本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，具體為一種動態(tài)追蹤裝置。

背景技術(shù)：

隨著科技的發(fā)展，用戶玩具科技含量不斷提高，越來越智能化，高端化，可預(yù)知的未來，用戶使用的機(jī)器人將不斷出現(xiàn)，占據(jù)更多的市場份額，現(xiàn)在市面上的用戶用機(jī)器人，功能單一，只能夠按照預(yù)先編程的模式進(jìn)行工作，不具備主動保護(hù)功能，在沒有家長監(jiān)護(hù)的情況下，用戶在使用較大的機(jī)器人時(shí)，會由于誤操作或自身活動等原因撞上機(jī)器人出現(xiàn)傷害，給用戶，家長和商家造成不必要的損害，目前的用戶機(jī)器人也不具備自動伴隨玩耍的功能，降低了用戶玩耍的舒適性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種動態(tài)追蹤裝置，解決了現(xiàn)有用戶機(jī)器人不具備主動保護(hù)的功能，具有自動跟隨用戶，并始終使顯示屏面向用戶的功能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種動態(tài)追蹤裝置，包括機(jī)器人小車車身、機(jī)器人小車車頸和機(jī)器人小車車頭。

所述機(jī)器人小車車身包括左前輪，右前輪，前車身，后車身，后輪和超聲波測距模塊，在前車身的頂面上布置有機(jī)器人小車車頸，在機(jī)器人小車車頸的上方布置有機(jī)器人小車車頭。所述前車身下大上小、類似梯形的弧形車身，前側(cè)面是向后傾斜的弧形面，頂面和底面是圓弧面，左側(cè)面和右側(cè)面是對稱的，也是弧形面，后側(cè)面也是向后傾斜的弧形面，前側(cè)面，頂面，底面，左側(cè)面和右側(cè)面相交處都是弧形過度的，在車身左側(cè)面的下方布置有弧形大蓋，它的弧形與左側(cè)面下部的弧形是相配保持一致的，在車身右側(cè)面的下方也布置有弧形大蓋，所述弧形大蓋的弧形與右側(cè)面下部的弧形是相配保持一致的，在前車身后側(cè)面的中間布置有后車身，所述后車身整體是向前傾斜的，它與前車身組成人字形，后車身的寬度是小于前車身的寬度，它包括上弧形面和下弧形面，兩者相交處是平滑過渡的，上弧形面與前車身后側(cè)面是平滑過渡的，下弧形面與前車身后側(cè)面也是平滑過渡的，它還是向上凹的弧形面，在上弧形面和下弧形面相接處的左端布置有弧形小蓋，在右端也布置有弧形小蓋，所述弧形小蓋的弧形弧度與上弧形面和下弧形面左右兩端交接處的弧形弧度是相配保持一致的，在上弧形面的上方還布置有散熱孔。

在前車身的左下端布置有左輪安裝槽，在它上面安裝有左前輪，在前車身左輪安裝槽的內(nèi)部，左前輪上安裝有左驅(qū)動電機(jī)；在前車身的右下端布置有右輪安裝槽，在它上面安裝有右前輪，在前車身右輪安裝槽的內(nèi)部，右前輪上安裝有右驅(qū)動電機(jī)，在后車身的下端布置有后輪安裝槽，在它上面安裝有后輪，所述后輪是萬向輪。優(yōu)選的，所述左前輪和右前輪是主動輪，前車身的左驅(qū)動電機(jī)和右驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速相同實(shí)現(xiàn)機(jī)器人小車車身的前或后直行，轉(zhuǎn)速不同實(shí)現(xiàn)機(jī)器人小車車身的左或右轉(zhuǎn)彎。

