CN108664042A - 机器人眼睛的转动控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人眼睛的转动控制方法及系统，该方法包括：检测摄像头当前捕捉的第一图片中是否存在物体信息；当确定第一图片中存在第一物体信息时，确定第一物体信息在第一图片中的第一坐标位置；计算第一坐标位置与第一图片中成像中心点对应的第二坐标位置的第一距离值，并获取机器人眼睛中电机的控制中心点到成像中心点的第二距离值；根据第一距离值和第二距离值计算机器人眼睛的转动角度，根据转动角度调整机器人眼睛与第一物体信息对应的取景实物的相对位置。本发明使得能够控制机器人眼睛自由、灵活的转动。

Description

机器人眼睛的转动控制方法及系统

技术领域

本发明涉及机器人视觉技术领域，尤其涉及一种机器人眼睛的转动控制方法及系统。

背景技术

现有技术中，当用户需要对机器人眼睛中的摄像头的拍摄角度进行调整时，需要通过手动选择具体的方位，例如使用鼠标、遥控器进行选择等，这种对摄像头的控制方式对用户来说并不方便，这也是导致机器人至今无法进入家庭的主要原因之一。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种机器人眼睛的转动控制方法及系统，旨在控制机器人眼睛自由、灵活的转动。

为实现上述目的，本发明提供的一种机器人眼睛的转动控制方法，所述机器人眼睛包括摄像头和电机，所述机器人眼睛的转动控制方法包括以下步骤：

检测摄像头当前捕捉的第一图片中是否存在第一物体信息，其中，所述第一物体信息为摄像头需要跟踪的取景实物对应的物体信息；

当确定第一图片中存在第一物体信息时，确定第一物体信息在第一图片中的第一坐标位置；

计算第一坐标位置与第一图片中成像中心点对应的第二坐标位置的第一距离值，并获取机器人眼睛中电机的控制中心点到成像中心点的第二距离值；

根据第一距离值和第二距离值计算机器人眼睛的转动角度，根据转动角度调整机器人眼睛与第一物体信息对应的取景实物的相对位置。

优选地，所述根据第一距离值和第二距离值计算机器人眼睛的转动角度，根据转动角度调整机器人眼睛与第一物体信息对应的取景实物的相对位置的步骤包括：

根据第一坐标位置中的X轴坐标值和第二距离值，计算机器人眼睛的第一水平转动角度及水平转动方向，并根据第一坐标位置中的Y轴坐标值和第二距离值，计算机器人眼睛的第一垂直转动角度及垂直转动方向；

控制机器人眼睛基于水平转动方向在水平方向上转动第一水平转动角度，并控制机器人眼睛基于垂直转动方向在垂直方向上转动第一垂直转动角度，直至获取到的第一坐标位置与成像中心点重合。

优选地，所述控制机器人眼睛基于水平转动方向在水平方向上转动第一水平转动角度，并控制机器人眼睛基于垂直转动方向在垂直方向上转动第一垂直转动角度，直至获取到的第一坐标位置与成像中心点重合的步骤包括：

当获取到预设的电机移动系数时，根据第一水平转动角度及电机移动系数，计算电机的水平转动步数，并根据第一垂直转动角度及电机移动系数，计算电机的垂直转动步数；

控制电机基于水平转动方向在水平方向上转动水平转动步数，以控制机器人眼睛基于水平转动方向在水平方向上转动第一水平转动角度，并控制电机基于垂直转动方向在垂直方向上转动垂直转动步数，以控制机器人眼睛基于垂直转动方向在垂直方向上转动第一垂直转动角度，直至获取到的第一坐标位置与成像中心点重合。

优选地，所述机器人眼睛的转动控制方法还包括：

获取摄像头距离当前时刻之前预设时长内采集的第二图片、第三图片及第四图片，并确定第一物体信息在第二图片的第三坐标位置、在第三图片的第四坐标位置及在第四图片的第五坐标位置；

根据第一坐标位置、第三坐标位置、第四坐标位置及第五坐标位置，计算第一物体信息在第一坐标位置的第一移动速度；

控制机器人眼睛转动到第一物体信息对应的取景实物的相对位置时的第二移动速度与第一移动速度一致。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种机器人眼睛的转动控制系统，所述机器人眼睛包括摄像头和电机，所述机器人眼睛的转动控制系统包括：

