移動機器人的人體探測與跟蹤方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于移動機器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及移動機器人的人體探測及跟蹤方法及 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，移動機器人技術(shù)不斷發(fā)展成熟，移動機器人被應(yīng)用于工廠、展會、機場和 博物館等室內(nèi)場景中，具有迎賓、領(lǐng)路、巡邏和安防等各種功能。人體探測與跟蹤技術(shù)是移 動機器人技術(shù)的重要組成部分，是使移動機器人能夠?qū)崿F(xiàn)安防和送餐等功能的必要技術(shù)。
[0003] 目前，移動機器人的人體探測主要通過以下幾種方法來實現(xiàn)：第一種方法通過攝 像頭采集圖像，再通過特征提取與識別檢測并定位人體。第二種方法采用被動式紅外攝像 頭，這種攝像頭可以很好地探測人體等發(fā)熱物體，適用于野外場景，常用于軍事用途，但由 于價格昂貴，條件要求較高，因此在民用中應(yīng)用較少。第三種方法采用人體感應(yīng)開關(guān)，這種 開關(guān)能夠檢測一定范圍內(nèi)（例如，最大檢測角度120度，最大檢測距離10米）的移動人體。 人體感應(yīng)開關(guān)雖然探測靈敏度較高，但是只能探測出較大范圍內(nèi)有無人體，而不能實現(xiàn)準 確定位，常被用于自動門和走廊燈等場景。第四種方法采用Kinect等體感設(shè)備，該設(shè)備具 有采集深度圖像的能力，通過相關(guān)算法，可以實時檢測1~4米、53度角度范圍內(nèi)的人體，并 確定人體的位置和姿勢。現(xiàn)有的移動機器人大多采用兩輪差動配合從動的萬向輪來實現(xiàn)驅(qū) 動。
[0004] 在實現(xiàn)本發(fā)明過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題：基于紅外和微 波的人體探測能夠探測到人體并報警，但是不能實現(xiàn)動態(tài)地進行人體跟蹤；兩輪驅(qū)動的機 器人，當人體較快速地移動時，容易跟丟所探測的人體，導(dǎo)致人體跟蹤失敗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種移動機器人的人體探測與跟蹤方法及裝置，以 解決現(xiàn)有的移動機器人進行人體探測的準確度較低，難以實現(xiàn)動態(tài)跟蹤，容易跟丟所探測 的人體的問題。
[0006] 第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種移動機器人的人體探測與跟蹤方法，包括：
[0007] 通過人體感應(yīng)開關(guān)陣列獲取人體相對于所述移動機器人的方位角范圍；
[0008] 通過體感攝像頭在所述方位角范圍內(nèi)尋找人體，所述體感攝像頭由水平云臺帶 動，并在發(fā)現(xiàn)所述人體后，控制所述水平云臺轉(zhuǎn)動以帶動所述體感攝像頭跟蹤所述人體，以 保證所述人體處于所述體感攝像頭獲取的圖像中；
[0009] 根據(jù)所述水平云臺的轉(zhuǎn)動角度以及所述人體在所述體感攝像頭獲取的圖像中的 位置，確定所述人體相對于所述移動機器人的具體方位角，并通過所述體感攝像頭獲取所 述人體與所述移動機器人之間的距離；
[0010] 根據(jù)所述具體方位角和所述距離控制所述移動機器人的三個全向驅(qū)動輪運動。
[0011] 第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種移動機器人的人體探測與跟蹤裝置，包括：
[0012] 方位角范圍獲取單元，用于通過人體感應(yīng)開關(guān)陣列獲取人體相對于所述移動機器 人的方位角范圍；
[0013] 人體尋找單元，用于通過體感攝像頭在所述方位角范圍內(nèi)尋找人體，所述體感攝 像頭由水平云臺帶動，并在發(fā)現(xiàn)所述人體后，控制所述水平云臺轉(zhuǎn)動以帶動所述體感攝像 頭跟蹤所述人體，以保證所述人體處于所述體感攝像頭獲取的圖像中；
