一种智能物联网家庭安全服务机器人的制作方法

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本发明属于智能家庭服务机器人技术领域，特别是一种智能物联网家庭安全服务机器人。

背景技术：

智能物联网家庭服务机器人是一种智能家居服务项目，旨在构建智慧家居和智慧城市，走入人们的家庭生活，提供智能化的解决方案和先进的生活方式。近年来机器人产业的快速创新、智能手机的迅速普及与应用、制造机器人的软件与硬件技术越来越成熟以及云计算、物联网、移动互联等技术的融合，推动着智能家庭服务机器人产业的发展(201510487914.X)。

目前智能物联网家庭服务机器人能提供除尘、消毒、控制家庭电器、自动充电、根据人类语音命令做出语音、图像或肢体反馈、人脸识别和远程监控等服务 (201520913985.7，201510116887.5)，在基础生活方面能满足人们大部分的生活需要，但是在安保方面能提供的服务局限于巡逻和监控，还很有限。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种智能物联网家庭安全服务机器人，能够根据检测到的声音进行定位，移动到声源处并将监测到的内容通过消息或者视频传输的方式传到客户端。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种智能物联网家庭安全服务机器人，包括移动机器人本体、嵌入式控制器、图像数据处理的工控机、声音定位装置、超声波测距装置和摄像头，所述声音定位装置安装在移动机器人本体上并通过接口与工控机相连，超声波测距装置安装在移动机器人本体上并通过接口与嵌入式控制器相连，摄像头安装在移动机器人本体上并通过接口与工控机相连，工控机安装在移动机器人本体上并通过串口与嵌入式控制器相连。

本发明与现有技术相比，其显著优点：能够根据检测到的声音进行定位，移动到声源处并将监测到的内容通过消息或者视频传输的方式传到客户端，从而实现监测家庭老人的生活情况，并对紧急情况进行安全防护和预警处理的作用。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明智能物联网家庭安全服务机器人的系统结构图。

图2为本发明智能物联网家庭安全服务机器人的工作流程图。

具体实施方式

结合图1所示，本发明智能物联网家庭安全服务机器人，包括移动机器人本体1、嵌入式控制器2、图像数据处理的工控机3、声音定位装置4、超声波测距装置5和摄像头6，所述声音定位装置4安装在移动机器人本体1上并通过接口与工控机3相连，超声波测距装置5安装在移动机器人本体1上并通过接口与嵌入式控制器2相连，摄像头6安装在移动机器人本体1上并通过接口与工控机3 相连，工控机3安装在移动机器人本体1上并通过串口与嵌入式控制器2相连。声音定位装置4随机器人启动，进入检测状态，当检测到有声音信号后，进行采样，将采样信号传输给工控机；超声波传感器随机器人启动后将测得的数据传输给嵌入式控制器；工控机计算出声源信息反馈给嵌入式控制器，嵌入式控制器控制机器人向声源处移动；机器人移动到声源处后，跟远程客户端发送实时视频、照片或消息。

所述声音定位装置4用于音频信号的传感。所述摄像头6用于视频信号的传感。所述超声波测距装置5获取机器人与障碍物距离。所述工控机3用于声源定位计算，且通过串口与嵌入式控制器2进行数据通信，并获取摄像头6视频信号，传输到远程客户端。所述的嵌入式控制器2获取机器人周围障碍物距离信息，通过串口得到声源位置信息后，控制机器人移动或者转弯。

结合图2，本发明智能物联网家庭安全服务机器人中，声音定位装置4以麦克风阵列为主，通过麦克风阵列获取声音信号，通过USB口传给工控机，当有声音事件产生，则由工控机计算出声源位置信息，即被采样的信号通过多重信号分类(MUltiple SIgnal Classification,MUSIC)算法进行定位，即利用信号子空间和噪声子空间的正交性，构造空间谱函数，通过谱峰搜索获得该声音信号的方位。超声波传感器发送出超声波脉冲，由物体返回后，接收超声波，并将信息传给控制器，得到障碍物与机器人之间的距离信息。工控机得到声源位置信息后，通过串口，将机器人控制信号下传到嵌入式控制器，然后由控制板控制驱动器，进而控制电机转动，使机器人运动。在工控机检测到距离声源较近的时候，通过 Wi-Fi信号，以RTMP协议的方式，将视频信号或者消息传输到远程客户端，实现视频消息传输的功能。

超声波测距装置5的测距原理是超声波传感器发送出的超声波脉冲在穿过空气撞击到物体后会反射回来再被传感器接收，当传感器接受反射脉冲时会向控制器返回一个脉冲，测量该脉冲的高电平持续时间即可算得传感器跟前方物体之间的距离。超声波传感器获得的数据反馈给下位机控制机器人的移动。本实用新型中设定移动机器人与障碍物体之间的安全距离为1m，紧急距离为30cm。紧急距离内机器人会紧急停止，安全距离外机器人按原先方向前进，两者之间则选择测量距离较大的方向移动。

工控机3与嵌入式控制器2之间通过串口通讯程序进行数据通信，工控机收集声音定位装置获得的声源数据反馈给下位机控制器，控制器驱动电机，控制机器人的移动。

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