一种具有社交功能的智能陪伴设备的制作方法

1.本发明涉及社交看护设备领域，具体涉及一种具有社交功能的智能陪伴设备。


背景技术：

2.随着社会的不断发展，留守儿童问题以及空巢老人问题是困扰人们亲情关系的主要诱因，现如今大部分年轻人从落后地区向更加发达区域转移发展，以及在留守儿童问题和空巢老人问题的作用下，导致大部分家庭的老人和孩子长期处于缺少关爱、陪伴的生活状态，对家庭留守人员以及行动不便人员尤其是儿童的成长、社交过程造成不利影响，人员长期保持独处状态，社交沟通缺失，容易造成性格内向孤僻，不利于健康成长。


技术实现要素：

3.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种具有社交功能的智能陪伴设备，设置可作为社交伙伴使用的智能陪伴设备，通过跟随使用人员飞行以实现导航、危险警示以及交友辅助功能，且可选择通过手势、语音或手机app远程控制，飞行过程自动避障，通过互动投影实现人机交流以及功能控制，实用性强，详见下文阐述。
4.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
5.本发明提供的一种具有社交功能的智能陪伴设备，包括机壳和飞控系统，所述飞控系统设置于所述机壳内部，所述机壳顶部为中空结构，且所述机壳内部设有：
6.双目视觉组件，用以读取外部环境图像并传输到所述飞控系统，识别外部环境信息调整飞行动作或自动返航；
7.电磁波充电组件，与飞控系统电连接，在预设充电区域接收充电桩发射的毫米波信号并通过整流电路实现电能转化充电，用以向设备整体供电；
8.通信组件，包括人机交互模块和机机交互模块，实现语音控制传输飞行指令；
9.其中，所述双目视觉组件包括：
10.图像传输模块，所述图像传输模块包括两组图像传感器，用以通过两组图像传感器与被测物体之间距离，利用三角测距定理计算出物体与无人机之间距离，并实现定位追踪；
11.互动投影模块，用以将图像传输模块采集到的图像信息向地面区域投影成像，并通过图像传输模块检测环境道路实际信息对比手机app导航软件信息，以投影导航影像实现实景导航。
12.采用上述一种具有社交功能的智能陪伴设备，在使用过程中，利用双目视觉组件的两个图像传感器分别检测外界图像，通过测量外界物体与两组图像传感器之间的夹角，通过物体与两组图像传感器所形成的三角测距定理，以计算出所检测到物体与双目视觉组件之间的距离，从而通过双目视觉组件识别使用人员人脸并跟随移动，以实现陪伴跟踪飞行；在设备整体跟随使用人员移动过程中，通过双目视觉组件实时监测路面台阶、坡度或烟雾信息，并通过人机交互模块的语音输出单元向使用人员发出警示音，避免使用人员踩踏
到危险区域产生人身伤害；同时在设备飞行过程中通过机机交互模块将使用人员个人交友信息转化为射频信号，并将该射频信号向外部环境中发射，当射频接收器接受到外界设定距离内部存在另一位使用人员，且另一位使用人员的交友信息与其自身交友信息匹配度达到设定值后，以通过两组智能陪伴设备完成配对，从而通过两组智能陪伴设备引导两位使用人员彼此靠近进行交友沟通；需要进行互动投影时，通过互动投影模块向机壳下方区域投射图像，操作者点击图像对应区域，并通过双目立体视觉模块判断点击区域所对应的指令，以实现人机投影互动，实现无屏幕的投影触屏操作。
13.作为优选，所述电磁波充电组件包括充电接收模块、蓄电模块和无线充电桩，所述充电接收模块包括固定于所述机壳内部的多组信标天线，多组所述信标天线共同连接有一组整流器。
14.作为优选，所述无线充电桩包括分布于使用区域的多组相位干涉天线以及电磁波发射器，该相位干涉天线用于配合多组所述信标天线实现蓄电模块的空间定位。
15.作为优选，所述蓄电模块包括多组固定于所述机壳内底部的可充电电池组，多组所述可充电电池组依次串联且与所述整流器电连接。
16.作为优选，所述飞控系统包括控制器和存储器，所述控制器内部集成加速计、陀螺仪、地磁感应以及气压传感器，所述存储器与所述控制器电连接，且所述存储器外部设置有usb、a/d转换、uart、plc以及dma接口。
