主眼的工作。副眼相机9和主眼的视场存在一定的夹角，即副眼相机9的光轴与主眼相机6的光轴之间有锐角的夹角，该夹角如为15°?30°，这个范围可有效减小主眼与副眼相机9之间的盲区。在每个相机上还设置有镜头1。这样设置的原因是，如图2所示，主眼相机6是最主要的图像获取设备，位于最“前方”。主眼相机6是双目相机，需要有最佳的视野，因此安装主眼相机6的主边需要较其他副边长一些。而副眼相机9作为主眼相机6的辅助，其采集的周围信号用于主眼相机6获取的视频信号处理过程辅助因素，故在各个方向上均有。主眼相机6和副眼相机9之间的光轴夹角不宜过大，经过发明人测试和图像处理过程的要求，设置上述夹角度数能保证这些相机在水平方向上视频获取360°不留死角，消除视觉盲区，且在这样的分布、角度上，这些相机之间获取的图像信息基本没有重叠，或重叠非常少，这也就非常有利于后期的图像处理过程。然而上述的夹角也不宜过大，因为整个视觉系统25是由驱动系统来驱动控制的，如在某一时刻需要获取主眼相机6视觉范围以外景物的图像信息，此时必然有主眼相机6侧面的某一个或多个副眼相机9在获取该景物的图像信息。如果副眼相机9获取的信息已经足够处理器做出决策，那么就不需要主眼相机6的介入。
[0026]例如在当前视觉平台的侧面有障碍物，主眼相机6不能看到，该视觉平台所安装的机器人当前通行方向为主眼相机6的光轴方向。?面的副眼相机9将障碍物信息传递给处理器，如果传递的图像信息足够处理器做出判断，判断出侧面的障碍物不影响当前机器人的通行，那么就不需要改变视觉系统25的角度;若副眼相机9提供的信息不足以供处理器判断决策，那么可通过驱动系统，改变视觉系统25的方向，即将主眼相机6的朝向变为对着障碍物的方向，通过主眼相机6的强大图像获取能力来进行图像采集和后续的判断。注意到在上述过程中，如通过驱动系统改变视觉系统25的方向，将增加能耗，同时不利于行进过程。一般机器人的视觉盲区主要出现在相机不能覆盖到的区域，对此本方案设置了这种相机分布结构，消除视觉盲区，使视觉系统25在非绝对必要的情况下(如转弯，或水平改变行进方向)能尽可能减少由于视觉系统25改变给处理器带来的图像处理负担，从而保证了机器人的整体使用性能。
[0027]具体地，主眼相机6安装过程中，可自上主板4和中主板10的主边上延伸出来一部分条形板61，将一对主眼相机6设置在这两个条形板61之间，其侧面通过第二固定件8锁紧。
[0028]第二固定件8采用十字形板结构，利用固结在其上的固定板14和螺栓螺母19与上主板4、中主板10紧固。副眼相机9通过第一固定件7固定在上主板4、中主板10上，第一固定件7和第二固定件8结构相同。
[0029]在中主板10和下主板13之间设置有转换器2，转换器2与所述的主眼相机6、副眼相机9连接，并且与机器人的CPU连接，将采集的图像信息转换处理后发送给决策机构。
[0030]如图3所示，减震器26包括支撑板17，支撑板17上对称分布多个由第三螺栓16固定的空心的且无顶面的固定筒15，固定筒15中设置有轴杆18，轴杆18端部固定有限位板，轴杆18上套装有弹簧24，弹簧24的一端固定在固定筒15底部，弹簧24的另一端固定在限位板上，限位板通过第一螺栓5与壳体连接。
[0031]减震器26的下端是驱动机构，上端是壳体，有效地缓冲了驱动机构以及机器人运动过程中带给视觉系统25中各精密仪器的震动，保护仪器。减震系统使用的是弹簧24减震，弹簧24是主要的减震零件，与其它固定零件结合起来，就可满足本发明的需求。弹簧24中穿过的轴杆18用来防止弹簧24上下两面包裹零件的脱落。
