CN113070898B - 一种基于多感官融合的三维视觉传感控制装置 - Google Patents

一种基于多感官融合的三维视觉传感控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于多感官融合的三维视觉传感控制装置,包括控制器、第一摄像头、第二摄像头、雷达探测组件、伸缩杆一以及负压发生器,其中,所述第一摄像头和第二摄像头对称设置在安装仓中,用于三维视觉分析;所述控制器能够分析和拼接第一摄像头与第二摄像头所拍摄图像,获取图像中各个物体的方向角度,并控制雷达探测组件进行调节以及测量其与物体之间的第一距离,方便后续对于物体的抓取,且利用吸盘吸附物体后,雷达探测组件能够测量其与物体之间的第二距离;根据第一距离数据与第二距离数据的差值,能够检测出吸盘是否吸附住物体,因此吸盘上可无需再设置压力传感器,优化了结构,减少了资金投入。

Description

一种基于多感官融合的三维视觉传感控制装置
技术领域
本发明涉及三维视觉传感控制装置技术领域,具体是一种基于多感官融合的三维视觉传感控制装置。
背景技术
在工业自动化领域,自动化机器人需要传感器来提供必要的信息,从而精准的执行相关操作,其中包括三维视觉传感装置,三维视觉传感装置需具备两个不同角度的摄像机,通过这种方式来检测对象的第三维度,但是简单的三维视觉传感装置只能为机器人提供视觉,在零件拾取应用中,如果没有视觉传感装置,则无法知道物体的位置,但是只知道位置还不能够帮助机器人抓手正确抓取零件,而无法实现精准的控制。
因此,有必要提供一种基于多感官融合的三维视觉传感控制装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种基于多感官融合的三维视觉传感控制装置,包括控制器、第一摄像头、第二摄像头、雷达探测组件、伸缩杆一以及负压发生器,其中,所述第一摄像头和第二摄像头对称设置在安装仓中,用于三维视觉分析;
所述控制器用于分析和拼接第一摄像头与第二摄像头所拍摄图像,获取图像中各个物体的方向角度,并控制雷达探测组件进行调节以及测量其与物体之间的第一距离;
所述安装仓的一侧采用连接座连接有伸缩杆一,所述伸缩杆一的输出端固定有负压发生器,所述负压发生器的输出端设置有吸盘,且利用吸盘吸附物体后,所述雷达探测组件测量其与物体之间的第二距离;
所述控制器计算第一距离数据与第二距离数据的差值,且差值在阈值范围内时,控制器控制负压发生器增大功率,否则控制伸缩杆一进行动作。
进一步,作为优选,利用吸盘吸附物体时,所述伸缩杆一控制吸盘移动至距离物体0.8~1.5cm位置处。
进一步,作为优选,还包括压力传感器,所述压力传感器设置在气缸夹爪中,以便通过所述压力传感器感知在空中接收物体时,气缸夹爪是否抓紧物体。
进一步,作为优选,所述气缸夹爪固定在伸缩杆二的输出端,所述伸缩杆二的另一端固定在转向电机一的输出端。
进一步,作为优选,所述气缸夹爪包括伸缩缸、固定爪以及移动爪,其中,所述伸缩缸的输出端固定有移动爪,其另一端固定有固定爪,所述移动爪上还设置有压力传感器,所述固定爪与移动爪上均设置有增阻垫。
进一步,作为优选,所述雷达探测组件包括安装座、底盘、角度调节盘、雷达探测器以及从动轮,其中,所述底盘固定在安装座的下方,所述底盘上同轴转动设置有角度调节盘,所述角度调节盘远离安装座的一端固定有雷达探测器,所述角度调节盘上同轴固定有从动轮,所述从动轮采用传动带与主动轮传动相连,所述主动轮固定在角度调节电机的输出端,所述角度调节电机固定在安装座上。
进一步,作为优选,所述安装座的一端与安装仓相铰接,另一端与伸缩杆三的输出端相铰接,所述伸缩杆三的另一端铰接至安装仓上,且测距时,先利用所述伸缩杆三进行大幅度角度调节雷达探测器的角度位置,随后利用角度调节盘小幅度调节雷达探测器的角度位置。
