(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210877356.8 (22)申请日 2022.07.22 (71)申请人 华中科技大 学 地址 430000 湖北省武汉市洪山区珞喻路 1037号 (72)发明人 付艳　朱泽强　沈卫明　黄朝晖　 吴嘉欣　邓加　刘顺　朱春雪　 (74)专利代理 机构 武汉蓝宝石专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 42242 专利代理师 范三霞 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) B25J 11/00(2006.01) B25J 19/00(2006.01) (54)发明名称 一种多功能智能居家养老照护机 器人系统 (57)摘要 本发明提供一种多功能智能居家养老照护 机器人系统， 包括RSS传感 网络感知 平台、 数据采 集汇总传输单元、 服务器数据处理和任务规划平 台、 CareBot机器人平台。 本发明实现了将机器 人 融入居家养老场景中， 将智能家居传感 网络与机 器人深度融合， 弥补机器人信息感知能力不足以 及传感网络任务帮扶能力不足等缺点， 并且针对 复杂的任务， 在服务器云端构建任务规划器， 用 于解决复杂任务场景 下机器人任务执 行的问题。 权利要求书3页 说明书9页 附图3页 CN 115091466 A 2022.09.23 CN 115091466 A 1.一种多功能智能居家养老照护机器人系统， 其特征在于， 包括RSS传感网络感知平 台、 数据采集汇总传输单 元、 服务器数据处 理和任务 规划平台、 CareBot机器人平台； 所述RSS传感网络感知平台包括多个固定 式传感器， 用于对居家老人行为数据、 生理健 康数据和环境状况 数据进行感知； 所述数据采集汇总传输单元作为传感器传输网关， 用于对所有固定 式传感器感知的居 家老人行为数据、 生理健康数据和环境状况数据进行汇总传输到所述服务器数据处理和任 务规划平台； 所述服务器数据处理和任务规划平台， 用于居家老人行为数据、 生理健康数据和环境 状况数据进 行处理和识别， 得到初步识别结果， 并根据所述初步识别结果生 成任务指 令， 且 将所述任务指令下发给所述CareBot机器人平台； 以及根据所述CareBot机器人平台反馈的 所述感知结果， 调整所述初步识别结果； 所述CareBot机器人平台上设置有多个传感器， 用于根据所述任务指令， 执行相应的任 务， 通过设置的多个传感器对居家老人行为数据、 生理健康数据和环境状况数据再次进行 感知， 且将所述感知结果反馈给所述服务器数据处理和任务规划平台； 以及根据所述任务 指令， 实现对居家老人的帮扶 。 2.根据权利要求1所述的养老照护机器人系统， 其特征在于， 所述RSS传感网络感知平 台包括行为感知部分、 生理感知部分和环境状况感知部分； 所述行为感知部分包括深度摄像头、 门磁传感器和人体传感器， 用于记录居家老人日 常行为习惯和老人跌倒检测； 所述生理感知部分包括智能睡眠检测仪、 智能血压计、 智能血糖仪以及智能体重秤， 用 于检测老人日常的身体 状况； 所述环境状况感知部分包括温湿度传感器、 水浸传感器、 煤气传感器、 火灾传感器以及 安全类的SOS报警器和智能手环， 所述温湿度传感器、 水浸传感器、 煤气传感器和火灾传感 器用于检测居家环境状况； 所述SOS报警器和智能手环用于保障老人居家或者外出情况下 老人自主报警。 3.根据权利要求1所述的养老照护机器人系统， 其特征在于， 所述数据 数据采集汇总传 输单元采用Zigb ee智能网关将所述RSS传感网络感知平 台的所有传感器连接起来， 汇总所 有传感器的感知数据， 所述感知数据包括居家老人行为数据、 生理健康数据和环境状况数 据， 并基于互联网技 术将所述感知数据传输给 所述服务器数据处 理和任务 规划平台。 4.