專利名稱：一種具有全景捕捉、定位功能的雙目立體仿生眼機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于仿生機器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有全景捕捉、定位功能的雙目立體仿生眼機構(gòu)；同時屬于監(jiān)控領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
眾所周知，自然界一些動物如雞，馬等兩只眼睛相距較遠，視覺范圍比較大，可以大范圍監(jiān)視攻擊者；而另一些強者如老虎，貓頭鷹等兩只眼睛比較集中，視覺范圍相對較小，定位精確，能更快的得到獵物的具體位置；如能結(jié)合兩類動物的優(yōu)點設(shè)計仿生眼，將會是仿生領(lǐng)域的一個突破。人類感知客觀世界90%以上的信息是通過眼睛獲得的。對機器人來說，“眼睛”也是一個重要的感知設(shè)備。當今的機器人急切需要具備人眼諸多功能的仿生機器人眼。有了這樣的機器人眼，機器人視覺技術(shù)和機器人技術(shù)將得到巨大的發(fā)展。目前有的監(jiān)控設(shè)備一般都只能捕捉到圖像，不能精確定位，能實現(xiàn)360度全景定位的裝置很少，對于一些很重要的場所全方位無盲點監(jiān)控，以及精確定出目標的位置非常重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中仿生眼及監(jiān)控設(shè)備的不足之處，提供一種具有全景捕捉、定位功能的雙目立體仿生眼機構(gòu)，該裝置只需要兩個攝像機，能實現(xiàn)360度全景捕捉，并能精確定位，適合在仿生機器人上及作為值守設(shè)備使用。本發(fā)明解決技術(shù)問題采取的技術(shù)方案如下一種雙目立體仿生眼，包括兩個相互獨立的眼球安裝架，所述兩個眼球安裝架中的每一個都具有一內(nèi)部空間，并且能夠繞各自的旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；兩個仿生眼球，所述兩個仿生眼球的結(jié)構(gòu)相同，分別安裝在所述兩個眼球安裝架的所述內(nèi)部空間中，并且具有兩個自由度；所述兩個仿生眼球中的每一個的外表面都具有一透光區(qū)域，并且每一仿生眼球的所述透光區(qū)域后分別裝有攝像裝置；一個頸部安裝架，其包括一橫向的梁和一豎向的柱，所述柱的一端與所述梁的中部相連；所述兩個眼球安裝架安裝在頸部安裝架的兩端，并且所述兩個眼球安裝架的所述旋轉(zhuǎn)軸相互平行。優(yōu)選地，所述頸部安裝架能夠繞豎直方向的柱360度旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，所述兩個仿生眼球的每一個分別與其對應(yīng)的所述眼球安裝架之間具有一上下掃描旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和一防傾斜旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。優(yōu)選地，所述兩個眼球安裝架的每一個與所述頸部安裝架之間分別具有一左右掃描旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。優(yōu)選地，還包括通過所述攝像裝置獲得的圖像進行全方位捕捉到目標，以及對目標精確定位的目標捕捉定位裝置。優(yōu)選地，所述目標捕捉定位裝置能夠通過控制上下掃描旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)掃描豎直方向的目標，通過控制左右掃描旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)掃描水平方向的目標；通過兩個關(guān)節(jié)的共同作用實現(xiàn)對目標的精確定位。優(yōu)選地，當安裝在易傾斜的裝置上時，所述目標捕捉定位裝置可通過防傾斜旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)所述攝像裝置的拍攝角度，實現(xiàn)對目標的捕捉及精確定位。優(yōu)選地，工作中，兩個仿生眼球處于背對背狀態(tài)進行大范圍值守，當其中一個仿生眼球發(fā)現(xiàn)目標后，另一仿生眼球也會轉(zhuǎn)動到相應(yīng)位置對準目標，通過兩個攝像裝置拍攝所述目標的圖像。優(yōu)選地，當目標在兩個眼球安裝架重合的位置時，通過頸部安裝架的旋轉(zhuǎn)避開此盲區(qū)。本發(fā)明的有益效果及優(yōu)點是本仿生眼機構(gòu)，該裝置只需要兩個攝像機，結(jié)構(gòu)簡單；既能實現(xiàn)360度全景捕捉，又能精確定位，能適應(yīng)不穩(wěn)定，易傾斜的環(huán)境，適合在仿生機器人上及作為長期值守設(shè)備使用。


圖1該仿生眼的整體效果圖；圖2是該仿生眼實時掃描的背靠背效果圖；圖3是該仿生眼捕捉到目標后定位是的效果圖。其中各附圖標記含義如下I上下掃描旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，2防傾斜旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，3左右掃描旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，4防干涉旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不作為對本發(fā)明的限定。如圖1所示，一種雙目立體仿生眼，包括兩個相互獨立的眼球安裝架，所述兩個眼球安裝架中的每一個都具有一內(nèi)部空間，并且能夠繞各自的旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；兩個仿生眼球，所述兩個仿生眼球的結(jié)構(gòu)相同，分別安裝在所述兩個眼球安裝架的所述內(nèi)部空間中，并且具有兩個自由度，在水平和豎直方向上均可360度旋轉(zhuǎn)；所述兩個仿生眼球中的每一個的外表面都具有一透光區(qū)域，并且每一仿生眼球的所述透光區(qū)域后分別裝有攝像裝置；一個頸部安裝架，其包括一橫向的梁和一豎向的柱，所述柱的一端與所述梁的中部相連；所述兩個眼球安裝架安裝在頸部安裝架的兩端，并且所述兩個眼球安裝架的所述旋轉(zhuǎn)軸相互平行。