多传感器信息采集分析系统及自闭症儿童监护辅助系统

摘要

本发明属于机器人领域，涉及一种多传感器信息采集分析系统以及使用该系统的、针对自闭症儿童进行实时监护及辅助治疗的机器人装置及其控制技术。本发明的多传感器信息采集分析系统多传感器、采集器、信息输出设备采用控制器局域网（CAN）现场总线进行通信信息的传输，这种分布式信息融合技术使设备的挂载和裁剪更为方便和高效。采用多信息融合技术，增加了机器人获取交互对象情感的途径，提高了人机交互的亲和度和交互成功率。

主权项

一种多传感器信息采集分析系统，包括：超声波距离采集分析系统，全向声源定位系统，容式触摸信号采集系统，视觉采集系统，脑电波采集系统以及承载外壳；所述多传感器信息采集分析系统由三轮式全向移动及控制装置承载；所述超声波距离采集分析系统包括 6组超声波距离传感器（15），均匀分布在承载外形壳底部边沿；通过对分时采集的距离数据进行分析处理，判断机器人周围环境空间，精度可达1cm；在与自闭症儿童交互的过程中提供合适的距离，以确保视频采集模块能够以最佳的角度采集自闭症儿童的行为举止和面部表情；同时为机器人运动提供自动避让障碍和规划运动路径的功能；全向声源定位系统由4个安装在抽拉框架顶部4个顶角的麦克（16）构成的全向声源定位系统，通过分析处理接收到的声音信号，计算出声源位置，为自闭症儿童的视觉实时监护提供较为准确的方位信息，提高视觉采集系统工作的效率，同时，该系统的数据将作为语音采集与识别模块的软开关，以提高该模块的工作效率；容式触摸传感器（17）分布于机器人顶部外形壳多达9处，所述容式触摸传感器系统通过检测系统电极在与人体接触时电容的变化判断是否有人体触摸机器人，该感知信号输入触摸控制器后经处理将结果通过CAN总线上传治疗中心系统；视觉采集模块通过安装于抽拉框架顶部的200万像素CMOS网络摄像头（18），对自闭症儿童的行为进行视频采集，并对自闭症儿童的异常行为和表情进行分析记录，为特殊教育训练中的自闭症儿童情感分析和训练内容规划提供分析依据；并在必要时作出相应的预警；其控制信号及视频数据信号可通过以太网和WIFI两种方式与治疗中心系统工控机通信；脑电波采集处理模块则通过脑电波采集器对自闭症儿童不同时刻不同情境时的脑电波进行采集，并通过蓝牙将数据提交到中治疗中心系统，该系统通过相应软件分析系统，分析记录重要信息，为专业的医师治疗提供有效的数据参考；所述承载外壳为一流线型外壳，安装于设备承载器（4）上方，抽拉框架则通过承载外壳的预留口外露；该承载外壳载有超声波距离传感器（15）、容式触摸传感器（17）、LCD触摸显示屏交互模块（19）以及LED多功能信息输出模块（20）。