一种智能婴儿喂奶床

技术领域

本发明涉及婴儿用品技术领域，具体为一种智能婴儿喂奶床。

背景技术

婴儿床是专门给婴幼儿使用的床，目前市场上的婴儿床大多采用整体固定式结构，这类婴儿床通常包括水平放置的床板和围绕在床板四周的护板，婴儿喝奶后躺下时只能一直处于平躺状态，容易发生吐奶，严重时会导致吸入性肺炎甚至是窒息的发生，同样令父母们头疼的是，婴儿总是哭啼不安，需要昼夜不定时地给婴儿喂奶并哄抱婴儿，增加了父母照顾婴儿的压力。

中国专利申请CN213155060U公开了一种智能婴儿喂奶床，奶瓶夹持件位于床垫的上方，用于夹持奶瓶，奶瓶的奶嘴可保持朝向婴儿嘴部的状态，从而实现婴儿不用在大人的监护和帮助下做到自主进食，但婴儿在很多情况下如夜晚等根本不可能做到自主握住奶瓶进食，而且卧躺状况下婴儿进食也存在很大被呛咽住发生危险，奶瓶悬挂在婴儿上方也存在极大的安全隐患。

因此本领域技术人员提供了一种智能婴儿喂奶床，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明为了解决的技术问题提供一种智能婴儿喂奶床，目的在于解决婴儿在无父母的照顾下自主进食并避免发生呛奶的问题，并缓解父母照顾婴儿的压力。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种智能婴儿喂奶床，包括床架、图像输入模块和目标检测模块，所述床架的底部滑动连接有摇摆伸缩装置，用于左右摇摆或者上下移动所述床架，所述床架上设置有监控设备，用于监控婴儿实时面部表情图像，所述图像输入模块采集所述婴儿实时面部表情生成图像数据传输到处理模块，用于识别婴儿是否有进食倾向，所述床架上设置有目标检测模块，用于检测婴儿嘴部具体坐标位置，所述床架的一侧设置有奶瓶位移装置，用于将奶瓶移动至婴儿嘴部。

本发明的有益效果是：

1、摇摆伸缩装置可根据婴儿实时情况左右摇摆床架安抚婴儿并助入眠，减轻父母的负担，当婴儿需要进食时，将床架靠近婴儿头部的一端抬起，可防止婴儿呛奶；

2、根据监控设备拍摄到婴儿图像后与图像模型中婴儿表情数据库相匹配，当与婴儿想进食的表情相匹配时，可启动奶瓶位移装置对婴儿进行自主喂奶；

3、根据目标检测模块和三维坐标计算模块，能更精准的定位婴儿嘴巴的三维位置，使得奶瓶能精准的移动至婴儿嘴部，从而婴儿进行有效进食；

4、确定婴儿嘴部的三维位置后，奶瓶位移装置从X方向、Y方向和Z方向调整奶瓶与婴儿嘴部的距离，更方便婴儿手握奶瓶进行自主进食，减轻父母负担。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述监控设备包括前端监控器和后端监控器，所述前端监控器设置在所述床架顶部一端的中部，所述后端监控器设置在所述床架顶部另一端的中部。

进一步，所述目标检测模块包括数据采集与存储模块、人脸嘴部检测模块、对应点匹配模块以及三维坐标计算模块，所述数据采集与存储模块对所述前端监控器和所述后端监控器所监控的婴儿实时面部表情同时进行实时采集和存储，所述人脸嘴部检测模块对采集到的图像分别进行对婴儿嘴部的提取，所述对应点匹配模块对所提取的婴儿嘴部进行匹配，所述三维坐标计算模块计算所提取的婴儿嘴部的三维坐标。

进一步，所述床架的底部的两端均设置有滑轮，所述滑轮滑动连接有所述摇摆伸缩装置。

进一步，所述摇摆伸缩装置包括上面板和下面板，所述上面板的顶部设置有用于所述滑轮滑动的滑轨，所述下面板的顶部一端两侧通过对称设置的转动轴与所述上面板转动连接，所述下面板的顶部另一端两侧通过对称设置的第三伸缩杆与所述上面板连接。

进一步，所述奶瓶位移装置包括固定板和奶瓶，所述固定板内设置有滑槽，所述滑槽内滑动连接有滑板，所述滑槽远离所述滑板的一端设置有可调限位器，所述滑板的顶部间隔设置有两个第一伸缩杆，两个所述第一伸缩杆的顶部均设置有水平设置的第二伸缩杆，两个所述第二伸缩杆上设置有所述奶瓶。

