CN109274923A - 一种用于工业设备的智能感知器件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种感知器件，具体为一种可在有限空间的工业设备应用场景中通过爽摄像头进行图像采集并可进行智能对焦的用于工业设备的智能感知器件，包括图像采集装置和终端设备，图像采集设备包括：第一获取模块，用于获取图像数据，图像数据包括第一摄像头采集的第一图像数据和/或第二摄像头采集的第二图像数据；第一确定模块，用于确定目标参照物，目标参照物位于图像数据中；第二获取模块，用于获取第三图像数据和第四图像数据，第三图像数据通过第一摄像头采集，第四图像数据通过第二摄像头采集；生成模块，用于生成目标参照物图像，目标参照物图像是通过合并第三图像数据和第四图像数据得到的。

Description

一种用于工业设备的智能感知器件

技术领域

本发明涉及一种感知器件，具体为一种用于工业设备的智能感知器件。

背景技术

随着智能感知设备的广泛应用，人们对通过感知设备所采集的图像质量和拍摄角度的要求越来越高，为了使用户能够获取更高质量的图像和更广的拍摄范围，越来越多的终端设备配置了双摄像头图像感知设备。

目前，配置有双摄像头的智能感知设备被广泛的应用于各个工业场景，例如，表面缺陷检测和自动定位场景等。发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术存在如下缺陷：一般而言，在智能感知设备中安装的双图像采集设备的间距较大。如果终端设备的使用场地范围有限，例如，工业应用场景中的场地面积有限，在工业应用中同时使用双摄像头进行图像采集时，由于双摄像头的成像点比较远，所以无法对近距离的参照物进行图像采集，进而出现在工业设备应用场景中下无法同时使用双摄像头对近距离参照物进行图像感知的情况。

发明内容

本发明提供一种可在有限空间的工业设备应用场景中通过爽摄像头进行图像采集并可进行智能对焦的用于工业设备的智能感知器件。

为了解决以上问题，本发明创造的具体方案如下：一种用于工业设备的智能感知器件，包括图像采集装置和终端设备，图像采集设备包括：

第一获取模块，用于获取图像数据，图像数据包括第一摄像头采集的第一图像数据和/或第二摄像头采集的第二图像数据；

第一确定模块，用于确定目标参照物，目标参照物位于图像数据中；

对焦模块，用于控制第一摄像头和第二摄像头对目标参照物进行对焦；

第二获取模块，用于获取第三图像数据和第四图像数据，第三图像数据通过第一摄像头采集，第四图像数据通过第二摄像头采集；

生成模块，用于生成目标参照物图像，目标参照物图像是通过合并第三图像数据和第四图像数据得到的。

终端设备包括：一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序；

第一摄像头，用于获取第一图像数据和第三图像数据；

第二摄像头，用于获取第二图像数据和第四图像数据；

当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现图像采集，具体包括获取图像数据，图像数据包括第一摄像头采集的第一图像数据和/或第二摄像头采集的第二图像数据；确定目标参照物，目标参照物位于图像数据中；控制第一摄像头和第二摄像头对目标参照物进行对焦；获取第三图像数据和第四图像数据，第三图像数据通过第一摄像头采集，第四图像数据通过第二摄像头采集；生成目标参照物图像，目标参照物图像是通过合并第三图像数据和第四图像数据得到的；控制第一摄像头和第二摄像头对目标参照物进行对焦之后，还包括：确定目标参照物与终端设备的距离信息，距离信息根据距离测量装置确定，终端设备配置有第一摄像头和第二摄像头；控制第一摄像头和/或第二摄像头旋转至目标位置，目标位置根据距离信息确定。

作为优选，确定目标参照物与终端设备的距离信息包括：

实时获取目标参照物与终端设备的实际距离；

若预设时间间隔内实际距离的数值不变，则将实际距离作为目标参照物与终端设备的距离信息。

作为优选，距离测量装置可以为红外测距仪、激光测距传感器以及超声波测距传感器中的至少一种。

作为优选，确定目标参照物包括：计算图像数据中每个物体的面积占比；选择面积占比最大的物体作为目标参照物。

作为优选，第三图像数据和第四图像数据中的一个为黑白图像，另一个为彩色图像。

采用本发明的用于工业设备的智能感知器件，具有如下的优点：本发明的用于工业设备的智能感知器件，通过第一摄像头和/或第二摄像头获取工业设备中待拍摄场景下的图像数据，并从图像数据中确定目标参照物，控制第一摄像头和第二摄像头对目标参照物进行对焦，然后通过第一摄像头和第二摄像头对目标参照物进行图像获取以分别得到第三图像数据和第四图像数据，并对第三图像数据和第四图像数据进行合并，以生成目标参照物图像的技术手段，解决了现有技术中由于终端设备中安装的双摄像头的间距较大，使得同时使用双摄像头的场景受限的技术问题，实现了在工业设备应用的场地有限的场景下，同时使用双摄像头对近距离的参照物进行图像采集的技术效果。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种图像采集方法的流程图；

