一種應用于智能機器人的身高測量方法及裝置與流程

本發明涉及機器人技術領域，具體地說，涉及一種應用于智能機器人的身高測量方法及裝置。

背景技術：

隨著科學技術的不斷發展，信息技術、計算機技術以及人工智能技術的引入，機器人的研究已經逐步走出工業領域，逐漸擴展到了醫療、保健、家庭、娛樂以及服務行業等領域。而人們對于機器人的要求也從簡單重復的機械動作提升為具有擬人問答、自主性及與其他機器人進行交互的智能機器人，人機交互也就成為決定智能機器人發展的重要因素。

在人機交互過程中，用戶對智能機器人的交互需求日益增多，需要智能機器人不斷提高自身的交互能力，實現與用戶的多方面交互，滿足用戶的多種多樣的用戶需求。

技術實現要素：

為解決上述問題，本發明提供了一種應用于智能機器人的身高測量方法，其包括：

用戶圖像獲取步驟，根據身高測量指令，獲取被測用戶的用戶圖像；

圖像解析步驟，對所述用戶圖像進行解析，得到用戶信息；

用戶身高確定步驟，根據所述用戶信息計算所述被測用戶的身高數據，并根據所述身高數據生成并輸出相應的多模態交互信息。

根據本發明的一個實施例，所述用戶信息包括用戶坐標數據和用戶距離數據，在所述圖像解析步驟中，

對所述用戶圖像進行解析，得到所述被測用戶的頭頂坐標數據和腳底坐標數據；

獲取被測用戶距離攝像頭的距離，得到用戶距離數據。

根據本發明的一個實施例，在所述圖像解析步驟中，基于多幅圖像分別計算被測用戶的頭頂坐標的平均值和腳底坐標的平均值，得到所述被測用戶的頭頂坐標數據和腳底坐標數據。

根據本發明的一個實施例，在所述用戶身高確定步驟中，根據所述被測用戶的頭頂坐標數據、腳底坐標數據和用戶距離數據，基于小孔成像模型計算所述被測用戶的身高數據。

根據本發明的一個實施例，基于小孔成像模型計算所述被測用戶的身高的步驟包括：

根據所述被測用戶的頭頂坐標數據和腳底坐標數據，計算所述被測用戶在小孔成像模型底片上的高度，得到第一高度；

根據所述第一高度、已知的攝像頭焦距以及所述用戶距離數據，計算所述被測用戶的身高數據。

根據本發明的一個實施例，在計算所述第一高度時，還利用頭像頭扭曲參數對所述被測用戶的頭頂坐標數據和腳底坐標數據進行校準。

根據本發明的一個實施例，在所述用戶圖像獲取步驟中，所述方法還輸出位置指示信息，以使得所述被測用戶根據所述位置指示信息調整位置。

本發明還提供了一種應用于智能機器人的身高測量裝置，其包括：

用戶圖像獲取模塊，其用于根據身高測量指令，獲取被測用戶的用戶圖像；

圖像解析模塊，其用于對所述用戶圖像進行解析，得到用戶信息；

用戶身高確定模塊，其用于根據所述用戶信息計算所述被測用戶的身高數據，并根據所述身高數據生成并輸出相應的多模態交互信息。

根據本發明的一個實施例，所述用戶信息包括用戶坐標數據和用戶距離數據，所述圖像解析模塊配置為，

對所述用戶圖像進行解析，得到所述被測用戶的頭頂坐標數據和腳底坐標數據；

獲取被測用戶距離攝像頭的距離，得到用戶距離數據。

根據本發明的一個實施例，所述用戶圖像獲取模塊配置為在獲取用戶圖像前，還輸出位置指示信息，以使得所述被測用戶根據所述位置指示信息調整位置。

本發明所提供的應用于智能機器人的身高測量方法使得配置有圖像獲取裝置的智能機器人能夠及時、準確、有效地獲取到被測用戶的身高數據，基于該身高數據，智能機器人能夠更加有效地與用戶進行交互，從而提高了智能機器人的交互體驗和用戶粘度。

本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要的附圖做簡單的介紹：

圖1是根據本發明一個實施例的應用于智能機器人的身高測量方法的實現流程圖；

圖2是根據本發明一個實施例的獲取用戶信息的具體流程圖；

圖3是根據本發明一個實施例的計算用戶身高數據的具體流程圖；

圖4是根據本發明另一個實施例的應用于智能機器人的身高測量方法的實現流程圖；

圖5是根據本發明一個實施例的應用于智能機器人的身高測量裝置的結構示意圖。

具體實施方式

以下將結合附圖及實施例來詳細說明本發明的實施方式，借此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題，并達成技術效果的實現過程能充分理解并據以實施。需要說明的是，只要不構成沖突，本發明中的各個實施例以及各實施例中的各個特征可以相互結合，所形成的技術方案均在本發明的保護范圍之內。

