CN105697403A - 人脸识别跟随电风扇及其人脸定位跟随方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人脸识别跟随电风扇及其人脸定位跟随方法，在风扇罩前段增加一个具有人脸识别的摄像头。红外感应开关，能够检测到人体红外信号，自动接通电源，开启风扇。摄像头能够进行人脸和位置的检测，进行上下移动，并根据人的走向进行相应的摇摆，这些摄像头的摇摆信号通过角位移传感器转化成电信号，并通过电子控制模块A/D转换器和单片机的进行信号处理，通过驱动器将信号放大后，传到驱动机构-转向电机对风扇摇头进行控制，电动伸缩杆对风扇上下移动进行控制。本发明不仅节约能源，而且使人受风时间和受风面积增大，让人感觉更加舒适。

Description

人脸识别跟随电风扇及其人脸定位跟随方法

技术领域

本发明涉及电风扇，尤其涉及一种人脸识别跟随电风扇及其人脸定位跟随方法。

背景技术

目前，电风扇广泛用到人们生活，并由扇叶，扇头，网罩，控制部分以及底座稳定机构组成。人为打开风扇后，有可能因为某些事情突然离开，来不及关闭风扇，或者离家时忘记关闭，这样不仅浪费了电能，而且降低了电风扇的使用年限。风扇有摇摆和固定这两种功能，但是摇摆式不具有随人的移动而自动的摇摆移动的功能，使人受风时间不长，且固定式使人的受风面积，受风位置受到限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种人脸识别跟随电风扇及其人脸定位跟随方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

人脸识别跟随电风扇，包含风扇头、摄像头、红外感应器、控制模块、转向电机、电动伸缩杆、风叶电机、开关和电源模块，所述控制模块分别和摄像头、红外感应器、转向电机、电动伸缩杆、风叶电机相连，所述电源模块通过所述开关与控制模块相连；

所述摄像头设置在风扇头正面的中间，用于拍摄风扇头正面的图像，并将其传递给所述控制模块；

所述红外感应器用于感应人体与电风扇之间的距离，并将其传递给所述控制模块；

所述转向电机采用直流电机，用于驱动风扇头水平转动；

所述电动伸缩杆，用于驱动风扇头上下垂直移动；

所述风叶电机的输出端和风扇头中风扇的输入端相连，用于驱动风扇工作；

所述电源模块用于供电；

所述控制模块用于根据摄像头、红外感应器的输入信号控制转向电机、电动伸缩杆、风叶电机工作。

作为本发明人脸识别跟随电风扇进一步的优化方案，所述控制模块的处理器采用Freescale系列单片机。

作为本发明人脸识别跟随电风扇进一步的优化方案，所述控制模块的处理器采用MC9S08DZ60单片机。

本发明还公开了一种人脸识别跟随电风扇的人脸定位方法，包含以下步骤：

步骤1），开关打开后，通过红外感应器测得人体与电风扇之间的距离；

步骤2），控制模块将人体与电风扇之间的距离和预设的距离阈值进行比较；

步骤2.1），如果人体与电风扇之间的距离大于预设的距离阈值，电风扇不工作；

步骤2.2），如果人体与电风扇之间的距离小于等于预设的距离阈值，控制模块通过继电器控制电风扇工作；

步骤2.2.1），摄像头拍摄图片后传递给控制模块，控制模块分析图片，判断其中是否有人脸图像；

步骤2.2.1.1），如果控制模块检测到摄像头拍摄的图片中没有人脸图像，依次进行以下动作：

控制模块驱动转向电机工作，使得风扇头向右运动至最大角度后，向左运动到最大角度，然后回到初始位置；控制模块驱动电动伸缩杆工作，使得风扇头向上运动至最大位移处后，向下运动到最大位移处，然后回到初始位置；