检测模块，用于检测摄像头当前捕捉的第一图片中是否存在第一物体信息，其中，所述第一物体信息为摄像头需要跟踪的取景实物对应的物体信息；

确定模块，用于当确定第一图片中存在第一物体信息时，确定第一物体信息在第一图片中的第一坐标位置；

第一计算模块，用于计算第一坐标位置与第一图片中成像中心点对应的第二坐标位置的第一距离值，并获取机器人眼睛中电机的控制中心点到成像中心点的第二距离值；

调整模块，用于根据第一距离值和第二距离值计算机器人眼睛的转动角度，根据转动角度调整机器人眼睛与第一物体信息对应的取景实物的相对位置。

优选地，所述调整模块包括：

计算单元，用于根据第一坐标位置中的X轴坐标值和第二距离值，计算机器人眼睛的第一水平转动角度及水平转动方向，并根据第一坐标位置中的Y轴坐标值和第二距离值，计算机器人眼睛的第一垂直转动角度及垂直转动方向；

控制单元，用于控制机器人眼睛基于水平转动方向在水平方向上转动第一水平转动角度，并控制机器人眼睛基于垂直转动方向在垂直方向上转动第一垂直转动角度，直至获取到的第一坐标位置与成像中心点重合。

优选地，所述控制单元包括：

计算子单元，用于当获取到预设的电机移动系数时，根据第一水平转动角度及电机移动系数，计算电机的水平转动步数，并根据第一垂直转动角度及电机移动系数，计算电机的垂直转动步数；

控制子单元，用于控制电机基于水平转动方向在水平方向上转动水平转动步数，以控制机器人眼睛基于水平转动方向在水平方向上转动第一水平转动角度，并控制电机基于垂直转动方向在垂直方向上转动垂直转动步数，以控制机器人眼睛基于垂直转动方向在垂直方向上转动第一垂直转动角度，直至获取到的第一坐标位置与成像中心点重合。

优选地，所述机器人眼睛的转动控制系统还包括：

获取模块，用于获取摄像头距离当前时刻之前预设时长内采集的第二图片、第三图片及第四图片，并确定第一物体信息在第二图片的第三坐标位置、在第三图片的第四坐标位置及在第四图片的第五坐标位置；

第二计算模块，用于根据第一坐标位置、第三坐标位置、第四坐标位置及第五坐标位置，计算第一物体信息在第一坐标位置的第一移动速度；

控制模块，用于控制机器人眼睛转动到第一物体信息对应的取景实物的相对位置时的第二移动速度与第一移动速度一致。

本发明通过确定机器人眼睛的摄像头当前捕捉的第一图片中第一物体信息对应的第一坐标位置，并计算第一坐标位置与第一图片中成像中心点对应的第二坐标位置的第一距离值，且获取机器人眼睛中电机的控制中心点到成像中心点的第二距离值，根据第一距离值和第二距离值计算机器人眼睛的转动角度，根据转动角度调整机器人眼睛与第一物体信息对应的取景实物的相对位置，从而控制机器人眼睛自由、灵活的转动。

附图说明

图1为本发明机器人眼睛的转动控制方法的第一实施例的流程示意图；

图2为本发明图1所示第一实施例中步骤S40的细化步骤的流程示意图；

图3为本发明机器人眼睛的转动控制场景示意图；

图4为本发明机器人眼睛的转动控制方法中步骤S42的细化步骤的流程示意图；

图5为本发明机器人眼睛的转动控制方法的第二实施例的流程示意图；

图6为本发明机器人眼睛的转动控制系统的第一实施例的功能模块示意图；

图7为本发明机器人眼睛的转动控制系统的第二实施例中调整模块的调整功能模块示意图；

图8为本发明机器人眼睛的转动控制系统的第三实施例中控制单元的细化功能模块示意图；

图9为本发明机器人眼睛的转动控制系统的第四实施例的功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

基于上述问题，本发明提供一种机器人眼睛的转动控制方法。

参照图1，图1为本发明机器人眼睛的转动控制方法的第一实施例的流程示意图。

在本实施例中，所述机器人眼睛的转动控制方法包括：

步骤S10，检测摄像头当前捕捉的第一图片中是否存在物体信息，其中，第一物体信息为摄像头需要跟踪的取景实物对应的物体信息；

在本实施例中，该机器人眼睛包括摄像头和电机。该摄像头每间隔一定时间就会拍摄一帧图片，并识别捕捉各个图片中的物体信息A。由于在本方案中控制该摄像头优先跟踪第一个检测到的物体信息A对应的取景实物A，因此在识别出捕捉的图片中的某个物体信息A，且将该物体信息A对应的取景实物确定为需要跟踪的物体后，控制该摄像头跟踪该物体信息A对应的取景实物A，并进行拍摄，直至在后续拍摄的图片未检测到该物体信息A，则控制该摄像头停止跟踪该物体信息A对应的取景实物A。另外，在一定时间段内未检测到该物体信息A后，将不再继续跟踪该物体信息A对应的取景实物A，将重新确定需要跟踪的物体信息对应的取景实物。

