CN109367756A - 一种悬浮远程宠物交互系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种悬浮远程宠物交互系统，所述悬浮远程宠物交互系统由充气气球悬挂带有六个旋翼的支架悬浮于空中，支架上装有运动部分和音视频交互部分，所述运动部分由控制单元控制，所述音视频交互部分连接麦克风、扬声器、摄像头及无线网络通信单元。当需要调整所述悬浮远程宠物交互系统在空中位置时，移动端远程通过网络对其提供监控和交互，使得旋翼旋转产生气流推动，实现所述悬浮远程宠物交互系统带动气球的上下左右前后各个方向地移动，从而调整整个系统在空中的悬停位置。采用所述悬浮远程宠物交互系统，监控宠物时姿态平稳，视野可以按照使用者的需求进行调整，而且没有死角，还可以通过语音、视频与宠物实现实时交互。

Description

一种悬浮远程宠物交互系统

技术领域

本发明属于监护领域，涉及一种悬浮远程宠物交互系统。

背景技术

随着人们生活居住环境的日益改善，对生活水平的要求也逐渐提升，很多人开始饲养宠物，但是，与此同时人们的生活节奏越来越快，照顾和陪伴宠物的时间也越来越少。随着科技的高速发展，人们在繁忙工作或者外出旅行时，无法对宠物实施较好的监护，远程与宠物交互成为特别需求。为此，本发明针对这类需求，提出一种悬浮远程宠物交互系统。在目前市面上现有的监控宠物日常的设备主要是地面移动式机器人陪护伴侣，以及固定监控装置，而常规无人机监控在室内连续工作时间短，稳定性差，目前尚没有能够实现全方位监控且能够远距离与宠物进行交互的装置设备。

申请号为2017101379409的中国专利公开一种悬浮监控装置及其系统，涉及一种利用气球浮力使悬挂平台可以悬浮于空中的监控装置系统，虽然该悬浮监控装置可以根据使用者的控制实现不同位置、不同高度的稳定悬浮，监控姿态平稳，视野可随人的需要调整，而且是全方位没有死角，但是该系统只能用于视频监控，不具有远程操作交互的功能。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种悬浮远程宠物交互系统来解决上述问题。所述悬浮远程宠物交互系统，包括支架，能够驱动支架升降和飞行的驱动单元，以及能够控制所述支架运动的控制单元，所述控制单元和所述驱动单元均装在所述支架上，所述支架上还装有云台交互单元、无线网络通信单元、摄像头、网络视频处理单元、扬声器、麦克风，所述麦克风与所述扬声器音频传送联接，所述摄像头与所述网络视频处理单元通讯联接。