图2是本发明实施例一提供的摄像头的正面示意图；

图3是本发明实施例一提供的摄像头的侧面示意图；

图4是本发明实施例一提供的第一摄像头和第二摄像头的安装位置的第一示意图；

图5是本发明实施例一提供的第一摄像头和第二摄像头的安装位置的第二示意图；

图6是本发明实施例一提供的同时使用第一摄像头和第二摄像头进行图像采集时的采集示意图；

具体实施方式

目前现有的工业设备的感知器件由于终端设备中的双摄像头的间距较大，所以，在工业设备等使用场地面积有限的场景中，通常仅使用双摄像头中的一个摄像头拍摄参照物，当参照物位置发生变动而使得该摄像头无法拍摄时，会自动切换至终端设备上的另一摄像头进行拍摄，这是一种切换单摄像头的伪“双摄像头”。然而，使用单摄像头进行拍摄，并不能使用户感知到双摄像头拍摄的效果，因此，降低了用户对于双摄像头的使用体验。有鉴于此，实施例中提供了一种在场地面积有限的场景中，可以同时使用双摄像头进行图像采集的方法，具体如下：

实施例一

图1是本发明实施例一提供的用于工业设备的智能感知器件中的图像采集方法的流程图。实施例中提供的图像采集方法可以由终端设备执行，该终端设备可以通过软件和/或硬件的方式实现，该终端设备可以是两个或多个物理实体构成，也可以是一个物理实体构成。该终端设备可以是电脑，手机，投影仪，平板或智能交互平板等。一般而言，该终端设备配置有至少两个双摄像头。

实施例中以智能交互平板为终端设备进行示例性描述。其中，智能交互平板可以是通过触控技术对显示在显示平板上的内容进行操控和实现人机交互操作的一体化设备，其集成了投影机、电子白板、幕布、音响、电视机以及视频会议终端等一种或多种功能。

具体的，智能交互平板安装有至少两个摄像头，且其中的两个摄像头分别位于智能交互平板的显示屏外边框的左侧和右侧，且均面向用户使用方向。实施例中，将上述两个摄像头中的一个记为第一摄像头，另一个记为第二摄像头。同时，实施例中，仅对第一摄像头和第二摄像头的使用进行示例性描述，其他摄像头的使用规则实施例不做限定。可以理解的是，第一摄像头和第二摄像头可以为相同型号的摄像头。其中，图2是本发明实施例一提供的摄像头的正面示意图，图3是本发明实施例一提供的摄像头的侧面示意图。需要说明的是，图2和图3中的摄像头既表示第一摄像头，也表示第二摄像头。如图2和图3所示，实施例中，设定第一摄像头和第二摄像头的镜面均为球形镜面，从而使得第一摄像头和第二摄像头的采集方位更广。进一步的，图4是本发明实施例一提供的第一摄像头和第二摄像头的安装位置的第一示意图，图4以智能交互平板的正视图为视角。图5是本发明实施例一提供的第一摄像头和第二摄像头的安装位置的第二示意图，图5是从俯视角度对智能交互平板进行剖视后，得到的安装位置示意图。如图4和图5所示，智能交互平板10包括第一摄像头101和第二摄像头102。其中，第一摄像头101和第二摄像头102分别安装在智能交互平板10的显示屏104(图5中未示出显示屏)的两侧，且第一摄像头101和第二摄像头102均面向用户11。需要说明的，实际应用中，第一摄像头101和第二摄像头102的安装位置可以互换，本实施例对此不做限定。

