CN108615022A - 一种人体定位方法、装置、设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人体定位方法，该方法利用目标传感器获取感应区域内的温度图像；从温度图像中计算出人体目标的质心像素点，并确定出人体目标所占的目标像素点个数；根据质心像素点的横坐标值与目标传感器中传感器单元的感知视角可获得以目标传感器为参照的人体目标的方位角；将目标像素点个数与预设距离参数相除，获得人体目标与传感器之间的目标距离；根据方位角和目标距离确定人体目标的位置。将计算出的方位角和目标距离结合可获得人体目标所在的具体方位，即实现人体定位。本发明还公开了一种人体定位装置、设备及系统，具有相应的技术效果。

Description

一种人体定位方法、装置、设备及系统

技术领域

本发明涉及监控技术领域，特别是涉及一种人体定位方法、装置、设备及系统。

背景技术

随着科学技术的发展，出现了人体跟随机器人(如自动跟随行李箱)、智能监控、自动车辆辅助驾驶等高科技产品。在这些高科技产品中往往需要对人体进行定位。

目前，被动式人体定位因其以人体目标本身的某种信号特征来实现定位，被广泛应用。被动式人体定位技术包括图像定位法和被动式红外探测法。其中，图像定位法存在数据处理量大与运算复杂度高的问题。被动式红外探测法则存在灵敏度较低、响应速度慢、探测距离短、探测范围小等缺陷。

综上所述，如何有效地解决人体定位等问题，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种人体定位方法、装置、设备及系统，以进行人体定位。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种人体定位方法，包括：

