一種基于情感機(jī)器人的智能家居環(huán)境協(xié)同控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)自動(dòng)化信息及人機(jī)交互技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種基于情感機(jī)器人的智能家居環(huán)境協(xié)同控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著通信技術(shù)、智能技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，智能家居已成為今后家居和住宅發(fā)展的必然方向，同時(shí)家庭服務(wù)型情感機(jī)器人將成為其中重要的設(shè)備。但現(xiàn)有的該類(lèi)情感機(jī)器人大多不具備控制家居環(huán)境的功能，即使具備也只是簡(jiǎn)單的機(jī)械式控制，缺乏自主性與智能性。另外，智能家居的設(shè)備往往分散在房間的不同空間，需要布線(xiàn)和施工，且有些設(shè)備雖可通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸和傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)遙控，但這些設(shè)備并不兼容，設(shè)備與設(shè)備之間無(wú)法實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)工作。
[0003]盡管人與情感機(jī)器人之間的交互技術(shù)已經(jīng)取得較好的成果，且對(duì)家居環(huán)境的控制技術(shù)也在飛速地發(fā)展，但在智能家居環(huán)境控制方面卻沒(méi)有考慮到用戶(hù)的不同情感狀態(tài)和行為動(dòng)作對(duì)家居環(huán)境的需求，智能化程度低，目前仍不能滿(mǎn)足人們對(duì)數(shù)字化、智能化的需求，導(dǎo)致用戶(hù)體驗(yàn)的滿(mǎn)意度和信任度降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于情感機(jī)器人的智能家居環(huán)境協(xié)同控制方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的智能家居控制系統(tǒng)沒(méi)有考慮到用戶(hù)的不同情感狀態(tài)對(duì)家居環(huán)境的需求、設(shè)備與設(shè)備之間無(wú)法實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)工作，導(dǎo)致智能化程度、用戶(hù)體驗(yàn)的滿(mǎn)意度和?目任度低的冋題。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于情感機(jī)器人的智能家居環(huán)境協(xié)同控制方法，包括:
[0006]獲取用戶(hù)的情感狀態(tài)及智能家居環(huán)境數(shù)據(jù)；
[0007]對(duì)獲取到的用戶(hù)的情感狀態(tài)和智能家居環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析；
[0008]根據(jù)分析結(jié)果生成控制指令，并根據(jù)所述控制指令啟動(dòng)相應(yīng)的智能家電設(shè)備對(duì)智能家居環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0009]可選的，所述獲取用戶(hù)的情感狀態(tài)包括:
[0010]通過(guò)視頻檢測(cè)器實(shí)時(shí)跟蹤和檢測(cè)室內(nèi)用戶(hù)的行為動(dòng)作；
[0011]通過(guò)視覺(jué)采集模塊對(duì)跟蹤到的用戶(hù)的面部表情進(jìn)行視頻采集，并對(duì)情感機(jī)器人行進(jìn)過(guò)程中的周?chē)h(huán)境進(jìn)行記錄；
[0012]通過(guò)情感信息處理模塊對(duì)采集到的視頻的靜態(tài)圖像進(jìn)行預(yù)處理，并利用基于靜態(tài)圖像的表情情感特征提取算法，將預(yù)處理后的靜態(tài)圖像與本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)存儲(chǔ)的人臉情感特征進(jìn)行匹配識(shí)別，確定用戶(hù)當(dāng)前的情感狀態(tài)；
[0013]根據(jù)所述情感信息處理模塊輸出的用戶(hù)當(dāng)前的情感狀態(tài)，通過(guò)情感表達(dá)模塊顯示用戶(hù)當(dāng)前的表情；
[0014]其中，所述情感狀態(tài)包括:高興、悲傷、生氣、恐懼、驚訝、厭惡和/或平靜。
[0015]可選的，所述獲取智能家居環(huán)境數(shù)據(jù)包括:
