深度相机及物品拣选系统的制作方法

1.本实用新型涉及3d相机，具体地，涉及一种深度相机及物品拣选系统。


背景技术：

2.近年来，随着电子产业的不断发展，具有深度传感功能的3d摄像头日渐受到工业以及消费电子界的重视。目前比较成熟的深度测量方法是结构光方案，即将特定的结构光图案投影在物体上，然后通过图案的形变或位移计算物体不同位置的深度。
3.基于结构光的三维成像需要主动去投射结构光到被测物体上，通过结构光的变形来确定被测物的尺寸参数，因此叫做主动三维测量。结构光的类型就分为很多种，包括点结构光，线结构光、面结构光以及编码光学图案等。结构光投射到待测物表面后被待测物的进行高度调制，被调制的结构光经摄像系统采集，传送至计算机内分析计算后可得出被测物的三维面形数据。
4.结构光常应用在一些工业抓取的应用场景中，在工业抓取的应用场景中需要实现待抓取物的准确成像，但是工业应用场景多种多样，对成像视野的需求也具有不同，单一的深度相机往往无法满足需要，配置多个相机会显著的增加成本。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种深度相机及物品拣选系统。
6.根据本实用新型提供的深度相机，包括主机和至少一组外置投射器模块；
7.每组所述外置投射器模块包括第一外置支架、第一外置投射器、第二外置支架以及第二外置投射器；
8.所述第一外置投射器通过所述第一外置支架连接所述主机的一侧面，所述第二外置投射器通过所述第二外置支架连接所述主机的二侧面；
9.不同组中所述外置投射器中外置支架具有不同的长度。
10.优选地，所述主机的一端部设置第一相机模块，另一端部设置有第二相机模块；
11.所述第一相机模块和所述第二相机模块之间的连线与所述第一外置投射器和所述第二外置投射器之间的连续呈十字交叉状态。
12.优选地，所述第一相机模块和所述第二相机模块之间设置有内置投射器模块和rgb相机模块。
13.优选地，所述主机包括壳体、上盖和后盖；
14.所述壳体的前端面上设置有与所述第一相机模块相对应的第一光孔，与所述第二相机模块相对应的第二光孔，与内置投射器模块相对应的第三光孔，与rgb相机模块相对应的第四光孔；
15.所述壳体的上端面与所述上盖可拆分连接；所述壳体的后端面与所述后盖可拆分连接。
16.优选地，所述第一相机模块、所述第二相机模块、所述内置投射器模块以及所述rgb相机模块分别通过一安装支架可拆分的安装在所述主机的底板上。
17.优选地，所述第一相机模块、所述第二相机模块、所述内置投射器模块以及所述rgb相机模块能够通过所述安装支架进行角度的调整。
18.优选地，所述外置投射器包括外置投射器前盖、投射器模组、外置投射器后壳以及外置投射器控制模块；
19.所述外置投射器前盖连接所述外置投射器后壳的前端面形成一安装空间；所述投射器模组和所述外置投射器控制模块设置在所述安装空间内；
20.所述外置投射器控制模块电连接所述投射器模组；
21.所述外置投射器前盖上设置有外置投射器光学玻璃板，所述投射器模组的出光口朝向所述外置投射器光学玻璃板。
22.优选地，还包括处理控制模块；
23.所述第一相机模块、所述第二相机模块、所述内置投射器模块以及所述rgb相机模块均电连接所述处理控制模块；
24.所述处理控制模块上设置有外置投射器接口、电源接口以及网络接口。
25.优选地，所述处理控制模块设置在所述后盖上；
26.所述后盖上设置有用于加强处理控制模块散热的后盖散热齿；
27.所述外置投射器接口、所述电源接口以及所述网络接口的自由端穿过所述后盖并外露于所述后盖上。
28.根据本实用新型提供的物品拣选系统，包括所述的深度相机，还包括：
29.第一单元、第二单元，用于储放或/和运输物料；
30.所述深度相机，其视觉扫描区域至少涵盖所述物料的储放或运输的第一单元，用于对所述物料进行视觉扫描，采集所述物料的目标深度图像，并根据所述目标深度图像生成物料的位姿信息；
31.机器人单元，与所述深度相机通信连接，用于接收所述位姿信息，并根据所述位姿信息以相应的抓取姿态抓取物料后移送至第二单元。
32.与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
