遮光结构及无人车的制作方法

文档序号:33366916发布日期:2023-03-07 23:14阅读:91来源:国知局

1.本技术涉及无人设备技术领域,具体涉及一种遮光结构及无人车。


背景技术:

2.目前无人车在农田进行视觉作业时,通常选择两面遮光或是夜间作业,因为相机在白天会受光照影响,光照强度、照射角度导致作业的作物上光暗不均匀,存在识别困难、过曝等,从而出现误识别或识别不出来的现象。而两面遮光对作物的种植的朝向有要求,只能遮住作物的左右两个面,当太阳处于车的前后方向时,另外两面容易漏光,对相机识别上存在光照影响。


技术实现要素:

3.有鉴于此,本技术提供一种遮光结构,以解决目前无人车上的视觉装置受光照影响存在识别困难、过曝等问题。
4.本技术提供一种遮光结构,用于具有视觉装置的无人设备,所述遮光结构包括:底座、遮光罩以及一个或多个依次相连的连杆;
5.其中,所述底座、所述连杆以及所述遮光罩依次连接,且每相邻的两者均通过连接轴可转动地连接;
6.所述遮光结构还包括对应于至少一个所述连接轴设置的驱动机构,所述驱动机构设置为驱动所对应的所述连接轴转动,从而带动相邻的两者中的一者相对于另一者转动。
7.可选地,所述连杆设置有至少两个,包括第一连杆和第二连杆;其中,
8.所述第一连杆上固定有第一连接轴,所述第一连接轴可转动地连接于所述底座,所述第二连杆上固定有第二连接轴,所述第二连接轴可转动地连接于所述第一连杆的远离所述底座的一端。
9.可选地,所述连杆设置有至少三个,还包括第三连杆,所述第三连杆上固定有第三连接轴,所述第三连接轴可转动地连接于所述第二连杆的远离所述第一连杆的一端;
10.所述遮光罩上固定有第四连接轴,所述第四连接轴可转动地连接于所述第三连杆的远离所述第二连杆的一端。
11.可选地,所述第四连接轴垂直于所述第三连接轴,且所述第一连接轴、所述第二连接轴和所述第三连接轴相互平行。
12.可选地,所述第三连杆的长度小于所述第一连杆的长度,以及小于所述第二连杆的长度。
13.可选地,所述底座包括底座本体及所述底座本体上竖直设置的中心转轴,所述连杆通过水平设置的连接轴可转动地连接于所述中心转轴。
14.可选地,所述遮光罩为太阳能板。
15.根据本技术的另一方面,还提供一种无人车,所述无人车包括车体以及安装在所述车体上的视觉装置和控制单元,还包括如上所述的遮光结构,所述遮光结构的所述底座
安装在所述车体上;
16.其中,所述控制单元设置为能够根据太阳的照射角度控制所述遮光结构进行位置调整,以使得所述视觉装置所拍摄的目标区域位于所述遮光罩的阴影范围内。
17.可选地,所述无人车还包括检测装置,所述检测装置检测所述无人车待作业的作业区域的信息以及所述作业区域的阳光照射信息,所述控制单元根据所述检测装置的检测信息控制所述遮光结构。
18.可选地,所述遮光结构设置有两个,两个所述遮光结构在所述车体上前后布置,所述控制单元根据太阳的照射角度控制其中一个或两个所述遮光结构进行调整。
19.可选地,所述遮光结构设置有一个,所述遮光结构的底座设置为能够沿所述车体的前后方向移动;
20.所述无人车还包括滑动驱动机构,所述控制单元根据太阳的照射角度控制所述滑动驱动机构,以使得所述滑动驱动机构驱动所述遮光结构移动至预设位置。
21.本技术提供的技术方案中,通过控制遮光结构的各关节相对转动,可以实现遮光罩的位置调整。在遮光结构应用于无人机时,可以根据太阳照射角度,控制遮光结构进行调整,使得视觉装置所实现遮光罩的位置从而视觉装置所要拍摄的目标区域在遮光罩的阴影下,保证目标区域无阳光(仅由区域外的漫反射提供光线),可以提高视觉装置成像的清晰度,保证无人车作业的顺利进行。
22.本技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
