多目視覺控制電視姿態(tài)的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多目視覺控制電視姿態(tài)的裝置和方法。升降電機(jī)裝在平臺上，升降電機(jī)連接滑動絲桿，滑動絲桿套有滑動塊，滑動塊裝有旋轉(zhuǎn)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)與電視機(jī)顯示屏背部連接；電視機(jī)顯示屏背后兩側(cè)裝有左、右雙目視覺攝像機(jī)；通過校準(zhǔn)攝像機(jī)拍攝電視機(jī)照片，預(yù)處理和邊緣檢測處理得到電視機(jī)水平偏轉(zhuǎn)角度和中心點(diǎn)坐標(biāo)，通過左右雙目攝像機(jī)間隔時間采集兩次人圖片，提取人體眼部特征進(jìn)行雙目立體視覺重構(gòu)，計算獲得兩次采集的坐標(biāo)、水平傾斜角度和水平高度，再計算二次的變化絕對值對旋轉(zhuǎn)調(diào)整和高度調(diào)整，并計算偏差絕對值進(jìn)行補(bǔ)償處理。本發(fā)明能讓電視機(jī)的姿態(tài)根據(jù)人臉的姿態(tài)進(jìn)行自動改變，使人的眼睛不會斜視電視機(jī)，因而不會產(chǎn)生疲勞，獲得更好的體驗。
【專利說明】
多目視覺控制電視姿態(tài)的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本裝置設(shè)及視覺檢測裝置和方法，尤其是指一種多目視覺控制電視姿態(tài)的裝置和 方法，屬于信息處理技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前市場上出售的電視機(jī)都不包含此裝置，所W人們在看電視的時候不得不W - 種姿態(tài)一直持續(xù)下去。當(dāng)人們想要躺著的時候，就不得不斜視電視機(jī)，而運(yùn)種姿態(tài)容易使人 的眼睛產(chǎn)生疲勞，長此W往甚至出現(xiàn)斜視?，F(xiàn)有技術(shù)中缺少了一種可避免上述情況，W提高 看電視的舒適度的裝置或方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決【背景技術(shù)】中存在的問題，本發(fā)明的目的是提出了一種多目視覺控制電視 姿態(tài)的裝置和方法，通過智能模式識別進(jìn)行圖像處理獲得空間人眼部位置的定位(相對參 考系的高度和傾斜度），讓電視機(jī)的姿態(tài)根據(jù)人臉的姿態(tài)進(jìn)行自動改變，獲得更好的體驗。
[0004] 為實現(xiàn)本發(fā)明之目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0005] -、一種多目視覺控制電視機(jī)姿態(tài)的裝置：
[0006] 本發(fā)明包括用于安裝的平臺、控制器、兩個雙目視覺攝像機(jī)、電視機(jī)顯示屏、升降 電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、滑動絲桿、校準(zhǔn)攝像機(jī)、藍(lán)牙通信發(fā)送模塊和用于供電的電源，控制器固定 安裝在平臺底部，升降電機(jī)豎直安裝在平臺上，升降電機(jī)輸出軸朝向與滑動絲桿同軸固定 連接，滑動絲桿上通過螺紋副套有滑動塊，滑動塊上安裝有旋轉(zhuǎn)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出軸與電 視機(jī)顯示屏的背部固定連接;電視機(jī)顯示屏背后兩側(cè)的平臺上安裝有左雙目視覺攝像機(jī)右 