模块化互锁式宠物空间复合系统

本发明涉及宠物用品领域，具体为模块化互锁式宠物空间复合系统。

背景技术：

1、现有宠物寄养、宠物休息及宠物观察设备通常采用单体笼舍、多层笼舍或者能够进行上下、左右组合的模块化宠物空间，以提高空间利用率。随着智能化程度提高，部分宠物空间还设置环境检测装置、宠物活动检测装置以及通风或温度调节装置。但是，现有模块化宠物空间中的环境检测、宠物状态检测以及环境控制通常相对独立，采集到的空间环境数据与具体宠物个体之间缺少稳定的身份关联，尤其在不同宠物轮换进入不同空间模块的情况下，难以持续形成与特定宠物相对应的环境数据和状态数据。

2、此外，不同宠物在体型、生活习惯及对环境变化的响应方面存在差异，现有设备通常依据统一设定值或者当前单项检测结果进行状态判断和环境调节，难以结合具体宠物的历史稳定状态，将宠物所处空间的环境参数、宠物自身状态参数以及实际行为表现进行关联分析。因此，当宠物的活动、休息或者其他状态发生变化时，设备难以基于该宠物自身长期状态进行综合评价，也难以根据评价结果对其所在宠物空间实施具有针对性的环境调节，从而影响模块化宠物空间的个体化监测和环境调控能力。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供模块化互锁式宠物空间复合系统，系统将空间环境参数、宠物个体参数及宠物个体表现参数与宠物身份关联，并基于对应宠物的历史稳定状态建立或调用个体环境响应模型，对宠物当前状态进行综合监测评估，并根据评估结果控制环境调节组件，实现宠物个体状态监测与空间环境调节的闭环控制。

2、为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：一种模块化互锁式宠物空间复合系统，包括多个能够上下和/或左右组合的宠物空间模块、环境感知组件、宠物身份识别组件、宠物个体参数感知组件、宠物行为表现感知组件、环境调节组件、模块控制器以及中央计算单元；

3、每一所述宠物空间模块包括模块框架、由所述模块框架围成的宠物容纳空间、设置于所述宠物容纳空间前侧的前门组件、设置于所述模块框架侧部的侧部防护组件、设置于所述宠物容纳空间底部的底部承载组件，以及设置于相邻宠物空间模块之间的纵向互锁组件和/或横向互锁组件，所述纵向互锁组件和/或横向互锁组件用于限制相邻宠物空间模块之间的相对移动；

4、所述环境感知组件设置于所述宠物容纳空间内，用于获取宠物所在空间的空间环境参数；

5、所述宠物身份识别组件用于获取进入对应宠物空间模块的宠物身份信息，并建立所述宠物身份信息与对应宠物空间模块之间的关联关系；

6、所述宠物个体参数感知组件用于获取与所述宠物身份信息对应的宠物个体参数，所述宠物行为表现感知组件用于获取与所述宠物身份信息对应的宠物个体表现参数；

7、所述环境调节组件设置于所述宠物空间模块，用于调节所述宠物容纳空间的至少一种环境参数；

8、所述模块控制器分别与所述环境感知组件、宠物身份识别组件、宠物个体参数感知组件、宠物行为表现感知组件以及环境调节组件连接；

9、所述中央计算单元与至少一个所述模块控制器通信连接，用于将所述空间环境参数、宠物个体参数以及宠物个体表现参数与对应宠物身份信息关联，并根据与对应宠物关联的历史稳定状态数据建立或调用个体环境响应模型，对当前宠物状态进行综合监测评估，并根据监测评估结果生成所述环境调节组件的控制指令。

10、进一步的，在本发明中，所述纵向互锁组件包括相互配合的定位部和限位部以及用于限制上下相邻宠物空间模块相互脱离的锁止部；

11、所述横向互锁组件包括相互配合的插接导向部以及用于保持左右相邻宠物空间模块连接状态的锁紧部；

12、所述前门组件可开合地连接于所述模块框架，所述侧部防护组件包括网状防护部和/或遮挡防护部，以在保持所述宠物容纳空间通风的同时形成相对独立的宠物活动空间。

13、进一步的，在本发明中，所述环境感知组件包括温湿度传感器、二氧化碳传感器、气体传感器以及空气流动检测组件中的至少两种，并选择性地包括噪声传感器和照度传感器；

14、所述气体传感器为氨气传感器和/或挥发性有机物传感器；

15、所述空气流动检测组件包括风速检测组件和/或压差检测组件；

16、在所述空气流动检测组件采用压差检测组件时，所述压差检测组件的两个检测端分别与所述宠物容纳空间和对应的通风通道连通，以获取所述宠物容纳空间与所述通风通道之间的压力差，并表征所述宠物容纳空间的空气交换状态；

