一种多工位相机视角调节装置的制作方法

一种多工位相机视角调节装置，用于调节相机角度，属于多工位相机视角调节装置技术领域。

背景技术：

拆码垛机器人是工业机器人的一个分支，可部署在生产车间、大型仓库和铁路货运站等地方，代替人来完成货物的搬运工作。拆码垛机器人广泛使用工业相机、rgb相机、深度相机、激光雷达等视觉传感器作为智能视觉伺服系统的数据采集单元。目前相机一般采用定点安装，存在如下问题：

一、采用单个相机，固定位姿的图像采集方案，由于视角范围固定，在复杂工况下，视觉检测系统对货物的识别精度低，稳定性差；

二、采用多个相机安装在多个工位的图像采集方案，硬件成本高且受作业环境限制，如狭窄的作业空间不允许布控多个相机；

三、采用传统相机支架调节相机位姿的方式，不具备伺服功能，不能实现相机位姿的实时调整，在同一任务中无法采集到货物的多视角图像信息；

四、采用单个相机采集图像数据的方案，在不同任务切换过程中，需要人工调整相机安装位置的方式，效率低，且难以保证相机坐标系和机器人坐标系的位置关系，常造成相机坐标系和机器人坐标系之间的r-t矩阵需要重复标注，频繁的手眼标注工作、极大的增加了拆码垛机器人的维护成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种多工位相机视角调节装置，解决现有技术中的相机视角范围固定，在复杂工况下，视觉检测系统对货物的识别精度低，稳定性差的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种多工位相机视角调节装置，包括上表面呈倾斜状的底座，设置在底座上表面上的旋转平台，设置在旋转平台上、控制旋转平台旋转的电机，以及设置在旋转平台上、由旋转平台带动旋转、以调节相机为俯视模式、俯拍模式和侧拍模式的相机支架。

进一步，所述底座的上表面与下表面的角度为15°-45°，其中，下表面为装置支撑面，上表面为旋转平台安装面。

进一步，所述底座的下表面与侧边相垂直。

进一步，所述相机支架包括安装在旋转平台上、与旋转平台安装面相平行的支架安装面，设置在支架安装面上、与支架安装面呈135°-165°的相机安装面，相机安装面上设置有安装相机的中心孔，所述中心孔的轴线与相机安装面相垂直。

进一步，所述电机驱动相机支架旋转至0°工位时，相机安装面平行于装置支撑面，中心孔的轴线竖直向下，相机工作在俯视模式下；

所述电机驱动相机支架旋转至180°工位时，相机工作在俯拍模式下；

所述电机驱动相机支架旋转至大于0°、小于180°，大于180°、小于360°之间的工位时，相机工作在侧拍模式下。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

一、本实用新型通过电机驱动旋转平台实现相机位置和姿态的快速精确调节，实现相机视场的实时转换；

二、本实用新型在保证图像数据采集实时性的同时，可为机器人图像处理系统提供多视角的图像数据，进而提高装卸车机器人的环境适应性；

三、本实用新型在相机位置改变后，不需要进行手眼标注，可大大降低视觉伺服的拆码垛机器人的维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应该看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型中底座的上表面与下表面的角度为17.5°的三维示意图；

图2是图1中底座的三维示意图；

图3是图1中相机支架的三维示意图；

图4是本实用新型中底座的上表面与下表面的角度为17.5°时，相机支架在俯视模式下的三维示意图；

图5是本实用新型中底座的上表面与下表面的角度为17.5°时，相机支架在俯拍模式下的三维示意图；

图6是本实用新型中底座的上表面与下表面的角度为17.5°时，相机支架在侧拍模式下的三维示意图。

图中：1-底座、1-1-装置支撑面、1-2-旋转平台安装面-、2-旋转平台、3-电机、4-相机支架、4-1-支架安装面、4-2-相机安装面、4-3-中心孔、5-相机。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。

一种多工位相机视角调节装置，包括上表面呈倾斜状的底座1，设置在底座1上表面上的旋转平台2，设置在旋转平台2上、控制旋转平台2旋转的电机3，以及设置在旋转平台2上、由旋转平台2带动旋转、以调节相机5为俯视模式、俯拍模式和侧拍模式的相机支架4。

所述旋转平台2只能绕轴旋转，是单自由度机构，为现有机构。

在实施过程中，通过控制旋转平台2在底座1上进行旋转，旋转平台2旋转时，会带动相机支架4上设置的相机5进行旋转，旋转平台2从0°旋转到360°的过程中，相机5可实现俯视模式、俯拍模式和侧拍模式的拍摄。

所述底座1的上表面与下表面的角度为15°-45°，如16°、17.5°、18°、20°、21°、25°、30°、31°、35°、40°等，其中，下表面为装置支撑面1-1，与底座的四个侧面相垂直，上表面为旋转平台安装面1-2；在某些实施例中，底座还可为梯形结构。

所述相机支架4包括安装在旋转平台2上、与旋转平台安装面1-2相平行的支架安装面4-1，设置在支架安装面4-1上、与支架安装面4-1呈135°-165°的相机安装面4-2，如支架安装面4-1与相机安装面4-2呈136°、140°、145°、150°、155°、160°等，相机安装面4-2上设置有安装相机的中心孔4-3，所述中心孔4-3的轴线与相机安装面4-2相垂直。

实施例

将本实用新型中的多工位相机视角调节装置安装上相机5，安装后，将其用于相应设备上，如安装到装卸车机器人中，将装卸车机器人放置在厢式货车实现货物的拆垛和码垛。

在拆垛和码垛过程中，如果需要在俯视模式下进行图像数据的采集来提高装卸车机器人的环境适应性，通过电机3驱动相机支架4旋转至0°工位时，相机安装面4-2平行于装置支撑面1-1，中心孔4-3的轴线竖直向下，相机5就会工作在俯视模式下；如果需要在俯拍模式下进行图像数据的采集来提高装卸车机器人的环境适应性，通过电机3驱动相机支架4旋转至180°工位时，相机5就会工作在俯拍模式下；如果需要在侧拍模式下进行图像数据的采集来提高装卸车机器人的环境适应性，通过电机3驱动相机支架4旋转至大于0°、小于180°，大于180°、小于360°之间的工位，相机5就会工作在侧拍模式下，并根据侧拍模式下，不同情况的需要，相机支架4可旋转15°、20°、30°、40°、50°、60°、70°、80°、90°、100°、110°、120°、130°、140°、150°、160°、170°、190°、200°、210°、220°、210°、220°、230°、240°、250°、260°、270°、280°、290°、300°、310°、320°、330°、340°或350°等。