CN115442579A - 机器人及其控制装置和方法、以及车辆底盘图像生成系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人及其控制装置和方法、以及车辆底盘图像生成系统。该机器人，包括：移动体；第一摄像头，安装在移动体上，并对车辆底盘进行拍摄；第二摄像头，安装在移动体上，并对车辆底盘进行拍摄；以及三维成像模块，根据第一摄像头和第二摄像头所拍摄的图像，利用双目成像原理，生成车辆底盘的三维图像。在本发明中，通过利用双目成像原理来生成三维图像，能够更加准确地识别车辆底盘的细节。

Description

机器人及其控制装置和方法、以及车辆底盘图像生成系统

技术领域

本发明涉及车辆底盘图像生成领域，尤其是，涉及机器人及其控制装置和方法、以及利用了机器人的车辆底盘图像生成系统。

背景技术

在对车辆使用情况和故障做诊断以及对车辆进行安全检查的过程中，底盘检测是重要的一个环节。在车辆的使用情况和故障诊断场景中，通过底盘检测，可以判断车辆的各油路管线是否有漏油、漏液情况；底盘结构是否牢固可靠，是否存在拖底伤害痕迹；排气管道是否存在锈蚀或堵塞；悬挂系统状态是否正常；发动机的舱底部的部件是否有老化和松动。底盘对车辆的安全和性能有极其重要的影响，任何一处问题都会严重影响车辆的安全运行和使用寿命。底盘状况在车辆估值的各种相关因素中占有重要权重。另外，车辆的安全检查场景是指，检查车辆底部是否藏匿有违禁品、危险物品等的场景。安全检查场景也是车辆底盘检测用机器人的重要的应用场景。

以往，通常的做法是采用人工检测的方式。即，车辆举升后，检测者在底盘下方观察各个部位的状态，给出底盘检测的结果。近年来，也出现了利用车辆底盘扫描机器人对车辆底盘拍摄图像，通过观察该图像，从而进行底盘检测。

发明内容

然而，目前的车辆底盘扫描机器人通常只使用普通摄像头采集二维图像。这样的采集二维图像的底盘扫描机器人无法获得车辆底盘的三维立体信息，而三维立体信息中往往包含了更丰富的信息可以更有效的辅助操作人员进行细节信息的识别。

本发明提出了一种能够生成三维图像的机器人以及车辆底盘图像生成系统。

本发明的一个方式提供一种机器人，包括：移动体；第一摄像头，安装在移动体上，并对车辆底盘进行拍摄；第二摄像头，安装在移动体上，并对车辆底盘进行拍摄；以及三维成像模块，根据第一摄像头和第二摄像头所拍摄的图像，利用双目成像原理，生成车辆底盘的三维图像。

在上述的机器人中，第一摄像头和第二摄像头安装在移动体的前端面或上表面。

在上述的机器人中，三维成像模块根据第一摄像头和第二摄像头分别拍摄车辆底盘上的目标物体所得的图像之间视差以及第一摄像头和第二摄像头的间距，计算出目标物体相对于第一摄像头的距离以及目标物体相对于第二摄像头的距离；根据目标物体相对于第一摄像头的距离以及目标物体相对于第二摄像头的距离，计算出目标物体的深度值，从而生成三维图像。

在上述的机器人中，第一摄像头和第二摄像头的间距大于或等于20cm小于移动体的宽度。

在上述的机器人中，还包括：控制模块和通信模块，控制模块控制安装第一摄像头和第二摄像头拍摄车辆底盘的图像，通信模块将三维图像发送给显示装置。

在上述的机器人中，还包括：控制模块和通信模块，通信模块能够与云服务器进行通信，

控制模块控制移动体移动，并控制第一摄像头和第二摄像头随着移动体的移动而依次扫描车辆底盘的一部分，控制三维成像模块生成一部分的三维图像，控制通信模块将一部分的三维图像发送给云服务器。

