[发明专利]仿生眼

说明书

本发明属于仿生机器人技术领域，本发明公开了一种仿生眼，包括同轴设置并且依次连接的眼白模块，直弹簧，连接模块，塔式弹簧和底座，塔式弹簧的小径端与连接模块连接，塔式弹簧的大径端与底座连接，眼白模块用于固定摄像模块，仿生眼还包括四个驱动模块，四个驱动模块以仿生眼的轴线为中心线呈中心对称分布，驱动模块包括驱动部和连接件，驱动部能够通过驱动连接件调整眼白模块的姿态，仿生眼还包括检测模块和控制模块。该仿生眼的塔式弹簧负责眼白模块的伸缩运动，直弹簧紧接着眼白模块连接负责眼白模块的姿态变化，通过四个驱动模块实现对眼白模块三个自由度的控制，同时实现能够偏航、俯仰和伸缩运动的仿生眼球平台。

技术领域

本发明属于仿生机器人技术领域，具体涉及一种仿生眼。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

迄今，视觉图像技术被广泛的应用在现代的生产和生活中的多个领域；较大视场和保真率高的图像有利于对目标的快速定位和识别，是人们一直以来的设计目标。然而随着视场的扩大，成像模型出现非线性、边缘畸变大等问题，为了增加视觉模块的视场和图像质量，可以从视觉模块的设计和视觉模块的应用两方面入手。其中仿鱼眼设计的摄像头的视场范围能够达到180°到220°，但是这款摄像头获取到的图像畸变较大。另一种是通过给视频模块增加运动达到增加视频模块视场的目的。但是往往很多用于搭载视频模块的机构大大限制了视频模块的可视范围。针对这一问题，一些设备可以通过控制其他部分机构的运动，例如颈部、腰部机构的运动，实现对视场范围的进一步扩大，可减少用于搭载视频模块机构对视场的限制。而引入其他机构或机体的运动来实现对视场的扩大，往往存在能耗高、运动笨拙，不易控制等问题；通常情况下还需要依赖其他传感器对目标完成粗定位后，才能接触其他机构完成对视频模块方向调整，实现对视场范围的扩大，这样不仅增加系统的复杂度也增加了系统的能耗，同时降低了视频系统的可移植性。

发明内容

本发明的目的是至少解决现有技术中仿生眼可视范围小及视场边缘图像畸变的问题，该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提出了一种仿生眼，包括同轴设置并且依次连接的眼白模块、直弹簧、连接模块、塔式弹簧和底座，所述塔式弹簧的小径端与所述连接模块连接，所述塔式弹簧的大径端与所述底座连接，所述眼白模块用于固定摄像模块，且所述眼白模块的底部用于安装姿态测量装置，所述仿生眼还包括四个驱动模块，四个所述驱动模块以所述仿生眼的轴线为中心线呈中心对称分布，并且相邻的两个所述驱动模块的周向夹角为直角，所述驱动模块包括驱动部和连接件，所述驱动部设于所述底座上，所述驱动部通过所述连接件与所述眼白模块连接，所述驱动部能够通过驱动所述连接件调整所述眼白模块的姿态，所述仿生眼还包括检测模块和控制模块，所述检测模块用于监测所述眼白模块的位移信息，所述控制模块与所述检测模块和所述驱动模块电连接。

本发明提出的仿生眼针对现有仿生眼可视范围小及视场边缘图像畸变的问题，参照变色龙眼睛的运动特点，采用直弹簧和塔弹簧相结合的方式，塔式弹簧安装在底部负责眼白模块的伸缩运动，直弹簧紧接着眼白模块连接负责眼白模块的姿态变化，通过四个驱动模块实现对眼白模块三个自由度的控制。本发明通过直弹簧和塔式弹簧相结合的方式同时实现能够偏航、俯仰和伸缩运动的仿生眼球平台；该平台增加眼球的伸缩功能，能够将眼球推送出眼窝机构，从而增加眼球偏航和俯仰运动范围，达到增加眼睛可视范围的目的。

另外，根据本发明的仿生眼，还可具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述驱动部包括电机，所述连接件包括绳索，所述电机安装在所述底座上，所述眼白模块设有四个过线孔，所述过线孔靠近所述眼白模块的外缘设置，所述过线孔以所述仿生眼的轴线为中心线呈中心对称分布，并且相邻的两个所述过线孔的周向夹角为直角，所述绳索的一端与所述电机的输出端连接，所述绳索的另一端与所述过线孔连接。

在本发明的一些实施例中，所述连接模块对应所述绳索的位置设有穿线孔，所述绳索穿设于所述穿线孔内。