三自由度仿生立体视觉系统

摘要

本发明公开了一种三自由度仿生立体视觉系统，包括两只仿生眼、一个仿生颈部云台、三个三轴伺服电机驱动器、FPGA信号处理板卡和DSP信号处理器构成，每只仿生眼都包括眼球摄像装置、三个伺服电机、FPGA图像采集板卡、电机和应变片力传感器。本发明的有益效果为：结构简单，采用伺服电机实现快速位置伺服，仿生颈部云台控制仿生眼的三自由度运动，可实现全方位的图像捕捉；FPGA并行处理图像处理模块中的算法，提高了处理的效率和精度，实现目标的实时跟踪和三维定位。

主权项

一种三自由度仿生立体视觉系统，其特征在于，包括：支架，其上部对称设置第一转轴和第二转轴，所述支架下部的中间位置设置第三转轴；第一仿生眼，其包括第一眼球、第一摄像装置、第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第一FPGA图像采集板卡、第一电机和第一应变片力传感器；所述第一眼球为球形腔，并可转动的安装在所述第一转轴上，所述第一眼球外部安装有第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机；所述第一伺服电机位于所述第一眼球的X轴方向上，并通过第一伺服电机的扭矩臂与所述第一眼球连接；所述第二伺服电机位于所述第一眼球的Y轴方向上，并通过所述第二伺服电机的扭矩臂与所述第一眼球连接；所述第三伺服电机位于所述第一眼球的Z轴方向上，并通过所述第三伺服电机的扭矩臂与所述第一眼球连接；第一摄像装置位于所述第一眼球内的前半部，与所述第二伺服电机的扭矩臂相对设置，且位于所述第一眼球的Y轴方向的反方向上；所述第一FPGA图像采集板卡设置在所述第一眼球内；所述第一摄像装置包括左右相邻设置的第一摄像头和第二摄像头，所述第一摄像头为广角短焦摄像头，所述第二摄像头为长焦摄像头；所述第一电机和所述第一应变片力传感器均位于所述第一眼球内，并与所述第一摄像装置连接；第一三轴伺服电机驱动器，其设置在所述第一仿生眼外，所述第一伺服电机、所述第二伺服电机和所述第三伺服电机均与所述第一三轴伺服电机驱动器连接；第二仿生眼，其包括第二眼球、第二摄像装置、第四伺服电机、第五伺服电机、第六伺服电机、第二FPGA图像采集板卡、第一电机和第一应变片力传感器；所述第二眼球为球形腔，并可转动的安装在所述第二转轴上，所述第二眼球外部安装有第四伺服电机、第五伺服电机和第六伺服电机；所述第四伺服电机位于所述第二眼球的X轴方向的反方向上，并与所述第一伺服电机对称设置，并通过第二X轴伺服电机的扭矩臂与所述第二眼球连接；所述第五伺服电机位于所述第二眼球的Y轴方向上，并通过所述第五伺服电机的扭矩臂与所述第二眼球连接；所述第六伺服电机位于所述第二眼球的Z轴方向上，并通过所述第六伺服电机的扭矩臂与所述第二眼球连接；第二摄像装置位于所述第二眼球内的前半部，与所述第五伺服电机的扭矩臂相对设置，且位于所述第二眼球的Y轴方向的反方向上；所述第二FPGA图像采集板卡设置在所述第二眼球内；所述第二摄像装置包括左右相邻设置第三摄像头和第四摄像头，所述第三摄像头为广角短焦摄像头，所述第四摄像头为长焦摄像头；所述第二电机和所述第二应变片力传感器均位于所述第二眼球内，并与所述第二摄像装置连接；第二三轴伺服电机驱动器，其设置在所述第二仿生眼外，所述第四伺服电机、所述第五伺服电机和所述第六伺服电机均与所述第二三轴伺服电机驱动器连接；仿生颈部云台，其为球形腔，且可转动的安装在所述第三转轴上，所述仿生颈部周向上均匀安装有第七伺服电机、第八伺服电机和第九伺服电机；第三三轴伺服电机驱动器，其设置在所述仿生颈部云台外，所述第七伺服电机、所述第八伺服电机和所述第九伺服电机均与所述第三三轴伺服电机驱动器连接；FPGA信号处理板卡，其与所述第一三轴伺服电机驱动器、所述第二三轴伺服电机驱动器、所述第三三轴伺服电机驱动器、所述第一FPGA图像采集板卡和所述第二FPGA图像采集板卡双向通信连接；DSP信号处理器，其与所述FPGA信号处理板卡连接。