33.在本实用新型中设置有主机和多组外置投射器模块，不同组中所述外置投射器中外置支架具有不同的长度，能够根据成像视野的需要，选择不同长度的外置支架，提高了深度相机的成像质量；
34.在本实用新型中所述第一相机模块、所述第二相机模块、所述内置投射器模块以及所述rgb相机模块分别通过一安装支架可拆分的安装在所述主机的底板上，因此能够根据应用场景更换所述第一相机模块、所述第二相机模块、所述内置投射器模块以及所述rgb相机模块或调整所述第一相机模块、所述第二相机模块、所述内置投射器模块以及所述rgb相机模块的朝向角度，扩大本实用新型的应用场景。
附图说明
35.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅
是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
36.图1为本实用新型实施例中深度相机的一种结构示意图；
37.图2为本实用新型实施例中深度相机的另一种结构示意图；
38.图3为本实用新型实施例中主机的爆炸示意图；
39.图4为本实用新型实施例中主机的内部结构示意图；
40.图5为本实用新型实施例中主机的俯视结构示意图；
41.图6为本实用新型实施例中主机的截面示意图；
42.图7为本实用新型实施例中外置投射器的爆炸示意图；
43.图8为本实用新型实施例中深度相机的模块示意图；以及
44.图9为本实用新型实施例中物品拣选系统的结构示意图。
45.图中：1为主机；101为处理控制模块；102为第一相机模块；103为内置投射器模块；104为rgb相机模块；105为第二相机模块；106为壳体；107为主机光学玻璃板；108为上盖；109为上盖密封垫；110为后盖密封垫；111为后盖；112为第一外置投射器接口；113为第二外置投射器接口；114为后盖散热齿；115为电源接口；116为网络接口；117为主机状态指示灯；118为安装支架；2为外置投射器模块；201为第一外置投射器；2011为第一投射器模组；2012为第二投射器模组；2013为外置投射器后壳散热齿；2014为外置投射器密封垫；2015为外置投射器后壳；2016为外置投射器控制模块；2017为外置投射器指示灯；2018为外置投射器光学玻璃板；2019为外置投射器前盖；202为第一外置支架；203为第二外置投射器；204为第二外置支架；3为目标物体；100为机器人单元；200为储料单元；300为深度相机。
具体实施方式
46.下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
47.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接即可以是用于固定作用也可以是用于电路连通作用。
48.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
49.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
50.本实用新型提供的一种深度相机，包括主机和至少一组外置投射器模块；
51.每组所述外置投射器模块包括第一外置支架、第一外置投射器、第二外置支架以及第二外置投射器；
52.所述第一外置投射器通过所述第一外置支架连接所述主机的一侧面，所述第二外置投射器通过所述第二外置支架连接所述主机的二侧面；
53.不同组中所述外置投射器中外置支架具有不同的长度。
54.在本实用新型中设置有主机和多组外置投射器模块，不同组中所述外置投射器中外置支架具有不同的长度，能够根据成像视野的需要，选择不同长度的外置支架，提高了深度相机的成像质量。
55.以上是本实用新型的核心思想，为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
56.图1为本实用新型实施例中深度相机的一种结构示意图，如图1所示，本实用新型提供的深度相机，包括主机1和至少一组外置投射器模块2；
57.每组所述外置投射器模块2包括第一外置支架202、第一外置投射器201、第二外置支架204以及第二外置投射器203；
58.所述第一外置投射器201通过所述第一外置支架202连接所述主机1的一侧面，所述第二外置投射器203通过所述第二外置支架204连接所述主机1的二侧面；