雙目視覺攝像機(jī)，左雙目視覺攝像機(jī)右雙目視覺攝像機(jī)位于電視機(jī)顯示屏上方；電視機(jī)顯 示屏的正前方設(shè)有校準(zhǔn)攝像機(jī)，人站立在校準(zhǔn)攝像機(jī)和電視機(jī)顯示屏之間；左雙目視覺攝 像機(jī)、右雙目視覺攝像機(jī)、升降電機(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)均通過數(shù)據(jù)線與控制器連接，校準(zhǔn)攝像機(jī)通 過藍(lán)牙通信發(fā)送模塊和控制器進(jìn)行無線連接通信。
[0007] 所述的升降電機(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)輸出軸通過減速裝置輸出。
[000引所述的控制器內(nèi)包括ARM處理器W及與ARM處理器連接的藍(lán)牙通信接收模塊、電 機(jī)組控制模塊和圖像采集卡，藍(lán)牙通信接收模塊經(jīng)藍(lán)牙通信發(fā)送模塊與校準(zhǔn)攝像機(jī)連接， 電機(jī)組控制模塊連接升降電機(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)，圖像采集卡與左雙目視覺攝像機(jī)、右雙目視覺 攝像機(jī)連接采集圖像數(shù)據(jù)。
[0009] 所述裝置人的眼部空間位置坐標(biāo)是由雙目視覺攝像機(jī)的世界坐標(biāo)系確定的。所述 裝置中電視機(jī)顯示屏的中屯、點(diǎn)就是電視機(jī)顯示屏對角線的交點(diǎn)。
[0010] 所述的校準(zhǔn)攝像機(jī)獲得藍(lán)牙傳輸?shù)男盘柡?，才對電視機(jī)顯示屏的姿進(jìn)行拍攝，拍 攝的數(shù)據(jù)也經(jīng)過藍(lán)牙傳給控制器。當(dāng)電視機(jī)的姿態(tài)改變后，控制器會通過藍(lán)牙給校準(zhǔn)攝像 機(jī)一個信號。
[0011] 二、一種多目視覺控制電視機(jī)姿態(tài)的方法，具體步驟如下：
[0012] 1)采用上述裝置，通過校準(zhǔn)攝像機(jī)拍攝一張電視機(jī)顯示屏照片，進(jìn)行圖像預(yù)處理， 進(jìn)行邊緣檢測和轉(zhuǎn)化為灰度圖，利用化enCV霍夫線變換直線檢測算法，檢測電視機(jī)顯示屏 的邊框直線，可計算斜率和角度，可W求得電視機(jī)顯示屏旋轉(zhuǎn)角度，得到電視機(jī)顯示屏的水 平偏轉(zhuǎn)角度和中屯、點(diǎn)的坐標(biāo)；
[0013] 2)通過左右雙目攝像機(jī)進(jìn)行第一次采集，各采取一張電視機(jī)顯示屏前站立的人的 圖片，對圖片進(jìn)行預(yù)處理，采用基于SURF算法對圖像中人體眼部特征進(jìn)行提取；
[0014] 3)由人體眼部特征進(jìn)行雙目立體視覺重構(gòu)，完成對人眼部位置信息的Ξ維重建， 得到人左眼中屯、點(diǎn)空間位置坐標(biāo)A(xi yi Z1)和右眼中屯、點(diǎn)空間位置坐標(biāo)B(X2 y2 Z2)，其中 X代表的是水平位置，y代表的是距離水平面的高度，Z代表的是距離電視機(jī)顯示屏的距離， 進(jìn)而計算獲得第一次采集時左右眼的中點(diǎn)坐標(biāo)、雙眼的水平傾斜角度和左右眼中屯、點(diǎn)的水 平高度；
[0015] 4)在間隔時間T后重復(fù)上述步驟2)和3)進(jìn)行第二次圖像采集，得到左眼中屯、點(diǎn)的 空間位置坐標(biāo)A/(x/ y/ z/)、右眼中屯、點(diǎn)的空間位置坐標(biāo)β/(Χ2/ 72^ Z2〇和左右眼的中 點(diǎn)坐標(biāo)