利用目标传感器获取感应区域内的温度图像；其中，所述温度图像包括所述感应区域内各个像素点的温度值；

从所述温度图像中计算出人体目标的质心像素点，并确定出所述人体目标所占的目标像素点个数；

将所述质心像素点的横坐标值与所述目标传感器中传感器单元的感知视角相乘，获得以所述目标传感器为参照的所述人体目标的方位角；

将预设距离参数与所述目标像素点个数相除，获得所述人体目标与传感器之间的目标距离；

根据所述方位角和所述目标距离确定所述人体目标的位置。

优选地，所述利用目标传感器获取感应区域内的温度图像，包括：

通过转动与目标传感器相连接的步进电机，利用所述目标传感器获取感应区域内的温度图像。

优选地，通过转动与目标传感器相连接的步进电机，利用所述目标传感器获取感应区域内的温度图像，包括：

步进电机每旋转预设角度时，采集一次目标传感器感应到的温度数据点阵；

当所述目标传感器的温度采集次数达到预设阈值时，将采集到的温度数据点阵转化为温度图像。

优选地，将预设距离参数与所述目标像素点个数相除，获得所述人体目标与传感器之间的目标距离，包括：

当预设距离参数为预设人体宽度与所述感知视角正切值的比值时，通过将预设距离参数与所述目标像素点个数相除，获得所述人体目标与传感器之间的目标距离的取值范围；

在所述取值范围内确定所述目标距离的值。

优选地，在所述取值范围内确定所述目标距离的值，包括：

当所述目标像素点个数小于预设阈值时，利用所述人体目标与环境温度之间的比值，在所述取值范围内确定所述目标距离的值。

优选地，从所述温度图像中计算出人体目标的质心像素点，并确定出所述人体目标所占的目标像素点个数，包括：

将所述温度图像进行二值化，获取前景图像；

根据所述前景图像，确定所述人体目标质心像素点，并确定出所述人体目标所占的目标像素点个数。

优选地，所述目标传感器为线阵热电堆传感器或低分辨率面阵热电堆传感器，且每一个热电堆传感器单元的感知视角为3.75°。

一种人体定位装置，包括：

温度图像获取模块，用于利用目标传感器获取感应区域内的温度图像；其中，所述温度图像包括所述感应区域内各个像素点的温度值；

图像处理模块，用于从所述温度图像中计算出人体目标的质心像素点，并确定出所述人体目标所占的目标像素点个数；

方位角确定模块，用于将所述质心像素点的横坐标值与所述目标传感器中传感器单元的感知视角相乘，获得以所述目标传感器为参照的所述人体目标的方位角；

目标距离计算模块，用于将预设距离参数与所述目标像素点个数相除，获得所述人体目标与传感器之间的目标距离；

位置确定模块，用于根据所述方位角和所述目标距离确定所述人体目标的位置。

一种人体定位设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述人体定位的步骤。

一种人体定位系统，包括：

步进电机、线阵或低分辨率面阵的热电堆传感器和如上述的人体定位设备，其中所述步进电机的转动轴与所述热电堆传感器的电路板相连接，所述热电堆传感器的输出端与所述人体定位设备相连接，所述步进电机与所述人体定位设备相连接。

一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述人体定位方法的步骤。

应用本发明实施例所提供的方法，利用目标传感器获取感应区域内的温度图像；其中，温度图像包括感应区域内各个像素点的温度值；从温度图像中计算出人体目标的质心像素点，并确定出人体目标所占的目标像素点个数；将质心像素点的横坐标值与目标传感器中传感器单元的感知视角相乘，获得以目标传感器为参照的人体目标的方位角；将目标像素点个数与预设距离参数相除，获得人体目标与传感器之间的目标距离；根据方位角和目标距离确定人体目标的位置。利用目标传感器可获取到感应区域内的温度图像，并利用人体目标与周围环境的温差，可确定人体目标在该温度图像中的质心像素点以及所占的目标像素点个数。然后通过质心像素点与目标传感器中传感器单元的感知视角，可计算出人体目标相应于目标传感器的方位角；根据目标像素点个数与预设距离参数，可以计算出人体目标与传感器之间的目标距离。将计算出的方位角和目标距离结合可获得人体目标所在的具体方位，即实现人体定位。也就是说，根据人体目标与环境温度的差异，以及人体目标在温度图像中质心像素点和所占的目标像素点个数，在无需进行大量复杂计算的情况下，便可实现人体定位。另外，因温度图像的成像为热成像，在黑暗和烟雾等环境下仍具有较强的视觉效果，可实现全天候工作，还无需向人体目标发送检测信号，也无需人体目标携带定位设备，因而还具有非接触、自身不发射信号、隐蔽性强的优点。

应用本发明实施例所提供的人体定位系统，包括：步进电机、线阵或低分辨率面阵的热电堆传感器和如上述的人体定位设备，其中步进电机的转动轴与热电堆传感器的电路板相连接，热电堆传感器的输出端与人体定位设备相连接，步进电机与人体定位设备相连接。其中，人体定位设备中的处理器可执行计算机程序时实现如上述人体定位方法的步骤。也就是说，本发明实施例提供的人体定位系统具有上述人体定位方法所具有的技术效果。将线阵热电堆传感器与步进电机结合使用来获取温度图像，可增大线阵热电堆传感器的感应区域，结合上述人体定位方法可实现高精度的人体定位。另外，因线阵热电堆传感器相对于高精度传感器而言价格更为低廉，在实现高精度的人体定位的同时，还可降低生产成本。

相应地，本发明实施例还提供了与上述人体定位方法相对应的定位装置、设备及系统，具有上述技术效果，在此不再赘述。

附图说明

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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种人体定位方法的实施流程图；

图2为本发明实施例中另一种人体定位方法的实施流程图；

图3为本发明实施例中一种人体定位装置的结构示意图；

图4为本发明实施例中一种人体定位设备的结构示意图；

图5为本发明实施例中一种人体定位系统的结构示意图；

图6为本发明实施例中一种人体定位系统的外观示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参考图1，图1为本发明实施例中一种人体定位方法的流程图，该方法包括以下步骤：

