一種可以進行人體跟隨的機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可以進行人體跟隨的機器人，包括3D傳感器、人體識別單元、機器人控制單元以及運動系統(tǒng)單元，所述3D傳感器依次通過人體識別單元、機器人控制單元連接到運動系統(tǒng)單元。本發(fā)明突破傳統(tǒng)移動機器人單一的跟隨處理方式，將基于圖像處理和紅外處理共同結合，且在2D圖像的基礎上延伸到3D圖像，細致到圖像的每個像素顏色上，使得跟隨機器人在識別目標人物更加準確，根據識別做出不同的控制，與傳統(tǒng)跟隨機器人相比，更能準確識別出目標人物和不容易受到干擾，實現(xiàn)移動機器人智能跟隨可特定服務目標用戶，更好實現(xiàn)人機交互的智能性，完成用戶發(fā)出的指定任務。
【專利說明】
一種可以進行人體跟隨的機器人
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種機器人，具體是一種可以進行人體跟隨的機器人。
【背景技術】
[0002]隨著機器人的研究越來越深，增強人機交互的智能性是目前探討的熱點之一。智能跟隨是移動機器人的研究領域中占主要部分的應用需求，且實現(xiàn)移動機器人智能跟隨可特定服務目標用戶，更好實現(xiàn)人機交互的智能性，完成用戶發(fā)出的指定任務。目前移動機器人的跟隨方式有基于圖像處理、基于紅外處理以及基于超聲波等的跟隨技術。若采用基于超聲波的跟隨技術，其可探測的距離較短，且在探測范圍內難以辨別出不同目標，無法做到跟蹤特定目標任務；同樣如果只采用基于紅外處理的跟隨技術也難以確定特定的目標人物。所以只采用簡單的一種處理跟隨技術會無法確定特定的目標人物，即便識別出了目標人物，目標人物的跟蹤也容易受到干擾，易丟失目標人物。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種可以進行人體跟隨的機器人，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:
一種可以進行人體跟隨的機器人，包括3D傳感器、人體識別單元、機器人控制單元以及運動系統(tǒng)單元，所述3D傳感器依次通過人體識別單元、機器人控制單元連接到運動系統(tǒng)單元;3D傳感器利用3D攝像機的紅外線發(fā)射器將發(fā)出的紅外線覆蓋整個3D攝像頭可視范圍，紅外攝像頭通過接收反射光線得到包括目標人體在內的周圍環(huán)境深度信息圖像，與此同時，RGB攝像頭得到彩色環(huán)境圖像，深度圖像和彩色圖像一起構成3D圖像分別輸出，3D傳感器以每秒30幀的速度生成景深圖像流，并實時3D再現(xiàn)周圍環(huán)境;人體識別單元對接收到的3D傳感器的圖像數(shù)據進行識別，確定所跟蹤的目標人體在視頻圖像中的具體位置;機器人控制單元根據確定目標人體與機器人的距離遠近及方向，控制機器人進行前進、左轉、右轉以及停止;運動系統(tǒng)單元通過PID算法驅動直流電機最終實現(xiàn)機器人的運動和轉向。
[0005]作為本發(fā)明再進一步的方案:所述3D傳感器設置于機器人的頭部。
[0006]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明突破傳統(tǒng)移動機器人單一的跟隨處理方式，將基于圖像處理和紅外處理共同結合，且在2D圖像的基礎上延伸到3D圖像，細致到圖像的每個像素顏色上，使得跟隨機器人在識別目標人物更加準確，根據識別做出不同的控制，與傳統(tǒng)跟隨機器人相比，更能準確識別出目標人物和不容易受到干擾，實現(xiàn)移動機器人智能跟隨可特定服務目標用戶，更好實現(xiàn)人機交互的智能性，完成用戶發(fā)出的指定任務。
【附圖說明】
[0007]圖1為可以進行人體跟隨的機器人的原理框圖； 圖2為可以進行人體跟隨的機器人的軟件工作總流程；
圖3為可以進行人體跟隨的機器人的運動系統(tǒng)單元流程圖。
【具體實施方式】
[0008]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0009]請參閱圖1，本發(fā)明實施例中，一種可以進行人體跟隨的機器人，包括3D傳感器、人體識別單元、機器人控制單元以及運動系統(tǒng)單元，所述3D傳感器依次通過人體識別單元、機器人控制單元連接到運動系統(tǒng)單元;3D傳感器利用3D攝像機的紅外線發(fā)射器將發(fā)出的紅外線覆蓋整個3D攝像頭可視范圍，紅外攝像頭通過接收反射光線得到包括目標人體在內的周圍環(huán)境深度信息圖像，與此同時，RGB攝像頭得到彩色環(huán)境圖像，深度圖像和彩色圖像一起構成3D圖像分別輸出，3D傳感器以每秒30幀的速度生成景深圖像流，并實時3D再現(xiàn)周圍環(huán)境;人體識別單元對接收到的3D傳感器的圖像數(shù)據進行識別，確定所跟蹤的目標人體在視頻圖像中的具體位置;機器人控制單元根據確定目標人體與機器人的距離遠近及方向，控制機器人進行前進、左轉、右轉以及停止;運動系統(tǒng)單元通過PID算法驅動直流電機最終實現(xiàn)機器人的運動和轉向；所述3D傳感器設置于機器人的頭部。