在上述的机器人中，控制模块在每当获取到一部分的三维图像时，控制通信模块实时发送一部分的三维图像。

在上述的机器人中，云服务器根据通信模块发送的三维图像进行云拼接，获得三维云图。

本发明的另一方式提供一种车辆底盘图像生成系统，包括：上述的机器人；以及云服务器，根据通信模块发送的三维图像进行云拼接，获得三维云图。

本发明的另一方式提供一种机器人系统，包括能够彼此通信的机器人和三维成像装置，其中，机器人包括：移动体；第一摄像头，安装在移动体上，并对车辆底盘进行拍摄；以及第二摄像头，安装在移动体上，并对车辆底盘进行拍摄，三维成像装置根据第一摄像头和第二摄像头所拍摄的图像，利用双目成像原理，生成车辆底盘的三维图像。

本发明的另一方式提供一种三维成像装置，三维成像装置能够与机器人进行通信，三维成像装置基于来自机器人的、机器人的第一摄像头和第二摄像头所拍摄的图像，利用双目成像原理，生成车辆底盘的三维图像。

本发明的另一方式提供一种机器人的控制装置，其中，机器人为上述的机器人，控制装置包括：移动体控制部，控制移动体的移动；拍摄控制部，控制第一摄像头和第二摄像头随着移动体的移动而依次扫描车辆底盘的一部分；三维成像控制部，控制三维成像模块生成一部分的三维图像；以及通信控制部，控制机器人将一部分的三维图像发送给云服务器。

本发明的另一方式提供一种机器人的控制方法，其中，机器人为上述的机器人，控制方法包括：控制移动体的移动；控制第一摄像头和第二摄像头随着移动体的移动而依次扫描车辆底盘的一部分；控制三维成像模块生成一部分的三维图像；以及控制机器人将一部分的三维图像发送给云服务器。

本发明的另一方式提供一种车辆底盘图像生成方法，利用机器人生成车辆底盘的图像，该方法包括：机器人一边移动机器人的移动体，一边利用安装在机器人的移动体上的第一摄像头和第二摄像头拍摄车辆底盘的各部分的图像；机器人利用双目成像原理，生成车辆底盘的各部分的三维图像；机器人将各部分的三维图像发送给云服务器；以及云服务器对接收到的各部分的三维图像进行云拼接，获得车辆底盘的局部或全部的三维云图。

在本申请中，在车辆底盘扫描机器人中，通过利用双目成像原理来生成三维图像，能够更加准确地识别车辆底盘的细节。从而，能够更好地应用到车辆底盘的故障检测等中。

附图说明

图1是示出第一实施方式的实施例1所涉及的机器人10对车辆底盘进行扫描的场景的示意图；

图2是示出第一实施方式的实施例1所涉及的机器人10的主要构成的俯视图；

图3是示出第一实施方式的实施例1所涉及的机器人10的主要构成的功能模块图；

图4是用于说明双目三维成像原理的示意图；

图5是示出第一实施方式的实施例2所涉及的机器人10的主要构成的功能模块图；

图6是示出第二实施方式的实施例1所涉及的车辆底盘图像生成方法的简要流程的流程图；

图7是示出利用双目成像原理来生成的三维图像的步骤的具体示例的流程图；

图8是示出第二实施方式的实施例2所涉及的车辆底盘图像生成方法的简要流程的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性的实施方式或实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性的实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式或实施例所限制。相反，提供这些实施方式或实施例是为了能够更清楚地理解本发明。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的要素在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式或实施例能够以除了图示或描述的以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备，但不限于清楚地列出的步骤或单元，而是可以包括没有清楚地列出的其它步骤或单元。

<第一实施方式>

以下，作为本发明的第一实施方式，说明对车辆底盘进行扫描的机器人。

图1是示出第一实施方式的实施例1所涉及的机器人10对车辆底盘进行扫描的场景的示意图。

如图1所示，可移动的机器人10对车辆底盘30进行扫描，生成车辆底盘30的图像。在本申请中，机器人10利用两个摄像头，基于双目三维成像原理，生成车辆底盘30的三维图像。

