图像采集系统及方法与流程

本发明涉及图像采集技术领域，特别是涉及一种图像采集系统及方法。

背景技术：

目前，随着数字图像技术以及自动化技术的发展，自移动设备常安装图像采集模块。通过图像采集模块实时地获取工作环境的信息，对这些信息进行存储以及分析，从而控制自移动设备的行走及工作，这种设有图像采集模块的自移动设备不仅能够实时地获取工作环境信息，而且能够节省以前为了获取工作环境信息而配置的大量各类传感器。因此，其应用领域越来越广，如应用于自动房屋清洁、草坪修剪等领域。

特别针对在户外作业的自移动设备，工况环境更为复杂。例如，具有图像采集模块的自移动设备在夜晚等光线较暗的环境中作业时，往往需要额外补充光线，但明亮的光线却使得户外的趋光性飞虫一直环绕在图像采集模块周围，导致主控制器误判自动行走设备周围存在障碍，使得设备一直做出避障或停机操作，也就是说产生了误判。

常见的解决方法是降低补光光线的强度，但光线强度不足又会影响图像采集模块采集到的图像的质量，也会影响检测结果的准确性。因此，需要采用一种新的技术方案以解决上述技术问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是，提供一种图像采集系统，应用于自移动设备，包括：图像采集模块，用于获取所述自移动设备工作环境的图像信息；光源模块，所述光源模块包括第一光源和第二光源，所述第一光源用于为所述图像采集模块提供照明，所述第二光源用于吸引趋光飞虫；控制模块，与所述图像采集模块和所述光源模块电连接，用于根据所述第一光源的工作状态和/或所述图像信息，控制所述第二光源开启或在满足预设条件下开启。

在一个具体的实施例中，所述第一光源包括可见光和/或不可见光，且所述第二光源为紫外光或紫外光与可见光、近红外光至少之一的组合光中的任一种。

在一个具体的实施例中，所述系统还包括环境光传感器，用于检测所述工作环境的光线强度，若检测到的所述光线强度小于预设值时，控制开启所述第一光源。

在一个具体的实施例中，所述用于根据所述第一光源的工作状态，控制所述第二光源开启包括：若所述第一光源开启，则控制所述第二光源开启。

在一个具体的实施例中，所述预设条件为所述图像信息指示所述自动行走设备周围存在趋光飞虫。

在一个具体的实施例中，所述控制所述第二光源在满足预设条件下开启之后还包括：降低所述第二光源的亮度。

在一个具体的实施例中，所述光源模块还包括反光板，设置在第一光源与第二光源之间，用于将所述第二光源的光线照射方向反射至朝向偏离所述第一光源的光线照射方向。

在一个具体的实施例中，所述第二光源可拆卸地安装在所述自动行走设备上。

在一个具体的实施例中，所述光源模块包括同轴环形光源，所述环形光源的第一光源和第二光源环绕所述图像采集模块的周向设置，所述第一光源设置在靠近所述图像采集模块一侧，且所述第二光源设置在远离所述图像采集模块一侧。

在一个具体的实施例中，所述光源模块为条形组合光源，所述第一光源靠近所述图像采集模块的周向设置，且所述第二光源设置在远离所述图像采集模块一侧。

本发明还提供一种使用如上所述的图像采集系统的方法，所述方法应用于自动行走设备，所述自动行走设备包括光源模块，所述光源模块包括第一光源和第二光源，所述第一光源用于为所述图像采集模块提供照明，所述第二光源用于吸引趋光飞虫，所述方法包括：获取所述自移动设备工作环境的图像信息；根据所述第一光源的工作状态和/或所述图像信息，控制所述第二光源开启或在满足预设条件下开启。

通过本发明提出的应用于自移动设备上的图像采集系统，通过第一光源和第二光源的配合使用，使得设备在光线较暗的环境中作业补光时，不会因为趋光性的飞虫环绕在镜头周围或粘附在镜头上而影响采集到的图像信息的质量，进而避免了因飞虫影响而导致的自动行走设备对周围环境的误判。

附图说明

以上所述的本发明解决的技术问题、技术方案以及有益效果可以通过下面的能够实现本发明的较佳的具体实施例的详细描述，同时结合附图描述而清楚地获得。

附图以及说明书中的相同的标号和符号用于代表相同的或者等同的元件。

图1是本发明实施例中的自移动设备的示意图；

图2是本发明实施例中的另一角度的自移动设备的示意图；

图3是本发明实施例中的光源模块的示意图；

图4是本发明实施例中光源模块采用环形光源的示意图。

具体实施方式

有关本发明的详细说明和技术内容，配合附图说明如下，然而所附附图仅提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

