一种自适应调整的图像采集装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本专利是涉及一种用于桃采摘机器人中的自适应调整的图像采集装置，其主要用于田间环境下猕猴桃采摘机器人的目标图像采集。
【背景技术】
[0002]我国是猕猴桃生产大国，而猕猴桃独特的棚架式生产结构，决定了摄像头可以自下而上对猕猴桃进行果实的图像拍摄。由于田间环境复杂，猕猴桃采摘机器人在田间运动时极有可能发生倾斜，导致摄像头倾斜，从而影响采集的图像质量。因此，如果能使图像采集装置中的摄像头时刻与水平面保持平行，就能获得稳定的图像。
[0003]在猕猴桃的采集过程中，对猕猴桃的图像采集是实现其功能的第一步。一个精准的拍摄方法会让猕猴桃的最终识别得到一个更为理想的效果。传统的猕猴桃识别装置忽略了对猕猴桃的拍摄问题，从而导致了智能机器人所展现的智能化与精确性等优点大打折扣。本专利则是在原有猕猴桃识别装置的基础上另外解决了猕猴桃的拍摄问题，即在摄像头的下方加了一个加速度计传感器，然后利用单片机最小系统对整个图像采集装置进行控制。本专利使用的是二自由度的云台，云台就是两个交流电组成的安装平台，可以水平和垂直的运动，将摄像头安装于其上，实现摄像头的自动调整。加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备，通过测量由于重力引起的加速度，可以计算出设备相对于水平面的倾斜角度，通过分析动态加速度，可以分析出设备移动的方式。采用加速度计传感器保证摄像头在任意位置下，能够自动调整到水平状态，自下向上拍摄猕猴桃。
【发明内容】
[0004]针对猕猴桃图像的采集问题，本实验提出了一种高效率、智能化、易操作的自适应调整的图像采集装置。
[0005]实现上述实验目的是由以下技术方案实现:
[0006]本专利包括摄像头、二自由度云台、加速度传感器、单片机四部分。其特征是该装置由单片机最小系统所控制，摄像头安装在二自由度云台上。云台上搭载两个舵机，第一个舵机为水平转向舵机，搭载在云台的下端，第二个云台为垂直转向舵机，搭载在云台上端。加速度传感器安装在摄像头的下方，当摄像头的位置发生变化时，加速度传感器会立刻检测到变化量，将收集到的数据传送给单片机。单片机控制水平转向舵机的方向转向，舵机通过齿轮啮合带动云台在水平方向转向。同时单片机控制垂直转向舵机的方向转向，舵机通过齿轮啮合带动云台在垂直方向转动。
[0007]上述单片机用来接受和处理信号，并控制舵机进行相应的操作。
[0008]上述的加速度传感器对重力加速度的夹角变化非常敏感。
[0009]上述的舵机用来对云台水平和垂直方向的调整。
[0010]本专利的优点:摄像头能够始终与地面保持水平，确保了摄像头自上而下对着猕猴桃的果萼部分直接拍摄，保证了图像的质量。
【附图说明】
[0011 ]下面结合附图和实施方式对本专利进一步说明。
[0012]图1是一种自适应调整的图像采集装置的结构框图；
[0013]图2是该装置中二自由度云台的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]在图1、2中，本专利的一种自适应调整的图像采集装置，包括单片机1、二自由度云台2、加速度传感器3、摄像头4。所述单片机I作为控制系统，接收传感器信息并处理，进而控制二自由度云台2的运动;二自由度云台2包括水平转向舵机、垂直转向舵机。
[0015]具体工作过程:
[0016]当云台装置最上端的摄像头(4)位置发生变化时，加速度传感器(3)会立即感应到云台水平夹角的变化，将采集的数据传送给单片机(I)。此时，单片机(I)控制水平转向舵机
(22)的转动，舵机(22)通过齿轮(24)捏合带动下部的云台在水平方向转动。同时，单片机
(I)控制垂直转向舵机(21)的方向转向，舵机(21)通过齿轮(23)啮合控制上端云台上下转动。云台在单片机(I)的控制下最终恢复为水平状态。当单片机(I)判断云台调整到水平位置后，装置停止工作。
【主权项】
1.一种自适应调整的图像采集装置，包括由单片机(I)、二自由度云台(2)、加速度传感器(3)、摄像头(4)四部分;所述的二自由度云台(2)包括垂直转向舵机(21)和水平转向舵机(22);所述的摄像头(4)安装在二自由度云台上(2)上;所述的加速度传感器(3)安装在摄像头(4)下方；当最上端的摄像头(4)位置发生变化时，加速度传感器(3)会立即检测变化量，将数据传送给单片机(I)，单片机(I)进而控制二自由度云台(2)的运动，使摄像头(4)恢复至水平位置。
【专利摘要】一种用于桃采摘机器人中的自适应调整的图像采集装置，其主要用于田间环境下猕猴桃采摘机器人的目标图像采集。该装置包括摄像头、二自由度云台、加速度传感器、单片机四部分。整个装置由单片机最小控制，摄像头安装在二自由度云台上。云台上搭载两个舵机，第一个舵机为水平转向舵机，搭载在云台的下端，第二个云台为垂直转向舵机，搭载在云台上端。加速度传感器安装在摄像头的下方。当最上端的摄像头位置发生变化时，加速度传感器会立即检测变化量，将数据传送给单片机，单片机进而控制二自由度云台的运动，使摄像头恢复至水平位置。
【IPC分类】G05D3/12, H04N5/232, H04N5/225
【公开号】CN205378028
【申请号】CN201521138726
【发明人】傅隆生, 李玉龙, 孙世鹏, 彭俊, 李 瑞
【申请人】西北农林科技大学
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2015年12月18日