一种全向视觉传感系统的制作方法
【专利摘要】一种全向视觉传感系统，其组成主要包括：全向视觉传感器（1）、CCD摄像机（2）、DSP数字图像处理系统（3）。环境信息（光线）首先遇到全向视觉传感器，在全向视觉传感器镜面发生了反射，其反射光线的走向与全向视觉传感器的外形密切相关，本系统采用的是双曲线旋转体的全向视觉传感器，则光线会射向双曲线的另一个焦点，而摄像机的光心恰好处于双曲线的另一个焦点位置（全向视觉传感器与摄像机相对位置是通过镜架的调节来实现的），由此外界的景物就在摄像机上成像，解决了现存技术定位不准确、目标识别困难的难题。
【专利说明】一种全向视觉传感系统
【技术领域】
[0001]本发明是一种视觉传感系统，具体的说就是应用移动机器人的全向视觉传感系统。
【背景技术】
[0002]机器人视觉系统是最有效的传感器之一。提供了关于环境足够的信息，用于定位、识别等，是一种非接触测量方法。机器人视觉系统也是最复杂的传感器之一。人们对于生物视觉系统了解仍然甚少，采用机器人视觉的应用系统性能有时不能令人满意。但在工业应用中近年来有很多成功的示例，主要在视觉环境简单、针对某一环境定制应用的情况下，如传送带上工件的定位。所以机器视觉是一个研究非常活跃、变化很快的领域，而且缺乏通用的方法。
【发明内容】
[0003]为解决上述问题，本发明的目的是提供一种应用于移动机器人的全向视觉传感系统，其中全向视觉传感器由两部分组成:玻璃部分和金属部分。玻璃部分主要是由全向视觉传感器的工作部分(双曲面)和连接部分(用于连接双曲面和金属部分，是一个玻璃小圆柱台)。
[0004]本发明的目的是这样实现的:
[0005]一种全向视觉传感系统，其组成主要包括:全向视觉传感器1、(XD摄像机2、DSP数字图像处理系统3。
[0006]上述的一种全向视觉传感系统，其特征在于所述的环境信息(光线)首先遇到全向视觉传感器I，在全向视觉传感器镜面发生反射，其反射光线的走向与全向视觉传感器的外形密切相关。
[0007]上述的一种全向视觉传感系统，其特征在于所述的全向视觉传感器I是双曲线旋转体的全向视觉传感器，光线会射向双曲线的另一个焦点，而摄像机的光心恰好处于双曲线的另一个焦点位置，全向视觉传感器与摄像机相对位置可通过镜架的调节来实现，由此外界的景物就会在摄像机上成像。
[0008]上述的一种全向视觉传感系统，其特征在于所述的DSP数字图像处理系统3将该图像经过SAA711AHZ(模数转化)采集到数字图像采集系统的SRAM中，DSP对该图像再进行图像预处理、图像的解算等存至SDRAM中，通过DSP数字图像处理系统3的RS232 I/O口可以通过编程将处理过的图像(SDRAM中的图像)或原图像(SRAM中的图像)送到机器人(PC104)中，机器人(PC104)通过送入的图像来实现机器人的定位、目标的识别与跟踪、避障、路径规划等操作。
[0009]工作原理是这样的:
[0010]带有反射镜的全向摄像机，由凸面反射镜和面向反射镜的透视摄像机构成。发自摄像机光线经反射镜反射，每条反射光线可以但不一定必须交于一点。其中反射光线不交于一点，其中反射光线、交于反射镜的一个焦点，而另一个焦点位于无穷远处，因此需要正交投影摄像机才可获得像。
[0011]反射镜的形状完全由入射光线和反射光线须与焦点和相交决定的。即双曲线旋转体和抛物线旋转体。对于双曲线旋转体，它具有如下性质:所有通过焦点F的光线经镜面反射后都通过焦点，必须确保的唯一的点，即透视摄像机的投影中心必须与F重合。带有抛物线旋转体反射镜的全向摄像机是带有双曲线旋转体反射镜的全向摄像机的特例，此时焦点F位于无穷远处。这意味着随着透视摄像机的投影中心移动到无穷远处透视投影成像变为平行投影成像。
