專利名稱：可車載的全方位視覺傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及自主式移動載體，具體地說是一種基于主動路標(biāo)的全方位視覺定位裝置。
在現(xiàn)有技術(shù)中，定位裝置是自主式移動載體(AGV)的重要組成部分，應(yīng)用該裝置可以計算出本體坐標(biāo)系相對某一參考坐標(biāo)系的絕對位置坐標(biāo)和方向，從而可以時時確定自己的運動狀態(tài)和相對位置，完成對AGV的自動位置確定、自主導(dǎo)航和路徑規(guī)劃任務(wù)。這些定位裝置基本采用超聲、激光以及視頻攝像機等傳感技術(shù)建立傳感器系統(tǒng)，在這些傳感定位技術(shù)中，依靠路標(biāo)的視覺定位方法是技術(shù)實現(xiàn)的手段之一。為獲得較大的現(xiàn)場，一些實驗系統(tǒng)設(shè)計了所謂全景傳感器一種是用四個車載攝像機實現(xiàn)全方位景象觀察；另一種是將像機裝在可以全方位旋轉(zhuǎn)的云臺上，通過云臺碼盤讀數(shù)確定像機的觀測角度；還有采用魚眼像機和主動路標(biāo)構(gòu)成簡單的全景傳感器；另外是利用椎形反射鏡和CCD攝像機構(gòu)成全景傳感器，通過識別自然路標(biāo)為機器人定位。這些系統(tǒng)存在的問題有的是像機采用較多，系統(tǒng)的標(biāo)定復(fù)雜；有的需要有旋轉(zhuǎn)平臺的支持；另外采用魚眼鏡頭雖然結(jié)構(gòu)簡單，但具有滿意視場的魚眼鏡頭造價較高，而且依然存在較大的盲區(qū)。
為了克服上述像機采用較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價較高及存在較大盲區(qū)等不足，本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單，造價低，盲區(qū)小，基于主動路標(biāo)可車載的全方位視覺傳感器。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是具有主動路標(biāo)，由半球面反射鏡、保護罩、底座、濾光鏡片、鏡頭、CCD像機和移動機構(gòu)組成，其特征在于所述半球面反射鏡安裝在保護罩的上方內(nèi)側(cè)，球面垂直向下，所述保護罩安裝在底座上，帶有濾光鏡片的鏡頭安裝在CCD像機上，所述CCD像機位于可在二維方向上運動的移動機構(gòu)上，移動機構(gòu)下面是與移動載體配接用底座；所述保護罩由玻璃保護罩和金屬保護罩兩部分組成，玻璃保護罩位于上方，其上邊緣與半球面反射鏡膠合連接，下邊緣與底座外沿凸起處接觸，金屬保護罩從外部滑動套裝在玻璃保護罩下方，落在底座上；所述移動機構(gòu)由X向支架、X軌、Y向支架、Y軌和底架組成，其中Y軌與安裝在CCD像機上的Y向支架滑動相連，其兩端固定在X向支架上，在所述X向支架上裝有可在其上滑動的X軌，并通過底架安裝在底座上；所述底座為圓形，外沿凸起帶有窗口。
本實用新型由于采用半球面反射鏡來實現(xiàn)全方位景象觀察，減小了盲區(qū)；另外由于結(jié)構(gòu)簡單，如只采用一個像機，造價低，使用方便。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的結(jié)構(gòu)和工作原理作進一步詳細說明。
如圖1所示，具有主動路標(biāo)，由半球面反射鏡1、保護罩2、底座3、濾光鏡片4、鏡頭5、CCD像機6和移動機構(gòu)7組成，其特征在于所述半球面反射鏡1安裝在保護罩2的上方內(nèi)側(cè)，球面垂直向下，所述保護罩2安裝在底座3上，帶有濾光鏡片4的鏡頭5安裝在CCD像機6上，所述CCD像機6采用1881EX攝像機，位于可在二維方向上運動的移動機構(gòu)7上，所述移動機構(gòu)7是移動機器人，下面是與移動載體配接用底座3；所述保護罩2由玻璃保護罩21和金屬保護罩22兩部分組成，玻璃保護罩21位于上方，其上邊緣與半球面反射鏡1膠合連接，下邊緣與底座3外沿凸起處接觸，金屬保護罩22從外部滑動套裝在玻璃保護罩21下方，落在底座3上；所述移動機構(gòu)7由X向支架71、X軌72、Y向支架73、Y軌74和底架75組成，其中Y軌74與安裝在CCD像機6上的Y向支架73滑動相連，其兩端固定在X向支架71上，在所述X向支架71上裝有可在其上滑動的X軌72，并通過底架75安裝在底座3上；所述底座3為圓形，外沿凸起帶有窗口。