優(yōu)選的，所述機(jī)器人小車車頸包括保護(hù)頸套和萬向裝置，所述保護(hù)頸套是不銹鋼伸縮管或工程塑料伸縮管，所述萬向裝置在保護(hù)頸套的內(nèi)部，它包括第一電機(jī)，過渡座，第二電機(jī)和連接座，所述第一電機(jī)與機(jī)器人小車車身頂部連接，它的輸出軸頂部是法蘭結(jié)構(gòu)，在上面裝有過渡座，所述過渡座底部是圓盤，它與第一電機(jī)輸出軸的法蘭盤連接，在圓盤上方是支耳板，支耳板上裝有第二電機(jī)，它的輸出軸上裝有連接座，所述連接座遠(yuǎn)離第二電機(jī)的一端與機(jī)器人小車車頭連接。優(yōu)選的，所述第一電機(jī)和第二電機(jī)與cpu主控平臺的運(yùn)動控制器連接。

在機(jī)器人小車車身的內(nèi)部還布置有cpu主控平臺，所述cpu主控平臺包括分析器，定時(shí)驅(qū)動器，脈沖信號收發(fā)器，采集器，匹配器，存儲器和運(yùn)動控制器，在前車身前側(cè)面下方的中間布置有超聲波測距模塊，所述超聲波測距模塊包括超聲波發(fā)射器、超聲波接收器和超聲波信號放大處理器，所述超聲波測距模塊與cpu主控平臺連接，cpu主控平臺的脈沖信號收發(fā)器與超聲波發(fā)射器連接。

優(yōu)選的，機(jī)器人小車車頭(6)的前側(cè)面與后側(cè)面相交處平滑過渡，在它前側(cè)面正上方裝有攝像頭模塊(3)，所述攝像頭模塊(3)包括紅外熱成像儀和高清攝像頭；所述屏幕組件(4)包括顯示屏、識別框處理器和像素點(diǎn)坐標(biāo)分析器，所述顯示屏與cpu主控平臺的采集器連接，所述識別框處理器與cpu主控平臺的匹配器連接，所述像素點(diǎn)坐標(biāo)分析器與cpu主控平臺的運(yùn)動控制器連接。

本發(fā)明還提出一種應(yīng)用在上述動態(tài)追蹤裝置的追蹤方法，包括確定追蹤方向和確定追蹤距離。

確定追蹤方向的具體內(nèi)容如下：在機(jī)器人小車車頭前側(cè)面正上方裝有攝像頭模塊，所述攝像頭模塊包括紅外熱成像儀和高清攝像頭，所述紅外熱成像儀采集用戶的紅外特征信息，所述高清攝像頭采集用戶圖像信息，所述攝像頭模塊與cpu主控平臺連接，它的紅外熱成像儀和高清攝像頭與cpu主控平臺采集器連接，所述采集器采集紅外特征信息和圖像信息，它與cpu主控平臺的匹配器連接，向匹配器傳遞獲取的信息，所述匹配器與cpu主控平臺的存儲器連接，讀取存儲器數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，所述存儲器預(yù)存儲人臉特征的圖像數(shù)據(jù)、人形特征的圖像數(shù)據(jù)、人眼部的紅外圖譜數(shù)據(jù)，匹配器只輸出人形、人臉圖像特征和人眼部的紅外特征的動態(tài)數(shù)據(jù)，在攝像頭模塊的下方裝有屏幕組件，所述屏幕組件包括顯示屏、識別框處理器和像素點(diǎn)坐標(biāo)分析器，所述顯示屏與cpu主控平臺的采集器連接，顯示前方的圖像信息或紅外熱成像信息，所述識別框處理器與cpu主控平臺的匹配器連接，當(dāng)顯示屏顯示的圖像或紅外熱成像信息中有與匹配器重合的部分，則在重合的部分即人形、人臉圖像特征和人眼部的紅外特征上顯示識別框，所述像素點(diǎn)坐標(biāo)分析器獲取識別框在顯示屏上顯示像素的坐標(biāo)，并自動算出識別框顯示的像素坐標(biāo)與顯示屏中間點(diǎn)的坐標(biāo)差值，它還與cpu主控平臺的運(yùn)動控制器連接，向它傳遞坐標(biāo)差值，控制機(jī)器人小車左右移動，直到坐標(biāo)差值為零。此時(shí)，顯示屏的中心面向用戶。

