一种基于情感机器人的智能家居环境协同控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于情感机器人的智能家居环境协同控制方法及系统，能够提高用户满意度。所述方法包括：对获取到的用户的情感状态和智能家居环境数据进行融合分析；根据分析结果生成控制指令对智能家居环境进行调节。所述系统包括：情感机器人、家庭网关和智能家居环境设备，情感机器人通过家庭网关与智能家居环境设备进行通讯；所述情感机器人包括：情感认知模块、协同控制中心模块；所述智能家居环境设备：用于获取智能家居环境数据；所述情感认知模块：用于确定用户的情感状态；所述协同控制中心模块，用于对获取到的用户的情感状态和智能家居环境数据进行融合分析，并对智能家居环境进行调节。本发明专利技术适用于工业自动化信息及人机交互技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于情感机器人的智能家居环境协同控制方法及系统
本专利技术涉及工业自动化信息及人机交互
，特别是指一种基于情感机器人的智能家居环境协同控制方法及系统。
技术介绍
近年来，随着通信技术、智能技术、移动互联网技术的发展，智能家居已成为今后家居和住宅发展的必然方向，同时家庭服务型情感机器人将成为其中重要的设备。但现有的该类情感机器人大多不具备控制家居环境的功能，即使具备也只是简单的机械式控制，缺乏自主性与智能性。另外，智能家居的设备往往分散在房间的不同空间，需要布线和施工，且有些设备虽可通过无线传输和传感技术实现无线遥控，但这些设备并不兼容，设备与设备之间无法实现协调工作。尽管人与情感机器人之间的交互技术已经取得较好的成果，且对家居环境的控制技术也在飞速地发展，但在智能家居环境控制方面却没有考虑到用户的不同情感状态和行为动作对家居环境的需求，智能化程度低，目前仍不能满足人们对数字化、智能化的需求，导致用户体验的满意度和信任度降低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于情感机器人的智能家居环境协同控制方法及系统，以解决现有技术所存在的智能家居控制系统没有考虑到用户的不同情感状态对家居环境的需求、设备与设备之间无法实现协调工作，导致智能化程度、用户体验的满意度和信任度低的问题。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种基于情感机器人的智能家居环境协同控制方法，包括：获取用户的情感状态及智能家居环境数据；对获取到的用户的情感状态和智能家居环境数据进行融合分析；根据分析结果生成控制指令，并根据所述控制指令启动相应的智能家电设备对智能家居环境进行调节。可选的，所述获取用户的情感状态包括：通过视频检测器实时跟踪和检测室内用户的行为动作；通过视觉采集模块对跟踪到的用户的面部表情进行视频采集，并对情感机器人行进过程中的周围环境进行记录；通过情感信息处理模块对采集到的视频的静态图像进行预处理，并利用基于静态图像的表情情感特征提取算法，将预处理后的静态图像与本地数据库中预存储的人脸情感特征进行匹配识别，确定用户当前的情感状态；根据所述情感信息处理模块输出的用户当前的情感状态，通过情感表达模块显示用户当前的表情；其中，所述情感状态包括：高兴、悲伤、生气、恐惧、惊讶、厌恶和/或平静。可选的，所述获取智能家居环境数据包括：通过环境数据采集模块采集室内各项智能家居环境数据，所述环境数据采集模块的工作模式包括：正常工作模式、半睡眠工作模式和睡眠工作模式，所述环境数据采集模块的工作模式不同，环境数据采集模块的检测频率不同；其中，所述环境数据采集模块包括：温湿度传感器、光传感器、烟雾探测器、门窗传感器、空气质量检测器和视频检测器，所述环境数据采集模块采用的工作模式由所述视频检测器检测到的用户在室内的行为动作决定。