CN207788963U - 机器人视觉系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机器人视觉系统。它包括DSP控制器、第一红外测距装置、摄像头装置、第一红外测距装置、第二红外测距装置、存储装置、前置放大器、滤波器、驱动电机、避障执行机构和通信装置。本实用新型在避障导航的同时，利用摄像头装置记录周围的环境，可将采集的图像数据通过通信装置传输到远端，便于远程监测机器人的实际运行环境，在保障定位精度的同时，减少了对障碍物的识别处理，不仅提高了定位准确度，而且对定位的位置可进行精确图像捕捉。

Description

机器人视觉系统

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，更为具体地，涉及一种机器人视觉系统。

背景技术

目前较为常见的机器人的定位技术主要是使用导航信标，结合当前机器人位置信息以及传感器输入信息，确定机器人的位置和姿态信息，虽然定位精度较高，但是存在识别困难的问题。

例如，公开号为CN106931945A的中国专利申请公开了一种机器人导航方法和系统。该专利申请的技术方案为：若通过摄像头识别到当前实时画面中出现异常事件，则在监控画面中确定异常事件的发生位置和机器人位置；结合预设的包括多个定位标志点的监控场景画面，确定与异常事件发生位置对应的目标定位标志点，以及与机器人位置对于的起始定位标志点；查询预先生成的各定位标志点间的导航路径，以获取与起始定位标志点和目标定位标志点对应的导航路径；将获取的导航路径发送至机器人，以供机器人根据该导航路径进行导航。该专利基于实时监控情景实现导航起止点的定位以及导航路径的确定，定位方法实现简易，避免了成本较高的接入点设备的设置。但是，该专利的说明书公开的技术方案存在无法解决的问题。例如，通过摄像头识别当前实时画面，存在识别上的困难、容易产生误差、准确度较差等问题。目前，机器人系统在定位的过程中，无法对周围的环境进行记录，在一些特殊的场景下，机器人对位置进行定位的同时需要对遇到的环境进行记录。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种机器人视觉系统，能够有效防止误判，保障定位精度的同时，减少对障碍物的识别处理，提高了定位的准确度，不仅实现对机器人系统的避障导航，而且在避障导航的同时，利用摄像头装置记录周围的环境，可将采集的图像数据通过通信装置传输到远端，便于远程监测机器人的实际运行状态。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种机器人视觉系统，包括：

DSP控制器、第一红外测距装置、摄像头装置、第一红外测距装置、第二红外测距装置、存储装置、前置放大器、滤波器、驱动电机、避障执行机构和通信装置；所述的第一红外测距装置与所述的摄像头装置连接，该连接为机械连接，所述的第一红外测距装置与所述的摄像头装置均固定在机壳的内部，在所述的机壳上设置有第一接口、第二接口和第三接口，所述的DSP控制器的第一输出端与所述的第一接口连接，所述的第一接口与所述的第一红外测距装置的输入端连接，所述的DSP控制器的第二输出端与所述的第二接口连接，所述的第二接口与所述的第一红外测距装置的输入端连接，所述的DSP控制器的第三输出端与所述的第三接口连接，所述的第三接口与所述的摄像头装置的输入端连接，所述的摄像头装置的输出端与所述的存储装置的输入端连接，所述的存储装置的输入输出端与所述的DSP控制器的第一输入输出端连接；所述的第二红外测距装置用于接收所述的第一红外测距装置的红外信号，所述的第二红外测距装置的输出端与所述的前置放大器的输入端连接，所述的前置放大器的输出端与滤波器的输入端连接，所述的滤波器的输出端与所述的DSP控制器的第一输入端连接；所述的DSP控制器的第四输出端与驱动电机的输入端连接，所述的驱动电机的输出端与避障执行结构的输入端连接，所述的通信装置的输入输出端与所述的DSP控制器的第二输入输出端连接。

进一步地，所述的第一红外测距装置为红外发射管；所述的红外发射管，设置在第一机壳的内部，并与所述的第一超声波测距装置机械连接，所述的红外发射管的输入端与所述的第一接口连接。

进一步地，所述的第二红外测距装置为红外接收管；所述的红外接收管，所述的红外接收管，设置在第二机壳的内部，所述的红外接收管的输出端与所述的前置放大器的输入端连接。

进一步地，所述的摄像头装置包括CMOS图像传感装置，所述的CMOS图像传感装置的输入端与所述的第三接口连接，所述的CMOS图像传感装置的输出端与所述的存储装置的输入端连接。