確定追蹤距離的具體內(nèi)容如下：所述脈沖信號收發(fā)器一次輸出10個40khz的脈沖信號，所述超聲波發(fā)射器接收脈沖信號收發(fā)器的脈沖信號并發(fā)出第一超聲波，第一超聲波經(jīng)障礙物反射，成為第二超聲波，超聲波接收器接收第二超聲波，所述超聲波信號放大處理器與超聲波接收器連接，將第二超聲波轉(zhuǎn)換成回波脈沖信號，cpu主控平臺的脈沖信號收發(fā)器還與超聲波信號放大處理器連接，接收回波脈沖信號，所述cpu主控平臺的定時(shí)驅(qū)動器從脈沖信號收發(fā)器發(fā)射脈沖信號開始計(jì)時(shí)，到接收回波脈沖信號停止計(jì)時(shí)，所述cpu主控平臺的分析器算出機(jī)器人小車到障礙物的距離，并判斷機(jī)器人小車到障礙物的距離是否是安全距離。

若所述機(jī)器人小車到障礙物距離是l，所述cpu主控平臺的定時(shí)驅(qū)動器從脈沖信號收發(fā)器發(fā)射脈沖信號開始計(jì)時(shí)，到接收回波脈沖信號停止計(jì)時(shí)的時(shí)間差是△t，公知的聲波在空氣中的傳輸速度v，則機(jī)器人到障礙物距離l＝(△t·v)/2。所述分析器判斷的安全距離是30cm到40cm，當(dāng)機(jī)器人小車到障礙物的距離大于40cm，分析器發(fā)出機(jī)器人小車前進(jìn)的命令，當(dāng)機(jī)器人小車到障礙物的距離小于30cm，分析器發(fā)出機(jī)器人小車后退的命令。

所述cpu主控平臺的分析器與運(yùn)動控制器連接，向運(yùn)動控制器發(fā)出機(jī)器人小車前進(jìn)或后退的命令，所述運(yùn)動控制器與左驅(qū)動電機(jī)或右驅(qū)動電機(jī)連接，控制機(jī)器人小車前進(jìn)或后退。

優(yōu)選的，所述cpu主控平臺匹配器識別的人形圖像特征用于遠(yuǎn)距離快速捕獲用戶的方位信息，所述識別的人臉圖像特征和人眼部紅外特征用于近距離判斷用戶的人臉是否顯示屏的中間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

1、本發(fā)明在前車身上布置有超聲波測距模塊，通過超聲波測距模塊與cpu主控平臺連接，可以實(shí)時(shí)探測前方用戶的距離，通過cpu主控平臺的定時(shí)驅(qū)動器，可以測出發(fā)射和接收超聲波的時(shí)間差，通過cpu主控平臺的分析器可以算出前方用戶相隔距離，并自動判斷是否是安全距離，通過cpu主控平臺的分析器與運(yùn)動控制器連接，可以使機(jī)器人小車自動前進(jìn)或后退，與傳統(tǒng)的用戶機(jī)器人相比，可以始終保證機(jī)器人與用戶處在一個安全的范圍內(nèi)，避免了傷害情況的發(fā)生，同時(shí)也避免了機(jī)器人隔得太遠(yuǎn)，降低娛樂性的情況。

2、本發(fā)明在機(jī)器人小車車頭上裝攝像頭模塊，通過攝像頭模塊與cpu主控平臺連接，可以實(shí)時(shí)采集前方用戶的圖像信息和紅外特征信息，通過屏幕組件內(nèi)的顯示屏，可以實(shí)時(shí)顯示前方的圖像信息，通過識別框處理器與cpu主控平臺的匹配器連接，可以在顯示屏人形、人臉和人眼部紅外信息上顯示識別框，通過像素點(diǎn)坐標(biāo)分析器，可以自動算出識別框與顯示屏重點(diǎn)的坐標(biāo)差值，通過像素點(diǎn)坐標(biāo)分析器與cpu主控平臺的運(yùn)動控制器連接，可以自動調(diào)整機(jī)器人小車位置，使人臉或人形識別框在顯示屏的正中間位置，與傳統(tǒng)的用戶機(jī)器人相比，可以始終讓顯示屏的中心面向用戶，提高了親和度，增加了用戶玩耍的興趣。

