[發明專利]一種家用信息采集和用戶情感識別設備及其工作方法

在審

• 申請號: 201410311279.5
• 申請日: 2014-07-01
• 公開（公告）號: CN104102346A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 陳敏;馬玉軍;王文燁;阮航;趙杉;韓通;肖登明
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G05B19/042;A61B5/0205;A61B5/16
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬

技術領域

本發明屬于智能電器技術領域，更具體地，涉及一種家用信息采集和用戶情感識別設備及其工作方法。

背景技術

當前，越來越多的電子設備進入家庭，為人們的日常生活所服務，方便人們的生活，但是往往單一設備只可以提供單一的功能比如：娛樂、報警、室內環境信息采集、人體生理指標采集。如果想要使用多種功能，就必須購置多種設置，這一方面增加了人們在電子設備上的支出，另一方面，由于設備眾多，學習成本高，也會造成使用上的不便。使用集多種功能于一身的家用信息采集和用戶情感識別設備一方面可以囊括上述功能，另一方面，擁有良好交互能力和情感陪護能力的設備不但能方便小孩和老人的使用而且能對獨自在家的空巢老人進行心理上的安撫，本設備能在用戶未察覺的情況下采集室內環境信息，并可在用戶的協助下采集用戶的健康信息。

目前，集成多種功能的設備比較少，當前的設備往往功能單一，如中國發明專利201320037638.3提出一種基于傳感器的多功能便攜式健康監護儀，但其功能單一，只具有測體重、計步和跌倒報警功能，無法收集完整的人體健康信息；專利申請號為01133777.X的發明專利可采集與健康相關的人體生理數據，但是無法收集家庭的環境信息，如溫度，濕度，氣壓等；美國專利US8615413的發明專利交互功能弱，沒有語音交互功能，無法對用戶情感進行反饋，不方便用戶的使用。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種家用信息采集和用戶情感識別設備及其工作方法，其目的在于，解決現有裝置中存在的功能單一、無法收集家庭的環境信息或用戶的健康信息、以及交互能力差的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種家用信息采集和用戶情感識別設備，包括外殼、電源、主控制器、微控制器、多個環境傳感器、顯示屏、麥克風、音響、多個健康傳感器、一對機器人手臂、以及一對攝像頭，麥克風設置于外殼上，電源、主控制器、微控制器、環境傳感器、音響、一對攝像頭分別相對于顯示屏左右兩側對稱設置，一對機器人手臂設置于外殼兩側，主控制器與微控制器通信連接，用于控制微控制器通過機器人手臂的電機控制機器人手臂的活動，電源與主控制器、微控制器相連接，用于為主控制器、微控制器提供能量，主控制器用于控制微控制器通過環境傳感器、健康傳感器采集環境信息和/或用戶的健康信息，對采集到的環境信息和/或用戶的健康信息進行結構化預處理，并將結構化預處理后的信息傳送到云平臺，攝像頭與主控制器通信連接，用于依據人眼成像的原理采集用戶的頭像信息，并將該頭像信息傳送到主控制器，主控制器用于對攝像頭采集的頭像信息進行處理，以得到深度信息以及用戶的彩色圖像，對采集到的深度信息和彩色圖像進行去冗余處理，以準確地識別出用戶的面部狀態，并將用戶的面部狀態與主控制器中存儲的表情庫進行匹配，以確定用戶的表情信息，主控制器還用于根據用戶的表情信息控制顯示器和音響執行對應的操作，麥克風與主控制器通信連接，用于采集用戶的聲音信息，并將該聲音信息傳送到主控制器，主控制器用于將該聲音信息識別為文字，對文字進行關鍵字提取，在該提取的關鍵字是采集健康信息的指令時控制顯示器顯示與該關鍵字對應的提示信息，以告知用戶使用健康傳感器執行相應的采集健康信息操作，并在采集結束后顯示采集到的結果，在該提取的關鍵字不是采集健康信息的指令時根據提取的關鍵字從遠端的云平臺獲取對應的內容，并控制顯示器將該內容顯示給用戶。

優選地，環境傳感器包括用于采集環境信息的溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧傳感器、或光傳感器，健康傳感器包括用于采集健康信息的心率傳感器、血壓傳感器、或血糖傳感器。

優選地，表情信息包括笑、憂傷、憤怒、吃驚、無表情。

優選地，如果表情信息是笑，則主控制器控制顯示器向用戶顯示大笑表情，并控制音響播放歡快的音樂；如果是憂傷，則主控制器控制顯示器向用戶顯示微笑表情，并控制音響播放舒緩的音樂，同時主控制器會控制機器人手臂張開，嘗試擁抱用戶；如果是憤怒，則主控制器控制顯示器向用戶顯示微笑表情，并控制音響對用戶說話，以平息用戶；如果是吃驚，則主控制器控制顯示器向用戶顯示微笑表情，并控制音響對用戶說話，控制機器人手臂做平復的動作，具體而言可以是雙手在胸前向下運動，以撫慰用戶；如果用戶無表情則不進行反饋。

優選地，進一步包括設置于外殼內部的網卡，用于實現家用信息采集和用戶情感識別設備與云平臺之間的交互。

總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得下列有益效果：