[發明專利]手機實時顯示室內狀況的智能機器人

在審

• 申請號: 201610792987.4
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN107783460A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 張超超
• 申請（專利權）人: 張超超
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及智能機器人領域，尤其涉及一種手機實時顯示室內狀況的智能機器人。

背景技術

機器人(Robot)是自動執行工作的機器裝置。他既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據以人工智能技術制定的原則綱領行動。他的任務是協助或取代人類工作的工作，例如生產業、建筑業，或是危險的工作。

機器人可以用于室內狀況的實時監控，并能夠將監控參數和監控狀態發送給用戶手機。但是，由于室內狀況的實時監控機器人是專門定制的特殊類型機器人，其造價昂貴，如果在未經過培訓的人員手下使用，很容易造成設備損壞。當前，尚不存在室內狀況的實時監控機器人的授信方案。

為此，需要一種新的室內狀況的實時監控機器人，在現有的機器人主體架構上增加人臉識別設備和網絡通信設備，從而為室內狀況的實時監控機器人引入有效的授信機制，避免室內狀況的實時監控機器人受到損壞。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種手機實時顯示室內狀況的智能機器人，改造現有技術中室內狀況的實時監控機器人，基于高精度的人臉識別設備和大數據的網絡通信設備搭建一套高效率的使用人員授信機制，保障在使用人員離開后，現場數據順利發送到遠端手機，從而維護室內狀況的實時監控機器人的使用安全。

根據本發明的一方面，提供了一種手機實時顯示室內狀況的智能機器人，所述機器人包括煙霧數據檢測設備、灰塵濃度檢測設備、4G數據發送設備和機器人主體，煙霧數據檢測設備、灰塵濃度檢測設備和4G數據發送設備都設置在機器人主體上，煙霧數據檢測設備用于實時檢測機器人主體所在室內的實時煙霧濃度，灰塵濃度檢測設備用于實時檢測機器人主體所在室內的實時灰塵濃度，4G數據發送設備用于將實時煙霧濃度和實時灰塵濃度通過4G通信網絡發送到遠端的手機上。

