CN115567664B - 红外成像机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种红外成像机器人，包括：处理器以及与所述处理器连接的可见光拍摄装置、显示屏、测距装置和红外拍摄装置。处理器用于执行计算机程序以执行如下步骤：控制可见光拍摄装置对目标对象的人脸进行拍摄，并获取可见光拍摄装置获取的目标对象的人脸相对于可见光拍摄装置的偏转角α1；基于α1、D、L1和L2获取人脸相对于红外拍摄装置的偏转角α2；如果α2位于(‑θ，θ)内，则控制所述红外拍摄装置对所述目标对象的人脸进行拍摄，θ＝f(θ₀，△θ)。本发明通过可见光拍摄装置拍摄的偏转角度来自动获取红外拍摄装置的偏转角度，并对红外拍摄装置的固有的偏转角进行了修正，使得红外拍摄装置拍摄的图像更加精准。

Description

红外成像机器人

技术领域

本发明涉及红外成像领域，特别是涉及一种红外成像机器人。

背景技术

当前，红外成像技术得到了广泛利用。在红外人脸识别领域，由于红外成像的分辨率比较低，因此人体的姿态，包括站位和人脸角度的要求比较高。在一些应用场景中，在拍摄红外图像时，会在拍摄装置例如红外成像机器人旁边配备一个专业人员进行指导，以实现图像的精准采集。然而，这种方式会导致拍摄成本高，并且存在拍摄效率低的问题。

此外，在利用红外成像装置拍摄图像时，一般需要人脸位于设定的拍摄区域例如显示屏的标识框内，使得相对于红外成像装置的光轴的偏转角位于设定阈值范围之内才能进行拍摄，该设定阈值范围是红外成像装置固有的参数。在实际拍摄过程中，由于设备误差等原因，即使人脸没有完全位于设定的拍摄区域例如相对于标识框向左或者向右偏移一点时，也会进行拍摄，这种情况下，如果仍然使用设定阈值作为判断基准，将会导致拍摄的图像不够准确。

发明内容

针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明实施例提供一种红外成像机器人，包括：处理器以及与所述处理器连接的可见光拍摄装置、显示屏、测距装置和红外拍摄装置。

其中，在检测到目标对象的人脸位于显示屏的显示区域时，所述处理器用于执行计算机程序以执行如下步骤：

S100，控制所述可见光拍摄装置对所述目标对象的人脸进行拍摄，并获取可见光拍摄装置获取的目标对象的人脸相对于可见光拍摄装置的偏转角α1。

S200，基于α1、D、L1和L2获取目标对象的人脸相对于红外拍摄装置的偏转角α2；其中，D为测距装置测量的与目标对象的人脸之间的距离，L1为可见光拍摄装置和测距装置之间的距离，L2为红外拍摄装置和测距装置之间的距离。

S300，如果α2位于设定阈值范围(-θ，θ)内，则控制所述红外拍摄装置对所述目标对象的人脸进行拍摄，θ＝f(θ₀，△θ)，θ₀为红外拍摄装置的设定偏转角阈值，△θ为设定误差确定。

本发明至少具有以下有益效果：

本发明实施例提供的红外成像机器人，由于通过可见光拍摄装置拍摄的偏转角度来自动获取红外拍摄装置的偏转角度，并对红外拍摄装置的固有的偏转角进行了修正，使得红外拍摄装置拍摄的图像更加精准。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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为本发明实施例提供的红外成像机器人的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域技术人员在没有作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。

图1为本发明实施例提供的红外成像机器人的示意图。如图1所示，本发明实施例提供一种红外成像机器人，包括：处理器(未图示)以及与所述处理器连接的可见光拍摄装置1、显示屏2、测距装置3和红外拍摄装置4。

在本发明实施例中，红外机器人可放置在拍摄区域的指定位置处。拍摄区域的地面上可设置有供指示待拍摄对象站立的站立区域5。红外机器人可包括本体和设置在本体上的可见光拍摄装置1、显示屏2、测距装置3和红外拍摄装置4。可见光拍摄装置和红外拍摄装置可为现有的结构，本发明不做特别限定。测距装置3可为现有的激光测距仪。在一个示意性实施例中，测距装置发射的激光束可打在人脸的设定位置处，在一个示例中，可为人脸的鼻尖位置。