进一步地，所述的摄像头装置包括CCD图像传感装置，所述的CCD图像传感装置的输入端与所述的第三接口连接，所述的CCD图像传感装置的输出端与所述的存储装置的输入端连接。

进一步地，所述的通信装置为有线通信装置，所述有线传输装置的输入输出端与所述的DSP控制器的第二输入输出端连接。

进一步地，所述的滤波器为带通滤波器，所述的带通滤波器的输入端与前置放大器的输出端连接，所述的带通滤波器的输出端与所述的DSP控制器的第一输入端连接。

进一步地，所述的通信装置为无线通信装置，所述无线传输装置的输入输出端与所述的DSP控制器的第二输入输出端连接。

进一步地，所述的无线通信装置为蓝牙通信装置，所述的蓝牙通信装置的输入输出端与所述的DSP控制器的输入输出端连接。

进一步地，所述的无线通信装置为ZigBee通信装置，所述的ZigBee通信装置的输入输出端与所述的DSP控制器的输入输出端连接。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型通过DSP控制器、红外测距装置、摄像头装置、存储装置、前置放大器、滤波器、驱动电机、避障执行机构和通信装置等，不仅实现对机器人系统的避障导航，而且在避障导航的同时，利用摄像头装置记录周围的环境，可将采集的图像数据通过通信装置传输到远端，便于远程监测机器人的实际运行状态。

(2)本实用新型通过使用红外和超声波结合对障碍物进行检测，提高了障碍物检测的可靠性和稳定性，能够有效防止误判，保障定位精度的同时，减少对障碍物的识别处理，提高了定位的准确度。

(3)本实用新型通过超声波传感器、红外线传感器等传感器检测障碍物，并将检测结果发送至DSP控制器进行判断，利用避障执行机构可精确躲避障碍物，扩大了检测范围。机器人的避障执行机构根据DSP控制器的控制信息，利用相应的驱动电机避开障碍物，结构简单，成本低。

本实用新型的技术效果不限于如上所述。以上技术效果仅仅是示例性说明，本实用新型的其他特征及其作用等将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。本领域技术人员可以根据本申请的说明书直接或间接地知悉其余的技术效果等，此处不再赘述。

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使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

下面将详细描述本实用新型的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本实用新型。在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的结构或电路等。

如图1所示，一种机器人视觉系统，包括：

DSP控制器、第一红外测距装置、摄像头装置、第一红外测距装置、第二红外测距装置、存储装置、前置放大器、滤波器、驱动电机、避障执行机构和通信装置；

所述的第一红外测距装置与所述的摄像头装置连接，该连接为机械连接，所述的第一红外测距装置与所述的摄像头装置均固定在机壳的内部，在所述的机壳上设置有第一接口、第二接口和第三接口，所述的DSP控制器的第一输出端与所述的第一接口连接，所述的第一接口与所述的第一红外测距装置的输入端连接，所述的DSP控制器的第二输出端与所述的第二接口连接，所述的第二接口与所述的第一红外测距装置的输入端连接，所述的DSP控制器的第三输出端与所述的第三接口连接，所述的第三接口与所述的摄像头装置的输入端连接，所述的摄像头装置的输出端与所述的存储装置的输入端连接，所述的存储装置的输入输出端与所述的DSP控制器的第一输入输出端连接；

所述的第二红外测距装置用于接收所述的第一红外测距装置的红外信号，所述的第二红外测距装置的输出端与所述的前置放大器的输入端连接，所述的前置放大器的输出端与滤波器的输入端连接，所述的滤波器的输出端与所述的DSP控制器的第一输入端连接；

所述的DSP控制器的第四输出端与驱动电机的输入端连接，所述的驱动电机的输出端与避障执行结构的输入端连接，所述的通信装置的输入输出端与所述的DSP控制器的第二输入输出端连接。

可选地，所述的第一红外测距装置为红外发射管；所述的红外发射管，设置在第一机壳的内部，并与所述的第一超声波测距装置机械连接，所述的红外发射管的输入端与所述的第一接口连接。

可选地，所述的第二红外测距装置为红外接收管；所述的红外接收管，设置在第二机壳的内部，所述的红外接收管的输出端与所述的前置放大器的输入端连接。

可选地，所述的摄像头装置包括CMOS图像传感装置，所述的CMOS图像传感装置的输入端与所述的第三接口连接，所述的CMOS图像传感装置的输出端与所述的存储装置的输入端连接。

