一种双目视觉光学定位仪的制作方法

本实用新型涉及光学定位仪的技术领域，尤其是指一种双目视觉光学定位仪。

背景技术：

双目视觉定位是基于视差的原理，类似人的双眼。将两个摄像头以一定的距离和角度固定在同一刚体上，工作时，两个摄像头分别获取在视场范围内同一特征点的映射图像，然后根据两摄像头的摆放位置，以及图像中获得的特征点的位置，通过三角测量原理计算出该特征点在三维空间的具体位置，可动态地获取多个特征点的位置。

目前双目视觉定位可应用于多个技术领域，如医疗机器人导航、精密工业测量、虚拟现实场景重建、物体识别等。在工业领域，主要用于IC、芯片、电路板的位置识别定位，可以捕捉零件的静态或动态位置，测量零件变形的程度及方向；在医疗领域，可以辅助定位患者病灶位置，实时追踪外科手术器械的位置，提供精确的导航。

但是，现有的双目视觉定位只能在一定的有效视场范围内精确计算特征点的位置，对有效视场范围外的特征点或物体识别误差较大或不能识别。现有的双目视觉定位设备在使用过程中，需要安置固定参考特征点，通过计算机的软件界面来查看和判断当前追踪目标是否在有效视场范围内。用户在操作时，需一边确保特征点面向视觉摄像头，一边确认特征点在有效视场范围内，操作极不便利。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种结构紧凑、操作方便、捕捉定位精确的双目视觉光学定位仪，同时通过显示器及彩色摄像头的设计，显示器可以同步显示视觉摄像头捕捉的画面，用户在操作过程中，只需确保特征点显示在显示器的屏幕中，从而实现更加方便、快捷的目标识别和定位，彩色摄像头可同步采集现场操作视频，可用于教学或实现虚拟现实场景重现等功能。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种双目视觉光学定位仪，包括两端设置有视觉摄像头的定位仪本体，所述定位仪本体还包括显示器、彩色摄像头、定位激光器及与视觉摄像头相配套的红外照明环、照明环灯罩和滤光片，所述显示器安装在定位仪本体的面板的中心处，并位于两个视觉摄像头中间，用于显示运行状态及同步显示两个视觉摄像头或彩色摄像头所捕捉的影像，所述彩色摄像头安装在面板上，并位于显示器的上方中心处，用于获取视场范围内的现场视频，所述定位激光器安装在面板上，并位于显示器上方彩色摄像头的旁边，能够发射定位激光，用于指示光学定位仪的视场中心，所述彩色摄像头和两个视觉摄像头分别通过主控电路板与显示器相连接，所述主控电路板安装在定位仪本体的机身后壳内部的安装位上，所述彩色摄像头或两个视觉摄像头所捕捉的影像能够通过显示器同步显示，其中，两个视觉摄像头通过定位仪本体内的固定架设置在定位仪本体的两端，所述固定架安装在定位仪本体的机身后壳内部的安装位上，每个视觉摄像头的前端均穿出面板，用于获取视场范围内所标记特征点的图像，所述红外照明环套装在视觉摄像头的前端上，且其表面沿其周向阵列有多个LED红外灯，多个LED红外灯与视觉摄像头的前端一起穿出面板，且该多个LED红外灯能够发出红外光，用于辅助视觉摄像头获取特征点，所述照明环灯罩遮盖在红外照明环的前面，并固定在面板上，且该照明环灯罩的表面沿周向阵列有多个供LED红外灯穿过的通孔，所述通孔的数量与LED红外灯的数量相一致，一个LED红外灯对应穿过一个通孔，用于防止红外照明环发出的红外光直接进入视觉摄像头，所述照明环灯罩的前面遮盖有滤光片，用于过滤自然光，但红外照明环发出的红外光能够透过。

进一步，所述固定架为铝合金一体成型，并形成有多个纵横交替的通孔，用于减轻重量，两个视觉摄像头分别螺纹安装在固定架的两端。

进一步，所述面板包括前面板和固定面板，所述固定面板与机身后壳卡扣连接，所述前面板安装在固定面板上，所述显示器安装在固定面板的安装位上，并通过前面板夹紧固定，所述彩色摄像头、定位激光器和红外照明环分别安装在固定面板上，所述照明环灯罩安装在前面板上。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、本实用新型通过显示器及彩色摄像头的设计，显示器可以同步显示视觉摄像头捕捉的画面，用户在操作过程中，只需确保特征点显示在显示器的屏幕中，从而实现更加方便、快捷的目标识别和定位；同时，彩色摄像头可同步采集现场操作视频，可用于教学或实现虚拟现实场景重现等。