，進(jìn)而計算獲得第二次采集時雙眼的水平傾斜角度和左右 眼中屯、點(diǎn)的水平高度；
[0016] 5)采用W下公式計算得到二次眼部水平傾斜角的變化絕對值和眼部中屯、點(diǎn)的高 度變化絕對值：
[0017] 二次眼部水平傾斜角的變化絕對值：I ω = I β-a [001引眼部中屯、點(diǎn)的高度變化絕對值為：I Ahil = |h2-hi
[0019] 其中，a表示左右雙目攝像機(jī)第一次采集獲得的雙眼水平傾斜角度，β表示左右雙 目攝像機(jī)第二次采集獲得的雙眼水平傾斜角度，hi表示左右雙目攝像機(jī)第一次采集獲得的 左右眼中屯、點(diǎn)的水平高度，h2表示左右雙目攝像機(jī)第一次采集獲得的左右眼中屯、點(diǎn)的水平 高度；
[0020] 6)根據(jù)二次眼部水平傾斜角的變化絕對值和眼部中屯、點(diǎn)的高度變化絕對值對電 視機(jī)顯示器的旋轉(zhuǎn)調(diào)整和高度調(diào)整；
[0021] 7)然后校準(zhǔn)攝像機(jī)進(jìn)行第二次拍攝電視機(jī)顯示屏的照片，對照片進(jìn)行處理，獲得 電視機(jī)顯示屏的實際水平偏轉(zhuǎn)角ω /和水平高度實際改變值Δ h2，進(jìn)而采用W下公式計算 獲得電視機(jī)顯示屏的水平偏差角度偏差絕對值和升降高度偏差絕對值，對電視機(jī)顯示屏的 旋轉(zhuǎn)角度和高度進(jìn)行補(bǔ)償處理；
[0022] 電視機(jī)顯示屏水平偏差角度偏差絕對值：I Δ ω I = I ω / - ω
[0023] 電視機(jī)顯示屏升降高度偏差絕對值：I Ah| = I Ah2-Ahi
[0024] 8)在人站立過程觀看電視機(jī)過程中，重復(fù)上述步驟1-7,實現(xiàn)對電視機(jī)姿態(tài)的實時 調(diào)整控制。
[0025] 所述步驟3)中第一次采集時左右眼的中點(diǎn)坐標(biāo)、雙眼的水平傾斜角度和左右眼中 屯、點(diǎn)的水平高度具體采用W下公式計算：
[00%]左右眼的中點(diǎn)坐標(biāo)夫
[0027] 雙眼的水平傾斜角度為：
[0028] 左右眼中屯、點(diǎn)的水平高度為
[0029] 所述步驟4)中第二次采集時雙眼的水平傾斜角度和左右眼中屯、點(diǎn)的水平高度具 體采用W下公式計算：
[0030] 雙眼的水平傾斜角度為
[0031] 左右眼中點(diǎn)的水平高度巧
[0032] 所述步驟6)具體為：當(dāng)眼部水平傾斜角變化絕對值I ω I >10度或者眼部中屯、點(diǎn)的 高度值變化絕對值I A h| >5厘米，通過控制器控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)動使得電視機(jī)顯示器在自身 豎直面沿旋轉(zhuǎn)點(diǎn)進(jìn)行ω角度的旋轉(zhuǎn)調(diào)整，通過控制器控制升降電機(jī)轉(zhuǎn)動使得電視機(jī)顯示器 升降進(jìn)行A h距離的高度調(diào)整。
[0033] 所述步驟7)中對電視機(jī)顯示屏的旋轉(zhuǎn)角度和高度進(jìn)行補(bǔ)償處理具體為：
[0034] 若I Δ ω |>5d或者I Ah|>2.5cm，則控制器輸出控制信號，控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)動使 得電機(jī)顯示屏回轉(zhuǎn)I Δ ω I角度W補(bǔ)差實際偏差，控制升降電機(jī)使得電視機(jī)顯示屏的高度退 回I Ah| W補(bǔ)差實際偏差。