59.不同组中所述外置投射器中外置支架具有不同的长度。
60.所述主机1的一端部设置第一相机模块102，另一端部设置有第二相机模块105；
61.所述第一相机模块102和所述第二相机模块105之间的连线与所述第一外置投射器201和所述第二外置投射器203之间的连续呈十字交叉状态。
62.在本实用新型实施例中，所述第一相机模块102和所述第二相机模块105之间的连线与所述第一外置投射器201和所述第二外置投射器203之间的连续呈垂直的十字交叉状态。
63.图2为本实用新型实施例中深度相机的另一种结构示意图，如图2所示，图2中的第一外置支架202和第二外置支架204显著长于图1中的第一外置支架202和第二外置支架204。从而图2中的深度相机能够适用的视野范围更大。
64.图3为本实用新型实施例中主机的爆炸示意图，如图3所示，所述主机1包括壳体106、上盖108和后盖111；
65.所述壳体106的上端面与所述上盖108可拆分连接；所述壳体106的后端面与所述后盖111可拆分连接。
66.在本实用新型实施例中，所述壳体106的上端面与所述底板之间还设置有上盖密封垫109。所述壳体106的后端面与所述后盖111之间还设置有后盖密封垫110。
67.所述后盖111上设置有用于加强处理控制模块101散热的后盖散热齿114；
68.所述外置投射器接口、所述电源接口115以及所述网络接口116的自由端穿过所述后盖111并外露于所述后盖111上。
69.所述外置投射器接口包括第一外置投射器接口112和第二外置投射器接口113；所述第一外置投射器接口112用于连接第一外置投射器201；所述第二外置投射器接口113用于连接第二外置投射器203。
70.图4为本实用新型实施例中主机的内部结构示意图，如图4所示，所述第一相机模块102和所述第二相机模块105之间设置有内置投射器模块103和rgb相机模块104；
71.所述壳体106的前端面上设置有与所述第一相机模块102相对应的第一光孔，与所述第二相机模块105相对应的第二光孔，与内置投射器模块103相对应的第三光孔，与rgb相机模块104相对应的第四光孔；
72.所述第一光孔、所述第二光孔、所述第三光孔已经所述第四光孔的前端面上覆盖有主机光学玻璃板，以使得内置投射器模块103通过所述第三光孔、所述主机光学玻璃板投射结构光，所述第一相机模块102通过所述第一光孔、所述主机光学玻璃板接收目标物体反射后的结构光，所述第二相机模块105通过所述第二光孔、所述主机光学玻璃板接收目标物体反射后的结构光。所述rgb相机模块104通过所述第四光孔、所述主机光学玻璃板采集所述目标物体rgb图像。
73.图5为本实用新型实施例中主机的俯视结构示意图，如图5所示，所述上盖108上设置有主机状态指示灯117，所述主机状态指示灯117电连接处理控制模块101。
74.图6为本实用新型实施例中主机的截面示意图，如图6所示，所述第一相机模块102、所述第二相机模块105、所述内置投射器模块103以及所述rgb相机模块104分别通过一安装支架118可拆分的安装在所述主机1的底板上。
75.所述第一相机模块102、所述第二相机模块105、所述内置投射器模块103以及所述rgb相机模块104能够通过所述安装支架118进行角度的调整。
76.所述底板上设置有多个呈弧形排列的安装孔，当所述安装支架118与不同的安装孔配合时，能够调整所述第一相机模块102、所述第二相机模块105、所述内置投射器模块103以及所述rgb相机模块104的朝向角度。
77.因此能够根据应用场景更换所述第一相机模块102、所述第二相机模块105、所述内置投射器模块103以及所述rgb相机模块104或调整所述第一相机模块102、所述第二相机模块105、所述内置投射器模块103以及所述rgb相机模块104的朝向角度，扩大了本实用新型的应用场景。
78.图7为本实用新型实施例中外置投射器的爆炸示意图，如图7所示，所述外置投射器包括外置投射器前盖2019、投射器模组、外置投射器后壳2015以及外置投射器控制模块2016；
79.所述外置投射器前盖2019连接所述外置投射器后壳2015的前端面形成一安装空间；所述投射器模组和所述外置投射器控制模块2016设置在所述安装空间内；