可选地，所述的摄像头装置包括CCD图像传感装置，所述的CCD图像传感装置的输入端与所述的第三接口连接，所述的CCD图像传感装置的输出端与所述的存储装置的输入端连接。

可选地，所述的通信装置为有线通信装置，所述有线传输装置的输入输出端与所述的DSP控制器的第二输入输出端连接。

可选地，所述的滤波器为带通滤波器，所述的带通滤波器的输入端与前置放大器的输出端连接，所述的带通滤波器的输出端与所述的DSP控制器的第一输入端连接。

可选地，所述的通信装置为无线通信装置，所述无线传输装置的输入输出端与所述的DSP控制器的第二输入输出端连接。

可选地，所述的无线通信装置为蓝牙通信装置，所述的蓝牙通信装置的输入输出端与所述的DSP控制器的输入输出端连接。

可选地，所述的无线通信装置ZigBee通信装置，所述的ZigBee通信装置的输入输出端与所述的DSP控制器的输入输出端连接。

【实施例一】

如图1所示，本领域技术人员可将本实用新型作为一种机器人视觉系统进行实施，在该实施例中，包括DSP控制器、第一红外测距装置、摄像头装置、第一红外测距装置、第二红外测距装置、存储装置、前置放大器、滤波器、驱动电机、避障执行机构和通信装置。

第一红外测距装置与摄像头装置连接，该连接为机械连接，第一红外测距装置与摄像头装置均固定在机壳的内部，在机壳上设置有第一接口、第二接口和第三接口，DSP控制器的第一输出端与第一接口连接，第一接口与第一红外测距装置的输入端连接，DSP控制器的第二输出端与第二接口连接，第二接口与第一红外测距装置的输入端连接，DSP控制器的第三输出端与第三接口连接，第三接口与摄像头装置的输入端连接，摄像头装置的输出端与存储装置的输入端连接，存储装置的输入输出端与DSP控制器的第一输入输出端连接。

第二红外测距装置用于接收第一红外测距装置的红外信号，第二红外测距装置的输出端与前置放大器的输入端连接，前置放大器的输出端与滤波器的输入端连接，滤波器的输出端与DSP控制器的第一输入端连接。

DSP控制器的第四输出端与驱动电机的输入端连接，驱动电机的输出端与避障执行结构的输入端连接，通信装置的输入输出端与所述的DSP控制器的第二输入输出端连接。

在本实施例中的其余技术特征，本领域技术人员均可以根据实际情况进行灵活选用和以满足不同的具体实际需求。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的组成，结构或部件，均在本实用新型的权利要求书请求保护的技术方案限定技术保护范围之内，此处不再赘述。

【实施例二】

如图1所示，本领域技术人员可将本实用新型作为一种机器人视觉系统进行实施，在该实施例中，包括DSP控制器、第一红外测距装置、摄像头装置、第一红外测距装置、第二红外测距装置、存储装置、前置放大器、滤波器、驱动电机、避障执行机构和通信装置。

第一红外测距装置与摄像头装置连接，该连接为机械连接，第一红外测距装置与摄像头装置均固定在机壳的内部，在机壳上设置有第一接口、第二接口和第三接口，DSP控制器的第一输出端与第一接口连接，第一接口与第一红外测距装置的输入端连接，DSP控制器的第二输出端与第二接口连接，第二接口与第一红外测距装置的输入端连接，DSP控制器的第三输出端与第三接口连接，第三接口与摄像头装置的输入端连接，摄像头装置的输出端与存储装置的输入端连接，存储装置的输入输出端与DSP控制器的第一输入输出端连接。

第二红外测距装置用于接收第一红外测距装置的红外信号，第二红外测距装置的输出端与前置放大器的输入端连接，前置放大器的输出端与滤波器的输入端连接，滤波器的输出端与DSP控制器的第一输入端连接。

DSP控制器的第四输出端与驱动电机的输入端连接，驱动电机的输出端与避障执行结构的输入端连接，通信装置的输入输出端与所述的DSP控制器的第二输入输出端连接。

在该实施例中，本领域技术人员可对红外测距装置进行选择性实施，例如，本领域技术人员可以使用红外发射管，红外发射管，设置在第一机壳的内部，并与第一超声波测距装置机械连接，红外发射管的输入端与第一接口连接。第二红外测距装置为红外接收管，红外接收管，设置在第二机壳的内部，所述的红外接收管的输出端与所述的前置放大器的输入端连接。