[0035] 當(dāng)人臉姿態(tài)發(fā)生變化時，人的雙眼的水平傾斜角和水平高度發(fā)生了改變，雙目視 覺攝像機(jī)會將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到控制器，經(jīng)過圖像處理，控制器給電機(jī)組控制輸出控制 信號，旋轉(zhuǎn)電機(jī)和升降電機(jī)會對電視機(jī)的水平傾斜角和水平高度作出相同的調(diào)整。
[0036] 可是由于控制電機(jī)會產(chǎn)生一定的偏差，在調(diào)節(jié)完成后，校準(zhǔn)攝像機(jī)獲得調(diào)整后的 電視機(jī)的實際水平傾斜角和水平高度，當(dāng)偏差達(dá)到設(shè)定的闊值的時候，控制器會通過電機(jī) 對電視機(jī)顯示屏的水平傾斜角和水平高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，補(bǔ)償偏差，從而保證人眼與電視機(jī)顯 示屏的水平傾斜角度相同；左右眼中點(diǎn)的水平高度和電視機(jī)顯示屏的中屯、點(diǎn)水平高度一致 獲得最好的體驗。
[0037] 本發(fā)明的有益效果是：
[0038] 本發(fā)明能讓電視機(jī)的姿態(tài)根據(jù)人臉的姿態(tài)進(jìn)行自動改變，使人的眼睛不會斜視電 視機(jī)，因而不會產(chǎn)生疲勞，獲得更好的體驗。
【附圖說明】
[0039] 圖1是本發(fā)明裝置整體結(jié)構(gòu)圖。
[0040] 圖2是本發(fā)明裝置的電機(jī)組局部結(jié)構(gòu)圖。
[0041 ]圖3是控制器的組成示意圖。
[0042] 圖4是裝置連接圖。
[0043] 圖5是本發(fā)明雙眼的空間坐標(biāo)信息改變示意圖。
[0044] 圖6是本發(fā)明裝置方法的流程圖。
[0045] 圖中：1:控制器，2:左雙目視覺攝像機(jī)，3:右雙目視覺攝像機(jī)，4:電視機(jī)，5:升降電 機(jī)，6:旋轉(zhuǎn)電機(jī)，7:滑動絲桿，8:位置校準(zhǔn)攝像機(jī)，9:藍(lán)牙通信發(fā)送模塊，10:電源，11:滑動 塊，12:藍(lán)牙通信接收模塊，13:ARM控制處理器模塊，14:電機(jī)組控制模塊，15:圖像采集卡。
【具體實施方式】
[0046] 結(jié)合下面附圖及實施例進(jìn)一步說明本裝置的技術(shù)方案。
[0047] 如圖1和圖2所示，本發(fā)明包括用于安裝的平臺、控制器1、兩個雙目視覺攝像機(jī)2、 3、電視機(jī)顯示屏4、升降電機(jī)5、旋轉(zhuǎn)電機(jī)6、滑動絲桿7、校準(zhǔn)攝像機(jī)8、藍(lán)牙通信發(fā)送模塊9和 用于供電的電源10。
[0048] 控制器1固定安裝在平臺底部，如圖2所示，升降電機(jī)5豎直安裝在平臺上，升降電 機(jī)5輸出軸朝向與滑動絲桿7同軸固定連接，滑動絲桿7上通過螺紋副套有滑動塊11，滑動塊 11上安裝有旋轉(zhuǎn)電機(jī)6,旋轉(zhuǎn)電機(jī)6輸出軸與電視機(jī)顯示屏4的背部固定連接;電視機(jī)顯示屏 4背后兩側(cè)的平臺上安裝有左雙目視覺攝像機(jī)2右雙目視覺攝像機(jī)3，左雙目視覺攝像機(jī)2右 雙目視覺攝像機(jī)3位于電視機(jī)顯示屏4上方，并朝向電視機(jī)顯示屏4前方人站立處。電視機(jī)顯 示屏4的正前方設(shè)有校準(zhǔn)攝像機(jī)8,人站立在校準(zhǔn)攝像機(jī)8和電視機(jī)顯示屏4之間，校準(zhǔn)攝像 機(jī)8朝向人和電視機(jī)顯示屏4方向。
[0049] 電機(jī)組裝置都包含減速裝置，W減少電機(jī)旋轉(zhuǎn)過快帶來的誤差，升降電機(jī)5和旋轉(zhuǎn) 電機(jī)6輸出軸通過減速裝置輸出。
[0050] 如圖4所示，左雙目視覺攝像機(jī)2、右雙目視覺攝像機(jī)3、升降電機(jī)5和旋轉(zhuǎn)電機(jī)6均 通過數(shù)據(jù)線與控制器1連接，校準(zhǔn)攝像機(jī)8通過藍(lán)牙通信發(fā)送模塊9和控制器1進(jìn)行無線連接 通信;控制器1、電視機(jī)顯示屏4、升降電機(jī)5、旋轉(zhuǎn)電機(jī)6、藍(lán)牙通信發(fā)送模塊9分別與電源10 由導(dǎo)線相連。
[0051] 如圖3所示，控制器1內(nèi)包括ARM處理器13W及與ARM處理器13連接的藍(lán)牙通信接收 模塊12、電機(jī)組控制模塊14和圖像采集卡15,藍(lán)牙通信接收模塊12經(jīng)藍(lán)牙通信發(fā)送模塊9與 校準(zhǔn)攝像機(jī)8連接，電機(jī)組控制模塊14連接升降電機(jī)5和旋轉(zhuǎn)電機(jī)6，圖像采集卡15與左雙目 視覺攝像機(jī)2、右雙目視覺攝像機(jī)3連接采集圖像數(shù)據(jù)。
[0052] 如圖6所示，本發(fā)明的實施例及其具體實施過程如下：
[0053] 1)采用上述裝置，具體實施中，雙目視覺攝像機(jī)位于電視機(jī)的正上方，在電視機(jī)對 角線的延長線上，離電視機(jī)上表面垂直距離60cm，校準(zhǔn)攝像機(jī)位于電視機(jī)的正前方。
[0054] 具體實施中，裝置只有當(dāng)人臉高度變化超過±5cm，升降電機(jī)才對電視的高度進(jìn)行 調(diào)節(jié)。當(dāng)人臉傾斜度超過正負(fù)10°，旋轉(zhuǎn)電機(jī)才對電視機(jī)的角度進(jìn)行調(diào)節(jié)。對電視機(jī)的水平 偏轉(zhuǎn)角角度調(diào)整范圍是± 180°，水平高度變化是±40cm。雙目攝像機(jī)每30秒對人體姿態(tài)進(jìn) 行一次采集。
[0055] 先通過校準(zhǔn)攝像機(jī)拍攝一張電視機(jī)顯示屏照片，通過無線傳輸?shù)娇刂破髦?，通過 控制器進(jìn)行圖像預(yù)處理，進(jìn)行邊緣檢測后轉(zhuǎn)化為灰度圖，再經(jīng)過處理得到電視機(jī)顯示屏的 水平偏轉(zhuǎn)角度和中屯、點(diǎn)的坐標(biāo)；
[0056] 2)通過左右雙目攝像機(jī)進(jìn)行第一次采集，各采取一張電視機(jī)顯示屏前人坐著的圖 片，然后將拍取的圖片由數(shù)據(jù)線傳輸?shù)娇刂破髦?，通過控制器對圖片進(jìn)行預(yù)處理，采用基于 SURF算法對圖像中人體眼部特征進(jìn)行提??；
[0057] 3)由人體眼部特征進(jìn)行雙目立體視覺重構(gòu)，完成對人眼部位置信息的Ξ維重建， 得到人左眼中屯、點(diǎn)空間位置坐標(biāo)A(xi yi Z1)和右眼中屯、點(diǎn)空間位置坐標(biāo)B(X2 y2 Z2)，如圖 6所示，然后采用W下公式獲得第一次采集時左右眼的中點(diǎn)坐標(biāo)、雙眼的水平傾斜角度和左 右眼中屯、點(diǎn)的水平高度：
[0061] 4)在間隔30秒后重復(fù)上述步驟2和3進(jìn)行第二次圖像采集，得到左眼中屯、點(diǎn)的空間 位置坐標(biāo)y/ z/)、右眼中屯、點(diǎn)的空間位置坐標(biāo)72^ Z2^)和左右眼的中點(diǎn)坐 標(biāo)
