[发明专利]手机实时显示室内状况的智能机器人

说明书

技术领域

本发明涉及智能机器人领域，尤其涉及一种手机实时显示室内状况的智能机器人。

背景技术

机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。他既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。他的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。

机器人可以用于室内状况的实时监控，并能够将监控参数和监控状态发送给用户手机。但是，由于室内状况的实时监控机器人是专门定制的特殊类型机器人，其造价昂贵，如果在未经过培训的人员手下使用，很容易造成设备损坏。当前，尚不存在室内状况的实时监控机器人的授信方案。

为此，需要一种新的室内状况的实时监控机器人，在现有的机器人主体架构上增加人脸识别设备和网络通信设备，从而为室内状况的实时监控机器人引入有效的授信机制，避免室内状况的实时监控机器人受到损坏。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种手机实时显示室内状况的智能机器人，改造现有技术中室内状况的实时监控机器人，基于高精度的人脸识别设备和大数据的网络通信设备搭建一套高效率的使用人员授信机制，保障在使用人员离开后，现场数据顺利发送到远端手机，从而维护室内状况的实时监控机器人的使用安全。

根据本发明的一方面，提供了一种手机实时显示室内状况的智能机器人，所述机器人包括烟雾数据检测设备、灰尘浓度检测设备、4G数据发送设备和机器人主体，烟雾数据检测设备、灰尘浓度检测设备和4G数据发送设备都设置在机器人主体上，烟雾数据检测设备用于实时检测机器人主体所在室内的实时烟雾浓度，灰尘浓度检测设备用于实时检测机器人主体所在室内的实时灰尘浓度，4G数据发送设备用于将实时烟雾浓度和实时灰尘浓度通过4G通信网络发送到远端的手机上。