进一步，所述床架上设置有多根安全带。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构俯视图；

图3为本发明结构侧视图；

图4为本发明流程图；

图5为本发明三维坐标计算模块原理图；

图6为本发明流程图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、床架；2、固定板；3、滑槽；4、滑板；5、第一伸缩杆；6、第二伸缩杆；7、奶瓶；8、安全带；9、可调限位器；10、滑轮；11、上面板；12、下面板；13、转动轴；14、第三伸缩杆；15、前端监控器；16、后端监控器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图1-6所示，本实施例提供一种智能婴儿喂奶床，包括床架1、图像输入模块和目标检测模块，所述床架1的底部滑动连接有摇摆伸缩装置，通过左右摇摆所述床架1可安抚婴儿情绪或者助婴儿入眠，或者通过上下移动所述床架1可防止婴儿呛奶，所述床架1的一侧设置有奶瓶位移装置，通过在X方向、Y方向和Z方向调整奶瓶的位移，便于将奶瓶移动至婴儿嘴部，所述床架1上设置有监控设备，用于监控婴儿面部表情图像，所述图像输入模块实时采集婴儿动作并生成图像数据传输到处理模块，可利用Haar分类器处理准确定位出婴儿面部的具体位置区域，进一步提取出与表情相关的所有像素，以使处理模块根据图像模型将当前输入的图像数据进行处理，图像模型可采用TIF数据库和CIF数据库(婴儿表情数据库)作为参考，利用各大搜索引擎搜集到的婴儿面部想进食的表情作为婴儿表情数据库，并向所述输出模块输出相应的活动数据，所述输出模块将接受到的活动数据传输到后台管理模块，使得后台管理模块进行远程查看，当监控设备拍摄到婴儿图像与婴儿想进食的表情相匹配时，后台管理模块则启动奶瓶位移装置和摇摆伸缩装置对婴儿进行自主喂奶，所述床架1上设置有目标检测模块，用于检测婴儿嘴部具体坐标位置。

优选的，在实施例中，还包括所述处理模块根据图像模型将当前输入的图像数据进行处理，并向输出模块输出相应的数据，所述图像模型根据预设的图像设别库对输入的图像数据进行处理，将图像数据与预设的图像设别库的各个图像识别点数据进行比较，从而获得图像数据与各个图像识别点数据的相似程度并且进行排序，进而将相似程度最高的图像识别点作为当前图像数据的状态，提高判断婴儿进是否进行自主喂奶的精确度。

优选的，在实施例中，还包括所述监控设备包括前端监控器15和后端监控器16，所述前端监控器15设置在所述床架1顶部一端的中部，所述后端监控器16设置在所述床架1顶部另一端的中部，所述前端监控器15和所述后端监控器16能监控婴儿的多方位生成准确图像数据传输到处理模块，能与婴儿表情数据库高度匹配，不易发生匹配失误的情况，所述前端监控器15和所述后端监控器16可采用ov2640型号的摄像头，具有夜红外功能，可以不受时间限制昼夜监控婴儿，所述前端监控器15和所述后端监控器16的为同一平面摄像。

优选的，在实施例中，所述目标检测模块包括数据采集与存储模块、人脸嘴部检测模块、对应点匹配模块以及三维坐标计算模块，所述数据采集与存储模块对所述前端监控器15和所述后端监控器16所监控的婴儿面部表情图像同时进行实时采集和存储，所述人脸嘴部检测模块对采集到的图像分别进行对婴儿嘴部的提取，从视频序列图像中的变化区域从背景图像中提取出来，采用背景差分法对婴儿嘴部进行检测，所述对应点匹配模块对所提取的婴儿嘴部进行匹配，所述对应点匹配模块采用尺度不变特征变换算法将所述前端监控器15和所述后端监控器16同时采集到的图片进行匹配检测，该算法可以在较复杂的环境下准确匹配出两图像中的对应点，其具体算法实现步骤为，

1)读入经过人脸嘴部检测模块后的所述前端监控器15和所述后端监控器16同时拍摄得到的目标部位图像；

2)对两个目标部位图像滤除噪声干扰点并填充微小区域；

3)若左右目标数以及位置关系一致，则进行下一步步操作，若不匹配则按照左右目标区域的位置关系进一步进行判断，找出同时出现的目标区域，先进行粗略的大区域匹配，找出待匹配的区域对；

4)对每一个待匹配的区域对，若两监控装置所拍摄到的两个目标部位的面积之比相差5倍之内则判为同一目标，否则不做处理；

5)对这两个目标部位对进行SIFT精匹配，得到匹配点对；

6)去掉左右图中一点对多点的匹配点以及边界匹配点对；

7)如图5所示，此时可以确认两个摄像机从不同的位置角度获取到目标部位点P

优选的，在实施例中，所述三维坐标计算模块是基于双目立体视觉视差的原理，通过两个摄像机从不同的位置角度获取目标部位点的两幅图像，然后计算图像对应点间的位置偏差，来获取物体三维坐标信息。如图6，对这两个目标部位对进行SIFT精匹配，得到匹配点对后，所述前端监控器15和所述后端监控器16的焦距为f，将两图像中同一目标点之间的距离作为双目摄像机的基线距，记为b。然后提取两图像中的目标点P，设其在两图像中的坐标分别为P

