基于动作识别的扫地机器人控制方法、系统、扫地机器人技术方案

本发明专利技术公开了一种基于动作识别的扫地机器人控制方法、系统、扫地机器人，方法如下：建立人体动作指令和扫地机器人控制指令之间的映射关系；获取人体的动作；对人体动作进行解析识别；根据识别的动作指令对扫地机器人进行控制。本发明专利技术通过获取人体的动作，对人体动作进行解析识别，根据识别的动作指令对扫地机器人进行控制，将kinect深度传感器与动作识别技术应用在扫地机器人控制中，动作识别系统能够更精确地识别出动作所代表的含义，从而达到扫地机器人与人更自然的交互，通过人体连续动作来控制扫地机器人在具体情景中的应用，扩展了扫地机器人的交互方式并增加了具体情景应用功能，使扫地机器人的使用更加智能和方便。

【技术实现步骤摘要】
基于动作识别的扫地机器人控制方法、系统、扫地机器人
本专利技术涉及家电控制领域，具体的涉及一种基于动作识别的扫地机器人控制方法、系统、扫地机器人。
技术介绍
随着人工智能技术的发展，越来越多的家用电器都相继加入了智能化应用，其中扫地机器人是相对较为智能的产品。以家庭服务为主要功能的全自助扫地机器人逐渐进入到我们的生活中，随着技术不断的革新，扫地机器人从开始随机式清扫到现在规划式清扫，功能也越来越多，现有扫地机器人主要通过4个步骤进行清扫，即定位、构图、规划和清扫。通过红外遥控器进行控制，主要是在无人干预下独立完成清洁任务，由于平常生活中会出现需要临时清洁某个区域的情况，现有的扫地机器人不能满足应用需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中扫地机器人不能满足应用需求，如不能临时清洁某个区域的技术问题，提供一种基于动作识别的扫地机器人控制方法、系统、扫地机器人。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种基于动作识别的基于动作识别的扫地机器人智能控制方法，方法如下：建立人体动作指令和扫地机器人控制指令之间的映射关系；获取人体的动作；对人体动作进行解析识别；根据识别的动作指令对扫地机器人进行控制。进一步的，所述基于kinect深度传感器获取人体的动作指令。进一步的，所述通过人体连续动作识别系统识别动作指令。进一步的，所述提取人体连续动作的序列特征数据建立动作模型，采用深度置信网络和隐马尔可夫相结合的模型对特征数据建模，对人体动作进行识别。进一步的，所述控制指令包括控制扫地机器人跟随人体移动进行清扫。进一步的，所述控制扫地机器人跟踪人体行走的方法包括：通过kinect人体检测建立目标人运动模型，进行运动模型相似度计算，通过粒子滤波预测人体位置，实现人体跟随。进一步的，所述控制指令包括通过人体动作指向控制扫地机器人移动至指定位置进行清扫。进一步的，所述通过人体动作指向控制扫地机器人移动至指定位置的方法包括：通过Kinect人体检测对获得的人体骨架数据进行特征提取，通过人体骨架与地面的几何结构和/或人体与扫地机器人的相对位置计算所指区域与扫地机器人的相对位置。一种基于动作识别的扫地机器人智能控制系统，包括映射模块，用于建立人体动作指令和扫地机器人控制指令之间的映射关系；获取模块，用于获取人体的动作；识别模块，用于对人体动作进行解析识别；控制模块，用于根据识别的动作指令对扫地机器人进行控制。进一步的，所述获取模块包括Kinect传感器。进一步的，所述识别模块包括由深度置信网络和/或隐马尔可夫模型组成的人体连续动作识别系统。进一步的，所述控制模块还包括跟踪单元，所述跟踪单元用于计算预测人体位置。进一步的，所述控制模块还包括定位单元，所述定位单元用于根据人体动作指向，定位指定位置。由上述对本专利技术的描述可知，与现有技术相比，本专利技术提供的一种基于动作识别的扫地机器人控制方法、系统、扫地机器人，通过建立人体动作指令和扫地机器人控制指令之间的映射关系；获取人体的动作；对人体动作进行解析识别；根据识别的动作指令对扫地机器人进行控制，将kinect深度传感器与动作识别技术应用在扫地机器人控制中，动作识别系统能够更精确地识别出动作所代表的含义，从而达到扫地机器人与人更自然的交互，通过人体连续动作来控制扫地机器人在具体情景中的应用，扩展了扫地机器人的交互方式并增加了具体情景应用功能，使扫地机器人的使用更加智能和方便。附图说明图1为本专利技术基于动作识别的基于动作识别的扫地机器人智能控制流程图；图2为本专利技术基于骨架数据的特征提取示意图；图3为本专利技术滑动窗口法示意图；图4为本专利技术深度置信网络和混合高斯的隐马尔可夫模型识别算法示意图；图5为本专利技术人体跟踪示意图；图6为本专利技术具体实施例一基于动作识别的基于动作识别的扫地机器人智能控制系统框图；图7为本专利技术具体实施例二基于动作识别的基于动作识别的扫地机器人智能控制系统框图。具体实施方式以下将结合本专利技术实施例中的附图对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。