CN104121891A - 基于5摄像头的智能机器人视觉装置 - Google Patents

基于5摄像头的智能机器人视觉装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104121891A
CN104121891A CN201410321200.7A CN201410321200A CN104121891A CN 104121891 A CN104121891 A CN 104121891A CN 201410321200 A CN201410321200 A CN 201410321200A CN 104121891 A CN104121891 A CN 104121891A
Authority
CN
China
Prior art keywords
camera
cameras
azimuth
pitching
intelligent robot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410321200.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104121891B (zh
Inventor
石青
宋永博
黄强
福田敏男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute of Technology BIT
Original Assignee
Beijing Institute of Technology BIT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Technology BIT filed Critical Beijing Institute of Technology BIT
Priority to CN201410321200.7A priority Critical patent/CN104121891B/zh
Publication of CN104121891A publication Critical patent/CN104121891A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104121891B publication Critical patent/CN104121891B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • H04N7/181—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast for receiving images from a plurality of remote sources

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明属于智能机器人技术领域，具体涉及一种智能机器人视觉装置。基于5摄像头的智能机器人视觉装置，其技术方案是：方位电机(2)的输出轴从半球形固定件(1)的顶部穿出与工字形骨架(3)固定连接；俯仰电机(4)布置在工字形骨架(3)的四个象限；广角摄像头(5)分别通过L形支架(7)与俯仰电机(4)的输出轴连接；两个普通摄像头(6)安装在与水平支架(8)的两端组成双目相机，并通过水平支架(8)与剩下的一个俯仰电机(4)的输出轴连接；摄像头、俯仰电机(4)、方位电机(2)通过集线器与控制芯片(9)连接，实现图像数据的取得与传递。本发明使得机器人能够获取三维实时监测周围环境异常信息。

Description

基于5摄像头的智能机器人视觉装置
技术领域
本发明属于智能机器人技术领域，具体涉及一种智能机器人视觉装置。
背景技术
机器人飞速发展的今天，机器人的智能化变得尤为重要。当机器人进行行走的过程中，需要实时获取周边信息，判断异常信息是否存在，选取最佳行走前进的路径。当前，很多文献已经着力于视觉避障、人机交互、信息获取等方面。但是，大多数是单目相机，获取的信息相对较少，无法完成复杂的路径规划和避障等功能。当然，有一些研究已经着力于双目视觉定位、三维重建等避障研究。即使是这样，也不能解决获取信息的实时性问题：机器人无法获取身后、左右信息。
在当前的研究中，有一些把双目的摄像头做反射式全景镜头，虽然可以实现实时信息获取和三维重建。但是，众所周知，这种镜头具有高畸变等问题。而畸变是三维重建中较为破坏的影响因素。
发明内容
本发明的目的是：提供一种基于5摄像头的智能机器人视觉装置，以满足机器人信息获取、人机交互、躲避障碍的功能需求；
本发明的技术方案是：基于5摄像头的智能机器人视觉装置，它包括：半球形固定件、方位电机、工字形骨架、俯仰电机以及摄像头；摄像头包括：3个广角摄像头以及两个普通摄像头；
方位电机安装于半球形固定件内壁，其输出轴从半球形固定件的顶部穿出并与工字形骨架固定连接；
俯仰电机的数量有4个，周向对称的布置在工字形骨架的下端面的四个象限；
3个广角摄像头分别通过3个L形支架与3个俯仰电机的输出轴连接；两个普通摄像头安装在与水平支架的两端组成双目相机，并通过水平支架与剩下的一个俯仰电机的输出轴连接；
摄像头、俯仰电机、方位电机通过集线器与控制芯片连接，实现图像数据的取得与传递。
有益效果是：(1)本发明有效的解决信息实时性和畸变等问题。使得机器人能够获取三维实时监测周围环境异常信息，进而进行三维检测、路径规划、避障等功能；与普通的机器人视觉相比，本发明巧妙的利用了均布式普通摄像头、电机和算法控制组合优势，成功搭建一套机器人全方位智能视觉装置。
(2)本发明具有五个自由度，其中，广角相机和双目相机均匀分布分别具有4个自由度可以观测除了水平位置上下范围内的有效信息，方位电机的设置可实时获取机器人周围的360°信息，满足信息获取实时性的要求。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的B-B剖视图
图3为图1的轴测图；
图4为本发明的控制算法流程图；
图5、图6为本发明的实验数据分析图；
其中，1-半球形固定件、2-方位电机、3-工字形骨架、4-俯仰电机、5-广角摄像头、6-普通摄像头、7-L形支架、8-水平支架、9-控制芯片。
具体实施方式
参见附图1、2、3，基于5摄像头的智能机器人视觉装置，它包括：半球形固定件1、方位电机2、工字形骨架3、俯仰电机4以及摄像头；摄像头包括：3个广角摄像头5以及两个普通摄像头6；
方位电机2安装于半球形固定件1内壁，其输出轴从半球形固定件1的顶部穿出并与工字形骨架3固定连接；
俯仰电机4的数量有4个，周向对称的布置在在工字形骨架3的下端面的四个象限；工字形骨架3的下端面设有若干安装孔，俯仰电机4通过螺钉安装在工字形骨架3的下端面；
3个广角摄像头5分别通过3个L形支架7与3个俯仰电机4的输出轴连接；两个普通摄像头6安装在与水平支架8的两端组成双目相机，并通过水平支架8与剩下的一个俯仰电机4的输出轴连接；
摄像头、俯仰电机4、方位电机2通过集线器与控制芯片9连接，实现图像数据的取得与传递。
本发明图像数据的取得与传递的过程为：
A.控制芯片9控制方位电机2的360°旋转，控制俯仰电机4上下30°摆动，直至任一广角摄像头5发现目标障碍；
B.广角摄像头5发现目标障碍后，控制芯片9继续调节方位电机2以及俯仰电机4，直至令发现目标障碍的广角摄像头5的中心与目标障碍偏离的像素值小于10，并对此位置进行标定；
C.再次启动方位电机2，令双目相机旋转至标定位置后，采集目标障碍信息，传输至控制芯片9进行三维构建，并将三维构建结果传送至智能机器人。
如图4所示：为本发明的控制算法流程图。本发明启动之后，控制芯片9不断接收摄像头采集的信息，进而对信息进行判断。如果没有目标障碍，则驱动俯仰电机4、方位电机2往复旋转。一旦摄像头接收到目标障碍，利用上述步骤B、C，将双目相机旋转至标定位置采集目标障碍信息。
如图5为步骤B中的调节实验数据：对五种不同的情况，即偏离图像中心的位置(50像素，100像素，150像素，200,像素，240像素)分别进行10次试验。实验结果表明随着偏离图像中心像素增加，调节时间相应增加。
如图6为采用步骤C的方法后最终目标障碍偏离双目相机中心的像素值。实验中表明，所有试验结果能够满足目标同时出现在双目相机的连个相机视野中，从而，能够为后续三维构建提供基础。