同時，在以下說明中，出于解釋的目的而闡述了許多具體細節，以提供對本發明實施例的徹底理解。然而，對本領域的技術人員來說顯而易見的是，本發明可以不用這里的具體細節或者所描述的特定方式來實施。

另外，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機可執行指令的計算機系統中執行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執行所示出或描述的步驟。

在人機交互過程中，往往需要用到用戶的身高數據。現有的用戶身高確定方法均是由用戶手動輸入自身的升高數據，這種手動輸入的方式顯然降低了人機交互的效率。同時，由于用戶所記憶的身高數據往往是一段時間前的數據，這也就導致了這些升高數據有時無法準確反應用戶的當前身高，從而為后續的人機交互過程帶來隱患。

針對上述問題，本發明提供了一種新的應用于智能機器人的身高測量方法，該方法能夠能夠使得具有圖像獲取裝置(例如攝像頭)的智能機器人能夠自動、準確地確定出被測用戶的身高數據。

為了更加清楚地闡述本發明所提供的身高測量方法的實現原理、實現過程以及優點，以下分別結合不同的實施例來對本發明所提供的身高測量方法進行進一步地說明。

實施例一：

圖1示出了本實施例所提供的身高測量方法的實現流程圖。

如圖1所示，本實施例所提供的身高測量方法首先在步驟S101中獲取用戶輸入的身高測量指令，并在步驟S102中根據步驟S101中所獲取到的身高測量指令來獲取被測用戶的用戶圖像。

本實施例中，該方法可以是持續處于身高測量指令獲取狀態，也可以是在解析到用戶所輸入的交互信息中包含相應的身高測量指令后啟動對被測用戶的身高測量過程。同時，需要指明的是，在本發明的不同實施例中，輸入身高測量指令的用戶既可以是被測用戶，也可以不是被測用戶(即身高測量指令有被測用戶以外的其他用戶發出)，本發明不限于此。

在步驟S101中，該方法優選地采用語音獲取方式來獲取用戶所輸入的身高測量語音(例如“請測量X的身高”)。當然，在本發明的其他實施例中，該方法在步驟S101中還可以通過其他合理方式(例如用戶鍵盤輸入或圖像觸發等多模態方式)來獲取身高測量指令，本發明同樣不限于此。

在得到身高測量指令后，該方法將在步驟S102中對該身高測量指令進行響應，從而通過相應的圖像獲取裝置(例如攝像頭)來獲取被測用戶的用戶圖像。在獲取到被測用戶的用戶圖像后，該方法會在步驟S103中對步驟S102中所獲取到的用戶圖像進行解析，從而得到用戶信息。

本實施例中，該方法在步驟S103中所確定出的用戶信息優選地包括用戶坐標數據和用戶距離數據。其中，用戶坐標數據包括圖像中被測用戶的兩個端點的坐標數據(即用戶的頭頂坐標數據和腳底坐標數據)，而用戶距離數據則是被測用戶距離攝像頭的距離。

需要特別指出的是，本實施例中的應用于智能機器人的身高測量方法，可作為安裝有機器人操作系統的機器人的應用APP，以供用戶通過指令觸發開啟；以及，亦可作為智能機器人的功能呢，以供家庭場景下的兒童身高測量使用。

具體地，圖2示出了本實施例中獲取用戶信息的具體流程圖。如圖2所示，本實施例中，該方法首先在步驟S201中對用戶圖像進行解析，從而確定出被測用戶的頭頂位置和腳底位置。在確定出被測用戶的頭頂位置和腳底位置后，該方法也就可以在步驟S202中分別確定出被測用戶的頭頂和腳底在用戶圖像中的坐標數據，從而得到被測用戶的頭頂坐標數據和腳底坐標數據。

需要指出的是，為了保證步驟S202中所確定到的被測用戶的頭頂坐標數據和腳底坐標數據的準確性，該方法還可以獲取多幅用戶圖像，并基于多幅用戶分別計算被測用戶的頭頂坐標數據的平均值和腳底坐標數據的平均值，并將這兩個平均值作為供后續步驟使用的被測用戶的頭頂坐標數據和腳底坐標數據。

在步驟S203中，該方法優選地通過超聲測距的方式來確定出被測用戶距離攝像頭的距離數據。當然，在本發明的其他實施例中，該方法在步驟S203中還可以采用其他合理的方法來確定被測用戶的用戶距離數據，本發明不限于此。

