一种自动跟踪人体的转向装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种自动跟踪人体的转向装置，包括：转盘、底座、下位机和多个红外热释电传感器；红外热释电传感器是目前用于人体自动检测的器材，能够感知人的运动状态；而转盘则可以带动重物转动指定角度。本发明专利技术结合这两种技术，能够实现通用的自动跟踪人体的转向平台，使放置在其上的物件都能跟踪用户的位置进行转向，实现了一种能够实时确定人体方位并自然流畅地跟踪人体、搭载多种电器的通用转向平台。同时本发明专利技术装置结构清晰，下位机体积小，易安装，成本可以控制在普通家庭可接受的范围之内，可以自由安装在所需物件的下方；适用性广，能满足不同终端用户的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种自动跟踪人体的转向装置
本专利技术属于转向跟踪设备
，具体涉及一种自动跟踪人体的转向装置。
技术介绍
随着中国经济的发展，人民生活水平的提高，普通家庭中的装饰品和家电越来越多。但这些放置在家中的物件都是冷冰冰的、机械化的，缺乏人文关怀。而情感化设计也是近期兴起的内容，目的是给日常的用品赋予情感，能根据人的参与而做出不同的反应。目前，人体位置检测技术主要有图像分析、红外线检测和RFID标签检测等几种方法；其中图像分析法设备成本高，而RFID标签检测法则要求人体带有特定的标签，不符合用户的正常需求。因而，不需要用户携带特定标签且器材成本相对较低的红外线检测法就比较适用于低精度的人体位置检测。红外线检测法使用到热释电红外传感器；热释电红外传感器的应用很广泛，但将其应用在检测人体的位置并转向则相当少见。热释电红外传感器一般用作人体出现的检测开关，比如自动门和自动水龙头等等；因其功耗小、成本低的优点而广泛地应用在人体开关的领域，但在方位识别上则少有人触及。此外，目前的跟踪转向平台都是针对于监控摄像头的，并没有为其他的产品开发过人体跟踪转向的功能。但在生活中，有很多产品都需要这样的功能；比如电风扇，假如能够自动地摆向人所在的位置，那么用户体验度肯定会上升不少。如何将人体方位的确定和转向运动自然流畅地结合起来也是一个难题。目前很多的转向平台都面临着转动过于机械化的问题，匀速的转动显然会给我们冷冰冰的感觉，这种体验不够友善。
技术实现思路
针对现有技术所存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种自动跟踪人体的转向装置，能够实现通用的自动跟踪人体的转向平台，使放置在其上的物件都能跟踪用户的位置进行转向。一种自动跟踪人体的转向装置，包括：转盘、底座、下位机和n个红外热释电传感器，n为大于1的自然数；其中：所述的转盘设于底座上，转盘上安放有物件(如监控摄像头、风扇、灯等)；所述的底座为圆形或半圆形，n个红外热释电传感器沿环向均匀分布于底座内；所述的红外热释电传感器用于感应周围环境中人体的运动状态，并产生数字信号传送给下位机；所述的下位机用于对红外热释电传感器提供的数字信号进行处理并计算出转盘的实时转速，进而通过电机带动转盘转动，使转盘上物件朝向人体所在的位置。所述的下位机根据红外热释电传感器提供的数字信号，计算出当前人体的目标位置角度；下位机根据当前计算得到的目标位置角度以及上一次计算得到的目标位置角度，计算出转盘每转动1°所需要的时间，进而通过电机带动转盘转动。所述的n个红外热释电传感器均对应一个位置角，若底座为半圆形，则其中第i个红外热释电传感器所对应的位置角为度；若底座为圆形，则其中第i个红外热释电传感器所对应的位置角为度；i为自然数且1≤i≤n。若人体在任一红外热释电传感器的感应区域内运动，则该红外热释电传感器产生高电平的数字信号并传送给下位机。当n个红外热释电传感器中有若干个红外热释电传感器向下位机提供高电平的数字信号，则下位机对这若干个红外热释电传感器所对应的位置角求和平均，得到的平均角度值即为当前人体的目标位置角度。优选地，所述的下位机根据以下公式计算转盘每转动1°所需要的时间：其中：θ和分别为下位机当前计算得到的目标位置角度以及上一次计算得到的目标位置角度，tj为转盘从度转到度所需要的时间，j为自然数且1≤range为转盘的可转动角度，若底座为半圆形，则range＝180°，若底座为圆形，则range＝360°。这样每次小转动所用的时间不一样，最终形成了逐渐增快和逐渐减慢的效果，可以使转盘的转动更加自然，使其速度值模拟正弦函数的变化而具有缓入和缓出的效果。本专利技术装置实现转向的流程如下：(1)将下位机加电后，放置在所要控制的物体下方，并调整转盘的方向与物体的方向一致；(2)人体出现在装置的周围一定半径的半圆形区域；(3)红外热释电传感器实时检测到人体的位置，并把信号发送至下位机；(4)下位机处理得出控制命令，使转盘带动物体转向人体所在位置。