机器人红外立体视觉系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种机器人红外立体视觉系统，包括位于所述机器人头部的由多个摄像头组成的摄像头阵列、红外发射装置和设置在所述摄像头前端的滤光片，所述红外发射装置用于向外发射红外线，所述滤光片与所述红外发射装置相适配，用于过滤可见光以及允许所述红外发射装置所发射的红外线通过，因此，即使在有环境光干扰的情况下，所述摄像头只接收物体反射的红外线并形成图像，而完全不受可见光的影响；同时，本实用新型专利技术同时运用摄像头阵列，利用不同角度的摄像头之间的视觉差，而获得立体视觉效果。

【技术实现步骤摘要】
机器人红外立体视觉系统
本技术涉及机器人
，具体涉及一种机器人红外立体视觉系统。
技术介绍
随着机器人技术的日益发展，机器人技术也越来越智能化。例如大多数的家庭机器人，已具备了通过视觉感知周围环境信息等功能，即通过摄像机获取周围环境的图像，由机器人内部的控制装置对所获取的图像中的障碍物进行分析，从而实现位姿定位和避障功能。在阳光或灯光等可见光照条件下，由于摄像机能够感应到所有光线，如可见光、红外线和紫外线等，这就造成摄像机所拍摄的图像与实际景象相差很大，因此控制装置难以精准地分析出图像中的各个物体，从而造成定位和避障精确度较低的问题。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种机器人红外立体视觉系统，旨在解决现有的机器人受光照影响所拍摄的图像不利于准确分析的问题。为解决上述技术问题，本技术提出一种机器人红外立体视觉系统，所述机器人红外立体视觉系统包括位于所述机器人头部的由多个摄像头组成的摄像头阵列、红外发射装置和设置在所述摄像头前端的滤光片，所述红外发射装置用于向外发射红外线，所述滤光片与所述红外发射装置相适配，用于过滤可见光以及允许所述红外发射装置所发射的红外线通过，所述摄像头通过接收物体反射的红外线形成图像。优选地，所述摄像头阵列包含两个摄像头。优选地，所述红外发射装置为红外发射二极管、阵列式红外灯或VCSEL面射型激光照明模组，用于发射波长850nm、940nm或980nm的红外线。优选地，所述滤光片为850nm窄带滤光片、940nm窄带滤光片或980nm窄带滤光片。优选地，所述机器人红外立体视觉系统还包括与所述摄像头连接的全局曝光图像传感器，用于将所述摄像头所获取的图像转换为电子信号。优选地，所述全局曝光图像传感器为CCD图像传感器或CMOS图像传感器。优选地，所述机器人红外立体视觉系统还包括与所述全局曝光图像传感器连接的视觉处理单元，所述视觉处理单元用于根据所述电子信号计算得到深度图像和点云图像。优选地，所述摄像头为CCD黑白摄像机或CMOS黑白摄像机。本技术还提供一种机器人，包括位于所述机器人头部的由多个摄像头组成的摄像头阵列、红外发射装置和设置在所述摄像头前端的滤光片，所述红外发射装置用于向外发射红外线，所述滤光片与所述红外发射装置相适配，用于过滤可见光以及允许所述红外发射装置所发射的红外线通过，所述摄像头通过接收物体反射的红外线形成图像。本技术在摄像头前端安装用于过滤可见光的滤光片，同时设置红外发射装置向外部环境发射红外线；即使当摄像头在环境光干扰的情况下，由于可见光被滤光片过滤后不射入摄像头，摄像头只接收物体反射的红外线并形成图像，因此完全不受可见光的影响；此外，本技术同时运用摄像头阵列，利用不同角度的摄像头之间的视觉差，而获得立体视觉效果，从而对周围环境中的物体进行坐标判断。运用本技术的机器人，能够根据多方位拍摄的清晰图像，对周围环境进行准确判断，从而获得更好的定位和避障等效果。附图说明图1为本技术机器人红外立体视觉系统的结构示意图；图2为本技术机器人红外立体视觉系统的安装位置示意图。附图标号说明：具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术提出一种机器人红外立体视觉系统，如图1所示，所述机器人红外立体视觉系统包括位于所述机器人头部的由多个摄像头1组成的摄像头阵列、红外发射装置2和设置在所述摄像头1前端的滤光片3，所述红外发射装置2用于向外发射红外线，所述滤光片3与所述红外发射装置2相适配，用于过滤可见光以及允许所述红外发射装置2所发射的红外线通过，所述摄像头1通过接收物体反射的红外线形成图像。本技术实施例中，所述摄像头阵列指的是多个摄像头1所组成的阵列，家用机器人一般设有面部，面部包括五官，本技术的摄像头1优选设于所述机器人的眼眶内，且所述摄像头1可在所述眼眶内上下左右转动，便于观测四周的环境。