机器人头部的控制方法、装置及计算设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种机器人头部的控制方法、装置及计算设备，其中，方法包括：获取位于机器人头部的图像采集设备采集的视频数据中包含的待处理的图像帧；检测待处理的图像帧中包含的面部关键区域，确定面部关键区域在待处理的图像帧中的位置信息；当确定面部关键区域在待处理的图像帧中的位置信息符合预设旋转规则时，计算与面部关键区域在待处理的图像帧中的位置信息相对应的旋转信息；根据旋转信息控制机器人头部进行旋转。该方式能够根据图像帧中包含的面部关键区域的位置信息控制机器人头部进行旋转，使得机器人头部能够始终与人脸相对，达到了机器人头部跟随人脸的效果。

Control method, device and computing device for robot head

The invention discloses a control method, a device and a computing device for the head of a robot. The method comprises the following steps: obtaining the image frame contained in the video data collected by the image acquisition device on the head of the robot, detecting the key area of the face contained in the image frame to be processed, and determining the key area of the face in the face. Position information in the image frame to be processed; when determining the position information in the image frame to be processed in the critical area of the face, the rotation information corresponding to the position information in the image frame to be processed is calculated when the position information of the face key area is in the image frame to be processed; and the rotation information is used to control the head of the robot. This method can control the head of the robot to rotate according to the position information of the key area in the image frame, so that the head of the robot can always be relative to the face to achieve the effect of the head following the face of the robot.

【技术实现步骤摘要】
机器人头部的控制方法、装置及计算设备
本专利技术涉及机器人控制
，具体涉及一种机器人头部的控制方法、装置及计算设备。
技术介绍
机器人是自动执行工作的机器装置，随着机器人技术以及人工智能技术的飞速发展，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动，它能够协助或取代人类的工作。例如，送餐机器人或咨询机器人能够为用户提供相应的服务，并且，在服务过程中，机器人能够与用户进行人机对话，以回答用户提出的问题，与用户实现人机交互。但是，专利技术人在实现本专利技术的过程中发现：现有的机器人在与用户进行人机对话时，机器人的头部一直处于目视前方的状态，即使用户移动到机器人的侧方，机器人的头部也无法跟随用户的移动而转动。然而，通常情况下，用户更希望谈话对象能够始终面朝自己，因此，始终目视前方的机器人显然无法满足用户更高层次的需求，无法更好地模拟真实的人物对话场景，从而导致用户体验较差。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的机器人头部的控制方法、装置及计算设备。根据本专利技术的一个方面，提供了一种机器人头部的控制方法，包括：获取位于机器人头部的图像采集设备采集的视频数据中包含的待处理的图像帧；检测所述待处理的图像帧中包含的面部关键区域，确定所述面部关键区域在所述待处理的图像帧中的位置信息；当确定所述面部关键区域在所述待处理的图像帧中的位置信息符合预设旋转规则时，计算与所述面部关键区域在所述待处理的图像帧中的位置信息相对应的旋转信息；根据所述旋转信息控制所述机器人头部进行旋转。可选地，所述确定所述面部关键区域在所述待处理的图像帧中的位置信息符合预设旋转规则的步骤具体包括：确定所述待处理的图像帧中包含的视线中心区域，将所述视线中心区域在所述待处理的图像帧中的位置信息确定为第一位置信息；将所述面部关键区域在所述待处理的图像帧中的位置信息确定为第二位置信息；计算所述第二位置信息与所述第一位置信息之间的距离，当所述距离大于预设阈值时，确定所述面部关键区域在所述待处理的图像帧中的位置信息符合预设旋转规则。可选地，所述确定所述待处理的图像帧中包含的视线中心区域的步骤具体包括：根据所述图像采集设备的设备参数和/或所述图像采集设备的设置位置，确定所述待处理的图像帧中包含的视线中心区域。可选地，所述计算与所述面部关键区域在所述待处理的图像帧中的位置信息相对应的旋转信息的步骤具体包括：根据所述第二位置信息与所述第一位置信息之间的距离确定旋转角度，根据所述第二位置信息相对于所述第一位置信息的方位确定旋转方向，根据所述旋转角度以及旋转方向确定所述旋转信息。可选地，所述检测所述待处理的图像帧中包含的面部关键区域的步骤具体包括：当检测出所述待处理的图像帧中包含的面部关键区域的数量为多个时，按照预设的关键区域选取规则，从多个面部关键区域中选取一个面部关键区域。可选地，所述关键区域选取规则包括：根据各个面部关键区域的区域面积，从多个面部关键区域中选取一个面部关键区域。可选地，所述检测所述待处理的图像帧中包含的面部关键区域的步骤具体包括：根据所述待处理的图像帧所对应的前N个图像帧中的面部关键区域，通过跟踪算法确定所述待处理的图像帧中的面部关键区域；其中，N为大于或等于1的自然数。可选地，所述通过跟踪算法确定所述待处理的图像帧中的面部关键区域的步骤之后，进一步包括步骤：根据所述待处理的图像帧中的面部关键区域确定预测范围，在所述预测范围内通过神经网络算法预测面部关键点；根据预测得到的面部关键点，对所述待处理的图像帧中的面部关键区域进行修正。可选地，所述面部关键区域在所述待处理的图像帧中的位置信息根据预测得到的面部关键点中包含的第一眼部特征点和/或第二眼部特征点确定；或者，所述面部关键区域在所述待处理的图像帧中的位置信息根据所述面部关键区域的区域中心位置确定。可选地，所述获取位于机器人头部的图像采集设备采集的视频数据中包含的待处理的图像帧的步骤具体包括：实时获取位于机器人头部的图像采集设备采集的视频数据中包含的待处理的图像帧。可选地，所述根据所述旋转信息控制所述机器人头部进行旋转的步骤具体包括：根据所述旋转信息生成头部控制指令，将所述头部控制指令发送给与所述机器人头部相连的头部旋转部件，以供所述头部旋转部件根据所述头部控制指令对所述机器人头部进行旋转；其中，所述头部旋转部件包括舵机。根据本专利技术的另一方面，提供了一种机器人头部的控制装置，包括：获取模块，适于获取位于机器人头部的图像采集设备采集的视频数据中包含的待处理的图像帧；检测模块，适于检测所述待处理的图像帧中包含的面部关键区域；位置信息确定模块，适于确定所述面部关键区域在所述待处理的图像帧中的位置信息；计算模块，适于当确定所述面部关键区域在所述待处理的图像帧中的位置信息符合预设旋转规则时，计算与所述面部关键区域在所述待处理的图像帧中的位置信息相对应的旋转信息；控制模块，适于根据所述旋转信息控制所述机器人头部进行旋转。可选地，所述装置进一步包括：视线中心区域确定模块，适于确定所述待处理的图像帧中包含的视线中心区域；第一位置信息确定模块，适于将所述视线中心区域在所述待处理的图像帧中的位置信息确定为第一位置信息；第二位置信息确定模块，适于将所述面部关键区域在所述待处理的图像帧中的位置信息确定为第二位置信息；距离计算模块，适于计算所述第二位置信息与所述第一位置信息之间的距离；确定模块，适于当所述距离大于预设阈值时，确定所述面部关键区域在所述待处理的图像帧中的位置信息符合预设旋转规则。可选地，所述视线中心区域确定模块进一步适于：根据所述图像采集设备的设备参数和/或所述图像采集设备的设置位置，确定所述待处理的图像帧中包含的视线中心区域。可选地，所述计算模块进一步适于包括：根据所述第二位置信息与所述第一位置信息之间的距离确定旋转角度，根据所述第二位置信息相对于所述第一位置信息的方位确定旋转方向，根据所述旋转角度以及旋转方向确定所述旋转信息。可选地，所述检测模块进一步适于：当检测出所述待处理的图像帧中包含的面部关键区域的数量为多个时，按照预设的关键区域选取规则，从多个面部关键区域中选取一个面部关键区域。可选地，所述关键区域选取规则包括：根据各个面部关键区域的区域面积，从多个面部关键区域中选取一个面部关键区域。可选地，所述检测模块进一步适于：根据所述待处理的图像帧所对应的前N个图像帧中的面部关键区域，通过跟踪算法确定所述待处理的图像帧中的面部关键区域；其中，N为大于或等于1的自然数。可选地，所述装置进一步包括：预测模块，适于根据所述待处理的图像帧中的面部关键区域确定预测范围，在所述预测范围内通过神经网络算法预测面部关键点；修正模块，适于根据预测得到的面部关键点，对所述待处理的图像帧中的面部关键区域进行修正。可选地，所述面部关键区域在所述待处理的图像帧中的位置信息根据预测得到的面部关键点中包含的第一眼部特征点和/或第二眼部特征点确定；或者，所述面部关键区域在所述待处理的图像帧中的位置信息根据所述面部关键区域的区域中心位置确定。可选地，所述获取模块进一步适于：实时获取位于机器人头部的图像采集设备采集的视频数据中包含的待处理的图像帧。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人头部的控制方法，其包括：获取位于机器人头部的图像采集设备采集的视频数据中包含的待处理的图像帧；检测所述待处理的图像帧中包含的面部关键区域，确定所述面部关键区域在所述待处理的图像帧中的位置信息；当确定所述面部关键区域在所述待处理的图像帧中的位置信息符合预设旋转规则时，计算与所述面部关键区域在所述待处理的图像帧中的位置信息相对应的旋转信息；根据所述旋转信息控制所述机器人头部进行旋转。

