[发明专利]一种自动跟踪人体的转向装置

说明书

技术领域

本发明属于转向跟踪设备技术领域，具体涉及一种自动跟踪人体的转向装置。

背景技术

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。

发明内容

针对现有技术所存在的上述技术问题，本发明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，t_j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。

本发明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。