进一步,作为优选,还包括锁紧组件,所述锁紧组件包括锁紧爪、支撑连杆、驱动杆以及驱动板,其中,两个所述锁紧爪对称设置在底盘的两侧,且分别采用支撑连杆与安装座相铰接,所述锁紧爪还与驱动杆相铰接,所述驱动杆穿过安装座与驱动板相铰接,所述驱动板固定在锁紧气缸的输出端,且通过所述锁紧气缸的收缩,能够驱动锁紧爪锁紧角度调节盘。
进一步,作为优选,所述底盘的外圆周上还固定有同轴设置的锁紧环,所述锁紧环为柔性环,所述锁紧环的内外表面均设有锁紧齿牙,所述角度调节盘的外部套设有增阻环;所述锁紧爪的内表面布设有锁紧垫。
与现有技术相比,本发明提供了一种基于多感官融合的三维视觉传感控制装置,具有以下有益效果:
1.本发明中,控制器能够分析和拼接第一摄像头与第二摄像头所拍摄图像,获取图像中各个物体的方向角度,并控制雷达探测组件进行调节以及测量其与物体之间的第一距离,方便后续对于物体的抓取,且利用吸盘吸附物体后,雷达探测组件能够测量其与物体之间的第二距离;根据第一距离数据与第二距离数据的差值,能够检测出吸盘是否吸附住物体,因此吸盘上可无需再设置压力传感器,优化了结构,减少了资金投入,并且能够实现精准控制;
2.本发明中,且测距时,先利用所述伸缩杆三进行大幅度角度调节雷达探测器的角度位置,随后利用角度调节盘小幅度调节雷达探测器的角度位置,提高了角度调节的效率与精度,且在角度调节盘调整角度后,通过锁紧气缸的收缩驱动锁紧爪锁紧锁紧环,并通过锁紧环来锁紧角度调节盘,提高了角度调节后雷达探测器的稳定性。
附图说明
图1为本发明中安装仓和负压发生器的立体结构示意图;
图2为本发明中的整体结构示意图;
图3为本发明中安装仓的结构示意图;
图4为本发明中雷达探测组件的结构示意图一;
图5为本发明中雷达探测组件的结构示意图二;
图6为本发明中气缸夹爪的立体结构示意图;
图中:1、安装仓;2、第一摄像头;3、第二摄像头;4、雷达探测组件;5、连接座;6、伸缩杆一;7、负压发生器;8、吸盘;9、安装板;10、转向电机一;11、伸缩杆二;12、气缸夹爪;13、转向电机二;14、伸缩臂;15、导轨;16、伸缩缸;17、固定爪;18、移动爪;19、增阻垫;20、压力传感器;41、安装座;42、底盘;43、角度调节盘;44、雷达探测器;45、从动轮;46、主动轮;47、伸缩杆三;48、锁紧环;49、锁紧爪;410、支撑连杆;411、驱动杆;412、驱动板;413、增阻环。
具体实施方式
请参阅图1~6,本发明实施例中,一种基于多感官融合的三维视觉传感控制装置,包括控制器、第一摄像头2、第二摄像头3、雷达探测组件4、伸缩杆一6以及负压发生器7,其中,所述第一摄像头2和第二摄像头3对称设置在安装仓1中,用于三维视觉分析;
所述控制器用于分析和拼接第一摄像头2与第二摄像头3所拍摄图像,获取图像中各个物体的方向角度,并控制雷达探测组件4进行调节以及测量其与物体之间的第一距离;
所述安装仓1的一侧采用连接座5连接有伸缩杆一6,所述伸缩杆一6的输出端固定有负压发生器7,所述负压发生器7的输出端设置有吸盘8,且利用吸盘8吸附物体后,所述雷达探测组件4测量其与物体之间的第二距离;
所述控制器计算第一距离数据与第二距离数据的差值,且差值在阈值范围内时,控制器控制负压发生器7增大功率,否则控制伸缩杆一6进行动作,一方面,设置的雷达探测组件,能够获取各个物体的距离数据,方便吸盘8的抓取,并且,根据第一距离数据与第二距离数据的差值还能够得出物体是否被吸盘所抓取,因此吸盘上可无需再设置压力传感器,优化了结构,减少了资金投入。
作为较佳的实施例,利用吸盘8吸附物体时,所述伸缩杆一6控制吸盘8移动至距离物体0.8~1.5cm位置处。
