[发明专利]一种球类追踪玩具及其球类追踪方法和装置

说明书

一种球类追踪玩具的球类追踪方法，所述球类追踪玩具上设置有用于发射预定波长的红外光源，所追踪的小球表面覆有反光材料层，所述球类追踪方法包括：通过红外摄像头采集图像，确定所采集的图像的亮度；根据预先设定的亮度阈值，确定图像的亮度大于所述亮度阈值的第一区域；如果所述第一区域大于预设的面积阈值，则通过轮廓检测确定小球的尺寸；如果所述第一区域小于或等于预设的面积阈值，则根据所述第一区域的形状计算所述小球的尺寸；根据所确定的小球的尺寸计算小球的相对方位。由于根据反光小球所形成的高亮区域自动选择与场景对应的小球尺寸计算方法，使得小球尺寸计算更加准确，有利于提高小球的识别距离和识别精度。

技术领域

本申请属于人工智能领域，尤其涉及一种球类追踪玩具及其球类追踪方法和装置。

背景技术

球类追踪玩具是一种根据球的位置，由玩具小车自动跟踪的智能电子产品。球类追踪玩具一般是通过在玩具小车上安装跟踪仪器，包括摄像头或者其它传感器，对小球进行定位。目前对小球进行跟踪时，一般采用如下两种方式：

第一种是在玩具小车上装一个摄像头，通过纯视觉的方法去识别和跟踪小球，然后通过小球的半径估计出其与玩具小车之间的距离和方位。这种方式在玩具小车上，计算单元的计算能力受到很大的限制，很难运行有效的、复杂的视觉算法，如深度神经网络等方法，追踪小球的效果很容易受到背景、光线、距摄像头远近的影响，导致可靠度不高。

第二种是在被追踪的小球中加一块磁铁，然后在玩具小车里面放指南针。这样，在一定的距离之内，玩具小车就可以始终沿着指南针的方向去寻找小球的方向，然后再将小球通过视觉的方法识别出来，控制其与小球之间的距离。但是，当小球滚的稍远一些，指南针能感受到的磁吸力就非常小，追踪的距离会受到限制。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种球类追踪玩具及其球类追踪方法和装置，以解决现有技术中由于计算能力受限，使得追踪小球的效果很容易受到背景、光线、距摄像头远近的影响，导致可靠度不高，以及追踪的距离受限的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种球类追踪玩具的球类追踪方法，所述球类追踪玩具上设置有用于发射预定波长的红外光源，所追踪的小球表面覆有反光材料层，所述球类追踪方法包括：

通过红外摄像头采集图像，确定所采集的图像的亮度；

根据预先设定的亮度阈值，确定图像的亮度大于所述亮度阈值的第一区域；

如果所述第一区域大于预设的面积阈值，则通过轮廓检测确定小球的尺寸；

如果所述第一区域小于或等于预设的面积阈值，则根据所述第一区域的形状计算所述小球的尺寸；

根据所确定的小球的尺寸计算小球的相对方位。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，所述如果所述第一区域小于或等于预设的面积阈值，则根据所述第一区域的形状计算所述小球的尺寸的步骤包括：

计算所述第一区域的外形与小球的外形的相似度；

选择与所述小球的外形的相似度最高的第一区域，作为小球所在区域；

根据所述第一区域的弧面计算所述小球的尺寸。

结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第二种可能实现方式中，在所述根据所述第一区域的弧面计算所述小球的尺寸的步骤之前，所述方法还包括：

采用卡尔曼滤波器对所述第一区域进行噪声过滤。

结合第一方面，在第一方面的第三种可能实现方式中，所述如果所述第一区域大于预设的面积阈值，则通过轮廓检测确定小球的尺寸的步骤包括：

确定所述第一区域所包括的轮廓线；