[发明专利]一种柔性驱动的视觉跟踪装置设计及控制方法

权利要求书

1.一种柔性驱动的视觉跟踪装置，其特征在于，包括摄像机模组、视觉定位板、球铰链、丝绳末端固定器、柔性视觉跟踪基座、若干根柔性钢丝绳、三角支撑板一、三角支撑板二、若干根丝绳套管和若干组柔性钢丝驱动组件；所述三角支撑板一和三角支撑板二的上下两端均安装丝绳套管，所述柔性钢丝驱动组件分别对应安装于三角支撑板二的一侧，所述摄像机模组安装于视觉定位板上，所述球铰链的一端转动连接在视觉定位板的底部，另一端安装于柔性视觉跟踪基座上，所述丝杆末端固定器安装于柔性视觉跟踪基座内，所述柔性钢丝绳的一端固定于视觉定位板上，另一端依次贯穿丝绳末端固定器和丝绳套管缠绕于柔性钢丝驱动组件。

2.根据权利要求1所述一种柔性驱动的视觉跟踪装置，其特征在于，所述视觉定位板的中部设置定位孔，所述定位孔内安装轴承座，所述球铰链的一端与轴承座转动连接。

3.根据权利要求1所述一种柔性驱动的视觉跟踪装置，其特征在于，所述摄像机模组包括视觉摄像机和摄像机基座；所述摄像机基座安装于视觉定位板中部的定位孔上方，所述视觉摄像机安装于摄像机基座上。

4.根据权利要求3所述一种柔性驱动的视觉跟踪装置，其特征在于，所述柔性钢丝驱动组件包括驱动电机和钢丝绳转动轴；所述钢丝绳转动轴安装于驱动电机的输出轴上，所述钢丝绳转动轴上设有若干钢丝轮槽。

5.一种柔性驱动视觉跟踪控制方法，其特征在于，所述方法包括：

识别获取相机采集到的图像；

对相机获取的图像进行与处理，分离出图像的有效区域；

采用模板匹配方法对有效区域进行匹配，选出匹配最佳区域为目标物，获得中心像素位置坐标；

得到目标物的位置与摄像机视野内像素中心坐标的位置偏差，通过三根柔性钢丝绳并联运动学模型求解，得到三根柔性钢丝绳分别需要伸缩的长度，将其转化为控制三根柔性钢丝绳的驱动电机转动的角度，使三个驱动电机带动三根柔性钢丝绳产生并联运动，通过摄像机视野的竖直方向调节，实现对跟踪目标的视觉跟踪。