在这中间，如果控制模块检测到摄像头拍摄的图片中存在人脸图像，则停止动作，执行步骤2.2.1.2）；

步骤2.2.1.2），如果控制模块检测到摄像头拍摄的图片中存在人脸图像，控制转向电机、电动伸缩杆工作，使得人脸图像处于摄像头拍摄图像的中间,并控制风叶电机工作。

本法还公开了一种人脸识别跟随电风扇的人脸跟随方法，包含以下步骤：

步骤A），控制模块检测到摄像头拍摄的图片中存在人脸图像后，控制转向电机、电动伸缩杆工作，使得人脸图像处于摄像头拍摄图像的中间,并控制风叶电机工作；

步骤B），人脸移动时，控制模块根据摄像头拍摄的连续图片中人脸图像的位置、以及人体与电风扇之间的距离计算得到人脸的移动速度；

步骤C），控制模块将人脸的移动速度分解为水平速度和垂直速度；

步骤D），根据水平速度和垂直速度计算得到转向电机和电动伸缩杆的预定输入PWM占空比值；

步骤E），将转向电机和电动伸缩杆的预定输入PWM占空比值分别和预设的PWM占空比阈值进行比较，如果转向电机的预定输入PWM占空比值大于预设的PWM占空比阈值，控制模块向转向电机输入预设的PWM占空比阈值，否则控制模块向转向电机输入预定输入PWM占空比值；如果电动伸缩杆的预定输入PWM占空比值大于预设的PWM占空比阈值，控制模块向电动伸缩杆输入预设的PWM占空比阈值，否则控制模块向电动伸缩杆输入预定输入PWM占空比值。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

风扇罩前端的摄像头可以在检测人体红外线的时候自动开启风扇，在人离开的时候自动关闭风扇，且风扇摇头角度与方向根据跟随摄像头所旋转的方向和角度（由人的所在位置决定）而定，而且也不会因为人的快速走动出现风扇失稳现象。不仅节约能源，而且使人受风时间和受风面积增大，让人感觉更加舒适。

附图说明

图1是风扇原理结构图；

图2是风扇整体布局主视图。

图中，1-风扇头，2-转向主动齿轮，3-转向从动轴，4-从动齿轮，5-转向电机，6-电机卡环，7-电机固定座，8-转向球副，9-风扇壳体，10-电动伸缩杆，11-摄像头，12-风扇罩，13-红外感应器，14-底座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

如图1和图2所示，本发明公开了一种人脸识别跟随电风扇，包含风扇头、摄像头、红外感应器、控制模块、转向电机、电动伸缩杆、风叶电机、开关和电源模块，所述控制模块分别和摄像头、红外感应器、转向电机、电动伸缩杆、风叶电机相连，所述电源模块通过所述开关与控制模块相连；

所述摄像头设置在风扇头正面的中间，用于拍摄风扇头正面的图像，并将其传递给所述控制模块；

所述红外感应器用于感应人体与电风扇之间的距离，并将其传递给所述控制模块；

所述转向电机采用直流电机，用于驱动风扇头水平转动；

所述电动伸缩杆，用于驱动风扇头上下垂直移动；

所述风叶电机的输出端和风扇头中风扇的输入端相连，用于驱动风扇工作；

所述电源模块用于供电；

所述控制模块用于根据摄像头、红外感应器的输入信号控制转向电机、电动伸缩杆、风叶电机工作。

所述控制模块的处理器采用Freescale系列单片机，优先采用MC9S08DZ60单片机。

本发明还公开了一种人脸识别跟随电风扇的人脸定位方法，包含以下步骤：

步骤1），开关打开后，通过红外感应器测得人体与电风扇之间的距离；

步骤2），控制模块将人体与电风扇之间的距离和预设的距离阈值进行比较；

步骤2.1），如果人体与电风扇之间的距离大于预设的距离阈值，电风扇不工作；

步骤2.2），如果人体与电风扇之间的距离小于等于预设的距离阈值；

步骤2.2.1），摄像头拍摄图片后传递给控制模块，控制模块分析图片，判断其中是否有人脸图像；

步骤2.2.1.1），如果控制模块检测到摄像头拍摄的图片中没有人脸图像，依次进行以下动作：

控制模块驱动转向电机工作，使得风扇头向右运动至最大角度后，向左运动到最大角度，然后回到初始位置；控制模块驱动电动伸缩杆工作，使得风扇头向上运动至最大位移处后，向下运动到最大位移处，然后回到初始位置；