S101、利用目标传感器获取感应区域内的温度图像。

其中，温度图像包括感应区域内各个像素点的温度值。

具体的，目标传感器可以为热电堆传感器，该热电堆传感器中各像素单元能测量出其感应区域内物体的平均温度。为了提高采样分辨率以及降低硬件成本，可以采用低分辨率面阵热电堆传感器或低成本的线阵热电堆传感器。例如，以16×1单元的线阵热电堆传感器为例对本发明的方案进行说明，线阵热电堆传感器的感知视角为60°×3.75°，即每个线阵热电堆传感器单元的感知视角为3.75°×3.75°。单个这样的线阵传感器的感知视角小，监测范围窄，为了扩展其监测范围，本发明实施例可采用步进电机带动线阵热电堆传感器绕中心点旋转的方法，步进电机每旋转3.75°采集一次线阵热电堆传感器感应的温度数据。旋转180°，即采集48次数据，得到16×48的温度点阵(即16行48列)，这样将步进电机带动线阵热电堆传感器在水平方向上旋转时，就可以将线阵热电堆传感器的感应区域以中心点为中轴，在水平方向上得到延伸。当然还可以采用其他型号的线阵或面阵热电堆传感器，来实现温度图像的采集，当型号发生改变时，将步进电机每旋转与该型号的线阵热电堆传感器的感知视角，采集一次线阵热电堆传感器感应的温度数据。

S102、从温度图像中计算出人体目标的质心像素点，并确定出人体目标所占的目标像素点个数。

其中，质心像素点为人体目标的质心在温度图像所处的像素点。

在本实施例中，通常人体目标的体温与环境温度之间存在温差，因此通过判断温度图像中各个像素点的温度，可确定出人体目标。确定出的人体目标可以为人体大致轮廓图，基于该轮廓图，可确定人体目标的质心像素点。也可通过该轮廓图中将人体目标在温度图像中所占的目标像素点个数确定。具体的，目标像素点可为人体目标在温度图像中宽度最大的一行的所占像素点，也可以是将多列中所占的横向像素点的个数的平均数，或是在温度图像中所占的全部像素点个数。例如，当目标像素点为人体目标在温度图像中横向最宽处所占的横向像素点时，目标像素点个数可以为人体目标在温度图像中所占的最左列与最后列之间的差值。具体的目标像素点个数的确定方式可下文中的预设距离参数所参考的方式相匹配。

S103、将质心像素点的横坐标值与目标传感器中传感器单元的感知视角相乘，获得以目标传感器为参照的人体目标的方位角。

因温度图像是由单片机带动目标传感器转动而获取的，因而，在温度图像中的像素点的位置与目标传感器的转动角度相关。也就是说，知道某像素点在该温度图像中的具体位置时，便可知该点是目标传感器旋转多少度之后获取到的。又因为，本发明实施例中通过将单片机旋转带动线阵热电堆传感器，并且单片机每旋转一定角度，才获取一次温度数据的方式得到温度图像。也就是说，通过线阵热电堆传感器的感知视角与像素点，便可知该点与目标传感器之间的夹角。基于此，可将从步骤S103中获得的质心像素点的横坐标值与目标传感器中的传感器单元的感知视角相乘，获得以目标传感器为参照的人体目标的方位角。

S104、将预设距离参数与目标像素点个数相除，获得人体目标与传感器之间的目标距离。

需要说明的是，在本实施例中，可采用的目标传感器为线阵热电堆传感器。因其线阵热电堆传感器中的热电堆感器单元的感知视角为3.75°×3.75°，而线阵热电堆传感器的感知视角则为单个热电堆感器单元的叠加。同人眼一样，通过线阵热电堆传感器感应获取到的温度图像中的人体目标同样具备“近大远小”的特点。即，距离越远，人体目标在温度图像中所占的像素点个数越少，人体目标在温度图像中越小。