图2是示出第一实施方式的实施例1所涉及的机器人10的主要构成的俯视图。图3是示出第一实施方式的实施例1所涉及的机器人10的主要构成的功能模块图。

如图2所示，可移动的机器人10包括第一摄像头11、第二摄像头12和移动体13。

移动体13能够在车辆底盘30的下方移动。对于移动体13没有特别的限定，只要机器人10是可移动机器人，其移动车体就可以视作移动体13。

在移动体13上安装有第一摄像头11和第二摄像头12。如图2所示，第一摄像头11和第二摄像头12可以安装在移动体13的前端面。在图2中，将第一摄像头11和第二摄像头12之间的间距表示为D。即，D表示两个摄像头在移动体13的宽度方向上的间距。此外，第一摄像头11和第二摄像头12也可以安装在移动体13的上表面。

由于第一摄像头11和第二摄像头12之间的间距D越大，双目三维成像效果越好，因此，间距D优选的是大于20cm。另外，由于第一摄像头11和第二摄像头12是安装在移动体13上的，因此，受到移动体13的尺寸的限制。由于间距D是移动体13的宽度方向上的间距，而如果间距D大于移动体13的宽度，则需要增设额外的支架等安装机构来安装第一摄像头11和第二摄像头12，因此，间距D优选的是小于移动体13的宽度。由此可知，间距D优选的是大于20cm且小于移动体13的宽度。考虑到车辆底盘30的尺寸和机器人10的移动性能，移动体13的宽度的优选的是30cm左右。

然而，第一摄像头11和第二摄像头12的安装位置不限于上述的位置，只要是能够进行双目三维成像的位置即可。

第一摄像头11和第二摄像头12能够拍摄车辆底盘30的二维图像。第一摄像头11和第二摄像头12所拍摄的图像可以是静止图像，也可以是运动图像。第一摄像头11和第二摄像头12的焦距等的内部参数也可以进行调整。

机器人10通过第一摄像头11和第二摄像头12分别拍摄车辆底盘，基于第一摄像头11和第二摄像头12所拍摄的图像，利用双目成像原理，生成三维图像。

具体来说，如图3所示，机器人10还可以包括三维成像模块14。通过三维成像模块13，基于第一摄像头11和第二摄像头12所拍摄的图像，利用双目成像原理，生成三维图像。

图4是用于说明双目三维成像原理的示意图。

具体来说，三维成像模块14可以获取第一摄像头11和第二摄像头12分别拍摄车辆底盘30上的目标物体O所得的图像之间的视差、以及第一摄像头11和第二摄像头12的间距D。根据上述视差和间距D，计算出目标物体O相对于第一摄像头11的距离d1以及目标物体O相对于第二摄像头12的距离d2。根据目标物体O相对于第一摄像头11的距离d1以及目标物体O相对于第二摄像头12的距离d2，计算出目标物体O的深度值，从而生成三维图像。双目三维成像技术不限于此，可以使用任意的双目三维成像技术。

在这里，三维成像模块14可以生成车辆底盘30的全部或局部的三维图像。

另外，机器人10还可以包括通信模块。该通信模块将所生成的三维图像发送给显示装置。在这里，显示装置没有特别限定，只要是能够显示三维图像的显示装置即可。可以是能够与机器人10进行通信的主机、服务器等的显示装置。

机器人10还可以包括控制模块。控制模块可以控制控制第一摄像头11和第二摄像头12随着移动体的移动拍摄车辆底盘30的图像，并控制三维成像模块14生成三维图像。换言之，控制模块可以包括拍摄控制部，控制第一摄像头11和第二摄像头12拍摄车辆底盘30的图像；以及，三维成像控制部，控制三维成像模块，根据第一摄像头11和第二摄像头12所拍摄的图像，生成三维图像。另外，控制模块还可以包括：移动体控制部，控制移动体13的移动；通信控制部，在获取到所述三维图像之后，控制通信模块发送所述三维图像。

根据该实施例1，能够通过双目三维成像技术获得车辆底盘30的三维图像，从而能够更加准确地识别车辆底盘的细节。在应用到车辆底盘的故障检测等中时，能够更准确地检测到故障位置。

(实施例2)

