[发明专利]一种并联仿生眼装置及其控制方法

摘要

本发明涉及一种并联仿生眼装置及其控制方法。该装置主要由动平台、静平台、三根主动链、陀螺仪、CCD摄像机及控制系统构成。动平台上安装有CCD摄像机和陀螺仪，CCD摄像机用于模仿眼睛视觉成像系统，陀螺仪用于反馈动平台倾角。主动链包括推杆、摆杆、伺服电机，用于模仿眼外肌功能，驱动动平台运动。控制系统包括用于处理摄像机图像信息的计算机或专用图像处理装置，以及用于机构运动控制的控制器构成，以实现对摄像机图像信息的处理和动平台位姿的调节。此装置具有结构简单、响应速度快、控制精度高等优点，便于在工业、农业、医疗、科研、军工等方面的应用。

主权项

1.一种并联仿生眼装置的控制方法，其特征在于，所述的并联仿生眼装置包括调节机构、摄像机(1)、陀螺仪(3)及控制系统；所述的调节机构包括动平台(2)、静平台(7)和若干主动链；所述的主动链由推杆(4)、摆杆(5)、伺服电机(6)构成，推杆(4)通过球铰与动平台(2)相连；摆杆(5)一端通过转动铰链与推杆(4)相连，另一端与伺服电机(6)的电机轴相连，伺服电机(6)与静平台(7)相连；所述的摄像机(1)设置在动平台(2)上平面，用于获取图像信息；所述的陀螺仪(3)设置在动平台(2)下平面，用于获取动平台(2)姿态信息；所述的控制系统采集陀螺仪(3)信息控制主动链实现对动平台(2)的位姿调节；所述的并联仿生眼装置的控制方法，包括以下步骤：1)对摄像机(1)进行标定；2)控制系统控制摆杆(5)位于与静平台(7)平行向外的位置；3)控制系统检测摄像机(1)是否发现目标，若没有目标则继续搜索，若发现目标则根据目标在图像中的位置，驱动伺服电机(6)转动调节动平台(2)姿态，使目标位于图像中心；4)利用陀螺仪(3)反馈动平台(2)的姿态信息，控制主动链实现对动平台(2)位姿的精确调节；步骤3)中还包括对摄像机图像进行实时调整，使得摄像机图像显示为正立图像的步骤，具体为：以动平台(2)中心为原点，过其中一个球铰节点的方向为X轴正方向，X轴正向绕原点逆时针旋转90°的方向为Y轴正方向，建立动平台坐标系OXY；摄像机(1)依照坐标系安装，使得摄像机图像的中心与坐标系原点O重合，图像的水平方向与X轴平行，动平台水平放置时图像朝上的方向与Y轴正向一致；设α、β分别为动平台(2)绕X、Y轴旋转的角度，为动平台(2)倾角，根据陀螺仪获取的α和β角确定摄像机图像当前应该旋转的角度θ值；θ值可由和联合求解确定。