23.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解,本技术的示意性实施方式及其说明用于解释本技术,并不构成对本技术的不当限定。在附图中:
24.图1为根据本技术的一个实施例中遮光结构的结构示意图;
25.图2为图1中a处放大图;
26.图3为图1中b处放大图;
27.图4为图1所示的遮光结构从另一角度看的结构示意图;
28.图5为根据本技术的一个实施例中安装有遮光结构的无人车的结构示意图;
29.图6为图5所示的无人车的俯视图;
30.图7为根据本技术的一个实施例中太阳光线照射在遮光罩上的示意图。
31.附图标记说明:
32.1-底座;11-底座本体;12-中心转轴;2-第一连杆;3-第二连杆;4-第三连杆;5-遮光罩;51-连接耳;6-第一连接轴;7-第二连接轴;8-第三连接轴;9-第四连接轴;100-遮光结构;200-车体。
具体实施方式
33.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。在不冲突的情况下,本技术中的实施方式及实施方式中的
特征可以相互组合。
34.在本技术的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本技术的限制。另外,“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。
35.此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
36.本技术提供一种遮光结构,用于具有视觉装置的无人设备,如图1-图4所示,所述遮光结构100包括:底座1、遮光罩5以及一个或多个依次相连的连杆;
37.其中,底座1、连杆以及遮光罩5依次连接,且每相邻的两者均通过连接轴可转动地连接;
38.所述遮光结构100还包括对应于至少一个每个连接轴设置的驱动机构,所述驱动机构设置为驱动所对应的连接轴转动,从而带动相邻的两者中的一者相对于另一者转动。
39.本技术提供的遮光结构,各连杆和遮光罩形成可以活动的关节,通过驱动机构驱动各个关节相对转动,可以实现遮光罩的位置调整。该遮光结构可以应用于无人作业设备(例如无人车),根据太阳的照射角度,通过控制遮光结构的驱动机构,实现对遮光罩5的位置变换,可以使得遮光罩5对无人车上的视觉装置所拍摄的目标区域进行遮挡,从而视觉装置所要拍摄的目标区域在遮光罩的阴影下,保证目标区域无阳光(仅由区域外的漫反射提供光线),可以提高视觉装置成像的清晰度,保证无人车作业的顺利进行。
40.在一个实施例中,如图1所示,所述连杆设置有至少两个,包括第一连杆2和第二连杆3;其中,第一连杆2上固定有第一连接轴6,第一连接轴6可转动地连接于底座1,第二连杆3上固定有第二连接轴7,第二连接轴7可转动地连接于第一连杆2的远离底座1的一端。
41.其中,对应于第一连接轴6设置有第一驱动机构,第一驱动机构的固定端安装在底座1上,驱动端与第一连接轴6连接以能够驱动第一连接轴6转动,从而第一连接轴6带着第一连杆2相对于底座1转动;对应于第二连接轴6设置有第二驱动机构,第二驱动机构的固定端安装在第一连杆2上,驱动端与第二连接轴7连接以能够驱动第二连接轴7转动,从而第二连接轴7带着第二连杆3相对于第一连杆2转动。
42.该实施例中,所述连杆设置有至少三个,还包括第三连杆4,第三连杆4上固定有第三连接轴8,第三连接轴8可转动地连接于第二连杆3的远离第一连杆2的一端;遮光罩5上固定有第四连接轴9,第四连接轴9可转动地连接于第三连杆4的远离第二连杆3的一端。
43.其中,对应于第三连接轴8设置有第三驱动机构,第三驱动机构的固定端安装在第二连杆3上,驱动端与第三连接轴8连接以驱动第三连接轴8转动,从而第三连接轴8带着第三连杆4相对于第二连杆3转动;对应于第四连接轴9设置有第四驱动机构,第四驱动机构的固定端安装在第三连杆4上,驱动端与第四连接轴9连接以驱动第四连接轴9转动,从而第四连接轴9带着遮光罩5相对于第三连杆4转动。
