本公开实施例提供的视觉模组装置和机械臂，属于机器人技术领域，包括：外壳，外壳包括固定部和开合部，开合部的一端可枢接地连接在固定部上；软体，软体包括位于开合部的另一端的软体上侧和软体下侧，在软体上侧和软体下侧之间形成软体腔，软体上侧和软体下侧均通过软体固定部固定在外壳上；设置在固定部上的用于在软体下侧表面产生基于结构光原理的投影图案的投影器；设置在固定部上的用于捕获软体下侧表面图像的摄像头；与软体腔连接的用于调节软体腔刚度的刚度调节单元。本公开实施例提供的视觉模组装置和机械臂，融合了结构光系统对物体三维重建的快速、稳定及高精度性能，解决了结构光易受灯光影响及不宜移动的问题。了结构光易受灯光影响及不宜移动的问题。了结构光易受灯光影响及不宜移动的问题。
【技术实现步骤摘要】
视觉模组装置和机械臂
[0001]本公开实施例属于机器人
，特别涉及视觉模组装置和机械臂。
技术介绍
[0002]机器人对物体纹理、三维结构及受力等信息的感知及抓取能力是机器人智能操作的基础。目前机器人的触觉传感装置种类繁多，如压电式、电容式及光学式等触觉传感器，因压电式及电容式触觉传感器多为阵列式数值类非柔性传感器，光学式触觉传感器因其高分辨率、高柔性及纹理感知性能好等众多优势被誉为最有前景的触觉传感装置类型之一。但光学式触觉传感器的工作原理为通过处理相机拍摄到的软体形变或软体表面的标记点位移来获取触觉传感数据，此类触觉传感装置获取的物体纹理、三维结构、三维受力等信息效果较好，但因软体形变学相关知识至今仍存在众多难题，数据处理的方法多采用深度学习，即使用前需采集大量的数据集、耗时长，并且装置间的性能迁移能力差。同时，目前基于光学式触觉传感器对于物体的三维重建精度及耗时均劣于结构光系统对物体的三维重建能力。
[0003]结构光系统是目前三维重建精度最高、最快速的方法，基于结构光原理的三维重建方法众多且性能较为成熟、稳定性好，但是该系统易受光照影响且系统庞大、不宜移动(移动过后系统需重新校正)。
技术实现思路
[0004]本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005]为此，本公开第一方面实施例提供的视觉模组装置，基于结构光三维重建原理实现物体纹理、三维结构及三维受力等触觉信息的感知，并基于获取的触觉信息实现机器人的智能柔性抓取，本公开第一方面实施例提供的视觉模组装置，包括：
[0006]外壳，所述外壳包括固定部和开合部，所述开合部的一端可枢接地连接在所述固定部上；
[0007]软体，所述软体包括位于所述开合部的另一端的软体上侧和软体下侧，在所述软体上侧和所述软体下侧之间形成软体腔，所述软体上侧和所述软体下侧均通过软体固定部固定在所述外壳上；
[0008]投影器，所述投影器设置在所述固定部上，用于在所述软体下侧表面产生基于结构光原理的投影图案；
[0009]摄像头，所述摄像头设置在所述固定部上，所述摄像头用于捕获所述软体下侧表面的图像；和
[0010]刚度调节单元，所述刚度调节单元与所述软体腔连接，用于调节所述软体腔的刚度。
[0011]本公开第一方面实施例提供的视觉模组装置，具有以下特点及有益效果：
[0012]1、本装置保留了光学式触觉传感器感知分辨率高及柔性好的性能，避免了软体形
变处理复杂的问题；
[0013]2、本装置融合了结构光系统对物体三维重建的快速、稳定及高精度性能，解决了结构光易受灯光影响及不宜移动等问题；
[0014]3、本装置可使用结构光系统的所有方案和方法；
[0015]4、本装置实现了柔性抓取，适用于大多数物体的抓取，包括易碎、易损物体。
[0016]在一些实施例中，所述固定部上设置至少一个所述投影器。
[0017]在一些实施例中，所述固定部上设置至少一个所述摄像头。
[0018]在一些实施例中，所述软体上侧的表面为与物体接触的表面，所述软体下侧的表面为获取触觉信息的表面，所述软体腔用于抓取和释放物体。
[0019]在一些实施例中，所述软体下侧表面的图像中含有所述投影图案或者不含有所述投影图案。
[0020]在一些实施例中，所述投影图案所所述软体下侧表面发生的形变而发生改变。
[0021]在一些实施例中，所述开合部在物体轮廓超过外壳轮廓的方向上镂空。