在一个示意性实施例中，所述可见光拍摄装置1、所述测距装置3和所述红外拍摄装置4可位于同一直线上，并且所述测距装置3在放置机器人的地面上的投影与目标对象的站立区域5之间的连线与所述直线垂直。在一个示意性实施例中，测距装置3到可见光拍摄装置1和红外拍摄装置4之间的距离可相等。

在本发明实施例中，所述显示屏设置在所述通过所述测距装置并与所述直线垂直的连线上。在一个示例中，所述显示屏2可设置在所述测距装置3的上方例如正上方。在另一个示例中，所述显示屏2可设置在所述测距装置3的下方，例如正下方。显示屏2在中间区域可设置有容纳人脸的标识框，用于提示待拍摄对象将人脸放置于该标示框内。

处理器可设置在机器人内部，与可见光拍摄装置1、显示屏2、测距装置3和红外拍摄装置4通信连接。其中，在检测到目标对象的人脸位于显示屏的显示区域时，所述处理器用于执行计算机程序以执行如下步骤：

S100，控制所述可见光拍摄装置对所述目标对象的人脸进行拍摄，并获取可见光拍摄装置获取的目标对象的人脸相对于可见光拍摄装置的偏转角α1。

在本发明实施例中，目标对象的人脸相对于可见光拍摄装置的偏转角α1可为人脸与可见光拍摄装置1的光轴之间的夹角，如图1所示。本领域技术人员知晓，任何基于可见光图像获取人脸相对于可见光拍摄装置的偏转角的方式均在本发明的保护范围之内。

S200，基于α1、D、L1和L2获取目标对象的人脸相对于红外拍摄装置的偏转角α2；其中，D为测距装置测量的与目标对象的人脸之间的距离，L1为可见光拍摄装置和测距装置之间的距离，L2为红外拍摄装置和测距装置之间的距离。

在本发明实施例中，由于可见光拍摄装置1、测距装置3和红外拍摄装置4位于同一直线上，并且测距装置3在放置机器人的地面上的投影与目标对象的站立区域5之间的连线与所述直线垂直，因此，如图1所示，α2可满足如下条件：α2＝arctg(D/L1)+arctg(D/L2)-α1。

本领域技术人员知晓，在人脸完全位于显示区域的中间区域即位于标示框内时，α2＝arctg(D/L2)。

S300，如果α2位于设定阈值范围(-θ，θ)内，则控制所述红外拍摄装置对所述目标对象的人脸进行拍摄，θ＝f(θ₀，△θ)，θ₀为红外拍摄装置的设定偏转角阈值，△θ为设定误差确定。

在本发明实施例中，θ₀可基于红外拍摄装置的性能例如拍摄精度确定，本发明不做特别限定。

在本发明一示意性实施例中，f(θ₀，△θ)＝θ₀-△θ。在本发明实施例中，△θ可基于统计数据获得。具体地，△θ可通过如下实施例获取：

(实施例1)

在该实施例中，△θ＝max(A1,A2)。其中，

其中，D^M _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸位于显示区域的中间区域时，测距装置测量的与第i个对象的人脸之间的距离；D^L _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸从显示区域的中间区域移动到显示区域的最左侧时，测距装置测量的与第i个对象的人脸之间的距离；D^ML _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸从显示区域的中间区域移动到显示区域的最左侧时，第i个对象所移动的距离；D^R _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸从显示区域的中间区域移动到显示区域的最右侧时，测距装置测量的与第i个对象的人脸之间的距离；D^MR _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸从显示区域的中间区域移动到显示区域的最右侧时，第i个对象所移动的距离。

本领域技术人员知晓，任何基于目标对象的人脸在显示区域的移动距离获取目标对象的移动距离的方式均属于本发明的保护范围之内。

在本发明实施例中，n的取值可基于实际需要进行设置。在一个示意性实施例中，为提高计算准确性，n可至少为100人，但并不局限于此，可根据实际情况进行确定。此外，选取的n个对象中的人脸大小可包括正常大小、比正常大小大和比正常大小小的脸等。