根据权利要求1所述的养老照护机器人系统， 其特征在于1所述的养老照护 机器人系 统， 其特征在于， 所述服务器数据处理和任务规划平台包括任务规划器、 数据库、 事件检测 模块及执 行指令转 化模块； 所述数据库， 用于存储各个传感器感知的居家老人行为数据、 生理健康数据和环境状 况数据； 所述事件检测模块， 用于对所有固定式传感器感知的居家老人行为数据、 生理健康数 据和环境状况数据进 行检测识别， 识别老人行为、 老人需求以及环 境状况， 得到初步识别结 果； 所述任务 规划器， 用于根据所述初步识别结果， 对 任务进行规划， 生成任务指令； 所述执行指令转化模块， 用于将生成的任务指令转化为CareBot机器人平台能够识别权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115091466 A 2的指令。 5.根据权利要求1所述的养老照护机器人系 统， 其特征在于， 所述CareBot机器人平台 包括感知 层、 交互层、 SLAM层和执 行机构； 所述SLAM层， 用于根据接收到的任务指令， 生成CareBot机器人的规划路径； 所述执行机构， 用于根据所述 规划路径， 移动到相应位置； 所述感知层， 包括多个传感器， 随着CareBot机器人的移动而移动， 用于在所述相应位 置， 对居家老人行为数据、 生理健康数据和环境状况数据再次进 行感知， 且将所述感知结果 反馈给所述服务器数据处 理和任务 规划平台； 所述交互层包括机载语音模块和显示器模块， 用于居家场景下与老人进行情感互动以 及与家人进行视频对话。 6.根据权利要求5所述的养老照护机器人系统， 其特征在于， 所述SLAM层和所述执行层 分别作用于 机器人移动底盘和摄 像头升降以及两边抽屉以及水量管理。 7.根据所述5所述的养老照护 机器人系统， 其特征在于， 所述执行机构设置有传感器盒 子， 所述传感器盒子中装载有机载摄像头、 人体探测器、 火灾传感器和煤气传感器， 所述传 感器盒子能够 进行升降、 俯仰、 左右 三个自由度操作， 实现机器人在移动场景下360 °无死角 探测与查看。 8.根据权利要求7所述的养老照护机器人系统， 其特征在于， 还包括平板电脑远程终端 平台， 包括机器人操作模块、 数据读数模块、 传感器操作模块和信息记录模块； 所述机器人操作模块， 用于供老人子女或者社区工作人员对机器人进行远程操控， 使 机器人在室内进行移动进行查看室内情况； 所述传感器控制模块， 用于供老人子女以及社区工作 人员远程控制机载摄像头以及各 类传感器进行室内3 60°无死角查看与探测； 所述数据读取模块， 用于供老人子女以及社区工作人员对当前老人状况、 室内情况以 及机器人任务执 行情况进行查看； 所述信息记录模块， 用于对各个传感器的感知结果以及操作行为进行记录 。 9.根据权利要求4所述的养老照护机器人系统， 其特征在于， 所述任务规划器， 用于根 据所述初步识别结果， 对 任务进行规划， 生成任务指令， 包括： 所述任务规划器， 根据所述初步识别结果， 采用多目标聚类遗传任务规划算法对任务 进行规划， 生成任务指令 。 10.根据权利要求9所述的养老照护机器人系统， 其特征在于， 所述任务规划器， 根据 所 述初步识别结果， 采用多目标聚类遗传任务规划算法对任务进行规划， 生成任务指令， 包 括： Step1： 初始化种群以及各类参数， 所述各类参数包括最大迭代次数设、 种群规模、 交叉 率和变异概 率； Step2： 判断是否满足终止条件， 若满足终止条件， 则输出最优解并结束， 若不满足则执 行Step3； Step3： 进行Can opy‑Kmeans聚类； Step4： 判断是否满足扰动条件， 扰动条件为基于聚类数量的扰动因子B， 若不满足， 判 断聚类数量是否小于3， 其中， 聚类数量可以理解为任务数量， 若 是， 则mc＝mc+1， m为任务数权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115091466 A 3