[0032]驱动系统27包括电机22，电机22采用两相步进电机，电机22的输出轴是不完整的圆柱，电机22的输出轴通过连接杆20固定有底板，电机22的输出轴与连接杆20之间为过盈配合，可不用额外的键;底板通过第四螺栓21和与第四螺栓21配合的螺母19与减震器26固定。通过电机22的驱动，可使视觉系统25在水平面内自由旋转，根据机器人对电机22的控制指令，来改变视觉系统25的旋转角度。
[0033]本方案的这种视觉平台，采用仿生学结构，采用立体视觉+六目视觉配合的方式，与蜘蛛的生理结构类似，从而保证整体行进过程中的平稳性和视觉覆盖。本方案的视觉平台，可方便地加装在各类机器人系统上，例如轮式机器人、履带式机器人、机械腿式机器人等。通过合理的图像采集系统，为处理器提供高质量的图像信息，从而为处理器对机器人的运行提供有力的支持。
【主权项】
1.一种多目视觉系统，包括视觉系统(25)，其特征在于，所述的视觉系统(25)通过减震器(26)安装在一个驱动系统(27)上，视觉系统(25)可在驱动系统(27)的作用下在水平面内旋转;视觉系统(25)包括壳体，壳体外侧分布有一对主眼相机(6)和多个副眼相机(9)，其中一对主眼相机(6)的光轴相互平行。2.如权利要求1所述的多目视觉系统，其特征在于，所述的壳体包括相互平行设置的上主板(4)、中主板(10)和下主板(13)，上主板(4)和中主板(10)之间通过第一支撑件(3)连接，中主板(10)和下主板(13)之间通过第二支撑件(12)连接，所述的主眼相机(6)和副眼相机(9)安装在上主板(4)和中主板(10)之间的外侧位置。3.如权利要求2所述的多目视觉系统，其特征在于，所述的中主板(10)和下主板(13)之间设置有转换器(2)，转换器(2)与所述的主眼相机(6)、副眼相机(9)连接。4.如权利要求2所述的多目视觉系统，其特征在于，所述的上主板(4)为八边形板，上主板(4)的八条边两两相互平行；在上主板(4)平行的四对边中，其中一对平行边的边长大于其他对平行边的边长，将这一对平行边称为主边，其他边称为副边，所述的一对主眼相机(6)安装在主边的其中一条边上，在每一条副边上均设置有一个副眼相机(9)。5.如权利要求1所述的多目视觉系统，其特征在于，所述的减震器(26)包括支撑板(17)，支撑板(17)上对称分布多个由第三螺栓(16)固定的空心的且无顶面的固定筒(15)，固定筒(15)中设置有轴杆(18)，轴杆(18)端部固定有限位板，轴杆(18)上套装有弹簧(24)，弹簧(24)的一端固定在固定筒(15)底部，弹簧(24)的另一端固定在限位板上，限位板通过第一螺栓(5)与壳体连接。6.如权利要求1所述的多目视觉系统，其特征在于，所述的驱动系统(27)包括电机(22)，电机(22)的输出轴通过连接杆(20)固定有底板，底板通过第四螺栓(21)和与第四螺栓(21)配合的螺母(19)与减震器(26)固定连接。7.如权利要求1所述的多目视觉系统，其特征在于，所述的副眼相机(9)的光轴与主眼相机(6)的光轴之间的夹角范围是15?30°。
【专利摘要】本实用新型公开了一种多目视觉系统，包括视觉系统，视觉系统通过减震器安装在一个驱动系统上，视觉系统可在驱动系统的作用下在水平面内旋转；视觉系统包括壳体，壳体外侧分布有一对主眼相机和多个副眼相机，其中一对主眼相机的光轴相互平行。本实用新型提供了一种多目的视觉系统，保留死角小，盲区小，对于主眼前方物体的定位功能也有大幅度的提升。可以对主眼前方的物体进行定位；在装置减震方面：弹簧减震装置在经过防锈处理后，不仅抗腐蚀能力强，性能稳定，可在恶劣环境下正常工作。使用寿命长。而且工艺简单，维修方便。
【IPC分类】B25J13/08, B25J19/04
【公开号】CN205111863
【申请号】CN201520834809
【发明人】朱雅光, 伊宝民, 王仕巍
【申请人】长安大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年10月27日