当将第一物体信息确定为该摄像头需要跟踪的取景实物对应的物体信息后，在获取到摄像头当前捕捉的第一图片时，识别该第一图片中物体信息，判断该物体信息是否为第一物体信息。该物体信息包括人脸、动物、车辆。

可以理解的是，当检测到摄像头当前捕捉的第一图片中不存在该第一物体信息时，该摄像头不会转动。

步骤S20，当确定第一图片中存在第一物体信息时，确定第一物体信息在第一图片中的第一坐标位置；

步骤S30，计算第一坐标位置与第一图片中成像中心点对应的第二坐标位置的第一距离值，并获取机器人眼睛中电机的控制中心点到成像中心点的第二距离值；

该第一图片中成像中心点的第二坐标位置可以理解为该第一图片的中心点的第二坐标位置。在检测到当前捕捉的第一图片中存在第一物体信息时，确定该第一物体信息在第一图片中的第一坐标位置。计算第一坐标位置与第一图片中成像中心点对应的第二坐标位置的第一距离值，并获取机器人眼睛中电机的控制中心点到成像中心点的第二距离值。

步骤S40，根据第一距离值和第二距离值计算机器人眼睛的转动角度，根据转动角度调整机器人眼睛与第一物体信息对应的取景实物的相对位置。

该转动角度包括机器人眼睛在水平方向上转动的水平转动角度和在垂直方向上的垂直转动角度。根据第一距离值和第二距离值计算机器人眼睛的水平转动角度以及垂直转动角度，根据该水平转动角度以及垂直转动角度，调整机器人眼睛与第一物体信息对应的取景实物的相对位置，以使摄像头拍摄得到的该第一物体信息在图片中的第一坐标位置与图片的成像中心点重合。

本实施通过确定机器人眼睛的摄像头当前捕捉的第一图片中第一物体信息对应的第一坐标位置，并计算第一坐标位置与第一图片中成像中心点对应的第二坐标位置的第一距离值，且获取机器人眼睛中电机的控制中心点到成像中心点的第二距离值，根据第一距离值和第二距离值计算机器人眼睛的转动角度，根据转动角度调整机器人眼睛与第一物体信息对应的取景实物的相对位置，从而控制机器人眼睛自由、灵活的转动。

进一步的，请参照图2，为本发明第一实施例中步骤S40的细化步骤的流程示意图，该步骤S40的细化步骤包括：

步骤S41，根据第一坐标位置中的X轴坐标值和第二距离值，计算机器人眼睛的第一水平转动角度及水平转动方向，并根据第一坐标位置中的Y轴坐标值和第二距离值，计算机器人眼睛的第一垂直转动角度及垂直转动方向；

结合参照图3，图3为本发明机器人眼睛的转动控制场景示意图。基于第一图片的成像中心点建立X-Y-Z三维坐标系，确定该第一物体信息对应的第一坐标位置L1(x，y)，该第一坐标位置包括X轴坐标值(即x值)以及Y轴坐标值(即y值)。根据第一坐标位置中的X轴坐标值和电机的控制中心L2到成像中心点的第二距离值(即z值)，计算机器人眼睛的第一水平转动角度θ1及水平转动方向，该第一水平转动角度θ1的计算公式为：tanθ1＝x/z，并根据第一坐标位置中的Y轴坐标值和第二距离值，计算机器人眼睛的第一垂直转动角度θ2及垂直转动方向，该第一垂直转动角度θ2的计算公式为：tanθ2＝y/z。

步骤S42，控制机器人眼睛基于水平转动方向在水平方向上转动第一水平转动角度，并控制机器人眼睛基于垂直转动方向在垂直方向上转动第一垂直转动角度，直至获取到的第一坐标位置与成像中心点重合。

该机器人眼睛至少包括两个电机，该电机可以是步进电机，其中，一个电机控制机器人眼睛在水平方向上转动，而另一个电机控制机器人眼睛在垂直方向上转动。在计算出该机器人眼睛的第一水平转动角度θ1及水平转动方向，先通过一个电机控制机器人眼睛基于水平转动方向在水平方向上转动第一水平转动角度θ1，然后通过另一个电机控制机器人眼睛基于垂直转动方向在垂直方向上转动第一垂直转动角度θ2，直至获取到的第一坐标位置与成像中心点重合。

本实施例通过根据第一坐标位置中的X轴坐标值和第二距离值，计算机器人眼睛的第一水平转动角度及水平转动方向，并根据第一坐标位置中的Y轴坐标值和第二距离值，计算机器人眼睛的第一垂直转动角度及垂直转动方向，控制机器人眼睛基于水平转动方向在水平方向上转动第一水平转动角度，并控制机器人眼睛基于垂直转动方向在垂直方向上转动第一垂直转动角度，直至获取到的第一坐标位置与成像中心点重合，从而控制机器人眼睛自由、灵活的转动。

