CN206559473U - 一种图像采集装置及智能机器人 - Google Patents

Abstract

一种图像采集装置及智能机器人，其中，该图像采集装置包括：麦克风阵列，其配置为根据获取到的声波信号生成对应的音频电信号；声源定位电路，其与麦克风阵列连接，其配置为根据麦克风阵列传输来的音频电信号确定声源位置信息；全景摄像头，其与声源定位电路连接，其配置为根据声源位置信息进行转动以将自身的主视角转动至声源对应方向。该图像采集装置能够对发出声音的声源进行定位，并根据声源定位结果来将声源的相关图像进行突出显示，相较于现有的图像采集装置，本实用新型所提供的图像采集装置能够使得用户更加容易地了解到交互环境中的敏感信息，从而提高用户的视频交互体验。

Description

一种图像采集装置及智能机器人

技术领域

本实用新型涉及图像采集技术领域，具体地说，涉及一种图像采集装置及智能机器人。

背景技术

随着图像传感器性能的提高，人们通过图像采集装置能够得到越来越清晰以及流畅的视频图像。然而，对于现有的图像采集装置来说，其通常是根据图像采集装置的镜头的固定朝向来获取指定区域的图像并进行显示，当指定区域过大时，用户往往无法获取到自身感兴趣区域的详细图像，这也就可能造成用户在交互过程中漏掉某些有效信息。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种图像采集装置，其包括：

麦克风阵列，其配置为根据获取到的声波信号生成对应的音频电信号；

声源定位电路，其与所述麦克风阵列连接，其配置为根据所述麦克风阵列传输来的音频电信号确定声源位置信息；

全景摄像头，其与所述声源定位电路连接，其配置为根据所述声源位置信息进行转动以将自身的主视角转动至声源对应方向。

根据本实用新型的一个实施例，所述图像采集装置还包括：

图像显示模块，其与所述全景摄像头连接，其配置为显示所述全景摄像头的主视角图像。

根据本实用新型的一个实施例，所述麦克风阵列包括多个麦克风单元，所述多个麦克风单元分布在所述全景摄像头平面的线性上。

根据本实用新型的一个实施例，所述麦克风阵列包括多个麦克风单元，所述多个麦克风单元分布在空间围绕所述全景摄像头的同一圆环上。

根据本实用新型的一个实施例，所述多个麦克风单元在圆环上等间距分布。

根据本实用新型的一个实施例，所述全景摄像头布置在所述圆环的中心位置处。

本实用新型还提供了一种智能机器人，其包括如上述任一项所述的图像采集装置。

根据本实用新型的一个实施例，所述麦克风阵列和全景摄像头安装在所述智能机器人的头部。

本实用新型所提供的图像采集装置能够对发出声音的声源进行定位，并根据声源定位结果来将声源的相关图像进行突出显示，相较于现有的图像采集装置，本实用新型所提供的图像采集装置能够使得用户更加容易地了解到交互环境中的敏感信息，从而提高用户的视频交互体验。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是根据本实用新型一个实施例的图像采集装置的结构示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的智能机器人的应用常用场景示意图；

图3是根据本实用新型另一个实施例的智能机器人的应用常用场景示意图；

图4是根据本实用新型再一个实施例的智能机器人的应用常用场景示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。

同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本实用新型实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本实用新型可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。

针对现有的图像采集装置只能够固定地采集某一方向的图像的问题，本实用新型提供了一种新的图像采集装置以及一种安装有上述图像采集装置的智能机器人。其中，图1示出了本实施例中该图像采集装置的结构示意图。

如图1所示，本实施例所提供的图像采集装置优选地包括：麦克风阵列101、声源定位电路102、全景摄像头103以及图像显示模块104。其中，麦克风阵列101能够获取声波信号，并将获取到的声波信号转换为对应的音频电信号，从而实现信号的声-电转换。

