一种可利用图像进行步态检测的家用服务机器人的制作方法

本发明属于智能机器人技术领域，具体涉及一种可利用图像进行步态检测的家用服务机器人。

背景技术：

目前，随着科技发展和社会进步，人们生活节奏加快，呆在家里的时间越来越少，因此产生了对家用服务机器人的需求，但目前的家用服务机器人功能单一，仅具有简单的视频监控功能，无法通过步态识别行人以判断行人身份，无法与主人有效进行主动交互。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述的技术问题而提供一种可利用图像进行步态检测的家用服务机器人。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可利用图像进行步态检测的家用服务机器人，包括具有轮式行走机构的家用服务机器人本体；所述家用服务机器人本体包括电源模块、视频监控模块、存储模块、无线传输模块、控制器：所述电源模块、视频采集模块、存储模块、无线传输模块分别与所述控制器相连接；所述视频监控模块包括两个图像传感器，所述控制器包括基于图像的步态检测单元，用于从图像传感器采集的连续的图像中依次提取出单帧图像的行人目标轮廓，根据该行人目标轮廓确定该行人的步态特征，根据连续的步态特征建立该行人目标的步态变化模型，与预训练好的行人步态模型库中的步态变化模型进行对比，识别该行人目标的身份，并在识别为主人时输出问候语音。

所述提取出单帧图像的行人目标轮廓的步骤为：

首先对单帧图像进行灰度变换形成二值化图像，利用前景检测方法检测出前景图像，然后对前景图像通过边缘检测法提取人体目标轮廓。

所述在利用前景检测方法检测出前景图像后，对所述前景图像做多次腐蚀后连通成为一个区域，再通过边缘检测法获得所述前景图像的轮廓，从而获得人体目标轮廓。

所述基于图像的步态检测单元包括有：

行人目标轮廓提取模块，用于从图像传感器采集的连续的图像中依次提取出单帧图像的行人目标轮廓；

步态变化模型建立模块，用于根据该行人目标轮廓确定该行人的步态特征，根据连续的步态特征建立该行人目标的步态变化模型；

对比模块，用于将建立的该行人目标的步态变化模型与预训练好的行人步态模型库中的步态变化模型进行对比，识别该行人目标的身份；

语音输出模块，用于在识别为主人时输出问候语音。

本发明家用服务机器人通过视频监控模块采集图像后，通过基于图像的步态检测单元，从图像传感器采集的连续的图像中依次提取出单帧图像的行人目标轮廓，根据该行人目标轮廓确定该行人的步态特征，根据连续的步态特征建立该行人目标的步态变化模型，与预训练好的行人步态模型库中的步态变化模型进行对比，识别该行人目标的身份，并在识别为主人时输出问候语音，从而提高了机器人的智能化程度，提高了交互性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的可利用图像进行步态检测的家用服务机器人的原理结构图；

图2为本发明实施例提供的基于图像的步态检测单元的检测流程图。

具体实施方式

下面，结合实例对本发明的实质性特点和优势作进一步的说明，但本发明并不局限于所列的实施例。

参见图1所示，一种可利用图像进行步态检测的家用服务机器人，包括具有轮式行走机构的家用服务机器人本体；所述家用服务机器人本体包括电源模块、视频监控模块、存储模块、无线传输模块、控制器：所述电源模块、视频采集模块、存储模块、无线传输模块分别与所述控制器相连接；所述视频监控模块包括两个图像传感器，所述控制器包括基于图像的步态检测单元，用于从图像传感器采集的连续的图像中依次提取出单帧图像的行人目标轮廓，根据该行人目标轮廓确定该行人的步态特征，根据连续的步态特征建立该行人目标的步态变化模型，与预训练好的行人步态模型库中的步态变化模型进行对比，识别该行人目标的身份，并在识别为主人时输出问候语音。

具体的，本发明中，所述提取出单帧图像的行人目标轮廓的步骤为：

首先对单帧图像进行灰度变换形成二值化图像，利用前景检测方法检测出前景图像，然后对前景图像通过边缘检测法提取人体目标轮廓。

具体的，本发明中，所述在利用前景检测方法检测出前景图像后，对所述前景图像做多次腐蚀后连通成为一个区域，再通过边缘检测法获得所述前景图像的轮廓，从而获得人体目标轮廓。

本发明中，所述基于图像的步态检测单元包括有：

行人目标轮廓提取模块，用于从图像传感器采集的连续的图像中依次提取出单帧图像的行人目标轮廓；

步态变化模型建立模块，用于根据该行人目标轮廓确定该行人的步态特征，根据连续的步态特征建立该行人目标的步态变化模型；

对比模块，用于将建立的该行人目标的步态变化模型与预训练好的行人步态模型库中的步态变化模型进行对比，识别该行人目标的身份；

语音输出模块，用于在识别为主人时输出问候语音。

具体实现上，本发明中，所述图像传感器包括高清CMOS或标清CCD，所述高清CMOS与标清CCD分别配备有镜头。

具体实现上，本发明中，所述轮式行走机构的上端设有壳体，所述壳体的上端安装云台装置，所述云台装置上安装所述视频监控模块。

所述云台装置可以采用现有视频监控器的监控云台，可以实现俯仰以及旋转，从而使得视频监控模块可以多角度进行图像采集实现全方位室内监控。

进一步的，本发明中，所述控制器还连接有补光灯、温湿度传感器以及显示屏。所述补光灯用于在图像采集模块采集图像的光线不足时，由控制器自动控制打开并调节相应的亮度，照射在监控区域进行图像的采集。

所述温湿度传感器可以用于检测室内的温湿度情况，并将检测的温湿度情况信息在显示屏上进行显示。

本发明中，所述存储模块为SD卡，所述无线传输模块为GPRS或GSM无线模块，分别通过相应的卡槽安装在机器人本体上。

进一步的，本发明中，所述控制器连接电源电量检测模块与音频输出报警模块。

所述电源电量监测模块采用电压检测传感器，所述电压检测传感器并与所述控制器相连接，用于实时监测电源模块的电压情况并传送电压信息给所述控制器，并在监测到电源电量低于预设的阈值时，由所述音频输出报警模块输出电量低的报警提示，或在显示屏上进行提示信息的显示。

本发明家用服务机器人通过视频监控模块采集图像后，通过基于图像的步态检测单元，从图像传感器采集的连续的图像中依次提取出单帧图像的行人目标轮廓，根据该行人目标轮廓确定该行人的步态特征，根据连续的步态特征建立该行人目标的步态变化模型，与预训练好的行人步态模型库中的步态变化模型进行对比，识别该行人目标的身份，并在识别为主人时输出问候语音，从而提高了机器人的智能化程度，提高了交互性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。