进一步的，请参照图4，为本发明机器人眼睛的转动控制方法中步骤S42的细化步骤的流程示意图，该步骤S42的细化步骤包括：

步骤S421，当获取到预设的电机移动系数时，根据第一水平转动角度及电机移动系数，计算电机的水平转动步数，并根据第一垂直转动角度及电机移动系数，计算电机的垂直转动步数；

步骤S422，控制电机基于水平转动方向在水平方向上转动水平转动步数，以控制机器人眼睛基于水平转动方向在水平方向上转动第一水平转动角度，并控制电机基于垂直转动方向在垂直方向上转动垂直转动步数，以控制机器人眼睛基于垂直转动方向在垂直方向上转动第一垂直转动角度，直至获取到的第一坐标位置与成像中心点重合。

在本实施例中，不同机器人眼睛对应不同的预设的电机移动系数，例如，机器人眼睛的最大转动角度为30度，基于限位步进电机的移动方式，可以实验得出电机控制机器人眼睛转动30度需要移动的步数c，那么通过该最大转动角度及该步数计算出预设的电机移动系数，该预设的电机移动系数等于c/30°。当获取到预设的电机移动系数时，根据第一水平转动角度θ1及电机移动系数，计算电机的水平转动步数D1，D1＝(θ1*c)/30°，并根据第一垂直转动角度θ2及电机移动系数，计算电机的垂直转动步数D2，该D2＝(θ2*c)/30°。

控制电机基于水平转动方向在水平方向上转动水平转动步数，以控制机器人眼睛基于水平转动方向在水平方向上转动第一水平转动角度，并控制电机基于垂直转动方向在垂直方向上转动垂直转动步数，以控制机器人眼睛基于垂直转动方向在垂直方向上转动第一垂直转动角度，直至获取到的第一坐标位置与成像中心点重合。

本实施例通过当获取到预设的电机移动系数时，根据第一水平转动角度及电机移动系数，计算电机的水平转动步数，并根据第一垂直转动角度及电机移动系数，计算电机的垂直转动步数，通过控制电机基于该水平转动步数以及该垂直转动步数转动，从而达到控制控制机器人眼睛基于水平转动方向在水平方向上转动第一水平转动角度，并控制机器人眼睛基于垂直转动方向在垂直方向上转动第一垂直转动角度的目的，使得实现控制机器人眼睛自由、灵活的转动。

进一步的，基于上述任一实施例，提出本发明机器人眼睛的转动控制方法的第二实施例，在本实施例中，参照图5，上述步骤S40之后还包括：

步骤S50，获取摄像头距离当前时刻之前预设时长内采集的第二图片、第三图片及第四图片，并确定第一物体信息在第二图片的第三坐标位置、在第三图片的第四坐标位置及在第四图片的第五坐标位置；

若设当前时刻为t4时刻，那么距离当前时刻之前的预设时长可以理解为t1时刻、t2时刻以及t3时刻，获取摄像头在该t1时刻捕捉的第二图片，获取摄像头在该t2时刻捕捉的第三图片，获取摄像头在该t3时刻捕捉的第四图片，并确定第一物体信息在第二图片的第三坐标位置、在第三图片的第四坐标位置及在第四图片的第五坐标位置。

步骤S60，根据第一坐标位置、第三坐标位置、第四坐标位置及第五坐标位置，计算第一物体信息在第一坐标位置的第一移动速度；

根据hermit三次曲线公式：x(t)＝a1t^3+b1t^2+c1t+d1，y(t)＝a2t^3+b2t^2+c2t+d2。将t1时刻对应的第三坐标位置、t2时刻对应的第四坐标位置、t3时刻对应的第五坐标位置及当前时刻对应的第一位置坐标代入上述x(t)、y(t)公式中，以求解a1b1c1d1a2b2c2d2，由于x'(t)为物体在x轴的速度分量，y'(t)为物体在y轴的速度分量，那么将当前时刻对应的第一位置坐标代入x'(t)、y'(t)求得第一物体信息在x轴的速度分量以及在y轴的速度分量，根据在x轴的速度分量以及在y轴的速度分量求得第一物体信息在第一坐标位置的第一移动速度。

或者，获取t3时刻捕捉的第四图片，并确定第一物体信息在第四图片的第五坐标位置，根据第五坐标位置与在第一图片中的第一坐标位置，计算在t3时刻到当前时刻的移动时间段中第一物体信息的移动距离，根据该移动距离以及该移动时间段该第一移动速度。

