一种智能空间环境下的老人陪护系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种智能空间环境下的老人陪护系统及方法，将感知模块感知的历史感知信息预先存储到知识库中；将与感知信息相对应的解决方案也存储到知识库中；如果控制器通过感知模块接收到的感知信息是知识库中预先存储的，则控制器直接从知识库中调取当前感知信息对应的解决方案；如果控制器通过感知模块接收到的感知信息是新的感知信息，所述新的感知信息在数据库中没有历史记录，则控制器将新的感知信息上传给推理模块；推理模块接收感知模块的新的感知信息，同时从知识库中调取与新的感知信息相似的历史感知信息，和历史感知信息对应的历史解决方案，生成新的解决方案。本发明专利技术能根据老人的生活习惯和爱好提供个性化服务和需求。

【技术实现步骤摘要】
一种智能空间环境下的老人陪护系统及方法
本专利技术涉及老人监护领域，特别是涉及一种智能空间环境下的老人陪护系统及方法。
技术介绍
目前，人口老龄化已成一个全球性问题，根据我国第六次人口普查数据显示，60岁及以上人口占13.26％，比2000年人口普查上升2.93个百分点，其中65岁及以上人口占8.87％，比2000年人口普查上升1.91个百分点，可见人口老龄化问题已变的十分严峻。另外，随着生活节奏的变快，使的年轻人难以很好的兼顾对老人的赡养与对子女的抚养，特别是老人的安全问题，同时这些空巢老人的还存在一些生活的照料和精神的慰藉等问题。为此，需要对老人进行陪护管理。中国专利技术专利号为ZL201110267262.0专利技术了一种基于全方位视觉的独居老人安全监护系统，通过全方位摄像装置对人体的定位、跟踪和识别，对独居老人的活动量、姿态、动作行为和日常生活进行分析和判断，检测老人在室内视觉范围内的摔倒等重要事件，同时也可判断老人不在视觉范围内以及外出时的异常行为，提供一种独居老人远程监护的手段。中国专利技术专利号为ZL201410158123.8专利技术了一种智能养老看护系统，包括控制主机、看护平台子系统、生活辅助子系统和安全监护子系统，能够实现了对居家老人的日常生活的辅助和监护。以上专利技术均没有提及老人敏感信息的安全问题，并且不能实现针对老人本人提供个性化的服务和需求，比如语言提醒、应答服务、陪护聊天等服务，另一方面，所涉及的推理方法较繁琐，以及不具有知识的增长性等。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种智能空间环境下的老人陪护系统及方法，不仅可以保护老人一些敏感信息，还能根据老人的生活习惯和爱好提供个性化服务和需求，另一方面还提供了一种具有知识增长的、高准确率的推理方法。一种智能空间环境下的老人陪护系统，包括：公有云、私有云、智能家电设备和陪护机器人，其中：所述公有云与若干个私有云通信，私有云与私有云之间相互通信，每个私有云分别与智能家电设备和陪护机器人进行保密通信，所述智能家电设备与陪护机器人通信；所述智能家电设备分布安装于家庭环境中，所述陪护机器人布设在家庭环境中；所述陪护机器人包括控制器；所述控制器分别与感知模块、应答模块、显示模块、通信模块、机器人模块、知识库和推理模块连接；所述感知模块，用于感知老人的活动情况，并将感知到的结果上传给控制器；所述感知模块安装在家庭环境中或安装在陪护机器人上；所述应答模块，用于当检测到服务任务时，与老人进行语音对话，根据老人的回答判断老人当前是否需要服务，若需要则执行服务，若不需要则删除当前服务任务；所述与老人进行语音对话，若设定次数内未收到老人的反馈，则应答模块将结果反馈给控制器，控制器通过通信模块向家人发出报警信号；所述应答模块还按照设定时间主动提醒老人当日行程、环境的温湿度和天气预报；所述应答模块安装在家庭环境中或安装在陪护机器人上；所述显示模块，为显示屏或投影成像；用与显示老人的日程信息、环境的温湿度、天气预报；还与应答模块一起用于视频通话；所述显示模块安装在家庭环境中或安装在陪护机器人上；所述通信模块，用于实现控制器分别与智能