可任意角度注視、三維重建的仿生眼裝置及仿生眼設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于智能仿生機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可任意角度注視、三維重建的仿生眼裝置及仿生眼設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]人類感知客觀世界絕大多數(shù)信息都是需要借助眼睛而獲得的視覺信息，對機(jī)器人來說，“機(jī)器人眼睛”也是一個重要的感知設(shè)備。當(dāng)今的機(jī)器人急切需要具備人眼諸多功能的仿生機(jī)器人眼。有了這樣的機(jī)器人眼，機(jī)器人視覺技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)將得到巨大的發(fā)展。
[0003]雖然經(jīng)過20多年的發(fā)展，但從實際應(yīng)用角度來看，現(xiàn)有的立體視覺技術(shù)還處于不成熟階段，這不僅僅涉及到技術(shù)上的原因，也是因為人類對自身視覺機(jī)制還沒有了解透徹。目前的計算機(jī)視覺大多采用位置相對固定的兩臺攝像機(jī)裝置或可移動的單個攝像機(jī)裝置，這種視覺方式明顯和人類一雙可轉(zhuǎn)動眼球形成的視覺相違背。通過二維圖像來獲取三維圖像存在很多難以克服的問題，比如:需要標(biāo)定物，十分麻煩;數(shù)據(jù)量大，計算效果不好;灰度失真、幾何畸變、噪聲干擾等；目前的設(shè)備精度要求高、價格昂貴、處理過程復(fù)雜等，也影響了在工程中的使用。另外，在實際的人機(jī)交互應(yīng)用上，固定眼球(攝像機(jī))的體驗遠(yuǎn)沒有靈活轉(zhuǎn)動的眼球體驗優(yōu)越、互動性強(qiáng)。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種可任意角度注視、三維重建的仿生眼裝置及仿生眼設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)中固定眼球(攝像機(jī))所產(chǎn)生的操作繁瑣、設(shè)備及計算復(fù)雜度高、以及體驗效果欠佳等問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題及其他技術(shù)問題，本實用新型提供一種可任意角度注視、三維重建的仿生眼裝置，包括:座架；懸置于所述座架的仿生眼球壁;活動內(nèi)套于所述仿生眼球壁的仿生眼球，所述仿生眼球和所述仿生眼球壁共屬同一球心；所述仿生眼球內(nèi)置有攝像機(jī);設(shè)于所述座架上且與所述仿生眼球連接的平面運動機(jī)構(gòu)，通過所述平面運動機(jī)構(gòu)來控制所述仿生眼球在所述仿生眼球壁內(nèi)繞所述球心作任意角度地轉(zhuǎn)動。
[0006]本實用新型仿生眼裝置的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述座架為一矩形框架，所述仿生眼球壁是通過輻射狀固定架懸置于所述矩形框架上且對應(yīng)于所述矩形框架的中心。
[0007]本實用新型仿生眼裝置的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述平面運動機(jī)構(gòu)包括:與所述仿生眼球連接、用于驅(qū)動所述仿生眼球沿第一方向軸偏移的第一方向軸運動裝置；以及與所述第一方向軸運動裝置連接，用于驅(qū)動所述第一方向軸運動裝置沿第二方向軸運動的第二方向軸運動裝置。
[0008]本實用新型仿生眼裝置的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述第二方向軸運動裝置包括:第二方向軸導(dǎo)軌、第二方向軸傳送結(jié)構(gòu)、以及第二方向軸電機(jī);所述第二方向軸導(dǎo)軌設(shè)置于所述矩形框架中第一方向上的相對兩側(cè);所述第二方向軸傳送結(jié)構(gòu)包括:位于所述第二方向軸導(dǎo)軌相對兩端的齒盤，繞射于所述齒盤且與所述第二方向軸導(dǎo)軌并行設(shè)置的第二方向軸同步傳送帶，以及跨設(shè)于第一方向軸上兩個所述齒盤的轉(zhuǎn)動軸;所述第二方向軸電機(jī)設(shè)置于所述第二方向軸傳送結(jié)構(gòu)的所述轉(zhuǎn)動軸上。
[0009]本實用新型仿生眼裝置的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述第一方向軸運動裝置包括:第一方向軸絲桿、第一方向軸電機(jī)、以及聯(lián)動結(jié)構(gòu);所述第一方向軸絲桿跨設(shè)于所述矩形框架上相對兩側(cè)的所述第二方向軸導(dǎo)軌上且連動于所述第二方向軸同步傳送帶;所述第一方向軸電機(jī)對應(yīng)設(shè)置于所述第一方向軸絲桿上;所述聯(lián)動結(jié)構(gòu)連接于所述仿生眼球和所述第一方向軸電機(jī)。
[0010]本實用新型仿生眼裝置的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述聯(lián)動結(jié)構(gòu)包括萬向節(jié)以及連接于所述萬向節(jié)和所述仿生眼球的滑動套桿。
[0011]本實用新型仿生眼裝置的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述仿生眼球壁的周緣設(shè)有多個第一限制結(jié)構(gòu)，所述滑動套桿的周緣設(shè)有多個第二限制結(jié)構(gòu)，利用一無彈性線繞設(shè)所述第一限制結(jié)構(gòu)和所述第二限制結(jié)構(gòu)后首尾相接;所述第一限制結(jié)構(gòu)為吊環(huán)或懸掛式萬向輪，所述第二限制結(jié)構(gòu)為線架。