步骤S70，控制机器人眼睛转动到第一物体信息对应的取景实物的相对位置时的第二移动速度与第一移动速度一致。

在控制机器人眼睛在转动到第一物体信息对应的取景实物的相对位置，以使获取到的第一坐标位置与成像中心点重合的同时，控制机器人眼睛对应的第二移动速度与第一移动速度保持一致。

本实施例通过获取摄像头距离当前时刻之前预设时长内采集的第二图片、第三图片及第四图片，并确定第一物体信息在第二图片的第三坐标位置、在第三图片的第四坐标位置及在第四图片的第五坐标位置，根据第一坐标位置、第三坐标位置、第四坐标位置及第五坐标位置，计算第一物体信息在第一坐标位置的第一移动速度，控制机器人眼睛转动到第一物体信息对应的取景实物的相对位置时的第二移动速度与第一移动速度一致，从而使得机器人眼睛能够实时跟踪该第一物体信息对应的取景实物。

本发明进一步提供一种机器人眼睛的转动控制系统。

参照图6，图6为本发明机器人眼睛的转动控制系统的第一实施例的功能模块示意图。

在本实施例中，所述机器人眼睛的转动控制系统包括：检测模块10、确定模块20、第一计算模块30及调整模块40。

所述检测模块10，用于检测摄像头当前捕捉的第一图片中是否存在物体信息，其中，第一物体信息为摄像头需要跟踪的取景实物对应的物体信息；

在本实施例中，该机器人眼睛包括摄像头和电机。该摄像头每间隔一定时间就会拍摄一帧图片，并识别捕捉各个图片中的物体信息A。由于在本方案中控制该摄像头优先跟踪第一个检测到的物体信息A对应的取景实物A，因此在识别出捕捉的图片中的某个物体信息A，且将该物体信息A对应的取景实物确定为需要跟踪的物体后，控制该摄像头跟踪该物体信息A对应的取景实物A，并进行拍摄，直至在后续拍摄的图片未检测到该物体信息A，则控制该摄像头停止跟踪该物体信息A对应的取景实物A。另外，在一定时间段内未检测到该物体信息A后，将不再继续跟踪该物体信息A对应的取景实物A，将重新确定需要跟踪的物体信息对应的取景实物。

当将第一物体信息确定为该摄像头需要跟踪的取景实物对应的物体信息后，在获取到摄像头当前捕捉的第一图片时，检测模块10识别该第一图片中物体信息，判断该物体信息是否为第一物体信息。该物体信息包括人脸、动物、车辆。

可以理解的是，当检测到摄像头当前捕捉的第一图片中不存在该第一物体信息时，该摄像头不会转动。

所述确定模块20，用于当确定第一图片中存在第一物体信息时，确定第一物体信息在第一图片中的第一坐标位置；

所述第一计算模块30，用于计算第一坐标位置与第一图片中成像中心点对应的第二坐标位置的第一距离值，并获取机器人眼睛中电机的控制中心点到成像中心点的第二距离值；

该第一图片中成像中心点的第二坐标位置可以理解为该第一图片的中心点的第二坐标位置。在检测到当前捕捉的第一图片中存在第一物体信息时，确定模块20确定该第一物体信息在第一图片中的第一坐标位置。第一计算模块30计算第一坐标位置与第一图片中成像中心点对应的第二坐标位置的第一距离值，并获取机器人眼睛中电机的控制中心点到成像中心点的第二距离值。

所述调整模块40，用于根据第一距离值和第二距离值计算机器人眼睛的转动角度，根据转动角度调整机器人眼睛与第一物体信息对应的取景实物的相对位置。

该转动角度包括机器人眼睛在水平方向上转动的水平转动角度和在垂直方向上的垂直转动角度。调整模块40根据第一距离值和第二距离值计算机器人眼睛的水平转动角度以及垂直转动角度，根据该水平转动角度以及垂直转动角度，调整机器人眼睛与第一物体信息对应的取景实物的相对位置，以使摄像头拍摄得到的该第一物体信息在图片中的第一坐标位置与图片的成像中心点重合。

本实施通过确定机器人眼睛的摄像头当前捕捉的第一图片中第一物体信息对应的第一坐标位置，并计算第一坐标位置与第一图片中成像中心点对应的第二坐标位置的第一距离值，且获取机器人眼睛中电机的控制中心点到成像中心点的第二距离值，根据第一距离值和第二距离值计算机器人眼睛的转动角度，根据转动角度调整机器人眼睛与第一物体信息对应的取景实物的相对位置，从而控制机器人眼睛自由、灵活的转动。

进一步的，基于所述第一实施例，提出机器人眼睛的转动控制系统的第二实施例，在本实施例中，参照图7，所述调整模块40还包括计算单元41、控制单元42。

所述计算单元41，用于根据第一坐标位置中的X轴坐标值和第二距离值，计算机器人眼睛的第一水平转动角度及水平转动方向，并根据第一坐标位置中的Y轴坐标值和第二距离值，计算机器人眼睛的第一垂直转动角度及垂直转动方向；