家电设备和私有云的通信；所述机器人模块，包括：若干种类型的机器人；例如：扫地机器人、送水机器人；所述知识库，用于存储和管理老人的敏感信息和家庭环境信息，所述老人的敏感信息，包括：老人的行为习惯、爱好；所述家庭环境信息，包括：老人居住的家庭场景信息和地理位置信息；所述家庭场景信息，包括家庭物品摆放位置信息；所述知识库中的数据存储量超过设定阈值时，控制器将数据转存到私有云中；所述推理模块，用于根据感知模块和应答模块接收到的服务任务，结合知识库推理出对应服务任务的解决方案，并将解决方案提供给控制器，控制器根据解决方案控制服务的执行；所述推理模块的推理过程在私有云中运行；所述感知模块，包括：若干种类型的传感器；例如：视觉传感器、接触式传感器、红外传感器、温度传感器、湿度传感器、环境质量传感器、RFID传感器；所述视觉传感器用于获取老人活动行为的视频或图片，所述视频或图片用于作为检测或推理老人行为的输入值，或为家人的移动终端提供老人的活动行为信息；所述接触式传感器，用于实施监控老人的血压、心率或体温；所述红外传感器，用于感知老人的活动范围及位置信息；所述温度传感器，用于感知老人居住环境的温度；所述湿度传感器，用于感知老人居住环境的湿度；所述环境质量传感器，用于感知环境的质量，例如：检测有害气体等；所述RFID传感器，可用于感知家庭物品的信息。所述智能空间环境，一方面为陪护机器人提供全面感知的家庭环境信息，另一方面为用户提供服务；所述公有云，一方面处理复杂度高的计算任务，另一方面共享海量的数据信息，实现信息交互；所述私有云，存储用户的个人隐私数据，处理隐私数据信息和复杂度低的计算任务；所述公有云、私有云、智能家电设备、所述陪护机器人中的感知模块、应答模块、显示模块、知识库和推理模块共同构成智能空间环境。智能家电设备是指通过有线/无线网络接受外界控制，同时还控制其他家电设备；智能家电设备，比如：智能显示设备、智能插座，智能遥控器、智能传感器、智能网络摄像机。复杂度高的计算任务，例如：图像处理、图像识别、语音识别等。复杂度低的计算任务，例如：智能家电设备的控制、陪护机器人的定位等。一种智能空间环境下的老人陪护方法，包括：将感知模块感知的历史感知信息预先存储到知识库中；将与感知信息相对应的解决方案也存储到知识库中；如果控制器通过感知模块接收到的感知信息是知识库中预先存储的，则控制器直接从知识库中调取当前感知信息对应的解决方案；如果控制器通过感知模块接收到的感知信息是新的感知信息，所述新的感知信息在数据库中没有历史记录，则控制器将新的感知信息上传给推理模块；推理模块接收感知模块的新的感知信息，同时从知识库中调取与新的感知信息相似的历史感知信息，和历史感知信息对应的历史解决方案，生成新的解决方案。若新的感知信息与从知识库中调取的历史感知信息不相似，则将新感知信息与先验知识数据库中的先验知识进行结合推理，得到新的解决方案；所述先验知识数据库，包括：人物、时间、地点、行为动作、服务任务、行为动作与服务任务之间的一一对应关系；新感知信息，包括：人物、时间、地点、行为动作。进行结合推理的步骤是：步骤(1)：提取新感知信息中的基本属性，所述基本属性包括：人物、时间、地点和行为动作；步骤(2)：将基本属性与先验知识数据库中预先存储的人物、时间、地点和行为动作进行一一匹配，若四个属性全部匹配成功或有三个属性匹配成功，则根据行为动作查找对行为动作对应的服务任务，输出查找到的服务任务为新的解决方案。判断生成的新的解决方案是否被老人接受，若接收到老人对新的解决方案的认可指令，则表示能够执行；否则进行人工修改；如果新的解决方案在执行后，收到老人的认可指令，则将新的解决方案存储到知识库中备用；若未收到老人的认可指令，则删除新的解决方案；将未被执行的新的解决方案和老人反馈的不能够执行的解决方案删除。