另外,还包括压力传感器20,所述压力传感器20设置在气缸夹爪12中,以便通过所述压力传感器20感知在空中接收物体时,气缸夹爪12是否抓紧物体,需要解释的是,此时如果利用雷达探测组件来感知气缸夹爪12是否接收到物体,当雷达探测组件来感知气缸夹爪12未接收到物体时,物体已经下落,因此需额外设置压力传感器来感知在空中接收物体时,气缸夹爪12是否抓紧物体。
本实施例中,如图2,所述气缸夹爪12固定在伸缩杆二11的输出端,所述伸缩杆二11的另一端固定在转向电机一10的输出端,转向电机一10固定在固定板上,固定板固定在转向电机二13的输出端,安装仓1以及连接座5也固定在固定板上,转向电机二13固定在伸缩臂14上,而伸缩臂14可沿导轨15进行上下移动。
本实施例中,如图6,所述气缸夹爪12包括伸缩缸16、固定爪17以及移动爪18,其中,所述伸缩缸16的输出端固定有移动爪18,其另一端固定有固定爪17,所述移动爪18上还设置有压力传感器20,所述固定爪17与移动爪18上均设置有增阻垫19。
本实施例中,如图4,所述雷达探测组件4包括安装座41、底盘42、角度调节盘43、雷达探测器44以及从动轮45,其中,所述底盘42固定在安装座41的下方,所述底盘42上同轴转动设置有角度调节盘43,所述角度调节盘43远离安装座41的一端固定有雷达探测器44,所述角度调节盘43上同轴固定有从动轮45,所述从动轮45采用传动带与主动轮46传动相连,所述主动轮46固定在角度调节电机的输出端,所述角度调节电机固定在安装座41上,实施时,通过角度调节电机驱动主动轮46进行转动,即可带动从动轮45以及角度调节盘43进行角度调节,从而实现雷达探测器44的角度调节,使得雷达探测器44的雷达发射方向朝向物体所在方向角度。
另外,所述安装座41的一端与安装仓1相铰接,另一端与伸缩杆三47的输出端相铰接,所述伸缩杆三47的另一端铰接至安装仓1上,且测距时,先利用所述伸缩杆三47进行大幅度角度调节雷达探测器44的角度位置,随后利用角度调节盘43小幅度调节雷达探测器44的角度位置,提高了角度调节的效率与精度。
本实施例中,如图5,还包括锁紧组件,所述锁紧组件包括锁紧爪49、支撑连杆410、驱动杆411以及驱动板412,其中,两个所述锁紧爪49对称设置在底盘42的两侧,且分别采用支撑连杆410与安装座41相铰接,所述锁紧爪49还与驱动杆411相铰接,所述驱动杆411穿过安装座41与驱动板412相铰接,所述驱动板412固定在锁紧气缸的输出端,且通过所述锁紧气缸的收缩,能够驱动锁紧爪49锁紧角度调节盘43。
作为较佳的实施例,所述底盘42的外圆周上还固定有同轴设置的锁紧环48,所述锁紧环48为柔性环,所述锁紧环48的内外表面均设有锁紧齿牙,所述角度调节盘43的外部套设有增阻环413;所述锁紧爪49的内表面布设有锁紧垫,因此在角度调节盘43调整角度后,需锁紧时,通过锁紧气缸的收缩驱动锁紧爪49锁紧锁紧环48,并通过锁紧环48来锁紧角度调节盘43。
在具体实施时,先利用控制器分析和拼接第一摄像头2与第二摄像头3所拍摄图像,获取图像中各个物体的方向角度,并控制雷达探测组件4进行调节以及测量其与物体之间的第一距离;随后利用伸缩杆一6控制吸盘8移动至距离物体0.8~1.5cm位置处,且利用吸盘8吸附物体后,雷达探测组件4测量其与物体之间的第二距离;控制器计算第一距离数据与第二距离数据的差值,且差值在阈值范围内时,控制器控制负压发生器7增大功率,否则控制伸缩杆一6进行复位动作,并利用气缸夹爪12实现对于物体的转移。
以上所述的,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于多感官融合的三维视觉传感控制装置,其特征在于:包括控制器、第一摄像头(2)、第二摄像头(3)、雷达探测组件(4)、伸缩杆一(6)以及负压发生器(7),其中,所述第一摄像头(2)和第二摄像头(3)对称设置在安装仓(1)中,用于三维视觉分析;