如图1-2所示，本发明实施例提出了一种自移动设备100，该自移动设备包括壳体10，安装在壳体上的移动模块20，该移动模块用以支撑自移动设备并带动自移动设备行走，该移动模块包括安装在壳体上的轮组和驱动轮组运转的驱动电机；还包括安装在壳体10上用以执行工作任务的工作模块，在不同类的自移动设备中，工作模块的种类不同，例如当自移动设备为自动割草机，自动剪草机等花园剪草设备时，该工作模块为切割模块，用以执行切割任务。例如当自移动设备为自动扫地机，自动拖地机等清洁机器人时，该工作模块为清洁模块，用以执行清洁任务。

本发明实施例中的该自移动设备100还包括安装在壳体上的图像采集模块30，通过图像采集模块30获取自移动设备100工作环境的图像信息，可理解地，该图像采集模块30例如为可旋转安装在壳体上的摄像头，通过摄像头拍摄目标图像，用以识别目标以识别工作区域边界，或用以建立工作区域地图，或者用以识别障碍物以进行避障等，图像采集模块的具体作用不做限制。

本发明实施例中的自移动设备100还包括光源模块40，光源模块40包括第一光源41和第二光源42，所述第一光源41用于为所述图像采集模块提供照明，所述第二光源42用于吸引趋光飞虫例如在夜晚。在光线不均匀或亮度不足的工作场景下，通过第一光源41为图像采集模块30的图像采集提供辅助照明，提高图像采集模块30采集的图像质量，提高检测结果准确率，同时，将第一光源与第二光源配合使用，在第一光源启用时，所述第二光源用于吸引趋光飞虫，使得设备在光线较暗的环境中补光作业时，不会因为趋光性的飞虫环绕在镜头周围或粘附在镜头上而影响采集到的图像信息的质量，进而避免了因飞虫影响而导致的自动行走设备对周围环境的误判。

自移动设备100还包括控制模块50，与所述图像采集模块30和所述光源模块40电连接，用于根据所述第一光源的工作状态和/或所述图像信息，控制所述第二光源开启或在满足预设条件下开启。趋光飞虫对补光条件下图像拍摄时的影响有以下几个方面：1)飞虫离镜头太近或一直围绕机器飞，图像采集模块摄像头拍摄到的照片或视频中会存在飞虫，通过图像识别算法计算出图像信息中存在障碍物，导致设备做出错误的避障动作。2)飞虫粘附在镜头上，导致图像质量变差，从而降低障碍识别率。为了解决上述问题，本发明提出的技术方案根据所述第一光源的工作状态和/或所述图像信息，控制所述第二光源开启或在满足预设条件下开启。不仅能达到驱飞虫的有益效果，第一光源与第二光源之间亦不会产生干扰，保证了图像的拍摄质量。

可理解地，壳体10内还可能设置有与上述模块电连接的工作模块，移动模块等。该自移动设备100可以是智能割草机、智能剪草机、清洁机器人、智能扫雪机、智能洒水机、智能摄像机器人等自动、半自动的机器。在本文下述实施例中，自移动设备为智能割草机。该自移动设备中还包含电源模块等，在此不再赘述。

如图3所示，在本发明的另一个实施例中，光源模块41包括与控制电路60电连接的第一光源41、第二光源42、控制电路43和环境光传感器44。通过环境光传感器43检测外界光线强度，将检测结果传送至控制电路42，控制电路控制第一光源41和第二光源42是否向外发射或停止向外发射光源。环境光传感器，用于检测所述工作环境的光线强度，若光线强度较弱，控制电路43检测到电流低于预设值时，控制开启所述第一光源，所述第一光源用于为所述图像采集模块提供照明。根据所述第一光源的工作状态，控制电路43控制所述第二光源开启。例如：若所述第一光源开启，则控制所述第二光源直接开启。该光源模块40可以通过自移动设备100的电源模块供电，此时光源模块40包含一转换电路，将自移动设备100的电源模块提供的电源转换为其自身可用的恒流电源。也可以单独设置一电源模块，为其自身供电。

优选地，第一光源41和第二光源42产生的光源的波长有所差别。所述第一光源包括可见光和/或不可见光，且所述第二光源为紫外光或紫外光与可见光、近红外光至少之一的组合光中的任一种。第一光源的作用在于为图像采集模块提供照明，例如：第一光源发出的光源为不可见，例如为近红外光，其波长范围为780-2526nm。近红外光线属于不可见光源的一种，可以避免光源模块40发出的光入射到人的眼睛，造成眩光等情况发生。所述第二光源为紫外光或紫外光与可见光、近红外光至少之一的组合光中的任一种，长波紫外线的波长范围大约处于315至400纳米之间，能够对吸引飞虫有较好的效果，第二光源可以单独采用紫外光。此外，由于不同种类的飞虫对不同波长光的敏感性不同，只有同一种波长光的第二光源42很难吸引所有类型的蚊子，因此第二光源42可以为紫外光与可见光组合、紫外光与近红外光或紫外光、可见光和近红外光组合中的任一种，实现多波段光源组合，对飞虫有更好的吸引效果。