17.作为优选，所述人机交互模块包括声音采集单元和语音输出单元，该声音采集单元内置子控制模块，所述子控制模块用以语音指令存储比对并控制语音输出单元对应输出语音答复，以及通过子控制模块向所述飞控系统输出飞行指令。
18.作为优选，所述机机交互模块包括无线射频发射器以及信号接收器，该无线射频发射器用以将特定信息发送到外部环境中，且所述信号接收器用以接受其他智能陪伴设备所发射的交友信息。
19.作为优选，所述机壳底部外侧环绕设置有四组支撑设备整体飞行的动力旋翼，所述动力旋翼上下侧的所述机壳表面均设置有旋翼护罩，所述机壳外侧对应所述动力旋翼设置有四组支臂，且四组所述动力旋翼与所述机壳均通过支臂相连接。
20.作为优选，所述机壳底部设置有起落板，该起落板底部为橡胶防滑垫，所述机壳顶部设置有封闭所述飞控系统的中空半球状隔音罩。
21.有益效果在于：本发明通过设置可作为社交伙伴使用的智能陪伴设备，通过跟随使用人员飞行以实现导航、危险警示以及交友辅助功能，且可选择通过手势、语音或手机app远程控制，飞行过程自动避障，且方便行动困难的人员参与外界沟通交友活动，满足社交需求，通过互动投影实现人机交流以及交互功能控制，实用性强。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本发明的主视结构图；
24.图2是本发明的立体结构示意图；
25.图3是本发明隔音罩的内部结构示意图；
26.图4是本发明机壳的立体结构示意图；
27.图5是本发明另一视角的立体结构示意图；
28.图6是本发明的电路结构框图。
29.附图标记说明如下：
30.1、机壳；101、隔音罩；2、飞控系统；201、控制器；202、存储器；3、双目视觉组件；301、图像传输模块；302、互动投影模块；4、电磁波充电组件；401、充电接收模块；402、蓄电模块；5、通信组件；501、人机交互模块；502、机机交互模块；6、动力旋翼；601、旋翼护罩；7、支臂；8、起落板。
具体实施方式
31.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
32.参见图1
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图6所示，本发明提供了一种具有社交功能的智能陪伴设备，包括机壳1和飞控系统2，飞控系统2设置于机壳1内部，机壳1顶部为中空结构，且机壳1内部设有：
33.双目视觉组件3，用以读取外部环境图像并传输到飞控系统2，识别外部环境信息调整飞行动作或自动返航，对于双目视觉组件3，其用以读取外部环境信息以及使用人员的手势指令信息，同时通过双目视觉组件3实现定位跟踪，从而实现对使用人员的跟随陪伴；
34.电磁波充电组件4，与飞控系统2电连接，在预设充电区域接收充电桩发射的毫米波信号并通过整流电路实现电能转化充电，用以向设备整体供电，从而在预设充电桩区域实现设备的长距离无线供电；
35.通信组件5，包括人机交互模块501和机机交互模块502，实现语音控制传输飞行指令，通过该通信组件5实现使用人员与设备人机交互模块501的语音交互，从而实现语音控制，同时通过机机交互模块502将使用人员的交友信息进行交换传输，便于将匹配状态达到设定度的两位使用人员引导接近进行交友，同时可通过通信组件5将设备接入物联网，实现物联网智能语音交互控制功能，从而对同时接入物联网的其他设备进行语音控制；
36.其中，双目视觉组件3包括：
37.图像传输模块301，图像传输模块301包括两组图像传感器，用以通过两组图像传感器与被测物体之间距离，利用三角测距定理计算出物体与无人机之间距离，并实现定位追踪；
38.互动投影模块302，用以将图像传输模块301采集到的图像信息向地面区域投影成像，并通过图像传输模块301检测环境道路实际信息对比手机app导航软件信息，以投影导航影像实现实景导航，同时在需要进行人机互动过程中，通过投影模块向选定区域投放图像，操作者点击图像对应区域，并通过双目立体视觉模块判断点击区域对应指令，以实现人机投影互动，实现无屏幕的触屏操作。
39.作为可选的实施方式，电磁波充电组件4包括充电接收模块401、蓄电模块402和无
