技术领域
[0001] 本发明涉及机器人视觉模组技术领域，尤其涉及一种可变基线双目视觉系统。
相关背景技术
[0002] 随着机器人技术的快速发展，机器人的应用从传统的固定目标高精度重复作业，扩展到操作对象可变和操作对象位置可变的柔性作业，机器人迫切需要机器视觉的配合以得到操作对象的三维信息。
[0003] 视觉传感器是整个机器视觉系统信息的直接来源，主要由一个或者两个图形传感器组成，有时还要配以光投射器及其他辅助设备。视觉传感器的主要功能是获取足够的机器视觉系统要处理的最原始图像。随着科技的发展和检测需求的提高，3D视觉技术在机器视觉行业占有越来越重要的地位，与传统的2D相机相比，3D TOF相机能获取三维信息，可以实现2D视觉技术无法实现或者不好实现的功能，例如检测产品的高度、平面度、体积等和三维建模等。
[0004] 相关技术中的视觉模组一般直接固定于机械臂的末端，以便采集信息。现有的视觉模组一般通过机械臂的移动来调节位置，进而拍摄不同的画面，但是这种方式在一些狭隘空间使用时，移动臂的移动幅度受到影响，而每个摄像头的拍摄范围又是有限的，往往容易导致摄像头采集的信息不全，影响后续的计算与判断。
具体实施方式
[0025] 现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0026] 如图1所示，本发明公开了一种可变基线双目视觉系统，包括安装座1，安装座1上转动连接有两个摄像组件2，两个摄像组件2沿安装座1的轴线相对设置。安装座1上还设有驱动组件3，驱动组件3用于驱动两个摄像组件2相对或相背转动，以调节拍摄视野，改变测量基线。安装座1朝向摄像组件2一端的中部还可拆卸连接有快换件34，快换件34与安装座1可通过螺栓连接，便于快换件34的更换，快换件34可以是机械爪、补光灯等，可根据实际应用场景灵活更换。
[0027] 参照图2和图3，驱动组件3包括齿环31、转动轴32和驱动齿轮33，转动轴32设有两个，每个转动轴32的一端均穿过安装座1并与同侧的摄像组件2连接，驱动齿轮33也设有两个，每个驱动齿轮33与同侧的转动轴32同轴固定连接。安装座1远离摄像组件2的一端一体成型有稳定环4，齿环31套于稳定环4上。齿环31上螺纹连接有稳定杆311，稳定环4的侧壁上则沿自身的周向开设有稳定槽41，稳定杆311插于稳定槽41内，便于实现齿环31的轴向限位，同时便于齿环31相对安装座1转动。稳定杆311可采用螺栓。为便于提升齿环31转动的稳定性，稳定杆311和稳定槽41沿稳定环4的周向设有多组，可以是两组，可以是三组。稳定槽41的长度根据齿环31的转动角度和位置来进行设置，稳定槽41的两端分别代表齿环31转动的起点和终点。
[0028] 齿环31内壁上固定连接有第一齿圈312，第一齿圈312同时与两个驱动齿轮33啮合，便于驱动两个驱动齿轮33同步转动。齿环31的外壁则固定连接有第二齿圈313，便于与安装于机械臂上的驱动源实现传动，本实施例中驱动源可以是步进电机与外齿轮的组合。驱动源也可以将动力直接传递给第一齿圈312，具体可根据机械臂的结构进行设计。
[0029] 参照图1，摄像组件2整体呈圆弧形，更为美观。摄像组件2收起时，两组摄像组件2沿安装座1轴向的投影位于安装座1内，且摄像组件2远离安装座1中心线的一侧与安装座1平齐。这样的设置，使得摄像组件2能够进行周向收纳，减少机械臂移动时，摄像组件2与其他物品发生碰撞的可能；同时，摄像组件2的周向收纳也便于摄像组件2穿过一些狭隘区域，并在穿过狭隘区域后再进行展开，进一步加强了通用性。摄像组件2处于收纳状态时，两个摄像组件2均与快换件34抵接，且快换件34与摄像组件2接触的部分设置为圆弧面，增加接触面积，减少摄像组件2与快换件34接触而发生损坏的可能。此外，快换件34可对摄像组件2产生定位作用，即摄像组件2与快换件34接触时为摄像组件2的基准位置。