优选的是，所述支架被充气气球悬挂，所述充气气球包括氢气球和氦气球中的至少一个。

在上述任一方案中优选的是，所述支架装有六个旋翼。

在上述任一方案中优选的是，所述支架装有运动系统部分和音视频交互部分。

在上述任一方案中优选的是，所述云台交互单元包括机械臂和云台中的至少一种。

在上述任一方案中优选的是，所述运动部分由所述控制单元控制，其包括机械臂或云台以及六路电机。

在上述任一方案中优选的是，所述机械臂或云台的控制单元包括舵机、步进电机或具备减速功能的执行器中的至少一种。

在上述任一方案中优选的是，所述电机由所述驱动单元控制。

在上述任一方案中优选的是，包括普通直流电机或空心杯电机中的至少一种。

在上述任一方案中优选的是，所述控制单元与所述驱动单元相连接。

在上述任一方案中优选的是，所述驱动单元包括所述电机驱动器与控制六个不同方向的直流电机。

在上述任一方案中优选的是，所述电机驱动器与控制六个不同方向的直流电机相连接。

在上述任一方案中优选的是，其特征在于：所述机械臂或云台末端安装投射到地面的激光发射装置。

在上述任一方案中优选的是，所述控制单元的数据接口与所述网络通信单元相连接，通过网络通信单元连接家用无线网络。

在上述任一方案中优选的是，所述控制单元和所述网络视频处理单元采用嵌入式系统。

在上述任一方案中优选的是，所述音视频交互部分包括嵌入式音视频处理模块，所述音视频处理模块包括具有网络功能的通信模块或利用数据接口外接网络通信模块中的至少一种。

在上述任一方案中优选的是，所述音视频处理模块通过Wifi与家用路由器建立网络连接。

在上述任一方案中优选的是，所述运动部分和所述音视频交互部分网络通信模块均可设置为服务器，所述移动端设置为客户。

与现有技术相比，本发明提供的悬浮远程宠物交互系统通过移动端在无线网络环境下向运动部分发送运动指令、机械臂/云台转动姿态指令、激光笔开光指令，通过移动端可以接收音视频交互部分上传的网络视频信息和音频信息，并可以通过网络向音视频交互部分发送语音指令，监控宠物时姿态平稳，视野可随人的需求作出调整，而且没有死角，通过在WIFI环境下控制机械臂或云台末端的激光发射模块的开关，来产生地面运动和闪烁的投影光斑，实现与宠物的远程交互，而且所述悬浮远程宠物交互系统悬浮运动也不会对宠物产生安全隐患，不易受障碍物和宠物运动的干扰；移动端可以通过所述家用悬浮远程宠物交互系统在WIFI环境下实时通过语音、视频与家中宠物实现交互。

附图说明

为了更清楚地说明本实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图对实施例或现有技术中所需要使用的附图做详细的描述。显而易见，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和实施例获得其他的实施例，这些实施例都在本发明专利的权利要求书的保护范围之内。

图1为按照本发明的家用悬浮远程宠物交互系统的一优选实施例的整体外观示意图。

图2为按照本发明的家用悬浮远程宠物交互系统的如图1实施例的系统结构图。

图3为按照本发明的家用悬浮远程宠物交互系统的另一优选实施例的系统结构图。

具体实施方式

下面将结合附图，详细地描述本发明的各实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明提供的一种悬浮远程宠物交互系统的整体外观示意图如图1所示， 在本实施例中，氦气球提供浮力，牵引带有六个旋翼的支架悬浮于空中，通常情况下，旋翼是不转动的，所述悬浮远程宠物交互系统利用气球的浮力悬浮在空间某一固定位置，仅在所述支架需要调整空中位置时，随着旋翼旋转产生气流推动可以实现平台带动气球的上下左右前后各个方向移动，从而调整整个系统在空中悬停的位置，所述悬浮远程宠物交互系统通过无线网络，开始对该区域环境的宠物进行监控和交互。

在本实施例中，所述悬浮远程宠物交互系统的结构如图2所示，所述悬浮远程宠物交互系统包括运动部分和音视频交互部分，所述运动部分采用单片机作为运动的核心控制器，所述音视频交互部分采用嵌入式网络音视频处理模块作为核心处理单元，所述悬浮远程宠物交互系统采用锂电池供电。

在本实施例中，所述悬浮远程宠物交互系统中的运动部分采用实时交互，而音视频处理部分无需采用实时交互，本实施例是将所述悬浮远程宠物交互系统的运动部分和音视频处理部分采用分离的方法实现。

在本实施例中，所述悬浮远程宠物交互系统均安装在支架上，所述支架上装有控制单元、蓄电池、驱动单元、云台交互单元、无线网络通信单元、摄像头、网络视频处理单元、扬声器、麦克风。

在本实施例中，运动部分的单片机的I/O端口连接电机驱动器，所述电机驱动器再与六个不同朝向的普通直流电机相连接，通过I/O开关量控制电机的转动与停止。

在本实施例中，单片机的脉冲宽度调制PWM接口连接机械臂/云台中的控制单元，包括机械臂/云台以及六路电机，所述机械臂/云台中的控制单元采用舵机，使用者在WIFI环境下通过手机或平板电脑控制整个平台朝着上下左右前后各个方向平稳运动，同时通过控制机械臂/云台改变关节角度，所述机械臂/云台末端安装投射到地面的激光发射模块，所述激光发射模块的开关控制由单片机I/O端口控制，在WIFI的环境下使用者通过移动端控制舵机上的激光发射装置的开关来产生地面运动和闪烁的投影光斑，所述悬浮远程宠物交互系统可以跟随所述机械臂/云台末端产生运动，实现与宠物的远程交互。