线充电桩，充电接收模块401包括固定于机壳1内部的多组信标天线，多组信标天线共同连接有一组整流器，整流器用以将充电接收模块401接收到的电磁波沿整流电路转化为电能，并输入到蓄电模块402实现无线充电，无线充电桩包括分布于使用区域的多组相位干涉天线以及电磁波发射器，该相位干涉天线用于配合多组信标天线实现蓄电模块402的空间定位，蓄电模块402包括多组固定于机壳1内底部的可充电电池组，多组可充电电池组依次串联且与整流器电连接；
40.飞控系统2包括控制器201和存储器202，控制器201内部集成加速计、陀螺仪、地磁感应以及气压传感器，存储器202与控制器201电连接，且存储器202外部设置有usb、a/d转换、uart、plc以及dma接口，便于通过该存储器202将lcd驱动电路集成到一组控制器201上，同时在存储器202外侧设置多组数据传输接口，便于将飞行数据传输到外界设备以及云空间数据链系统，通过本地备份以及云数据存储设备的云备份相互配合，提升数据传输、存储的可靠准确性；
41.人机交互模块501包括声音采集单元和语音输出单元，该声音采集单元内置子控制模块，子控制模块用以语音指令存储比对并控制语音输出单元对应输出语音答复，以及通过子控制模块向飞控系统2输出飞行指令，机机交互模块502包括无线射频发射器以及信号接收器，该无线射频发射器用以将特定信息发送到外部环境中，且信号接收器用以接受其他智能陪伴设备所发射的交友信息，从而通过信号接收器将外界环境中的无线交友信号进行接收，同时通过子控制模块检测外界交友信息的匹配度，将匹配度达到设定值以上的另一组交友信息进行标记，并通过机机交互模块502控制设备向彼此靠近方向移动，以通过两组智能陪伴设备引导两位匹配度达到设定值以上的两位使用人员彼此接近进行交友；
42.机壳1底部外侧环绕设置有四组支撑设备整体飞行的动力旋翼6，动力旋翼6上下侧的机壳1表面均设置有旋翼护罩601，旋翼护罩601为辐条状发散结构，通过旋翼护罩601对动力旋翼6进行防护，避免飞行过程中触碰到外界物品造成动力旋翼6损毁，提高飞行安全，机壳1外侧对应动力旋翼6设置有四组支臂7，且四组动力旋翼6与机壳1均通过支臂7相连接，机壳1底部设置有起落板8，该起落板8底部为橡胶防滑垫，以通过起落板8底部防滑垫增加设备拿取以及放置在设定区域状态下的稳定性，机壳1顶部设置有封闭飞控系统2的中空半球状隔音罩101，通过隔音罩101对飞控系统2工作产生的噪音进行隔绝，以降低设备整体飞行产生的噪音，设备整体最大长度为10cm，设备整体小巧，便于携带使用。
43.采用上述结构，在使用过程中，利用双目视觉组件3的两个图像传感器分别检测外界图像，通过测量外界物体与两组图像传感器之间的夹角，通过物体与两组图像传感器所形成的三角测距定理，以计算出所检测到物体与双目视觉组件3之间的距离，从而通过双目视觉组件3识别使用人员人脸并跟随移动，以实现陪伴跟踪飞行；在设备整体跟随使用人员移动过程中，通过双目视觉组件3实时监测路面台阶、坡度或烟雾信息，并通过人机交互模块501的语音输出单元向使用人员发出警示音，避免使用人员踩踏到危险区域产生人身伤害；同时在设备飞行过程中通过机机交互模块502将使用人员个人交友信息转化为射频信号，并将该射频信号向外部环境中发射，当射频接收器接受到外界设定距离内部存在另一位使用人员，且另一位使用人员的交友信息与其自身交友信息匹配度达到设定值后，以通过两组智能陪伴设备完成配对，从而通过两组智能陪伴设备引导两位使用人员彼此靠近进行交友沟通；需要进行互动投影时，通过互动投影模块302向机壳1下方区域投射图像，操作
者点击图像对应区域，并通过双目立体视觉模块判断点击区域所对应的指令，以实现人机投影互动，实现无屏幕的投影触屏操作；
44.通过设置可作为社交伙伴使用的智能陪伴设备，通过跟随使用人员飞行以实现导航、危险警示以及交友辅助功能，且可选择通过手势、语音或手机app远程控制，飞行过程自动避障，且方便行动困难的人员参与外界沟通交友活动，满足社交需求，通过互动投影实现人机交流以及交互功能控制，实用性强。