本实施例中，麦克风阵列101优选地包括四个麦克风单元，其中，各个麦克风单元均可以独立地根据获取到的声波信号生成对应的音频电信号。需要指出的是，在本实用新型的其他实施例中，麦克风阵列101所包含的麦克风单元的数量可以根据实际需要配置为其他合理值，本实用新型不限于此。

声源定位电路102与麦克风阵列101电连接，其能够根据麦克风阵列101所传输来的音频电信号确定出发出上述声波信号的声源的声源位置信息。声源定位电路102与全景摄像头103电连接，其能够将自身生成的声源位置信息传输至全景摄像头103。

本实施例中，全景摄像头103优选地包括图像传感器单元和角度调节单元，其中，图像传感器单元安装在角度调节单元上，角度调节单元与声源定位电路102电连接。角度调节单元在接收到声源定位电路102所传输来的声源定位信息后，会根据该声源定位信息来对图像传感器单元的朝向进行调节，以将图像传感器单元的主视角转动至声源所对应的方向，这样图形传感器单元也就可以获取到声源所对应方向上的相关图像，即得到全景摄像头的主视角图像。

如图1所示，本实施例中所提供的图像采集装置优选地还包括有图像显示模块104。其中，图像显示模块104与全景摄像头103连接，其能够显示全景摄像头103的主视角图像。

需要指出的是，在本实用新型的其他实施例中，根据实际需要，图像采集装置还可以不配置图像显示模块，本实用新型不限于此。

现有的声源定位技术主要包括基于最大输出功率的可控波形成技术和高分辨率谱估计技术。其中，基于最大输出功率的可控波形成技术的基本思想是将各阵元采集来的信号进行加权求和形成波束，通过搜索声源的可能位置来引导该波束，修改权值使得音频传感器阵列的输出信号的功率最大。

本实施例中，声源定位电路102优选地使用达到时间差法来对多模态输入数据中的音频信息进行声源定位。具体地，当麦克风阵列101的一个邻近声源发出声波时，麦克风阵列101中所包含的多个麦克风单元将分别接收到上述声波。由于各个麦克风单元的安装位置不同，因此上述声源所发出的声波达到各个麦克风单元的时间也将存在差异。

对于本实施例所提供的图像采集装置来说，其麦克风阵列101和全景摄像头103优选地安装在智能机器人的头部。具体地，麦克风阵列101所包含的麦克风单元可以分布在全景摄像头103平面的线性上，即麦克风阵列101所包含的麦克风风单元均分布在同一直线上。

图2示出了本实施例所提供的智能机器人的一个应用场景。如图2所示，会议场地105中分布有多个座位(例如座位A、座位B、座位C、座位D、….)。当位于某一座位上的用户发言时，其所发出的声波到达麦克风阵列101中各个麦克风单元并被各个麦克风单元所获取。由于声波到达麦克风阵列101中各个麦克风单元的时间不同(例如座位A上的用户发言时，其所发出的声波将最先到达麦克风阵列101中最左侧的麦克风单元，随后从左向右逐次到达后续的麦克风单元)，而这种差异也将在各个麦克风单元所生成的音频电信号中体现。

声源定位电路102与麦克风阵列101中的各个麦克风单元连接，其可以根据麦克风阵列101中各个麦克风单元所传输来的音频电信号来确定出声源位置信息。具体地，本实施例中，声源定位电路102可以根据各个麦克风单元所传输来的音频电信号的时间差来确定出声源方向，从而实现对音频信号的声源定位。

需要指出的是，在本实用新型的其他实施例中，声源定位电路102还可以采用其他合理的方式来根据麦克风阵列101中各个麦克风单元所传输来的音频电信号来确定出声源位置信息，本实用新型不限于此。例如，在本实用新型的一个实施例中，声源定位电路102还可以采用诸如基于空间的定位技术或基于可控波束形成的定位技术来确定上述声源位置信息。