在本实施例中的其余技术特征，本领域技术人员均可以根据实际情况进行灵活选用以满足不同的具体实际需求。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的组成，结构或部件，均在本实用新型的权利要求书请求保护的技术方案限定技术保护范围之内，此处不再赘述。

【实施例三】

如图1所示，本领域技术人员可将本实用新型作为一种机器人视觉系统进行实施，在该实施例中，包括DSP控制器、第一红外测距装置、摄像头装置、第一红外测距装置、第二红外测距装置、存储装置、前置放大器、滤波器、驱动电机、避障执行机构和通信装置。

第一红外测距装置与摄像头装置连接，该连接为机械连接，第一红外测距装置与摄像头装置均固定在机壳的内部，在机壳上设置有第一接口、第二接口和第三接口，DSP控制器的第一输出端与第一接口连接，第一接口与第一红外测距装置的输入端连接，DSP控制器的第二输出端与第二接口连接，第二接口与第一红外测距装置的输入端连接，DSP控制器的第三输出端与第三接口连接，第三接口与摄像头装置的输入端连接，摄像头装置的输出端与存储装置的输入端连接，存储装置的输入输出端与DSP控制器的第一输入输出端连接。

第二红外测距装置用于接收第一红外测距装置的红外信号，第二红外测距装置的输出端与前置放大器的输入端连接，前置放大器的输出端与滤波器的输入端连接，滤波器的输出端与DSP控制器的第一输入端连接。

DSP控制器的第四输出端与驱动电机的输入端连接，驱动电机的输出端与避障执行结构的输入端连接，通信装置的输入输出端与所述的DSP控制器的第二输入输出端连接。

在该实施例中，本领域技术人员可对摄像头装置进行选择性实施，例如，本领域技术人员可以使用CMOS图像传感装置或CCD图像传感装置。其中，如果使用CMOS图像传感装置，将CMOS图像传感装置的输入端与第三接口连接，CMOS图像传感装置的输出端与存储装置的输入端连接。如果使用CCD图像传感装置，将CCD图像传感装置的输入端与第三接口连接，CCD图像传感装置的输出端与存储装置的输入端连接。

在本实施例中的其余技术特征，本领域技术人员均可以根据实际情况进行灵活选用以满足不同的具体实际需求。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的组成，结构或部件，均在本实用新型的权利要求书请求保护的技术方案限定技术保护范围之内，此处不再赘述。

【实施例四】

如图1所示，本领域技术人员可将本实用新型作为一种机器人视觉系统进行实施，在该实施例中，包括DSP控制器、第一红外测距装置、摄像头装置、第一红外测距装置、第二红外测距装置、存储装置、前置放大器、滤波器、驱动电机、避障执行机构和通信装置。

第一红外测距装置与摄像头装置连接，该连接为机械连接，第一红外测距装置与摄像头装置均固定在机壳的内部，在机壳上设置有第一接口、第二接口和第三接口，DSP控制器的第一输出端与第一接口连接，第一接口与第一红外测距装置的输入端连接，DSP控制器的第二输出端与第二接口连接，第二接口与第一红外测距装置的输入端连接，DSP控制器的第三输出端与第三接口连接，第三接口与摄像头装置的输入端连接，摄像头装置的输出端与存储装置的输入端连接，存储装置的输入输出端与DSP控制器的第一输入输出端连接。

第二红外测距装置用于接收第一红外测距装置的红外信号，第二红外测距装置的输出端与前置放大器的输入端连接，前置放大器的输出端与滤波器的输入端连接，滤波器的输出端与DSP控制器的第一输入端连接。

DSP控制器的第四输出端与驱动电机的输入端连接，驱动电机的输出端与避障执行结构的输入端连接，通信装置的输入输出端与所述的DSP控制器的第二输入输出端连接。

在该实施例中，本领域技术人员可对通信装置进行选择性实施，例如，本领域技术人员可使用蓝牙通信装置，蓝牙通信装置的输入输出端与DSP控制器的输入输出端连接。

在本实施例中的其余技术特征，本领域技术人员均可以根据实际情况进行灵活选用以满足不同的具体实际需求。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的组成，结构或部件，均在本实用新型的权利要求书请求保护的技术方案限定技术保护范围之内，此处不再赘述。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型的专利保护范围之内。