更具體地，在所述手機實時顯示室內狀況的智能機器人中，包括：灰塵濃度檢測設備，設置在機器人主體上，用于實時檢測機器人主體所在室內的實時灰塵濃度；除塵設備，設置在機器人主體上，與灰塵濃度檢測設備連接，用于基于實時灰塵濃度確定自身的操作模式；機器人主體，與機器人授權設備連接，用于在機器人授權設備的控制下自動啟動或自動關閉；高清攝像頭，設置在機器人主體的前方，用于對機器人主體前方的人員進行高清圖像采集；機器人授權設備，分別與機器人主體和特征向量比較子設備連接，用于在接收到人臉識別成功信號時，自動啟動機器人主體，還用于在接收到人臉識別失敗信號時，自動關閉機器人主體；臉部圖像分割設備，與高清攝像頭連接，用于接收高清圖像，并從高清圖像處識別并分割出臉部圖像；姿態調整設備，與臉部圖像分割設備連接，用于接收臉部圖像，并基于臉部圖像獲取臉部圖像中左眼位置、右眼位置、鼻尖位置和嘴部位置，左眼位置與右眼位置形成兩眼連線，鼻尖位置中心和嘴部位置中心形成中軸連線，當兩眼連線和中軸連線構成的T字形狀歪曲時，對臉部圖像進行調整以糾正T字形狀呈現豎直狀態，并將調整后的臉部圖像作為糾正人臉圖像輸出，當兩眼連線和中軸連線構成的T字形狀為豎直狀態時，直接將臉部圖像作為糾正人臉圖像輸出；圖像規范設備，與姿態調整設備連接，用于接收糾正人臉圖像，對糾正人臉圖像進行圖像規范處理以獲得規范人臉圖像，其中，規范人臉圖像中兩眼連線的中心位置位于規范人臉圖像水平方向的中間、垂直方向的從上往下的四分之一處；特征提取設備，分別與圖像規范設備和IP解包設備連接，對接收到的規范人臉圖像進行處理；特征提取設備包括波動閾值選擇子設備、像素處理子設備、矩陣拆分子設備、十進制轉換子設備、特征向量獲取子設備和特征向量比較子設備；波動閾值選擇子設備與圖像規范設備連接，用于計算規范人臉圖像的復雜度，基于規范人臉圖像的復雜度選擇波動閾值大小，規范人臉圖像的復雜度越高，選擇的波動閾值越大，波動閾值為正數；像素處理子設備分別與波動閾值選擇子設備和圖像規范設備連接，用于接收規范人臉圖像，針對規范人臉圖像的每一個像素作為對象像素執行以下處理：以對象像素為中心像素，在規范人臉圖像中獲取3×3大小的對象像素矩陣，將對象像素矩陣內除了對象像素之外的每一個像素作為參考像素與對象像素進行比較，以獲得二值化矩陣，二值化矩陣為3×3大小，二值化矩陣由8個二值化像素組成，參考像素大于等于對象像素與波動閾值之和，則參考像素對應的二值化像素的像素值為1，參考像素小于對象像素減去波動閾值后的差值，則參考像素對應的二值化像素的像素值為﹣1，其他取值的參考像素對應的二值化像素的像素值為0；矩陣拆分子設備與像素處理子設備連接，用于將每一個對象像素對應的二值化矩陣轉換成一個正二值化矩陣和一個負二值化矩陣，正二值化矩陣由8個二值化像素值組成，負二值化矩陣也由8個二值化像素值組成，正二值化矩陣的每一個二值化像素值減去負二值化矩陣相應位置的二值化像素值能夠得到對應二值化矩陣相應位置的二值化像素的像素值；十進制轉換子設備與矩陣拆分子設備連接，用于將每一個對象像素對應的正二值化矩陣的所有二值化像素值按其在正二值化矩陣中的位置以先左后右再先上后下的順序組成一個二進制數作為目標正二進制數，再將目標正二進制數轉化成十進制數以作為目標正十進制數，還用于將每一個對象像素對應的負二值化矩陣的所有二值化像素值按其在負二值化矩陣中的位置以先左后右再先上后下的順序組成一個二進制數作為目標負二進制數，再將目標負二進制數轉化成十進制數以作為目標負十進制數；特征向量獲取子設備分別與圖像規范設備和十進制轉換子設備連接，用于將規范人臉圖像中每一個對象像素的像素值替換成該對象像素對應的正目標十進制數并按照對象像素在規范人臉圖像中的位置將所有對象像素對應的正目標十進制數組成正一維特征向量，作為正目標特征向量輸出，還用于將規范人臉圖像中每一個對象像素的像素值替換成該對象像素對應的負目標十進制數并按照對象像素在規范人臉圖像中的位置將所有對象像素對應的負目標十進制數組成負一維特征向量，作為負目標特征向量輸出；特征向量比較子設備分別與特征向量獲取子設備和IP解包設備連接，用于將正目標特征向量分別與各個基準正特征向量進行匹配，將負目標特征向量分別與各個基準負特征向量進行匹配，二者都匹配成功且匹配到的基準正特征向量對應的授權用戶名稱與匹配到的基準負特征向量對應的授權用戶名稱相同時，則輸出人臉識別成功信號以及與匹配到的基準正特征向量對應的授權用戶名稱，否則將輸出人臉識別失敗信號；IP解包設備，用于與遠程的數據服務器網絡連接，通過網絡接收來自數據服務器處的IP數據包，并對IP數據包解包以獲得6LowPAN數據包；其中，IP數據包是對6LowPAN數據包進行打IP包后而獲得的數據包，6LowPAN數據包中的負載包括數據服務器處的各個基準正特征向量和各個基準負特征向量，6LowPAN數據包中的頭部是壓縮數據，解壓后的6LowPAN數據包中的頭部用于對6LowPAN數據包中的負載進行解析；其中，每一個基準正特征向量為對相應授權用戶基準面部圖像預先進行與特征提取設備相同操作的正特征向量提取而獲得的向量，每一個基準負特征向量為對相應授權用戶基準面部圖像預先進行與特征提取設備相同操作的負特征向量提取而獲得的向量；邊緣傳感設備，與IP解包設備連接，用于接收IP解包設備輸出的6LowPAN數據包，獲得呈現為壓縮數據的6LowPAN數據包的頭部，對6LowPAN數據包的頭部解壓以獲得解壓后的6LowPAN數據包中的頭部；6LowPAN解包設備，與邊緣傳感設備連接，用于接收6LowPAN數據包以獲取6LowPAN數據包中的負載，并基于解壓后的6LowPAN數據包中的頭部對6LowPAN數據包中的負載進行解析，以獲得各個基準正特征向量和各個基準負特征向量；煙霧數據檢測設備，設置在機器人主體上，用于實時檢測機器人主體所在室內的實時煙霧濃度；4G數據發送設備，設置在機器人主體上，用于將實時煙霧濃度和實時灰塵濃度通過4G通信網絡發送到遠端的手機上；其中，除塵設備用于基于實時灰塵濃度確定自身的操作模式包括：實時灰塵濃度越大，除塵設備的輸出功率越高。