实施例2和实施例1的不同点在于，机器人10将三维成像模块14生成的车辆底盘30的一部分三维图像发送给云服务器，并在云服务器中通过云拼接来生成三维云图。

图5是示出第一实施方式的实施例2所涉及的机器人10的主要构成的功能模块图。

如图5所示，机器人10还可以包括控制模块15。控制模块15控制移动体13的移动，并控制第一摄像头11和第二摄像头12随着移动体的移动而依次扫描车辆底盘30的一部分，控制三维成像模块14生成所述一部分的三维图像，在获取到所述一部分的所述三维图像之后，控制通信模块发送所述三维图像。换言之，控制模块15可以包括移动体控制部，控制移动体13的移动；拍摄控制部，控制第一摄像头11和第二摄像头12随着移动体的移动而依次扫描车辆底盘30的一部分；三维成像控制部，控制三维成像模块14生成所述一部分的三维图像；以及通信控制部，在获取到所述一部分的所述三维图像之后，控制通信模块发送所述三维图像。

另外，机器人10还包括通信模块16。通信模块16能够将三维成像模块14生成的三维图像发送给云服务器。

具体来说，控制模块15可以在每当获取到一部分的三维图像时，控制通信模块16实时发送该部分的三维图像。

云服务器根据通信模块16发送的车辆底盘30的各部分的三维图像进行云拼接，获得车辆底盘30的局部或整体的三维云图。云拼接的方式没有特殊限定，可以采用已有的技术。云服务器可以具有显示装置，显示生成的三维云图。

由此可知，在实施例2中，在控制模块15和通信模块16中进行的控制处理与实施例1的控制模块和通信模块的处理不同，在机器人10中仅进行车辆底盘30的一部分的三维成像处理，而在云服务器中根据这些一部分的三维图像来拼接出车辆底盘的全部或者局部的三维图像。

根据该实施例2，除了与上述实施例1相同的效果之外，还具有如下效果：由于能够通过云服务器生成三维云图，不需要在机器人10中进行三维图片存储和拼接等，能够节省机器人10的存储空间，减少机器人10的运算量，从而能够使得机器人10的结构小巧、简单。

在第一实施方式中，上述的三维成像模块14、控制模块15、通信模块16可以通过例如是由CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)等构成的运算处理装置，执行存储在例如是RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory，只读存储器)或闪存(Flash Memory)的半导体存储元件、或硬盘或光盘等存储器中的程序来实现其全部或一部分。换言之，上述的三维成像模块14、控制模块15、通信模块16的全部或一部分可以通过软件的方式实现，或者，三维成像模块14、控制模块15、通信模块16可以通过软件和硬件相配合的方式实现。另外，上述的模块是按照功能来划分的，其在物理上可以是分开的，也可以是一体的。

在上述的实施例中，虽然说明了控制模块被包含在机器人10中的情况，然而，控制模块15可以由与机器人10物理上独立地设置的控制装置来实现。

另外，在上述的实施例中，虽然说明了三维成像模块14被包含机器人中的情况，然而，三维成像模块14也可以由与机器人10物理上独立地设置的三维成像装置来实现。即，机器人装置可以包括能够彼此通信的机器人和三维成像装置，而三维成像装置根据机器人的第一摄像头和第二摄像头所拍摄的图像，利用双目成像原理，生成车辆底盘的三维图像。

<第二实施方式>

以下，作为本发明的第二实施方式，对车辆底盘图像生成方法进行说明。

在本实施方式的车辆底盘图像生成方法中，通过安装在机器人的移动体上的第一摄像头11和第二摄像头12车辆底盘30的图像，并利用双目成像原理，生成车辆底盘30的三维图像。

另外，本实施方式还可以作为生成车辆底盘的三维图像的机器人的控制方法来实施。即，在本实施方式的机器人的控制方法中，控制安装在机器人的移动体上的第一摄像头11和第二摄像头12拍摄车辆底盘30的图像，并利用双目成像原理，生成车辆底盘30的三维图像。

(实施例1)