可选的，所述方法还包括：当所述环境数据采集模块工作在半睡眠工作模式或睡眠工作模式时，根据采集到的各项智能家居环境数据对智能家居环境进行分析调节，使智能家居环境的各个指标保持在基准值，并将各项智能家居环境数据和智能家电设备的状态输出至显示屏显示；当所述环境数据采集模块工作在正常工作模式，且没有获取到用户的情感状态时，根据采集到的各项智能家居环境数据对智能家居环境进行分析调节，使智能家居环境的各个指标保持在基准值，并将各项智能家居环境数据和智能家电设备的状态输出至显示屏显示；所述对获取到的用户的情感状态和智能家居环境数据进行融合分析包括：当所述环境数据采集模块工作在正常工作模式，且获取到用户的情感状态时，若用户当前的情感状态与智能家居环境数据不匹配时，根据基于先验知识的数据融合算法生成与当前环境数据相对应的环境实际值；将用户当前情感状态对应的环境值与智能家居环境的基准数据进行融合分析比较得到环境的期望值。可选的，所述根据分析结果生成控制指令，并根据所述控制指令启动相应的智能家电设备对智能家居环境进行调节包括：根据所述期望值与环境实际值之间的差值，通过阈值分割法进行智能家居环境数据偏差分析，确定相应智能家电设备的工作模式，其中，所述智能家电设备的工作模式包括：高强度模式，中强度模式，柔和模式，睡眠模式；根据确定的相应智能家电设备的工作模式，生成相应的控制指令，并根据所述控制指令启动相应的智能家电设备对智能家居环境进行调节；当所述期望值与当前环境实际值之间的差值逐渐缩小时，通过阈值分割法重新确定相应智能家电设备的工作模式；根据新确定的相应智能家电设备的工作模式，生成新的控制指令对智能家居环境数据进行调节，直至用户当前情感状态与智能家居环境数据相匹配，并将各项智能家居环境数据和智能家电设备的状态输出至显示屏显示。本专利技术实施例还提供一种基于情感机器人的智能家居环境协同控制系统，包括：情感机器人、家庭网关和智能家居环境设备，所述情感机器人通过家庭网关与智能家居环境设备进行通讯；所述情感机器人包括：情感认知模块、协同控制中心模块；所述智能家居环境设备：用于获取智能家居环境数据以及根据协同控制中心模块生成的控制指令对智能家居环境进行调节；所述情感认知模块：用于确定用户的情感状态；所述协同控制中心模块，用于对获取到的用户的情感状态和智能家居环境数据进行融合分析，根据分析结果生成控制指令，并根据所述控制指令启动相应的智能家电设备对智能家居环境进行调节。可选的，所述情感认知模块包括:视觉采集模块、情感信息处理模块和情感表达模块；所述视觉采集模块，用于对用户的面部表情进行视频采集，并对情感机器人行进过程中的周围环境进行记录；所述情感信息处理模块：用于对视觉采集模块采集到的视频的静态图像进行预处理，并利用基于静态图像的表情情感特征提取算法，将预处理后的静态图像与本地数据库中预存储的人脸情感特征进行匹配识别，确定用户当前的情感状态；所述情感表达模块，用于根据所述情感信息处理模块已确定的用户当前的情感状态，显示用户当前的表情；其中，所述情感状态包括：高兴、悲伤、生气、恐惧、惊讶、厌恶和/或平静。可选的，所述情感机器人还包括：显示屏、通信模块及移动装置；所述通信模块，用于负责情感机器人本体上位机与下位机之间的通信，以及所述上位机、下位机与智能家居环境之间的数据交互；所述显示屏，用于显示智能家居环境数据及智能家电设备的状态；所述移动装置包括：主-从轮式底盘和避障传感器；所述主-从轮式底盘，用于辅助情感机器人的移动，所述主-从轮式底盘包括：2个主动轮和2个从动轮，分布在底盘边缘的四周，其中，所述主动轮安装在底盘的左右两侧，所述从动轮安装在底盘的前后位置；所述避障传感器分布在情感机器人外壳底部边缘，利用超声波原理对四周的障碍物距离进行采集。可选的，所述智能家居环境设备包括:环境数据采集模块和智能家电设备；所述环境数据采集模块，用于采集室内各项智能家居环境数据；所述环境数据采集模块包括：温湿度传感器、光传感器、烟雾探测器、门窗传感器、空气质量检测器和视频检测器；所述视频检测器，用于实时跟踪和检测室内用户的行为动作，并根据检测到的用户在室内的行为动作来决定所述数据采集模块的工作模式，其中，所述环境数据采集模块的工作模式包括：正常工作模式、半睡眠工作模式和睡眠工作模式；所述智能家电设备包括：空调、电视、智能照明灯、空气净化器、加湿器、电动窗帘、电动开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于情感机器人的智能家居环境协同控制方法，其特征在于，包括：获取用户的情感状态及智能家居环境数据；对获取到的用户的情感状态和智能家居环境数据进行融合分析；根据分析结果生成控制指令，并根据所述控制指令启动相应的智能家电设备对智能家居环境进行调节。

