一种用于智能机器人RGB-D-T信息感知的传感器集成装置制造方法及图纸

一种用于智能机器人RGB‑D‑T信息感知的传感器集成装置，所述装置包括括固定座、RGB‑D相机舱、RGB‑D相机、水平旋转件和俯仰件；所述固定座与RGB‑D相机舱相连，RGB‑D相机舱的一端设置有开口，RGB‑D相机固定设置在舱内，RGB‑D相机的镜头向开口方向设置；RGB‑D相机舱上有水平旋转件，俯仰件设置在水平旋转件上，水平旋转件带动装置做水平旋转件运动，俯仰件带动装置做俯仰件运动；本发明专利技术有效部署深度视觉传感器与热红外传感器，组成一体化装置，易于与移动机器人集成，有效解决服务机器人在RGB‑D‑T多模态信息融合，有效解决在机器人上使用的热红外相机和RGB‑D相机的视场角差异大、匹配尺度不一致问题，提升智能机器人环境感知能力和服务作业水平。

【技术实现步骤摘要】
一种用于智能机器人RGB-D-T信息感知的传感器集成装置
本专利技术属于智能机器人领域，具体地，涉及一种用于智能机器人RGB-D-T信息感知的传感器集成装置。
技术介绍
随着智能机器人技术和深度、红外等传感器发展，要求服务机器人在白天和夜晚等环境全天候工作，如家庭火灾防控、行人检测和环境建模等，需要对多种信息深度融合处理，赋予机器人精准感知的能力，满足机器人对环境三维建模和红外信息融合、机器人对环境目标温度检测与定位等要求。目前机器人上配置可见光、深度视觉如Kinect，Xtion等与热红外等传感器成为代表性配置器件，开展机器人基于目标的RGB-D-T多模态信息融合的环境感知技术成为主流技术。然而目前在机器人上使用的热红外传感器和RGB-D传感器存在视场角、观测范围差异大对，导致机器人进行环境建模、定位和感知无法形成一致性的深度、红外环境描述；固定式RGB-D与T信息无法进行基于特定目标的环境建模目标红外信息和全场三维信息与红外信息对应建模。为此专利技术RGB-D-T传感器装置，实现机器人对环境的RGB-D-T全覆盖、实现RGB-D视场内任意目标红外T信息描述。
技术实现思路
本专利技术为了让智能服务机器人搭载的热红外传感器能够使用云台回转和俯仰功能，进行红外传感器小市场信息与RGB-D视场的全场覆盖，提出了一种用于智能机器人RGB-D-T信息感知的传感器集成装置。本专利技术是通过以下方法实现的：一种用于智能机器人RGB-D-T信息感知的传感器集成装置，所述集成装置包括固定座1、RGB-D相机舱2、RGB-D相机、水平旋转件和俯仰件；所述固定座1与RGB-D相机舱2固连，RGB-D相机舱2的一端设置有开口，RGB-D相机固定在RGB-D相机舱2内，且RGB-D相机的镜头向开口方向设置，RGB-D相机舱2和RGB-D相机通过螺栓固连；RGB-D相机舱2上方设置水平旋转件；所述水平旋转件包括第一法兰3、同步带轮4、角接触球轴承5、孔用挡圈6、轴用挡圈7、同步带8、同步带轮9、第一电机10和第一电机安装板11；所述第一法兰3的一体旋转轴和同步带轮4通过平键连接在一起，RGB-D相机舱2顶部设糟，糟内放置角接触球轴承5，并用孔用挡圈6固定，角接触球轴承5内圈与同步带轮4旋转轴轴肩接触，法兰旋转轴的末端用轴用挡圈7固定；第一电机10架在第一电机安装板11上，通过螺栓固定链接，同步带轮9的安装孔和第一电机10轴进行配合，用顶丝压紧；同步带轮9通过同步带8和同步带轮4进行传动；所述俯仰件设置在所述水平旋转件的同步带轮4上，所述俯仰件包括第二电机12、第二电机安装座13、第二法兰14和热红外红传感器15；第二电机12与第二电机安装座13通过螺栓固定连接，第二电机安装座13与第一法兰3固连，第二法兰14轴套在第二电机轴上通过螺纹顶丝固定，热红外传感器15安装在第二法兰14上。