一種自適應調整的圖像采集裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本專利是涉及一種用于桃采摘機器人中的自適應調整的圖像采集裝置，其主要用于田間環境下獼猴桃采摘機器人的目標圖像采集。
【背景技術】
[0002]我國是獼猴桃生產大國，而獼猴桃獨特的棚架式生產結構，決定了攝像頭可以自下而上對獼猴桃進行果實的圖像拍攝。由于田間環境復雜，獼猴桃采摘機器人在田間運動時極有可能發生傾斜，導致攝像頭傾斜，從而影響采集的圖像質量。因此，如果能使圖像采集裝置中的攝像頭時刻與水平面保持平行，就能獲得穩定的圖像。
[0003]在獼猴桃的采集過程中，對獼猴桃的圖像采集是實現其功能的第一步。一個精準的拍攝方法會讓獼猴桃的最終識別得到一個更為理想的效果。傳統的獼猴桃識別裝置忽略了對獼猴桃的拍攝問題，從而導致了智能機器人所展現的智能化與精確性等優點大打折扣。本專利則是在原有獼猴桃識別裝置的基礎上另外解決了獼猴桃的拍攝問題，即在攝像頭的下方加了一個加速度計傳感器，然后利用單片機最小系統對整個圖像采集裝置進行控制。本專利使用的是二自由度的云臺，云臺就是兩個交流電組成的安裝平臺，可以水平和垂直的運動，將攝像頭安裝于其上，實現攝像頭的自動調整。加速度傳感器是一種能夠測量加速力的電子設備，通過測量由于重力引起的加速度，可以計算出設備相對于水平面的傾斜角度，通過分析動態加速度，可以分析出設備移動的方式。采用加速度計傳感器保證攝像頭在任意位置下，能夠自動調整到水平狀態，自下向上拍攝獼猴桃。
【發明內容】
[0004]針對獼猴桃圖像的采集問題，本實驗提出了一種高效率、智能化、易操作的自適應調整的圖像采集裝置。
[0005]實現上述實驗目的是由以下技術方案實現:
[0006]本專利包括攝像頭、二自由度云臺、加速度傳感器、單片機四部分。其特征是該裝置由單片機最小系統所控制，攝像頭安裝在二自由度云臺上。云臺上搭載兩個舵機，第一個舵機為水平轉向舵機，搭載在云臺的下端，第二個云臺為垂直轉向舵機，搭載在云臺上端。加速度傳感器安裝在攝像頭的下方，當攝像頭的位置發生變化時，加速度傳感器會立刻檢測到變化量，將收集到的數據傳送給單片機。單片機控制水平轉向舵機的方向轉向，舵機通過齒輪嚙合帶動云臺在水平方向轉向。同時單片機控制垂直轉向舵機的方向轉向，舵機通過齒輪嚙合帶動云臺在垂直方向轉動。
[0007]上述單片機用來接受和處理信號，并控制舵機進行相應的操作。
[0008]上述的加速度傳感器對重力加速度的夾角變化非常敏感。
[0009]上述的舵機用來對云臺水平和垂直方向的調整。
[0010]本專利的優點:攝像頭能夠始終與地面保持水平，確保了攝像頭自上而下對著獼猴桃的果萼部分直接拍攝，保證了圖像的質量。
【附圖說明】
[0011 ]下面結合附圖和實施方式對本專利進一步說明。
[0012]圖1是一種自適應調整的圖像采集裝置的結構框圖；
[0013]圖2是該裝置中二自由度云臺的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]在圖1、2中，本專利的一種自適應調整的圖像采集裝置，包括單片機1、二自由度云臺2、加速度傳感器3、攝像頭4。所述單片機I作為控制系統，接收傳感器信息并處理，進而控制二自由度云臺2的運動;二自由度云臺2包括水平轉向舵機、垂直轉向舵機。
[0015]具體工作過程:
[0016]當云臺裝置最上端的攝像頭(4)位置發生變化時，加速度傳感器(3)會立即感應到云臺水平夾角的變化，將采集的數據傳送給單片機(I)。此時，單片機(I)控制水平轉向舵機
(22)的轉動，舵機(22)通過齒輪(24)捏合帶動下部的云臺在水平方向轉動。同時，單片機
(I)控制垂直轉向舵機(21)的方向轉向，舵機(21)通過齒輪(23)嚙合控制上端云臺上下轉動。云臺在單片機(I)的控制下最終恢復為水平狀態。當單片機(I)判斷云臺調整到水平位置后，裝置停止工作。
【主權項】
1.一種自適應調整的圖像采集裝置，包括由單片機(I)、二自由度云臺(2)、加速度傳感器(3)、攝像頭(4)四部分;所述的二自由度云臺(2)包括垂直轉向舵機(21)和水平轉向舵機(22);所述的攝像頭(4)安裝在二自由度云臺上(2)上;所述的加速度傳感器(3)安裝在攝像頭(4)下方；當最上端的攝像頭(4)位置發生變化時，加速度傳感器(3)會立即檢測變化量，將數據傳送給單片機(I)，單片機(I)進而控制二自由度云臺(2)的運動，使攝像頭(4)恢復至水平位置。
【專利摘要】一種用于桃采摘機器人中的自適應調整的圖像采集裝置，其主要用于田間環境下獼猴桃采摘機器人的目標圖像采集。該裝置包括攝像頭、二自由度云臺、加速度傳感器、單片機四部分。整個裝置由單片機最小控制，攝像頭安裝在二自由度云臺上。云臺上搭載兩個舵機，第一個舵機為水平轉向舵機，搭載在云臺的下端，第二個云臺為垂直轉向舵機，搭載在云臺上端。加速度傳感器安裝在攝像頭的下方。當最上端的攝像頭位置發生變化時，加速度傳感器會立即檢測變化量，將數據傳送給單片機，單片機進而控制二自由度云臺的運動，使攝像頭恢復至水平位置。
【IPC分類】G05D3/12, H04N5/232, H04N5/225
【公開號】CN205378028
【申請號】CN201521138726
【發明人】傅隆生, 李玉龍, 孫世鵬, 彭俊, 李 瑞
【申請人】西北農林科技大學
【公開日】2016年7月6日
【申請日】2015年12月18日