每個仿生眼球均有三個自由度，通過上下掃描旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(I)的旋轉(zhuǎn)掃描豎直方向的目標，通過左右掃描旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(3)的旋轉(zhuǎn)掃描水平方向的目標；通過兩個仿生眼球的共同作用實現(xiàn)對目標的精確定位；工作中，兩個仿生眼球處于背對背狀態(tài)進行大范圍值守，如圖2所示。當一個眼球捕捉到目標時，另一個球形關(guān)節(jié)也旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)的對準目標的位置如圖3所示，拍攝出圖像，再通過一系列的計算精確定出目標的位置。當所述機構(gòu)安裝在易傾斜的裝置上時，仍能通過防傾斜旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(2)的旋轉(zhuǎn)調(diào)正攝像機，拍出正的圖像，實現(xiàn)精確定位。當目標在兩個眼球安裝架重合的位置時，通過頸部安裝架上防干涉旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(4)的旋轉(zhuǎn)避開此盲區(qū)。以上所述的實施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實施方式
的一種，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進行的變化和替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種雙目立體仿生眼,包括: 兩個相互獨立的眼球安裝架，所述兩個眼球安裝架中的每一個都具有一內(nèi)部空間，并且能夠繞各自的旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動； 兩個仿生眼球，所述兩個仿生眼球的結(jié)構(gòu)相同，分別安裝在所述兩個眼球安裝架的所述內(nèi)部空間中，并且具有兩個自由度；所述兩個仿生眼球中的每一個的外表面都具有一透光區(qū)域，并且每一仿生眼球的所述透光區(qū)域后分別裝有攝像裝置； 一個頸部安裝架，其包括一橫向的梁和一豎向的柱，所述柱的一端與所述梁的中部相連；所述兩個眼球安裝架安裝在所述頸部安裝架的兩端，并且所述兩個眼球安裝架的所述旋轉(zhuǎn)軸相互平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙目立體仿生眼，其特征在于，所述頸部安裝架能夠繞豎直方向的柱360度旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙目立體仿生眼，其特征在于，所述兩個仿生眼球的每一個分別與其對應(yīng)的所述眼球安裝架之間具有一上下掃描旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和一防傾斜旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙目立體仿生眼，其特征在于，所述兩個眼球安裝架的每一個與所述頸部安裝架之間分別具有一左右掃描旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙目立體仿生眼，其特征在于，還包括目標捕捉定位裝置，其通過所述攝像裝置獲得的圖像實現(xiàn)全方位捕捉到目標，以及對目標精確定位。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙目立體仿生眼，其特征在于，所述目標捕捉定位裝置能夠通過控制上下掃描旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(I)的旋轉(zhuǎn)掃描豎直方向的目標，通過控制左右掃描旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(3)的旋轉(zhuǎn)掃描水平方向的目標；通過兩個關(guān)節(jié)的共同作用實現(xiàn)對目標的精確定位。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙目立體仿生眼，其特征在于，當安裝在易傾斜的裝置上時，所述目標捕捉定位裝置可通過防傾斜旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)所述攝像裝置的拍攝角度，實現(xiàn)對目標的捕捉及精確定位。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙目立體仿生眼，其特征在于，工作中，兩個仿生眼球處于背對背狀態(tài)進行大范圍值守，當其中一個仿生眼球發(fā)現(xiàn)目標后，另一仿生眼球也會轉(zhuǎn)動到相應(yīng)位置對準目標，通過兩個攝像裝置拍攝所述目標的圖像。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所 述的雙目立體仿生眼，其特征在于，當目標在兩個眼球安裝架重合的位置時，通過頸部安裝架的旋轉(zhuǎn)避開此盲區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種具有全景捕捉、定位功能的雙目立體仿生眼機構(gòu)。該機構(gòu)包括兩個相互獨立的眼球和一個頸部關(guān)節(jié)，兩個眼球結(jié)構(gòu)相同，均有三個自由度，能實現(xiàn)360度全方位掃描；頸部關(guān)節(jié)有一個自由度。所述的兩個相互獨立的眼球關(guān)節(jié)中裝有攝像機，在水平和豎直方向上均可360度旋轉(zhuǎn)，全方位捕捉既定的目標，當其中一個眼球關(guān)節(jié)發(fā)現(xiàn)目標后，另一球形關(guān)節(jié)也會轉(zhuǎn)動到相應(yīng)位置對準目標，通過兩個攝像頭拍攝的圖像，經(jīng)過一系列計算方法可實現(xiàn)對目標的定位；當目標在兩個球形關(guān)節(jié)重合的位置時，通過頸部關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)避開此盲區(qū)，真正實現(xiàn)全景捕捉定位；當此仿生眼機構(gòu)安裝在易傾斜的裝置上時，仍能通過對自身攝像機的調(diào)整實現(xiàn)對目標的捕捉定位。
文檔編號B25J19/00GK103072140SQ20121055186
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者黃強, 黃高, 張偉民, 陳曉鵬, 劉培志 申請人:北京理工大學(xué)