进一步地，同步带8的张紧程度是以第一电机安装板11在RGB-D相机舱2上的位置决定。进一步地，RGB-D相机舱2承载水平旋转件和俯仰件的重量。进一步地，带有编码器的第一电机10带动同步带轮9转动，同步带轮9通过同步带8将转矩传递到同步带轮4上及第一法兰3上，第一法兰3带动俯仰件做水平转动，第二电机12带动热红外传感器15做俯仰运动。进一步地，将RGB-D相机的光心、热红外传感器15的光心和同步带轮9的圆心处于同一竖直平面上。进一步地，所述第一电机10为步进电机，第二电机12为直驱电机。进一步地，热红外传感器15与第二法兰14固定连接，做水平旋转和俯仰运动。本专利技术有益效果1本专利技术提出了一种用于智能机器人RGB-D-T信息感知的传感器集成装置，结构设计合理、结构紧凑、安装使用方便、操作便捷；2在服务机器人上，采用上述传感器集成装置，机器人在家庭环境下进行环境感知时，可以通过第一电机10带动同步带轮9，与此同时，同步带轮传动带动俯仰件回转，而热红外成像又放置在俯仰件上，因此热红外传感器具备水平旋转和俯仰两个自由度。RGB-D相机则固定在相机舱内，通过此装置可使热红外传感器旋转到RGB-D相机视野遍及的地方，从而解决热红外传感器和RGB-D相机视场角存在差异的问题，也使得机器人对环境有更加全面的感知并认识，大大解决了服务机器人在感知环境方面的难题。附图说明图1为本专利技术的本专利技术的总体结构示意图；图2为本专利技术的立体结构局部剖视图；图3为本专利技术的立体结构剖视图；图4为本专利技术的RGB-D相机和热红外传感器视野范围示意图；图5为本专利技术的立体结构俯视图；图6为本专利技术的立体结构左视图；图7为本专利技术当目标物体在热红外传感器正下方时工作示意图；图8为本专利技术当目标物体在热红外传感器正右方时工作示意图；图9为本专利技术当目标物体在热红外传感器右下方时工作示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种用于智能机器人RGB-D-T信息感知的传感器集成装置，如图1、图2、图3所示，所述集成装置包括固定座1、RGB-D相机舱2、RGB-D相机、水平旋转件和俯仰件；所述固定座1与RGB-D相机舱2固连，RGB-D相机舱2的一端设置有开口，RGB-D相机固定在RGB-D相机舱2内，且RGB-D相机的镜头向开口方向设置，RGB-D相机舱2和RGB-D相机通过螺栓固连；RGB-D相机舱2上方设置水平旋转件；所述水平旋转件包括第一法兰3、同步带轮4、角接触球轴承5、孔用挡圈6、轴用挡圈7、同步带8、同步带轮9、第一电机10和第一电机安装板11；所述第一法兰3的一体旋转轴和同步带轮4通过平键连接在一起，RGB-D相机舱2顶部设糟，糟内放置角接触球轴承5，并用孔用挡圈6固定，角接触球轴承5内圈与同步带轮4旋转轴轴肩接触，法兰旋转轴的末端用轴用挡圈7固定；第一电机10架在第一电机安装板11上，通过螺栓固定链接，同步带轮9的安装孔和第一电机10轴进行配合，用顶丝压紧；同步带轮9通过同步带8和同步带轮4进行传动；所述俯仰件设置在所述水平旋转件的同步带轮4上，所述俯仰件包括第二电机12、第二电机安装座13、第二法兰14和热红外红传感器15；第二电机12与第二电机安装座13通过螺栓固定连接，第二电机安装座13与第一法兰3固连，第二法兰14轴套在第二电机轴上通过螺纹顶丝固定，热红外传感器15安装在第二法兰14上。同步带8的张紧程度是以第一电机安装板11在RGB-D相机舱2上的位置决定。RGB-D相机舱2承载水平旋转件和俯仰件的重量，以防止重力对RGB-D相机造成损害。