一种看护机器人、报警系统和方法技术方案

一种看护机器人，该看护机器人可跟随病人行走而行驶，包括：跟踪模块、IMU传感器、相机、控制器和报警模块。由于通过利用跟踪模块获取的病人位置信息、IMU传感器测量机器人当前行驶的三轴姿态角和加速度以及相机采集机器人前方的图像数据，预测机器人下一时刻所处的位置，再结合所采集的机器人前方图像数据，确定病人所处的场景，使得可在病人处于预设的危险场景时，进行报警提醒，及时发现病人所处场景存在的潜在危险。相应地，本申请还提供了一种看护机器人报警系统和方法以及一种可读存储介质。

【技术实现步骤摘要】
一种看护机器人、报警系统和方法
本专利技术涉及智能机器人
，具体涉及一种看护机器人、报警系统和方法。
技术介绍
阿尔茨海默病(Alzheimerdisease，AD)，又叫老年性痴呆，是一种中枢神经系统变性病，起病隐袭，病程呈慢性进行性，是老年期痴呆最常见的一种类型，主要表现为渐进性记忆障碍、认知功能障碍、人格改变等神经精神症状，严重影响社交、职业与生活。以美国为例，350万阿尔茨海默病患者生活在家里。每年有225万的阿尔茨海默病患者经历在家中跌倒导致骨折。对阿尔茨海默病患者来说，任何下跌都可能有危险甚至造成重大后果。为了照顾阿尔茨海默病患者，人工看护者需保持高度警惕，看护者的压力很大，亟需开发一种看护机器人帮助这些阿尔茨海默病患者避免跌倒，并减少看守者的压力。
技术实现思路
本申请提供一种看护机器人，用于看护阿尔茨海默病患者，在出现病人可能处于危险场景时，提醒患者注意。根据第一方面，一种实施例中提供一种看护机器人，用于看护病人，实时跟随病人行走而行驶，包括：跟踪模块，用于获取病人位置信息；惯性测量单元传感器，用于测量机器人当前行驶的三轴姿态角和加速度；相机，用于采集机器人前方的图像数据；控制器，用于根据所述相机采集的机器人前方的图像数据，建立病人生活环境的室内网格地图；用于根据所述跟踪模块获取的病人位置信息，计算机器人下一时刻行驶的方向，根据所述机器人下一时刻行驶的方向以及所述惯性测量单元传感器测量的机器人当前行驶的三轴姿态角和加速度，预测机器人下一时刻在所述室内网格地图的位置；用于根据所述相机采集的机器人前方的图像数据，修正所预测的机器人下一时刻在所述室内网格地图的位置；还用于根据修正后的机器人下一时刻在所述室内网格地图的位置以及所述相机采集的机器人前方的图像数据，确定病人所处的场景，并判断病人所处的场景是否为预设的危险场景；报警模块，用于当病人所处的场景为预设的危险场景，进行报警提醒。在一些实施例中，所述惯性测量单元传感器的数量至少为两个；所述相机为双目相机；所述预设的危险场景包括：湿滑的浴室、未关火的厨房和楼梯口。在一些实施例中，所述报警模块至少包括语音模块，所述语音模块用于当病人所处的场景为预设的危险场景时，发出相应的语音提醒。在一些实施例中，所述语音模块还用于在发出语音提醒后，接收病人回复的预设语音信息；所述报警模块包括无线通讯模块，所述无线通讯模块用于在所述语音模块发出语音提醒后，且预设的时间内所述语音模块未接收到病人回复的预设语音信息时，将异常提醒信号远程发送至移动终端或计算机。在一些实施例中，所述跟踪模块包括蓝牙模块、GPS模块或位置跟踪传感器。根据第二方面，一种实施例中提供一种看护机器人报警系统，包括：位置模块，所述位置模块佩戴于病人身上，用于发送病人位置信息；如第一方面任一项所述的看护机器人。根据第三方面，一种实施例中提供一种看护机器人报警方法，包括：数据采集步骤，获取病人位置信息，测量机器人当前行驶的三轴姿态角和加速度，并采集机器人前方的图像数据；建立地图步骤，根据所采集的机器人前方的图像数据，建立病人生活环境的室内网格地图；位置初步预测步骤，根据所获取的病人位置信息，计算机器人下一时刻行驶的方向，根据所述机器人下一时刻行驶的方向以及所测量的机器人当前行驶的三轴姿态角和加速度，预测机器人下一时刻在所述室内网格地图的位置；位置修正步骤，根据所采集的机器人前方的图像数据，修正所预测的机器人下一时刻在所述室内网格地图的位置；场景确定步骤，根据修正后的机器人下一时刻在所述室内网格地图的位置以及所采集的机器人前方的图像数据，确定病人所处的场景；判断与报警步骤，判断病人所处的场景是否为预设的危险场景，当病人所处的场景为预设的危险场景，发出进行报警提醒，当病人所处的场景不为预设的危险场景，重复所述数据采集步骤。在一些实施例中，所述建立地图步骤中，建立病人生活环境的室内网格地图时采用的特征点为稀疏特征点。在一些实施例中，所述判断与报警步骤包括：当病人所处的场景为预设的危险场景时，发出相应的语音提醒；在所述语音提醒发出后，在预设的时间内需接收到病人回复的预设语音信息，当未接收病人预设的语音回复信息时，远程发送异常提醒信号至移动终端或计算机。根据第四方面，一种实施例中提供一种可读存储介质,包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现如如第三方面中任一项所述的方法。依据上述实施例，本申请的看护机器人跟随病人行走而行驶，由于通过利用跟踪模块获取的病人位置信息、IMU传感器测量机器人当前行驶的三轴姿态角和加速度以及相机采集机器人前方的图像数据，预测机器人下一时刻所处的位置，再结合所采集的机器人前方图像数据，确定病人所处的场景，使得可在病人处于预设的危险场景时，进行报警提醒，及时发现病人所处场景存在的潜在危险。本申请的看护机器人综合利用了跟踪模块、IMU传感器和相机，巧妙地将位置信息、惯性测量信息与图像信息运用于场景判断，避免被看护的病人处于危险场景，有效保证病人的安全和健康。附图说明图1为本申请提供的一种看护机器人结构框图；图2为一种实施例的报警模块示意图；图3为一实施例的一种看护机器人的信号处理过程示意图；图4为一实施例的一种看护机器人报警系统示意图；图5为本申请提供的一种看护机器人报警方法流程图。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。在本专利技术实施例中，由于阿尔茨海默病人存在渐进性记忆障碍、认知功能障碍，不能及时发现所处场景存在的潜在危险。为了准确地监测病人的所处的场景，并评估潜在的危险，并在可能发生危险时，及时提醒病人注意，专利技术人在构思本申请时，提出了一种可跟随病人行走而行驶的看护机器人。该看护机器人用于在病人的生活环境中看护病人，结合运用了惯性测量技术和图像处理技术以及跟踪算法来预测机器人下一时刻所处的位置，从而确定病人所处的场景并判断该场景是否是预设的危险场景。实施例一：请参考图1，为一种看护机器人的结构框图，该看护机器人可跟随病人行走而行驶，包括：跟踪模块10、惯性测量单元传感器(IMU传感器)11、相机12、控制器20和报警模块30。跟踪模块10用于获取病人位置信息；惯性测量单元传感器11用于测量机器人当前行驶的三轴姿态角和加速度相机12用于采集机器人前方的图像数据。控制器20用于通过建立病人生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种看护机器人，用于看护病人，实时跟随病人行走而行驶，其特征在于包括：跟踪模块，用于获取病人位置信息；惯性测量单元传感器，用于测量机器人当前行驶的三轴姿态角和加速度；相机，用于采集机器人前方的图像数据；控制器，用于根据所述相机采集的机器人前方的图像数据，建立病人生活环境的室内网格地图；用于根据所述跟踪模块获取的病人位置信息，计算机器人下一时刻行驶的方向，根据所述机器人下一时刻行驶的方向以及所述惯性测量单元传感器测量的机器人当前行驶的三轴姿态角和加速度，预测机器人下一时刻在所述室内网格地图的位置；用于根据所述相机采集的机器人前方的图像数据，修正所预测的机器人下一时刻在所述室内网格地图的位置；还用于根据修正后的机器人下一时刻在所述室内网格地图的位置以及所述相机采集的机器人前方的图像数据，确定病人所处的场景，并判断病人所处的场景是否为预设的危险场景；报警模块，用于当病人所处的场景为预设的危险场景，进行报警提醒。