[0016]通過(guò)環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊采集室內(nèi)各項(xiàng)智能家居環(huán)境數(shù)據(jù)，所述環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊的工作模式包括:正常工作模式、半睡眠工作模式和睡眠工作模式，所述環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊的工作模式不同，環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊的檢測(cè)頻率不同；
[0017]其中，所述環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊包括:溫濕度傳感器、光傳感器、煙霧探測(cè)器、門(mén)窗傳感器、空氣質(zhì)量檢測(cè)器和/或視頻檢測(cè)器，所述環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊采用的工作模式由所述視頻檢測(cè)器檢測(cè)到的用戶(hù)在室內(nèi)的行為動(dòng)作決定。
[0018]可選的，所述方法還包括:
[0019]當(dāng)所述環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊工作在半睡眠工作模式或睡眠工作模式時(shí)，根據(jù)采集到的各項(xiàng)智能家居環(huán)境數(shù)據(jù)對(duì)智能家居環(huán)境進(jìn)行分析調(diào)節(jié)，使智能家居環(huán)境的各個(gè)指標(biāo)保持在基準(zhǔn)值，并將各項(xiàng)智能家居環(huán)境數(shù)據(jù)和智能家電設(shè)備的狀態(tài)輸出至顯示屏顯示；
[0020]當(dāng)所述環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊工作在正常工作模式，且沒(méi)有獲取到用戶(hù)的情感狀態(tài)時(shí)，根據(jù)采集到的各項(xiàng)智能家居環(huán)境數(shù)據(jù)對(duì)智能家居環(huán)境進(jìn)行分析調(diào)節(jié)，使智能家居環(huán)境的各個(gè)指標(biāo)保持在基準(zhǔn)值，并將各項(xiàng)智能家居環(huán)境數(shù)據(jù)和智能家電設(shè)備的狀態(tài)輸出至顯示屏顯不;
[0021]所述對(duì)獲取到的用戶(hù)的情感狀態(tài)和智能家居環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析包括:
[0022]當(dāng)所述環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊工作在正常工作模式，且獲取到用戶(hù)的情感狀態(tài)時(shí)，若用戶(hù)當(dāng)前的情感狀態(tài)與智能家居環(huán)境數(shù)據(jù)不匹配時(shí)，根據(jù)基于先驗(yàn)知識(shí)的數(shù)據(jù)融合算法生成與當(dāng)前環(huán)境數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的環(huán)境實(shí)際值；
[0023]將用戶(hù)當(dāng)前情感狀態(tài)對(duì)應(yīng)的環(huán)境值與智能家居環(huán)境的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析比較得到環(huán)境的期望值。
[0024]可選的，所述根據(jù)分析結(jié)果生成控制指令，并根據(jù)所述控制指令啟動(dòng)相應(yīng)的智能家電設(shè)備對(duì)智能家居環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)包括:
[0025]根據(jù)所述期望值與環(huán)境實(shí)際值之間的差值，通過(guò)閾值分割法進(jìn)行智能家居環(huán)境數(shù)據(jù)偏差分析，確定相應(yīng)智能家電設(shè)備的工作模式，其中，所述智能家電設(shè)備的工作模式包括:高強(qiáng)度模式，中強(qiáng)度模式，柔和模式，睡眠模式；
[0026]根據(jù)確定的相應(yīng)智能家電設(shè)備的工作模式，生成相應(yīng)的控制指令，并根據(jù)所述控制指令啟動(dòng)相應(yīng)的智能家電設(shè)備對(duì)智能家居環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)；
[0027]當(dāng)所述期望值與當(dāng)前環(huán)境實(shí)際值之間的差值逐漸縮小時(shí)，通過(guò)閾值分割法重新確定相應(yīng)智能家電設(shè)備的工作模式；