图6是示出本实施方式的实施例1所涉及的车辆底盘图像生成方法的简要流程的流程图。

在S11步骤中，机器人10的第一摄像头11和第二摄像头12拍摄的车辆底盘30的图像。

在S12步骤中，机器人10的三维成像模块14利用双目成像原理，生成车辆底盘30的三维图像。

具体来说，如图7所示，S12步骤包括以下步骤。

在S121步骤中，三维成像模块14获取第一摄像头11和第二摄像头12分别拍摄车辆底盘30上的目标物体O所得的图像之间的视差、以及第一摄像头11和第二摄像头12的间距D。

在S122步骤中，根据上述视差和间距D，计算出目标物体O相对于第一摄像头11的距离d1以及目标物体O相对于第二摄像头12的距离d2。

在S123步骤中，根据目标物体O相对于第一摄像头11的距离d1以及目标物体O相对于第二摄像头12的距离d2，计算出目标物体O的深度值，从而生成三维图像。

通过第二实施方式的实施例1也能够获得与第一实施方式的实施例1相同的效果。

上述的S11步骤～S12步骤均由机器人10执行，因此，实施例1也可以作为机器人的控制方法来实施。

(实施例2)

实施例2与实施例1的不同点在于，机器人10将三维成像模块14生成的车辆底盘30的一部分三维图像发送给云服务器，并在云服务器中通过云拼接来生成三维云图。

机器人10一边移动移动体13，一边利用安装在移动体13上的第一摄像头11和第二摄像头12拍摄车辆底盘30的各部分的图像，并利用双目成像原理，生成车辆底盘30的各部分的三维图像，然后将各部分的三维图像发送给云服务器，此时，云服务器对接收到的车辆底盘30的各部分的三维图像进行云拼接，获得车辆底盘30的局部或全部的三维云图。

图8是示出本实施方式的实施例2所涉及的车辆底盘图像生成方法的简要流程的流程图。

作为一个示例，如图8所示，在S11’步骤中，机器人10的第一摄像头11和第二摄像头12拍摄的车辆底盘30的一部分的图像。

在S12’步骤中，机器人10的三维成像模块14利用双目成像原理，生成车辆底盘30的一部分的三维图像。

在S13步骤中，机器人10的通信模块16将车辆底盘30的一部分的三维图像发送给云服务器。

在S14步骤中，判断车辆底盘30的扫描是否结束。若判断为“否”，则进入S15步骤，若判断为“是”，则进入S16步骤。扫描是否结束可以根据是否对车辆底盘30的感兴趣的区域完成了扫描来判断。该感兴趣的区域可以是车辆底盘30的局部，也可以是车辆底盘30的全部。

在S15步骤中，控制模块15控制移动体13移动到下一个扫描位置。在进行S15步骤的处理之后，返回S11’步骤。

在S16步骤中，云服务器根据机器人10发送的车辆底盘30的各部分的三维图像进行云拼接，获得车辆底盘30的局部或整体的三维云图。

根据第二实施方式的实施例2也能够获得与第一实施方式的实施例2相同的效果。

上述的S11’步骤～S15步骤均由机器人10执行，因此，实施例2的S11’步骤～S15步骤部分也可以作为机器人的控制方法来实施。

在上述的记载中，虽然以为了对车辆底盘30进行故障检测而生成车辆底盘的三维图像的场景为例进行了说明，然而，生成车辆底盘的三维图像的目的不限于此，可以是底盘故障检测以外的任意的场景。例如，单纯为了评价车辆磨损等而生成车辆底盘的三维图像的场景等也可以适用。只要是需要生成车辆底盘的三维图像的场景即可。

以上，虽然结合附图描述了本发明的实施方式和具体实施例，但是本领域技术人员可以在不脱落本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变形，这样的修改和变形均落入由所述权利要求所限定的范围之内。

Claims (14)

1.一种机器人，包括：

移动体；

第一摄像头，安装在所述移动体上，并对车辆底盘进行拍摄；

第二摄像头，安装在所述移动体上，并对所述车辆底盘进行拍摄；以及

三维成像模块，根据第一摄像头和第二摄像头所拍摄的图像，利用双目成像原理，生成所述车辆底盘的三维图像。

2.如权利要求1所述的机器人，其中，

所述第一摄像头和所述第二摄像头安装在所述移动体的前端面或上表面。

3.如权利要求1所述的机器人，其中，

所述三维成像模块根据所述第一摄像头和所述第二摄像头分别拍摄所述车辆底盘上的目标物体所得的图像之间视差以及所述第一摄像头和所述第二摄像头的间距，计算出所述目标物体相对于所述第一摄像头的距离以及所述目标物体相对于所述第二摄像头的距离；