进一步的，第一摄像头和第二摄像头均为可旋转的摄像头。根据人体学类人眼设计的原理，可以使得旋转的第一摄像头和第二摄像头采集的图像更加贴近人眼获取的图像。其中，第一摄像头和第二摄像头具体的安装方式实施例不作限定。例如，将第一摄像头和第二摄像头分别固定在一个基板上，该基板可转动的安装在智能交互平板的外壳中。进一步的，图6是本发明实施例一提供的同时使用第一摄像头和第二摄像头进行图像采集时的采集示意图。第一摄像头101和第二摄像头102同时采集图像数据时，第一摄像头101和第二摄像头102对焦后采集焦点的位置可以称为成像点，例如，图6中，虚线表示第一摄像头101和第二摄像头102在旋转过程中的对焦范围，且图6示例性的示出第一摄像头101和第二摄像头102旋转过程中得到的成像点12和成像点13。此时，第一摄像头和第二摄像头设置为可旋转摄像头的好处不仅包括使得采集的图像更加贴近人眼获取的图像，还包括扩大拍摄范围，以及使第一摄像头和第二摄像头使用最佳的拍摄角度。

可选的，第一摄像头的第一后壳和第二摄像头的第二后壳均采用可导电材质，第一后壳用于实现第一摄像头和终端设备间电信号的传输，第二后壳用于实现第二摄像头和终端设备间电信号的传输，终端设备配置有第一摄像头和第二摄像头。具体地，第一后壳，可以理解为第一摄像头上的可导电材质的外壳；第二后壳，可以理解为第二摄像头的可导电材质的外壳。实际应用中，第一摄像头和第二摄像头采集的数据均以电信号的方式发送至智能交互平板的处理器中，以使处理器进行后续的数据处理。同时，处理器对第一摄像头和第二摄像头发出的控制指令，同样以电信号的形式发送至第一摄像头和第二摄像头的芯片中，以实现控制第一摄像头和第二摄像头。因为，将第一后壳和第二后壳设置成导电材质后，可以将第一后壳和第二后壳作为电信号传输路径的一部分，以无需在后壳上另设传输线路的端口，减小了摄像头的制作复杂度。

同时，第一摄像头和第二摄像头兼容单双模式，即可以只使用智能交互平板上的第一摄像头或第二摄像头进行图像采集，也可以同时采用第一摄像头和第二摄像头进行图像采集。实施例中，设定智能交互平板放置在面积有限的室内待拍摄场景中，且需要利用第一摄像头和第二摄像头进行图像采集。例如，智能交互平板放置在会议室中，并利用第一摄像头和第二摄像头采集现场与会者的与会画面。具体的，参考图1，本实施例提供的图像采集方法具体包括如下步骤：

S110、获取图像数据。

其中，图像数据为摄像头对当前待拍摄场景进行图像采集后得到的图像，其可以是摄像头拍摄得到的照片，也可以是获取的实时图像。图像数据中包含当前待拍摄场景内的全部物体的图像，其中，物体可以是实际存在的人或物。实施例中，设定图像数据包括第一摄像头采集的第一图像数据和/或第二摄像头采集的第二图像数据。具体地，由于第一摄像头和第二摄像头兼容单双模式，因此，当第一摄像头或第二摄像头单独进行图像采集时，图像数据可以理解为第一摄像头采集得到的第一图像数据，或第二摄像头采集的当前得到的第二图像数据；同样地，当第一摄像头和第二摄像头同时进行图像采集时，图像数据可以理解为第一摄像头采集得到的第一图像数据和第二摄像头采集得到的第二图像数据。示例性地，当需要利用智能交互平板采集图像数据时，可以根据实际需求选择性的启动第一摄像头和/或第二摄像头，并获取当前启动的摄像头采集的内容，以得到图像数据。

可选的，利用第一摄像头和第二摄像头采集图像数据时，可以通过旋转第一摄像头和第二摄像头的方式，保证第一摄像头和第二摄像头所采集的待拍摄场景相同。

S120、确定目标参照物。

其中，目标参照物位于图像数据中。目标参照物可以理解为对图像数据进行比较分析时，通过预设规则在图像数据中选择的参照物。目标参照物可以是一个或者多个。

具体的，选择目标参照物的预设规则可以根据实际情况设定。例如，对图像数据进行分析后，选择图像数据中面积占比最大的物体作为目标参照物；或者是，显示图像数据，获取用户选择的物体作为目标参照物；又或者是，通过场景分析，智能确定目标参照物。实施例中，以选择图像数据中面积占比最大的物体作为目标参照物为例进行描述。

