[发明专利]一种用于机器人交互对象检测的3D视线方向估计方法

摘要

本发明公开了一种用于机器人交互对象检测的3D视线方向估计方法，包括以下步骤S1头部姿势估计；S2.映射矩阵计算；S3.人眼检测；S4.瞳孔中心检测；S5.视线方向计算；S6.交互对象判断。本发明提供了一种用于机器人交互对象检测的3D视线方向估计方法，使用RGBD传感器头部姿势的估计并应用于机器人中，系统仅采用一个RGBD传感器，无需其他的传感器，具有硬件简单，实现容易的特点；训练强分类器来进行人眼检测，实现简单，检测跟踪效果好；在检测瞳孔中心时，采用投影积分法、霍夫变换法和透视校正，能够得到比较准确的瞳孔中心。

主权项

一种用于机器人交互对象检测的3D视线方向估计方法，其特征在于：它包括以下步骤：S1.进行头部姿势估计：使用RGBD传感器采集彩色信息和深度信息，根据采集到的信息计算头部的三维位置信息T以及头部姿势R；S2.计算出得到的头部姿势R与头部基准姿势R0之间的映射矩阵M，其中头部基准姿势R0为用户和机器人正面相对时的头部姿势；S3.采集人眼图片，并从采集到的人眼图片中提取出人眼区域图像；S4.得到人眼区域图像后，对瞳孔中心进行检测和计算，得到最终的瞳孔中心pt；S5.计算在头部坐标系中眼球中心的坐标C0，并根据C0计算出世界坐标系下眼球中心坐标CK和瞳孔中心坐标PK，设计算得到的眼球中心坐标为CK＝(Ox,Oy,Oz)，瞳孔中心坐标为PK＝(Px,Py,Pz)，根据这两点计算眼球注视方向g＝(X,Y,Z)：X-OxPx-Ox=Y-OyPy-Oy=Z-OzPz-Oz,]]>然后计算用户视线方向为：gd＝R*M‑1*g；在得到用户视线方向结果之后，还包括一个交互对象判断的步骤，包括以下子步骤：S61.计算用户的视线方向与机器人视线的角度α；S62.判断角度α是否小于预先设定的阈值μ：(1)α小于预先设定的阈值μ，该用户是机器人的交互对象；(2)α不小于预先设定的阈值μ，该用户不是机器人的交互对象。