一种距离检测装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及距离检测技术，其公开了一种距离检测装置及系统，实现对人体与目标物距离的自动检测和提示，节约人力物力。该装置包括：控制器、摄像头、舵机云台、光学测距模块和语音提示模块；所述摄像头和光学测距模块设置在舵机云台上，所述舵机云台、摄像头、光学测距模块和语音提示模块均与控制器的对应IO口相连；本发明专利技术通过摄像头检测和追踪特定人脸图像，控制器根据人脸图像计算出人脸中心的坐标，据此计算出对舵机云台的PID控制参数，从而控制舵机云台转向实现光学测距模块正对人脸，进而检测人脸到目标距离，以此距离与距离阈值进行比对，当小于距离阈值时进行语音和相应颜色的亮灯提示。

【技术实现步骤摘要】
一种距离检测装置及系统
本专利技术涉及距离检测技术，具体涉及一种距离检测装置及系统。
技术介绍
目前，在地铁、车站、机场及博物馆等需要在黄线以外区域排队等候的场所，仍然需要工作人员提示不要站太近或倚靠车门等危险行为；比如：在火车站乘车区域，仍然有工作人员夜以继日的拿着喇叭提示乘车人站在黄线以外，以防发生危险；在博物馆，由工作人员不断提示要求在黄线以外参观，防止近距离接触文物，这样会耗费大量的人力资源。因此，本专利技术有必要设计一种能够自动检测人体与目标物距离，并进行语音提示的智能距离检测装置及系统。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提出一种距离检测装置及系统，实现对人体与目标物距离的自动检测和提示，节约人力物力。本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案是：一种距离检测装置，包括：控制器、摄像头、舵机云台、光学测距模块和语音提示模块；所述摄像头和光学测距模块设置在舵机云台上，所述舵机云台、摄像头、光学测距模块和语音提示模块均与控制器的对应IO口相连；所述摄像头对人脸进行检测和识别，输出检测和识别结果给控制器，所述控制器根据检测和识别结果计算出人脸中心坐标，并根据人脸中心坐标计算出对舵机云台的控制参数，基于所述控制参数控制舵机云台转动，使得光学测距模块正对人脸中心；所述光学测距模块测量人脸中心到目标的距离，并传送给控制器；所述控制器将光学测距模块测量的距离与预设的距离阈值进行比较，若小于距离阈值，则控制语音提示模块进行语音提示。作为进一步优化，该装置还包括指示灯模块，所述指示灯模块与控制器的对应IO口相连，所述控制器还用于在控制语音提示模块进行语音提示的同时，还控制指示灯模块进行相应颜色的提示。作为进一步优化，所述控制器采用STM32单片机。STM32单片机具有运算功能强大、接口多、成本低等特点，适合作为本专利技术中的控制器。作为进一步优化，所述摄像头采用OpenMV4摄像头。OpenMV4摄像头具有体积小、功耗低、成本低等特点，适合作为本专利技术中的摄像头。作为进一步优化，所述光学测距模块采用TOF(飞行时间)测距模块。TOF测距模块具有探测距离远、适用场景广和精准度高等特点，适合作为本专利技术中的测距模块。此外，本专利技术还提供了一种距离检测系统，其包括上述距离检测装置，还包括具有显示屏幕的产品，所述距离检测装置设置在产品上，距离检测装置的控制器与所述产品的主控芯片通信，当距离检测装置检测到人脸与产品的距离小于阈值距离时，向产品发出关闭显示屏幕的控制信号。本专利技术的有益效果是：通过上述距离检测装置的结构设计，能够对人脸图像自动检测、追踪，并自动调节测距模块的方向使其正对人脸中心，从而检测出人脸到目标的准确距离，以此距离与距离阈值进行比对，当小于距离阈值时进行报警提示，可以应用于多种场合的距离自动检测和提示，减少人力、物力消耗，达到智能化、人性化的目的。附图说明图1为本专利技术实施例中的距离检测装置结构框图；图2为光学测距模块与STM32单片机的连接图；图3为摄像头与STM32单片机的连接图；图4为语音模块与STM32单片机的连接图。具体实施方式本专利技术旨在提出一种距离检测装置及系统，实现对人体与目标物距离的自动检测和提示，节约人力物力。本专利技术设计了一种包括控制器、摄像头、舵机云台、光学测距模块、语音提示模块、指示灯模块的距离检测装置，通过摄像头检测和追踪特定人脸图像，控制器根据人脸图像计算出人脸中心的坐标，据此计算出对舵机云台的PID控制参数，从而控制舵机云台转向实现光学测距模块正对人脸，进而检测人脸到目标距离，以此距离与距离阈值进行比对，当小于距离阈值时进行语音和相应颜色的亮灯提示。