在这中间，如果控制模块检测到摄像头拍摄的图片中存在人脸图像，则停止动作，执行步骤2.2.1.2）；

步骤2.2.1.2），如果控制模块检测到摄像头拍摄的图片中存在人脸图像，控制转向电机、电动伸缩杆工作，使得人脸图像处于摄像头拍摄图像的中间,并控制风叶电机工作。

本法还公开了一种人脸识别跟随电风扇的人脸跟随方法，包含以下步骤：

步骤A），控制模块检测到摄像头拍摄的图片中存在人脸图像后，控制转向电机、电动伸缩杆工作，使得人脸图像处于摄像头拍摄图像的中间,并控制风叶电机工作；

步骤B），人脸移动时，控制模块根据摄像头拍摄的连续图片中人脸图像的位置、以及人体与电风扇之间的距离计算得到人脸的移动速度；

步骤C），控制模块将人脸的移动速度分解为水平速度和垂直速度；

步骤D），根据水平速度和垂直速度计算得到转向电机和电动伸缩杆的预定输入PWM占空比值；

步骤E），将转向电机和电动伸缩杆的预定输入PWM占空比值分别和预设的PWM占空比阈值进行比较，如果转向电机的预定输入PWM占空比值大于预设的PWM占空比阈值，控制模块向转向电机输入预设的PWM占空比阈值，否则控制模块向转向电机输入预定输入PWM占空比值；如果电动伸缩杆的预定输入PWM占空比值大于预设的PWM占空比阈值，控制模块向电动伸缩杆输入预设的PWM占空比阈值，否则控制模块向电动伸缩杆输入预定输入PWM占空比值。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.人脸识别跟随电风扇，其特征在于，包含风扇头、摄像头、红外感应器、控制模块、转向电机、电动伸缩杆、风叶电机、开关和电源模块，所述控制模块分别和摄像头、红外感应器、转向电机、电动伸缩杆、风叶电机，所述电源模块通过所述开关与控制模块相连；

所述摄像头设置在风扇头正面的中间，用于拍摄风扇头正面的图像，并将其传递给所述控制模块；

所述红外感应器用于感应人体与电风扇之间的距离，并将其传递给所述控制模块；

所述转向采用直流电机，用于驱动风扇头水平转动；

所述电动伸缩杆，用于驱动风扇头上下垂直移动；

所述风叶电机的输出端和风扇头中风扇的输入端相连，用于驱动风扇工作；

所述电源模块用于供电；

所述控制模块用于根据摄像头、红外感应器的输入信号控制转向电机、电动伸缩杆、风叶电机工作。

2.根据权利要求1所述的人脸识别跟随电风扇，其特征在于，所述控制模块的处理器采用Freescale系列单片机。

3.根据权利要求2所述的人脸识别跟随电风扇，其特征在于，所述控制模块的处理器采用MC9S08DZ60单片机。

4.基于权利要求1所述的人脸识别跟随电风扇的人脸定位方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1），开关打开后，通过红外感应器测得人体与电风扇之间的距离；

步骤2），控制模块将人体与电风扇之间的距离和预设的距离阈值进行比较；

步骤2.1），如果人体与电风扇之间的距离大于预设的距离阈值，电风扇不工作；

步骤2.2），如果人体与电风扇之间的距离小于等于预设的距离阈值；

步骤2.2.1），摄像头拍摄图片后传递给控制模块，控制模块分析图片，判断其中是否有人脸图像；

步骤2.2.1.1），如果控制模块检测到摄像头拍摄的图片中没有人脸图像，依次进行以下动作：

控制模块驱动转向电机工作，使得风扇头向右运动至最大角度后，向左运动到最大角度，然后回到初始位置；控制模块驱动电动伸缩杆工作，使得风扇头向上运动至最大位移处后，向下运动到最大位移处，然后回到初始位置；

在这中间，如果控制模块检测到摄像头拍摄的图片中存在人脸图像，则停止动作，执行步骤2.2.1.2）；

步骤2.2.1.2），如果控制模块检测到摄像头拍摄的图片中存在人脸图像，控制转向电机、电动伸缩杆工作，使得人脸图像处于摄像头拍摄图像的中间,并控制风叶电机工作。

5.基于权利要求1所述的人脸识别跟随电风扇的人脸跟随方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤A），控制模块检测到摄像头拍摄的图片中存在人脸图像后，控制转向电机、电动伸缩杆工作，使得人脸图像处于摄像头拍摄图像的中间,并控制风叶电机工作；

步骤B），人脸移动时，控制模块根据摄像头拍摄的连续图片中人脸图像的位置、以及人体与电风扇之间的距离计算得到人脸的移动速度；

步骤C），控制模块将人脸的移动速度分解为水平速度和垂直速度；

步骤D），根据水平速度和垂直速度计算得到转向电机和电动伸缩杆的预定输入PWM占空比值；

步骤E），将转向电机和电动伸缩杆的预定输入PWM占空比值分别和预设的PWM占空比阈值进行比较，如果转向电机的预定输入PWM占空比值大于预设的PWM占空比阈值，控制模块向转向电机输入预设的PWM占空比阈值，否则控制模块向转向电机输入预定输入PWM占空比值；如果电动伸缩杆的预定输入PWM占空比值大于预设的PWM占空比阈值，控制模块向电动伸缩杆输入预设的PWM占空比阈值，否则控制模块向电动伸缩杆输入预定输入PWM占空比值。