【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种机器人系统，尤其涉及一种基于vslam算法和深度学习的居家机器人系统。
技术介绍
1、随着人工智能、物联网、大数据等技术的发展，智能家居机器人能够服务于快节奏的生活，提高时间利用率，进而提高生活质量。一个充满个性化的家居机器人是智能家居系统的重要组成部分，其可以根据家庭成员的需求和喜好，提供个性化的服务，且对于有老人、孩子或者残障人士的家庭，人性化的机器人可以提供更加贴心的照顾，能为家庭成员提供更加便捷、舒适的生活体验。
2、中国专利cn111489393a公开了一种vslam方法、控制器和可移动设备。该vslam方法在计算视觉相对位姿时，根据匹配成功的图像和关键帧之间的相互匹配的特征点的二维坐标计算得到。本专利技术可以提高计算视觉相对位姿的成功率，进而在定位和建图时提高准确度和运算速度。虽然该方法公开了如何采用vslam方法定位和建图，但并没有公开如何将该技术应用于居家机器人系统，更没有公开如何利用定位和建图结果提升机器人的除尘和仓储功能的智能化。
3、中国专利cn107358950a公开了一种服务机器人语音交互系统，包括：控制器、语音采集模块、语音识别模块、机器人发声模块控制器、显示屏、麦克风和刷卡器，显示屏、麦克风刷卡器和语音采集模块分别设置在外壳的外表面上；控制器、语音识别模块和机器人发声模块控制器分别设置在外壳的内部；刷卡器用于读取客户的身份证信息，并将获取的身份证信息传送至控制器进行分析和保存；控制器根据客户的身份证信息并通过控制机器人发声模块控制器来调节机器人的发声语速和声
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种居家机器人系统，解决现有机器人系统在家庭环境中应用时存在的自动化和智能化程度较低的问题。
2、技术方案：本专利技术所述的一种居家机器人系统，包含数控投屏模块、智能控制模块、智能除尘模块、智能仓储模块，其中：
3、数控投屏模块，用于实现对环境实时定位和地图构建并且识别和理解环境中的物体；
4、智能控制模块，用于接收指令和传感信息，并控制数控投屏模块、智能除尘模块和智能仓储模块完成各种作业任务；
5、智能除尘模块，用于脱离机体独立化进行除尘任务；
6、智能仓储模块，用于提供自动化和智能化的存储解决方案。
7、优选地，所述对环境实时定位和地图构建方法为：基于vslam算法，通过对摄像头捕获的连续图像帧进行处理，提取出环境中的特征点，然后利用这些特征点之间的相互关系，构建出一个包含了环境中的物体位置信息和机器人自身运动轨迹的三维环境地图；
8、所述识别和理解环境中的物体包括：采用计算机视觉技术，使得数控投屏模块能够识别和理解环境中的物体；所述计算机视觉技术包含图像识别技术和动作识别技术，所述图像识别技术用于识别出用户的面孔进而获知指令发布者的身份信息；所述动作识别技术用于理解用户的手势进而获知指令含义。
9、优选地，所述脱离机体独立化进行除尘任务包括：从主机器人脱落后仍能与用户或主机器人保持通信，接受指令或上报状态，实现实时的环境识别和精准的自我定位，能够在家庭环境中绘制出高度精确的地图，并根据其自身位置制定出高效的清扫路径。
10、优选地，所述数控投屏模块包括无线投屏协议和投屏装置，所述无线投屏协议用于在设备间建立稳定的通信通道，并确保数据的同步传输，所述投屏装置包括光学系统和输片装置，确保画面的清晰度和连续性，增加用户交互功能，保证设备的维护便利性和软件更新能力。
11、优选地，所述智能控制模块包括可编程的感知器、控制器和执行器，其中：
12、感知器，用于收集环境信息和用户输入，通过机器学习技术识别和分类图像中的对象，再将收集到的信息转化为机器人能够理解的数字信号，并将数字信号传输至控制器；
13、控制器，用于根据感知器输出信息和预设目标生成控制指令，并将控制指令传输至执行器；
14、执行器，用于执行控制指令。
15、优选地，所述将收集到的信息转化为机器人能够理解的数字信号包括：数据的数字化和编码，图像被转化为像素矩阵，声音被转化为声波信号，将声波信号转化为文本，并理解用户的口头命令；
16、所述根据感知器输出信息和预设目标生成控制指令包括：根据感知器的数据和预定的目标，计算出机器人或其机械臂的精确移动轨迹；
17、所述控制指令考虑了机器人的当前状态、环境条件以及预设的任务目标。
18、优选地，所述智能控制模块还采用了基于规则的方法，其中规则引擎根据预设的规则和知识库中的知识来生成控制指令；所述感知器提供实时环境数据，以辅助规则引擎做出决策。
19、优选地，所述智能除尘模块包括测距模块、识别模块和检测模块，其中：
20、测距模块，用于使用激光或红外传感器来测量装置与周围物体的距离。它能够精确地捕捉到环境中的障碍物，为装置提供空间定位能力，并确保在清扫过程中避免碰撞；
21、识别模块，负责捕捉环境中的觉信息，如物体形状、颜色和大小等特征。通过图像处理和模式识别技术，它能够识别不同的物体和表面材料，从而优化清扫和避开敏感物品；
22、检测模块中结合多种传感器如声波、光学或化学传感器来检测空气中的颗粒物质量，评估清洁度，并确定哪些区域需要重点清扫。
23、优选地，所述智能仓储模块基于语音交互技术，允许用户直接与机器人进行沟通，所述语音交互技术用于准确地解析用户的指令并将其转化为具体的存储或取物动作。
