相机定位系统和相机定位方法技术方案

本发明专利技术公开了一种相机定位系统和相机定位方法，该相机定位系统包括：处理单元、相机单元、线光源、角度调节单元、旋转单元、支架以及管道机器人；线光源发出线型光束，线型光束照射至管道表面；旋转单元带动线光源与相机单元同步转动，以使线型光束垂直于管道的轴向；相机单元获取管道表面的定位图像，包括定位弧线；处理单元根据定位图像中的定位弧线的位置判断相机单元的光轴是否垂直于管道的表面，并在相机单元的光轴的位置不垂直于管道的表面时，利用角度调节单元通过支架和旋转单元调节相机单元的光轴的角度，以使相机单元的光轴的位置垂直于管道的表面。由此，可实现对相机单元的角度的可控化调节，无需额外增加光源，调节方式方便且准确。

Camera positioning system and method

【技术实现步骤摘要】
相机定位系统和相机定位方法
本专利技术涉及管道机器人的相机定位
，尤其涉及一种相机定位系统和相机定位方法。
技术介绍
管道机器人是一种可沿细小管道内部或外部自动行走、携带一种或多种传感器及操作机械，在工作人员的遥控操作或计算机自动控制下，进行一系列管道作业的机、电、仪一体化系统。通常，管道机器人要求其激光相机模块中的相机光轴与管道表面垂直。但是，实际应用场景中，由于管道的管径不尽相同，需要对相机光轴进行调节，而人工调节不准确且不方便。
技术实现思路
本专利技术提供一种相机定位系统和相机定位方法，以实现对相机单元的角度的可控化调节，无需额外增加光源，调节方式方便且准确。第一方面，本专利技术实施例提供一种相机定位系统，该相机定位系统包括：处理单元、相机单元、线光源、角度调节单元、旋转单元、支架以及管道机器人；所述支架的一端与所述管道机器人固定连接，所述支架的另一端与所述旋转单元固定连接，所述相机单元和所述线光源均与所述旋转单元连接，用于在旋转单元的带动下同步转动，所述相机单元、所述线光源、所述角度调节单元以及所述旋转单元均与所述处理单元通讯；其中所述线光源用于发出线型光束，所述线型光束照射至管道表面；所述旋转单元用于带动所述线光源与所述相机单元同步转动，以使所述线型光束垂直于所述管道的轴向；所述相机单元用于获取管道表面的定位图像，所述定位图像包括所述线型光束对应的定位弧线；所述处理单元用于根据所述定位图像中的定位弧线的位置判断所述相机单元的光轴是否垂直于管道的表面，并在所述相机单元的光轴的位置不垂直于管道的表面时，利用所述角度调节单元通过所述支架和所述旋转单元调节所述相机单元的光轴的角度，以使所述相机单元的光轴的位置垂直于管道的表面。在一实施例中，所述处理单元包括信号接收子单元、坐标确定子单元、坐标比较子单元和信号输出子单元；所述信号接收子单元用于接收所述定位图像；所述坐标确定子单元用于确定所述定位弧线的底部中心点的横坐标；所述坐标比较子单元用于比较所述底部中心点的横坐标与所述定位图像的中轴线对应的横坐标；所述信号输出子单元用于在所述底部中心点的横坐标与所述中轴线对应的横坐标不相等时，向所述角度调节单元发送角度调节信号。在一实施例中，所述角度调节单元包括第一电机；所述第一电机用于根据所述角度调节信号转动，以调节所述相机单元的光轴角度。在一实施例中，所述角度调节单元包括第一显示屏；所述第一显示屏用于根据所述角度调节信号，显示角度指示调节信息。在一实施例中，所述线光源包括线激光器。在一实施例中，该相机定位系统还包括高度调节单元；所述高度调节单元设置于所述支架中，且设置于所述角度调节单元与所述旋转单元之间；所述高度调节单元用于在所述相机单元的高度不在预设高度范围内时，调节所述相机单元的高度。在一实施例中，所述处理单元还用于判断所述定位弧线的底部中心点是否与所述定位图像的中心点重合；并在所述定位弧线的底部中心点不与所述定位图像的中心点重合时，利用所述高度调节单元通过所述支架和所述旋转单元调节所述相机单元的高度，以使所述相机单元的高度在所述预设高度范围内。在一实施例中，所述高度调节单元包括第二电机；所述第二电机用于在所述处理单元的控制下调节所述相机单元的高度。在一实施例中，所述高度调节单元包括第二显示屏；所述第二显示屏用于在所述控制单元的控制下显示高度调节指示信息。