3、本發(fā)明的機(jī)器人小車車頸由保護(hù)頸套和萬向裝置構(gòu)成，通過使用不銹鋼伸縮管或工程塑料伸縮管作為保護(hù)頸套，可以在車頸萬向活動時(shí)也不影響內(nèi)部裝置的運(yùn)動，通過cpu主控平臺的運(yùn)動控制器與萬向裝置中的第一電機(jī)和第二電機(jī)連接，可以使機(jī)器人小車車頭按照獲取的命令任意活動，與傳統(tǒng)的用戶機(jī)器人相比，具備了類人的點(diǎn)頭，轉(zhuǎn)頭功能，提高了機(jī)器人的可玩性，同時(shí)增加了機(jī)器人小車車頭的自由度，在面對個子低于或高于顯示屏中心高度的用戶時(shí)，也可以靈活地使顯示屏始終面對用戶。

4、本發(fā)明通過攝像頭模塊的高清攝像頭，可以實(shí)時(shí)采集前方的圖像信息，通過紅外熱成像儀，可以實(shí)時(shí)采集前方用戶的紅外分布信息，通過cpu主控平臺匹配器識別的用戶人形圖像特征，可以遠(yuǎn)距離快速捕獲用戶的方位信息，通過識別人臉圖像特征和人眼部紅外特征，為近距離調(diào)整用戶的人臉到顯示屏的中間提供了數(shù)據(jù)保證，同時(shí)采集人臉圖像特征和人眼部紅外特征，兩種信息提高了顯示屏對中的準(zhǔn)確度，與傳統(tǒng)的單一采集信息相比，采用遠(yuǎn)距離快速定位，近距離調(diào)整的方式，提高了工作效率。

5、本發(fā)明采取大前車身，小后車身的結(jié)構(gòu)，將后車身作為防傾覆的支柱，同時(shí)通過在前車身布置兩個主動大輪，后車身布置萬向小從動輪，完成機(jī)器人前進(jìn)，后退或轉(zhuǎn)彎，與傳統(tǒng)的雙輪機(jī)器人相比，三角結(jié)構(gòu)的車輪布局，保證了小車的穩(wěn)定性，不需要內(nèi)置陀螺防傾覆裝置，成本低于雙輪機(jī)器人，同時(shí)，小后車身配合萬向小從動輪沒有占據(jù)過多的空間，也具有良好空間通過性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)主視圖；

圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)左視圖；

圖3為本發(fā)明機(jī)器人小車車頸剖視圖；

圖4為本發(fā)明cpu主控平臺連接圖；

圖5為本發(fā)明超聲波測距模塊工作原理圖；

圖6為本發(fā)明工作流程圖；

圖中：1機(jī)器人小車車身、2超聲波測距模塊、3攝像頭模塊、4屏幕組件、5機(jī)器人小車車頸、6機(jī)器人小車車頭、101左前輪、102右前輪、103前車身、104后車身、105后輪、501保護(hù)頸套、502第一電機(jī)、503過渡座、504第二電機(jī)、505連接座。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參閱圖1-6，一種動態(tài)追蹤裝置，包括機(jī)器人小車車身1，機(jī)器人小車車頸5和機(jī)器人小車車頭6，機(jī)器人小車車身1包括左前輪101，右前輪102，前車身103，后車身104，后輪105和超聲波測距模塊2，前車身103是類似梯形的弧形車身，它下大上小，前側(cè)面是向后傾斜的弧形面，頂面和底面是圓弧面，左側(cè)面和右側(cè)面是對稱的，也是弧形面，后側(cè)面也是向后傾斜的弧形面，前側(cè)面，頂面，底面，左側(cè)面和右側(cè)面相交處都是弧形過度的，在車身左側(cè)面的下方布置有弧形大蓋，它的弧形與左側(cè)面下部的弧形是相配保持一致的，在車身右側(cè)面的下方也布置有弧形大蓋，它的弧形與右側(cè)面下部的弧形是相配保持一致的，在前車身103后側(cè)面的中間布置有后車身104，它整體是向前傾斜的，它與前車身組成人字形，后車身104的寬度是小于前車身103的寬度，它包括上弧形面和下弧形面，兩者相交處是平滑過渡的，上弧形面與前車身103后側(cè)面是平滑過渡的，下弧形面與前車身103后側(cè)面也是平滑過渡的，它還是向上凹的弧形面，在上弧形面和下弧形面相接處的左端布置有弧形小蓋，在右端也布置有弧形小蓋，弧形小蓋的弧形與上弧形面和下弧形面左右兩端交接處的弧形是相配保持一致的，在上弧形面的上方還布置有散熱孔。上述弧形面與平滑過渡的設(shè)計(jì)是為了增強(qiáng)抗壓抗衰能力，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

在前車身103的左下端布置有左輪安裝槽，在它上面安裝有左前輪101，在前車身103左輪安裝槽的內(nèi)部，左前輪101上安裝有左驅(qū)動電機(jī)，在前車身103的右下端布置有右輪安裝槽，在它上面安裝有右前輪102，在前車身103右輪安裝槽的內(nèi)部，右前輪102上安裝有右驅(qū)動電機(jī)，左前輪101和右前輪102是主動輪，前車身103的左驅(qū)動電機(jī)和右驅(qū)動轉(zhuǎn)速相同實(shí)現(xiàn)機(jī)器人小車車身1的前或后直行，轉(zhuǎn)速不同實(shí)現(xiàn)機(jī)器人小車車身1的左或右轉(zhuǎn)彎，在后車身104的下端布置有后輪安裝槽，在它上面安裝有后輪105，它是萬向輪。所述左前輪和右前輪是主動輪，前車身的左驅(qū)動電機(jī)和右驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速相同實(shí)現(xiàn)機(jī)器人小車車身的前或后直行，轉(zhuǎn)速不同實(shí)現(xiàn)機(jī)器人小車車身的左或右轉(zhuǎn)彎。

在前車身103的頂面上布置有機(jī)器人小車車頸5，它包括保護(hù)頸套501和萬向裝置，保護(hù)頸套501是不銹鋼伸縮管或工程塑料伸縮管，萬向裝置在保護(hù)頸套501的內(nèi)部，它包括第一電機(jī)502，過渡座503，第二電機(jī)504和連接座505，第一電機(jī)502與機(jī)器人小車車身1頂部連接，它的輸出軸頂部是法蘭結(jié)構(gòu)，在上面裝有過渡座503，它的底部是圓盤，它與第一電機(jī)502輸出軸的法蘭盤連接，在圓盤上方是支耳板，支耳板上裝有第二電機(jī)504，它的輸出軸上裝有連接座505，它遠(yuǎn)離第二電機(jī)504的一端與機(jī)器人小車車頭6連接，第一電機(jī)502和第二電機(jī)504與cpu主控平臺的運(yùn)動控制器連接，機(jī)器人小車車頭6的前側(cè)面是向后傾斜的平面，后側(cè)面是弧形面，前側(cè)面與后側(cè)面相交處平滑過渡。第一電機(jī)和第二電機(jī)與cpu主控平臺的運(yùn)動控制器連接。