【技术特征摘要】
1.一种机器人头部的控制方法，其包括：获取位于机器人头部的图像采集设备采集的视频数据中包含的待处理的图像帧；检测所述待处理的图像帧中包含的面部关键区域，确定所述面部关键区域在所述待处理的图像帧中的位置信息；当确定所述面部关键区域在所述待处理的图像帧中的位置信息符合预设旋转规则时，计算与所述面部关键区域在所述待处理的图像帧中的位置信息相对应的旋转信息；根据所述旋转信息控制所述机器人头部进行旋转。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定所述面部关键区域在所述待处理的图像帧中的位置信息符合预设旋转规则的步骤具体包括：确定所述待处理的图像帧中包含的视线中心区域，将所述视线中心区域在所述待处理的图像帧中的位置信息确定为第一位置信息；将所述面部关键区域在所述待处理的图像帧中的位置信息确定为第二位置信息；计算所述第二位置信息与所述第一位置信息之间的距离，当所述距离大于预设阈值时，确定所述面部关键区域在所述待处理的图像帧中的位置信息符合预设旋转规则。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述确定所述待处理的图像帧中包含的视线中心区域的步骤具体包括：根据所述图像采集设备的设备参数和/或所述图像采集设备的设置位置，确定所述待处理的图像帧中包含的视线中心区域。4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述计算与所述面部关键区域在所述待处理的图像帧中的位置信息相对应的旋转信息的步骤具体包括：根据所述第二位置信息与所述第一位置信息之间的距离确定旋转角度，根据所述第二位置信息相对于所述第一位置信息的方位确定旋转方向，根据所述旋转角度以及旋转方向确定所述旋转信息。5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其中，所述检测所述待处理的图像帧中包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：王奇，
申请(专利权)人：北京奇虎科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11