机器人通过人脸检测实现头部转动的方法及装置与流程

本发明涉及一种机器人头部转动方法。

背景技术：

机器人是模拟人类行为或思想、或是模拟其他生物的机械，整合了机械、电子、信息、工业设计等领域的技术。目前机器人已广泛的运用在各种领域中，特别是高危险、高负担、高精细、反复性高的工作，例如，制造业生产线使用工业机器人来生产产品。

随着科技和需求的发展，机器人的应用层面逐渐渗透到一般家庭和人们的日常生活当中，比如扫地机器人。另外陪伴和幼教类的机器人推出，使得机器人与人的互动的功能变得越来越重要，这些机器人基本上有语音聊天，视频监控，红外遥控等应用，但是由于一些限制，机器人还是无法呈现太多活泼、多变、生动的与人互动的内容，因而与使用者在互动上有所限制。

目前，机器人还不能很好感知外界的状态，其头部不能跟踪使用者，用户体验大打折扣，不适应于普通家庭；与使用者的交互方式比较单一，并不能满足使用者的需求，还有很多值得改进的地方。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供机器人通过人脸检测实现头部转动的方法及装置。

为了达到上述目的本发明采用如下技术方案：

机器人通过人脸检测实现头部转动的方法，包括以下步骤：

S1.开启机器人控制系统，设定目标人脸信息，启动安装在机器人头部的摄像头，进入S2；

S2.机器人头部转动，摄像头获取图像，反馈图像信息至控制系统，控制系统读取图像信息，进入S3；

S3.控制系统识别图像中是否有目标人脸，若有目标人脸信息，进入S4，若识别不出目标人脸，返回S2；

S4.控制系统获取目标人脸位置，随着人脸的移动，机器人头部跟着转动。

优选地，所述S2中，控制系统读取摄像头获取的图像步骤如下：

(1)把图像进行位图格式转换；

(2)读取图像数据；

(4)存储图像数据。

优选地，所述S2中，摄像头获得的图像是逐帧的图。

优选地，所述S3中，控制系统识别人脸信息时是通过检测图像中是否存在两眼间距及两眼中心点位置与控制系统中设定的信息匹配的图像，若匹配则存在目标人脸信息。

优选地，所述S4中，识别出目标人脸信息后，控制系统计算出人脸中心与摄像头获取画面的中心偏离值，驱动机器人头部转动修正摄像头的指向，使人脸中心与画面中心点重合，人脸移动，机器人头部跟着移动。

优选地，控制系统计算时，以人脸中心为坐标原点，以竖直向上方向为Y轴正方向，以水平向右方向为X轴正方向，计算出人脸坐标X轴和Y轴分别偏离画面中心点的距离，根据该距离驱动机器人头部转动。

机器人通过人脸检测实现头部转动的装置，包括：

图像捕获模块，即摄像头，用以获取图像；

图像读取模块，包括位图格式转换模块，数据读取模块，数据存储模块；

摄像头获取的图像先经过格式转换，读取数据后把数据存储；

人脸数据识别模块，识别图像数据中是否有目标人脸数据，通过检测图像中是否存在两眼间距及两眼中心点位置与控制系统中设定的信息匹配的图像，

人脸偏移距离计算模块，计算人脸中心所在位置数据并与图像画面中心点比较相对位置；

驱动机器人头部转动模块，根据人脸中心与图像画面中心偏离值，能够驱动机器人头部转动角度；

机器人头部转动模块，包括舵机，舵机包括直流电机、减速齿轮组、传感器、控制电路；获得头部转动的指令后，被驱动机器人头部转动模块控制，使机器人头部实现转动。

本发明的的有益效果是：通过人脸检测实现头部转动跟随的机器人，其头部具有灵活性，使用者往某个方向移动一定的角度，机器人头部也会跟着使用者转动，使用过程中能保证机器人正对使用者的脸，弥补了目前的一些机器人呆板缺少灵活性和互动性的缺陷，能大大提高机器人与使用者的乐趣，对机器人的使用不再单调，明显提高用户体验。

附图说明

图1是本发明实施例流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此以本发明的示意性实施例及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例一：

机器人通过人脸检测实现头部转动的步骤如下：

S1.开启机器人控制系统，设定目标人脸信息，目标人脸可以一个或多个，根据需要而定，启动摄像头，进入S2；

S2.机器人头部转动，摄像头获取逐帧的图像，反馈图像信息至控制系统，控制系统读取图像信息，获取的图像步骤如下：

(1)位图格式转换模块把图像进行位图格式转换；

(2)数据读取模块读取图像数据；

(3)数据存储模块存储图像数据。

进入S3；

S3.人脸数据识别模块识别图像数据中是否有目标人脸数据，通过检测图像中是否存在两眼间距及两眼中心点位置与控制系统中设定的信息匹配的图像，若匹配则存在目标人脸信息，进入S4，若识别不出目标人脸，返回S2；

S4.控制系统识别出目标人脸信息后，人脸偏移距离计算模块计算出人脸中心与摄像头获取画面的中心偏离值，驱动机器人头部转动修正摄像头的指向，使人脸中心与画面中心点重合，人脸移动，机器人头部跟着移动。

控制系统计算时，以人脸中心为坐标原点，以竖直向上方向为Y轴正方向，以水平向右方向为X轴正方向，计算出人脸坐标X轴和Y轴分别偏离画面中心点的距离，

驱动机器人头部转动模块，根据人脸中心与图像画面中心偏离值，发送指令，舵机接收到指令后，直流电机、减速齿轮组、传感器、控制电路启动工作，使机器人头部转动。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。