45.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种具有社交功能的智能陪伴设备，其特征在于：包括机壳(1)和飞控系统(2)，所述飞控系统(2)设置于所述机壳(1)内部，所述机壳(1)顶部为中空结构，且所述机壳(1)内部设有：双目视觉组件(3)，用以读取外部环境图像并传输到所述飞控系统(2)，识别外部环境信息调整飞行动作或自动返航；电磁波充电组件(4)，与飞控系统(2)电连接，在预设充电区域接收充电桩发射的毫米波信号并通过整流电路实现电能转化充电，用以向设备整体供电；通信组件(5)，包括人机交互模块(501)和机机交互模块(502)，实现语音控制传输飞行指令；其中，所述双目视觉组件(3)包括：图像传输模块(301)，所述图像传输模块(301)包括两组图像传感器，用以通过两组图像传感器与被测物体之间距离，利用三角测距定理计算出物体与无人机之间距离，并实现定位追踪；互动投影模块(302)，用以将图像传输模块(301)采集到的图像信息向地面区域投影成像，并通过图像传输模块(301)检测环境道路实际信息对比手机app导航软件信息，以投影导航影像实现实景导航。2.根据权利要求1所述一种具有社交功能的智能陪伴设备，其特征在于：所述电磁波充电组件(4)包括充电接收模块(401)、蓄电模块(402)和无线充电桩，所述充电接收模块(401)包括固定于所述机壳(1)内部的多组信标天线，多组所述信标天线共同连接有一组整流器。3.根据权利要求2所述一种具有社交功能的智能陪伴设备，其特征在于：所述无线充电桩包括分布于使用区域的多组相位干涉天线以及电磁波发射器，该相位干涉天线用于配合多组所述信标天线实现蓄电模块(402)的空间定位。4.根据权利要求3所述一种具有社交功能的智能陪伴设备，其特征在于：所述蓄电模块(402)包括多组固定于所述机壳(1)内底部的可充电电池组，多组所述可充电电池组依次串联且与所述整流器电连接。5.根据权利要求1所述一种具有社交功能的智能陪伴设备，其特征在于：所述飞控系统(2)包括控制器(201)和存储器(202)，所述控制器(201)内部集成加速计、陀螺仪、地磁感应以及气压传感器，所述存储器(202)与所述控制器(201)电连接，且所述存储器(202)外部设置有usb、a/d转换、uart、plc以及dma接口。6.根据权利要求1所述一种具有社交功能的智能陪伴设备，其特征在于：所述人机交互模块(501)包括声音采集单元和语音输出单元，该声音采集单元内置子控制模块，所述子控制模块用以语音指令存储比对并控制语音输出单元对应输出语音答复，以及通过子控制模块向所述飞控系统(2)输出飞行指令。7.根据权利要求6所述一种具有社交功能的智能陪伴设备，其特征在于：所述机机交互模块(502)包括无线射频发射器以及信号接收器，该无线射频发射器用以将特定信息发送到外部环境中，且所述信号接收器用以接受其他智能陪伴设备所发射的交友信息。8.根据权利要求1所述一种具有社交功能的智能陪伴设备，其特征在于：所述机壳(1)底部外侧环绕设置有四组支撑设备整体飞行的动力旋翼(6)，所述动力旋翼(6)上下侧的所
述机壳(1)表面均设置有旋翼护罩(601)，所述机壳(1)外侧对应所述动力旋翼(6)设置有四组支臂(7)，且四组所述动力旋翼(6)与所述机壳(1)均通过支臂(7)相连接。9.根据权利要求1所述一种具有社交功能的智能陪伴设备，其特征在于：所述机壳(1)底部设置有起落板(8)，该起落板(8)底部为橡胶防滑垫，所述机壳(1)顶部设置有封闭所述飞控系统(2)的中空半球状隔音罩(101)。
技术总结
本发明公开了一种具有社交功能的智能陪伴设备，包括机壳和飞控系统，所述飞控系统设置于所述机壳内部，所述机壳顶部为中空结构，且所述机壳内部设有：双目视觉组件，用以读取外部环境图像并传输到所述飞控系统，识别外部环境信息调整飞行动作或自动返航；电磁波充电组件，与飞控系统电连接。有益效果在于：本发明通过设置可作为社交伙伴使用的智能陪伴设备，通过跟随使用人员飞行以实现导航、危险警示以及交友辅助功能，且可选择通过手势、语音或手机APP远程控制，飞行过程自动避障，促进行动不便人员交友沟通，同时设备飞行噪音更低，使用更加舒适，通过互动投影实现人机交流以及功能控制，实用性强。实用性强。实用性强。


技术研发人员：郭建奇 龚碧容 陈凡
受保护的技术使用者：极研（福建）投资发展有限公司
技术研发日：2021.03.26
技术公布日：2021/6/29