根据所述目标物体相对于所述第一摄像头的距离以及所述目标物体相对于所述第二摄像头的距离，计算出所述目标物体的深度值，从而生成所述三维图像。

4.如权利要求1所述的机器人，其中，

所述第一摄像头和所述第二摄像头的间距大于或等于20cm小于所述移动体的宽度。

5.如权利要求1所述的机器人，其中，

还包括：控制模块和通信模块，

所述控制模块控制所述第一摄像头和所述第二摄像头拍摄车辆底盘的图像，

所述通信模块将所述三维图像发送给显示装置。

6.如权利要求1所述的机器人，其中，

还包括：控制模块和通信模块，

所述通信模块能够与云服务器进行通信，

所述控制模块控制所述移动体移动，并控制所述第一摄像头和所述第二摄像头随着所述移动体的移动而依次扫描所述车辆底盘的一部分，控制所述三维成像模块生成所述一部分的三维图像，控制所述通信模块将所述一部分的三维图像发送给云服务器。

7.如权利要求6所述的机器人，其中，

所述控制模块在每当获取到所述一部分的所述三维图像时，控制所述通信模块实时发送所述一部分的三维图像。

8.如权利要求6或7的所述的机器人，其中，

所述云服务器根据所述通信模块发送的所述三维图像进行云拼接，获得三维云图。

9.一种车辆底盘图像生成系统，包括：

如权利要求6至8中的任一项所述的机器人；以及

云服务器，根据所述通信模块发送的所述三维图像进行云拼接，获得三维云图。

10.一种机器人系统，包括能够彼此通信的机器人和三维成像装置，其中，

所述机器人包括：

移动体；

第一摄像头，安装在所述移动体上，并对车辆底盘进行拍摄；以及

第二摄像头，安装在所述移动体上，并对所述车辆底盘进行拍摄，

所述三维成像装置根据所述第一摄像头和所述第二摄像头所拍摄的图像，利用双目成像原理，生成所述车辆底盘的三维图像。

11.一种三维成像装置，所述三维成像装置能够与机器人进行通信，

所述三维成像装置基于来自所述机器人的、所述机器人的第一摄像头和第二摄像头所拍摄的图像，利用双目成像原理，生成车辆底盘的三维图像。

12.一种机器人的控制装置，其中，

所述机器人为如权利要求1所述的机器人，

所述控制装置包括：

移动体控制部，控制所述移动体的移动；

拍摄控制部，控制所述第一摄像头和所述第二摄像头随着所述移动体的移动而依次扫描所述车辆底盘的一部分；

三维成像控制部，控制所述三维成像模块生成所述一部分的三维图像；以及

通信控制部，控制所述机器人将所述一部分的三维图像发送给云服务器。

13.一种机器人的控制方法，其中，

所述机器人为如权利要求1所述的机器人，

所述控制方法包括：

控制所述移动体的移动；

控制所述第一摄像头和所述第二摄像头随着所述移动体的移动而依次扫描所述车辆底盘的一部分；

控制所述三维成像模块生成所述一部分的三维图像；以及

控制所述机器人将所述一部分的三维图像发送给云服务器。

14.一种车辆底盘图像生成方法，利用机器人生成车辆底盘的图像，该方法包括：

所述机器人一边移动所述机器人的移动体，一边利用安装在所述机器人的移动体上的第一摄像头和第二摄像头拍摄所述车辆底盘的各部分的图像；

所述机器人利用双目成像原理，生成车辆底盘的各部分的三维图像；

所述机器人将所述各部分的三维图像发送给云服务器；以及

所述云服务器对接收到的所述各部分的三维图像进行云拼接，获得所述车辆底盘的局部或全部的三维云图。

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