与用户30进行互动。
53.基于此，本发明还提出一种家用机器人的远程呼唤系统，包括机器人10和多个智慧面板20，具体如下：
54.机器人10预先创建包含家居的多个空间区域的空间地图并记录每个智慧面板20的物理地址和具体位置；接收到来自智慧面板20的呼叫指令并根据发送呼叫指令的智慧面板20的所在位置捕捉并移动至用户30所在位置。
55.具体的，参见图8，机器人10可采用常规的机器人10结构，包括有处理模块11、运动组件12、感知及传感组件13、人机交互面板14及外框支架组成。其中运动组件12主要执行机器人10运动的功能，由控制传感器、伺服陀机、减速器、智能芯片、行走组件等组成，用于控制机器人10行走。感知及传感组件13主要是作用是让机器人10感知运动空间，对阻碍物进行避让、保持平衡等作用，由gps、激光雷达、超声波传感器、光学相机、陀螺仪等组成。人机交互面板14的作用是作为机器人10与用户30之间进行对话交流娱乐的作用，其可包括语音单元、无线模块、人机交互界面、图形识别、数据处理中心等组成。
56.处理模块11可包含第一接收单元15、第一判断单元16、第一发送单元17、执行单元18和识别单元19等。第一接收单元15是指用来接收用户语音、智慧面板20的指令等通讯协议或是人机交互面板14的按键指令等。第一判断单元16是用来判断用户30语音信息，判断通讯协议内容、智慧面板20的位置、判断用户30具体位置及人机交互信息的分析判定等。第一发送单元17是指对判断完后，对智慧面板20进行信息的反馈；执行单元18是指判断完信息后，对机器人10下达要执行的功能及动作，例如移动至智慧面板20的具体位置，移动至用户30的具体位置，控制唤醒或进入休眠等；识别单元19是指机器人10识别用户30画像的功能单元，从而实现感应用户30是否靠近，及捕捉用户30的具体位置等。
57.多个智慧面板20安装于家居的多个空间区域内，且每个智慧面板20设有唯一物理地址；当某一智慧面板20接收到用户30的呼唤命令后，发送呼叫指令至机器人10。
58.具体的，参见图9，智慧面板20包括语音模块21、人机交互界面模块22、人体传感器23、控制处理模块24等组成，其中语音模块21用于与用户30进行对话，可识别用户30语音信息。人机交互模块作为内容显示及灯光等家电控制作用，可显示信息内容或语音播放功能等为用户30提供反馈。人体感应可识别用户30是否靠近智慧面板20。当用户30靠近智慧面板20时，智慧面板20自动唤醒，并判断出当前用户30在该智慧面板20所在空间区域。控制处理模块24可包含第二接收单元25、第二判断单元26、第二发送单元27等，第二接收单元25是指用来接收用户语音、通讯协议或是人机交互面板的按键指令等；第二判断单元26是用来判断用户30语音信息，判断通讯协议内容及人机交互信息的分析判定等；第二发送单元27
是指将判断结果对应的信息发送至机器人10，实现反馈等，其中第二接收单元25和第二发送单元27可采用无线模块实现与机器人10及云平台之间进行数据通信。
59.本发明的系统，其工作原理如下：
60.当用户30在安装有智慧面板20的任意空间区域内，可直接呼唤机器人10，该区域空间的智慧面板20通过内置的麦克风识别到用户30的唤醒信息，或者用户30可直接靠近智慧面板20，智慧面板20通过人体传感器23感应到用户30靠近，智慧面板20被唤醒并处于拾音状态，这时用户30再次通过语音下达呼叫机器人10语音指令，或者直接在智慧面板20的人机交互界面模块22上按下呼叫机器人10的功能按钮。
61.智慧面板20接收到语音控制或按钮信号后，将语音信号通过语音模块21转换成文本信，并识别用户30呼叫机器人10的请求；而后，智慧面板20可通过无线模块将事先定制好的功能协议例如呼叫指令发送给机器人10，机器人10的接收模块接收到呼叫指令后，识别出智慧面板20的物理地址及命令内容，判断出智慧面板20的位置及呼叫请求，并通过机器人10上的无线模块，反馈并发送已接收的确认信号至智慧面板20，这时机器人10开始执行动作，通过事先预制好的地图和机器人10上的运动组件12，通过地图轨道找到发送呼叫指令的智慧面板20的具体位置。
62.到达智慧面板20的具体位置后，发送已到达指令至智慧面板20，这时智慧面板20结束用户30的请求内容，结束功能，恢复休眠状态；同时，机器人10通过摄像头捕捉到用户30的具体位置，精准达到用户30身边。完成呼叫任务，与用户30进行面对面互动。
63.若用户30已离开该智慧面板20所处空间区域后，机器人10在规定时间内还未捕捉到用户30，可自行结束任务，恢复休眠状态。本发明的机器人10可放置在家庭任意空间，用户30可在带智慧面板20所在的任意空间内，呼唤机器人10。
64.上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。