[发明专利]一种陪伴式智能家居中控机器人

说明书

本发明公开了一种陪伴式智能家居中控机器人，包括本体结构、控制系统、运动系统和云平台，具有表情交互、语音交互、家电控制、主动服务四大功能。本体结构设计以多自由度为目标，采用独立的机械化构件，便于接入舵机的动力牵引；表情交互的实现通过树莓派主控板发出指令到Arduino，Arduino控制15个舵机牵引面部各机械构件联合运动，组合出喜、怒、哀、乐等自然表情；树莓派主控板和Arduino的配合使用，解决了主控板通信接口有限的问题；语音交互通过树莓派主控板分自然语音对话和指令语音对话两类实现，确保了前者的生动性和后者的灵敏性。本发明实现了陪伴式管家和主动式服务功能，解决了现有智能家居中控产品在交互方式、功能和成本上的限制和不足。

技术领域

本发明属于人工智能、机器人、智能家居、物联网、大数据、云计算等多学科交叉的前沿研究领域，具体涉及一种陪伴式智能家居中控机器人。

背景技术

今天的互联网，正在从“人人相联”向“物物相联”迈进，即通过万物相连，渗透进入各个产业，产业互联网呼之欲出，也意味着各行各业如制造、医疗、农业、交通、运输、教育都将在未来20年被互联网化，这将极大提高工业、农业和服务业的效率，拉动GDP的增长。万物相联是通过互联网和传感器实现的，硬件的发展正呈现微小化、移动化和消费化三大趋势，各种传感设备不仅可以做得很小、很便宜，还可以随身带着走，这些微小的设备可以装备到全世界各种物体之上，包括机器、电器、人体、动物、植物等等，它们收集这些目标的状态数据，再通过无线网络和其他的物体相互交换数据，形成一个“万物皆联网、无处不计算”的世界。

而在万物互联时代，智能家居是未来物联网成长的关键，引领着万物互联新时代的到来。统计数据显示，全球智能家居市场规模在2017年达640亿美元，预计目前每年维持约80亿美元的增速，2018年全球市场规模将达到710亿美元。中国智能家居市场规模2017达148亿美元，预计未来几年呈现爆发式增长，增速达50％左右，2018年的市场规模将达到225亿美元，2020年可达1800亿美元。中国智能家居市场逐渐成为全球智能家居市场增长重心，占全球智能家居比重有望从2014年的11％提升到2018年的31％。随着物联网技术的更加完善和普及，以及人们对生活品质要求的提高，预计未来几年，我国智能家居行业市场规模呈现出的是快速增长的趋势。预计到2020年，中国智能家居行业市场规模将超过3576亿元。

智能家居领域一直保持着良好的发展态势，尤其是当前与人工智能、机器人、大数据、云计算等技术领域相结合，预示着全球和国内智能家居行业在未来会有更大的市场规模。

其中，智能家居中控产品是连接、管理、控制各智能家电与主人生活的枢纽，是智能家居生态链的核心。现有智能家居中控产品大致经历了三代发展历程。第一代中控产品以手机APP或微信公众号为代表，使用过程中需要操作软件，交互方式需要以手机为介质，不便捷不生动，难以实现老年用户群体的陪伴；第二代中控产品以智能音箱为代表，属于单纯的语音交互方式，没有生动自然的表情交互，并且其语音也只是基于固定词库关键词匹配的对话，交流较为死板；第三代中控产品以管家机器人为代表，大部分管家机器人采用电子屏和语音相结合的交互方式，但价格及其昂贵，同样没有人类一样的自然表情和动作，仅是一个冰冷的机器载体，交互仍不充分不生动。

综上所述，市面上现有的智能家居中控产品在交互方式、功能和兼容性上均有一定的不足。APP型中控需借助手机，智能音箱型中控缺乏生动自然的表情交互，机器人型中控价格及其昂贵。因此，研究一种具有自然表情的陪伴式智能家居中控机器人具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于针对目前市面上的智能家居中控产品存在的问题，提供了一种陪伴式智能家居中控机器人，可以实现陪伴式管家和主动式服务功能，解决了市面上现有的智能家居中控产品在交互方式、功能和成本上的限制和不足。

本发明采用如下技术方案予以实现的：