17、所述环境调节组件包括调速风机、进风阀、排风阀、温度调节组件、湿度调节组件以及照明组件中的至少一种。

18、进一步的，在本发明中，所述宠物身份识别组件包括设置于所述宠物空间模块的无线身份读取器以及由宠物携带的电子身份标签（32）；

19、所述宠物个体参数感知组件包括设置于所述底部承载组件下方不同位置的多个压力感知组件、设置于所述宠物容纳空间顶部和/或侧部的非接触式体表温度检测组件以及非接触式微动检测组件；

20、所述压力感知组件用于根据不同检测位置的受力总量获取宠物体重特征，并根据不同检测位置之间的受力分布及其随时间的变化获取宠物重心位置和活动状态；

21、所述非接触式体表温度检测组件用于获取宠物体表温度特征；

22、所述非接触式微动检测组件用于获取宠物躯体的周期性微动并提取呼吸状态特征。

23、进一步的，在本发明中，所述宠物行为表现感知组件包括所述压力感知组件、所述非接触式微动检测组件、用于检测食物重量变化的食盆重量检测组件以及用于检测饮水重量变化的饮水重量检测组件中的至少两种；

24、所述中央计算单元被配置为根据多个所述压力感知组件的受力位置变化确定宠物活动程度、静卧持续状态以及空间位置变化特征，根据所述食盆重量检测组件的重量变化确定进食频次和进食量，根据所述饮水重量检测组件的重量变化确定饮水频次和饮水量，并根据所述非接触式微动检测组件和/或宠物静卧状态下所述压力感知组件检测的周期性微压力变化确定宠物呼吸状态；

25、所述中央计算单元还被配置为对能够表征同一宠物状态的不同感知数据进行一致性判断，并根据一致性判断结果确定对应感知数据的动态可信度。

26、基于权利要求上述模块化互锁式宠物空间复合系统的宠物状态智能监测与环境调控方法，包括：

27、通过所述宠物身份识别组件获取进入宠物空间模块的宠物身份信息，并将所述宠物身份信息与对应宠物空间模块建立关联；

28、通过所述环境感知组件、宠物个体参数感知组件以及宠物行为表现感知组件同步获取与所述宠物身份信息关联的空间环境参数、宠物个体参数以及宠物个体表现参数，并形成对应宠物的多模态状态数据；

29、通过所述中央计算单元根据对应宠物的历史稳定状态数据建立或者调用与该宠物身份对应的个体环境响应模型，所述个体环境响应模型用于表征空间环境参数、宠物个体参数以及宠物个体表现参数之间的对应关系；

30、根据所述空间环境参数的历史变化确定对应宠物的环境累积暴露特征，并根据空间环境参数变化序列与宠物个体表现参数变化序列确定不同环境参数与不同宠物个体表现之间的响应时间延迟；

31、根据按照所述响应时间延迟进行时间对齐后的空间环境参数、所述环境累积暴露特征、当前宠物个体参数以及历史宠物个体表现参数，通过所述个体环境响应模型获得当前环境条件下对应宠物的预期个体表现；

32、将当前实际宠物个体表现与所述预期个体表现进行比较，获得对应宠物的个体表现偏离程度，并根据实际宠物个体表现变化与由当前空间环境参数预测得到的个体表现变化之间的一致程度，获得当前宠物状态变化的环境解释程度；

33、根据所述宠物个体参数相对于个体稳定状态的偏离程度、所述个体表现偏离程度、所述环境累积暴露特征以及所述环境解释程度，对对应宠物的当前状态进行综合监测评估。

34、进一步的，在本发明中，形成所述多模态状态数据包括：

35、对所述环境感知组件、宠物个体参数感知组件和宠物行为表现感知组件获取的空间环境参数、宠物个体参数以及宠物个体表现参数按照采集时间进行时间对齐；

36、根据同一宠物状态对应的不同感知结果之间的一致程度、对应感知组件的工作状态以及宠物当前活动状态中的至少一种，确定对应感知数据的动态可信度；

37、根据所述动态可信度对对应感知数据进行筛选、加权或融合；

38、当一类感知数据的动态可信度低于预设可信度阈值时，降低该类感知数据在宠物状态监测评估中的作用权重，或者根据与该类感知数据相关联的其他感知数据和历史状态数据获得对应状态参数的估计值；

39、其中，在宠物处于静卧状态时，分别根据所述非接触式微动检测组件的检测结果和所述压力感知组件的周期性微压力变化获得呼吸状态信息，并根据二者之间的一致程度确定所述呼吸状态信息的动态可信度。

40、进一步的，在本发明中，建立所述个体环境响应模型包括：

41、获取多个宠物在稳定状态下对应的空间环境参数、宠物个体参数以及宠物个体表现参数，建立用于表征宠物环境响应一般规律的群体基础模型；

42、获取目标宠物的历史稳定状态数据，在所述群体基础模型的基础上建立与所述目标宠物身份对应的个体适配参数和/或个体适配层，以形成所述个体环境响应模型；

43、在所述目标宠物的有效历史数据量小于预设数据量时，使所述个体环境响应模型主要基于所述群体基础模型获得预测结果；随着所述目标宠物有效历史数据增加，提高所述个体适配参数和/或个体适配层对预测结果的作用程度；

