专利名称：可车载的全方位视觉传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自主式移动载体，具体地说是一种基于主动路标的全方位视觉定位装置。
在现有技术中，定位装置是自主式移动载体(AGV)的重要组成部分，应用该装置可以计算出本体坐标系相对某一参考坐标系的绝对位置坐标和方向，从而可以时时确定自己的运动状态和相对位置，完成对AGV的自动位置确定、自主导航和路径规划任务。这些定位装置基本采用超声、激光以及视频摄像机等传感技术建立传感器系统，在这些传感定位技术中，依靠路标的视觉定位方法是技术实现的手段之一。为获得较大的现场，一些实验系统设计了所谓全景传感器一种是用四个车载摄像机实现全方位景象观察；另一种是将像机装在可以全方位旋转的云台上，通过云台码盘读数确定像机的观测角度；还有采用鱼眼像机和主动路标构成简单的全景传感器；另外是利用椎形反射镜和CCD摄像机构成全景传感器，通过识别自然路标为机器人定位。这些系统存在的问题有的是像机采用较多，系统的标定复杂；有的需要有旋转平台的支持；另外采用鱼眼镜头虽然结构简单，但具有满意视场的鱼眼镜头造价较高，而且依然存在较大的盲区。
为了克服上述像机采用较多，结构复杂，造价较高及存在较大盲区等不足，本实用新型提供一种结构简单，造价低，盲区小，基于主动路标可车载的全方位视觉传感器。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是具有主动路标，由半球面反射镜、保护罩、底座、滤光镜片、镜头、CCD像机和移动机构组成，其特征在于所述半球面反射镜安装在保护罩的上方内侧，球面垂直向下，所述保护罩安装在底座上，带有滤光镜片的镜头安装在CCD像机上，所述CCD像机位于可在二维方向上运动的移动机构上，移动机构下面是与移动载体配接用底座；所述保护罩由玻璃保护罩和金属保护罩两部分组成，玻璃保护罩位于上方，其上边缘与半球面反射镜胶合连接，下边缘与底座外沿凸起处接触，金属保护罩从外部滑动套装在玻璃保护罩下方，落在底座上；所述移动机构由X向支架、X轨、Y向支架、Y轨和底架组成，其中Y轨与安装在CCD像机上的Y向支架滑动相连，其两端固定在X向支架上，在所述X向支架上装有可在其上滑动的X轨，并通过底架安装在底座上；所述底座为圆形，外沿凸起带有窗口。
本实用新型由于采用半球面反射镜来实现全方位景象观察，减小了盲区；另外由于结构简单，如只采用一个像机，造价低，使用方便。
图1为本实用新型结构示意图。
以下结合附图对本实用新型的结构和工作原理作进一步详细说明。
如图1所示，具有主动路标，由半球面反射镜1、保护罩2、底座3、滤光镜片4、镜头5、CCD像机6和移动机构7组成，其特征在于所述半球面反射镜1安装在保护罩2的上方内侧，球面垂直向下，所述保护罩2安装在底座3上，带有滤光镜片4的镜头5安装在CCD像机6上，所述CCD像机6采用1881EX摄像机，位于可在二维方向上运动的移动机构7上，所述移动机构7是移动机器人，下面是与移动载体配接用底座3；所述保护罩2由玻璃保护罩21和金属保护罩22两部分组成，玻璃保护罩21位于上方，其上边缘与半球面反射镜1胶合连接，下边缘与底座3外沿凸起处接触，金属保护罩22从外部滑动套装在玻璃保护罩21下方，落在底座3上；所述移动机构7由X向支架71、X轨72、Y向支架73、Y轨74和底架75组成，其中Y轨74与安装在CCD像机6上的Y向支架73滑动相连，其两端固定在X向支架71上，在所述X向支架71上装有可在其上滑动的X轨72，并通过底架75安装在底座3上；所述底座3为圆形，外沿凸起带有窗口。
本实用新型的工作原理是保护罩2顶部装有半球面反射镜1，作为景物采集反射镜，可以观测360度场景，并具有较大俯视角视场，CCD像机采用1881EX摄像机，将其固定在具有两个自由度的移动机构7上，采用的镜头5其视场能覆盖整个半球面反射镜1，以上器件作为一个整体被封装在保护罩2中；保护罩2包括上下两部分，上部分是无色玻璃，既起保护作用又不影响摄像机的视野；下部分为金属材料，起保护、固定和安装作用；底座3安装在移动机器人上，由红外发光二极管构成的主动路标固定在可视范围的室内墙壁或支架上，并按一定规律分布在移动机器人工作区域的四周，由CCD摄像机6通过半球面反射镜1采集分布在四周的主动路标的视觉信号，再通过计算机进行图像处理，计算出本实用新型在主动路标坐标系的位置坐标，进而依照本实用新型与移动机器人的相互坐标关系，计算出移动机器人的绝对位置坐标。
权利要求1.一种可车载的全方位视觉传感器，具有主动路标，由半球面反射镜(1)、保护罩(2)、底座(3)、滤光镜片(4)、镜头(5)、CCD像机(6)和移动机构(7)组成，其特征在于所述半球面反射镜(1)安装在保护罩(2)的上方内侧，球面垂直向下，所述保护罩(2)安装在底座(3)上，带有滤光镜片(4)的镜头(5)安装在CCD像机(6)上，所述CCD像机(6)位于可在二维方向上运动的移动机构(7)上，移动机构(7)下面是与移动载体配接用底座(3)。
2.按照权利要求1所述可车载的全方位视觉传感器，其特征在于所述保护罩(2)由玻璃保护罩(21)和金属保护罩(22)两部分组成，玻璃保护罩(21)位于上方，其上边缘与半球面反射镜(1)胶合连接，下边缘与底座(3)外沿凸起处接触，金属保护罩(22)从外部滑动套装在玻璃保护罩(21)下方，落在底座(3)上。
3.按照权利要求1所述可车载的全方位视觉传感器，其特征在于所述移动机构(7)由X向支架(71)、X轨(72)、Y向支架(73)、Y轨(74)和底架(75)组成，其中Y轨(74)与安装在CCD像机(6)上的Y向支架(73)滑动相连，其两端固定在X向支架(71)上，在所述X向支架(71)上装有可在其上滑动的X轨(72)，并通过底架(75)安装在底座(3)上。
4.按照权利要求1所述可车载的全方位视觉传感器，其特征在于所述底座(3)为圆形，外沿凸起带有窗口。
专利摘要一种可车载的全方位视觉传感器,具有主动路标,由半球面反射镜、保护罩、底座、滤光镜片、镜头、CCD像机和移动机构组成,其特征在于:所述半球面反射镜安装在保护罩的上方内侧,球面垂直向下,所述保护罩安装在底座上,带有滤光镜片的镜头安装在CCD像机上,所述CCD像机位于可在二维方向上运动的移动机构上,移动机构下面是与移动载体配接用底座。本实用新型由于采用半球面反射镜来实现全方位景象观察,减小了盲区;另外由于结构简单,如只采用一个像机,造价低,使用方便。
文档编号B60R99/00GK2378248SQ9922371
公开日2000年5月17日 申请日期1999年5月6日 优先权日1999年5月6日
发明者董再励, 郝颖明, 朱枫, 孙德光 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所