24、优选地，所述语音交互技术包括将用户的语音转换为机器可理解指令的声学模型和用于预测给定上下文中接下来可能出现的单词或短语的语言模型，通过解码器，将声学模型的输出结果与语言模型的预测结果相结合，以生成最终的文本识别结果，所述文本识别结果被送入包含一个状态机或决策树的任务规划和执行模块，所述任务规划和执行模块用于将文本识别结果作为指令决定机器人的存储或取物动作。
25、有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：
26、1、本专利技术基于vslam算法和深度学习有效提升了除尘模块的独立化和自动化，同时基于语音交互技术提升了仓储功能的智能化。
27、2、本专利技术还具有多种用户交互功能，能够根据用户的需求进行个性化设置，也可以通过与家庭里其他智能家具的连接，实现各种设备的自动化操作，本专利技术可显著提高家庭生活的便利性和质量。
28、3、智能控制模块实现了家居机器人的功能自动化。控制界面设计友好，支持通过移动应用、语音命令等多种方式与用户互动，用户可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种居家机器人系统，其特征在于，包含数控投屏模块、智能控制模块、智能除尘模块、智能仓储模块，其中：
2.根据权利要求1所述居家机器人系统，其特征在于，所述对环境实时定位和地图构建方法为：基于VSLAM算法，通过对摄像头捕获的连续图像帧进行处理，提取出环境中的特征点，然后利用这些特征点之间的相互关系，构建出一个包含了环境中的物体位置信息和机器人自身运动轨迹的三维环境地图；
3.根据权利要求1所述居家机器人系统，其特征在于，所述脱离机体独立化进行除尘任务包括：从主机器人脱落后仍能与用户或主机器人保持通信，接受指令或上报状态，实现实时的环境识别和精准的自我定位，能够在家庭环境中绘制出高度精确的地图，并根据其自身位置制定出高效的清扫路径。
4.根据权利要求1所述居家机器人系统，其特征在于，所述数控投屏模块包括无线投屏协议和投屏装置，所述无线投屏协议用于在设备间建立稳定的通信通道，并确保数据的同步传输，所述投屏装置包括光学系统和输片装置，确保画面的清晰度和连续性，增加用户交互功能，保证设备的维护便利性和软件更新能力。
5.根据权利要求1所
6.根据权利要求5所述居家机器人系统，其特征在于，所述将收集到的信息转化为机器人能够理解的数字信号包括：数据的数字化和编码，图像被转化为像素矩阵，声音被转化为声波信号，将声波信号转化为文本，并理解用户的口头命令；
7.根据权利要求5所述居家机器人系统，其特征在于，所述智能控制模块还采用了基于规则的方法，其中规则引擎根据预设的规则和知识库中的知识来生成控制指令；所述感知器提供实时环境数据，以辅助规则引擎做出决策。
8.根据权利要求1所述居家机器人系统，其特征在于，所述智能除尘模块包括测距模块、识别模块和检测模块，其中：
9.根据权利要求1所述居家机器人系统，其特征在于，所述智能仓储模块基于语音交互技术，允许用户直接与机器人进行沟通，所述语音交互技术用于准确地解析用户的指令并将其转化为具体的存储或取物动作。
10.根据权利要求9所述居家机器人系统，其特征在于，所述语音交互技术包括将用户的语音转换为机器可理解指令的声学模型和用于预测给定上下文中接下来可能出现的单词或短语的语言模型，通过解码器，将声学模型的输出结果与语言模型的预测结果相结合，以生成最终的文本识别结果，所述文本识别结果被送入包含一个状态机或决策树的任务规划和执行模块，所述任务规划和执行模块用于将文本识别结果作为指令决定机器人的存储或取物动作。
...【技术特征摘要】
1.一种居家机器人系统，其特征在于，包含数控投屏模块、智能控制模块、智能除尘模块、智能仓储模块，其中：
2.根据权利要求1所述居家机器人系统，其特征在于，所述对环境实时定位和地图构建方法为：基于vslam算法，通过对摄像头捕获的连续图像帧进行处理，提取出环境中的特征点，然后利用这些特征点之间的相互关系，构建出一个包含了环境中的物体位置信息和机器人自身运动轨迹的三维环境地图；
3.根据权利要求1所述居家机器人系统，其特征在于，所述脱离机体独立化进行除尘任务包括：从主机器人脱落后仍能与用户或主机器人保持通信，接受指令或上报状态，实现实时的环境识别和精准的自我定位，能够在家庭环境中绘制出高度精确的地图，并根据其自身位置制定出高效的清扫路径。
4.根据权利要求1所述居家机器人系统，其特征在于，所述数控投屏模块包括无线投屏协议和投屏装置，所述无线投屏协议用于在设备间建立稳定的通信通道，并确保数据的同步传输，所述投屏装置包括光学系统和输片装置，确保画面的清晰度和连续性，增加用户交互功能，保证设备的维护便利性和软件更新能力。
5.根据权利要求1所述居家机器人系统，其特征在于，所述智能控制模块包括可编程的感知器、控制器和执行器，其中：
6.根据权利要求5所述居家机器人系...
【专利技术属性】
技术研发人员：张玲，汪昊，刘海俊，郭旭东，周高彬，
申请(专利权)人：安徽信息工程学院，
类型：发明
国别省市：
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