[发明专利]一种高精度新型仿生眼装置及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及机器人仿生视觉领域，具体地说是一种基于多种动物视觉机理的仿生眼装置，特别是一种高精度仿生眼装置。

背景技术

随着电子技术、控制技术、传感测量技术、信号处理技术、计算机技术及仿生技术的发展，机器视觉已在农业、服务业、医疗、科研及工业生产中得到了广泛应用。仿生视觉是通过对长期进化的动物视觉机理的研究，采用软硬件控制的方式来模仿各种动物的优势视觉特征，从而将机器视觉更好地应用于生产、生活过程中。本发明是在对动物界中处于食物链不同位置的动物视觉系统研究的基础上，提出了一种可以模仿多种动物视觉系统的仿生眼机构，具有探测范围广，精度高，刚度大，能够根据多种动物视觉系统的探测机理自适应调节两只“眼睛”的位姿，利用动物长期进化保留下来的优势特征，从而有效保证探测的快速性及准确性等优点。对科学研究和工业生产都能带来很大的便利，具有非常重要的研究价值及现实意义。

发明内容

本发明的发明目的是：

       提供一种探测范围广，响应速度快，精度高，刚度大，可以模仿多种动物视觉系统，能够根据实际情况自主选择最优视觉方式的仿生眼装置。

为达到上述目的，本发明采取如下技术方案；

方案一：一种基于tricept机构的新型仿生眼装置，包括：一tricept机构、一摄像头、一陀螺仪；其中：该tricept机构主要由上平台、下平台、三条主动支链组成，该三条主动支链一端与上平台连接，另一端与下平台连接，用以实现该上平台的三自由度运动；该摄像头及陀螺仪均安装在上平台。

进一步地，上述三条主动支链，每条主动支链都由万向铰链、电动缸、球铰链以及球铰链固定件组成。

进一步地，还包括一个被动支链，该被动支链由万向铰链、导向杆以及导向套组成，起约束机构运动及导向的作用。

进一步地，所述摄像头通过同轴电缆与计算机连接，计算机还接有控制芯片STM32F104ZET，控制芯片STM32F104ZET输入端接有陀螺仪，输出端分别接有第一伺服电机驱动器、第二伺服电机驱动器和第三伺服电机驱动器，第一伺服电机驱动器、第二伺服电机驱动器和第三伺服电机驱动器的另一端还分别接有第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机伺服电机通过同步带与各自对应的电动缸连接，用于控制三条主动支链的电动缸的运动。

方案二： 一种高精度自适应目标探测的双目仿生眼装置，包括：旋转俯仰云台、双向滚珠丝杠滑台、两个tricept仿生眼及计算机；其中：该双向滚珠丝杠滑台上设有两个滑块，每个滑块上固定一个tricept仿生眼；该tricept仿生眼包括包括：一tricept机构、一摄像头、一陀螺仪；tricept机构主要由上平台、下平台、三条主动支链组成，三条主动支链一端与上平台连接，另一端与下平台连接，用以实现该上平台的三自由度运动，所述摄像头和陀螺仪均安装在上平台；旋转俯仰云台与双向滚珠丝杠滑台固定连接，用以实现双向滚珠丝杠机构和两个tricept仿生眼绕旋转轴的360度转动以及俯仰运动；

进一步地，双向滚珠丝杠机构主要由滚珠丝杠基座、双向滚珠丝杠以及丝杠驱动电机组成，基座两端各设有一个固定板，双向滚珠丝杠安装在两个固定板之间，丝杠驱动电机安装在其中一个固定板外侧，丝杠驱动电机通过联轴器与双向滚珠丝杠连接。

进一步地，在双向滚珠丝杠机构的两个固定板之间，双向滚珠丝杠两侧还各设有一个直线光轴，所述的两个滑块穿过光轴，且关于旋转电机转动轴对称分布。

进一步地，三条主动支链，每条主动支链都由万向铰链、电动缸、球铰链以及球铰链固定件组成。

进一步地，还包括一个被动支链，该被动支链由万向铰链、导向杆以及导向套组成，起约束机构运动及导向的作用。

进一步地，两个数字摄像头分别通过同轴电缆与计算机连接，计算机还接有三个控制芯片STM32F104ZET，其中一个用于控制旋转俯仰云台上的旋转电机、俯仰电机以及双向滚珠丝杠滑台上的丝杠驱动电机，另外两个输入端均接有陀螺仪，输出端均与三个伺服电机驱动器相连，伺服电机通过同步带与各自对应的电动缸连接，用于控制三条主动支链的电动缸的运动。

基上所述方案一和方案二中，摄像头采用型号为MR-130USB/W7的高清数字摄像头；陀螺仪型号为MPU6050。