特别声明，本实用新型的说明书的题目对本实用新型的权利要求的技术方案不构成任何限制性解释，其仅仅是本实用新型的一种或几种实施例的表述而已。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”均是广义含义，本领域技术人员应作广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是活动连接，或整体地连接，或局部地连接，可以是机械连接，可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接等，对于本领域的技术人员来说，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义，即，文字语言的表达与实际技术的实施可以灵活对应，本实用新型的说明书的文字语言(包括附图)的表达不构成对权利要求的任何限制性解释。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述涉及到的系统、装置和构件的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。即本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及隐含披露的任一新的组合。

本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。在以上描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的技术，例如具体的施工细节，作业条件和其他的技术条件等。

Claims (10)

1.一种机器人视觉系统，其特征是，包括：

DSP控制器、摄像头装置、第一红外测距装置、第二红外测距装置、存储装置、前置放大器、滤波器、驱动电机、避障执行机构和通信装置；

所述的第一红外测距装置与所述的摄像头装置连接，该连接为机械连接，所述的第一红外测距装置与所述的摄像头装置均固定在机壳的内部，在所述的机壳上设置有第一接口、第二接口和第三接口，所述的DSP控制器的第一输出端与所述的第一接口连接，所述的第一接口与所述的第一红外测距装置的输入端连接，所述的DSP控制器的第二输出端与所述的第二接口连接，所述的第二接口与所述的第一红外测距装置的输入端连接，所述的DSP控制器的第三输出端与所述的第三接口连接，所述的第三接口与所述的摄像头装置的输入端连接，所述的摄像头装置的输出端与所述的存储装置的输入端连接，所述的存储装置的输入输出端与所述的DSP控制器的第一输入输出端连接；

所述的第二红外测距装置用于接收所述的第一红外测距装置的红外信号，所述的第二红外测距装置的输出端与所述的前置放大器的输入端连接，所述的前置放大器的输出端与滤波器的输入端连接，所述的滤波器的输出端与所述的DSP控制器的第一输入端连接；

所述的DSP控制器的第四输出端与驱动电机的输入端连接，所述的驱动电机的输出端与避障执行结构的输入端连接，所述的通信装置的输入输出端与所述的DSP控制器的第二输入输出端连接。

2.根据权利要求1所述的一种机器人视觉系统，其特征是，包括：

所述的第一红外测距装置为红外发射管；所述的红外发射管，设置在第一机壳的内部，并与第一超声波测距装置机械连接，所述的红外发射管的输入端与所述的第一接口连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种机器人视觉系统，其特征是，包括：

所述的第二红外测距装置为红外接收管；所述的红外接收管，设置在第二机壳的内部，所述的红外接收管的输出端与所述的前置放大器的输入端连接。

4.根据权利要求1所述的一种机器人视觉系统，其特征是，包括：

所述的摄像头装置包括CMOS图像传感装置，所述的CMOS图像传感装置的输入端与所述的第三接口连接，所述的CMOS图像传感装置的输出端与所述的存储装置的输入端连接。

5.根据权利要求1所述的一种机器人视觉系统，其特征是，包括：

所述的摄像头装置包括CCD图像传感装置，所述的CCD图像传感装置的输入端与所述的第三接口连接，所述的CCD图像传感装置的输出端与所述的存储装置的输入端连接。

6.根据权利要求1所述的一种机器人视觉系统，其特征是，包括：

所述的通信装置为有线通信装置，有线传输装置的输入输出端与所述的DSP控制器的第二输入输出端连接。

7.根据权利要求1所述的一种机器人视觉系统，其特征是，包括：

所述的滤波器为带通滤波器，所述的带通滤波器的输入端与前置放大器的输出端连接，所述的带通滤波器的输出端与所述的DSP控制器的第一输入端连接。

8.根据权利要求1所述的一种机器人视觉系统，其特征是，包括：

所述的通信装置为无线通信装置，无线传输装置的输入输出端与所述的DSP控制器的第二输入输出端连接。

9.根据权利要求8所述的一种机器人视觉系统，其特征是，包括：

所述的无线通信装置为蓝牙通信装置，所述的蓝牙通信装置的输入输出端与所述的DSP控制器的输入输出端连接。

10.根据权利要求8所述的一种机器人视觉系统，其特征是，包括：

所述的无线通信装置为ZigBee通信装置，所述的ZigBee通信装置的输入输出端与所述的DSP控制器的输入输出端连接。