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专利号: 2021112311552
申请人: 湖南师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种智慧家用机器人,其特征在于,包括第一传感器模组、主控模块、和执行机构,所述主控模块分别与所述第一传感器模组和所述执行机构连接;

所述第一传感器模组,用于检测环境中的气体成分含量,并将所述成分含量发送至所述主控模块;

所述主控模块,用于对所述气体成分含量进行分析,在所述气体成分含量超过设定阈值的情况下,通过通信模块连接Internet向移动端的APP发送报警信息;

所述执行机构,用于在移动端的APP的操控下或者在主控模块的操控下,行驶至环境中产生所述气体成分的器件处,并执行关闭操作,以控制所述器件停止产生所述气体成分;

还包括可见光与红外视频采集模块、面部识别模块、姿态识别模块和通信模块,所述可见光与红外视频采集模块分别与所述面部识别模块和所述姿态识别模块连接;

所述可见光与红外视频采集模块,用于采集机器人所处环境的视频信息;

所述面部识别模块,用于对采集的视频信息进行分析,识别所述视频信息中的人脸信息;

所述姿态识别模块,用于对采集的视频信息进行分析,识别所述视频信息中的人物的姿态信息;

所述主控模块,还用于根据所述人脸信息和所述姿态信息输出相应操作指令;所述相应操作指令包括跟随、陪伴、搀扶、关闭、打开设定机械部件、开关、控制执行机构进行拨打电话、触发警报;

还包括与所述主控模块连接的第二传感器模组、遥控模块、生物特征传感器、内置数据库、显示模块、扬声器和定位模块,所述第二传感器模组,用于根据用户设定或远程指令,检测房屋内的环境温湿度信息;

所述遥控模块,用于根据移动端APP的控制指令或主控模块决策结果,向智能家电设备发送遥控命令;

所述内置数据库,用于存储用户设定的各项参数、指标数据、状态数据和其他系统运行所需数据;

所述显示模块,用于在所述主控模块的控制下,完成有关信息的显示和输出;

所述扬声器,用于在所述主控模块的控制下,输出语音信息;

所述定位模块,用于在所述主控模块的控制下,获取机器人的位置信息;

通过生物传感器获取用户身体状态指标,或读取用户输入的用户身体状态指标,并存储于内置数据库,系统将身体状态指标作为算法的输入,通过算法的计算,生成个性化的食谱,并推送给用户,具体为:步骤一:生物传感器获取用户身体状态指标;

步骤二:系统根据获取的用户健康指标匹配数据库中的常见疾病身体状态指标数据库,并根据匹配结果获取系统推荐的N项食谱,并记录该用户对应的推荐饮食指标、用户选择的食谱记录和用户健康档案;

步骤三:用户的身体状况指标数据记录如下:A

用户地理位置记录如下:L={行政区划l1,小区住房均价l2,所在区域口味偏好l3};

用户输入饮食偏好F构建用户初始画像数据如下:D

其中:D=A∪L∪F;

步骤四:计算用户和用户之间初始画像数据的相似度,得到用户之间相似度矩阵;

其中:Sij表示用户i和用户j初始画像数据的相似度,计算用户i的k个相似用户集为:U(i)={ur(i)},r=1,2,…k,k<n,ur(i)∈{sit},t=1,2,…n,且满足si1≥si2≥si3…≥sin;

步骤五:对用户i的选择的食谱记录进行分析,将用户选择频率低于阈值的异常食物清单放入集合O(i),将用户选择频率高于阈值V的常见菜单放入集合C(i);所有与用户i相似的用户j选择频率高的采用菜单集C(j)的并集如下:CR(i)=C(1)∪C(2)…∪C(k),其中j∈U(i),并按频次从高到低排序;取OR(i)=O(1)∪O(2)…∪O(k)步骤六:系统随机从CR(i)中按95%的概率抽取推荐食谱,并按5%的概率从OR(i)中抽取推荐食谱,推荐给用户i;用户i从推荐食谱中选择合适的食谱,系统记录下用户的选择历史,并根据用户录入的饮食风格偏好加上食物加工制作注意事项等提示信息;

步骤七:系统挖掘用户从推荐食谱中选择食谱时的倾向,并在后续推荐中加以调整。

2.根据权利要求1所述的智慧家用机器人,其特征在于,所述执行机构包括驱动轮和机械臂;

所述驱动轮,用于驱动机器人行驶至环境中产生所述气体成分的器件处;

所述机械臂,用于在移动端的APP的操控下或者在主控模块的操控下,执行关闭操作,以控制所述器件停止产生所述气体成分。

3.根据权利要求1所述的智慧家用机器人,其特征在于,还包括音频采集模块和与所述音频采集模块连接的语音识别模块,所述音频采集模块,用于采集机器人所处环境的音频数据;

所述语音识别模块,用于分析识别所述音频数据。

4.根据权利要求1所述的智慧家用机器人,其特征在于,还包括与主控模块连接的光敏传感器和距离传感器;

所述光敏传感器,用于检测室内的亮度;

所述距离传感器,用于测量机器人的机械臂与机械臂操作对象之间的距离,以及在跟随陪伴时测量机器人和跟随陪伴的用户之间的距离。

5.根据权利要求1所述的智慧家用机器人,其特征在于,还包括与所述主控模块连接的激光雷达、陀螺仪和加速度计,所述激光雷达,用于获取机器人的环境信息,所述环境信息包括墙壁信息、门窗信息以及行进过程中的障碍物信息;

所述陀螺仪,用于机器人在行进过程中的方向测量、水平和垂直方向感知;

所述加速度计,用于测定设备相对水平面的倾斜角度、获取机器人分别在x,y,z三个方向上的加速度值。

6.根据权利要求1所述的智慧家用机器人,其特征在于,所述遥控模块包括蓝牙模块、射频模块和红外发射接收模块;

所述蓝牙模块,用于在所述主控模块的控制下,实现无线蓝牙通信、定位和控制;

所述射频模块,用于与环境中的部分器件进行射频通信;

所述红外发射接收模块,用于在所述主控模块的控制下,与智能家电设备通信。

7.一种智慧家用机器人的控制方法,应用于如权利要求1‑6中任一项所述的智慧家用机器人,其特征在于,包括如下步骤:所述第一传感器模组检测环境中的气体成分构成和含量,并将成分构成和含量发送至所述主控模块;

所述主控模块对所述气体成分构成和含量进行分析,在特定气体成分含量超过设定阈值的情况下,通过通信模块经Internet向移动端的APP发送报警信息,用户可在移动APP上操作,移动APP通过Internet给机器人发送指令,控制执行机构执行特定动作,如机器人的前进,后退、转向、机械臂的移动、抓握等动作;

所述执行机构在移动端的APP的操控下或在主控模块的决策操控下,行驶至环境中产生所述气体成分的器件处,并执行关闭操作,以控制所述器件停止产生所述气体成分。

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述智慧家用机器人还包括内置数据库,所述方法还包括:通过生物传感器获取用户身体状态指标,或读取用户输入的用户身体状态指标,并存储与所述内置数据库;

系统将所述身体状态指标作为算法的输入,通过算法的计算,生成个性化的食谱,并推送给用户。