其中，预设距离参数与目标像素相匹配。例如，当目标像素点为人体目标在温度图像中所占的全部像素点时，则可以根据“近大远小”的原理，可将预设距离参数设置为与人体目标所占的全部像素点个数相匹配的参数。当目标像素点为人体目标在温度图像中最宽处处所占的像素点个数，也就是最宽处占多少列的像素点数时，可将预设距离参数设置为与人体目标所占的横向像素点个数相匹配的参数。基于此，可通过预设距离参数除以目标像素点个数，获得人体目标与传感器之间的目标距离。

S105、根据方位角和目标距离确定人体目标的位置。

将目标传感器的位置为参考点，已知目标人体的质心与目标传感器之间的方位角和目标距离，可根据极坐标的原理，可确定人体目标的位置。其中极坐标为：根据在平面内取一个定点，叫极点，引一条射线，叫做极轴，再选定一个长度单位和角度的正方向(通常取逆时针方向)。对于平面内任何一点，用该点到极点的距离，和该点与极点的连线与级轴之间形成的夹角便可确定该点相对于原点的具体位置。

需要说明的是，对于步骤S103和步骤S104的执行方式可以为先执行S103后执行S104，也可以先执行S104后执行S103，还可以同时执行S103和S104。即，获得方位角和目标距离的先后顺序不影响本发明实施例实现人体定位。

应用本发明实施例所提供的方法，利用目标传感器获取感应区域内的温度图像；其中，温度图像包括感应区域内各个像素点的温度值；从温度图像中计算出人体目标的质心像素点，并确定出人体目标所占的目标像素点个数；将质心像素点的横坐标值与目标传感器中传感器单元的感知视角相乘，获得以目标传感器为参照的人体目标的方位角；将目标像素点个数与预设距离参数相除，获得人体目标与传感器之间的目标距离；根据方位角和目标距离确定人体目标的位置。利用目标传感器可获取到感应区域内的温度图像，并利用人体目标与周围环境的温差，可确定人体目标在该温度图像中的质心像素点以及所占的目标像素点个数。然后通过质心像素点与目标传感器中传感器单元的感知视角，可计算出人体目标相应于目标传感器的方位角；根据目标像素点个数与预设距离参数，可以计算出人体目标与传感器之间的目标距离。将计算出的方位角和目标距离结合可获得人体目标所在的具体方位，即实现人体定位。也就是说，根据人体目标与环境温度的差异，以及人体目标在温度图像中质心像素点和所占的目标像素点个数，在无需进行大量复杂计算的情况下，便可实现人体定位。另外，因温度图像的成像为热成像，在黑暗和烟雾等环境下仍具有较强的视觉效果，可实现全天候工作，还无需向人体目标发送检测信号，也无需人体目标携带定位设备，因而还具有非接触、自身不发射信号、隐蔽性强的优点。

需要说明的是，基于上述实施例一，本发明实施例还提供了相应的改进方案。在后续实施例中涉及与上述实施例一中相同步骤或相应步骤之间可相互参考，相应的有益效果也可相互参照，在下文的改进实施例中不再一一赘述。

实施例二：

请参考图2，图2为本发明实施例中另一种人体定位方法的流程图，该方法包括以下步骤：

S201、通过转动与目标传感器相连接的步进电机，利用目标传感器获取感应区域内的温度图像。

其中，温度图像包括感应区域内各个像素点的温度值。

具体的，在实际应用中，可通过以下步骤获取温度图像：

步骤一、步进电机每旋转预设角度时，采集一次目标传感器感应到的温度数据点阵；

步骤二、当目标传感器的温度采集次数达到预设阈值时，将采集到的温度数据点阵转化为温度图像。

为便于描述，将上述两个步骤结合起来进行说明。

以采用16×1单元的线阵热电堆传感器为例，其感知视角为60°×3.75°，即每个热电堆传感器单元的视角为3.75°×3.75°。令步进电机每旋转3.75°，采集一次线阵热电堆传感器的温度数据，得到16×1个温度数据，旋转180度后，则传感器采集48次数据，得到16×48点阵(即16行48列)的温度图像。