[0012]本发明能够为移动机器人提供足够大的视野范围，并能实现在线处理，提高了移动机器人的活动范围。用于固定全向视觉传感器和摄像机的镜架具有通用性可以应用在其他需要全景的领域，能够进一步的实现机器人的定位、目标识别与跟踪、路径规划。解决了现存技术定位不准确、目标识别困难的难题。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]一种全向视觉传感系统，其组成主要包括:全向视觉传感器1、(XD摄像机2、DSP数字图像处理系统3。
[0015]所述的环境信息(光线)首先遇到全向视觉传感器1，在全向视觉传感器镜面发生反射，其反射光线的走向与全向视觉传感器的外形密切相关。
[0016]所述的全向视觉传感器I是双曲线旋转体的全向视觉传感器，光线会射向双曲线的另一个焦点，而摄像机的光心恰好处于双曲线的另一个焦点位置，全向视觉传感器与摄像机相对位置可通过镜架的调节来实现，由此外界的景物就会在摄像机上成像。
[0017]所述的DSP数字图像处理系统3将该图像经过SAA711AHZ(模数转化)采集到数字图像采集系统的SRAM中，DSP对该图像再进行图像预处理、图像的解算等存至SDRAM中，通过DSP数字图像处理系统3的RS232 I/O 口可以通过编程将处理过的图像(SDRAM中的图像)或原图像(SRAM中的图像)送到机器人(PC104)中，机器人(PC104)通过送入的图像来实现机器人的定位、目标的识别与跟踪、避障、路径规划等操作。
[0018]首先调整好摄像机的垂度，并且固定紧摄像机。也就是说摄像机的光轴、光心已经确定，下面把全向视觉传感器的轴线调整到光轴上使它们共线，调整全向视觉传感器在Z轴的位置使得双曲线得另一个焦点与摄像机的光心共点。这个调整过程可分两步来进行，首先调整反射镜在Z轴的位置其次再调整反射镜在X轴、Y轴的位置。全向视觉传感器是通过吊杆固定到横杆上的。吊杆上端的M4螺杆上安装两个螺母，横杆的上端和下端各一个，将这两个螺母拧紧即可把全向视觉传感器固定紧。在Z轴上的调节是通过两个螺母的旋转来实现的。全向视觉传感器Z轴位置调整的任务再具体一点就是，把两个螺母旋到适当的位置。摄像机的光轴和光心已经确定，全向视觉传感器Z轴的位置已经确定，之后在XOY平面内将反射镜的位置确定以达到共线和共点。
【权利要求】
1.一种全向视觉传感系统，其组成主要包括:全向视觉传感器(1)、(XD摄像机(2)、DSP数字图像处理系统(3)。
2.根据权利要求1所述的一种全向视觉传感系统，其特征在于所述的环境信息(光线)首先遇到全向视觉传感器(I)，在全向视觉传感器镜面发生反射，其反射光线的走向与全向视觉传感器的外形密切相关。
3.根据权利要求1所述的一种全向视觉传感系统，其特征在于所述的全向视觉传感器(I)是双曲线旋转体的全向视觉传感器，光线会射向双曲线的另一个焦点，而摄像机的光心恰好处于双曲线的另一个焦点位置，全向视觉传感器与摄像机相对位置可通过镜架的调节来实现，由此外界的景物就会在摄像机上成像。
4.根据权利要求1所述的一种全向视觉传感系统，其特征在于所述的DSP数字图像处理系统(3)将该图像经过SAA711AHZ(模数转化)采集到数字图像采集系统的SRAM中，DSP对该图像再进行图像预处理、图像的解算等存至SDRAM中，通过DSP数字图像处理系统(3)的RS232 I/O 口可以通过编程将处理过的图像(SDRAM中的图像)或原图像(SRAM中的图像)送到机器人(PC104)中，机器人(PC104)通过送入的图像来实现机器人的定位、目标的识别与跟踪、避障、路径规划等操作。
【文档编号】B25J13/08GK103846918SQ201210504429
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年11月30日 优先权日:2012年11月30日
【发明者】吴坤朋 申请人:哈尔滨功成科技创业投资有限公司