基于双目视觉的移动机器人制造技术

本发明专利技术公开了基于双目视觉的移动机器人，包括移动平台、激光雷达、双目相机、驱动箱、相机升降结构和雷达升降结构；移动平台通过底部的多个滚轮实现移动功能，驱动箱设置在移动平台上，为相机升降结构和雷达升降结构提供动力；相机升降结构包括上下支撑板、升降板、第一丝杠和相机固定板，第一丝杠和升降板位于上下支撑板之间，升降板与第一丝杠螺纹连接，升降板为相机固定板提供支撑力；雷达升降结构包括设置在上下支撑板之间的雷达固定板和第二丝杠，雷达固定板与第二丝杠螺纹连接；在本发明专利技术中，激光雷达与双目相机协同工作，使移动机器人具有较强的环境感知能力，准确构建三维地图，且环境适应性强，不需要提前布置室内场景和设置人工路标点。和设置人工路标点。和设置人工路标点。

【技术实现步骤摘要】
基于双目视觉的移动机器人


[0001]本专利技术涉及机器视觉的
，尤其涉及基于双目视觉的移动机器人。

技术介绍

[0002]智能移动机器人涉及计算机视觉、传感器技术、人工智能等多个交叉学科，具有环境感知、逻辑判断、复制导航等多种功能，是当前最热门的综合性测试平台之一。在移动机器人系统中，机器人定位与环境感知是其中一个基础但却非常重要的组成部分。机器人通常可以借助GPS等传感器实现在室外环境的定位，然而在实际应用中，机器人的工作场景常常无法确定，有时甚至完全未知，例如矿井，地下车库，室内建筑等，此时经常存在无外部GPS定位信号的问题导致定位失败。目前，虽然也有一些其他的定位方法，如wifi定位和人工路标定位等，但是这类方法需要提前布置室内场景或设置人工路标点，不够灵活与方便。为了实现移动机器人在未知环境中准确、安全进行定位与导航，必须利用自身搭载的传感器对周围环境进行精确感知，并根据环境的变化来判断自身位姿的变化。
[0003]目前的移动机器人一般基于激光雷达进行实时定位与地图构建，移动机器人在移动的过程中依靠激光雷达可以准确测出移动机器人到物体的距离，但由于雷达的位置固定，从而导致测量范围受限，同时激光雷达无法对物体进行识别，使得移动机器人的地图构建能力较差差。本专利技术提出一种基于双目视觉的移动机器人，双目视觉可以准确的识别出物体，通过双目相机与激光雷达的信息共同构建周围环境，感知环境，还能够运用在日常生活中，例如运输机器人、快递机器人等新型服务型机器人提供实现基础。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术的要解决的技术问题是：现有移动机器人环境感知能力差的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：基于双目视觉的移动机器人，包括移动平台和激光雷达，所述移动平台的底部设有多个滚轮，所述滚轮由移动平台内的滚轮电机驱动，所述移动平台内设有运动传感器，所述激光雷达设置在移动平台上，还包括双目相机。
[0006]所述双目相机设置在移动平台上，且双目相机位于激光雷达上方，双目相机和激光雷达均朝前设置。
[0007]通过加装双目相机，可使用双目相机配合双目视觉系统来实现地图的三维构建，同时使用双目相机可以方便对物体进行识别，激光雷达与双目相机组合，使移动机器人具有较高的环境感知能力，从而准确构建三维地图，环境适应性强，不需要提前布置室内场景和设置人工路标点。
[0008]作为优选，包括驱动箱和相机升降结构。
[0009]所述驱动箱固定设置在移动平台的上侧面，驱动箱内设有竖直向上的第一步进电机。
[0010]所述相机升降结构包括下支撑板、上支撑板、升降板、第一丝杠和相机固定板。
[0011]所述下支撑板固定设置在驱动箱的上侧面，所述上支撑板水平位于下支撑板的上方，所述上支撑板与下支撑板之间竖直设有四根第一连接柱，所述四根第一连接柱分别位于上支撑板靠近四角的位置，第一连接柱的上下两端分别与上支撑板和下支撑板固定连接。
[0012]所述升降板水平位于上支撑板与下支撑板之间，所述四根第一连接柱均穿过升降板，升降板与第一连接柱滑动配合。
[0013]所述第一丝杠竖直位于上支撑板与下支撑板之间，第一丝杠穿过升降板，升降板与第一丝杠螺纹连接，第一丝杠的上下两端分别与上支撑板和下支撑板转动连接，所述第一步进电机的输出轴与第一丝杠的下端固定连接。
[0014]所述相机固定板水平位于上支撑板的上方，相机固定板与升降板之间设有四根支撑柱，所述四根支撑柱分别位于靠近升降板四角的位置，支撑柱的上下两端分别与相机固定板和升降板固定连接，所述双目相机设置在相机固定板上。
[0015]通过设置驱动箱和相机升降结构，驱动箱内的第一步进电机带动第一丝杠转动，从而使升降板沿第一连接柱上下移动，相机固定板与升降板之间通过支撑柱固定连接，使相机固定板随升降板上下移动，从而使双目相机的拍摄高度可调节，当移动机器人需要对物体进行拍摄完成地图三维建模时，双目相机可以上下移动，从而获得完整的物体图像，使地图的三维构建更加准确可靠。
[0016]作为优选，所述相机固定板上设有双目视觉精密调整支架，所述双目相机安装设置在双目视觉精密调整支架上。所述双目视觉精密调整支架为现有技术。
