[发明专利]一种采用主动视觉方式的机器人导航装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人导航装置，特别涉及一种用于狭窄非结构化 空间的基于主动视觉的机器人导航装置基于主动视觉的机器人导航装 置。

背景技术

通常，自主导航作为移动机器人领域的核心研究内容之一，是实现 机器人智能化、实用化的一项关键技术。在众多导航方式中，双目视觉 导航最能接近人类双眼视觉，通过视觉传感器获取环境信息并进一步得 到空间深度信息具有信息丰富、非接触、适用领域广泛的优势，在移动 机器人领域越来越受到人们重视。

视觉导航依赖于对环境特征所对应的视觉图像中特征点的提取、匹 配，因狭窄非结构空间中自然特征存在光照变化、遮挡、纹理特征不明 显等原因，基于自然特征的被动视觉导航能够获得的特征点较稀疏，可 靠性不高。主动视觉方式利用投射装置作为辅助向目标物投射具有一定 形态光模板，具有重建精度高、受控性强的特点。现有的主动视觉装置 主要依赖投影仪向目标物投射点阵列、散斑、线结构光、面结构光等光 模板，存在投影装置体积大，重量重的缺点，无法适用于狭窄空间移动 机器人导航任务中。

因此，需要一种能有效地解决上述问题，即能够用于狭窄非结构化 空间的基于主动视觉的机器人导航装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于双目主动视觉的小型导航装置，该 装置能够投射扫描激光线作为人工特征辅助双目视觉系统进行特征提 取、匹配、三维重建等任务，实现移动机器人在未知狭窄非结构空间中 自主导航。该装置具有体积小、重量轻、安装简单，受控性强、三维重 建点云密集的特点。

优选地，

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解 释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实 施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1a示意性地示出了根据本发明的能够用于狭窄非结构化空间的 基于主动视觉的机器人导航装置的结构示意图。

图1b示意性地示出了根据本发明一个实施例的扫描激光线投射模 块中减速箱的结构图。

图2示意性示出本发明的机器人导航装置的双目视觉传感器模块的 结构示意图。

图3a示意性示出本发明的扫描激光线投射模块的整体结构示意图。

图3b示意性示出本发明的扫描激光线投射模块的电机和减速箱内 部的具体结构示意图。

图3c示意性示出本发明的扫描激光线投射模块的电机、减速箱以及 绝对编码器的具体结构示意图。

图3d示意性出了本发明的绝对编码器工作原理示意图。

图4示意性示出本发明的扫描激光线投射模块的减速箱凹形轨道的 局部结构放大示意图。

图5示意性示出本发明的机器人导航装置的激光器卡的结构示意 图。

图6a示意性示出本发明的机器人导航装置的扫描激光线投射模块 的俯视结构示意图。

图6b示意性示出微型可调线形激光器中心线与减速箱中心线的夹 角β的计算方法示意图。

图7示意性示出本发明的机器人导航装置的可调照明光源模块的结 构示意图。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目 的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示 范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是 帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附 图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

图1a示意性地示出了根据本发明的能够用于狭窄非结构化空间的 基于主动视觉的机器人导航装置100的结构示意图。根据本发明的一种 狭窄非结构化空间基于主动视觉的双目机器人导航装置100包括用于感 测图像的双目图像传感器模块、用于通过发射激光成像的扫描激光线投 射模块、用于投射照明光源用的可调光源模块、以及控制电路模块。