如图1所示，一种基于动作识别的基于动作识别的扫地机器人智能控制方法，包括以下步骤：S1：建立人体动作指令和扫地机器人控制指令之间的映射关系，例如，定义三类动作指令：挥手、走、用手指定某个区域动作，并设定三类动作指令对应扫地机器人的控制指令，如下表所示：动作指令扫地机器人的控制指令的具体操作挥手启动扫地机器人特定情景模式，并定位人体走机器人跟踪人体用手指定某个区域对指定区域进行清扫S2：获取人体的动作，具体的，基于kinect深度传感器获取人体的动作指令，通过Kinect传感器采集人体动作的深度图像，判断是否包含人体动作信息，若包含人体动作信息则通过kinect自带的人体骨架提取算法建立空间立体三维坐标，如图2所示，将每一帧图像中的人体提取出20个关节点的三维坐标，对获得的人体骨架数据进行特征提取。对人体骨架模型中20个关节点提取其中的11个关节点，分别是脊椎关节点、中心肩关节点、头、左/右肩关节、左/右肘关节点、左/右手关节点、左/右髋关节点、左/右膝关节点和左/右踝关节点，其余的关节点去掉。由相邻两个关节点组成的一个肢体，靠近脊柱关节的关节点定义为父关节点，另一个定义为子关节点。通过坐标系转换，将世界坐标系转换为局部球坐标系来表示每个肢体的相对位置信息，以每个肢体中的父关节点作为球坐标系的原点，其在球坐标系中与Z轴的夹角为m，投影到XOY平面上与X轴的夹角为n，一个肢体的特征可以表示为(m，n)，如附图2所示。11个关节点组成10个肢体，即每一帧的人体骨架数据进行特征提取后得到20维的特征，其冗余度较小，能更好的表示动作，由于在实际中人的动作是连续的，而识别需要单个动作片段，采用滑动窗口法将实际的连续动作序列截取为一个个动作片段，如附图3所示，由于所要识别的动作持续时间较短，滑动窗口的窗口大小设置为30帧，步长设置为10帧；S3：对人体动作进行解析识别，具体的，通过人体连续动作识别系统识别动作指令，提取人体连续动作的序列特征数据建立动作模型，采用深度置信网络和隐马尔可夫相结合的模型对特征数据建模，对人体动作进行识别，将之前定义的三类动作，对每类动作训练一个隐马尔可夫模型共用一个深度置信网络模型，并训练获取每类动作有效动作阈值。如图4所示，对于获取到的动作，将其先输入到训练好的深度置信网络中求取对应的隐状态观测概率值再分别输入每类动作对应的隐马尔可夫模型中得到相对应的似然值，将对应的似然值与对应的阈值比较，小于阈值的说明不是对应的动作类别，将大于阈值的似然值进行比较，最大的所对应的类别即为获取动作的类别；S4：根据识别的动作指令对扫地机器人进行控制，例如，控制扫地机器人跟随人体移动进行清扫，如图5所示，当人体通过挥手动作启动扫地机器人特定情景模式，之后如果人体开始走动，扫地机器人通过识别行走动作启动跟踪目标人模式。跟踪算法首先通过kinect人体检测建立目标人运动模型，进行运动模型相似度计算，然后通过粒子滤波预测人体位置，实现人体跟踪，跟踪人体到指定区域进行清扫。如图6所示，一种基于动作识别的扫地机器人智能控制系统，包括映射模块1、获取模块2、识别模块3、控制模块4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于动作识别的扫地机器人智能控制方法，其特征在于，方法如下：建立人体动作指令和扫地机器人控制指令之间的映射关系；获取人体的动作；对人体动作进行解析识别；根据识别的动作指令对扫地机器人进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种基于动作识别的扫地机器人智能控制方法，其特征在于，方法如下：建立人体动作指令和扫地机器人控制指令之间的映射关系；获取人体的动作；对人体动作进行解析识别；根据识别的动作指令对扫地机器人进行控制。2.根据权利要求1所述的基于动作识别的扫地机器人智能控制方法，其特征在于：所述基于kinect深度传感器获取人体的动作指令。3.根据权利要求1或2所述的基于动作识别的扫地机器人智能控制方法，其特征在于：所述通过人体连续动作识别系统识别动作指令。4.根据权利要求3所述的基于动作识别的扫地机器人智能控制方法，其特征在于：所述提取人体连续动作的序列特征数据建立动作模型，采用深度置信网络和隐马尔可夫相结合的模型对特征数据建模，对人体动作进行识别。5.根据权利要求2所述的基于动作识别的扫地机器人智能控制方法，其特征在于：所述控制指令包括控制扫地机器人跟随人体移动进行清扫。6.根据权利要求5所述的基于动作识别的扫地机器人智能控制方法，其特征在于：所述控制扫地机器人跟踪人体行走的方法包括：通过kinect人体检测建立目标人运动模型，进行运动模型相似度计算，通过粒子滤波预测人体位置，实现人体跟随。7.根据权利要求2所述的基于动作识别的扫地机器人智能控制方法，其特征在于：所述控制指令包括通过人体动作指向控制扫地机器人移动至指定位置进行清扫。8.根据权利要求7所述的基于动作识别的...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗晓宇，陈翀，岳冬，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44