第二方面，本专利技术实施例还提供一种相机定位方法，该相机定位方法应用第一方面提供的任一种相机定位系统执行，该相机定位方法包括：所述线光源发出线型光束，所述线型光束照射至管道表面；所述旋转单元带动所述线光源与所述相机单元同步转动，以使所述线型光束垂直于所述管道的轴向；所述相机单元获取管道表面的定位图像，所述定位图像包括所述线型光束对应的定位弧线；所述处理单元根据所述定位图像中的定位弧线的位置判断所述相机单元的光轴是否垂直于管道的表面；所述角度调节单元在所述相机单元的光轴的位置不垂直于管道的表面时，通过所述支架和所述旋转单元调节所述相机单元的光轴的角度，以使所述相机单元的光轴的位置垂直于管道的表面。在一实施例中，所述处理单元包括信号接收子单元、坐标确定子单元、坐标比较子单元和信号输出子单元；所述处理单元根据所述定位图像中的定位弧线的位置判断所述相机单元的光轴是否垂直于管道的表面包括：所述信号接收子单元接收所述定位图像；所述坐标确定子单元确定所述定位弧线的底部中心点的横坐标；所述坐标比较子单元比较所述底部中心点的横坐标与所述定位图像的中轴线对应的横坐标；所述信号输出子单元在所述底部中心点的横坐标与所述中轴线对应的横坐标不相等时，向所述角度调节单元发送角度调节信号。在一实施例中，所述角度调节单元包括第一电机；所述角度调节单元在所述相机单元的光轴的位置不垂直于管道的表面时，通过所述支架和所述旋转单元调节所述相机单元的光轴的角度，以使所述相机单元的光轴的位置垂直于管道的表面包括：在所述相机单元的光轴的位置不垂直于管道的表面时，所述第一电机接收所述角度调节信号，并根据所述角度调节信号转动，以驱动所述支架运动，实现调节所述相机单元的光轴角度。在一实施例中，所述角度调节单元包括第一显示屏；所述角度调节单元在所述相机单元的光轴的位置不垂直于管道的表面时，通过所述支架和所述旋转单元调节所述相机单元的光轴的角度，以使所述相机单元的光轴的位置垂直于管道的表面包括：在所述相机单元的光轴的位置不垂直于管道的表面时，所述第一显示屏接收所述角度调节信号，并根据所述角度调节信号显示角度指示调节信息。在一实施例中，所述相机定位系统还包括高度调节单元；所述角度调节单元在所述相机单元的光轴的位置不垂直于管道的表面时，通过所述支架和所述旋转单元调节所述相机单元的光轴的角度，以使所述相机单元的光轴的位置垂直于管道的表面之后，还包括：所述处理单元根据所述定位图像，判断所述定位弧线的底部中心点是否与所述定位图像的中心点重合；所述高度调节单元在所述定位弧线的底部中心点不与所述定位图像的中心点重合时，通过所述支架和所述旋转单元调节所述相机单元的高度，以使所述相机单元的高度在所述预设高度范围内。在一实施例中，所述高度调节单元包括第二电机；所述高度调节单元在所述定位弧线的底部中心点不与所述定位图像的中心点重合时，通过所述支架和所述旋转单元调节所述相机单元的高度，以使所述相机单元的高度在所述预设高度范围内包括：所述第二电机在所述处理单元的控制下、在所述相机单元的高度不在预设高度范围内时，调节所述相机单元的高度，以使所述相机单元的高度在预设高度范围内。在一实施例中，所述高度调节单元包括第二显示屏；所述高度调节单元在所述定位弧线的底部中心点不与所述定位图像的中心点重合时，通过所述支架和所述旋转单元调节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相机定位系统，其特征在于，包括：处理单元、相机单元、线光源、角度调节单元、旋转单元、支架以及管道机器人；/n所述支架的一端与所述管道机器人固定连接，所述支架的另一端与所述旋转单元固定连接，所述相机单元和所述线光源均与所述旋转单元连接，用于在旋转单元的带动下同步转动，所述相机单元、所述线光源、所述角度调节单元以及所述旋转单元均与所述处理单元通讯；其中/n所述线光源用于发出线型光束，所述线型光束照射至管道表面；/n所述旋转单元用于带动所述线光源与所述相机单元同步转动，以使所述线型光束垂直于所述管道的轴向；/n所述相机单元用于获取管道表面的定位图像，所述定位图像包括所述线型光束对应的定位弧线；/n所述处理单元用于根据所述定位图像中的定位弧线的位置判断所述相机单元的光轴是否垂直于管道的表面，并在所述相机单元的光轴的位置不垂直于管道的表面时，利用所述角度调节单元通过所述支架和所述旋转单元调节所述相机单元的光轴的角度，以使所述相机单元的光轴的位置垂直于管道的表面。/n