如圖6所示，然后采用W下公式獲得第二次采集時雙眼的水平 傾斜角度和左右眼中點(diǎn)的水平高度：
[0064] 5)采用W下公式計算得到二次眼部水平傾斜角的變化絕對值和眼部中屯、點(diǎn)的高 度變化絕對值：
[00化]二次眼部水平傾斜角的變化絕對值：I ω I = I β-a
[0066] 眼部中屯、點(diǎn)的高度變化絕對值為：I Ahil = |h2-hi
[0067] 6)當(dāng)眼部水平傾斜角變化絕對值I ω I >10度或者眼部中屯、點(diǎn)的高度值變化絕對 值I Δ h I > 5厘米，通過控制器控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)動使得電視機(jī)顯示器在自身豎直面沿旋轉(zhuǎn)點(diǎn) 進(jìn)行ω角度的旋轉(zhuǎn)調(diào)整；
[0068] 通過控制器控制升降電機(jī)轉(zhuǎn)動使得電視機(jī)顯示器升降進(jìn)行Ah距離的高度調(diào)整， 由此人眼與電視機(jī)顯示屏的水平傾斜角度相同，左右眼中點(diǎn)的水平高度和電視機(jī)顯示屏的 中屯、點(diǎn)高度一致；
[0069] 7)然后校準(zhǔn)攝像機(jī)進(jìn)行第二次拍攝電視機(jī)顯示屏的照片，然后通過藍(lán)牙傳輸?shù)娇?制器，通過控制器對照片進(jìn)行處理，獲得電視機(jī)顯示屏的實際水平偏轉(zhuǎn)角ω/和水平高度實 際改變值A(chǔ)h2;
[0070] 采用W下公式計算獲得電視機(jī)顯示屏的水平偏差角度偏差絕對值和升降高度偏 差絕對值：
[0071] 電視機(jī)顯示屏水平偏差角度偏差絕對值：I Δ ω I = I ω/-ω
[0072] 電視機(jī)顯示屏升降高度偏差絕對值：I Ah| = I Ah2-Ahi
[007引若I A ω |>5d或者I Ah|>2.5cm，則控制器輸出控制信號，控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)動使 得電機(jī)顯示屏回轉(zhuǎn)I Δ ω I角度W補(bǔ)差實際偏差，控制升降電機(jī)使得電視機(jī)顯示屏的高度退 回I Ah| W補(bǔ)差實際偏差；
[0074] 8)在觀看電視機(jī)過程中，可W選擇坐著、躺著等不同姿態(tài)看電視，通過重復(fù)上述步 驟1-7,本發(fā)明實現(xiàn)了對電視機(jī)姿態(tài)的實時調(diào)整控制，很好地調(diào)整電視機(jī)的傾斜角度和水平 高度，適應(yīng)了人觀看的姿態(tài)。
【主權(quán)項】
1. 一種多目視覺控制電視機(jī)姿態(tài)的裝置，包括用于安裝的平臺，其特征在于:還包含控 制器（1)、兩個雙目視覺攝像機(jī)(2、3)、電視機(jī)顯示屏(4)、升降電機(jī)(5)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)(6)、滑動 絲桿(7)、校準(zhǔn)攝像機(jī)(8)、藍(lán)牙通信發(fā)送模塊(9)和用于供電的電源（10)，控制器(1)固定安 裝在平臺底部，升降電機(jī)(5)豎直安裝在平臺上，升降電機(jī)(5)輸出軸與滑動絲桿(7)同軸固 定連接，滑動絲桿(7)上通過螺紋副套有滑動塊(11)，滑動塊(11)上安裝有旋轉(zhuǎn)電機(jī)(6)，旋 轉(zhuǎn)電機(jī)(6)輸出軸與電視機(jī)顯示屏(4)的背部固定連接；電視機(jī)顯示屏(4)背后兩側(cè)的平臺 上安裝有左雙目視覺攝像機(jī)(2)和右雙目視覺攝像機(jī)(3)，左雙目視覺攝像機(jī)(2)和右雙目 