在本实施例中，单片机的数据接口与网络通信单元连接，所述数据接口可采用SPI接口、并行口和串行口等，所述悬浮远程宠物交互系统通过网络通信单元，连接家用无线网络。

在本实施例中，音视频交互部分通过嵌入式音视频处理模块实现，所述音视频处理模块采用AR9331芯片运行OpenWrt系统，具有网络功能，通过Wifi与家用路由器建立网络连接。

在本实施例中，音视频处理模块连接摄像头、麦克风、扬声器，通过摄像头实现宠物视频的输入，通过麦克风和扬声器实现与宠物的声音交互。

在本实施例中，所述运动部分和所述音视频交互部分网络通信模块均可设置为服务器，所述移动端设置为客户。

在本实施例中，移动端可以通过所述家用悬浮远程宠物交互系统在WIFI环境下实时通过语音、视频与家中宠物实现交互。

实施例2

本发明提供的一种悬浮远程宠物交互系统的整体外观示意图同实施例1，与实施例1不同的是所用气球为氢气球。所述家用悬浮远程宠物交互系统由氢气球悬挂带有六个旋翼的支架悬浮于空中，随着旋翼旋转产生气流推动可以实现平台带动气球的上下左右前后等方向移动，从而调整整个系统在空中悬停的位置。

在本实施例中，所述悬浮远程宠物交互系统结构图如图3所示，与实施例1不同的是，所述悬浮远程宠物交互系统采用整体的嵌入式处理系统来实现运动部分和音视频交互部分，系统中运行采用混合操作系统，所述混合操作系统包含实时部分和非实时部分来实现全部功能。

在本实施例中，嵌入式处理系统的I/O端口连接电机驱动器，与实施例1不同的是，这里与驱动器相连接的是六个不同方向的空心杯电机，通过I/O开关量控制电机的转动与停止。

在本实施例中，嵌入式处理系统的脉冲宽度调制PWM接口连接机械臂或云台中的控制单元，与实施例1不同的是，所述控制单元为步进电机，使用者在WIFI环境下通过手机或平板电脑控制整个平台朝着上下左右前后各个方向平稳运动，同时通过控制机械臂/云台改变关节角度，机械臂或云台末端安装投射到地面的激光发射模块，可以跟随末端产生运动，发射模块的开关控制由嵌入式处理系统I/O端口控制，在WIFI的环境下使用者通过移动端控制步进电机上的激光发射模块的开关来产生地面运动和闪烁的投影光斑，所述家用悬浮远程宠物交互系统可以跟随所述机械臂/云台末端产生运动，实现与宠物的远程交互。

在本实施例中，嵌入式处理系统接口上连接摄像头、麦克风、扬声器，通过摄像头实现宠物视频的输入，通过麦克风和扬声器（可以根据需要添加较小功率的驱动模块）实现与宠物的声音交互。

在本实施例中，嵌入式处理系统的数据接口与网络通信单元连接，嵌入式处理系统的数据接口可采用并行口或MLL接口，通过网络通信单元，所述家用悬浮远程宠物交互系统与家用无线网络Wifi相连接。

在本实施例中，嵌入式处理系统中运行的混合操作系统中，实时系统的部分处理运动控制的功能，非实时的部分处理音视频交互的功能。

实施例 3

在本实施例中，氦气球悬挂带有六个旋翼的支架悬浮于空中，平时旋翼不转动，仅在需要调整空中位置时，随旋翼旋转产生气流推动实现平台带动气球的上下左右前后各个方向平稳移动，从而调整整个系统在空中悬停的位置。