结合参照图3，图3为本发明机器人眼睛的转动控制场景示意图。基于第一图片的成像中心点建立X-Y-Z三维坐标系，确定该第一物体信息对应的第一坐标位置L1(x，y)，该第一坐标位置包括X轴坐标值(即x值)以及Y轴坐标值(即y值)。计算单元41根据第一坐标位置中的X轴坐标值和电机的控制中心L2到成像中心点的第二距离值(即z值)，计算机器人眼睛的第一水平转动角度θ1及水平转动方向，该第一水平转动角度θ1的计算公式为：tanθ1＝x/z，并根据第一坐标位置中的Y轴坐标值和第二距离值，计算机器人眼睛的第一垂直转动角度θ2及垂直转动方向，该第一垂直转动角度θ2的计算公式为：tanθ2＝y/z。

所述控制单元42，用于控制机器人眼睛基于水平转动方向在水平方向上转动第一水平转动角度，并控制机器人眼睛基于垂直转动方向在垂直方向上转动第一垂直转动角度，直至获取到的第一坐标位置与成像中心点重合。

该机器人眼睛至少包括两个电机，该电机可以是步进电机，其中，一个电机控制机器人眼睛在水平方向上转动，而另一个电机控制机器人眼睛在垂直方向上转动。在计算出该机器人眼睛的第一水平转动角度θ1及水平转动方向，控制单元42先通过一个电机控制机器人眼睛基于水平转动方向在水平方向上转动第一水平转动角度θ1，然后通过另一个电机控制机器人眼睛基于垂直转动方向在垂直方向上转动第一垂直转动角度θ2，直至获取到的第一坐标位置与成像中心点重合。

本实施例通过根据第一坐标位置中的X轴坐标值和第二距离值，计算机器人眼睛的第一水平转动角度及水平转动方向，并根据第一坐标位置中的Y轴坐标值和第二距离值，计算机器人眼睛的第一垂直转动角度及垂直转动方向，控制机器人眼睛基于水平转动方向在水平方向上转动第一水平转动角度，并控制机器人眼睛基于垂直转动方向在垂直方向上转动第一垂直转动角度，直至获取到的第一坐标位置与成像中心点重合，从而控制机器人眼睛自由、灵活的转动。

进一步的，基于上述第二实施例，提出机器人眼睛的转动控制系统的第三实施例，在本实施例中，参照图8，所述控制单元42包括计算子单元421、控制子单元422。

所述计算子单元421，用于当获取到预设的电机移动系数时，根据第一水平转动角度及电机移动系数，计算电机的水平转动步数，并根据第一垂直转动角度及电机移动系数，计算电机的垂直转动步数；

所述控制子单元422，用于控制电机基于水平转动方向在水平方向上转动水平转动步数，以控制机器人眼睛基于水平转动方向在水平方向上转动第一水平转动角度，并控制电机基于垂直转动方向在垂直方向上转动垂直转动步数，以控制机器人眼睛基于垂直转动方向在垂直方向上转动第一垂直转动角度，直至获取到的第一坐标位置与成像中心点重合。

在本实施例中，不同机器人眼睛对应不同的预设的电机移动系数，例如，机器人眼睛的最大转动角度为30度，基于限位步进电机的移动方式，可以实验得出电机控制机器人眼睛转动30度需要移动的步数c，那么通过该最大转动角度及该步数计算出预设的电机移动系数，该预设的电机移动系数等于c/30°。当获取到预设的电机移动系数时，计算子单元421根据第一水平转动角度θ1及电机移动系数，计算电机的水平转动步数D1，D1＝(θ1*c)/30°，并根据第一垂直转动角度θ2及电机移动系数，计算电机的垂直转动步数D2，该D2＝(θ2*c)/30°。

控制子单元422控制电机基于水平转动方向在水平方向上转动水平转动步数，以控制机器人眼睛基于水平转动方向在水平方向上转动第一水平转动角度，并控制电机基于垂直转动方向在垂直方向上转动垂直转动步数，以控制机器人眼睛基于垂直转动方向在垂直方向上转动第一垂直转动角度，直至获取到的第一坐标位置与成像中心点重合。

本实施例通过当获取到预设的电机移动系数时，根据第一水平转动角度及电机移动系数，计算电机的水平转动步数，并根据第一垂直转动角度及电机移动系数，计算电机的垂直转动步数，通过控制电机基于该水平转动步数以及该垂直转动步数转动，从而达到控制控制机器人眼睛基于水平转动方向在水平方向上转动第一水平转动角度，并控制机器人眼睛基于垂直转动方向在垂直方向上转动第一垂直转动角度的目的，使得实现控制机器人眼睛自由、灵活的转动。

