可車載的全方位視覺傳感器的製作方法

2023-05-29 15:27:51 1

專利名稱：可車載的全方位視覺傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及自主式移動載體，具體地說是一種基於主動路標的全方位視覺定位裝置。
在現有技術中，定位裝置是自主式移動載體(AGV)的重要組成部分，應用該裝置可以計算出本體坐標系相對某一參考坐標系的絕對位置坐標和方向，從而可以時時確定自己的運動狀態和相對位置，完成對AGV的自動位置確定、自主導航和路徑規劃任務。這些定位裝置基本採用超聲、雷射以及視頻攝像機等傳感技術建立傳感器系統，在這些傳感定位技術中，依靠路標的視覺定位方法是技術實現的手段之一。為獲得較大的現場，一些實驗系統設計了所謂全景傳感器一種是用四個車載攝像機實現全方位景象觀察；另一種是將像機裝在可以全方位旋轉的雲臺上，通過雲臺碼盤讀數確定像機的觀測角度；還有採用魚眼像機和主動路標構成簡單的全景傳感器；另外是利用椎形反射鏡和CCD攝像機構成全景傳感器，通過識別自然路標為機器人定位。這些系統存在的問題有的是像機採用較多，系統的標定複雜；有的需要有旋轉平臺的支持；另外採用魚眼鏡頭雖然結構簡單，但具有滿意視場的魚眼鏡頭造價較高，而且依然存在較大的盲區。
為了克服上述像機採用較多，結構複雜，造價較高及存在較大盲區等不足，本實用新型提供一種結構簡單，造價低，盲區小，基於主動路標可車載的全方位視覺傳感器。
為了實現上述目的，本實用新型的技術方案是具有主動路標，由半球面反射鏡、保護罩、底座、濾光鏡片、鏡頭、CCD像機和移動機構組成，其特徵在於所述半球面反射鏡安裝在保護罩的上方內側，球面垂直向下，所述保護罩安裝在底座上，帶有濾光鏡片的鏡頭安裝在CCD像機上，所述CCD像機位於可在二維方向上運動的移動機構上，移動機構下面是與移動載體配接用底座；所述保護罩由玻璃保護罩和金屬保護罩兩部分組成，玻璃保護罩位於上方，其上邊緣與半球面反射鏡膠合連接，下邊緣與底座外沿凸起處接觸，金屬保護罩從外部滑動套裝在玻璃保護罩下方，落在底座上；所述移動機構由X向支架、X軌、Y向支架、Y軌和底架組成，其中Y軌與安裝在CCD像機上的Y向支架滑動相連，其兩端固定在X向支架上，在所述X向支架上裝有可在其上滑動的X軌，並通過底架安裝在底座上；所述底座為圓形，外沿凸起帶有窗口。
本實用新型由於採用半球面反射鏡來實現全方位景象觀察，減小了盲區；另外由於結構簡單，如只採用一個像機，造價低，使用方便。