同時，還需要指出的是，本實施例中圖2所顯示的執行順序并不是對用戶坐標數據和用戶距離數據的獲取順序的限定，在本發明的不同實施例中，既可以先獲取用戶坐標數據再獲取用戶距離數據，也可以先獲取用戶距離數據再獲取用戶坐標數據，還可以同時獲取用戶坐標數據與用戶距離數據，本發明同樣不限于此。

再次如圖1所示，當得到用戶信息后，該方法在步驟S104中根據步驟S103中所得到的用戶信息計算被測用戶的身高數據。圖3示出了本實施例中根據用戶數據計算被測用戶的身高數據的具體流程圖。

如圖3所示，本實施例中，由于攝像頭會對成像產生扭曲作用，因此為了使得最終得到的被測用戶的身高數據更加準確，本方法首先在步驟S301中利用已知的攝像頭扭曲參數來對步驟S103中所得到的被測用戶的頭頂坐標數據和腳底坐標數據進行校準。

完成用戶坐標數據的校準后，該方法在步驟S302中根據校準后的用戶坐標數據來計算被測用戶在小孔成像模型底片上的高度，從而得到第一高度。

具體地，本實施例中，被測用戶在小孔成像模型底片上的高度即為校準后的被測用戶的頭頂縱坐標數據與腳底縱坐標數據之差，即存在：

y′＝y_1p-y_2p (1)

其中，y′表示第一高度。

在得到第一高度后，該方法在步驟S303中根據步驟S302中所得到的第一高度y′、用戶距離數據d以及已知的攝像頭焦距f來計算出被測用戶的身高數據H。

具體地，本實施例中，被測用戶的身高數據可以根據如下表達式計算得到：

$H=\frac{d\·y^{\′}}{f}---\left(2\right)$

需要指出的是，在本發明的其他實施例中，還可以采用其他合理方式來根據步驟S103中所得到的用戶信息來確定出被測用戶的身高數據，本發明不限于此。

再次如圖1所示，在得到被測用戶的身高數據H后，該方法會在步驟S105中根據所得到的被測用戶的身高數據H來生成相應的多模態交互信息并輸出。具體地，在本發明的不同實施例中，該方法在步驟S105中所生成的多模態交互信息可以為不同形式的數據信息，本發明不限于此。例如，在本發明的一個實施例中，該方法在步驟S105中所生成并輸出的多模態交互信息可以是諸如“你的身高是XXX厘米”或是“你都XXX米高了”。

同時，還需要指出的是，在本發明的其他實施例中，該方法還可以將得到的被測用戶的身高數據進行存儲，這樣根據所存儲的不同用戶的身高數據或同一用戶在不同時期的身高數據進行相應的數據分析。具體地，例如，該方法可以根據某一被測用戶在不同時期的身高數據來生成相應的身高變化圖，并將該身高變化圖呈現給用戶。

從上述描述中可以看出，本實施例所提供的身高測量方法使得配置有圖像獲取裝置的智能機器人能夠及時、準確、有效地獲取到被測用戶的身高數據，基于該身高數據，智能機器人能夠更加有效地與用戶進行交互，從而提高了智能機器人的交互體驗和用戶粘度。

實施例二：

圖4示出了本實施例所提供的身高測量方法的實現流程圖。

如圖4所示，該方法首先在步驟S401中獲取用戶輸入的身高測量指令。在得到身高測量指令后，該方法便開始獲取被測用戶的用戶圖像。為了使得所獲取到的用戶圖像能夠更加準確地反映出用戶的身高。

本實施例中，該方法在步驟S402中會生成并輸出相應的位置指示信息，以使得被測用戶根據該位置指示信息移動到指定的位置。通過位置指示信息，該方法可以使得獲取到的用戶圖像更加完整，從而避免由于被測用戶距離攝像頭過近或偏離攝像頭或被其他物體遮擋而使得后續無法確定出被測用戶的頭頂位置和腳底位置的情況。

需要指出的是，在本發明的不同實施例中，該方法在步驟S402中所輸出的位置指示信息可以采用不同形式，本發明不限于此。例如在發明的一個實施例中，該方法可以輸出諸如“請站在這里”的語音信息并配合相應的手勢動作，也可以通過將某片區域高亮標識來向被測用戶指示應當站立的位置。

在用戶站立到相應位置后，該方法在步驟S403中獲取被測用戶的用戶圖像，并在步驟S404中通過對獲取到的圖像進行檢測(例如是否能夠確定出被測用戶的頭頂位置和腳底位置)來判斷在步驟S403中是否能夠正常獲取到用戶圖像。