带有编码器的第一电机10带动同步带轮9转动，同步带轮9通过同步带8将转矩传递到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于智能机器人RGB-D-T信息感知的传感器集成装置，其特征在于：所述集成装置包括固定座(1)、RGB-D相机舱(2)、RGB-D相机、水平旋转件和俯仰件；/n所述固定座(1)与RGB-D相机舱(2)固连，RGB-D相机舱(2)的一端设置有开口，RGB-D相机固定在RGB-D相机舱(2)内，且RGB-D相机的镜头向开口方向设置，RGB-D相机舱(2)和RGB-D相机通过螺栓固连；RGB-D相机舱(2)上方设置水平旋转件；/n所述水平旋转件包括第一法兰(3)、同步带轮(4)、角接触球轴承(5)、孔用挡圈(6)、轴用挡圈(7)、同步带(8)、同步带轮(9)、第一电机(10)和第一电机安装板(11)；所述第一法兰(3)的一体旋转轴和同步带轮(4)通过平键连接在一起，RGB-D相机舱(2)顶部设糟，糟内放置角接触球轴承(5)，并用孔用挡圈(6)固定，角接触球轴承(5)内圈与同步带轮(4)旋转轴轴肩接触，法兰旋转轴的末端用轴用挡圈(7)固定；第一电机(10)架在第一电机安装板(11)上，通过螺栓固定链接，同步带轮(9)的安装孔和第一电机(10)轴进行配合，用顶丝压紧；同步带轮(9)通过同步带(8)和同步带轮(4)进行传动；/n所述俯仰件设置在所述水平旋转件的同步带轮(4)上，所述俯仰件包括第二电机(12)、第二电机安装座(13)、第二法兰(14)和热红外红传感器(15)；第二电机(12)与第二电机安装座(13)通过螺栓固定连接，第二电机安装座(13)与第一法兰(3)固连，第二法兰(14)轴套在第二电机轴上通过螺纹顶丝固定，热红外传感器(15)安装在第二法兰(14)上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于智能机器人RGB-D-T信息感知的传感器集成装置，其特征在于：所述集成装置包括固定座(1)、RGB-D相机舱(2)、RGB-D相机、水平旋转件和俯仰件；
所述固定座(1)与RGB-D相机舱(2)固连，RGB-D相机舱(2)的一端设置有开口，RGB-D相机固定在RGB-D相机舱(2)内，且RGB-D相机的镜头向开口方向设置，RGB-D相机舱(2)和RGB-D相机通过螺栓固连；RGB-D相机舱(2)上方设置水平旋转件；
所述水平旋转件包括第一法兰(3)、同步带轮(4)、角接触球轴承(5)、孔用挡圈(6)、轴用挡圈(7)、同步带(8)、同步带轮(9)、第一电机(10)和第一电机安装板(11)；所述第一法兰(3)的一体旋转轴和同步带轮(4)通过平键连接在一起，RGB-D相机舱(2)顶部设糟，糟内放置角接触球轴承(5)，并用孔用挡圈(6)固定，角接触球轴承(5)内圈与同步带轮(4)旋转轴轴肩接触，法兰旋转轴的末端用轴用挡圈(7)固定；第一电机(10)架在第一电机安装板(11)上，通过螺栓固定链接，同步带轮(9)的安装孔和第一电机(10)轴进行配合，用顶丝压紧；同步带轮(9)通过同步带(8)和同步带轮(4)进行传动；
所述俯仰件设置在所述水平旋转件的同步带轮(4)上，所述俯仰件包括第二电机(12)、第二电机安装座(13)、第二法兰(14)和热红外红传感器(15)；第二电机(12)...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵立军，桂茜春，王珂，江欣恺，李瑞峰，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23