【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境探测，尤其涉及一种胶囊式图像采集机器人及其控制方法。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、因灾后救援现场地势复杂、气象恶劣、道路损毁及各类次生灾害频发等复杂原因，大型装备无法抵达、现场环境难以探测、救援人员生命安全受到严重威胁。
3、在防灾救灾领域的探测任务中，随着机器人、机器学习等技术的发展，新型探测设备不断出现，有效扩展了操作者的探测范围，但是，对于灾后建筑物而言，内部场景复杂，现有的探测机器人由于体积较大，机动性较差，无法适应狭窄空间的探测任务。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种胶囊式图像采集机器人及其控制方法，能够适应于灾后受损建筑物内的图像视频数据采集任务。
2、为实现上述目的，本专利技术的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
3、一种胶囊式图像采集机器人，包括图像采集主体，所述图像采集主体的两侧，分别经由一个伸缩机构与一个半球形壳体的内表面连接；所述图像采集主体上设有图像采集模块，所述图像采集主体内设有控制板，所述控制板分别与所述图像采集模块和两个所述伸缩机构连接；所述伸缩机构在收缩状态下时，所述两个半球形壳体套设于所述图像采集主体外部，拼接为胶囊形。
4、一些实施例中，所述伸缩机构包括安装平台、螺纹柱和旋转体，所述安装平台连接于图像采集主体上，所述旋转体通过轴承与半球形壳体的内表面连接；所述螺纹柱垂直
5、一些实施例中，所述螺纹柱上设有限位卡点，用于限制旋转体与安装平台之间的最大距离。
6、一些实施例中，所述螺纹柱端部设有重摆，且所述螺纹柱端部和重摆连接处设有旋转电机，所述旋转电机上设有旋转角度传感器，与所述控制板连接。
7、一些实施例中，所述安装平台上沿周向还设有多个支撑柱，所述多个支撑柱顶端由圆环连接。
8、一些实施例中，所述安装平台的侧壁外表面，沿两个半球形壳体运动方向设置条形凹槽，所述两个半球形壳体的内表面相配合的设有键槽。
9、一些实施例中，所述图像采集主体内设有三轴陀螺仪，与所述控制板连接。
10、本专利技术的第二方面提供了所述控制板与后端控制装置连接，所述方法由所述后端控制装置执行，包括：通过控制两个摆锤的旋转加速度，控制所述机器人进行直线、转弯或旋转运动；其中，对于直线运动，预先标定摆锤旋转加速度和机器人运动速度之间的关系；对于转弯/旋转运动，预先标定两个摆锤之间旋转加速度差异和机器人整体旋转角度之间的关系。
11、本专利技术的第三方面提供了一种基于所述运动控制方法的图像采集控制方法，所述胶囊式图像采集机器人被投入到工作环境后，实时获取三轴陀螺仪反馈的三轴加速度数据，当三轴加速度均为零时，向伸缩电机发送信号，控制所述机器人打开，向后端控制装置实时反馈当前环境图像信息；
12、接收用户输入的摆锤电机直线运动、转弯或旋转控制指令，控制所述机器人运动。
13、一些实施例中，获取图像采集模块的标定拍摄角度，和旋转电机的标定旋转角度；进行直线运动控制后，当三轴加速度均再次为零时，根据电机旋转角度，判断当前图像采集模块的拍摄角度，基于所述拍摄角度与标定拍摄角度之间的差值，控制所述摆锤调整旋转角度，使得图像采集模块达到标定拍摄角度。
14、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
15、所述机器人设置为胶囊形，其内部集成图像采集装置，能够适应复杂的狭窄空间的探测任务。
16、通过设置两个重摆，一方面，基于不倒翁原理，能够将机器人稳定在一处，另一方面，通过对两个重摆的差异化旋转控制，能够实现直线、转弯和旋转等多种运动，灵活性强。
17、通过预先标定摄像头的拍摄角度和重摆电机的初始角度，对重摆电机旋转角度进行实时监测，能够对机器人每次运动后的拍摄角度进行推算，当拍摄角度不理想时，可以进行调整，进而保证了有效拍摄。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种胶囊式图像采集机器人，其特征在于，包括图像采集主体，所述图像采集主体的两侧，分别经由一个伸缩机构与一个半球形壳体的内表面连接；所述图像采集主体上设有图像采集模块，所述图像采集主体内设有控制板，所述控制板分别与所述图像采集模块和两个所述伸缩机构连接；所述伸缩机构在收缩状态下时，所述两个半球形壳体套设于所述图像采集主体外部，拼接为胶囊形。