当然，在本实用新型的其他实施例中，图像采集装置还可以采用其他合理布局方式来安装在智能机器人上，本实用新型不限于此。例如，在本实用新型的一个实施例中，图像采集装置中的麦克风阵列101和全景摄像头103还可以采用如图3或如图4所示的方式来进行配置。

如图3和图4所示，麦克风阵列103分布在空间围绕全景摄像头103的同一圆环上，而全景摄像头103则位于该圆环的中心位置处。对于图3所示的应用场景来说，会议场地中的座位分别位于图像采集装置的两侧，这样麦克风阵列同样可以获取到各个座位上的用户所发出的声波信号，并且全景摄像头也可以通过旋转来将自身的主视角转动至对应的声源方向。而对于图4所示的应用场景来说，会议场地则为一圆形场地，上述图像采集装置则位于该圆形场地的中央，这样图像采集装置同样可以主动将自身的主视角方向调整至声源方向。

需要指出的是，在本实用新型的其他实施例中，全景摄像头103还可以采用其他合理的方式来实现，本实用新型不限于此。例如在本实用新型的一个实施例中，全景摄像头103还可以采用能够同时采集360°方向的摄像头来实现，这样全景全景摄像头103也就可以不需要配置角度调节单元，而是直接从自身获取到的360°的全景图像中提取对应于声源方向上的图像来得到主视角图像。

从上述描述中可以看出，本实用新型所提供的图像采集装置能够对发出声音的声源进行定位，并根据声源定位结果来将声源的相关图像进行突出显示，相较于现有的图像采集装置，本实用新型所提供的图像采集装置能够使得用户更加容易地了解到交互环境中的敏感信息，从而提高用户的视频交互体验。

当应用于会议记录场景中时，本实用新型所提供的图像采集装置能够利用麦克风阵列和声源定位电路来主动地对发言人进行定位，并利用全景摄像头来获取发言人的相关图像，从而使得与会人员能够更加清楚、快速地看到发言人的相关图像。类似地，当应用视频交互场景中时，本实用新型所提供的图像采集装置同样能够有效提高用户的视频交互体验。

当应用于监控摄像场景中时，本实用新型所提供的图像采集装置能够对异常的声音进行快速定位并对声源位置的图像进行自动捕获，从而有助于监控人员更加准确、有效地对目标场地进行监控。

应该理解的是，本实用新型所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅其配置为描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

虽然上述示例其配置为说明本实用新型在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本实用新型由所附的权利要求书来限定。

Claims (8)

1.一种图像采集装置，其特征在于，包括：

麦克风阵列，其配置为根据获取到的声波信号生成对应的音频电信号；

声源定位电路，其与所述麦克风阵列连接，其配置为根据所述麦克风阵列传输来的音频电信号确定声源位置信息；

全景摄像头，其与所述声源定位电路连接，其配置为根据所述声源位置信息进行转动以将自身的主视角转动至声源对应方向。

2.如权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于，还包括：

图像显示模块，其与所述全景摄像头连接，其配置为显示所述全景摄像头的主视角图像。

3.如权利要求1或2所述的图像采集装置，其特征在于，所述麦克风阵列包括多个麦克风单元，所述多个麦克风单元分布在所述全景摄像头平面的线性上。

4.如权利要求1或2所述的图像采集装置，其特征在于，所述麦克风阵列包括多个麦克风单元，所述多个麦克风单元分布在空间围绕所述全景摄像头的同一圆环上。

5.如权利要求4所述的图像采集装置，其特征在于，所述多个麦克风单元在圆环上等间距分布。

6.如权利要求5所述的图像采集装置，其特征在于，所述全景摄像头布置在所述圆环的中心位置处。

7.一种智能机器人，其特征在于，包括如权利要求1～6中任一项所述的图像采集装置。

8.如权利要求7所述的智能机器人，其特征在于，所述麦克风阵列和全景摄像头安装在所述智能机器人的头部。