在機(jī)器人小車車身1的內(nèi)部還布置有cpu主控平臺，它包括分析器、定時(shí)驅(qū)動器、脈沖信號收發(fā)器、采集器、匹配器、存儲器和運(yùn)動控制器，在前車身103前側(cè)面下方的中間布置有超聲波測距模塊2，超聲波測距模塊2包括超聲波發(fā)射器、超聲波接收器和超聲波信號放大處理器，超聲波測距模塊2與cpu主控平臺連接，cpu主控平臺的脈沖信號收發(fā)器與超聲波發(fā)射器連接。

本發(fā)明還提出一種應(yīng)用在上述動態(tài)追蹤裝置上的追蹤方法，包括確定追蹤方向和確定追蹤距離。

確定追蹤方向的具體內(nèi)容如下：

在機(jī)器人小車車頭6的前側(cè)面正上方裝有攝像頭模塊3，它包括紅外熱成像儀和高清攝像頭，紅外熱成像儀采集用戶的紅外特征信息，高清攝像頭采集用戶圖像信息，攝像頭模塊3的紅外熱成像儀和高清攝像頭與cpu主控平臺采集器連接，采集器采集紅外特征信息和圖像信息，采集器與cpu主控平臺的匹配器連接，向匹配器傳遞獲取的信息，匹配器與cpu主控平臺的存儲器連接，讀取存儲器數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，存儲器存儲人臉和人形特征的圖像數(shù)據(jù)、人眼部的紅外圖譜數(shù)據(jù)，匹配器只輸出人形、人臉圖像特征和人眼部的紅外特征的動態(tài)數(shù)據(jù)。

在攝像頭模塊3的下方裝有屏幕組件4，它包括顯示屏、識別框處理器和像素點(diǎn)坐標(biāo)分析器，顯示屏與cpu主控平臺的采集器連接，顯示前方的圖像信息或紅外熱成像信息，識別框處理器與cpu主控平臺的匹配器連接，當(dāng)顯示屏顯示的圖像或紅外熱成像信息中有與匹配器重合的部分，則在重合的部分即人形、人臉圖像特征和人眼部的紅外特征上顯示識別框，像素點(diǎn)坐標(biāo)分析器獲取識別框在顯示屏上顯示像素的坐標(biāo)，并自動算出識別框顯示的像素坐標(biāo)與顯示屏中間點(diǎn)的坐標(biāo)差值，它還與cpu主控平臺的運(yùn)動控制器連接，向它傳遞坐標(biāo)差值，控制機(jī)器人小車左右移動，直到坐標(biāo)差值為零，并始終維持人形或人臉識別框在屏幕的正中間位置，即機(jī)器人超聲波探頭的正前方，cpu主控平臺通過協(xié)調(diào)達(dá)到跟隨用戶的效果。

確定追蹤距離的具體內(nèi)容如下：

脈沖信號收發(fā)器一次輸出10個40khz的脈沖信號，超聲波發(fā)射器接收脈沖信號收發(fā)器的脈沖信號并發(fā)出第一超聲波，第一超聲波經(jīng)障礙物反射，成為第二超聲波，超聲波接收器接收第二超聲波，超聲波信號放大處理器與超聲波接收器電氣連接，將第二超聲波轉(zhuǎn)換成回波脈沖信號，cpu主控平臺的脈沖信號收發(fā)器還與超聲波信號放大處理器連接，接收回波脈沖信號，cpu主控平臺的定時(shí)驅(qū)動器從脈沖信號收發(fā)器發(fā)射脈沖信號開始計(jì)時(shí)，到接收回波脈沖信號停止計(jì)時(shí)，cpu主控平臺的分析器算出機(jī)器人小車到障礙物的距離，這個距離是l，cpu主控平臺的定時(shí)驅(qū)動器從脈沖信號收發(fā)器發(fā)射脈沖信號開始計(jì)時(shí)，到接收回波脈沖信號停止計(jì)時(shí)的時(shí)間差是△t，公知的聲波在空氣中的傳輸速度v，則機(jī)器人到障礙物距離l＝(△t·v)/2，分析器還判斷機(jī)器人小車到障礙物的距離是否是安全距離，這個安全距離是30cm到40cm，當(dāng)機(jī)器人小車到障礙物的距離大于40cm，分析器發(fā)出機(jī)器人小車前進(jìn)的命令，當(dāng)機(jī)器人小車到障礙物的距離小于30cm，分析器發(fā)出機(jī)器人小車后退的命令，cpu主控平臺的分析器與運(yùn)動控制器連接，向運(yùn)動控制器發(fā)出機(jī)器人小車前進(jìn)或后退的命令，運(yùn)動控制器與左驅(qū)動電機(jī)或右驅(qū)動電機(jī)連接，控制機(jī)器人小車前進(jìn)或后退。