红外热释电传感器是目前用于人体自动检测的器材，能够感知人的运动状态；而转盘则可以带动重物转动指定角度。本专利技术结合这两种技术，能够实现通用的自动跟踪人体的转向平台，使放置在其上的物件都能跟踪用户的位置进行转向，实现了一种能够实时确定人体方位并自然流畅地跟踪人体、搭载多种电器的通用转向平台。同时本专利技术装置结构清晰，下位机体积小，易安装，成本可以控制在普通家庭可接受的范围之内，可以自由安装在所需物件的下方；适用性广，能满足不同终端用户的需求。附图说明图1为本专利技术装置的结构示意图。图2为本专利技术装置内部元件的关系示意图。图3为本专利技术装置中单片机的控制流程示意图。具体实施方式为了更为具体地描述本专利技术，下面结合附图及具体实施方式对本专利技术的技术方案进行详细说明。如图1所示，一种自动跟踪人体的转向装置，包括：转盘、底座、单片机和6个红外热释电传感器；其中：转盘设于底座上，转盘上安放有台灯；底座为半圆形，6个红外热释电传感器沿环向均匀分布于底座内；红外热释电传感器用于感应周围环境中人体的运动状态，并产生数字信号传送给单片机；单片机用于对红外热释电传感器提供的数字信号进行处理并计算出转盘的实时转速，进而通过电机对转盘进行控制，使转盘上台灯朝向人体所在的位置。图1中，转盘上方可放置一些家用电器，电机承托着转盘，与单片机相连，负责执行来自单片机的转动命令；内部挡板的作用为避免传感器之间相互干扰；外部挡板的作用为限制传感器的检测范围。如图2所示，单片机通过普通的连接线，集成了多个红外人热释电传感器，和一个转盘。单片机在整个控制系统中处于控制中介的地位，红外人热释电传感器检测到人体的接近信号后，发送给单片机。单片机接收到信号后，单片机内置程序将多个红外热释电传感器的返回信号进行分析处理，得出一个控制命令，并通过电机带动转盘转动。单片机接收到的信号是多个红外热释电传感器对人体检测的返回值(检测到人体返回高电平，检测不到人体则返回低电平)，然后单片机将这多个信号分别处理成相对转盘起点一定转动角度所在的位置有无激活的信号，然后提取其中被激活了的位置并进行算术平均处理。假如装置使用六个红外传感器，那么这六个传感器对应的角度为15度、45度、75度、105度、135度、165度。当第一个和第二个红外人体检测模块返回高电平，而其他四个模块返回低电平时，最后得出的位置信息为(15+45)/2＝30度。最后根据位置信息得出控制命令通过电机带动转盘转动，进而使转盘带动其上方台灯转向。单片机是双线程工作的，其中：a线程为“红外传感器检测并返回信号——单片机处理信号并算出转向的目标位置——单片机将目标位置发送给电机”，周期为50ms；b线程为“接收目标位置信号——根据目前位置和目标位置来计算出转动的速度——通过电机逐步转动直到下次接收到目标位置的信号”。转盘不一定一次转动到位，假如红外传感器检测的结果改变了，则会重新计算转动的速度。在a线程没有返回新的目标位置信号和返回的目标位置信号和原来的一样的情况下，电机保持转动。每次转动1°所用的时间为tj，则有：其中：θ和分别为单片机当前计算得到的目标位置角度以及上一次计算得到的目标位置角度，tj为转盘从度转到度所需要的时间，j为自然数且1≤range为转盘的可转动角度，若本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动跟踪人体的转向装置，其特征在于，包括：转盘、底座、下位机和n个红外热释电传感器，n为大于1的自然数；其中：所述的转盘设于底座上，转盘上安放有物件；所述的底座为圆形或半圆形，n个红外热释电传感器沿环向均匀分布于底座内；所述的红外热释电传感器用于感应周围环境中人体的运动状态，并产生数字信号传送给下位机；所述的下位机用于对红外热释电传感器提供的数字信号进行处理并计算出转盘的实时转速，进而通过电机带动转盘转动，使转盘上物件朝向人体所在的位置。

【技术特征摘要】
1.一种自动跟踪人体的转向装置，其特征在于，包括：转盘、底座、下位机和n个红外热释电传感器，n为大于1的自然数；其中：所述的转盘设于底座上，转盘上安放有物件；所述的底座为圆形或半圆形，n个红外热释电传感器沿环向均匀分布于底座内；所述的红外热释电传感器用于感应周围环境中人体的运动状态，并产生数字信号传送给下位机；所述的下位机用于对红外热释电传感器提供的数字信号进行处理并计算出转盘的实时转速，进而通过电机带动转盘转动，使转盘上物件朝向人体所在的位置；所述的下位机根据红外热释电传感器提供的数字信号，计算出当前人体的目标位置角度；下位机根据当前计算得到的目标位置角度以及上一次计算得到的目标位置角度，通过以下公式计算出转盘每转动1°所需要的时间，进而通过电机带动转盘转动；其中：θ和分别为下位...

【专利技术属性】
技术研发人员：李石坚，区杰炫，杨伟南，陈元瀛，叶振宇，潘纲，吴朝晖，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33