一种控制无人机随脸转动的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无人机控制技术领域，特别涉及一种控制无人机随脸转动的方法和装 置。
【背景技术】
[0002] 现有技术中，无人机的操控方式主要是传统遥控和手机遥控两种。传统遥控是通 过左右手操控上下左右四个方向的遥控操作杆实现。手机遥控一般是将传统遥控器的左右 手遥控操作杆移植于手机上实现。
[0003] 现有技术中无人机经常用于拍摄或录像，但是拍摄或录制过程中，人脸经常转动， 为了拍摄人的正脸，需要实时遥控无人机的位置，使无人机上的摄像机对准人脸。对准过程 中，无论是传统遥控还是手机遥控均需要掌握遥控技术，如果不熟悉遥控技术，可能在遥控 过程中造成无人机坠机，造成损失。
[0004] 因此，本领域技术人员需要提供一种控制无人机随脸转动的方法和装置，能够使 无人机自动跟随人脸转动。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种控制无人机随脸转动的方法和装置，能够使 无人机自动跟随人脸转动。
[0006] 本发明实施例提供一种控制无人机随脸转动的方法，无人机上设置摄像机，包 括：
[0007] 通过Viola-Jones人脸检测框架检测图像中的人脸；
[0008] 对所述人脸进行追踪，确定人脸的五官在所述图像中的二维坐标；
[0009] 通过查找三维人脸标准库得到人脸的五官在世界坐标系中的三维坐标；所述三维 人脸标准库预先获得；
[0010] 由所述人脸的五官在图像中的二维坐标和在世界坐标系中的三维坐标获得人脸 相对于所述无人机上的摄像机的三维坐标；
[0011] 由所述人脸相对于无人机摄像机的三维坐标控制所述无人机调整位置使所述摄 像机对准人脸。
[0012] 优选地，所述通过Viola-Jones人脸检测框架检测图像中的人脸，之前还包括：
[0013] 从互联网抓取各种包括人脸的照片作为样本；
[0014] 对所述样本中的人脸进行标注，对标注的人脸进行截取；
[0015] 对截取的人脸利用Haar特征进行分类训练，得到人脸检测模型。
[0016] 优选地，所述对人脸进行追踪，确定人脸的五官在所述图像中的二维坐标，具体 为：
[0017] 通过对人脸的追踪，识别当前帧时人脸的五官在图像中的位置；
[0018] 由所述当前帧时人脸的五官在图像中的位置通过Lucas-Kanade算法预测下一帧 时人脸的五官在图像中的位置；
[0019] 由所述当前帧时人脸的五官在图像中的位置和下一帧时人脸的五官在图像中的 位置获得该相邻两帧间人脸的五官在图像中的位移；
[0020] 当所述位移在预设的最大移动范围内时，确定追踪成功，将所述下一帧时人脸的 五官在图像中的位置作为在所述图像中的二维坐标。
[0021] 优选地，由所述人脸的五官在图像中的二维坐标和在世界坐标系中的三维坐标获 得人脸相对于所述无人机上的摄像机的三维坐标，具体为：
[0023] 其中，
为所述人脸的五官在图像中的二维坐标
％所述人脸的五官在图 像中的三维坐标；
为所述摄像机内参矩阵
为所述 摄像机外参矩阵，R为所述摄像机相对于人脸的旋转位移，T为所述摄像机相对于人脸的平 移位移。
[0024] 优选地，所述控制所述无人机调整位置使所述摄像机对准人脸，具体为：
[0025] 由所述R和T，控制无人机按照预定飞行轨迹飞行到所述摄像机对准人脸时的RO 和TO ;所述RO和TO为摄像机对准人脸时摄像机相对于人脸的目标旋转位移和平移位移。
[0026] 本发明实施例还提供一种控制无人机随脸转动的装置，包括：检测单元、追踪单 元、三维坐标获得单元、相对坐标获得单元和调整单元；
[0027] 所述检测单元，用于通过Viola-Jones人脸检测框架检测图像中的人脸；
[0028] 所述追踪单元，用于对所述人脸进行追踪，确定人脸的五官在所述图像中的二维 坐标；
[0029] 所述三维坐标获得单元，用于通过查找三维人脸标准库得到人脸的五官在世界坐 标系中的二维坐标；所述二维人脸标准库预先获得；
[0030] 所述相对坐标获得单元，用于由所述人脸的五官在图像中的二维坐标和在世界坐 标系中的三维坐标获得人脸相对于所述无人机上的摄像机的三维坐标；
[0031] 所述调整单元，用于由所述人脸相对于无人机摄像机的三维坐标控制所述无人机 调整位置使所述摄像机对准人脸。
[0032] 优选地，还包括：样本获取单元、人脸截取单元和模型获得单元；
[0033] 所述样本获取单元，用于从互联网抓取各种包括人脸的照片作为样本；
[0034] 所述人脸截取单元，用于对所述样本中的人脸进行标注，对标注的人脸进行截 取；
[0035] 所述模型获得单元，用于对截取的人脸利用Haar特征进行分类训练，得到人脸检 测模型。
[0036] 优选地，所述追踪单元包括：位置识别子单元、预测子单元、位移获取子单元和确 定子单元；
[0037] 所述位置识别子单元，用于通过对人脸的追踪，识别当前帧时人脸的五官在图像 中的位置；
[0038] 所述预测子单元，用于由所述当前帧时人脸的五官在图像中的位置通过 Lucas-Kanade算法预测下一帧时人脸的五官在图像中的位置；
[0039] 所述位移获取子单元，用于由所述当前帧时人脸的五官在图像中的位置和下一帧 时人脸的五官在图像中的位置获得该相邻两帧间人脸的五官在图像中的位移；
[0040] 所述确定子单元，用于当所述位移在预设的最大移动范围时，确定追踪成功，将所 述下一帧时人脸的五官在图像中的位置作为在所述图像中的二维坐标。
[0041] 优选地，所述相对坐标获得单元，用于按照下式获得人脸相对于所述无人机上的 摄像机的三维坐标；
[0043] 其中
为所述人脸的五官在图像中的二维坐标
％所述人脸的五官在图 像中的三维坐标
~所述摄像机内参矩阵；
为所述 摄像机外参矩阵，R为所述摄像机相对于人脸的旋转位移，T为所述摄像机相对于人脸的平 移位移。
[0044] 优选地，所述调整单元包括调整子单元，用于由所述R和T，控制无人机按照预定 飞行轨迹飞行到所述摄像机对准人脸时的RO和TO ;所述RO和TO为摄像机对准人脸时摄 像机相对于人脸的目标旋转位移和平移位移。
[0045] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0046] 本发明提供的方法，分别通过人脸检测，追踪图像中人脸的五官的位置，获得人脸 相对于无人机上的摄像机的三维坐标，进而调整无人机的位置，使无人机上的摄像机对准 人脸。由于摄像机对准人脸时人脸相对于摄像机的三维坐标是已知的标准坐标，因此，将当 前人脸相对于摄像机的三维坐标调整为摄像机对准人脸时的标准坐标即可。本发明提供的 方法，在无人机跟踪用户进行拍照或者摄录视频的过程中，可以随着人脸的转动而发生移 动，保证无人机上的摄像机的摄像头始终对准用户的正脸。
【附图说明】
[0047] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下