CN205644076U - 一种agv视觉传感器动态亮度补偿装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及AGV机器人的技术领域，更具体地，涉及一种AGV视觉传感器动态亮度补偿装置。一种AGV视觉传感器动态亮度补偿装置，其中，包括AGV车体，AGV车体内设有光源控制装置、视觉传感器、车载计算机，设于AGV车体底部的车轮，所述的AGV车体外设有摄像头和多个补偿光源；所述的多个补偿光源连接光源控制装置，光源控制装置和视觉传感器均连接车载计算机。通过对在AGV车上安装的多个补偿光源进行分别调节实现对图像成像的亮度动态补偿。相对直接安装无控制光源，本装置具有调节粒度小，补偿效果好，不会造成二次干扰等特点。

Description

一种AGV视觉传感器动态亮度补偿装置

技术领域

本实用新型涉及AGV机器人的技术领域，更具体地，涉及一种AGV视觉传感器动态亮度补偿装置。

背景技术

(Automated Guided Vehicle，简称AGV)，通常也称为AGV小车，指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，工业应用中不需驾驶员的搬运车，以可充电之蓄电池为其动力来源。

视觉导航作为AGV导航方式中的一条重要分支，相对激光引导，电磁引导，超声引导等其他引导方式有着精度高，价格低廉，轨道铺设简单，容易维护等优点。但是由于外界环境光对***干扰大，对算法要求比较高，单纯使用补光灯只有开光两个状态，在特定的环境下存在过暗或亮的情况；其次存在反光物体表面造成二次干扰的情况；在不同的环境光下补偿效果差异比较大。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，针对外界环境干扰对AGV视觉传感器的影响，提供一种AGV视觉传感器动态亮度补偿装置，其结构简单，容易实现的视觉传感器动态光照补偿。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种AGV视觉传感器动态亮度补偿装置，其中，包括AGV车体，AGV车体内设有光源控制装置、视觉传感器、车载计算机，设于AGV车体底部的车轮，所述的AGV车体外设有摄像头和多个补偿光源；

所述的多个补偿光源连接光源控制装置，光源控制装置和视觉传感器均连接车载计算机。

本实用新型中，通过对在AGV车上安装的多个补偿光源进行分别调节实现对图像成像的亮度动态补偿。相对直接安装无控制光源，本装置具有调节粒度小，补偿效果好，不会造成二次干扰等特点。

本装置的目的是在光线变化的动态环境中，通过对AGV视觉传感器采集到的图像进行分析，动态调节补偿光源的亮度，降低外界环境光对AGV视觉成像的干扰。

具体的，本实用新型包含硬件设备以及控制算法两个部分。

硬件部分由多个分立的补偿光源，视觉传感器，车载计算机，光源控制装置组成，算法部分由在线控制模块与离线模块组成。

其步骤是，视觉传感器采集当前图像，传递到在线控制模块以及离线模块，在线模块计算后通过光源控制装置返回对多个分立的补偿光源的控制量，硬件电路调节分立补偿光源的亮度，离线模块在后台对图像分析，获取调节参数，计算完毕后更新到在线计算模块。

具体的，所述的多个补偿光源安装在摄像头的同一平面上。所述的多个补偿光源倾斜向下朝向路面。所述的多个补偿光源与路面夹角为10－90度。所述的多个补偿光源的光源与光源之间间隔设置且不在同一水平线上。所述的摄像头安装在AGV车体头部，以斜下的方向朝向路面。

地面图像采集通过摄像头采集地面信息后，添加上时间戳，本实用新型涉及的AGV主要摄像头是安装在小车头，以斜下的方向朝向路面，从而获取到更多关于线路的信息，补偿光源安装在摄像头同一平面，同样以斜下方向朝向路面，光源与光源之间有着一定的间距且不在同一水平线上。

与现有技术相比，有益效果是：本实用新型在动态环境下，采用多个补偿光源对视觉传感器的亮度进行补偿，基于提出的算法优化补偿效果，提高装置的抗干扰性以及避免补偿光源的二次干扰。

