自适应热感觉机器人及空调温度调整方法技术

本发明专利技术公开了一种自适应热感觉机器人及空调温度调整方法，机器人中，环境参数采集传感器用于获取当前环境参数，控制器根据当前环境所属场景、当前环境参数、户外环境参数及PMV评价指标计算当前的环境热感觉及空调温度调整指令；根据用户反馈语音判断用户热感觉，确定空调温度调整指令；根据当前的环境参数与历史环境参数之间的欧式距离自适应确定最优的空调温度调整指令；将当前确定的空调温度调整指令发送至相应的空调设备。通过本发明专利技术的技术方案，免去对原有环境的过多改造，不需要空调设备本身具备智能化或加装传感器，为用户提供自适应、个性化的温度调整，保证人体热舒适同时达到节能效果。时达到节能效果。时达到节能效果。

【技术实现步骤摘要】
自适应热感觉机器人及空调温度调整方法


[0001]本专利技术涉及智能建筑
，尤其涉及一种自适应热感觉机器人和一种自适应热感觉空调温度调整方法。

技术介绍

[0002]建筑耗能主要集中在空调系统，优化温度设定可以在一定程度上节约系统能耗。已有的温度设定方式包括：(1)固定设定温度，由用户主动调整设定温度；(2)建立室内外环境参数与室内空调设定温度之间的关系。
[0003]人为主动设定温度在控制方式上有红外遥控控制、语音控制和网页控制；人为主动设定温度的方式基本能满足用户的舒适性要求，但是对于空调系统的控制而言存在一定的时延，这既造成了空调系统能耗的浪费，还会造成一段时间内用户的不舒适，进而影响生产。
[0004]建立室内外环境参数与室内空调设定温度之间的关系多耗时耗力，而且需要增设额外的传感器，对室内原有环境进行改造。无论是固定设定温度，还是建立室内外环境参数与室内空调设定温度之间的关系所得到的都是针对群体的优化设定温度，不能满足个体用户的个性化温度设定需求。因此，提出一种不对原有环境造成破坏且能够个性化地预测用户设定温度的装置与方法十分有意义。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供了一种自适应热感觉机器人及空调温度调整方法，通过获取当前环境参数、户外环境参数及环境场景，基于PMV(Predicted Mean Vote，预告平均表决)评价理论计算PMV值，通过用户的交互反馈信息确定用户下发的空调温度调整指令，在未得到用户交互反馈信息的情况下，通过自适应算法训练热舒适评价模型得到个性化的、自适应的基于参数的空调温度调整指令，最终根据确定的空调温度调整指令调控指定的空调设备，从而免去对原有环境的过多改造，不需要家居设备本身具备智能化，不需要对原有环境加装传感器，简洁为用户提供自适应、个性化的家居设备控制策略并自动实施，同时保证人体热舒适，达到既满足用户个性化地需求的同时又能节能的效果。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种自适应热感觉机器人，包括：环境参数采集传感器、摄像头、触控屏、音响设备、麦克风、移动模块、控制器和红外发射器；
[0007]所述环境参数采集传感器用于获取当前环境参数并传输至所述控制器，所述摄像头用于获取环境场景图像并传输至所述控制器，所述触控屏用于显示所述控制器发送的内容以及获取用户操控指令并发送至所述控制器，所述音响设备用于播放当前环境参数和户外环境参数，所述麦克风接收用户反馈语音并传输至所述控制器，所述移动模块带动机器人整体移动；
[0008]所述控制器根据环境场景图像判断当前环境所属场景，根据当前环境所属场景、当前环境参数、爬取得到的所述户外环境参数及预设的PMV评价指标计算当前的环境热感
觉及相应的基于环境的空调温度调整指令，并作为初始数据集上传至数据库；
[0009]所述控制器根据获取的所述用户反馈语音判断用户热感觉，并根据所述用户操控指令或所述用户热感觉确定基于用户的空调温度调整指令，并更新至所述数据库中形成用户数据库；
[0010]在未获得用户反馈情况下，所述控制器根据所述当前的环境参数与所述用户数据库中历史环境参数之间的欧式距离自适应确定最优的空调温度调整指令；
[0011]通过所述红外发射器将当前确定的空调温度调整指令发送至相应的空调设备。
[0012]在上述技术方案中，优选地，所述环境参数采集传感器包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器、无线模块和传感器探头，所述温度传感器、所述湿度传感器和所述气压传感器分别通过所述传感器探头采集环境中的温度、湿度和气压信息，并将采集到的温度、湿度和气压信息通过所述无线模块发送至所述控制器。
[0013]在上述技术方案中，优选地，所述移动模块采用轮式驱动方式，所述移动模块与所述控制器相连接，所述控制器在所述摄像头获取的环境场景图像的基础上采用避障算法控制所述移动模块随机运动。
[0014]本专利技术还提出一种适用于如上述技术方案中任一项提出的自适应热感觉机器人的自适应热感觉空调温度调整方法，包括：
[0015]通过移动模块控制机器人在环境内进行随机移动，并通过环境参数采集传感器获取当前环境参数；
[0016]基于由摄像头获取的环境场景图像，通过场景识别算法判断当前环境所属场景，并确定当前场景中用户的新陈代谢率；
[0017]通过爬虫算法由气象网站获取实时的户外环境参数和建议穿衣指数，从而确定房间平均辐射温度和服装热阻；
[0018]根据PMV评价理论，利用所述当前环境参数、所述新陈代谢率、所述房间平均辐射温度和所述服装热阻计算得到PMV值，并根据PMV热等级确定环境热感觉和相应的空调温度调整指令；