本實用新型的工作原理是保護罩2頂部裝有半球面反射鏡1，作為景物采集反射鏡，可以觀測360度場景，并具有較大俯視角視場，CCD像機采用1881EX攝像機，將其固定在具有兩個自由度的移動機構(gòu)7上，采用的鏡頭5其視場能覆蓋整個半球面反射鏡1，以上器件作為一個整體被封裝在保護罩2中；保護罩2包括上下兩部分，上部分是無色玻璃，既起保護作用又不影響攝像機的視野；下部分為金屬材料，起保護、固定和安裝作用；底座3安裝在移動機器人上，由紅外發(fā)光二極管構(gòu)成的主動路標(biāo)固定在可視范圍的室內(nèi)墻壁或支架上，并按一定規(guī)律分布在移動機器人工作區(qū)域的四周，由CCD攝像機6通過半球面反射鏡1采集分布在四周的主動路標(biāo)的視覺信號，再通過計算機進行圖像處理，計算出本實用新型在主動路標(biāo)坐標(biāo)系的位置坐標(biāo)，進而依照本實用新型與移動機器人的相互坐標(biāo)關(guān)系，計算出移動機器人的絕對位置坐標(biāo)。
權(quán)利要求1.一種可車載的全方位視覺傳感器，具有主動路標(biāo)，由半球面反射鏡(1)、保護罩(2)、底座(3)、濾光鏡片(4)、鏡頭(5)、CCD像機(6)和移動機構(gòu)(7)組成，其特征在于所述半球面反射鏡(1)安裝在保護罩(2)的上方內(nèi)側(cè)，球面垂直向下，所述保護罩(2)安裝在底座(3)上，帶有濾光鏡片(4)的鏡頭(5)安裝在CCD像機(6)上，所述CCD像機(6)位于可在二維方向上運動的移動機構(gòu)(7)上，移動機構(gòu)(7)下面是與移動載體配接用底座(3)。
2.按照權(quán)利要求1所述可車載的全方位視覺傳感器，其特征在于所述保護罩(2)由玻璃保護罩(21)和金屬保護罩(22)兩部分組成，玻璃保護罩(21)位于上方，其上邊緣與半球面反射鏡(1)膠合連接，下邊緣與底座(3)外沿凸起處接觸，金屬保護罩(22)從外部滑動套裝在玻璃保護罩(21)下方，落在底座(3)上。
3.按照權(quán)利要求1所述可車載的全方位視覺傳感器，其特征在于所述移動機構(gòu)(7)由X向支架(71)、X軌(72)、Y向支架(73)、Y軌(74)和底架(75)組成，其中Y軌(74)與安裝在CCD像機(6)上的Y向支架(73)滑動相連，其兩端固定在X向支架(71)上，在所述X向支架(71)上裝有可在其上滑動的X軌(72)，并通過底架(75)安裝在底座(3)上。
4.按照權(quán)利要求1所述可車載的全方位視覺傳感器，其特征在于所述底座(3)為圓形，外沿凸起帶有窗口。
專利摘要一種可車載的全方位視覺傳感器,具有主動路標(biāo),由半球面反射鏡、保護罩、底座、濾光鏡片、鏡頭、CCD像機和移動機構(gòu)組成,其特征在于:所述半球面反射鏡安裝在保護罩的上方內(nèi)側(cè),球面垂直向下,所述保護罩安裝在底座上,帶有濾光鏡片的鏡頭安裝在CCD像機上,所述CCD像機位于可在二維方向上運動的移動機構(gòu)上,移動機構(gòu)下面是與移動載體配接用底座。本實用新型由于采用半球面反射鏡來實現(xiàn)全方位景象觀察,減小了盲區(qū);另外由于結(jié)構(gòu)簡單,如只采用一個像機,造價低,使用方便。
文檔編號B60R99/00GK2378248SQ9922371
公開日2000年5月17日 申請日期1999年5月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月6日
發(fā)明者董再勵, 郝穎明, 朱楓, 孫德光 申請人:中國科學(xué)院沈陽自動化研究所