[0017]双目相机安装在双目视觉精密调整支架上，方便调整双目相机在相机固定板上的位置，同时可以根据拍摄需求对双目相机的间距进行调整和定位，增强了双目相机的灵活性，提升了该移动机器人的实用性。
[0018]作为优选，包括雷达升降结构，所述雷达升降结构包括雷达固定板和第二丝杠。
[0019]所述上支撑板与下支撑板之间竖直设有两根第二连接柱，所述两个第二连接柱位于第一连接柱的前侧，两个第二连接柱分别位于靠近上支撑板左右两端的位置，第二连接柱的上下两端分别与上支撑板和下支撑板固定连接。
[0020]所述雷达固定板水平位于上支撑板与下支撑板之间，且雷达固定板位于升降板的前侧，所述第二连接柱穿过雷达固定板，雷达固定板与第二连接柱滑动配合。
[0021]所述第二丝杠竖直位于上支撑板与下支撑板之间，第二丝杠位于第一丝杠前侧，第二丝杠穿过雷达固定板，雷达固定板与第二丝杠螺纹连接，第二丝杠的上下两端分别与上支撑板和下支撑板转动连接。
[0022]所述驱动箱内设有竖直向上的第二步进电机，所述第二步进电机的输出轴与第二丝杠的下端固定连接；所述激光雷达固定设置在雷达固定板上。
[0023]通过设置雷达升降结构，驱动箱内的第二步进电机带动第二丝杠转动，使雷达固定板沿第二连接柱上下移动，使激光雷达随雷达固定板上下移动，从而使激光雷达的测量范围可调节，当移动机器人需要对物体进行拍摄完成地图三维建模时，双目相机可以上下移动，从而获得完整的物体图像，激光雷达上下移动调整测量范围，测得移动机器人与物体的距离，配合双目相机的数据，使地图的三维构建更加准确可靠。
[0024]作为优选，所述滚轮为麦克纳姆轮。通过选用麦克纳姆轮来作为移动机器人的移动方式，麦克纳姆轮结构紧凑，运动灵活，4个麦克纳姆轮进行组合，使移动机器人可以实现前行、横移、斜行、旋转及其组合等运动方式，从而使移动机器人的灵活性大大增加，可以适用于狭窄环境。
[0025]作为优选，所述移动平台内的运动传感器为九轴陀螺仪。通过选用九轴陀螺仪来作为移动平台内的运动传感器，九轴陀螺仪的组件为：三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁强计，可以同时测定6个方向的位置，移动轨迹和加速度，使移动机器人的移动更加准确。
[0026]作为优选，所述位于右侧的两根支撑柱之间交叉设有两根稳定杆，所述位于左侧的两根支撑柱之间也交叉设有两根稳定杆，所述每根稳定杆的两端分别与对应两根支撑柱固定连接。
[0027]通过设置稳定杆，使升降板对相机固定板的支撑更加稳定可靠，避免因双目相机位置过高，移动机器人在快速移动时，支撑柱发生扭曲变形导致双目相机掉落损坏的问题。
[0028]相对于现有技术，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于双目视觉的移动机器人，包括移动平台（7）和激光雷达（12），所述移动平台（7）的底部设有多个滚轮（8），所述滚轮（8）由移动平台（7）内的滚轮电机驱动，所述移动平台（7）内设有运动传感器，所述激光雷达（12）设置在移动平台（7）上，其特征在于：包括双目相机（1）；所述双目相机（1）设置在移动平台（7）上，且双目相机（1）位于激光雷达（12）上方，双目相机（1）和激光雷达（12）均朝前设置。2.如权利要求1所述的基于双目视觉的移动机器人，其特征在于：包括驱动箱（6）和相机升降结构；所述驱动箱（6）固定设置在移动平台（7）的上侧面，驱动箱（6）内设有竖直向上的第一步进电机（15）；所述相机升降结构包括下支撑板（5）、上支撑板（14）、升降板（4）、第一丝杠（16）和相机固定板（3）；所述下支撑板（5）固定设置在驱动箱（6）的上侧面，所述上支撑板（14）水平位于下支撑板（5）的上方，所述上支撑板（14）与下支撑板（5）之间竖直设有四根第一连接柱（9），所述四根第一连接柱（9）分别位于上支撑板（14）靠近四角的位置，第一连接柱（9）的上下两端分别与上支撑板（14）和下支撑板（5）固定连接；所述升降板（4）水平位于上支撑板（14）与下支撑板（5）之间，所述四根第一连接柱（9）均穿过升降板（4），升降板（4）与第一连接柱（9）滑动配合；所述第一丝杠（16）竖直位于上支撑板（14）与下支撑板（5）之间，第一丝杠（16）穿过升降板（4），升降板（4）与第一丝杠（16）螺纹连接，第一丝杠（16）的上下两端分别与上支撑板（14）和下支撑板（5）转动连接，所述第一步进电机（15）的输出轴与第一丝杠（16）的下端固定连接；所述相机固定板（3）水平位于上支撑板（14）的上方，相机固定板（3）与升降板（4）之间设有四根支撑柱（10），所述四根支撑柱（10）分别位于靠近升降板（4）四角的位置，支撑柱（10）的上下两端分别与相机固定板（3）和升降板（4）固定连接；所述双目相机（1）设置在相机固...

【专利技术属性】
技术研发人员：张京军，郑灿，高瑞贞，方智立，
申请(专利权)人：河北工程大学，
类型：发明
国别省市：