在本发明一实施例中，人脸移动至显示区域的最左侧和最右侧可指人脸的最左侧脸颊和最右侧脸颊移动至显示区域的最左侧和最右侧，即脸颊贴住显示区域的边框。在本发明另一实施例中，人脸移动至显示区域的最左侧和最右侧可指人脸的最左侧耳朵和最右侧耳朵移动至显示区域的最左侧和最右侧，即耳朵外轮廓贴住显示区域的边框。

(实施例2)

在实施例中，△θ＝Avg(A1,A2)。

本实施例中，由于将A1和A2的平均值作为△θ，与前述实施例相比，能够使得△θ更加准确。

(实施例3)

在该实施例中，

其中，

其中，D^M _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸位于显示区域的中间区域时，测距装置测量的与第i个对象的人脸之间的距离；D^L _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸从显示区域的中间区域移动到显示区域的最左侧时，测距装置测量的与第i个对象的人脸之间的距离；D^R _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸从显示区域的中间区域移动到显示区域的最右侧时，测距装置测量的与第i个对象的人脸之间的距离；α1^M _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸位于显示区域的中间区域时，可见光拍摄装置获取的第i个对象的人脸相对于可见光拍摄装置的偏转角；α1^L _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸位于显示区域的最左侧时，可见光拍摄装置获取的第i个对象的人脸相对于可见光拍摄装置的偏转角；α1^R _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸位于显示区域的最右侧时，可见光拍摄装置获取的第i个对象的人脸相对于可见光拍摄装置的偏转角；α2^M _i、α2^L _i和α2_i ^R分别为n个对象中的第i个对象的人脸分别位于显示区域的中间区域、最左侧和最右侧时相对于红外拍摄装置的偏转角。

本实施例中，通过将n个人脸位于显示区域最左侧时获取的人脸相对于红外拍摄装置的偏转角与n个人脸位于显示区域中间区域时获取的人脸相对于红外拍摄装置的偏转角的差值平均值和n个人脸位于显示区域最右侧时获取的人脸相对于红外拍摄装置的偏转角与n个人脸位于显示区域中间区域时获取的人脸相对于红外拍摄装置的偏转角的差值平均值中的最大值作为△θ，与前述实施例中仅基于对象移动距离和测距装置测量的距离获取△θ的方式相比，能够使得获取的△θ更加准确。

(实施例4)

在本实施例中，

本实施例中，由于通过将n个人脸位于显示区域最左侧时获取的人脸相对于红外拍摄装置的偏转角与n个人脸位于显示区域中间区域时获取的人脸相对于红外拍摄装置的偏转角的差值平均值和n个人脸位于显示区域最右侧时获取的人脸相对于红外拍摄装置的偏转角与n个人脸位于显示区域中间区域时获取的人脸相对于红外拍摄装置的偏转角的差值平均值中的平均值作为△θ，与前述实施例3相比，能够使得△θ更加准确。

本发明实施例提供的红外成像机器人，由于通过可见光拍摄装置拍摄的偏转角度来自动获取红外拍摄装置的偏转角度，并对红外拍摄装置的固有的偏转角进行了修正，能够避免待拍摄对象的人脸没有完全位于显示区域的标识框内时进行拍摄所导致的误差，能够使得红外拍摄装置拍摄的图像更加精准。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本发明的范围和精神。本发明公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种红外成像机器人，其特征在于，包括：处理器以及与所述处理器连接的可见光拍摄装置、显示屏、测距装置和红外拍摄装置；

其中，在检测到目标对象的人脸位于显示屏的显示区域时，所述处理器用于执行计算机程序以执行如下步骤：

S100，控制所述可见光拍摄装置对所述目标对象的人脸进行拍摄，并获取可见光拍摄装置获取的目标对象的人脸相对于可见光拍摄装置的偏转角α1；

S200，基于α1、D、L1和L2获取目标对象的人脸相对于红外拍摄装置的偏转角α2；其中，D为测距装置测量的与目标对象的人脸之间的距离，L1为可见光拍摄装置和测距装置之间的距离，L2为红外拍摄装置和测距装置之间的距离；