比如：距离近时，亮红灯，语音模块语音提示“距离过近”或“请保持一定距离”等等，也根据实际情况进行语音提示。这样可以节省人力、物力，达到智能化、人性化的目的。实施例：如图1所示，本实施例中的距离检测装置包括：STM32单片机、OpenMv4摄像头、舵机云台、TOF光学测距模块、语音提示模块、提示灯；具体说明如下：OpenMv4摄像头的行中断口HR、像素时钟口PCLK、场中断VSY、I2C时钟接口SCL、I2C数据接口SDA分别对应连接STM32单片机的PA4、PA6、PB7、PB8、PB9，如图3所示；OpenMv4摄像头布置在舵机云台上，用于实现对人脸图像的识别和追踪，将人脸图像识别结果传输给STM32单片机。STM32单片机作为控制核心，其在收到OpenMV4摄像头的识别结果时，计算出人脸中心的坐标点，并根据坐标点计算对舵机云台的PID控制参数，通过PWM信号控制舵机云台转向，以便使得TOF光学测距模块对准人脸中心。TOF光学测距模块布置在舵机云台上，能够随着云台的转动而转向，在STM32单片机的控制下，利用光学测距原理测量人脸中心到目标物的距离，测量距离传输给单片机；其与STM32单片机的连接如图2所示，SCL、SDA口分别对应连接STM32单片机的P4、P5脚。在STM32单片机对测量距离与预设距离阈值进行比较后，若判断测量距离小于距离阈值，则说明当前人体距离目标物太近，则控制语音提示模块进行语音提示，比如“距离过近”或者“请保持一定距离”。语音提示模块与单片机的连接如图4所示。语音模块的IO1口与STM32单片机的P1口相连，由STM32控制P1口电平的高低触发语音模块提示报警，当距离过近，STM32的P1口输出低电平，从而触发语音模块提示报警。此外，为了更好的起到提示作用，本专利技术中的STM32单片机的PB0、PB1口还可以控制信号提示灯，当语音模块提示的同时，控制提示灯亮红灯，当距离正常，报警解除后，提示灯亮绿灯。本专利技术的上述距离检测装置可以应用在多种场合，比如应用于博物馆中，可以将该装置布置于展览柜上，通过设置一个合适的距离阈值，当参观人员距离展览柜距离太近时就会触发语音和红灯提示。再比如应用于地铁站中，可以将该装置设置在安全门上，并设置合适的距离阈值，当乘车人员距离安全门距离太近时就会触发语音和红灯提示。另外，本专利技术的上述距离检测装置还可以用于笔记本电脑、手机、iPad等数码产品，用摄像头和光学测距识别特定人像并测量距离，当距离太近时语音提示直至关闭数码产品的屏幕，起到保护眼睛的作用。需要说明的是，本专利技术中涉及的摄像头对人脸图像的检测和追踪、单片机对人脸坐标的计算、对舵机云台控制参数的计算均为现有技术，这里不再对其具体实现进行赘述。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种距离检测装置，包括：控制器、摄像头、舵机云台、光学测距模块和语音提示模块；所述摄像头和光学测距模块设置在舵机云台上，所述舵机云台、摄像头、光学测距模块和语音提示模块均与控制器的对应IO口相连；/n所述摄像头对人脸进行检测和识别，输出检测和识别结果给控制器，所述控制器根据检测和识别结果计算出人脸中心坐标，并根据人脸中心坐标计算出对舵机云台的控制参数，基于所述控制参数控制舵机云台转动，使得光学测距模块正对人脸中心；所述光学测距模块测量人脸中心到目标的距离，并传送给控制器；所述控制器将光学测距模块测量的距离与预设的距离阈值进行比较，若小于距离阈值，则控制语音提示模块进行语音提示。/n

【技术特征摘要】
1.一种距离检测装置，包括：控制器、摄像头、舵机云台、光学测距模块和语音提示模块；所述摄像头和光学测距模块设置在舵机云台上，所述舵机云台、摄像头、光学测距模块和语音提示模块均与控制器的对应IO口相连；
所述摄像头对人脸进行检测和识别，输出检测和识别结果给控制器，所述控制器根据检测和识别结果计算出人脸中心坐标，并根据人脸中心坐标计算出对舵机云台的控制参数，基于所述控制参数控制舵机云台转动，使得光学测距模块正对人脸中心；所述光学测距模块测量人脸中心到目标的距离，并传送给控制器；所述控制器将光学测距模块测量的距离与预设的距离阈值进行比较，若小于距离阈值，则控制语音提示模块进行语音提示。


2.如权利要求1所述的一种距离检测装置，其特征在于，
该装置还包括指示灯模块，所述指示灯模块与控制器的对应IO口相连，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝小江，
申请(专利权)人：攀枝花学院，
类型：发明
国别省市：四川;51