S202、将温度图像进行二值化，获取前景图像。

其中，可将温度图像转换为温度图像的直方图，然后根据直方图确定二值化阈值；通过二值化阈值分离出温度图像中的前景图像，其中，前景图像中每个像素点的温度值均大于二值化阈值。因通常情况下，人体温度高于环境温度，所以前景图像即为人体目标图像。具体的，对得到的温度图像求直方图，该直方图中第一峰值对应的温度为背景温度，第二个峰值对应的温度为前景温度，两个峰值之间的波谷所对应的温度为二值化阈值，通过该二值化阈值对温度图像进行二值化，分离出该温度图像的前景图像和背景图像，前景图像中每个像素点的温度值均大于该二值化阈值，背景图像中每个像素点的温度值均小于该二值化阈值。

S203、根据前景图像，确定人体目标质心像素点，并确定出人体目标所占的目标像素点个数。

其中，人体目标质心像素点可为该人体目标的质心在温度图像中的像素点。其中，质量中心简称质心，指物质系统上被认为质量集中于此的一个假想点。

具体的，根据二值化后的前景图像求得人体目标质心位置，并确定出人体目标所占的目标像素点个数n。

S204、将质心像素点的横坐标值与目标传感器中传感器单元的感知视角相乘，获得以目标传感器为参照的人体目标的方位角。

在目标传感器正对的平面内，人体所在方位角α根据质心在16×48点阵图像中的横坐标i(1≤i≤48)可以确定。即可通过公式(1)计算出方位角α：

α＝i×3.75° 公式(1)

S205、当预设距离参数为预设人体宽度与感知视角正切值的比值时，通过将预设距离参数与目标像素点个数相除，获得人体目标与传感器之间的目标距离的取值范围。

因“近大远小”的影响，当人体目标与目标传感器之间的距离较近时，所得的温度图像中人体目标较大，相应的人体宽带较宽。已知目标像素个数的前提下，能够得到的人体距离是一个范围。在一定距离范围内，像素个数是一样的。预先设置人体宽带，例如可将预设人体宽带值为0.4m，又知道目标传感器中的热电堆传感器单元的感知视角的具体度数，可利用三角函数关系，设置用于计算目标距离的预设距离参数。具体的，将预设人体宽度与目标传感器中的热电堆传感器单元的感知视角的正切值做商，可得预设距离参数。因此，可将计算得出的预设距离参数与目标像素点个数的比值座位目标距离。

其中，预设距离参数为预设人体宽度与感知视角正切值的比值。

具体的，人体宽度在图像阵列中所占横向像素点的个数为n，人体实际物理宽度为w，人体和传感器之间的目标距离为d，可通过公式(2)计算出目标距离d：

d＝w/(n×tan(3.75°)) 公式(2)

其中3.75°为热电堆传感器单元的感知视角。下表1为目标像素点个数与人体目标与目标传感器之间的距离的对应关系表：

横向像素点n(个)	人体距离范围d(米)
		1	6.10≤d＜10.00
2	3.05≤d＜6.10
		3	2.03≤d＜3.05
4	1.53≤d＜2.03
		5	1.22≤d＜1.53
6	1.02≤d＜1.22
		7	0.87≤d＜1.02
8	0.76≤d＜0.87
		9	0.68≤d＜0.76
10	0.61≤d＜0.68
		11	0.55≤d＜0.61
12	0.51≤d＜0.55

表1

例如：假设w＝0.4m，当横向像素点的个数n为2时，则d的最小值为0.4/(2.0×tan(3.75))＝3.05m；d的最大值取0.4/(1×tan(3.75))＝6.10m；故此时d的取值范围为3.05≤d＜6.10。