【技术特征摘要】
1.一种基于情感机器人的智能家居环境协同控制方法，其特征在于，包括：获取用户的情感状态及智能家居环境数据；对获取到的用户的情感状态和智能家居环境数据进行融合分析；根据分析结果生成控制指令，并根据所述控制指令启动相应的智能家电设备对智能家居环境进行调节；其中，所述获取智能家居环境数据包括：通过环境数据采集模块采集室内各项智能家居环境数据，所述环境数据采集模块的工作模式包括：正常工作模式、半睡眠工作模式和睡眠工作模式，所述环境数据采集模块的工作模式不同，环境数据采集模块的检测频率不同；其中，所述环境数据采集模块包括：温湿度传感器、光传感器、烟雾探测器、门窗传感器、空气质量检测器和视频检测器，所述环境数据采集模块采用的工作模式由所述视频检测器检测到的用户在室内的行为动作决定。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取用户的情感状态包括：通过视频检测器实时跟踪和检测室内用户的行为动作；通过视觉采集模块对跟踪到的用户的面部表情进行视频采集，并对情感机器人行进过程中的周围环境进行记录；通过情感信息处理模块对采集到的视频的静态图像进行预处理，并利用基于静态图像的表情情感特征提取算法，将预处理后的静态图像与本地数据库中预存储的人脸情感特征进行匹配识别，确定用户当前的情感状态；根据所述情感信息处理模块输出的用户当前的情感状态，通过情感表达模块显示用户当前的表情；其中，所述情感状态包括：高兴、悲伤、生气、恐惧、惊讶、厌恶和/或平静。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：当所述环境数据采集模块工作在半睡眠工作模式或睡眠工作模式时，根据采集到的各项智能家居环境数据对智能家居环境进行分析调节，使智能家居环境的各个指标保持在基准值，并将各项智能家居环境数据和智能家电设备的状态输出至显示屏显示；当所述环境数据采集模块工作在正常工作模式，且没有获取到用户的情感状态时，根据采集到的各项智能家居环境数据对智能家居环境进行分析调节，使智能家居环境的各个指标保持在基准值，并将各项智能家居环境数据和智能家电设备的状态输出至显示屏显示；所述对获取到的用户的情感状态和智能家居环境数据进行融合分析包括：当所述环境数据采集模块工作在正常工作模式，且获取到用户的情感状态时，若用户当前的情感状态与智能家居环境数据不匹配时，根据基于先验知识的数据融合算法生成与当前环境数据相对应的环境实际值；将用户当前情感状态对应的环境值与智能家居环境的基准数据进行融合分析比较得到环境的期望值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据分析结果生成控制指令，并根据所述控制指令启动相应的智能家电设备对智能家居环境进行调节包括：根据所述期望值与环境实际值之间的差值，通过阈值分割法进行智能家居环境数据偏差分析，确定相应智能家电设备的工作模式，其中，所述智能家电设备的工作模式包括：高强度模式，中强度模式，柔和模式，睡眠模式；根据确定的相应智能家电设备的工作模式，生成相应的控制指令，并根据所述控制指令启动相应的智能家电设备对智能家居环境进行调节；当所述期望值与当前环境实际值之间的差值逐渐缩小时，通过阈值分割法重新确定相应智能家电设备的工作模式；根据新确定的相应智能家电设备的工作模式，生成新的控制指令对智能家居环境数据进行调节，直至用户当前情感状态与智能家居环境数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：解仑，韩晶，何志杰，王志良，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11