本发明提供的另一实施例中，根据所述第一光源41的工作状态和/或所述图像信息，控制所述第二光源42开启或在满足预设条件下开启。如上所述，在第一光源41开启时，所述第二光源42亦开启，这样的方案虽然能实现本发明的目的，但是双光源开启会使得电池能耗升高，降低自动行走设备的工作时间。本发明还提出一种优选的实施方式，在第一光源41开启的情况下，先启用图像检测模块拍摄自动行走设备周围的环境图像，所述图像信息指示所述自动行走设备周围存在趋光飞虫时，再开启第二光源42。例如：可以采用光流法根据所拍摄的图片或视频检测视野中是否存在快速移动的小物体。控制所述第二光源在满足预设条件下开启之后，如果检测到图像采集模块采集到的图像信息中飞虫较少，可降低所述第二光源的亮度。

本发明提供的一实施例中，所述光源模块40还包括反光板，设置在第一光源41与第二光源42之间，用于将所述第二光源42的光线照射方向反射至朝向偏离所述第一光源41的光线照射方向。如果将第一光源41、第二光源42和图像采集模块30设置在同一模块上或将第二光源42设置在第一光源41附近，双光源可能会对图像采集模块的正常工作产生干扰或负面影响，为此，在第一光源41与第二光源42之间设置反光板，将第二光源42的光照方向反射至朝向与第一光源41光照方向相偏离的方向，使得飞虫趋向第二光源42方向。

本实施例所述光源模块40也可以与图像采集模块30集成在一起或第二光源可拆卸地安装在所述自动行走设备上。例如，光源模块环绕图像采集模块30设置，可提高光源模块40发射光源的光线均匀度，且便于第一光源和第二光源的控制。具体地，如图4所示的实施例中，光源模块40的发光体41环绕图像采集模块30的周向设置，以形成环形光源，环形光源发射到工作环境的光线均匀度较高，具体地，环形光源及图像采集模块30可以设置在自移动设备100的前方。所述环形光源的第一光源41和第二光源42环绕所述图像采集模块的周向设置，所述第一光源41设置在靠近所述图像采集模块一侧，且所述第二光源42设置在远离所述图像采集模块一侧。此外，可以在第一光源41和第二光源42之间设置反光板，控制第二光源42与第一光源41投向不同方向。如图4所示的结构，第二光源42可以根据需要从整个环形光源模块中安装/拆卸。

在本申请的另一实施例中，光源模块40为条形组合光源，条形组合光源围绕图像采集模块30的周向设置，类似环形光源，发射到工作环境上的光线均匀度较高。所述光源系统为条形组合光源，所述第一光源靠近所述图像采集模块的周向设置，且所述第二光源设置在远离所述图像采集模块一侧。

上述几种结构的光源模块40发射的光源均匀度均较高、结构简单、安装方便、节约空间，且能实现依靠第二光源吸引趋光飞虫，避免飞虫影响图像采集模块的正常工作的效果，能有效地提高图像采集模块的图像采集质量，保证识别率。

本发明的另一实施例还提出了一种使用如上所述的图像采集系统的方法，所述方法应用于自动行走设备，所述自动行走设备包括光源模块，所述光源模块包括第一光源和第二光源，所述第一光源用于为所述图像采集模块提供照明，所述第二光源用于吸引趋光飞虫，所述方法包括：获取所述自移动设备工作环境的图像信息；根据所述第一光源的工作状态和/或所述图像信息，控制所述第二光源开启或在满足预设条件下开启。

此外，所述图像采集系统包括的光传感器可以自动检测外界光线强度，将检测结果发射至控制电路，控制电路分析外界光源亮度，自动调节光源模块40的第一光源41发射的光源的亮度和/或色温，例如在外界光线亮度较高，足够图像采集模块的图像采集所需的亮度时，控制电路自动降低第一光源41发射的光源亮度和/或色温或者关闭第一光源41，以达到节能的目的，同时，第二光源42可随第一光源41亮度和/或色温的调节而变化，不影响图像采集模块对环境图像的正常采集，在检测到附近飞虫较少的情况下，恰当地关闭第二光源42或使得其间歇性/阶段性的开启。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。