44.在此需说明的是,遮光结构100中的各个可转动的部分可以各自通过驱动机构的驱动进行转动来调节位置,也可以设置部分结构通过驱动机构来调节,而部分通过手动转
动进行调节。
45.进一步的,遮光罩5为板状结构,在板状结构的一侧设置两个连接耳51,两个连接耳51位于第三连杆4的两侧。第四连接轴9设置为与两个连接耳51周向限位以能够带着连接耳51转动,而第三连杆4可转动地套在第四连接轴9上。
46.可选地,遮光罩5可以为太阳能板,通过吸收太阳能转换为电能,给驱动机构或者无人设备的电池提供电能,可以节省能源。
47.另外,为使得各连接轴带着各连杆转动时传动力均匀,可选地,如图1和图3所示,第一连杆2、第二连杆3和第三连杆4相互连接的端部可分别设置有多个插槽,相邻连接的两者相互插接在一起。
48.可选地,第四连接轴9垂直于第三连接轴8,第一连接轴6、第二连接轴7和第三连接轴8相互平行。
49.通过驱动第一连接轴6和第二连接轴7转动,可以使得第一连杆2和第三连杆3进行俯仰运动,实现遮光罩5的高度调节,而通过驱动第三连接轴8转动,可以使得第三连杆4俯仰运动,实现遮光罩5在第一方向上的摆动,驱动第四连接轴9转动,可以实现遮光罩5在与第一方向垂直的第二方向上摆动,在该遮光结构应用于无人车上时,所述第一方向可以是车体的前后方向,第二方向可以是车体的左右方向。
50.由于第一连杆2和第二连杆3进行俯仰运动的主要目的在于调整遮光罩5的高度,而第三连杆4俯仰运动的主要目的在于使得遮光罩5能够在第一方向上摆动,因此,设置第一连杆2和第二连杆3的长度较长,而第三连杆4的长度小于所述第一连杆2的长度,以及小于第二连杆3的长度,即第三连杆4可设置为较短,能够实现带着遮光罩5相对于第二连杆3绕第三转轴8摆动即可。
51.在一个实施例中,所述底座1包括底座本体11及底座本体11上竖直设置的中心转轴12,所述连杆通过水平设置的连接轴可转动地连接于中心转轴12。
52.具体如图1和图2所示,底座1包括用于安装该遮光结构的底座本体11和中心转轴12,中心转轴12可转动地安装在底座本体11上,第一连杆2通过第一连接轴6连接于中心转轴12。
53.对应于中心转轴12,可设置转轴驱动机构,转轴驱动机构的固定端可以安装在底座本体1上,也可以安装在该遮光结构所要安装的例如无人车的车体上,驱动端与中心转轴12连接,通过驱动中心转轴12可以驱动各连杆以及遮光罩5构成的整体结构在水平方向上转动。
54.本技术的实施例通过设置中心转轴12、第一连接轴6、第二连接轴7、第三连接轴8以及第四连接轴9,可以使得遮光结构100具有五个自由度,从而遮光罩5的调整较为灵活且调整的位置范围更广。
55.可以理解的是,用于分别驱动各连接轴转动的第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构和第四驱动机构可分别包括电机,可以由电机直接驱动各连接轴转动,也可以包括电机及电机驱动的例如齿轮等传动部件,由传动部件带着连接轴转动。
56.能够驱动中心转轴12的转轴驱动机构可以包括电机及与中心转轴12连接的齿轮,由电机驱动齿轮从而驱动中心转轴12转动。当然,转轴驱动机构也可以是其它结构形式,在此不限制。
57.另外,为方便根据阳光照射角度调整遮光罩5的位置,可以对应于每个驱动机构可以设置编码器。在应用时,由编码器获取电机的转动位置并反馈给控制单元,控制单元根据阳光的照射信息获取遮光罩5所要达到的目标位置,算出各电机需转动的角度,然后控制电机驱动所对应的连接轴和/或中心转轴12转动,将遮光罩5调整至目标位置。
