[發明專利]一種球類追蹤玩具及其球類追蹤方法和裝置

有效

• 申請號: 201910364065.7
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN111841035B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 劉志超;龐建新;熊友軍
• 申請（專利權）人: 深圳市優必選科技有限公司
• 主分類號: A63H17/30
• 分類號: A63H17/30;G01B11/00;G01B11/24;A63H17/36
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 張全文

一種球類追蹤玩具的球類追蹤方法，所述球類追蹤玩具上設置有用于發射預定波長的紅外光源，所追蹤的小球表面覆有反光材料層，所述球類追蹤方法包括：通過紅外攝像頭采集圖像，確定所采集的圖像的亮度；根據預先設定的亮度閾值，確定圖像的亮度大于所述亮度閾值的第一區域；如果所述第一區域大于預設的面積閾值，則通過輪廓檢測確定小球的尺寸；如果所述第一區域小于或等于預設的面積閾值，則根據所述第一區域的形狀計算所述小球的尺寸；根據所確定的小球的尺寸計算小球的相對方位。由于根據反光小球所形成的高亮區域自動選擇與場景對應的小球尺寸計算方法，使得小球尺寸計算更加準確，有利于提高小球的識別距離和識別精度。

技術領域

本申請屬于人工智能領域，尤其涉及一種球類追蹤玩具及其球類追蹤方法和裝置。

背景技術

球類追蹤玩具是一種根據球的位置，由玩具小車自動跟蹤的智能電子產品。球類追蹤玩具一般是通過在玩具小車上安裝跟蹤儀器，包括攝像頭或者其它傳感器，對小球進行定位。目前對小球進行跟蹤時，一般采用如下兩種方式：

第一種是在玩具小車上裝一個攝像頭，通過純視覺的方法去識別和跟蹤小球，然后通過小球的半徑估計出其與玩具小車之間的距離和方位。這種方式在玩具小車上，計算單元的計算能力受到很大的限制，很難運行有效的、復雜的視覺算法，如深度神經網絡等方法，追蹤小球的效果很容易受到背景、光線、距攝像頭遠近的影響，導致可靠度不高。

第二種是在被追蹤的小球中加一塊磁鐵，然后在玩具小車里面放指南針。這樣，在一定的距離之內，玩具小車就可以始終沿著指南針的方向去尋找小球的方向，然后再將小球通過視覺的方法識別出來，控制其與小球之間的距離。但是，當小球滾的稍遠一些，指南針能感受到的磁吸力就非常小，追蹤的距離會受到限制。

發明內容

有鑒于此，本申請實施例提供了一種球類追蹤玩具及其球類追蹤方法和裝置，以解決現有技術中由于計算能力受限，使得追蹤小球的效果很容易受到背景、光線、距攝像頭遠近的影響，導致可靠度不高，以及追蹤的距離受限的問題。

本申請實施例的第一方面提供了一種球類追蹤玩具的球類追蹤方法，所述球類追蹤玩具上設置有用于發射預定波長的紅外光源，所追蹤的小球表面覆有反光材料層，所述球類追蹤方法包括：

通過紅外攝像頭采集圖像，確定所采集的圖像的亮度；

根據預先設定的亮度閾值，確定圖像的亮度大于所述亮度閾值的第一區域；

如果所述第一區域大于預設的面積閾值，則通過輪廓檢測確定小球的尺寸；

如果所述第一區域小于或等于預設的面積閾值，則根據所述第一區域的形狀計算所述小球的尺寸；

根據所確定的小球的尺寸計算小球的相對方位。

結合第一方面，在第一方面的第一種可能實現方式中，所述如果所述第一區域小于或等于預設的面積閾值，則根據所述第一區域的形狀計算所述小球的尺寸的步驟包括：

計算所述第一區域的外形與小球的外形的相似度；

選擇與所述小球的外形的相似度最高的第一區域，作為小球所在區域；

根據所述第一區域的弧面計算所述小球的尺寸。

結合第一方面的第一種可能實現方式，在第一方面的第二種可能實現方式中，在所述根據所述第一區域的弧面計算所述小球的尺寸的步驟之前，所述方法還包括：

采用卡爾曼濾波器對所述第一區域進行噪聲過濾。

結合第一方面，在第一方面的第三種可能實現方式中，所述如果所述第一區域大于預設的面積閾值，則通過輪廓檢測確定小球的尺寸的步驟包括：

確定所述第一區域所包括的輪廓線；