如果該方法在步驟S404中判定出此時無法正常獲取用戶圖像，那么該方法將在步驟S405中判斷當前獲取用戶圖像的次數是否達到預設次數，即嘗試重新獲取用戶圖像的次數是否達到預設次數。如果嘗試獲取用戶圖像的次數未達到預設次數，那么該方法則會返回步驟S402來重新獲取用戶圖像；而如果嘗試獲取用戶圖像的次數達到了預設次數，那么該方法將在步驟S406中生成并輸出測試失敗指示信息(例如輸出“圖像獲取錯誤，測量終止”的語音信息)。

而如果該方法在步驟S404中判定出能夠正常獲取到用戶圖像，那么該方法則會在步驟S407中對所獲取到的用戶圖像進行解析，從而得到用戶信息。在得到用戶信息后，該方法將在步驟S408中根據該用戶信息計算被測用戶的身高數據，并在步驟S409中根據步驟S408所得到的身高數據生成并輸出相應的多模態交互信息。

需要指出的是，本實施例中步驟S407至步驟S409的實現原理以及實現過程與實施例一中步驟S103至步驟S105所涉及的內容類似，故在此不再對步驟S407至步驟S409的具體實現過程進行贅述。

本發明還提供了一種應用于智能機器人的身高測量裝置，圖5示出了本實施例中該身高測量裝置的結構示意圖。

如圖5所示，本實施例所提供的應用于智能機器人的身高測量裝置優選地包括：用戶圖像獲取模塊501、圖像解析模塊502以及用戶身高確定模塊503。其中，用戶圖像獲取模塊501用于對用戶輸入的身高測量指令進行響應來獲取被測用戶的用戶圖像。具體地，本實施例中，用戶圖像獲取模塊501優選地采用攝像頭來實現。

用戶圖像獲取模塊501會將獲取到的用戶圖像傳輸給圖像解析模塊502，以由圖像解析模塊502來對接收到的用戶圖像進行解析，從而得到被測用戶的用戶信息。

本實施例中，圖像解析模塊502確定出的用戶信息優選地包括用戶坐標數據和用戶距離數據。其中，用戶坐標數據包括圖像中被測用戶的兩個端點的坐標數據(即用戶的頭頂坐標數據和腳底坐標數據)，而用戶距離數據則是被測用戶距離攝像頭的距離。

在得到被測用戶的用戶信息后，圖像解析模塊502會將該用戶信息傳輸給用戶身高確定模塊503，以由用戶身高確定模塊503根據被測用戶的用戶信息來計算得到被測用戶的身高數據。

需要指出的是，本實施例中，圖像解析模塊502對用戶圖像進行解析來獲得被測用戶的用戶信息，以及用戶身高確定模塊503根據被測用戶的用戶信息確定被測用戶的身高數據具體原理以及過程與上述實施例一中步驟S103和步驟S104所涉及的內容類似，故在此不再對該部分內容進行贅述。

本實施例中，圖像解析模塊502在得到被測用戶的身高數據后，還會根據所得到的被測用戶的身高數據來生成相應的多模態交互信息并輸出。具體地，在本發明的不同實施例中，圖像解析模塊502所生成的多模態交互信息可以為不同形式的數據信息，本發明不限于此。

同時，還需要指出的是，在本發明的其他實施例中，圖像解析模塊502還可以將得到的被測用戶的身高數據進行存儲，這樣根據所存儲的不同用戶的身高數據或同一用戶在不同時期的身高數據進行相應的數據分析。具體地，例如，圖像解析模塊502可以根據某一被測用戶在不同時期的身高數據來生成相應的身高變化圖，并將該身高變化圖呈現給用戶。

應該理解的是，本發明所公開的實施例不限于這里所公開的特定結構或處理步驟，而應當延伸到相關領域的普通技術人員所理解的這些特征的等同替代。還應當理解的是，在此使用的術語僅用于描述特定實施例的目的，而并不意味著限制。

說明書中提到的“一個實施例”或“實施例”意指結合實施例描述的特定特征、結構或特性包括在本發明的至少一個實施例中。因此，說明書通篇各個地方出現的短語“一個實施例”或“實施例”并不一定均指同一個實施例。

雖然上述示例用于說明本發明在一個或多個應用中的原理，但對于本領域的技術人員來說，在不背離本發明的原理和思想的情況下，明顯可以在形式上、用法及實施的細節上作各種修改而不用付出創造性勞動。因此，本發明由所附的權利要求書來限定。