S206、在取值范围内确定目标距离的值。

在步骤S205中确定的取值范围内确定出目标距离的值。具体的确定方式，可预先确定，也可根据实际情况进行调整，在此不做限定。

S207、根据方位角和目标距离确定人体目标的位置。

从上述步骤可以看出，当通过步进电机带动线阵热电堆传感器获取到温度图像之后，利用人体目标与环境温度的差异，便可确定人体目标的质心像素点和所占的目标像素点个数。结合步进电机每采集一次数据所旋转的角度与线阵热电堆传感器的热电堆传感器单元的感知视角便可计算出用于确定人体目标的位置的方位角和目标距离。相较于图像定位法而言，本发明实施例所提供的人体定位方法在计算上更为简单，即无需进行大量复杂的计算，便可实现人体定位。在实际应用中，通过步进电机旋转带动目标传感器获取温度图像的方式，在1S内可获得2个温度图像。每获得一个温度图像便可计算一次人体目标的位置，可实现实时的人体定位。

实施例三：

从上表1中可以看出，当n较小(如n<＝3)时，测量到的距离范围太大，可采用插值法进一步提高距离的测量精度。具体的，即在确定目标距离的具体数值时，执行以下步骤：

当目标像素点个数小于预设阈值时，利用人体目标与环境温度之间的比值，在取值范围内确定目标距离的值。

具体过程如下：

(1)根据分离出的前景图像和背景图像，分别统计前景和背景的平均温度。设背景平均温度为T0，前景平均温度为T1；

(2)将表1中n所对应的最短距离记为D1，最大距离记为D2；

(3)前景图像中最左像素和最右像素(即边界像素点)的平均温度记为TA；

(4)通过公式(3)，即利用插值法得到目标距离的值；

d＝D1+(D2-D1)*(TA-T0)/(T1-T0) 公式(3)

其中，当TA＝T0时，d＝D1；当TA＝T1时，d＝D2。

如此，当人体目标距离目标传感器较远的距离的情况下，也可得到高精度的人体目标的位置。即可实现远距离、高精度的人体定位。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种定位装置，下文描述的定位装置与上文描述的人体定位方法可相互对应参照。

参见图3所示，该装置包括以下模块：

温度图像获取模块101，用于利用目标传感器获取感应区域内的温度图像；其中，温度图像包括感应区域内各个像素点的温度值；

图像处理模块102，用于从温度图像中计算出人体目标的质心像素点，并确定出人体目标所占的目标像素点个数；

方位角确定模块103，用于将质心像素点的横坐标值与目标传感器中传感器单元的感知视角相乘，获得以目标传感器为参照的人体目标的方位角；

目标距离计算模块104，用于将预设距离参数与目标像素点个数相除，获得人体目标与传感器之间的目标距离；

位置确定模块105，用于根据方位角和目标距离确定人体目标的位置。

应用本发明实施例所提供的装置，利用目标传感器获取感应区域内的温度图像；其中，温度图像包括感应区域内各个像素点的温度值；从温度图像中计算出人体目标的质心像素点，并确定出人体目标所占的目标像素点个数；将质心像素点的横坐标值与目标传感器中传感器单元的感知视角相乘，获得以目标传感器为参照的人体目标的方位角；将目标像素点个数与预设距离参数相除，获得人体目标与传感器之间的目标距离；根据方位角和目标距离确定人体目标的位置。利用目标传感器可获取到感应区域内的温度图像，并利用人体目标与周围环境的温差，可确定人体目标在该温度图像中的质心像素点以及所占的目标像素点个数。然后通过质心像素点与目标传感器中传感器单元的感知视角，可计算出人体目标相应于目标传感器的方位角；根据目标像素点个数与预设距离参数，可以计算出人体目标与传感器之间的目标距离。将计算出的方位角和目标距离结合可获得人体目标所在的具体方位，即实现人体定位。也就是说，根据人体目标与环境温度的差异，以及人体目标在温度图像中质心像素点和所占的目标像素点个数，在无需进行大量复杂计算的情况下，便可实现人体定位。另外，因温度图像的成像为热成像，在黑暗和烟雾等环境下仍具有较强的视觉效果，可实现全天候工作，还无需向人体目标发送检测信号，也无需人体目标携带定位设备，因而还具有非接触、自身不发射信号、隐蔽性强的优点。