[0014] 具體方位角與距離獲取單元，用于根據(jù)所述水平云臺的轉(zhuǎn)動角度以及所述人體在 所述體感攝像頭獲取的圖像中的位置，確定所述人體相對于所述移動機器人的具體方位 角，并通過所述體感攝像頭獲取所述人體與所述移動機器人之間的距離；
[0015] 跟蹤單元，用于根據(jù)所述具體方位角和所述距離控制所述移動機器人的三個全向 驅(qū)動輪運動。
[0016] 本發(fā)明實施例與現(xiàn)有技術(shù)相比存在的有益效果是：本發(fā)明實施例通過人體感應(yīng)開 關(guān)陣列初步快速探測人體所在的方位角范圍，再通過水平云臺帶動體感攝像頭精確定位并 跟蹤人體，由此實現(xiàn)了動態(tài)探測，并提高了人體定位的準確度；通過三個全向驅(qū)動輪實現(xiàn)了 360度無死角跟蹤，實現(xiàn)了快速跟隨人體移動，避免跟丟所探測的人體。
【附圖說明】
[0017] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述 中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些 實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些 附圖獲得其他的附圖。
[0018] 圖1是本發(fā)明實施例提供的移動機器人的正視圖的示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明實施例提供的移動機器人的人體感應(yīng)開關(guān)12、水平云臺13和體感攝 像頭14相對移動機器人本體11的安裝位置示意圖；
[0020] 圖3是本發(fā)明實施例提供的移動機器人的人體探測與跟蹤方法的實現(xiàn)流程圖；
[0021] 圖4是本發(fā)明實施例提供的移動機器人的人體探測與跟蹤方法中移動機器人的 全向驅(qū)動輪15、體感攝像頭14與人體21的夾角示意圖；
[0022] 圖5是本發(fā)明實施例提供的移動機器人的人體探測與跟蹤方法中機器坐標系與 世界坐標系的示意圖；
[0023] 圖6是本發(fā)明實施例提供的移動機器人的人體探測與跟蹤裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0024] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0025] 圖1示出了本發(fā)明實施例提供的移動機器人的正視圖的示意圖，為了便于說明， 僅示出了與本發(fā)明實施例相關(guān)的部分。參照圖1，該移動機器人包括移動機器人本體11，環(huán) 繞移動機器人本體11均勻分布的多個人體感應(yīng)開關(guān)12,與移動機器人本體11連接的水平 云臺13,與水平云臺13連接的體感攝像頭14 ;移動機器人本體11包括底座111，移動機器 人還包括與底座111連接的三個全向驅(qū)動輪15。
[0026] 圖2示出了本發(fā)明實施例提供的移動機器人的人體感應(yīng)開關(guān)12、水平云臺13和體 感攝像頭14相對移動機器人本體11的安裝位置示意圖。
[0027] 圖3示出了本發(fā)明實施例提供的移動機器人的人體探測與跟蹤方法的實現(xiàn)流程 圖，詳述如下：
[0028] 在步驟S301中，通過人體感應(yīng)開關(guān)陣列獲取人體相對于所述移動機器人的方位 角范圍。
[0029] 本發(fā)明實施例可應(yīng)用于較開闊的室內(nèi)環(huán)境或者室外環(huán)境中，在此不作限定。
[0030] 在本發(fā)明實施例中，人體感應(yīng)開關(guān)陣列用于初步快速探測人體出現(xiàn)的方位角范 圍。
[0031] 優(yōu)選地，所述人體感應(yīng)開關(guān)陣列由多個人體感應(yīng)開關(guān)組成，多個所述人體感應(yīng)開 關(guān)環(huán)繞移動機器人本體均勾分布。
[0032] 在本發(fā)明實施例中，多個人體感應(yīng)開關(guān)環(huán)繞移動機器人本體360