【技术特征摘要】
2017.06.15 CN 20171045348681.一种看护机器人，用于看护病人，实时跟随病人行走而行驶，其特征在于包括：跟踪模块，用于获取病人位置信息；惯性测量单元传感器，用于测量机器人当前行驶的三轴姿态角和加速度；相机，用于采集机器人前方的图像数据；控制器，用于根据所述相机采集的机器人前方的图像数据，建立病人生活环境的室内网格地图；用于根据所述跟踪模块获取的病人位置信息，计算机器人下一时刻行驶的方向，根据所述机器人下一时刻行驶的方向以及所述惯性测量单元传感器测量的机器人当前行驶的三轴姿态角和加速度，预测机器人下一时刻在所述室内网格地图的位置；用于根据所述相机采集的机器人前方的图像数据，修正所预测的机器人下一时刻在所述室内网格地图的位置；还用于根据修正后的机器人下一时刻在所述室内网格地图的位置以及所述相机采集的机器人前方的图像数据，确定病人所处的场景，并判断病人所处的场景是否为预设的危险场景；报警模块，用于当病人所处的场景为预设的危险场景，进行报警提醒。2.如权利要求1所述的看护机器人，其特征在于，所述惯性测量单元传感器的数量至少为两个；所述相机为双目相机；所述预设的危险场景包括：湿滑的浴室、未关火的厨房和楼梯口。3.如权利要求1所述的看护机器人，其特征在于，所述报警模块至少包括语音模块，所述语音模块用于当病人所处的场景为预设的危险场景时，发出相应的语音提醒。4.如权利要求3所述的看护机器人，其特征在于，所述语音模块还用于在发出语音提醒后，接收病人回复的预设语音信息；所述报警模块包括无线通讯模块，所述无线通讯模块用于在所述语音模块发出语音提醒后，且预设的时间内所述语音模块未接收到病人回复的预设语音信息时，将异常提醒信号远程发送至移动终端或计算机。5.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘少山，
申请(专利权)人：深圳普思英察科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44