S300，如果α2位于设定阈值范围(-θ，θ)内，则控制所述红外拍摄装置对所述目标对象的人脸进行拍摄，θ＝θ₀-△θ，θ₀为红外拍摄装置的设定偏转角阈值，△θ为设定误差确定；

所述可见光拍摄装置、所述测距装置和所述红外拍摄装置位于同一直线上，并且所述测距装置在放置机器人的地面上的投影与目标对象的站立区域之间的连线与所述直线垂直；所述显示屏设置在通过所述测距装置并与所述直线垂直的连线上。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，α2＝arctg(D/L1)+arctg(D/L2)-α1。

3.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述显示屏设置在所述测距装置的上方。

4.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述显示屏设置在所述测距装置的下方。

5.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

其中，D^M _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸位于显示区域的中间区域时，测距装置测量的与第i个对象的人脸之间的距离；D^L _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸从显示区域的中间区域移动到显示区域的最左侧时，测距装置测量的与第i个对象的人脸之间的距离；D^ML _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸从显示区域的中间区域移动到显示区域的最左侧时，第i个对象所移动的距离；D^R _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸从显示区域的中间区域移动到显示区域的最右侧时，测距装置测量的与第i个对象的人脸之间的距离；D^MR _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸从显示区域的中间区域移动到显示区域的最右侧时，第i个对象所移动的距离。

6.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

其中，D^M _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸位于显示区域的中间区域时，测距装置测量的与第i个对象的人脸之间的距离；D^L _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸从显示区域的中间区域移动到显示区域的最左侧时，测距装置测量的与第i个对象的人脸之间的距离；D^ML _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸从显示区域的中间区域移动到显示区域的最左侧时，第i个对象所移动的距离；D^R _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸从显示区域的中间区域移动到显示区域的最右侧时，测距装置测量的与第i个对象的人脸之间的距离；D^MR _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸从显示区域的中间区域移动到显示区域的最右侧时，第i个对象所移动的距离。

7.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

其中，

其中，D^M _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸位于显示区域的中间区域时，测距装置测量的与第i个对象的人脸之间的距离；D^L _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸从显示区域的中间区域移动到显示区域的最左侧时，测距装置测量的与第i个对象的人脸之间的距离；D^R _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸从显示区域的中间区域移动到显示区域的最右侧时，测距装置测量的与第i个对象的人脸之间的距离；α1^M _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸位于显示区域的中间区域时，可见光拍摄装置获取的第i个对象的人脸相对于可见光拍摄装置的偏转角；α1^L _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸位于显示区域的最左侧时，可见光拍摄装置获取的第i个对象的人脸相对于可见光拍摄装置的偏转角；α1^R _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸位于显示区域的最右侧时，可见光拍摄装置获取的第i个对象的人脸相对于可见光拍摄装置的偏转角；α2^M _i、α2^L _i和α2_i ^R分别为n个对象中的第i个对象的人脸分别位于显示区域的中间区域、最左侧和最右侧时相对于红外拍摄装置的偏转角。

8.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，

其中，

其中，D^M _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸位于显示区域的中间区域时，测距装置测量的与第i个对象的人脸之间的距离；D^L _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸从显示区域的中间区域移动到显示区域的最左侧时，测距装置测量的与第i个对象的人脸之间的距离；D^R _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸从显示区域的中间区域移动到显示区域的最右侧时，测距装置测量的与第i个对象的人脸之间的距离；α1^M _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸位于显示区域的中间区域时，可见光拍摄装置获取的第i个对象的人脸相对于可见光拍摄装置的偏转角；α1^L _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸位于显示区域的最左侧时，可见光拍摄装置获取的第i个对象的人脸相对于可见光拍摄装置的偏转角；α1^R _i为n个测试对象中的第i个对象的人脸位于显示区域的最右侧时，可见光拍摄装置获取的第i个对象的人脸相对于可见光拍摄装置的偏转角；α2^M _i、α2^L _i和α2_i ^R分别为n个对象中的第i个对象的人脸分别位于显示区域的中间区域、最左侧和最右侧时相对于红外拍摄装置的偏转角。

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