視覺攝像機(jī)（3)位于電視機(jī)顯示屏（4)上方；電視機(jī)顯示屏（4)的正前方設(shè)有校準(zhǔn)攝像機(jī) (8)，人站立在校準(zhǔn)攝像機(jī)(8)和電視機(jī)顯示屏(4)之間；左雙目視覺攝像機(jī)(2)、右雙目視覺 攝像機(jī)(3)、升降電機(jī)(5)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)(6)均通過數(shù)據(jù)線與控制器(1)連接，校準(zhǔn)攝像機(jī)(8)通 過藍(lán)牙通信發(fā)送模塊(9)和控制器(1)進(jìn)行無線連接通信。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多目視覺控制電視機(jī)姿態(tài)的裝置，其特征在于:所述的升 降電機(jī)(5)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)(6)輸出軸通過減速裝置輸出。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多目視覺控制電視機(jī)姿態(tài)的裝置，其特征在于:所述的控 制器（1)內(nèi)包括ARM處理器（13)以及與ARM處理器（13)連接的藍(lán)牙通信接收模塊（12)、電機(jī) 組控制模塊（14)和圖像采集卡（15)，藍(lán)牙通信接收模塊（12)經(jīng)藍(lán)牙通信發(fā)送模塊(9)與校 準(zhǔn)攝像機(jī)(8)連接，電機(jī)組控制模塊(14)連接升降電機(jī)(5)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)(6 )，圖像采集卡（15) 與左雙目視覺攝像機(jī)(2 )、右雙目視覺攝像機(jī)(3)連接采集圖像數(shù)據(jù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求書1所述裝置的一種多目視覺控制電視機(jī)姿態(tài)方法，具體步驟如下： 1) 采用權(quán)利要求1~3任一所述裝置，通過校準(zhǔn)攝像機(jī)拍攝一張電視機(jī)顯示屏照片，進(jìn) 行圖像預(yù)處理，進(jìn)行邊緣檢測后轉(zhuǎn)化為灰度圖，再經(jīng)過處理得到電視機(jī)顯示屏的水平偏轉(zhuǎn) 角度和中心點(diǎn)的坐標(biāo)； 2) 通過左右雙目攝像機(jī)進(jìn)行第一次采集，各采取一張電視機(jī)顯示屏前站立的人的圖 片，對圖片進(jìn)行預(yù)處理，采用基于SURF算法對圖像中人體眼部特征進(jìn)行提??； 3) 由人體眼部特征進(jìn)行雙目立體視覺重構(gòu)，完成對人眼部位置信息的三維重建，得到 人左眼中心點(diǎn)空間位置坐標(biāo)A(xi yi zi)和右眼中心點(diǎn)空間位置坐標(biāo)B(X2 y2 Z2)，進(jìn)而計算 獲得第一次采集時左右眼的中點(diǎn)坐標(biāo)、雙眼的水平傾斜角度和左右眼中心點(diǎn)的水平高度； 4) 在間隔時間T后重復(fù)上述步驟2)和3)進(jìn)行第二次圖像采集，得到左眼中心點(diǎn)的空間 位置坐標(biāo)f (x\ y、z\)、右眼中心點(diǎn)的空間位置坐標(biāo)yS zS)和左右眼的中點(diǎn)坐?