Claims (3)

1.基于5摄像头的智能机器人视觉装置，它包括：半球形固定件(1)、方位电机(2)、工字形骨架(3)、俯仰电机(4)以及摄像头；其特征在于：所述摄像头包括：3个广角摄像头(5)以及两个普通摄像头(6)；
所述方位电机(2)安装于所述半球形固定件(1)内壁，其输出轴从所述半球形固定件(1)的顶部穿出并与所述工字形骨架(3)固定连接；
所述俯仰电机(4)的数量有4个，周向对称的布置在所述工字形骨架(3)的下端面的四个象限；
3个所述广角摄像头(5)分别通过3个L形支架(7)与3个所述俯仰电机(4)的输出轴连接；两个所述普通摄像头(6)安装在与水平支架(8)的两端组成双目相机，并通过所述水平支架(8)与剩下的一个所述俯仰电机(4)的输出轴连接；
所述摄像头、所述俯仰电机(4)、所述方位电机(2)通过集线器与控制芯片(9)连接，实现图像数据的取得与传递。
2.如权利要求1所述的基于5摄像头的智能机器人视觉装置，其特征在于，所述工字形骨架(3)的下端面设有若干安装孔，所述俯仰电机(4)通过螺钉安装在所述工字形骨架(3)的下端面。
3.如权利要求1或2所述的基于5摄像头的智能机器人视觉装置，其特征在于，图像数据的取得与传递的过程为：
A.所述控制芯片(9)控制所述方位电机(2)360°旋转，控制所述俯仰电机(4)上下30°摆动，直至任一所述广角摄像头(5)发现目标障碍；
B.所述广角摄像头(5)发现目标障碍后，所述控制芯片(9)继续调节所述方位电机(2)以及所述俯仰电机(4)，直至令发现所述目标障碍的所述广角摄像头(5)的中心与所述目标障碍偏离的像素值小于10，并对此位置进行标定；
C.再次启动所述方位电机(2)，令所述双目相机旋转至标定位置后，采集目标障碍信息，传输至所述控制芯片(9)进行三维构建，并将三维构建结果传送至智能机器人。
CN201410321200.7A 2014-07-07 2014-07-07 基于5摄像头的智能机器人视觉装置 Active CN104121891B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410321200.7A CN104121891B (zh) 2014-07-07 2014-07-07 基于5摄像头的智能机器人视觉装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410321200.7A CN104121891B (zh) 2014-07-07 2014-07-07 基于5摄像头的智能机器人视觉装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104121891A true CN104121891A (zh) 2014-10-29
CN104121891B CN104121891B (zh) 2016-04-27

Family

ID=51767404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410321200.7A Active CN104121891B (zh) 2014-07-07 2014-07-07 基于5摄像头的智能机器人视觉装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104121891B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105955279A (zh) * 2016-07-18 2016-09-21 中国矿业大学 一种基于图像视觉的移动机器人路径规划方法及装置
CN109731828A (zh) * 2019-01-30 2019-05-10 广州贤智科技有限公司 一种用于老年人医疗系统的安全可靠的智能穿戴设备