[0019]通过音响设备、触控屏或网页播报或显示所述当前环境参数和所述户外环境参数以及对用户询问热感觉的语句，通过麦克风获取用户的反馈语音并转换为文字，利用关键词识别以判断用户热感觉，根据用户热感觉等级确定相应的空调温度调整指令，或者通过触控屏或网页直接接收用户下发的空调温度调整指令；
[0020]若在预设运行周期内未得到用户有效反馈，则计算所述当前环境参数与数据库中历史环境参数之间的欧式距离，确定欧式距离较小的预设数量组历史环境参数中出现次数最多的空调温度调整指令；
[0021]将当前周期确定的空调温度调整指令通过红外发射器发送至相应的空调设备，并在下一周期循环调整。
[0022]在上述技术方案中，优选地，所述根据PMV评价理论，利用所述当前环境参数、所述新陈代谢率、所述房间平均辐射温度和所述服装热阻计算得到PMV值的具体过程包括：
[0023]根据下列公式计算得到PMV值：
[0024]PMV＝(0.303e
‑
0.036M
+0.0275)
×
{M
‑
W
‑
3.05
×
10
‑3×
[5733
‑
6.99
×
(M
‑
W)
‑
p
a
]‑
1.73
×
10
‑5×
M
×
(5867
‑
p
a
)
‑
0.0014
×
M
×
(34
‑
t
a
)
‑
0.42
×
(M
‑
W
‑
58.15)
‑
3.69
×
10
‑8×
f
cl
×
[(t
cl
+273)4‑
(t
r
+273)4]‑
f
cl
×
h
cl
×
(t
cl
‑
t
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应热感觉机器人，其特征在于，包括：环境参数采集传感器、摄像头、触控屏、音响设备、麦克风、移动模块、控制器和红外发射器；所述环境参数采集传感器用于获取当前环境参数并传输至所述控制器，所述摄像头用于获取环境场景图像并传输至所述控制器，所述触控屏用于显示所述控制器发送的内容以及获取用户操控指令并发送至所述控制器，所述音响设备用于播放当前环境参数和户外环境参数，所述麦克风接收用户反馈语音并传输至所述控制器，所述移动模块带动机器人整体移动；所述控制器根据环境场景图像判断当前环境所属场景，根据当前环境所属场景、当前环境参数、爬取得到的所述户外环境参数及预设的PMV评价指标计算当前的环境热感觉及相应的基于环境的空调温度调整指令，并作为初始数据集上传至数据库；所述控制器根据获取的所述用户反馈语音判断用户热感觉，并根据所述用户操控指令或所述用户热感觉确定基于用户的空调温度调整指令，并更新至所述数据库中形成用户数据库；在未获得用户反馈情况下，所述控制器根据所述当前的环境参数与所述用户数据库中历史环境参数之间的欧式距离自适应确定最优的空调温度调整指令；通过所述红外发射器将当前确定的空调温度调整指令发送至相应的空调设备。2.根据权利要求1所述的自适应热感觉机器人，其特征在于，所述环境参数采集传感器包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器、无线模块和传感器探头，所述温度传感器、所述湿度传感器和所述气压传感器分别通过所述传感器探头采集环境中的温度、湿度和气压信息，并将采集到的温度、湿度和气压信息通过所述无线模块发送至所述控制器。3.根据权利要求1所述的自适应热感觉机器人，其特征在于，所述移动模块采用轮式驱动方式，所述移动模块与所述控制器相连接，所述控制器在所述摄像头获取的环境场景图像的基础上采用避障算法控制所述移动模块随机运动。4.一种适用于如权利要求1至3中任一项所述的自适应热感觉机器人的自适应热感觉空调温度调整方法，其特征在于，包括：通过移动模块控制机器人在环境内进行随机移动，并通过环境参数采集传感器获取当前环境参数；基于由摄像头获取的环境场景图像，通过场景识别算法判断当前环境所属场景，并确定当前场景中用户的新陈代谢率；通过爬虫算法由气象网站获取实时的户外环境参数和建议穿衣指数，从而确定房间平均辐射温度和服装热阻；根据PMV评价理论，利用所述当前环境参数、所述新陈代谢率、所述房间平均辐射温度和所述服装热阻计算得到PMV值，并根据PMV热等级确定环境热感觉和相应的空调温度调整指令；通过音响设备、触控屏或网页播报或显示所述当前环境参数和所述户外环境参数以及对用户询问热感觉的语句，通过麦克风获取用户的反馈语音并转换为文字，利用关键词识别以判断用户热感觉，根据用户热感觉等级确定相应的空调温度调整指令，或者通过触控屏或网页直接接收用户下发的空调温度调整指令；若在预设运行周期内未得到用户有效反馈，则计算所述当前环境参数与数据库中历史
环境参数之间的欧式距离，确定欧式距离较小的预设数量组历史环境参数中出现次数最多的空调温度调整指令；将当前周期确定的空调温度调整指令通过红外发射器发送至相应的空调设备，并在下一周期循环调整。5.根据权利要求4所述自适应热感觉空调温度调整方法，其特征在于，所述根据PMV评价理论，利用所述当前环境参数、所述新陈代谢率、所述房间平均辐射温度和所述服装热阻计算得到PMV值的具体过程包括：根据下列公式计算得到PMV值：PMV＝(0.303e
‑
0.036M
+0.0275)
×
{M
‑
W
‑
3.05
×
10
‑3×
[5733
‑
6.99
×
(M
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚晔，熊磊，姚彦军，
申请(专利权)人：绍兴艾能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：