其中，如果图像数据仅包含第一图像数据或第二图像数据，则可以直接利用上述预设规则确定目标参照物。相应的，如果图像数据同时包含第一图像数据和第二图像数据，则需要同时对第一图像数据和第二图像数据进行处理。其中，在确定面积占比最大的物体时，需要分别确定第一图像数据和第二图像数据中各物体的面积占比。一般而言，由于第一摄像头和第二摄像头所采集的待拍摄场景相同，因此，第一图像数据和第二图像数据中面积占比最大的物体一般相同。当然，存在少数情况，例如，用户仅站在第一摄像头的前端，此时，第一图像数据和第二图像数据中面积占比最大的物体可能不同。这种情况下，可以比较两个面积占比的具体值，选择其中面积占比较大的物体作为目标参照物。

可选的，也可以利用位置追踪技术确定目标参照物。其中，位置跟踪技术是指通过某种方式(比如，图像识别、红外、超声波等)定位距离智能交互平板距离最近的物体，并控制第一摄像头和/或第二摄像头旋转，以让该物体一直被保持在摄像头视野范围内，进而根据预设规则在图像数据中确定目标参照物。

举例而言，假设在会议室中有若干人通过智能交互平板的视频功能与另一地区的人进行视频会议，同时该会议室中的若干人围绕会议桌而坐，同时，智能交互平板通过第一摄像头和第二摄像头采集图像数据。此时，智能交互平板可通过识别第一图像数据和第二图像数据，将会议桌和若干人作为一个整体，并将第一图像数据和第二图像数据中面积占比最大的会议桌和若干人作为目标参照物。

S130、控制第一摄像头和第二摄像头对目标参照物进行对焦。在本实施例中，智能交互平板基于图像数据确定目标参照物的位置信息，之后，基于位置信息调整第一摄像头和第二摄像头的旋转方向，以实现第一摄像头和第二摄像头对目标参照物的对焦。其中，位置信息的确定方式本实施例不做限定。例如，智能交互平板对第一图像数据和第二图像数据进行NCAST图像差分及聚类运算，以识别到目标参照物的位置信息。

进一步的，对焦过程中，第一摄像头和第二摄像头根据目标参照物的位置信息自动调节自身的焦距、视场角、光圈等参数，以实现对目标参照物的精准对焦。其中，焦距，是镜头和感光元件之间的距离，通过改变镜头的焦距，可以改变镜头的放大倍数，以改变拍摄图像的大小。视场角，用来反映画面的拍摄范围。光圈，一般安装在镜头的后部，光圈开得越大，通过镜头的光量就越大，图像的清晰度越高；相反的，光圈开得越小，通过镜头的光量就越小，图像的清晰度越低。

S140、获取第三图像数据和第四图像数据。

其中，第三图像数据通过第一摄像头采集，第四图像数据通过第二摄像头采集。第三图像数据和第四图像数据可以是通过至少一次拍照得到的照片，也可以是摄像头采集的实时数据。

可选地，第三图像数据和第四图像数据中的一个为黑白图像，另一个为彩色图像。其中，采集黑白图像的目的在于准确的确定目标参照物的亮度，采集彩色图像的目的在于准确的确定目标参照物的颜色。具体的，智能交互平板可以先指示第一摄像头和第二摄像头采集第三图像数据和第四图像数据，而后，确定第三图像数据和第四图像数据的亮度，并将对应亮度高的摄像头调整为黑白模式，以获取黑白图像。一般而言，黑白模式下摄像头的感光敏感度更高。同时，控制另一个摄像头采用正常的色彩模式采集图像，此时，该摄像头可以使用类YUV的色彩模式进行成像。其中，YUV，是一种颜色编码方法，“Y”表示明亮度，“U”和“V”分别是色度和浓度。可以理解的是，图像数据包含第一图像数据和第二图像数据时，智能交互平板也可以根据第一图像数据和第二图像数据的亮度确定黑白模式对应的摄像头以及色彩模式对应的摄像头。

需要说明的是，在第三图像数据和第四图像数据的采集过程中，智能交互平板可以根据第三图像数据和第四图像数据的亮度信息，调换黑白模式和色彩模式对应的摄像头。

举例而言，智能交互平板控制第一摄像头和第二摄像头对目标参照物进行对焦后，确定第三图像数据的亮度更高，此时，将第一摄像头设置为黑白模式，第二摄像头继续为色彩模式。进一步的，持续获取第三图像数据和第四图像数据。当某个获取时刻，智能交互平板确定第四图像数据的亮度更高，则将第一摄像头调整为色彩模式，并将第二摄像头设置为黑白模式，并继续获取第三图像数据和第四图像数据。