[0010]本發(fā)明的工作原理是:請參閱圖1，3D傳感器是利用3D攝像機的紅外線發(fā)射器將發(fā)出的紅外線覆蓋整個3D攝像頭可視范圍，紅外攝像頭通過接收反射光線得到包括目標人體在內的周圍環(huán)境深度信息圖像，與此同時，RGB攝像頭得到彩色環(huán)境圖像，深度圖像和彩色圖像一起構成3D圖像分別輸出。傳感器以每秒30幀的速度生成景深圖像流，并實時3D再現(xiàn)周圍環(huán)境。人體識別單元是對接收到的3D傳感器的圖像數(shù)據進行識別，確定所跟蹤的目標人體在視頻圖像中的具體位置。機器人控制單元是根據確定目標人體與機器人的距離遠近及方向，控制機器人進行前進，左轉，右轉以及停止，從而實現(xiàn)目標人體的跟蹤。運動系統(tǒng)單元是通過PID算法驅動直流電機最終實現(xiàn)機器人的運動和轉向。
[0011 ]軟件工作總流程如圖2所示:
1.用戶對機器人發(fā)出開始跟隨的指令，機器人接受指令開始執(zhí)行。
[0012]2.3D傳感器收到指令，利用3D攝像機的紅外線發(fā)射器將發(fā)出的紅外線覆蓋整個3D攝像頭可視范圍，紅外攝像頭通過接收反射光線得到包括目標人體在內的周圍環(huán)境深度信息圖像，與此同時，RGB攝像頭得到彩色環(huán)境圖像，深度圖像和彩色圖像一起構成3D圖像分別輸出。傳感器以每秒30幀的速度生成景深圖像流，并實時3D再現(xiàn)周圍環(huán)境。
[0013]3.對接收到3D傳感器的圖像數(shù)據進行識別，確定所跟蹤的目標人體在視頻圖像中的具體位置。
[0014]4.得到目標人體具體位置后，確定目標移動的人體與機器人的距離遠近及方位。
[0015]5.根據目標距離以及方位，開始實時地控制機器人進行前進，左轉，右轉以及停止，從而實現(xiàn)目標人體的實時跟蹤。
[0016]機器人運動系統(tǒng)單元得到目標重心在圖像中的位置信息形成機器人左轉或右轉的控制指令，根據目標到機器人的距離形成機器人前進或停止的指令。然后發(fā)送指令控制機器人進行運動。
[0017]本發(fā)明涉及一種基于3D傳感器的人體跟隨機器人，3D傳感器是基于圖像處理和紅外的兩種結合方法，且在2D圖像的基礎上延伸到3D圖像，細致到圖像的每個像素顏色上。首先3D傳感器的紅外線發(fā)射器發(fā)出的紅外線覆蓋整個3D傳感器可視范圍，通過接收反射光線確定得到目標人體的深度信息，并在計算機中進行3D成像，生成的3D圖像和深度信息共同用于人體識別，捕捉到用戶的手勢或肢體動作后對人體的幾十個部位進行實時追蹤，且會根據識別信息的不同對跟隨機器人做出不同的控制。
[0018]對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發(fā)明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
[0019]此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
【主權項】
1.一種可以進行人體跟隨的機器人，包括3D傳感器、人體識別單元、機器人控制單元以及運動系統(tǒng)單元，其特征在于，所述3D傳感器依次通過人體識別單元、機器人控制單元連接到運動系統(tǒng)單元;3D傳感器利用3D攝像機的紅外線發(fā)射器將發(fā)出的紅外線覆蓋整個3D攝像頭可視范圍，紅外攝像頭通過接收反射光線得到包括目標人體在內的周圍環(huán)境深度信息圖像，與此同時，RGB攝像頭得到彩色環(huán)境圖像，深度圖像和彩色圖像一起構成3D圖像分別輸出，3D傳感器以每秒30幀的速度生成景深圖像流，并實時3D再現(xiàn)周圍環(huán)境;人體識別單元對接收到的3D傳感器的圖像數(shù)據進行識別，確定所跟蹤的目標人體在視頻圖像中的具體位置;機器人控制單元根據確定目標人體與機器人的距離遠近及方向，控制機器人進行前進、左轉、右轉以及停止;運動系統(tǒng)單元通過PID算法驅動直流電機最終實現(xiàn)機器人的運動和轉向。2.根據權利要求1所述的可以進行人體跟隨的機器人，其特征在于，所述3D傳感器設置于機器人的頭部。
【文檔編號】G05D1/02GK106054897SQ201610563780
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月18日
【發(fā)明人】林綠德, 莊永軍
【申請人】旗瀚科技有限公司