[0012]本實用新型仿生眼裝置的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述第一方向軸電機(jī)和所述第二方向軸電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)加位移傳感器。
[0013]本實用新型仿生眼裝置的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述仿生眼球壁上開設(shè)有通孔，在所述通孔內(nèi)裝配有用于控制所述仿生眼球鎖止/啟動的電磁開關(guān)。
[0014]本發(fā)明另提供一種仿生眼設(shè)備，包括相互獨立的兩個仿生眼裝置。
[0015]如上所述，本實用新型提供的仿生眼裝置，包括座架，懸置于座架的仿生眼球壁，活動內(nèi)套于仿生眼球壁的仿生眼球，設(shè)于座架上且與仿生眼球連接的平面運動機(jī)構(gòu)，通過所述平面運動機(jī)構(gòu)來控制所述仿生眼球在所述仿生眼球壁內(nèi)繞所述球心作任意角度地轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)仿生化，使得裝配有該仿生眼裝置的機(jī)器設(shè)備可以做到任意角度轉(zhuǎn)動、注視，追蹤物體移動，識別，對周圍環(huán)境三維重建。我們的仿生眼主要利用眼球運動信息進(jìn)行三維重建，對于后期的手眼、頭眼以及眼睛和自身運動協(xié)調(diào)上，這項技術(shù)擁有不可比擬的優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型仿生眼裝置在一【具體實施方式】中的側(cè)向立體圖。
[0017]圖2為本實用新型仿生眼裝置在一【具體實施方式】中的側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0018]本實用新型提供了一種仿生眼裝置及包括相互獨立的兩個仿生眼裝置的仿生眼設(shè)備，所述仿生眼裝置均包含有利用轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)而實現(xiàn)靈活轉(zhuǎn)動的仿生眼球和裝配于仿生眼球上的攝像機(jī)，使得裝配有仿生眼裝置的機(jī)器設(shè)備可以做到注視，追蹤物體移動，識別，對周圍環(huán)境三維重建。
[0019]以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點與功效。本實用新型還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本實用新型的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0020]需要說明的是，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本實用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實用新型可實施的范疇。
[0021]請參閱圖1和圖2，其中，圖1為本實用新型仿生眼裝置在一【具體實施方式】中的側(cè)向立體圖，圖2為本實用新型仿生眼裝置在一【具體實施方式】中的側(cè)視圖。結(jié)合圖1和圖2，本實用新型仿生眼裝置I包括:座架11、仿生眼球壁12、仿生眼球13、攝像機(jī)14、以及平面運動機(jī)構(gòu)。
[0022]座架11為一矩形框架，較佳地。所述矩形框架為正方形框架，具有等長的四個側(cè)邊框。
[0023]仿生眼球壁12，懸置于座架11。在本實施例中，仿生眼球壁12為球環(huán)結(jié)構(gòu)，具有容置空間。仿生眼球壁12是通過一輻射狀固定架懸置于作為座架11的矩形框架上且對應(yīng)于矩形框架的中心。所述輻射狀固定架包括均勻布設(shè)的四個安裝輻條15，每一個安裝輻條15的一端連接于作為座架11的矩形框架的一邊角，另一端則連接于仿生眼球壁12。
[0024]仿生眼球13，活動內(nèi)套于仿生眼球壁12內(nèi)。在本實施例中，仿生眼球13為與仿生眼球壁12相適配的球環(huán)結(jié)構(gòu)。特別地，在一優(yōu)選的情形下，仿生眼球13和仿生眼球壁12都具有空心球結(jié)構(gòu)，且兩者為同球心設(shè)置，即，仿生眼球13和仿生眼球壁12共屬同一球心，如此，仿生眼球13在仿生眼球壁12內(nèi)繞所述球心轉(zhuǎn)動。
[0025]攝像機(jī)14，內(nèi)置于仿生眼球13內(nèi)。在本實施例中，攝像機(jī)107可根據(jù)應(yīng)用場景配置相應(yīng)的鏡頭(例如廣角鏡)。
[0026]平面運動機(jī)構(gòu)，設(shè)于座架11上且與仿生眼球13連接。利用所述平面運動機(jī)構(gòu)，可用來控制仿生眼球13在仿生眼球壁12內(nèi)繞球心作任意角度地轉(zhuǎn)動。在本實施例中，所述平面運動機(jī)構(gòu)包括:第一方向軸運動裝置和第二方向軸運動裝置，其中，所述第一方向軸運動裝置與仿生眼球13連接，用于驅(qū)動仿生眼球13沿第一方向軸偏移，所述第二方向軸運動裝置與所述第一方向軸運動裝置連接，用于驅(qū)動所述第一方向軸運動裝置沿第二方向軸運動。
[0027]所述第二方向軸運動裝置更包括:第二方向軸導(dǎo)軌(未在圖式中顯示)、第二方向軸傳送結(jié)構(gòu)、以及第二方向軸電機(jī)171。第二方向軸導(dǎo)軌為兩副，分別設(shè)置于作為座架11的矩形框架中第一方向上的相對兩側(cè)。所述第二方向軸傳送結(jié)構(gòu)包括:位于所述第二方向軸導(dǎo)軌相對兩端的齒盤172，繞射于齒盤172且與所述第二方向軸導(dǎo)軌并行設(shè)置的第二方向軸同步傳送帶