更具体地，在所述手机实时显示室内状况的智能机器人中，包括：灰尘浓度检测设备，设置在机器人主体上，用于实时检测机器人主体所在室内的实时灰尘浓度；除尘设备，设置在机器人主体上，与灰尘浓度检测设备连接，用于基于实时灰尘浓度确定自身的操作模式；机器人主体，与机器人授权设备连接，用于在机器人授权设备的控制下自动启动或自动关闭；高清摄像头，设置在机器人主体的前方，用于对机器人主体前方的人员进行高清图像采集；机器人授权设备，分别与机器人主体和特征向量比较子设备连接，用于在接收到人脸识别成功信号时，自动启动机器人主体，还用于在接收到人脸识别失败信号时，自动关闭机器人主体；脸部图像分割设备，与高清摄像头连接，用于接收高清图像，并从高清图像处识别并分割出脸部图像；姿态调整设备，与脸部图像分割设备连接，用于接收脸部图像，并基于脸部图像获取脸部图像中左眼位置、右眼位置、鼻尖位置和嘴部位置，左眼位置与右眼位置形成两眼连线，鼻尖位置中心和嘴部位置中心形成中轴连线，当两眼连线和中轴连线构成的T字形状歪曲时，对脸部图像进行调整以纠正T字形状呈现竖直状态，并将调整后的脸部图像作为纠正人脸图像输出，当两眼连线和中轴连线构成的T字形状为竖直状态时，直接将脸部图像作为纠正人脸图像输出；图像规范设备，与姿态调整设备连接，用于接收纠正人脸图像，对纠正人脸图像进行图像规范处理以获得规范人脸图像，其中，规范人脸图像中两眼连线的中心位置位于规范人脸图像水平方向的中间、垂直方向的从上往下的四分之一处；特征提取设备，分别与图像规范设备和IP解包设备连接，对接收到的规范人脸图像进行处理；特征提取设备包括波动阈值选择子设备、像素处理子设备、矩阵拆分子设备、十进制转换子设备、特征向量获取子设备和特征向量比较子设备；波动阈值选择子设备与图像规范设备连接，用于计算规范人脸图像的复杂度，基于规范人脸图像的复杂度选择波动阈值大小，规范人脸图像的复杂度越高，选择的波动阈值越大，波动阈值为正数；像素处理子设备分别与波动阈值选择子设备和图像规范设备连接，用于接收规范人脸图像，针对规范人脸图像的每一个像素作为对象像素执行以下处理：以对象像素为中心像素，在规范人脸图像中获取3×3大小的对象像素矩阵，将对象像素矩阵内除了对象像素之外的每一个像素作为参考像素与对象像素进行比较，以获得二值化矩阵，二值化矩阵为3×3大小，二值化矩阵由8个二值化像素组成，参考像素大于等于对象像素与波动阈值之和，则参考像素对应的二值化像素的像素值为1，参考像素小于对象像素减去波动阈值后的差值，则参考像素对应的二值化像素的像素值为﹣1，其他取值的参考像素对应的二值化像素的像素值为0；矩阵拆分子设备与像素处理子设备连接，用于将每一个对象像素对应的二值化矩阵转换成一个正二值化矩阵和一个负二值化矩阵，正二值化矩阵由8个二值化像素值组成，负二值化矩阵也由8个二值化像素值组成，正二值化矩阵的每一个二值化像素值减去负二值化矩阵相应位置的二值化像素值能够得到对应二值化矩阵相应位置的二值化像素的像素值；十进制转换子设备与矩阵拆分子设备连接，用于将每一个对象像素对应的正二值化矩阵的所有二值化像素值按其在正二值化矩阵中的位置以先左后右再先上后下的顺序组成一个二进制数作为目标正二进制数，再将目标正二进制数转化成十进制数以作为目标正十进制数，还用于将每一个对象像素对应的负二值化矩阵的所有二值化像素值按其在负二值化矩阵中的位置以先左后右再先上后下的顺序组成一个二进制数作为目标负二进制数，再将目标负二进制数转化成十进制数以作为目标负十进制数；特征向量获取子设备分别与图像规范设备和十进制转换子设备连接，用于将规范人脸图像中每一个对象像素的像素值替换成该对象像素对应的正目标十进制数并按照对象像素在规范人脸图像中的位置将所有对象像素对应的正目标十进制数组成正一维特征向量，作为正目标特征向量输出，还用于将规范人脸图像中每一个对象像素的像素值替换成该对象像素对应的负目标十进制数并按照对象像素在规范人脸图像中的位置将所有对象像素对应的负目标十进制数组成负一维特征向量，作为负目标特征向量输出；特征向量比较子设备分别与特征向量获取子设备和IP解包设备连接，用于将正目标特征向量分别与各个基准正特征向量进行匹配，将负目标特征向量分别与各个基准负特征向量进行匹配，二者都匹配成功且匹配到的基准正特征向量对应的授权用户名称与匹配到的基准负特征向量对应的授权用户名称相同时，则输出人脸识别成功信号以及与匹配到的基准正特征向量对应的授权用户名称，否则将输出人脸识别失败信号；IP解包设备，用于与远程的数据服务器网络连接，通过网络接收来自数据服务器处的IP数据包，并对IP数据包解包以获得6LowPAN数据包；其中，IP数据包是对6LowPAN数据包进行打IP包后而获得的数据包，6LowPAN数据包中的负载包括数据服务器处的各个基准正特征向量和各个基准负特征向量，6LowPAN数据包中的头部是压缩数据，解压后的6LowPAN数据包中的头部用于对6LowPAN数据包中的负载进行解析；其中，每一个基准正特征向量为对相应授权用户基准面部图像预先进行与特征提取设备相同操作的正特征向量提取而获得的向量，每一个基准负特征向量为对相应授权用户基准面部图像预先进行与特征提取设备相同操作的负特征向量提取而获得的向量；边缘传感设备，与IP解包设备连接，用于接收IP解包设备输出的6LowPAN数据包，获得呈现为压缩数据的6LowPAN数据包的头部，对6LowPAN数据包的头部解压以获得解压后的6LowPAN数据包中的头部；6LowPAN解包设备，与边缘传感设备连接，用于接收6LowPAN数据包以获取6LowPAN数据包中的负载，并基于解压后的6LowPAN数据包中的头部对6LowPAN数据包中的负载进行解析，以获得各个基准正特征向量和各个基准负特征向量；烟雾数据检测设备，设置在机器人主体上，用于实时检测机器人主体所在室内的实时烟雾浓度；4G数据发送设备，设置在机器人主体上，用于将实时烟雾浓度和实时灰尘浓度通过4G通信网络发送到远端的手机上；其中，除尘设备用于基于实时灰尘浓度确定自身的操作模式包括：实时灰尘浓度越大，除尘设备的输出功率越高。