58.在此还需说明的是,图1所示的实施例中遮光结构100具有五个自由度,可以实现遮光罩5各个方向上的摆动以及高度的灵活调整。本领域技术人员可以理解,本技术所提供的遮光结构并不限于图1所示的五个自由度的情况,在其他实施例中遮光结构可以具有三个、四个自由度或更多的自由度的情况。例如,在一实施例中,图1所示的第三连杆4不存在,遮光罩5直接连接于第二连杆3,此种情况下,遮光罩5在第一方向上的摆动的调整同时涉及到遮光罩5在高度上的调整。在另一实施例中,图1所示的第二连杆3不存在,第三连杆4直接连接于第一连杆2,此种情况下,遮光罩5的高度调整受限。又或者,在再一实施例中,图1所示的中心转轴12不存在,则遮光罩5不能实现水平方向上的旋转,调整范围相比五个自由度的情况受限。
59.根据本技术的另一方面,还提供一种无人车,所述无人车包括车体200以及安装在所述车体200上的视觉装置和控制单元,还包括如上所述的遮光结构100,所述遮光结构100的底座1安装在车体200上;
60.其中,所述控制单元设置为能够根据太阳的照射角度控制遮光结构100进行位置调整,以使得视觉装置所拍摄的目标区域位于遮光罩5的阴影范围内。
61.所述无人车还包括检测装置,所述检测装置检测无人车待作业的作业区域的信息以及作业区域的阳光照射信息,所述控制单元根据检测装置的检测信息控制遮光结构100。
62.在一实施例中,如图5和图6所示,所述遮光结构100设置有两个,两个所述遮光结构100在车体上前后布置,控制单元根据太阳的照射角度控制其中一个遮光结构100进行调整。
63.具体的,当太阳在车体200的前方时,由位于前侧的遮光结构100遮光,控制单元根据阳光的照射角度进一步控制位于车体前侧的遮光结构100进行调整;当太阳在车体200的后方时,由位于车体后侧的遮光结构100遮光,控制单元根据阳光的照射角度进一步控制车体后侧的遮光结构100调整位置。
64.在另一实施例中,所述遮光结构100可仅设置一个,遮光结构100的底座设置为能够沿车体200的前后方向移动;
65.所述无人车还包括滑动驱动机构,所述控制单元能够根据太阳的照射角度控制所述滑动驱动机构,以使得所述滑动驱动机构驱动遮光结构100移动至预设位置。
66.当太阳在车体200的前方时,控制单元控制滑动驱动机构驱动遮光结构100移动至车体前侧位置,然后根据阳光的照射角度进一步调整遮光罩5的位置。当太阳在车体200的后方时,控制单元控制滑动驱动机构驱动遮光结构100移动至车体的后侧位置,然后根据阳光的照射角度进一步调整遮光罩5的位置。
67.下面根据一实施例具体描述无人车上遮光结构的调整过程。
68.首先,通过无人车上的检测装置,例如rtk((real-time kinematic,实时动态差分)获取无人车所要作业的作业区域信息以及太阳照射信息。
69.具体的,根据作业区域信息可以确定无人车的前进方向,根据作业区域所在经纬
度以及所在时区获取太阳照射角度,根据太阳照射角度可以获得遮光结构100的遮光罩5的目标位置,例如,如图7所示,某一时间点太阳的照射角度为θ,此时确定需用位于车体前侧(或者后侧)的遮光结构100进行遮挡,且遮光罩5的目标位置与水平线的夹角为α。
70.根据遮光结构100上各驱动机构对应的编码器的反馈,获取遮光罩5的当前位置信息。
71.根据遮光罩5的当前位置以及遮光罩5的目标位置,计算遮光结构100的各关节所要运动的幅度,然后控制各驱动机构的电机转动,使得遮光罩5调整到目标位置,在目标位置,阳光的光线大致垂直于遮光罩5照射。
72.在作业过程中,再通过执行相机的rgb模块,识别遮光罩5的阴影位置是否覆盖目标区域,根据反馈回来的位置数据进行遮光罩5的位置调整。
73.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已,并不用以限制本技术,凡在本技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换等,均应包含在本技术的保护范围之内。
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