圖1為本實用新型結構示意圖。
以下結合附圖對本實用新型的結構和工作原理作進一步詳細說明。
如圖1所示，具有主動路標，由半球面反射鏡1、保護罩2、底座3、濾光鏡片4、鏡頭5、CCD像機6和移動機構7組成，其特徵在於所述半球面反射鏡1安裝在保護罩2的上方內側，球面垂直向下，所述保護罩2安裝在底座3上，帶有濾光鏡片4的鏡頭5安裝在CCD像機6上，所述CCD像機6採用1881EX攝像機，位於可在二維方向上運動的移動機構7上，所述移動機構7是移動機器人，下面是與移動載體配接用底座3；所述保護罩2由玻璃保護罩21和金屬保護罩22兩部分組成，玻璃保護罩21位於上方，其上邊緣與半球面反射鏡1膠合連接，下邊緣與底座3外沿凸起處接觸，金屬保護罩22從外部滑動套裝在玻璃保護罩21下方，落在底座3上；所述移動機構7由X向支架71、X軌72、Y向支架73、Y軌74和底架75組成，其中Y軌74與安裝在CCD像機6上的Y向支架73滑動相連，其兩端固定在X向支架71上，在所述X向支架71上裝有可在其上滑動的X軌72，並通過底架75安裝在底座3上；所述底座3為圓形，外沿凸起帶有窗口。
本實用新型的工作原理是保護罩2頂部裝有半球面反射鏡1，作為景物採集反射鏡，可以觀測360度場景，並具有較大俯視角視場，CCD像機採用1881EX攝像機，將其固定在具有兩個自由度的移動機構7上，採用的鏡頭5其視場能覆蓋整個半球面反射鏡1，以上器件作為一個整體被封裝在保護罩2中；保護罩2包括上下兩部分，上部分是無色玻璃，既起保護作用又不影響攝像機的視野；下部分為金屬材料，起保護、固定和安裝作用；底座3安裝在移動機器人上，由紅外發光二極體構成的主動路標固定在可視範圍的室內牆壁或支架上，並按一定規律分布在移動機器人工作區域的四周，由CCD攝像機6通過半球面反射鏡1採集分布在四周的主動路標的視覺信號，再通過計算機進行圖像處理，計算出本實用新型在主動路標坐標系的位置坐標，進而依照本實用新型與移動機器人的相互坐標關係，計算出移動機器人的絕對位置坐標。
權利要求1.一種可車載的全方位視覺傳感器，具有主動路標，由半球面反射鏡(1)、保護罩(2)、底座(3)、濾光鏡片(4)、鏡頭(5)、CCD像機(6)和移動機構(7)組成，其特徵在於所述半球面反射鏡(1)安裝在保護罩(2)的上方內側，球面垂直向下，所述保護罩(2)安裝在底座(3)上，帶有濾光鏡片(4)的鏡頭(5)安裝在CCD像機(6)上，所述CCD像機(6)位於可在二維方向上運動的移動機構(7)上，移動機構(7)下面是與移動載體配接用底座(3)。
2.按照權利要求1所述可車載的全方位視覺傳感器，其特徵在於所述保護罩(2)由玻璃保護罩(21)和金屬保護罩(22)兩部分組成，玻璃保護罩(21)位於上方，其上邊緣與半球面反射鏡(1)膠合連接，下邊緣與底座(3)外沿凸起處接觸，金屬保護罩(22)從外部滑動套裝在玻璃保護罩(21)下方，落在底座(3)上。
3.按照權利要求1所述可車載的全方位視覺傳感器，其特徵在於所述移動機構(7)由X向支架(71)、X軌(72)、Y向支架(73)、Y軌(74)和底架(75)組成，其中Y軌(74)與安裝在CCD像機(6)上的Y向支架(73)滑動相連，其兩端固定在X向支架(71)上，在所述X向支架(71)上裝有可在其上滑動的X軌(72)，並通過底架(75)安裝在底座(3)上。
4.按照權利要求1所述可車載的全方位視覺傳感器，其特徵在於所述底座(3)為圓形，外沿凸起帶有窗口。
專利摘要一種可車載的全方位視覺傳感器,具有主動路標,由半球面反射鏡、保護罩、底座、濾光鏡片、鏡頭、CCD像機和移動機構組成,其特徵在於:所述半球面反射鏡安裝在保護罩的上方內側,球面垂直向下,所述保護罩安裝在底座上,帶有濾光鏡片的鏡頭安裝在CCD像機上,所述CCD像機位於可在二維方向上運動的移動機構上,移動機構下面是與移動載體配接用底座。本實用新型由於採用半球面反射鏡來實現全方位景象觀察,減小了盲區;另外由於結構簡單,如只採用一個像機,造價低,使用方便。
文檔編號B60R99/00GK2378248SQ9922371
公開日2000年5月17日 申請日期1999年5月6日 優先權日1999年5月6日
發明者董再勵, 郝穎明, 朱楓, 孫德光 申請人:中國科學院瀋陽自動化研究所