【技术特征摘要】
1.一种相机定位系统，其特征在于，包括：处理单元、相机单元、线光源、角度调节单元、旋转单元、支架以及管道机器人；
所述支架的一端与所述管道机器人固定连接，所述支架的另一端与所述旋转单元固定连接，所述相机单元和所述线光源均与所述旋转单元连接，用于在旋转单元的带动下同步转动，所述相机单元、所述线光源、所述角度调节单元以及所述旋转单元均与所述处理单元通讯；其中
所述线光源用于发出线型光束，所述线型光束照射至管道表面；
所述旋转单元用于带动所述线光源与所述相机单元同步转动，以使所述线型光束垂直于所述管道的轴向；
所述相机单元用于获取管道表面的定位图像，所述定位图像包括所述线型光束对应的定位弧线；
所述处理单元用于根据所述定位图像中的定位弧线的位置判断所述相机单元的光轴是否垂直于管道的表面，并在所述相机单元的光轴的位置不垂直于管道的表面时，利用所述角度调节单元通过所述支架和所述旋转单元调节所述相机单元的光轴的角度，以使所述相机单元的光轴的位置垂直于管道的表面。


2.根据权利要求1所述的相机定位系统，其特征在于，所述处理单元包括信号接收子单元、坐标确定子单元、坐标比较子单元和信号输出子单元；
所述信号接收子单元用于接收所述定位图像；
所述坐标确定子单元用于确定所述定位弧线的底部中心点的横坐标；
所述坐标比较子单元用于比较所述底部中心点的横坐标与所述定位图像的中轴线对应的横坐标；
所述信号输出子单元用于在所述底部中心点的横坐标与所述中轴线对应的横坐标不相等时，向所述角度调节单元发送角度调节信号。


3.根据权利要求2所述的相机定位系统，其特征在于，所述角度调节单元包括第一电机；
所述第一电机用于根据所述角度调节信号转动，以调节所述相机单元的光轴角度。


4.根据权利要求2所述的相机定位系统，其特征在于，所述角度调节单元包括第一显示屏；
所述第一显示屏用于根据所述角度调节信号，显示角度指示调节信息。


5.根据权利要求1所述的相机定位系统，其特征在于，所述线光源包括线激光器。


6.根据权利要求1所述的相机定位系统，其特征在于，还包括高度调节单元；所述高度调节单元设置于所述支架中，且设置于所述角度调节单元与所述旋转单元之间；
所述高度调节单元用于在所述相机单元的高度不在预设高度范围内时，调节所述相机单元的高度。


7.根据权利要求6所述的相机定位系统，其特征在于，所述处理单元还用于判断所述定位弧线的底部中心点是否与所述定位图像的中心点重合；并在所述定位弧线的底部中心点不与所述定位图像的中心点重合时，利用所述高度调节单元通过所述支架和所述旋转单元调节所述相机单元的高度，以使所述相机单元的高度在所述预设高度范围内。


8.根据权利要求7所述的相机定位系统，其特征在于，所述高度调节单元包括第二电机；
所述第二电机用于在所述处理单元的控制下调节所述相机单元的高度。


9.根据权利要求7所述的相机定位系统，其特征在于，所述高度调节单元包括第二显示屏；
所述第二显示屏用于在所述控制单元的控制下显示高度调节指示信息。


10.一种相机定位方法，其特征在于，应用权利要求1-9任一项所述的相机定位系统执行，该相机定位方法包括：
所述线光源发出线型光束，所述线型光束照射至管道表面；
所述旋转单元带动所述线光源与所述相机单元同步转动，以使所述线型光束垂直于所述管道的轴向；
所述相机单元获取管道表面的定位图像，所述定位图像包...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯消冰，赵宇宙，付寅飞，
申请(专利权)人：北京博清科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11