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003054625A1 (en) * 2001-12-20 2003-07-03 Wave Group Ltd. A panoramic stereoscopic imaging method and apparatus
CN102243432A (zh) * 2011-06-28 2011-11-16 浙江工业大学 全景立体摄像装置
CN102819263A (zh) * 2012-07-30 2012-12-12 中国航天科工集团第三研究院第八三五七研究所 多摄像头无人车视觉感知系统
CN103123030A (zh) * 2013-01-30 2013-05-29 北京信息科技大学 小型管道机器人视觉检测系统
CN103135549A (zh) * 2012-12-21 2013-06-05 北京邮电大学 一种具有视觉反馈的球形机器人运动控制系统及运动控制方法
CN103395488A (zh) * 2013-07-01 2013-11-20 河海大学常州校区 水下清刷检测机器人
CN103679707A (zh) * 2013-11-26 2014-03-26 西安交通大学 基于双目相机视差图的道路障碍物检测系统及检测方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003054625A1 (en) * 2001-12-20 2003-07-03 Wave Group Ltd. A panoramic stereoscopic imaging method and apparatus
CN102243432A (zh) * 2011-06-28 2011-11-16 浙江工业大学 全景立体摄像装置
CN102819263A (zh) * 2012-07-30 2012-12-12 中国航天科工集团第三研究院第八三五七研究所 多摄像头无人车视觉感知系统
CN103135549A (zh) * 2012-12-21 2013-06-05 北京邮电大学 一种具有视觉反馈的球形机器人运动控制系统及运动控制方法
CN103123030A (zh) * 2013-01-30 2013-05-29 北京信息科技大学 小型管道机器人视觉检测系统
CN103395488A (zh) * 2013-07-01 2013-11-20 河海大学常州校区 水下清刷检测机器人
CN103679707A (zh) * 2013-11-26 2014-03-26 西安交通大学 基于双目相机视差图的道路障碍物检测系统及检测方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
VALDIR GRASS JUNIOR 等: "Development of an Omnidirectional Vision System", 《ABCM》 *
单珩: "多摄像机全景监控系统研究及解决方案", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑 （月刊）》 *
李丽军: "基于机器人双目立体视觉的三维重建", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑 （月刊）》 *
颜杰: "多摄像头目标检测与跟踪方法研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑 （月刊）》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105955279A (zh) * 2016-07-18 2016-09-21 中国矿业大学 一种基于图像视觉的移动机器人路径规划方法及装置
CN105955279B (zh) * 2016-07-18 2019-04-09 中国矿业大学 一种基于图像视觉的移动机器人路径规划方法及装置
CN109731828A (zh) * 2019-01-30 2019-05-10 广州贤智科技有限公司 一种用于老年人医疗系统的安全可靠的智能穿戴设备
CN109731828B (zh) * 2019-01-30 2021-02-19 谭学芬 一种用于老年人医疗系统的安全可靠的智能穿戴设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN104121891B (zh) 2016-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10645300B2 (en) Methods and apparatus for image processing
US11106203B2 (en) Systems and methods for augmented stereoscopic display
CN108020826B (zh) 多线激光雷达与多路相机混合标定方法
CN106529495B (zh) 一种飞行器的障碍物检测方法和装置
CN106468918B (zh) 一种线路巡检的标准化数据采集方法及系统
CN104796672B (zh) 一种无人机应急监控云台装置
US20180102034A1 (en) Fire disaster monitoring method and apparatus
WO2018210078A1 (zh) 无人机的距离测量方法以及无人机
CN103780837B (zh) 一种运动检测和定位拍摄的方法及其装置
CN106444837A (zh) 一种无人机避障方法及系统
CN106099763A (zh) 一种输电线路无人机巡检装置
CN109120883B (zh) 基于远近景的视频监控方法、装置及计算机可读存储介质
US11153494B2 (en) Maximum temperature point tracking method, device and unmanned aerial vehicle
CN104320587A (zh) 一种室外云台摄像机的自动获取取景范围的方法
CN104702871A (zh) 无人机投影显示方法、系统及装置
CN105389543A (zh) 基于全方位双目视觉深度信息融合的移动机器人避障装置
CN108897342B (zh) 针对快速移动的民用多旋翼无人机的定位跟踪方法及系统
CN104506773A (zh) 基于人眼间距的摄像机自动变倍控制方法
US11320817B2 (en) Target-based image exposure adjustment
CN106127115A (zh) 一种基于全景和常规视觉的混合视觉目标定位方法
CN105739544B (zh) 云台航向跟随方法及装置
CN103426166A (zh) 一种基于激光和单目的机器人手眼协同定位方法
CN102694963A (zh) 一种获取无阴影目标图像的方法
CN104330075A (zh) 栅格化极坐标系目标定位方法
CN104121891A (zh) 基于5摄像头的智能机器人视觉装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant