[发明专利]摄像头人脸跟踪系统及人脸跟踪方法

权利要求书

1.摄像头人脸跟踪系统的人脸跟踪方法，其特征在于：所述摄像头人脸跟踪系统，包括主控制器、舵机控制板、X轴舵机和Y轴舵机，所述主控制器通过串口与舵机控制板通信连接，所述舵机控制板连接X轴舵机和Y轴舵机，所述X轴舵机和Y轴舵机分别通过传动结构控制摄像头水平和垂直方向的运行；所述方法包括如下内容

步骤1，通过人脸识别算法，获得当前人脸在画面中的区域坐标；

步骤2，根据人脸区域坐标，判断X轴舵机和Y轴舵机是否需要转动；

步骤3，若X轴舵机和或Y轴舵机需要转动，则进行人脸区域坐标到相应舵机控制信息的转换，具体为，计算出控制相应舵机运动的速度和方向；

步骤4，在接收到运行指令后，主控制器会根据舵机当前速度、期望运行速度、加速度、目标角度，计算出减速点；其中，期望运行速度为步骤3中得到的控制相应舵机运动的速度和方向；

步骤5，控制相应舵机进行先从当前速度运行到期望运行速度，当舵机运行到减速点时，开始减速，减速完成时同时到达目标角度，实现舵机的平滑运动；

在步骤3中，人脸区域坐标到相应舵机控制信息的转换方法包含如下步骤：

1)计算人脸区域中心点相对于参考坐标点的偏移距离；

2)根据偏移距离占总画面宽度W的百分比，乘以最大可增加速度Vmax，算出增加的速度V+；

3)在基准速度上加上V+的绝对值，得到控制X轴舵机和Y轴舵机的速度Vx和Vy，然后，根据增速V+的正负，判断转动方向；

在步骤4中，减速点的计算方法如下：

s＝V*t+1/2*a*t*t

s＝V*(Ve-V)/a+1/2*a*(Ve-V)/a*(Ve-V)/a

s＝(Ve-V)*(Ve+V)/a/2

式中：V表示当前速度，Ve表示期望运行速度，a为加速度，t为时间，s为加速距离；

根据上述公式计算出以当前速度、加速度，运行到期望运行速度总共所需运行的加速距离s，也为S减速距离；

再根据当前弧度和目标弧度，计算出剩下能够运行的距离S剩，即目标点距离Se；

1)若剩下能够运行的距离S剩大于加速和减速所需路程之和，减速点则为目标点距离Se减去减速所需距离；

2)若剩下的距离S剩小于加速和减速所需路程之和，则比较加速距离和减速距离：

21)若加速距离等于减速距离的话，则剩余路程的中点即为减速点；

22)若加速距离不等于减速距离的话，则计算从当前速度立刻减速到0时所需的路程：

221)若此路程小于剩余路程，则减速点为

S减速点＝Se–(S立刻减速+((Se–S立刻减速)/2))

222)若此路程大于等于剩余路程，则需要立刻减速。

2.根据权利要求1所述的人脸跟踪方法，其特征在于：在步骤1中，获取到的人脸区域坐标为：区域左上角坐标Xf，Yf，区域宽度Wf，高度Hf，画面宽度W，画面高度H，参考点坐标Xref，Yref。

3.根据权利要求2所述的人脸跟踪方法，其特征在于：在步骤2中，分别判断参考点坐标Xref，Yref是否在人脸区域中判断方法为：

如果XrefXf并且XrefXf+Wf，在人脸区域中，则不对X轴进行调整；如果不在区域中，则对X轴进行调整；

如果YrefYf并且YrefYf+Hf，在人脸区域中，则不对Y轴进行调整；如果不在区域中，则对Y轴进行调整。