，進(jìn)而計算獲得第二次采集時雙眼的水平傾斜角度和左右眼中 心點(diǎn)的水平高度； 5) 采用以下公式計算得到二次眼部水平傾斜角的變化絕對值和眼部中心點(diǎn)的高度變 化絕對值： 二次眼部水平傾斜角的變化絕對值：I ω | = Ιβ-a 眼部中心點(diǎn)的高度變化絕對值為：| Δ1η| = Ib-h 其中，a表示左右雙目攝像機(jī)第一次采集獲得的雙眼水平傾斜角度，β表示左右雙目攝 像機(jī)第二次采集獲得的雙眼水平傾斜角度，h表示左右雙目攝像機(jī)第一次采集獲得的左右 眼中心點(diǎn)的水平高度，h2表示左右雙目攝像機(jī)第一次采集獲得的左右眼中心點(diǎn)的水平高 度； 6) 根據(jù)二次眼部水平傾斜角的變化絕對值和眼部中心點(diǎn)的高度變化絕對值對電視機(jī) 顯示器的旋轉(zhuǎn)調(diào)整和高度調(diào)整； 7) 然后校準(zhǔn)攝像機(jī)進(jìn)行第二次拍攝電視機(jī)顯示屏的照片，對照片進(jìn)行處理，獲得電視 機(jī)顯示屏的實際水平偏轉(zhuǎn)角ω'和水平高度實際改變值A(chǔ)h 2,進(jìn)而采用以下公式計算獲得 電視機(jī)顯示屏的水平偏差角度偏差絕對值和升降高度偏差絕對值，對電視機(jī)顯示屏的旋轉(zhuǎn) 角度和高度進(jìn)行補(bǔ)償處理； 電視機(jī)顯示屏水平偏差角度偏差絕對值：I Δ ω I = I ο^-ω 電視機(jī)顯示屏升降高度偏差絕對值：| Ah| = | Δ^-ΔΙη 8) 在人站立過程觀看電視機(jī)過程中，重復(fù)上述步驟1-7,實現(xiàn)對電視機(jī)姿態(tài)的實時調(diào)整 控制。5. 根據(jù)權(quán)利要求書4所述的一種多目視覺控制電視機(jī)姿態(tài)的方法，其特征在于:所述步 驟3)中第一次采集時左右眼的中點(diǎn)坐標(biāo)、雙眼的水平傾斜角度和左右眼中心點(diǎn)的水平高度 具體采用以下公式計算：6. 根據(jù)權(quán)利要求書4所述的一種多目視覺控制電視機(jī)姿態(tài)的方法，其特征在于:所述步 驟4)中第二次采集時雙眼的水平傾斜角度和左右眼中心點(diǎn)的水平高度具體采用以下公式 計算：7. 根據(jù)權(quán)利要求書4所述的一種多目視覺控制電視機(jī)姿態(tài)的方法，其特征在于:所述步 驟6)具體為：當(dāng)眼部水平傾斜角變化絕對值| ω |多10度或者眼部中心點(diǎn)的高度值變化絕對 值| △ h |多5厘米，通過控制器控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)動使得電視機(jī)顯示器在自身豎直面沿旋轉(zhuǎn)點(diǎn) 進(jìn)行ω角度的旋轉(zhuǎn)調(diào)整，通過控制器控制升降電機(jī)轉(zhuǎn)動使得電視機(jī)顯示器升降進(jìn)行△ h距 離的高度調(diào)整。8. 根據(jù)權(quán)利要求書4所述的一種多目視覺控制電視機(jī)姿態(tài)的方法，其特征在于:所述步 驟7)中對電視機(jī)顯示屏的旋轉(zhuǎn)角度和高度進(jìn)行補(bǔ)償處理具體為:若| △ ω |彡5d或者| Ah 多2.5cm，則控制器輸出控制信號，控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)動使得電機(jī)顯示屏回轉(zhuǎn)| △ ω |角度以補(bǔ) 差實際偏差，控制升降電機(jī)使得電視機(jī)顯示屏的高度退回I A h |以補(bǔ)差實際偏差。
【文檔編號】H04N13/00GK106060514SQ201610542807
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月6日
【發(fā)明人】孫堅, 李福建, 徐紅偉, 黃巖艷, 鐘紹俊
【申請人】中國計量大學(xué)