本实施例与实施例1不同的地方是所述机械臂/云台中的控制单元采用减速功能的执行器，使用者在WIFI环境下通过手机或平板电脑控制整个平台朝着上下左右前后各个方向平稳运动，同时通过控制机械臂/云台改变关节角度，所述机械臂/云台末端安装投射到地面的激光发射模块，所述激光发射模块的开关控制由单片机I/O端口控制，在WIFI的环境下使用者通过移动端控制舵机上的激光发射模块的开关来产生地面运动和闪烁的投影光斑，所述家用悬浮远程宠物交互系统可以跟随所述机械臂/云台末端产生运动，实现与宠物的远程交互。

在本实施例中，运动部分和音视频交互部分的网络通信模块均可设置为服务器，手机移动端软件设置为客户端，建立网络连接后，通过手机移动端向运动部分发送运动方向指令、机械臂/云台转动姿态指令、激光笔开关指令；通过手机移动端可以接收音视频交互部分上传的网络视频信息和音频信息，并可通过网络向音视频交互部分发送语音指令。

实施例 4

在本实施例中，所述悬浮远程宠物交互系统采用氢气球悬挂带有六个旋翼的支架悬浮于空中，与实施例1不同的是所述音视频交互部分通过嵌入式音视频处理模块实现，所述嵌入式音视频处理模块是利用数据接口外接网络通信模块，音视频处理模块通过WIFI与家用路由器建立网络连接。

在本实施例中，外接的网络通信模块上连接摄像头、麦克风和扬声器，通过摄像头实现宠物视频的输入，通过麦克风和扬声器实现与宠物的声音的交互。这样两个部分的网络模块可以采用相同IP不同端口来连接家用路由器，也可以采用不同IP连接路由器。

在本实施例中，运动部分和音视频交互部分外接的网络通信模块均可设置为服务器，手机或平板电脑设置为客户，建立网络连接后，通过手机或平板电脑移动端向运动部分发送运动方向指令、机械臂/云台转动姿态指令、激光笔开关指令；通过手机或平板电脑移动端可以接收音视频交互部分上传的网络视频信息和音频信息，并可通过网络向音视频交互部分发送语音指令。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例例的限制，上述实施例例和说明书中描述的是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所付的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种悬浮远程宠物交互系统，包括支架、能够驱动支架升降和飞行的驱动单元，以及能够控制所述支架运动的控制单元，其特征在于：所述控制单元和所述驱动单元均装在所述支架上，所述支架上还装有云台交互单元、无线网络通信单元、摄像头、网络视频处理单元、扬声器、麦克风，所述麦克风与所述扬声器音频传送联接，所述摄像头与所述网络视频处理单元通讯联接。

2.根据权利要求1所述的悬浮远程宠物交互系统，其特征在于：所述支架被充气气球悬挂，所述充气气球包括氢气球和氦气球中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的悬浮远程宠物交互系统，其特征在于：所述支架装有六个旋翼。

4.根据权利要求1所述的悬浮远程宠物交互系统，其特征在于：所述支架装有运动部分和音视频交互部分。

5.根据权利要求1所述的悬浮远程宠物交互系统，其特征在于：所述云台交互单元包括机械臂和云台中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的悬浮远程宠物交互系统，其特征在于：所述运动部分由所述控制单元控制，包括机械臂或云台以及六路电机。

7.根据权利要求5所述的悬浮远程宠物交互系统，其特征在于：所述机械臂或云台的控制单元包括舵机、步进电机或具备减速功能的执行器中的至少一种。

8.根据权利要求6所述的悬浮远程宠物交互系统，其特征在于：所述电机由所述驱动单元控制。

9.根据权利要求8所述的悬浮远程宠物交互系统，其特征在于：所述电机包括普通直流电机和空心杯电机中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的悬浮远程宠物交互系统，其特征在于：所述控制单元与所述驱动单元相连接。