80.所述外置投射器控制模块2016电连接所述投射器模组；
81.所述外置投射器前盖2019上设置有外置投射器光学玻璃板2018，所述投射器模组的出光口朝向所述外置投射器光学玻璃板2018。
82.在本实用新型实施例中，所述投射器模组包括第一投射器模组2011和第二投射器模组2012；第一投射器模组2011和第二投射器模组2012相邻设置。
83.所述外置投射器后壳2015设置有外置投射器后壳散热齿2013，以用于第一投射器
模组2011、第二投射器模组2012以及外置投射器控制模块2016的散热。
84.所述外置投射器前盖2019与所述外置投射器后壳2015之间设置有外置投射器密封垫2014，所述外置投射器前盖2019上设置有外置投射器指示灯2017，所述外置投射器指示灯2017用于指示所述外置投射器的工作状态。
85.图8为本实用新型实施例中深度相机的模块示意图，如图8所示，本实用新型提供的深度相机，还包括处理控制模块101；
86.所述处理控制模块101设置在所述后盖111上；
87.所述第一相机模块102、所述第二相机模块105、所述内置投射器模块103以及所述rgb相机模块104均电连接所述处理控制模块101；
88.所述处理控制模块101上设置有外置投射器接口、电源接口115以及网络接口116。
89.所述外置投射器接口包括第一外置投射器接口112和第二外置投射器接口113；所述第一外置投射器接口112用于连接第一外置投射器201；所述第二外置投射器接口113用于连接第二外置投射器203。
90.所述内置投射器模块103和/或外置投射器，用于向目标物体投射结构光，所述第一相机模块102，用于接收所述目标物体3反射后的结构光生成第一结构光图像，所述第二相机模块105，用于接收所述目标物体3反射后的结构光生成第二结构光图像，所述处理控制模块201，用于根据所述第一结构光图像和第二结构光图像的视差生成深度图像或3d图像。所述结构光包括点阵结构光、条纹结构光或编码结构光。
91.图9为本实用新型实施例中物品拣选机器人的结构示意图，如图9所示，本实用新型提供的物品拣选机器人，还包括：
92.第一单元、第二单元，用于储放或/和运输物料；
93.深度相机300，其视觉扫描区域至少涵盖所述物料的储放或运输的第一单元，用于对所述物料进行视觉扫描，采集所述物料的深度图像，并根据所述深度图像生成物料的位姿信息和存放位置；
94.机器人单元100，与所述深度相机300通信连接，用于接收所述位姿态信息和存放位置，根据所述位姿和所述存放位置判断目标物体3的放置状态，并根据所述放置状态对所述目标物体3进行拣取。
95.在本实用新型一实施例中，所述第一单元可以设置为储料单元200；
96.储料单元200，用于储放无序放置的物料，所述物料为所述目标物体3，如金属制品、盒体等任意物品；
97.机器人单元100，与所述深度相机300通信连接，用于接收所述位姿态信息和存放位置，根据所述位姿和所述存放位置判断目标物体3的放置状态，并根据所述放置状态对所述目标物体3进行拣取后移送至第二单位中。
98.所述第二单位可以设置为对拣选后的物料进行运输或存放，如设置为便于物品整齐排列的支撑架，
99.所述第二单位，还可以设置运输单元，使得所述机器人单元100能够将支撑架上的目标物体3移动至运输单元上。
100.所述深度相机300，设置在相机支架上。
101.在本实用新型实施例中设置有主机和多组外置投射器模块，不同组中所述外置投
射器中外置支架具有不同的长度，能够根据成像视野的需要，选择不同长度的外置支架，提高了深度相机的成像质量；在本实用新型实施例中所述第一相机模块、所述第二相机模块、所述内置投射器模块以及所述rgb相机模块分别通过一安装支架可拆分的安装在所述主机的底板上，因此能够根据应用场景更换所述第一相机模块、所述第二相机模块、所述内置投射器模块以及所述rgb相机模块或调整所述第一相机模块、所述第二相机模块、所述内置投射器模块以及所述rgb相机模块的朝向角度，扩大本实用新型的应用场景。
102.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
103.以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。