2.如权利要求1所述的一种胶囊式图像采集机器人，其特征在于，所述伸缩机构包括安装平台、螺纹柱和旋转体，所述安装平台连接于图像采集主体上，所述旋转体通过轴承与半球形壳体的内表面连接；所述螺纹柱垂直于所述安装平台且位于所述安装平台中心位置，所述旋转体上设有圆形通孔，所述通孔的内表面设有与所述螺纹柱上螺纹相配合的螺纹。
3.如权利要求2所述的一种胶囊式图像采集机器人，其特征在于，所述螺纹柱上设有限位卡点，用于限制旋转体与安装平台之间的最大距离。
4.如权利要求2所述的一种胶囊式图像采集机器人，其特征在于，所述螺纹柱端部设有重摆，且所述螺纹柱端部和重摆连接处设有旋转电机，所述旋转电机上设有旋转角度传感器，与所述控
5.如权利要求2所述的一种胶囊式图像采集机器人，其特征在于，所述安装平台上沿周向还设有多个支撑柱，所述多个支撑柱顶端由圆环连接。
6.如权利要求2所述的一种胶囊式图像采集机器人，其特征在于，所述安装平台的侧壁外表面，沿两个半球形壳体运动方向设置条形凹槽，所述两个半球形壳体的内表面相配合的设有键槽。
7.如权利要求1所述的一种胶囊式图像采集机器人，其特征在于，所述图像采集主体内设有三轴陀螺仪，与所述控制板连接。
8.一种如权利要求1-7任一项所述机器人的运动控制方法，其特征在于，所述控制板与后端控制装置连接，所述方法由所述后端控制装置执行，包括：通过控制两个摆锤的旋转加速度，控制所述机器人进行直线、转弯或旋转运动；其中，对于直线运动，预先标定摆锤旋转加速度和机器人运动速度之间的关系；对于转弯/旋转运动，预先标定两个摆锤之间旋转加速度差异和机器人整体旋转角度之间的关系。
9.一种基于如权利要求8所述运动控制方法的图像采集控制方法，其特征在于，所述胶囊式图像采集机器人被投入到工作环境后，实时获取三轴陀螺仪反馈的三轴加速度数据，当三轴加速度均为零时，向伸缩电机发送信号，控制所述机器人打开，向后端控制装置实时反馈当前环境图像信息；
10.一种基于如权利要求8所述运动控制方法的图像采集控制方法，其特征在于，获取图像采集模块的标定拍摄角度，和旋转电机的标定旋转角度；进行直线运动控制后，当三轴加速度均再次为零时，根据电机旋转角度，判断当前图像采集模块的拍摄角度，基于所述拍摄角度与标定拍摄角度之间的差值，控制所述摆锤调整旋转角度，使得图像采集模块达到标定拍摄角度。
...【技术特征摘要】
1.一种胶囊式图像采集机器人，其特征在于，包括图像采集主体，所述图像采集主体的两侧，分别经由一个伸缩机构与一个半球形壳体的内表面连接；所述图像采集主体上设有图像采集模块，所述图像采集主体内设有控制板，所述控制板分别与所述图像采集模块和两个所述伸缩机构连接；所述伸缩机构在收缩状态下时，所述两个半球形壳体套设于所述图像采集主体外部，拼接为胶囊形。
2.如权利要求1所述的一种胶囊式图像采集机器人，其特征在于，所述伸缩机构包括安装平台、螺纹柱和旋转体，所述安装平台连接于图像采集主体上，所述旋转体通过轴承与半球形壳体的内表面连接；所述螺纹柱垂直于所述安装平台且位于所述安装平台中心位置，所述旋转体上设有圆形通孔，所述通孔的内表面设有与所述螺纹柱上螺纹相配合的螺纹。
3.如权利要求2所述的一种胶囊式图像采集机器人，其特征在于，所述螺纹柱上设有限位卡点，用于限制旋转体与安装平台之间的最大距离。
4.如权利要求2所述的一种胶囊式图像采集机器人，其特征在于，所述螺纹柱端部设有重摆，且所述螺纹柱端部和重摆连接处设有旋转电机，所述旋转电机上设有旋转角度传感器，与所述控制板连接。
5.如权利要求2所述的一种胶囊式图像采集机器人，其特征在于，所述安装平台上沿周向还设有多个支撑柱，所述多个支撑柱顶端由圆环连接。
6.如权利要求2所述的一种胶囊式图像采集机器人，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王静，尚义恒，王正方，高树华，杨宇杰，高升，王汉鹏，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。