S150、生成目标参照物图像。

其中，目标参照物图像是通过合并第三图像数据和第四图像数据得到的。具体的，在合并过程中，将同一采集时刻得到的第三图像数据和第四图像数据进行合成，以得到该采集时刻的目标参照物图像。其中，合并规则本实施例不作限定，例如，使用离散预测算法，对第三图像数据和第四图像数据进行离散预测，并对预测得到的离散图像进行合并，以达到使用肉眼无法识别的差值，从而使得目标参照物的图像更具有立体感。其中，在合并时，如果第三图像数据和第四图像数据中的一个为黑白图像，另一个为彩色图像，则基于黑白图像的亮度和彩色图像的色彩值生成目标参照物图像。

可选的，目标参照物图像的具体格式实施例中不做限定，且得到目标参照物后其具体的展现形式实施例不做限定。例如，将目标参照物图像展示在智能交互平板的显示屏中，或者，将目标参照物图像发送至远程的智能交互平板中进行显示。

本实施例提供的技术方案，通过获取图像数据，并确定图像数据中的目标参照物，然后控制第一摄像头和第二摄像头对目标参照物进行对焦，并获取第三图像数据和第四图像数据，并对第三图像数据和第四图像数据进行合并，以生成目标参照物图像的技术手段，解决了现有技术中由于终端设备中安装的双摄像头的间距较大，使得同时使用双摄像头的场景受限的技术问题，实现了在会议等场地有限的场景下，同时使用双摄像头对近距离的参照物进行图像采集的技术效果，使得采集的图像更加符合用户的实际需求，提升了用户使用体验。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，说明书中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于工业设备的智能感知器件，其特征在于：包括图像采集装置和终端设备，图像采集设备包括：

第一获取模块，用于获取图像数据，图像数据包括第一摄像头采集的第一图像数据和/或第二摄像头采集的第二图像数据；

第一确定模块，用于确定目标参照物，目标参照物位于图像数据中；

对焦模块，用于控制第一摄像头和第二摄像头对目标参照物进行对焦；

第二获取模块，用于获取第三图像数据和第四图像数据，第三图像数据通过第一摄像头采集，第四图像数据通过第二摄像头采集；

生成模块，用于生成目标参照物图像，目标参照物图像是通过合并第三图像数据和第四图像数据得到的。

终端设备包括：一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序；

第一摄像头，用于获取第一图像数据和第三图像数据；

第二摄像头，用于获取第二图像数据和第四图像数据；

当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现图像采集，具体包括获取图像数据，图像数据包括第一摄像头采集的第一图像数据和/或第二摄像头采集的第二图像数据；确定目标参照物，目标参照物位于图像数据中；控制第一摄像头和第二摄像头对目标参照物进行对焦；获取第三图像数据和第四图像数据，第三图像数据通过第一摄像头采集，第四图像数据通过第二摄像头采集；生成目标参照物图像，目标参照物图像是通过合并第三图像数据和第四图像数据得到的；控制第一摄像头和第二摄像头对目标参照物进行对焦之后，还包括：确定目标参照物与终端设备的距离信息，距离信息根据距离测量装置确定，终端设备配置有第一摄像头和第二摄像头；控制第一摄像头和/或第二摄像头旋转至目标位置，目标位置根据距离信息确定。

2.根据权利要求1的用于工业设备的智能感知器件，其特征在于：确定目标参照物与终端设备的距离信息包括：

实时获取目标参照物与终端设备的实际距离；

若预设时间间隔内实际距离的数值不变，则将实际距离作为目标参照物与终端设备的距离信息。

3.根据权利要求1的用于工业设备的智能感知器件，其特征在于：距离测量装置可以为红外测距仪、激光测距传感器以及超声波测距传感器中的至少一种。

4.根据权利要求1的用于工业设备的智能感知器件，其特征在于：确定目标参照物包括：计算图像数据中每个物体的面积占比；选择面积占比最大的物体作为目标参照物。

5.根据权利要求1的用于工业设备的智能感知器件，其特征在于：第三图像数据和第四图像数据中的一个为黑白图像，另一个为彩色图像。