[0022]在一些实施例中，所述刚度调节单元包括安装在所述固定部上的充吸部件以及连接于所述充吸部件和所述软体腔之间的气管。
[0023]在一些实施例中，所述气管的管口处的气流方向与所述软体上侧和所述软体下侧平行。
[0024]本公开第二方面实施例提供的机械臂，包括机械臂本体和设置在该机械臂本体上的视觉模组装置，该视觉模组装置采用本公开第一方面实施例提供的视觉模组装置。
附图说明
[0025]图1为本公开第一方面实施例提供的视觉模组装置的第一截面图。
[0026]图2为本公开第一方面实施例提供的视觉模组装置的第二截面图。
[0027]附图标记：
[0028]1—软体，1
‑
1—软体上侧，1
‑
2—软体下侧，1
‑
3—软体固定部，1
‑
4—软体腔；
[0029]2—外壳，2
‑
1—固定部，2
‑
2—开合部；
[0030]3—投影器；
[0031]4—摄像头；
[0032]5—刚度调节单元，5
‑
1—充吸部件，5
‑
2—气管。
具体实施方式
[0033]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，并不用于限定本申请。
[0034]相反，本申请涵盖任何由权利要求定义的在本申请精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本申请有更好的了解，在下文对本申请的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本申请。
[0035]参见图1、图2，本公开第一方面实施例提供的视觉模组装置，包括：
[0036]外壳2，外壳2包括固定部2
‑
1和开合部2
‑
2，开合部2
‑
2的一端可枢接地连接在固定部2
‑
1上，开合部2
‑
2的另一端为自由端；
[0037]软体1，软体1包括位于开合部2
‑
2的自由端且相对设置的软体上侧1
‑
1和软体下侧1
‑
2，在软体上侧1
‑
1和软体下侧1
‑
2之间形成软体腔1
‑
4，软体上侧1
‑
1和软体下侧1
‑
2均通过软体固定部1
‑
3固定在外壳2上，软体上侧1
‑
1表面为与物体接触的表面，软体下侧1
‑
2表面为获取触觉信息的表面，软体腔1
‑
4用于抓取和释放物体；
[0038]投影器3，投影器3设置在固定部2
‑
1上，用于向软体下侧1
‑
2表面投影基于结构光原理的编码图案，以在软体下侧1
‑
2表面产生投影图案，且该投影图案随软体下侧1
‑
2表面发生的形变而发生改变；
[0039]摄像头4，摄像头4设置在固定部2
‑
1上，摄像头4用于捕获软体下侧1
‑
2表面的图像；和
[0040]刚度调节单元5，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种视觉模组装置，其特征在于，包括：外壳，所述外壳包括固定部和开合部，所述开合部的一端可枢接地连接在所述固定部上；软体，所述软体包括位于所述开合部的另一端的软体上侧和软体下侧，在所述软体上侧和所述软体下侧之间形成软体腔，所述软体上侧和所述软体下侧均通过软体固定部固定在所述外壳上；投影器，所述投影器设置在所述固定部上，用于在所述软体下侧表面产生基于结构光原理的投影图案；摄像头，所述摄像头设置在所述固定部上，所述摄像头用于捕获所述软体下侧表面的图像；和刚度调节单元，所述刚度调节单元与所述软体腔连接，用于调节所述软体腔的刚度。2.根据权利要求1所述的视觉模组装置，其特征在于，所述固定部上设置至少一个所述投影器。3.根据权利要求1所述的视觉模组装置，其特征在于，所述固定部上设置至少一个所述摄像头。4.根据权利要求1所述的视觉模组装置，其特征在于，所述软体上侧的表面为与物体接触的表面，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙富春，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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