44、所述环境累积暴露特征的确定包括：在预设历史时间窗内确定各空间环境参数相对于对应宠物个体参考状态的偏离程度，对超过预设自然波动范围的环境偏离按照距当前时刻的时间间隔配置时间衰减权重，并基于加权后的环境偏离获得对应空间环境参数的环境累积暴露特征；

45、所述响应时间延迟的确定包括：在多个候选时间延迟下分别获得历史空间环境参数变化与宠物个体表现变化之间的响应关联程度，并根据所述响应关联程度确定对应空间环境参数与对应宠物个体表现之间的响应时间延迟。

46、进一步的，在本发明中，所述个体表现偏离程度的确定包括：

47、获取对应宠物处于历史稳定状态时各宠物个体表现参数的正常波动特征以及不同宠物个体表现参数之间的关联关系；

48、根据所述正常波动特征和所述关联关系，对当前实际宠物个体表现与所述预期个体表现之间的差异进行标准化处理，使历史稳定状态下正常波动幅度较小的宠物个体表现参数在产生相同变化幅度时具有高于正常波动幅度较大的宠物个体表现参数的偏离作用；

49、所述环境解释程度的确定包括：根据当前空间环境参数以及所述个体环境响应模型获得当前环境变化条件下对应宠物预计发生的个体表现变化，将所述预计发生的个体表现变化与当前实际宠物个体表现变化进行比较，并根据当前实际宠物个体表现变化中与所述预计发生的个体表现变化相匹配的程度确定所述环境解释程度；

50、其中，所述个体表现偏离程度越高且所述环境解释程度越低，对应宠物状态被确定为需要人工关注状态的优先程度越高。

51、进一步的，在本发明中，还包括：

52、当所述个体表现偏离程度和/或宠物综合监测评估结果满足预设环境归因条件时，分别针对至少一种当前空间环境参数构建对应的反事实环境状态，所述反事实环境状态通过将目标空间环境参数调整至对应宠物的个体参考状态并保持至少一项其他空间环境参数不变而获得；

53、分别基于当前实际环境状态和所述反事实环境状态，通过所述个体环境响应模型获得对应的宠物状态预测结果，根据二者之间的差异确定目标空间环境参数对当前宠物状态变化的环境贡献程度；

54、针对至少两个空间环境参数构建多因素反事实环境状态，并根据所述多因素反事实环境状态产生的宠物状态预测变化与对应单因素反事实环境状态分别产生的宠物状态预测变化之间的差异，确定对应空间环境参数之间的联合影响程度；

55、根据所述综合监测评估结果将宠物当前状态确定为稳定状态、环境适应状态、环境敏感状态、持续偏离状态或人工关注状态中的一种；

56、在宠物当前状态满足环境调节条件时，根据不同空间环境参数的环境贡献程度和/或联合影响程度确定至少一个目标环境调节参数，并通过所述模块控制器控制对应环境调节组件调节所述目标环境调节参数；

57、在执行环境调节后继续获取对应宠物的空间环境参数、宠物个体参数以及宠物个体表现参数，并在宠物状态偏离程度相对于环境调节前降低且满足预设改善条件时，将本次环境变化、环境调节操作及宠物响应结果作为有效个体环境响应样本，用于更新对应宠物的个体环境响应模型。

58、有益效果，本技术的技术方案具备如下技术效果：

59、本发明通过多个能够上下和/或左右组合的宠物空间模块构成模块化宠物空间，并在宠物空间模块中设置环境感知组件、宠物身份识别组件、宠物个体参数感知组件和宠物行为表现感知组件，使宠物所在空间的环境参数、宠物自身状态参数以及宠物行为表现参数能够被同步获取；同时利用宠物身份识别组件建立具体宠物与对应宠物空间模块之间的关联关系，使不同类型的感知数据能够持续归属于相应宠物个体，有利于避免宠物更换空间或者不同宠物轮换使用时产生的数据对应混乱。

60、进一步地，中央计算单元通过模块控制器汇集与对应宠物身份关联的空间环境参数、宠物个体参数及宠物个体表现参数，并根据该宠物的历史稳定状态数据建立或调用个体环境响应模型，从而能够结合具体宠物自身的历史状态对当前宠物状态进行综合监测评估，而不是仅依据统一阈值或者单项检测参数进行判断。在监测评估结果满足环境调节条件时，还能够通过模块控制器控制环境调节组件改变宠物容纳空间的环境状态，使宠物个体状态监测与宠物空间环境调节形成相互关联的闭环，提高模块化宠物空间对不同宠物个体的适应性和环境调控针对性。