由图可知两图像中P点坐标的y坐标相等，即y

记视差为d，令d＝x

因此，只要能够在上摄像机和前摄像机采集的图像中获取某个目标点的相应图像中的坐标，通过构建三维坐标系就可以确定该点的三维坐标(x,y,z)。

优选的，在实施例中，还包括所述床架1的底部的两端均设置有滑轮10，所述滑轮10滑动连接有摇摆伸缩装置，两个所述滑轮10的一侧均设置有电机用于驱动所述滑轮10在所述上面板11上左右滑动。

优选的，在实施例中，还包括所述摇摆伸缩装置包括上面板11和下面板12，所述上面板11的顶部设置有用于所述滑轮10滑动的滑轨，所述下面板12的顶部一端两侧通过对称设置的转动轴13与所述上面板11转动连接，所述下面板12的顶部另一端两侧通过对称设置的第三伸缩杆14与所述上面板11连接，两个所述第三伸缩杆14的一侧均设置有电机，当婴儿准备自主进食时，启动电机，伸长所述第三伸缩杆14，进而所述床架1靠近婴儿头部的一端抬起，使得所述床架1呈倾斜状，可有效防止婴儿呛奶，当婴儿需要睡觉时，可启动电机，收缩所述第三伸缩杆14，使得所述床架1呈水平状，便于婴儿睡觉。

优选的，在实施例中，还包括所述奶瓶位移装置包括固定板2和奶瓶7，所述固定板2与所述上面板11在同一水平线上，所述固定板2内设置有滑槽3，所述滑槽3内滑动连接有滑板4，所述滑板4的顶部间隔设置有两个第一伸缩杆5，两个所述第一伸缩杆5的顶部均设置有水平设置的第二伸缩杆6，两个所述第二伸缩杆6上设置有所述奶瓶7，所述奶瓶7与两个所述第二伸缩杆6卡接连接，便于婴儿多次进食，所述奶瓶7为保温奶瓶，所述固定板2上设置有电机用于驱动第一伸缩杆5和第二伸缩杆6，所述滑板4可在所述滑槽3内沿X方向移动，所述第一伸缩杆5在电机的驱动下沿Z方向移动，所述第二伸缩杆6在电机的驱动下沿Y方向移动，可实现所述奶瓶7经过多方向的移动能准确移动至婴儿嘴部附近，当婴儿不需要进食时，则所述第一伸缩杆5、所述第二伸缩杆6以及滑板4退回至原位，在父母抱婴儿时，避免奶瓶撞伤婴儿，保证婴儿的安全性，所述滑槽3远离所述滑板4的一端设置有可调限位器9，所述可调限位器9可控制所述滑板4在X方向的移动，防止所述奶瓶7过度前移撞伤婴儿头部。

优选的，在实施例中，还包括所述床架1上设置有多根安全带8，如图1所示，所述床架1上设置有两根所述安全带8，所述安全带8可采用尼龙织布材料，可防止婴儿在无父母照顾的情况下跌落所述床架1。

本实施案例中，使用时，当父母都不在床架1旁照顾婴儿时，可通过前端监控器15和后端监控器16对婴儿进行监控，图像输入模块将所监控采集的婴儿动作生成图像传输到处理模块，处理模块根据图像模型将当前输入的图像数据进行处理，并向所述输出模块输出相应的活动数据，所述输出模块将接受到的活动数据传输到后台管理模块，使得后台管理模块进行远程查看，当监控设备拍摄到婴儿图像与婴儿想进食的表情相匹配时，经目标检测模块和三维坐标计算模块已精确婴儿嘴部三维坐标时，后台管理模块则启动奶瓶位移装置和摇摆伸缩装置对婴儿进行自主喂奶，首先启动电机，使得滑板4在滑槽3内沿X方向前后移动，第一伸缩杆5沿Z方向上下移动，第二伸缩杆6沿Y方向移动左右移动，使得奶瓶7移动至婴儿嘴部附近，便于婴儿手握奶瓶进食，其次启动控制第三伸缩杆14，将所述床架1靠近婴儿头部的一端抬起，防止婴儿在进食时发生呛奶窒息，当婴儿进食结束后，启动电机，将第一伸缩杆5和第二伸缩杆6移动至原位，滑板4也退回至原位，启动控制滑轮10的电机，使滑轮10在上面板11上的滑轨上滑动，从而左右摇摆床架1，便于安抚婴儿情绪或者进入睡眠，此时一次自主喂奶流程完成。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。