2、本实用新型采用红外照明环+照明环灯罩+滤光片的方式，可以有效遏制环境光的影响。

3、本实用新型的固定架为铝合金一体成型，两个视觉摄像头的距离会影响定位精度，且相对位置必须要固定，因此将两个视觉摄像头螺纹及其感光芯片电路固定在固定架上，减少装配时可能造成的误差。

附图说明

图1为本实用新型的爆炸图。

图2为本实用新型的立体图。

图3为本实用新型的内部结构图。

图4为本实用新型的视觉摄像头、红外照明环和照明环灯罩的装配示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1至图4所示，本实施例所提供的双目视觉光学定位仪，包括定位仪本体，定位仪本体包括面板、机身后壳2、固定架3、主控电路板4、两个视觉摄像头5、与视觉摄像头5相配套的红外照明环6、照明环灯罩7和滤光片8、显示器9、彩色摄像头10和定位激光器11，面板包括前面板101和固定面板102，固定面板102与机身后壳2卡扣连接，前面板101安装在固定面板102上，两个视觉摄像头5及其感光芯片电路501通过固定架3设置在定位仪本体的两端，固定架3安装在机身后壳2内部的安装位上，该固定架3为铝合金一体成型，并形成有多个纵横交替的通孔，用于减轻重量，其中，两个视觉摄像头5分别螺纹安装在固定架3的两端，能够减少装配时可能造成的误差，每个视觉摄像头5的前端均由后至前依次穿出固定面板102和前面板101，用于获取视场范围内所标记特征点的图像，红外照明环6套装在视觉摄像头5的前端上并固定在固定面板102上，且其表面沿其周向阵列有多个LED红外灯，多个LED红外灯与视觉摄像头5的前端一起依次穿出固定面板102和前面板101，且该多个LED红外灯能够发出红外光，用于辅助视觉摄像头5获取特征点，照明环灯罩7遮盖在红外照明环6的前面，并固定在前面板101上，且该照明环灯罩7的表面沿周向阵列有多个供LED红外灯穿过的通孔，通孔的数量与LED红外灯的数量相一致，一个LED红外灯对应穿过一个通孔，用于防止红外照明环6发出的红外光直接进入视觉摄像头5，照明环灯罩7的前面遮盖有滤光片8，用于过滤自然光，但红外照明环6发出的红外光能够透过，显示器9为触控屏显示器，并安装在固定面板102的中心处，且位于两个视觉摄像头5中间，并通过前面板101夹紧固定，用于显示运行状态及同步显示两个视觉摄像头5或彩色摄像头10所捕捉的影像，彩色摄像头10安装在固定面板102上，并位于显示器9的上方中心处，用于获取视场范围内的现场视频，定位激光器11安装在固定面板102上，并位于显示器9上方彩色摄像头10的旁边，能够发射定位激光，用于指示光学定位仪的视场中心，彩色摄像头10和两个视觉摄像头5分别通过主控电路板4与显示器9相连接，主控电路板4安装在机身后壳2内部的安装位上，彩色摄像头10或两个视觉摄像头5所捕捉的影像能够通过显示器9同步显示，用户可通过手指划动显示器9的屏幕来切换显示彩色摄像头10或两个视觉摄像头5的图像，从而进行下一步的操作。

使用时，将光学定位仪固定在三脚架或刚性支架上，确保水平放置且已牢固安装，光学定位仪的主控电路板4通过电源供电，并与电脑主机相连，组成整个系统，彩色摄像头10和两个视觉摄像头5所采集的图像数据可通过多种数据传输方式(如以太网、WIFI、USB等)传输给电脑主机，从而进行下一步的操作；另外，定位仪本体内还设置有碰撞传感器(图中未画出)和温度传感器(图中未画出)，从而系统能够监测各部分硬件运行状态，如果系统硬件发生故障或碰撞导致系统性能发生改变或存在异常，碰撞传感器能够监测设备的碰撞状态，如果系统遭受明显碰撞或冲击时，显示器9屏幕中的碰撞图标显示为异常状态，系统会提示并发出警告；温度传感器能够监测设备的温度状态，系统监测内部硬件温度，当温度过高或过低时都会影响定位精度，只有当系统处于温度稳定状态下才能达到最佳精度，而当温度异常时系统会提示并发出警告。

以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。