[发明专利]一种集成了2D、3D相机和激光器的机器人智能传感模块

说明书

本发明公开了一种集成了2D、3D相机和激光器的机器人智能传感模块，包括壳体、2D相机、3D相机、微处理器和电源模块；所述2D相机、3D相机、微处理器和电源模块均集成在壳体内；所述壳体上设置有与机器人末端法兰盘和末段工具法兰盘相对应的螺栓孔，壳体上具有一个以太网接口和一个电源接口，微处理器的IO口连接至壳体上的以太网接口，且微处理器分别连接至2D相机和3D相机；所述电源模块的输入端连接壳体上的电源接口，且电源模块的输出端连接至2D相机、3D相机和微处理器。本发明机器人智能传感模块，简洁轻巧，通过便捷的安装就可以实现机器人在复杂场景下所需的多种必需功能，适合在工业机器人领域广泛使用。

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，具体是一种集成了2D、3D相机和激光器的机器人智能传感模块。

背景技术

随着劳动力成本的不断提高以及工业机器人控制、规划、识别方法的不断发展，用工业机器人代替人工进行自动化生产的程度越来越高。工业机器人最基本的使用方法不安装任何传感器，只能通过示教或者编程在固定的场景中进行一些固定的动作。随着机器人应用环境和目标任务越来越复杂多变，需要在环境中或者在机器人本体上安装一些传感器，目前遇到以下问题：1、在环境中安装的各类传感器需要和机器人本体进行标定，数据精度难以保证，而且传感器会由于机器人的遮挡产生很多盲区；2、在机器人本体上安装传感器需要用户自行非标设计，费时费力，而且当传感器数量增多时布置困难，各种接线繁乱，可能会影响机器人的运动和各类末端工具的使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成了2D、3D相机和激光器的机器人智能传感模块，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种集成了2D、3D相机和激光器的机器人智能传感模块，包括壳体、2D相机、3D相机、微处理器和电源模块；所述2D相机、3D相机、微处理器和电源模块均集成在壳体内，壳体上开设有与2D相机的镜头和3D相机的镜头相对应的通孔；所述壳体上设置有与机器人末端法兰盘和末段工具法兰盘相对应的螺栓孔；所述壳体上具有一个以太网接口和一个电源接口，微处理器的IO口通过数据总线连接至壳体上的以太网接口，且微处理器通过数据线分别连接至2D相机和3D相机；所述电源模块的输入端通过电源总线连接壳体上的电源接口，且电源模块的输出端通过电源线连接至2D相机、3D相机和微处理器。

作为本发明进一步的方案：还包括激光器和晶体管开关，激光器和晶体管开关均集成在壳体内，壳体上开设有与激光器的镜头相对应的通孔，微处理器通过晶体管开关控制连接激光器，电源模块通过晶体管开关电性连接激光器。

所述的集成了2D、3D相机和激光器的机器人智能传感模块的使用方法，步骤如下：

1)将该机器人智能传感模块安装在机器人末端法兰盘和末段工具法兰盘之间，将工控机的以太网线插入壳体上的以太网接口，将电源线插入壳体上的电源接口；

2)机器人运动，带动2D相机和3D相机变换数个位置和姿态，2D相机和3D相机所采集的图像传输至微处理器，微处理器将获得的图像进行简单的打包处理后，通过数据总线和以太网接口传输到工控机，工控机通过相关软件的配合自动完成2D相机和3D相机的自标定工作；

3)在步骤2)机器人运动过程中，3D相机通过机器人的运动对工作环境进行动态扫描，从而完成机器人工作环境的建模工作；

4)机器人开始执行操作任务，在此过程中，3D相机通过实时扫描感知机器人环境的变化协助机器人实时避障，2D相机协助机器人进行目标定位、目标识别和目标跟踪工作；

5)微处理器判断是否存在外部相机，若存在外部相机，则微处理器通过晶体管开关开启激光器，激光器辅助机器人完成与外部相机之间的自动标定工作，否则，不动作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：