或者，针对一些没有面部的机器人，所述摄像头1设于头部的中部外缘，即机器人的头部在竖直方向的中部并靠外表面设置，该位置的上端和下端均不设有遮挡物，方便摄像头1向四周采集环境图像。再或者，如图2所示，所述摄像头1设置于机器人面部显示屏上方。其中，多个摄像头1所组成的阵列，通过模拟人眼对环境中同一物体在不同角度进行拍摄所获取的图像，利用视觉差对该物体进行三维定位，从而获得立体视觉效果。滤光片3将环境中除红外线以外的所有光线，比如可见光、紫外线等光线全部过滤，当红外发射装置2向外部环境发射红外线时，所述摄像头1则只能够接收到经物体反射后通过滤光片3射入所述摄像头1的红外线，从而形成相应的图像；即，所述摄像头1即使在有环境光干扰的情况下也不会受到可见光的影响，因此本技术所成图像更为清晰。运用本技术，能够根据多方位拍摄的清晰图像，获得相应的深度信息，从而实现机器人更精确的定位和避障效果。在一较佳实施例中，如图1所示，所述摄像头阵列包含两个摄像头1。两个摄像头1模拟人的双眼，根据三角测量原理得到图像中各物体的位置。在一较佳实施例中，如图1所示，所述红外发射装置2为红外发射二极管、阵列式红外灯或VCSEL面射型激光照明模组，用于发射波长850nm、940nm或980nm的红外线。本技术的红外发射装置2优选VCSEL面射型激光照明模组，具有体积小、圆形输出光斑、单纵模输出、阈值电流小、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点。在一较佳实施例中，所述滤光片为850nm窄带滤光片、940nm窄带滤光片或980nm窄带滤光片。本技术优选波长为850nm或940nm或980nm的红外线来实现红外深度定位。当所述红外发射装置2发射波长850nm的红外线时，对应匹配850nm窄带滤光片；当所述红外发射装置2发射波长940nm的红外线时，对应匹配940nm窄带滤光片；当所述红外发射装置2发射波长980nm的红外线时，对应匹配980nm窄带滤光片。当然，本技术只是优选红外线波段中的其中三段，在实际应用中，可以根据实际所需选择最为合适的波段。在一较佳实施例中，如图1所示，所述机器人红外立体视觉系统还包括与所述摄像头1连接的全局曝光图像传感器4，用于将所述摄像头1所获取的图像转换为电子信号。本实施例中，摄像头1将红外照射下的景物成像并形成二维空间的光强分布，即光学图像，所述全局曝光图像传感器4则根据二维光强分布的光学图像中的像素分布、亮度和颜色等信息，将该光学图像转变成一维时序电子信号；该一维时序信号经放大和同步控制处理后，可再还原显示为二维图像。在一较佳实施例中，所述全局曝光图像传感器4为具有高灵敏度、高分辨率的CCD图像传感器4或具有低功耗、低成本以及接口要求较低的CMOS图像传感器4；当本技术应用于具有高能动性和监测功能的机器人中，则优选CCD图像传感器4；当本技术应用于家用机器人时，则优选CMOS图像传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人红外立体视觉系统，其特征在于，包括位于所述机器人头部的由多个摄像头组成的摄像头阵列、红外发射装置和设置在所述摄像头前端的滤光片，所述红外发射装置用于向外发射红外线，所述滤光片与所述红外发射装置相适配，用于过滤可见光以及允许所述红外发射装置所发射的红外线通过，所述摄像头通过接收物体反射的红外线形成图像。

【技术特征摘要】
1.一种机器人红外立体视觉系统，其特征在于，包括位于所述机器人头部的由多个摄像头组成的摄像头阵列、红外发射装置和设置在所述摄像头前端的滤光片，所述红外发射装置用于向外发射红外线，所述滤光片与所述红外发射装置相适配，用于过滤可见光以及允许所述红外发射装置所发射的红外线通过，所述摄像头通过接收物体反射的红外线形成图像。2.如权利要求1所述的机器人红外立体视觉系统，其特征在于，所述摄像头阵列包含两个摄像头。3.如权利要求2所述的机器人红外立体视觉系统，其特征在于，所述红外发射装置为红外发射二极管、阵列式红外灯或VCSEL面射型激光照明模组，用于发射波长850nm、940nm或980nm的红外线。4.如权利要求3所述的机器人红外立体视觉系统，其特征在于，所述滤光片为850nm窄带滤光片、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘颀，黄靖新，全思博，
申请(专利权)人：子歌教育机器人深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44