进一步的，基于上述任一实施例，提出机器人眼睛的转动控制系统的第四实施例，在本实施例中，参照图9，所述机器人眼睛的转动控制系统还包括：获取模块50、第二计算模块60、控制模块70。

所述获取模块50，用于获取摄像头距离当前时刻之前预设时长内采集的第二图片、第三图片及第四图片，并确定第一物体信息在第二图片的第三坐标位置、在第三图片的第四坐标位置及在第四图片的第五坐标位置；

若设当前时刻为t4时刻，那么距离当前时刻之前的预设时长可以理解为t1时刻、t2时刻以及t3时刻，获取模块50获取摄像头在该t1时刻捕捉的第二图片，获取摄像头在该t2时刻捕捉的第三图片，获取摄像头在该t3时刻捕捉的第四图片，并确定第一物体信息在第二图片的第三坐标位置、在第三图片的第四坐标位置及在第四图片的第五坐标位置。

所述第二计算模块60，用于根据第一坐标位置、第三坐标位置、第四坐标位置及第五坐标位置，计算第一物体信息在第一坐标位置的第一移动速度；

第二计算模块60根据hermit三次曲线公式：x(t)＝a1t^3+b1t^2+c1t+d1，y(t)＝a2t^3+b2t^2+c2t+d2。将t1时刻对应的第三坐标位置、t2时刻对应的第四坐标位置、t3时刻对应的第五坐标位置及当前时刻对应的第一位置坐标代入上述x(t)、y(t)公式中，以求解a1b1c1d1a2b2c2d2，由于x'(t)为物体在x轴的速度分量，y'(t)为物体在y轴的速度分量，那么将当前时刻对应的第一位置坐标代入x'(t)、y'(t)求得第一物体信息在x轴的速度分量以及在y轴的速度分量，根据在x轴的速度分量以及在y轴的速度分量求得第一物体信息在第一坐标位置的第一移动速度。

或者，获取t3时刻捕捉的第四图片，并确定第一物体信息在第四图片的第五坐标位置，根据第五坐标位置与在第一图片中的第一坐标位置，计算在t3时刻到当前时刻的移动时间段中第一物体信息的移动距离，根据该移动距离以及该移动时间段该第一移动速度。

所述控制模块70，用于控制机器人眼睛转动到第一物体信息对应的取景实物的相对位置时的第二移动速度与第一移动速度一致。

在控制机器人眼睛在转动到第一物体信息对应的取景实物的相对位置，以使获取到的第一坐标位置与成像中心点重合的同时，控制模块70控制机器人眼睛对应的第二移动速度与第一移动速度保持一致。

本实施例通过获取摄像头距离当前时刻之前预设时长内采集的第二图片、第三图片及第四图片，并确定第一物体信息在第二图片的第三坐标位置、在第三图片的第四坐标位置及在第四图片的第五坐标位置，根据第一坐标位置、第三坐标位置、第四坐标位置及第五坐标位置，计算第一物体信息在第一坐标位置的第一移动速度，控制机器人眼睛转动到第一物体信息对应的取景实物的相对位置时的第二移动速度与第一移动速度一致，从而使得机器人眼睛能够实时跟踪该第一物体信息对应的取景实物。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种机器人眼睛的转动控制方法，其特征在于，所述机器人眼睛包括摄像头和电机，所述机器人眼睛的转动控制方法包括以下步骤：

检测摄像头当前捕捉的第一图片中是否存在第一物体信息，其中，所述第一物体信息为摄像头需要跟踪的取景实物对应的物体信息；

当确定第一图片中存在第一物体信息时，确定第一物体信息在第一图片中的第一坐标位置；

计算第一坐标位置与第一图片中成像中心点对应的第二坐标位置的第一距离值，并获取机器人眼睛中电机的控制中心点到成像中心点的第二距离值；

根据第一距离值和第二距离值计算机器人眼睛的转动角度，根据转动角度调整机器人眼睛与第一物体信息对应的取景实物的相对位置。

2.如权利要求1所述的机器人眼睛的转动控制方法，其特征在于，所述根据第一距离值和第二距离值计算机器人眼睛的转动角度，根据转动角度调整机器人眼睛与第一物体信息对应的取景实物的相对位置的步骤包括：

根据第一坐标位置中的X轴坐标值和第二距离值，计算机器人眼睛的第一水平转动角度及水平转动方向，并根据第一坐标位置中的Y轴坐标值和第二距离值，计算机器人眼睛的第一垂直转动角度及垂直转动方向；