[0028]根據(jù)新確定的相應(yīng)智能家電設(shè)備的工作模式，生成新的控制指令對(duì)智能家居環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至用戶(hù)當(dāng)前情感狀態(tài)與智能家居環(huán)境數(shù)據(jù)相匹配，并將各項(xiàng)智能家居環(huán)境數(shù)據(jù)和智能家電設(shè)備的狀態(tài)輸出至顯示屏顯示。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種基于情感機(jī)器人的智能家居環(huán)境協(xié)同控制系統(tǒng)，包括:情感機(jī)器人、家庭網(wǎng)關(guān)和智能家居環(huán)境設(shè)備，所述情感機(jī)器人通過(guò)家庭網(wǎng)關(guān)與智能家居環(huán)境設(shè)備進(jìn)行通訊；所述情感機(jī)器人包括:情感認(rèn)知模塊、協(xié)同控制中心模塊；
[0030]所述智能家居環(huán)境設(shè)備:用于獲取智能家居環(huán)境數(shù)據(jù)以及根據(jù)協(xié)同控制中心模塊生成的控制指令對(duì)智能家居環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)；
[0031]所述情感認(rèn)知模塊:用于確定用戶(hù)的情感狀態(tài)；
[0032]所述協(xié)同控制中心模塊，用于對(duì)獲取到的用戶(hù)的情感狀態(tài)和智能家居環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析，根據(jù)分析結(jié)果生成控制指令，并根據(jù)所述控制指令啟動(dòng)相應(yīng)的智能家電設(shè)備對(duì)智能家居環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0033]可選的，所述情感認(rèn)知模塊包括:視覺(jué)采集模塊、情感信息處理模塊和情感表達(dá)豐吳塊；
[0034]所述視覺(jué)采集模塊，用于對(duì)用戶(hù)的面部表情進(jìn)行視頻采集，并對(duì)情感機(jī)器人行進(jìn)過(guò)程中的周?chē)h(huán)境進(jìn)行記錄；
[0035]所述情感信息處理模塊:用于對(duì)視覺(jué)采集模塊采集到的視頻的靜態(tài)圖像進(jìn)行預(yù)處理，并利用基于靜態(tài)圖像的表情情感特征提取算法，將預(yù)處理后的靜態(tài)圖像與本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)存儲(chǔ)的人臉情感特征進(jìn)行匹配識(shí)別，確定用戶(hù)當(dāng)前的情感狀態(tài)；
[0036]所述情感表達(dá)模塊，用于根據(jù)所述情感信息處理模塊已確定的用戶(hù)當(dāng)前的情感狀態(tài)，顯示用戶(hù)當(dāng)前的表情；
[0037]其中，所述情感狀態(tài)包括:高興、悲傷、生氣、恐懼、驚訝、厭惡和/或平靜。
[0038]可選的，所述情感機(jī)器人還包括:顯示屏、通信模塊及移動(dòng)裝置；
[0039]所述通信模塊，用于負(fù)責(zé)情感機(jī)器人本體上位機(jī)與下位機(jī)之間的通信，以及所述上位機(jī)、下位機(jī)與智能家居環(huán)境之間的數(shù)據(jù)交互；
[0040]所述顯示屏，用于顯示智能家居環(huán)境數(shù)據(jù)及智能家電設(shè)備的狀態(tài)；
[0041]所述移動(dòng)裝置包括:主-從輪式底盤(pán)和避障傳感器；
[0042]所述主-從輪式底盤(pán)，用于輔助情感機(jī)器人的移動(dòng)，所述主-從輪式底盤(pán)包括:2個(gè)主動(dòng)輪和2個(gè)從動(dòng)輪，分布在底盤(pán)邊緣的四周，其中，所述主動(dòng)輪安裝在底盤(pán)的左右兩側(cè)，所述從動(dòng)輪安裝在底盤(pán)的前后位置；
[0043]所述避障傳感器分布在情感機(jī)器人外殼底部邊緣，利用超聲波原理對(duì)四周的障礙物距尚進(jìn)行米集。
[0044]可選的，所述智能家居環(huán)境設(shè)備包括:環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊和智能家電設(shè)備；
[0045]所述環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集室內(nèi)各項(xiàng)智能家居環(huán)境數(shù)據(jù)；
[0046]所述環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊包括:溫濕度傳感器、光傳感器、煙霧探測(cè)器、門(mén)窗傳感器、空氣質(zhì)量檢測(cè)器和/或視頻檢測(cè)器；
[0047]所述視頻檢測(cè)器，用于實(shí)時(shí)跟蹤和檢測(cè)室內(nèi)用戶(hù)的行為動(dòng)作，并根據(jù)檢測(cè)到的用戶(hù)在室內(nèi)的行為動(dòng)作來(lái)決定所述數(shù)據(jù)采集模