感知模块将感知到的信息传输给控制器，若感知到的信息是光照太强，则控制器通过控制模块控制电动窗帘移动；若感知到的信息是老人的体温超出预定范围，则控制器通过应答模块语音询问老人身体是否出现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能空间环境下的老人陪护系统，其特征是，包括：公有云、私有云、智能家电设备和陪护机器人，其中：所述公有云与若干个私有云通信，私有云与私有云之间相互通信，每个私有云分别与智能家电设备和陪护机器人进行保密通信，所述智能家电设备与陪护机器人通信；所述智能家电设备分布安装于家庭环境中，所述陪护机器人布设在家庭环境中；所述陪护机器人包括控制器；所述控制器分别与感知模块、应答模块、显示模块、通信模块、机器人模块、知识库和推理模块连接；所述应答模块，用于当检测到服务任务时，与老人进行语音对话，根据老人的回答判断老人当前是否需要服务，若需要则执行服务，若不需要则删除当前服务任务；所述与老人进行语音对话，若设定次数内未收到老人的反馈，则应答模块将结果反馈给控制器，控制器通过通信模块向家人发出报警信号；所述应答模块还按照设定时间主动提醒老人当日行程、环境的温湿度和天气预报；所述应答模块安装在家庭环境中或安装在陪护机器人上。

【技术特征摘要】
1.一种智能空间环境下的老人陪护系统，其特征是，包括：公有云、私有云、智能家电设备和陪护机器人，其中：所述公有云与若干个私有云通信，私有云与私有云之间相互通信，每个私有云分别与智能家电设备和陪护机器人进行保密通信，所述智能家电设备与陪护机器人通信；所述智能家电设备分布安装于家庭环境中，所述陪护机器人布设在家庭环境中；所述陪护机器人包括控制器；所述控制器分别与感知模块、应答模块、显示模块、通信模块、机器人模块、知识库和推理模块连接；所述应答模块，用于当检测到服务任务时，与老人进行语音对话，根据老人的回答判断老人当前是否需要服务，若需要则执行服务，若不需要则删除当前服务任务；所述与老人进行语音对话，若设定次数内未收到老人的反馈，则应答模块将结果反馈给控制器，控制器通过通信模块向家人发出报警信号；所述应答模块还按照设定时间主动提醒老人当日行程、环境的温湿度和天气预报；所述应答模块安装在家庭环境中或安装在陪护机器人上。2.如权利要求1所述的一种智能空间环境下的老人陪护系统，其特征是，所述感知模块，用于感知老人的活动情况，并将感知到的结果上传给控制器；所述感知模块安装在家庭环境中或安装在陪护机器人上；所述显示模块，为显示屏或投影成像；用与显示老人的日程信息、环境的温湿度、天气预报；还与应答模块一起用于视频通话；所述显示模块安装在家庭环境中或安装在陪护机器人上；所述通信模块，用于实现控制器分别与智能家电设备和私有云的通信；所述机器人模块，包括：若干种类型的机器人。3.如权利要求1所述的一种智能空间环境下的老人陪护系统，其特征是，所述知识库，用于存储和管理老人的敏感信息和家庭环境信息，所述老人的敏感信息，包括：老人的行为习惯、爱好；所述家庭环境信息，包括：老人居住的家庭场景信息和地理位置信息；所述家庭场景信息，包括家庭物品摆放位置信息；所述知识库中的数据存储量超过设定阈值时，控制器将数据转存到私有云中。4.如权利要求1所述的一种智能空间环境下的老人陪护系统，其特征是，所述推理模块，用于根据感知模块和应答模块接收到的服务任务，结合知识库推理出对应服务任务的解决方案，并将解决方案提供给控制器，控制器根据解决方案控制服务的执行；所述推理模块的推理过程在私有云中运行。5.如权利要求1所述的一种智能空间环境下的老人陪护系统，其特征是，所述感知模块，包括：若干种类型的传感器；所述传感器，包括：视觉传感器、接触式传感器、红外传感器、温度传感器、湿度传感器、环境质量传感器、RFID传感器；所述视觉传感器用于获取老人活动行为的视频或图片，所述视频或图片用于作为检测或推理老人行为的输入值，或为家人的移动终端提供老人的活动行为信息；所述接触式传感器，用于实施监控老人的血压、心率或体温；所述红外传感器，用于感知老人的活动范围...

【专利技术属性】
技术研发人员：田国会，张营，路飞，刘国良，吴皓，黄彬，陈焕朝，李泚泚，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37