所述cpu主控平臺匹配器識別的人形圖像特征用于遠(yuǎn)距離快速捕獲用戶的方位信息，所述識別的人臉圖像特征和人眼部紅外特征用于近距離判斷用戶的人臉是否顯示屏的中間。

使用時(shí)，當(dāng)用戶移動后，機(jī)器人小車上的攝像頭模塊3實(shí)時(shí)采集前方用戶的圖像信息和紅外特征信息，cpu主控平臺的采集器實(shí)時(shí)獲取這些信息，同時(shí)向匹配器傳遞獲取的信息，匹配器將獲取的信息與存儲器中預(yù)存的人臉圖像數(shù)據(jù)、人形圖像數(shù)據(jù)、人眼部的紅外圖譜數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，并只輸出人形、人臉圖像特征和人眼部的紅外特征的動態(tài)數(shù)據(jù)，屏幕組件4中的顯示屏也獲取采集器的信息，并顯示前方的的圖像信息或紅外熱成像信息，當(dāng)顯示屏顯示的圖像或紅外熱成像信息中有與匹配器匹配的人形，人臉圖像特征和人眼部的紅外特征重合的部分，則在重合的部分顯示識別框，像素點(diǎn)坐標(biāo)分析器獲取識別框在顯示屏上顯示像素的坐標(biāo)，并自動算出識別框顯示的像素坐標(biāo)與顯示屏中心點(diǎn)的坐標(biāo)差值，并將差值傳遞給運(yùn)動控制器，控制機(jī)器人小車左右移動，直到坐標(biāo)差值為零，此時(shí)顯示屏的中心面向用戶；cpu主控平臺的脈沖信號收發(fā)器一次輸出10個40khz的脈沖信號，超聲波測距模塊2的超聲波接收器接收脈沖信號后發(fā)出超聲波，超聲波接收器接收障礙物反射的超聲波，超聲波信號放大處理器將接收的反射超聲波信號轉(zhuǎn)換成回波脈沖信號，cpu主控平臺的脈沖信號收發(fā)器接收回波脈沖信號，cpu主控平臺的定時(shí)驅(qū)動器從脈沖信號收發(fā)器發(fā)射脈沖信號開始計(jì)時(shí)，到接收回波脈沖信號停止計(jì)時(shí)，cpu主控平臺的分析器算出機(jī)器人小車到障礙物的距離，并判斷這個距離是否是30cm到40cm，當(dāng)機(jī)器人小車到障礙物的距離大于40cm，分析器發(fā)出機(jī)器人小車前進(jìn)的命令，當(dāng)機(jī)器人小車到障礙物的距離小于30cm，分析器發(fā)出機(jī)器人小車后退的命令，運(yùn)動控制器收到分析器的命令后，控制左驅(qū)動電機(jī)或右驅(qū)動電機(jī)，使小車前進(jìn)或后退，直到機(jī)器人小車距離用戶30cm到40cm處為止，機(jī)器人小車停下；當(dāng)用戶再次移動后，機(jī)器人小車按照上面的步驟重新運(yùn)動，始終跟隨用戶。

