一种带视觉系统的机器人的制作方法

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种带视觉系统的机器人。

背景技术：

目前，在全世界的制造业中，工业机器人已经在生产中起到了越来越重要的作用。为了使用机器人能够胜任越来越复杂的工作，机器人不但要有更好的控制系统，还要需要更多的感知环境的变化。其中机器人视觉以其信息量大、信息完整成为最重要的机器人感知功能。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种带视觉系统的机器人，以解决带有全向视觉功能，使定位更加精准的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种带视觉系统的机器人，包括控制系统和设置于机器人头部的图像采集系统和光投射器；其中所述图像采集系统包括设置在机器人头部顶端的全向图像单元和设置在机器人头部前端面的前向图像单元；所述全向图像单元包括旋转摄像头；所述前向图像单元包括左摄像头和右摄像头；所述旋转摄像头和左、右摄像头均连接有图像采集卡；所述图像采集卡连接到图像传感器的输入端；所述光投射器与所述图像传感器相连；以及所述图像采集系统经信号传输线与一图像处理模块相连；该图像处理模块根据所述旋转摄像头和左、右摄像头采集的图像进行图像匹配；所述控制系统包括相连的视觉控制单元和运动控制单元；所述视觉控制单元还与所述图像处理模块相连，且适于根据图像匹配获取目标物体的三维匹配点对，获取当前机器人的运动控制信息；所述运动控制单元还与图像采集系统连接，以适于根据视觉控制单元的运动控制信息来控制机器人移动。

进一步，所述视觉控制单元包括机器人环境信息处理模块，三维地图构建模块和机器人定位模块。

进一步，所述视觉控制单元还包括多信息融合模块，该多信息融合模块与所述机器人环境信息处理模块连接。

进一步，所述旋转摄像头安装于机器人头部顶端设置的一旋转支架上。

进一步，所述光投射器为激光投射器。

进一步，所述旋转摄像头和左、右摄像头均采用rgb彩色摄像头。

进一步，所述机器人的底部设有受运动控制单元控制的移动模块；该移动模块包括与运动控制单元电性连接的驱动电机以及与该驱动电机相连的万向轮。

进一步，所述机器人的身体部位还设有一显示装置，该显示装置与所述图像传感器相连；以及所述显示装置下方还设有一与该显示装置相连的语音播报装置。

本发明的有益效果是，本发明的带视觉系统的机器人，通过设置的全向和前向图像单元，建立全方位的图像采集系统，扩大视野范围，很好地模拟人类视觉系统，使采集的图像更立体全面。又通过图像处理模块计算匹配特征点对在图像中的视差来获取目标物体的三维匹配点对，输入到视觉控制单元获取当前机器人的运动控制信息，并用视觉控制单元来研究机器人自主导航问题。利用拓扑地图来描述环境信息，拓扑地图中的节点由图像采集系统所采集的图像构成，从而使机器人定位更加精确。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本带视觉系统的机器人的结构示意图；

图2是本带视觉系统的机器人的原理结构示意图。

图中：光投射器1、旋转支架2、旋转摄像头3、左、右摄像头4、万向轮5、显示装置6。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1和图2所示，本发明的一种带视觉系统的机器人，包括控制系统和设置于机器人头部的图像采集系统和光投射器1；其中所述图像采集系统包括设置在机器人头部顶端的全向图像单元和设置在机器人头部前端面的前向图像单元；所述全向图像单元包括旋转摄像头3；所述前向图像单元包括左摄像头和右摄像头；所述旋转摄像头3和左、右摄像头4均连接有图像采集卡；所述图像采集卡连接到图像传感器的输入端；所述光投射器1与所述图像传感器相连；以及所述图像采集系统经信号传输线与一图像处理模块相连；该图像处理模块根据所述旋转摄像头3和左、右摄像头4采集的图像进行图像匹配；所述控制系统包括相连的视觉控制单元和运动控制单元；所述视觉控制单元还与所述图像处理模块相连，且适于根据图像匹配获取目标物体的三维匹配点对，获取当前机器人的运动控制信息；所述运动控制单元还与图像采集系统连接，以适于根据视觉控制单元的运动控制信息来控制机器人移动。

具体的，所述光投射器1为激光投射器1，可以起到更好的采集图像的作用。所述旋转摄像头3安装于机器人头部顶端设置的一旋转支架2上。所述旋转摄像头3和左、右摄像头4均采用rgb彩色摄像头。

优选的，所述旋转摄像头3和左、右摄像头4的视觉深度范围0.5～4.0米。

所述视觉控制单元包括机器人环境信息处理模块，三维地图构建模块和机器人定位模块，用于根据图像匹配获取目标物体的三维匹配点对。优选的，所述视觉控制单元还包括多信息融合模块，该多信息融合模块与所述机器人环境信息处理模块连接。

优选的，所述机器人的底部设有受运动控制单元控制的移动模块；该移动模块包括与运动控制单元电性连接的驱动电机以及与该驱动电机相连的万向轮5。可选的，所述机器人的底部还设有一信号接收电路，该信号接收电路与驱动电机相连，即可以通过信号接收电路来控制驱动电机，从而可以实现远程控制机器人的移动，类似于无人机或者电动玩具的控制原理。

优选的，所述机器人的身体部位还设有一显示装置6，该显示装置6与所述图像传感器相连，可用于显示图像传感器采集的图像信息和机器人运行的各参数；以及所述显示装置6下方还设有一与该显示装置6相连的语音播报装置，用于对采集的信息进行播报。

优选的，所述图像传感器还连接有一对比电路，该对比电路连接有报警电路和储存电路。即在图像传感器采集到的图像与对比电路连接的储存电路中的图像有差别时，发出报警提示。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种带视觉系统的机器人，包括控制系统和设置于机器人头部的图像采集系统和光投射器；其中所述图像采集系统包括设置在机器人头部顶端的全向图像单元和设置在机器人头部前端面的前向图像单元；所述全向图像单元包括旋转摄像头；所述前向图像单元包括左摄像头和右摄像头；所述旋转摄像头和左、右摄像头均连接有图像采集卡；所述图像采集卡连接到图像传感器的输入端；以及所述图像采集系统经信号传输线与一图像处理模块相连；该图像处理模块根据所述旋转摄像头和左、右摄像头采集的图像进行图像匹配；所述控制系统包括相连的视觉控制单元和运动控制单元。

技术研发人员：胡敏刚;张宇;杨阳
受保护的技术使用者：苏州宇希新材料科技有限公司
技术研发日：2017.04.13
技术公布日：2017.07.07