所述控制器用于分析和拼接第一摄像头(2)与第二摄像头(3)所拍摄图像,获取图像中各个物体的方向角度,并控制雷达探测组件(4)进行调节以及测量其与物体之间的第一距离;
所述安装仓(1)的一侧采用连接座(5)连接有伸缩杆一(6),所述伸缩杆一(6)的输出端固定有负压发生器(7),所述负压发生器(7)的输出端设置有吸盘(8),且利用吸盘(8)吸附物体后,所述雷达探测组件(4)测量其与物体之间的第二距离;
所述控制器计算第一距离数据与第二距离数据的差值,且差值在阈值范围内时,控制器控制负压发生器(7)增大功率,否则控制伸缩杆一(6)进行动作;
所述雷达探测组件(4)包括安装座(41)、底盘(42)、角度调节盘(43)、雷达探测器(44)以及从动轮(45),其中,所述底盘(42)固定在安装座(41)的下方,所述底盘(42)上同轴转动设置有角度调节盘(43),所述角度调节盘(43)远离安装座(41)的一端固定有雷达探测器(44),所述角度调节盘(43)上同轴固定有从动轮(45),所述从动轮(45)采用传动带与主动轮(46)传动相连,所述主动轮(46)固定在角度调节电机的输出端,所述角度调节电机固定在安装座(41)上;
所述雷达探测组件(4)还包括锁紧组件,所述锁紧组件包括锁紧爪(49)、支撑连杆(410)、驱动杆(411)以及驱动板(412),其中,两个所述锁紧爪(49)对称设置在底盘(42)的两侧,且分别采用支撑连杆(410)与安装座(41)相铰接,所述锁紧爪(49)还与驱动杆(411)相铰接,所述驱动杆(411)穿过安装座(41)与驱动板(412)相铰接,所述驱动板(412)固定在锁紧气缸的输出端,且通过所述锁紧气缸的收缩,能够驱动锁紧爪(49)锁紧角度调节盘(43);
所述底盘(42)的外圆周上还固定有同轴设置的锁紧环(48),所述锁紧环(48)为柔性环,所述锁紧环(48)的内外表面均设有锁紧齿牙,所述角度调节盘(43)的外部套设有增阻环(413);所述锁紧爪(49)的内表面布设有锁紧垫。
2.根据权利要求1所述的一种基于多感官融合的三维视觉传感控制装置,其特征在于:利用吸盘(8)吸附物体时,所述伸缩杆一(6)控制吸盘(8)移动至距离物体0.8~1.5cm位置处。
3.根据权利要求1所述的一种基于多感官融合的三维视觉传感控制装置,其特征在于:还包括压力传感器(20),所述压力传感器(20)设置在气缸夹爪(12)中,以便通过所述压力传感器(20)感知在空中接收物体时,气缸夹爪(12)是否抓紧物体。
4.根据权利要求3所述的一种基于多感官融合的三维视觉传感控制装置,其特征在于:所述气缸夹爪(12)固定在伸缩杆二(11)的输出端,所述伸缩杆二(11)的另一端固定在转向电机一(10)的输出端。
5.根据权利要求3所述的一种基于多感官融合的三维视觉传感控制装置,其特征在于:所述气缸夹爪(12)包括伸缩缸(16)、固定爪(17)以及移动爪(18),其中,所述伸缩缸(16)的输出端固定有移动爪(18),其另一端固定有固定爪(17),所述移动爪(18)上还设置有压力传感器(20),所述固定爪(17)与移动爪(18)上均设置有增阻垫(19)。
6.根据权利要求1所述的一种基于多感官融合的三维视觉传感控制装置,其特征在于:所述安装座(41)的一端与安装仓(1)相铰接,另一端与伸缩杆三(47)的输出端相铰接,所述伸缩杆三(47)的另一端铰接至安装仓(1)上,且测距时,先利用所述伸缩杆三(47)进行大幅度角度调节雷达探测器(44)的角度位置,随后利用角度调节盘(43)小幅度调节雷达探测器(44)的角度位置。
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