綜上所述：該自動跟隨用戶機(jī)器人，在前車身103上布置有超聲波測距模塊2，通過超聲波測距模塊2與cpu主控平臺連接，可以實(shí)時(shí)探測前方用戶的距離，通過cpu主控平臺的定時(shí)驅(qū)動器，可以測出發(fā)射和接收超聲波的時(shí)間差，通過cpu主控平臺的分析器可以算出前方用戶相隔距離，并自動判斷是否是安全距離，通過cpu主控平臺的分析器與運(yùn)動控制器連接，可以使機(jī)器人小車自動前進(jìn)或后退，與傳統(tǒng)的用戶機(jī)器人相比，可以始終保證機(jī)器人與用戶處在一個安全的范圍內(nèi)，避免了傷害情況的發(fā)生，同時(shí)也避免了機(jī)器人隔得太遠(yuǎn)，降低娛樂性的情況；在機(jī)器人小車車頭6上裝攝像頭模塊3，通過攝像頭模塊3與cpu主控平臺連接，可以實(shí)時(shí)采集前方用戶的圖像信息和紅外特征信息，通過屏幕組件4內(nèi)的顯示屏，可以實(shí)時(shí)顯示前方的圖像信息，通過識別框處理器與cpu主控平臺的匹配器連接，可以在顯示屏人形，人臉和人眼部紅外信息上顯示識別框，通過像素點(diǎn)坐標(biāo)分析器，可以自動算出識別框與顯示屏的坐標(biāo)差值，通過像素點(diǎn)坐標(biāo)分析器與cpu主控平臺的運(yùn)動控制器連接，可以自動調(diào)整機(jī)器人小車位置，使人臉或人形識別框在顯示屏的正中間位置，與傳統(tǒng)的用戶機(jī)器人相比，可以始終讓顯示屏的中心面向用戶，提高了親和度，增加了用戶玩耍的興趣；機(jī)器人小車車頸5由保護(hù)頸套501和萬向裝置構(gòu)成，通過使用不銹鋼伸縮管或工程塑料伸縮管作為保護(hù)頸套501，可以在車頸萬向活動時(shí)也不影響內(nèi)部裝置的運(yùn)動，通過cpu主控平臺的運(yùn)動控制器與萬向裝置中的第一電機(jī)502和第二電機(jī)503連接，可以使機(jī)器人小車車頭6按照獲取的命令任意活動，與傳統(tǒng)的用戶機(jī)器人相比，具備了類人的點(diǎn)頭、轉(zhuǎn)頭功能，提高了機(jī)器人的可玩性，同時(shí)增加了機(jī)器人小車車頭6的自由度，在面對個子低于或高于顯示屏中心高度的用戶時(shí)，也可以靈活地使顯示屏始終面對用戶；通過攝像頭模塊3的高清攝像頭，可以實(shí)時(shí)采集前方的圖像信息，通過紅外熱成像儀，可以實(shí)時(shí)采集前方用戶的紅外分布信息，通過cpu主控平臺匹配器識別的用戶人形圖像特征，可以遠(yuǎn)距離快速捕獲用戶的方位信息，通過識別人臉圖像特征和人眼部紅外特征，為近距離調(diào)整用戶的人臉到顯示屏的中間提供了數(shù)據(jù)保證，同時(shí)采集人臉圖像特征和人眼部紅外特征，兩種信息提高了顯示屏對中的準(zhǔn)確度，與傳統(tǒng)的單一采集信息相比，采用遠(yuǎn)距離快速定位，近距離調(diào)整的方式，提高了工作效率；采取大前車身，小后車身的結(jié)構(gòu)，將后車身作為防傾覆的支柱，同時(shí)通過在前車身布置兩個主動大輪，后車身布置萬向小從動輪，完成機(jī)器人前進(jìn)，后退或轉(zhuǎn)彎，與傳統(tǒng)的雙輪機(jī)器人相比，三角結(jié)構(gòu)的車輪布局，保證了小車的穩(wěn)定性，不需要內(nèi)置陀螺防傾覆裝置，成本低于雙輪機(jī)器人，同時(shí)，小后車身配合萬向小從動輪沒有占據(jù)過多的空間，也具有良好空間通過性。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。