[发明专利]一种半自主与定位的老人监护机器人及其系统

说明书

本发明公开了一种半自主与定位的老人监护机器人，包括电源模块，机箱，其特征在于，还包括控制模块、底盘、视觉识别模块、网络通讯模块、声音定位模块、用于接收生命体征信息的蓝牙模块和总开关，所述底盘连接有三个全向移动轮系，所述视觉识别模块由摄像头、舵机、舵机固定块、同步照明灯和继电器组成；所述声音定位模块包括三个分贝传感器，六轴陀螺仪和霍尔编码器；所述分贝传感器设于机箱侧壁，且处于一平面，相互之间呈120°夹角；还提供了一种半自主与定位的老人监护机器人系统，包括上述机器人；本发明针对老人意外摔倒问题，实时监控用户的起居生活，保障意外发生时用户的居家人身安全，在监护人员与被监护者之间筑起一座桥梁。

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种半自主与定位的老人监护机器人及其系统。

背景技术

如今，老龄化水平不断提高，子女工作压力大，不能时刻陪伴在父母身边照顾，但老年人意外摔倒的现象常有发生，尤其是独居老人。据统计，摔倒已经成为中国65岁以上老年人因伤致死的首位原因，老年人意外摔倒后如能得到及时救助，可以有效降低80％的死亡风险和26％的住院长期治疗风险。而市面上也涌现出大量健康监测手环及家庭监控摄像头，但大多数摄像头只具备定点监测功能，对于像卫生间、卧室这种较私人的空间，存在监控死角；同时，现有摄像头缺乏智能化控制，不能及时准确查看，如：不具备自主触发以及由此引发的自主移动监测功能，用户意外摔倒导致生命体征出现异常后，不能自主触发并移动到其身边，近距离查看用户跌倒后所处的状态，需人为发现，以致于耽误最佳治疗时间；另外，现有监控摄像头也不具备照明功能，当用户意外摔倒后且所处环境较暗时，不能为周围环境补光以更准确地帮助监护人员判断用户的状态。综上所述，提出一种用户意外摔倒后，可自主触发并自主移动到用户身边，且近距离查看用户所处情况的机器人是有必要的，以此保障意外发生时用户的居家人身安全，在监护人员与被监护者之间筑起一座桥梁。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种半自主与定位的老人监护机器人及其系统，通过设置视觉识别模块和声音定位模块以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种半自主与定位的老人监护机器人，包括电源模块，机箱，还包括控制模块、底盘、视觉识别模块、网络通讯模块、声音定位模块、用于接收生命体征信息的蓝牙模块和总开关，所述底盘连接有三个全向移动轮系，所述视觉识别模块由摄像头、舵机、舵机固定块、同步照明灯和继电器组成；所述声音定位模块包括三个分贝传感器，六轴陀螺仪和霍尔编码器；所述分贝传感器设于机箱侧壁，且处于一平面，相互之间呈120°夹角；

所述蓝牙模块接收到生命体征异常信息后，分贝传感器将通过声音识别被监护者的位置，控制模块控制机器人前往被监护者所处位置，视觉识别模块自动识别被监护者的所处环境，摄像头进行俯仰角对其进行近距离查看；当周围环境光线不足时，视觉识别模块中的照明功能将启动，与摄像头进行同步俯仰，达到光线聚焦的目的，使监护人员更清晰地通过视觉识别模块查看被监护者的状态；

优选的，所述视觉识别模块、声音定位模块和网络通讯模块实现远程监控功能，其中，三个分贝传感器监测老人呼救方位，将世界角度平均分为120度，以此判断跌落时发出的微弱声音或呼救声，以多个传感器融合的方式，全方位监测与分析声音来向，传入到单片机后，与六轴陀螺仪的偏航角进行数据比对融合，从而将机器人坐标转化为老人所在的世界坐标偏航角，信息进一步处理后，进行底盘运动学解算。

优选的，所述六轴陀螺仪与分贝传感器数据进行融合运算，其中分贝传感器感知老人摔倒位置的分贝突变世界方位，六轴陀螺仪作为机器人坐标与世界坐标转换的介媒，以此达到老人跌倒位置到机器人角度的转换；

优选的，所述同步照明灯与所述摄像头相固定，以实现光线与摄像头角度的同步俯仰；

优选的，所述三个全向移动轮系在同一平面且相互之间呈120°夹角，底盘的下表面与所述全向轮系最低点距离为43mm；