在本发明的一种具体实施方式中，温度图像获取模块101，具体用于通过转动与目标传感器相连接的步进电机，利用目标传感器获取感应区域内的温度图像。

在本发明的一种具体实施方式中，温度图像获取模块101，包括：

温度数据点阵获取单元，用于步进电机每旋转预设角度时，采集一次目标传感器感应到的温度数据点阵；

温度图像获取单元，用于当目标传感器的温度采集次数达到预设阈值时，将采集到的温度数据点阵转化为温度图像。

在本发明的一种具体实施方式中，目标距离计算模块104，包括：

目标距离取值范围确定单元，用于当预设距离参数为预设人体宽度与感知视角正切值的比值时，通过将预设距离参数与目标像素点个数相除，获得人体目标与传感器之间的目标距离的取值范围；

目标距离确定单元，用于在取值范围内确定目标距离的值。

在本发明的一种具体实施方式中，目标距离确定单元，具体用于当目标像素点个数小于预设阈值时，利用人体目标与环境温度之间的比值，在取值范围内确定目标距离的值

在本发明的一种具体实施方式中，图像处理模块102，包括：

前景图像确定单元，用于将温度图像进行二值化，获取前景图像；

像素点确定单元，用于根据前景图像，确定人体目标质心像素点，并确定出人体目标所占的目标像素点个数。

在本发明的一种具体实施方式中，目标传感器为线阵热电堆传感器或低分辨率面阵热电堆传感器，且每一个热电堆传感器单元的感知视角为3.75°。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种人体定位设备，下文描述的一种人体定位设备与上文描述的一种人体定位方法可相互对应参照。

参见图4所示，该人体定位设备包括：

存储器D1，用于存储计算机程序；

处理器D2，用于执行计算机程序时实现上述方法实施例的人体定位方法的步骤。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种人体定位系统，下文描述的一种人体定位系统与上文描述的一种人体定位方法可相互对应参照。

参见图5所示，该定位系统包括：

步进电机501、线阵或低分辨率面阵的热电堆传感器502和如上述的人体定位设备503，其中步进电机501的转动轴与热电堆传感器502的电路板相连接，热电堆传感器502的输出端与人体定位设备503相连接，步进电机501与人体定位设备503相连接。

具体的，请参考图6，其中1为主控制电路，在主控制电路中包含上述的人体定位设备，2为步进电机，3为步进电机的转动轴，4为线阵或低分辨率面阵的热电堆传感器的电路板，即传感器电路板，5为线阵或低分辨率面阵热电堆传感器。其中，在主控制电路1中包含上述的人体定位设备，步进电机2的旋转速度和旋转方向受主控电路板中的人体定位设备所控制。步进电机2开始工作后，通过步进电机转动轴3带动与之相连接的传感器电路板4转动，位于传感器电路板4上的线阵热电堆5则获取感应区域内的温度数据，并通过传感器电路板4与主控电路板1之间的导线将温度数据传输至主控电路板1中的人体定位设备中进行处理。人体定位设备的对温度数据的处理方法可参照上述的方法实施例，在此不再赘述。

应用本发明实施例所提供的人体定位系统，包括：步进电机、线阵或低分辨率面阵的热电堆传感器和如上述的人体定位设备，其中步进电机的转动轴与热电堆传感器的电路板相连接，热电堆传感器的输出端与人体定位设备相连接，步进电机与人体定位设备相连接。其中，人体定位设备中的处理器可执行计算机程序时实现如上述人体定位方法的步骤。也就是说，本发明实施例提供的人体定位系统具有上述人体定位方法所具有的技术效果。将线阵热电堆传感器与步进电机结合使用来获取温度图像，可增大线阵热电堆传感器的感应区域，结合上述人体定位方法可实现高精度的人体定位。另外，因线阵热电堆传感器相对于高精度传感器而言价格更为低廉，在实现高精度的人体定位的同时，还可降低生产成本。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种可读存储介质，下文描述的一种可读存储介质与上文描述的一种人体定位方法可相互对应参照。

