[發明專利]智能家居控制系統與智能機器人高效協同控制方法

在審

• 申請號: 202210714624.4
• 申請日: 2022-06-23
• 公開（公告）號: CN115061381A
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 丁數學;曹新乾;譚本英;王寧宇;劉晴
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G05B15/02
• 分類號: G05B15/02;G05B19/418
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 陸夢云

本發明公開了一種智能家居控制系統與智能機器人高效協同控制方法，該方法通過設置智能家居控制中心便于解決智能家居管理和控制問題。通過對系統的網絡結構進行設計、負載分析與負載均衡控制、利用智能家居傳的感器對機器人導航輔助定位以及異常檢測與恢復機制等方式協同控制。一方面可以提升系統可靠性，降低整體系統宕機的可能性；另一方面，通過分布式計算框架，將大型任務進行分工出來，提升系統執行效率、系統整體性能，此外，還能充分利用機器人移動性強的優勢，進一步優化智能家居控制中心的控制效果。

技術領域

本發明涉及智能家居控制技術，具體是一種智能家居控制系統與智能機器人高效協同控制方法。

背景技術

隨著智能家居、智能機器人逐漸走進千家萬戶，2018年8月，科技部發布“智能機器人”等7個重點專項，其中智能家居服務機器人技術與系統項中明確提出，要實現機器人對家電、燈光、門窗等家用設備的操控以及對入侵者、火災、煤氣泄露等環境信息的監測，構建機器人技術與智能家居技術相結合的全場景智能生活系統。

物聯網技術的高速發展，讓人與物之間的距離不再遙遠，各種智能家居被廣泛應用，通過分布在不同地方的物聯網節點，使得家居環境變得更加智能化，我們可以借助手機、語音識別等多種方式實現對家居環境的控制。智能機器人的誕生，使控制載體變得更加豐富，機器人與物聯網智能家居實現互聯互通。機器人可以進行自主操作，例如，可自由控制家居中的門、窗、燈等設施，同時可實時對室內環境狀況及安全狀況進行監測，對于突發情況，機器人也可按照設備采取適當的措施，如當檢測到煤氣泄漏時，機器人發出指令關閉燃氣閥，通過物聯網+機器人的技術結合，使未來生活變得更加便捷和安全。

《智慧健康養老產業發展行動計劃》中指出要發展適用于智能健康養老終端的低功耗、微型化智能傳感技術，室內外高精度定位技術、大容量、微型化供能技術，低功耗、高性能待處理器和輕量操作系統。為了不斷滿足人民日益增長的美好生活需要，通過物聯網+機器人等相關的技術結合，使未來居家生活變得更加便捷和安全，尤其是對老齡人等相關弱勢的群體生活而言，具有非常重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種智能家居控制系統與智能機器人高效協同控制方法，該方法通過對系統的網絡結構進行設計、負載分析與負載均衡控制，利用智能家居的傳感器對機器人導航輔助定位以及異常檢測與恢復機制等方式協同控制，提升系統可行性，降低整體系統宕機的可能性，進一步優化智能家居控制中心的控制效果。

實現本發明目的的技術方案是：

智能家居控制系統與智能機器人高效協同控制方法，包括：

（1）基于樹莓派的智能家居控制系統設計；

（2）基于ROS的多傳感信息高效融合自主導航機器人設計和開發；

（3）基于STM32的環境狀況監測模塊開發；

（4）智能家居控制系統與智能機器人對智能家居的協同控制策略；

（5）控制系統的智能交互系統設計。

步驟（1）所述基于樹莓派的智能家居控制系統設計，包括：

1）系統環境安裝，配置，ROS環境配置；

2）創建攝像頭、STM32環境監測模塊數據等節點，完成相應節點數據的通信；

3）與智能家居實現數據通信。

步驟（2）所述自主導航機器人設計和開發，包括：

1）創建激光雷達、深度相機、攝像頭等節點，完成相應節點數據的通信和可視化展示；

2）搭建底層控制系統，編寫基于STM32底層運動控制程序，讀取編碼器數據以及串口收發數據，搭建完成能夠通過遙控手柄或串口方式利用上位機向其發送前后運動，左右旋轉等指令并實現相應功能；

3）開發平臺主控系統和底層控制系統的聯合調試，通過開發平臺主控系統向底層發布各種運動指令，底層系統控制底盤完成相應功能；