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1、10申请公布号CN104121891A43申请公布日20141029CN104121891A21申请号201410321200722申请日20140707G01C11/0020060171申请人北京理工大学地址100081北京市海淀区中关村南大街5号72发明人石青宋永博黄强福田敏男74专利代理机构北京理工大学专利中心11120代理人郭德忠仇蕾安54发明名称基于5摄像头的智能机器人视觉装置57摘要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。
2、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。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图4页10申请公布号CN104121891ACN104121891A1/1页21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。
3、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。
4、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2360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。
5、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。权利要求书CN104121891A1/3页3基于5摄像头的智能机器人视觉装置技术领域0001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0002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。
6、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。0003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0004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；0005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；0006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。
7、与工字形骨架固定连接；0007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；00083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；0009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。0010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。
8、人全方位智能视觉装置。00112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。说明书CN104121891A2/3页4附图说明0012图1为本发明的结构示意图；0013图2为图1的BB剖视图0014图3为图1的轴测图；0015图4为本发明的控制算法流程图；0016图5、图6为本发明的实验数据分析图；0017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、7L形支架、8水平支架、9控制芯片。具体实施方式0018参见附。
9、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；0019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；0020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；00213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。
10、4的输出轴连接；0022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。0023本发明图像数据的取得与传递的过程为0024A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；0025B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；0026C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。0027如图4所示为本发明的。
11、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。0028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。0029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。实验中说明书CN104121891A3/3页5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。说明书CN104121891A1/4页6图1说明书附图CN104121891A2/4页7图2说明书附图CN104121891A3/4页8图3图4说明书附图CN104121891A4/4页9图5图6说明书附图CN104121891A。