采用多个独立分立可调节的补偿光源，光源安装位置不在同一直线。

补偿光源的开光不依赖额外的光强度传感器，直接基于视觉传感器的数据进行控制。

设计了前后端分立的动态调节算法，在兼顾效率的前提下，通过训练学习的方式提高算法在不同的环境下的适应性。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图。

图2是本实用新型工作流程示意图。

图3是本实用新型算法说明示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

如图1所示，一种AGV视觉传感器动态亮度补偿装置，其中，包括AGV车体，AGV车体内设有光源控制装置、视觉传感器、车载计算机，设于AGV车体底部的车轮，所述的AGV车体外设有摄像头和多个补偿光源；

所述的多个补偿光源连接光源控制装置，光源控制装置和视觉传感器均连接车载计算机。

本实施例中，通过对在AGV车上安装的多个补偿光源进行分别调节实现对图像成像的亮度动态补偿。相对直接安装无控制光源，本装置具有调节粒度小，补偿效果好，不会造成二次干扰等特点。

本装置的目的是在光线变化的动态环境中，通过对AGV视觉传感器采集到的图像进行分析，动态调节补偿光源的亮度，降低外界环境光对AGV视觉成像的干扰。

具体的，所述的多个补偿光源安装在摄像头的同一平面上。所述的多个补偿光源倾斜向下朝向路面。所述的多个补偿光源与路面夹角为10－90度。所述的多个补偿光源的光源与光源之间间隔设置且不在同一水平线上。所述的摄像头安装在AGV车体头部，以斜下的方向朝向路面。

如图2、3所示，本实用新型包括以下步骤，地面图像采集，灰度变换，在线控制参数计算，离线控制参数训练，参数同步。

图像采集到的数据通过数据总线发送到车载计算机，车载计算机对每帧图像进行计算

同时每隔若干帧传递一帧图像到离线模块分析，在线分析的部分主要采用离线训练好的参数对进行计算。

在线控制计算过程如下

式(1-1)中,w_ij表示输入图像的像素对应的参数权值,b是一个偏置权值，用于补偿灯光中的个体差异，x表示图像每个像素点的灰度值，通过顺序排列转化为一维向量。active是一个激活函数,负责转化和限制输出量,y表示灯光控制量。

计算出来的结果y对应每一个补偿光源的控制量，车载计算机通过数据总线下发到光源控制器对光源强度进行调整。

离线分析过程如下：

离线分析过程运算时间长于在线计算控制，被分配到一个独立的计算核心进行，离线分析过程主要有以下几个步骤，1、图像以及其他信息输入2、参数优化，3、参数同步

在输入信息主要包括视觉传感器采集到的图像数据，车子的状态信息，以及估算的位置信息(其中状态信息以及位置信息为其他***的输出值，属于优化部分)。通过对输入的信息以及保存的历史信息进行计算对参数进行优化，主要采用梯度下降算法，以图像中采集到的目标清晰度为评估函数对参数矩阵进行调整。调整完毕的数据发送到在线计算部分供计算控制使用。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种AGV视觉传感器动态亮度补偿装置，其特征在于，包括AGV车体，AGV车体内设有光源控制装置、视觉传感器、车载计算机，设于AGV车体底部的车轮，所述的AGV车体外设有摄像头和多个补偿光源；

所述的多个补偿光源连接光源控制装置，光源控制装置和视觉传感器均连接车载计算机。

2.根据权利要求1所述的一种AGV视觉传感器动态亮度补偿装置，其特征在于：所述的多个补偿光源安装在摄像头的同一平面上。

3.根据权利要求2所述的一种AGV视觉传感器动态亮度补偿装置，其特征在于：所述的多个补偿光源倾斜向下朝向路面。

4.根据权利要求3所述的一种AGV视觉传感器动态亮度补偿装置，其特征在于：所述的多个补偿光源与路面夹角为10－90度。

5.根据权利要求4所述的一种AGV视觉传感器动态亮度补偿装置，其特征在于：所述的多个补偿光源的光源与光源之间间隔设置且不在同一水平线上。

6.根据权利要求1所述的一种AGV视觉传感器动态亮度补偿装置，其特征在于：所述的摄像头安装在AGV车体头部，以斜下的方向朝向路面。