一种可读存储介质，可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例的人体定位方法的步骤。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种人体定位方法，其特征在于，包括：

利用目标传感器获取感应区域内的温度图像；其中，所述温度图像包括所述感应区域内各个像素点的温度值；

从所述温度图像中计算出人体目标的质心像素点，并确定出所述人体目标所占的目标像素点个数；

将所述质心像素点的横坐标值与所述目标传感器中传感器单元的感知视角相乘，获得以所述目标传感器为参照的所述人体目标的方位角；

将预设距离参数与所述目标像素点个数相除，获得所述人体目标与传感器之间的目标距离；

根据所述方位角和所述目标距离确定所述人体目标的位置。

2.根据权利要求1所述的人体定位方法，其特征在于，所述利用目标传感器获取感应区域内的温度图像，包括：

通过转动与目标传感器相连接的步进电机，利用所述目标传感器获取感应区域内的温度图像。

3.根据权利要求2所述的人体定位方法，其特征在于，通过转动与目标传感器相连接的步进电机，利用所述目标传感器获取感应区域内的温度图像，包括：

步进电机每旋转预设角度时，采集一次目标传感器感应到的温度数据点阵；

当所述目标传感器的温度采集次数达到预设阈值时，将采集到的温度数据点阵转化为温度图像。

4.根据权利要求1所述的人体定位方法，其特征在于，将预设距离参数与所述目标像素点个数相除，获得所述人体目标与传感器之间的目标距离，包括：

当预设距离参数为预设人体宽度与所述感知视角正切值的比值时，通过将预设距离参数与所述目标像素点个数相除，获得所述人体目标与传感器之间的目标距离的取值范围；

在所述取值范围内确定所述目标距离的值。

5.根据权利要求4所述的人体定位方法，其特征在于，在所述取值范围内确定所述目标距离的值，包括：

当所述目标像素点个数小于预设阈值时，利用所述人体目标与环境温度之间的比值，在所述取值范围内确定所述目标距离的值。

6.根据权利要求1至5任一项所述的人体定位方法，其特征在于，从所述温度图像中计算出人体目标的质心像素点，并确定出所述人体目标所占的目标像素点个数，包括：

将所述温度图像进行二值化，获取前景图像；

根据所述前景图像，确定所述人体目标质心像素点，并确定出所述人体目标所占的目标像素点个数。

7.根据权利要求6所述的人体定位方法，其特征在于，所述目标传感器为线阵热电堆传感器或低分辨率面阵热电堆传感器，且每一个热电堆传感器单元的感知视角为3.75°。

8.一种人体定位装置，其特征在于，包括：

温度图像获取模块，用于利用目标传感器获取感应区域内的温度图像；其中，所述温度图像包括所述感应区域内各个像素点的温度值；

图像处理模块，用于从所述温度图像中计算出人体目标的质心像素点，并确定出所述人体目标所占的目标像素点个数；

方位角确定模块，用于将所述质心像素点的横坐标值与所述目标传感器中传感器单元的感知视角相乘，获得以所述目标传感器为参照的所述人体目标的方位角；

目标距离计算模块，用于将预设距离参数与所述目标像素点个数相除，获得所述人体目标与传感器之间的目标距离；

位置确定模块，用于根据所述方位角和所述目标距离确定所述人体目标的位置。

9.一种人体定位设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述人体定位方法的步骤。

10.一种人体定位系统，其特征在于，包括：

步进电机、线阵或低分辨率面阵的热电堆传感器和如权利要求9所述的人体定位设备，其中所述步进电机的转动轴与所述热电堆传感器的电路板相连接，所述热电堆传感器的输出端与所述人体定位设备相连接，所述步进电机与所述人体定位设备相连接。