[0030] 参照图4，摄像组件2包括金属散热壳体21，金属散热壳体21与转动轴32远离驱动齿轮33的一端固定连接，便于跟随转动轴32转动。金属散热壳体21上开设有容纳槽211，容纳槽211内放置有摄像元件213，摄像元件213可以是PCB板、摄像头等。金属散热壳体21的材质包括铝，可以是6010号铝，重量较轻、强度较高且具备较好的热传导性，便于进行散热。利用金属材料本身的热传导进行散热，相比于传统的设置通风口散热，不仅不易沾染灰尘，且结构也更简单。容纳槽211整体呈圆弧状，摄像元件213内的PCB板则与容纳槽211相适配，圆弧状的PCB板与圆弧状的容纳槽211相配合，能够减小受力，减少PCB板发生变形损坏的可能，同时限位效果也更好，减少PCB板在容纳槽211内发生晃动的可能。同时还增加了金属散热壳体21的吸热面积与散热空间，进一步提升了散热效果。容纳槽211的底壁上还开设有若干个贴合槽2121，贴合槽2121与摄像元件213内的PCB板相贴合，便于容纳PCB板上的凸起部分，如元器件或焊点等，故贴合槽2121的具体形状根据PCB板的形状进行设置。
[0031] 参照图5和图6，两个摄像元件213中的摄像头2131在重叠的摄像范围内，距离摄像位置越近，拍摄的就越清晰，如示例物品65所在位置。两个摄像头2131工作时仍然存在一定的拍摄盲区，中间的为中部盲区61，外侧的为外部盲区62，当两个摄像头2131之间的距离增加时，外部盲区62会缩小，而中部盲区61会增大，两幅图像中的像素差异性会变大，从而可测量深度也变大，故可根据实际情况调节两个摄像头2131之间的距离来测量不同距离的目标物，进而确保采集到的信息的完整性和准确性。本实施例中测距时采用双目测距法，基线63为两个摄像头2131中心之间的连线，基线63越长，则测量范围越远，基线63越短，则测量范围越近。
[0032] 采用第一齿圈312驱动两个驱动齿轮33转动，再由驱动齿轮33带动转动轴32转动，进而带动摄像组件2摆动的调节方式，一方面能够使得两个摄像组件2在调节时始终保持对称的状态，便于提升双目测距的精度，减小测量误差；另一方面能够通过驱动齿轮33转动的角度来实时计算两个摄像元件213之间的基线63的距离，进而实现实时检测，解决了摄像元件213位置调整后因无法及时获得基线63数据而难以实现测距的问题。驱动源中的步进电机可直接与控制系统电连接，便于及时将摄像元件213转动的角度数据传输给控制系统。
[0033] 参照图1，齿环31的侧壁上设有指针314，安装座1的侧壁上沿自身周向设有变距刻度5，指针314与变距刻度5对应设置，便于操作人员实时知晓两个摄像组件2转动的情况。变距刻度5显示角度，由指针314进行指示，可与控制系统内显示的摄像元件213转动角度进行对照，方便操作人员核对，若控制系统收到的数据发生错误，可尽早发现并及时排查与修正。
[0034] 金属散热壳体21上卡接有上盖22，上盖22上安装有与摄像元件213中摄像头对应的玻璃镜片221，玻璃镜片221沿安装座1轴向的投影将摄像元件213中的摄像头覆盖。上盖22上还固定连接有珀耳帖元件222，珀耳帖元件222与摄像元件213中的PCB板电连接，以便获取电流。珀耳帖元件222的吸热端位于上盖22内，且朝向摄像元件213设置，珀耳帖元件
222的放热端则位于上盖22外，且环绕并朝向玻璃镜片221设置。工作时，珀耳帖元件222的吸热端吸收摄像元件213产生的热量，并将热量自放热端发散至空气中。发散的过程中，可同时提升玻璃镜片221的温度，减少因温度较低而导致玻璃镜片221表面起雾的情况产生。
珀耳帖元件222可采用CUI Devices生产的arcTEC™结构的珀耳帖模块。
[0035] 工作原理：工作时，通过金属散热壳体21来传导摄像元件213产生的热量，同时对摄像元件213进行支撑，保证较高强度的同时，尽可能的降低了成本需要调节两个摄像组件2的摄像头的距离时，齿环31转动，带动两个驱动齿轮33同步转动，两个驱动齿轮33再带动两个摄像组件2相背或相对转动，进而改变两个摄像头之间的距离，适应不同的场合。两个摄像头之间的距离与两个摄像头之间的基线距离成正比，两个摄像头的基线距离越近时，则拍摄的近处的画面更清晰，测量的范围更近；两个摄像头的基线距离越远时，则可以拍摄更加宽广的画面，测量的范围也更远。
[0036] 以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