控制机器人眼睛基于水平转动方向在水平方向上转动第一水平转动角度，并控制机器人眼睛基于垂直转动方向在垂直方向上转动第一垂直转动角度，直至获取到的第一坐标位置与成像中心点重合。

3.如权利要求2所述的机器人眼睛的转动控制方法，其特征在于，所述控制机器人眼睛基于水平转动方向在水平方向上转动第一水平转动角度，并控制机器人眼睛基于垂直转动方向在垂直方向上转动第一垂直转动角度，直至获取到的第一坐标位置与成像中心点重合的步骤包括：

当获取到预设的电机移动系数时，根据第一水平转动角度及电机移动系数，计算电机的水平转动步数，并根据第一垂直转动角度及电机移动系数，计算电机的垂直转动步数；

控制电机基于水平转动方向在水平方向上转动水平转动步数，以控制机器人眼睛基于水平转动方向在水平方向上转动第一水平转动角度，并控制电机基于垂直转动方向在垂直方向上转动垂直转动步数，以控制机器人眼睛基于垂直转动方向在垂直方向上转动第一垂直转动角度，直至获取到的第一坐标位置与成像中心点重合。

4.如权利要求1-3任一项所述的机器人眼睛的转动控制方法，其特征在于，所述机器人眼睛的转动控制方法还包括：

获取摄像头距离当前时刻之前预设时长内采集的第二图片、第三图片及第四图片，并确定第一物体信息在第二图片的第三坐标位置、在第三图片的第四坐标位置及在第四图片的第五坐标位置；

根据第一坐标位置、第三坐标位置、第四坐标位置及第五坐标位置，计算第一物体信息在第一坐标位置的第一移动速度；

控制机器人眼睛转动到第一物体信息对应的取景实物的相对位置时的第二移动速度与第一移动速度一致。

5.一种机器人眼睛的转动控制系统，其特征在于，所述机器人眼睛包括摄像头和电机，所述机器人眼睛的转动控制系统包括：

检测模块，用于检测摄像头当前捕捉的第一图片中是否存在第一物体信息，其中，所述第一物体信息为摄像头需要跟踪的取景实物对应的物体信息；

确定模块，用于当确定第一图片中存在第一物体信息时，确定第一物体信息在第一图片中的第一坐标位置；

第一计算模块，用于计算第一坐标位置与第一图片中成像中心点对应的第二坐标位置的第一距离值，并获取机器人眼睛中电机的控制中心点到成像中心点的第二距离值；

调整模块，用于根据第一距离值和第二距离值计算机器人眼睛的转动角度，根据转动角度调整机器人眼睛与第一物体信息对应的取景实物的相对位置。

6.如权利要求5所述的机器人眼睛的转动控制系统，其特征在于，所述调整模块包括：

计算单元，用于根据第一坐标位置中的X轴坐标值和第二距离值，计算机器人眼睛的第一水平转动角度及水平转动方向，并根据第一坐标位置中的Y轴坐标值和第二距离值，计算机器人眼睛的第一垂直转动角度及垂直转动方向；

控制单元，用于控制机器人眼睛基于水平转动方向在水平方向上转动第一水平转动角度，并控制机器人眼睛基于垂直转动方向在垂直方向上转动第一垂直转动角度，直至获取到的第一坐标位置与成像中心点重合。

7.如权利要求6所述的机器人眼睛的转动控制系统，其特征在于，所述控制单元包括：

计算子单元，用于当获取到预设的电机移动系数时，根据第一水平转动角度及电机移动系数，计算电机的水平转动步数，并根据第一垂直转动角度及电机移动系数，计算电机的垂直转动步数；

控制子单元，用于控制电机基于水平转动方向在水平方向上转动水平转动步数，以控制机器人眼睛基于水平转动方向在水平方向上转动第一水平转动角度，并控制电机基于垂直转动方向在垂直方向上转动垂直转动步数，以控制机器人眼睛基于垂直转动方向在垂直方向上转动第一垂直转动角度，直至获取到的第一坐标位置与成像中心点重合。

8.如权利要求5-7任一项所述的机器人眼睛的转动控制系统，其特征在于，所述机器人眼睛的转动控制系统还包括：

获取模块，用于获取摄像头距离当前时刻之前预设时长内采集的第二图片、第三图片及第四图片，并确定第一物体信息在第二图片的第三坐标位置、在第三图片的第四坐标位置及在第四图片的第五坐标位置；

第二计算模块，用于根据第一坐标位置、第三坐标位置、第四坐标位置及第五坐标位置，计算第一物体信息在第一坐标位置的第一移动速度；

控制模块，用于控制机器人眼睛转动到第一物体信息对应的取景实物的相对位置时的第二移动速度与第一移动速度一致。