Przedmiotem wynalazku jest układ kamer robota mobilnego, zdalnie sterowanego przez operatora i wyposażonego w co najmniej dwie kamery wizyjne, ułatwiające operatorowi obserwację najbliższego otoczenia robota.The subject of the invention is a system of cameras of a mobile robot, remotely controlled by an operator and equipped with at least two vision cameras, making it easier for the operator to observe the immediate surroundings of the robot.
Roboty mobilnego to kategoria urządzeń, które posiadają zdolność do poruszania się w swoim środowisku, czyli nie są przypisane do jednej lokalizacji fizycznej, w przeciwieństwie do robotów przemysłowych. Najbardziej znane są roboty mobilne lądowe, przemieszczające się w terenie na podwoziu kołowym, gąsienicowym lub gąsienicowo-kołowym, będące częścią tzw. platformy jezdnej robota mobilnego. Platforma jezdna typowego robota mobilnego zawiera korpus mieszczący układ sterowania robotem oraz układ jezdny połączony z tym korpusem i jest w zasadzie niezależna od konkretnego manipulatora i dodatkowego osprzętu, jaki zostanie na niej w danym momencie zamontowany. Każda platforma jezdna robota mobilnego, będąca w istocie rodzajem pojazdu, ma naturalny kierunek jazdy, tożsamy z osią wzdłużną jej korpusu. Oś ta w konsekwencji definiuje pierwszy i drugi koniec korpusu, a tym samym i jego prawy i lewy bok. Tak zdefiniowany pierwszy i drugi koniec platformy jezdnej można utożsamić z przodem i tyłem robota. W znanych robotach mobilnych korpus platformy jezdnej wyposażony jest często w dwie kamery wizyjne, jedną na przodzie robota i skierowaną do przodu oraz jedną z tyłu robota i skierowaną do tyłu. Taki układ kamer jest jednak niewystarczający w wielu przypadkach, na przykład gdy operuje on w ciasnych pomieszczeniach lub między przeszkodami.Mobile robots are a category of devices that have the ability to move around in their environment, i.e. they are not assigned to one physical location, unlike industrial robots. The best known are land mobile robots that move in the field on a wheeled, tracked or tracked-wheeled chassis, which are part of the so-called mobile robot traveling platform. The travel platform of a typical mobile robot includes a body housing a robot control system and a driving system connected to the body, and is essentially independent of the particular manipulator and additional equipment that will be mounted thereon at any given time. Each trolley of a mobile robot, which is in fact a type of vehicle, has a natural direction of travel, identical with the longitudinal axis of its body. This axis consequently defines the first and second ends of the body and thus its right and left sides. The first and second ends of the road platform defined in this way can be identified with the front and back of the robot. In known mobile robots, the chassis of the roadbed is often equipped with two vision cameras, one at the front of the robot and one directed to the front and one at the rear of the robot and directed backwards. However, this camera arrangement is insufficient in many cases, for example when it operates in tight spaces or between obstacles.
Celem wynalazku jest układ kamer umożliwiający operatorowi robota mobilnego większą niż dotychczas precyzję jego sterowania.The aim of the invention is a camera system enabling the operator of a mobile robot to be more precise than before.
Cel taki spełnia układ kamer robota mobilnego, mającego platformę jezdną, zawierającą korpus mieszczący układ sterowania robotem, oraz połączony z tym korpusem układ jezdny. Naturalny kierunek jazdy platformy jezdnej wyznacza oś wzdłużną jej korpusu, prawy i lewy bok korpusu oraz pierwszy i drugi jego koniec. Wynalazek charakteryzuje się tym, że stanowią go pierwsza, druga, trzecia i czwarta kamera oraz połączony z tymi kamerami układ przetwarzania obrazów. Pierwsza kamera zamontowana jest na lewym boku korpusu, w pobliżu jego pierwszego końca. Druga kamera robota zamontowana jest na prawym boku korpusu, w pobliżu jego pierwszego końca. Trzecia z kamer zamontowana jest na lewym boku korpusu, w pobliżu jego drugiego końca. Czwarta kamera zamontowana jest na prawym boku korpusu w pobliżu jego drugiego końca. Pierwsza kamera skierowana jest w stronę trzeciej kamery, a druga kamera skierowana jest w stronę czwartej kamery robota. Trzecia kamera skierowana jest w stronę pierwszej kamery, a czwarta kamera skierowana jest w stronę drugiej kamery tego robota.Such a purpose is fulfilled by a camera arrangement of a mobile robot having a mobile platform, including a body housing a robot control system, and a driving system connected to the body. The natural direction of travel of the road platform is determined by the longitudinal axis of its body, the right and left sides of the body and its first and second ends. The invention is characterized in that it is comprised of first, second, third and fourth cameras and an image processing system associated with these cameras. The first camera is mounted on the left side of the body near its first end. The second robot camera is mounted on the right side of the body near its first end. The third camera is mounted on the left side of the body, near its other end. The fourth camera is mounted on the right side of the body near its other end. The first camera is facing the third camera and the second camera is facing the fourth robot camera. The third camera is facing the first camera and the fourth camera is facing the second camera of this robot.
Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji został poniżej szczegółowo opisany i przedstawiony na rysunku, w schematycznym widoku od góry.The subject of the invention in an exemplary embodiment is described in detail below and shown in the drawing in a schematic top view.
Przykładowy robot mobilny ma platformę jezdną, zawierającą korpus 1 i połączony z tym korpusem nieuwidoczniony na rysunku znany układ jezdny. W korpusie 1 umieszczony jest znany układ sterowania robotem 2. Naturalny kierunek jazdy platformy jezdnej wyznacza oś wzdłużną 3 korpusu 1, a w konsekwencji oś ta wyznacza pierwszy 4 i drugi 5 koniec tego korpusu oraz jego lewy 6 i prawy 7 bok. Robot mobilny zawiera także pierwszą 8, drugą 8', trzecią 8 i czwartą 8' kamerę. Wszystkie te cztery kamery połączone są z układem przetwarzania obrazów 9 i ze wspomnianym układem sterowania 2. Pierwsza kamera 8 zamontowana jest na lewym boku 6 korpusu 1 w pobliżu jego pierwszego końca 4. Druga kamera 8' zamontowana jest na prawym boku 7 korpusu 1, w pobliżu jego pierwszego końca 4. Trzecia kamera 8 zamontowana jest na lewym boku 6 korpusu 1 w pobliżu jego drugiego końca 5. Czwarta kamera 8' zamontowana jest na prawym boku 8 korpusu 1 w pobliżu jego drugiego końca 5. Pierwsza kamera 8 skierowana jest w stronę trzeciej kamery 8, a druga kamera 8' skierowana jest w stronę czwartej kamery 8'. Trzecia kamera 8 skierowana jest w stronę pierwszej kamery 8, a czwarta kamera 8' skierowana jest w stronę drugiej kamery 8'. Robot mobilny może być wyposażony w nieuwidocznione na rysunku oświetlacze, emitujące światło białe lub promieniowanie podczerwone i oświetlające przestrzeń obserwowaną przez kamery 8, 8', 8 i 8', ułatwiając tym operatorowi sterowanie robotem w warunkach niedostatecznej widoczności, np. w nocy. Obrazy z kamer 8, 8', 8 i 8' mogą być wyświetlane na monitorze stanowiska operatorskiego w różnych trybach, na przykład obraz z pojedynczej kamery, obrazy z dwóch kamer w układzie PIP (obraz w obrazie) albo obraz z czterech kamer jednocześnie.An exemplary mobile robot has a mobile platform comprising a body 1 and a known driving system connected to this body, not shown in the drawing. A known robot control system 2 is placed in the body 1. The natural direction of travel of the road platform is determined by the longitudinal axis 3 of the body 1, and consequently this axis defines the first 4 and second 5 ends of this body and its left 6 and right 7 sides. The mobile robot also includes a first 8, second 8 ', third 8 and fourth 8' cameras. All these four cameras are connected to the image processing system 9 and to the aforementioned control system 2. The first camera 8 is mounted on the left side 6 of the body 1 near its first end 4. The second camera 8 'is mounted on the right side 7 of the body 1, in near its first end 4. The third camera 8 is mounted on the left side 6 of the body 1 near its second end 5. The fourth camera 8 'is mounted on the right side 8 of the body 1 near its second end 5. The first camera 8 is directed towards of the third camera 8 and the second camera 8 'is facing the fourth camera 8'. The third camera 8 is facing the first camera 8 and the fourth camera 8 'is facing the second camera 8'. The mobile robot can be equipped with illuminators not shown in the drawing, emitting white light or infrared radiation and illuminating the space observed by the cameras 8, 8 ', 8 and 8', making it easier for the operator to control the robot in conditions of insufficient visibility, e.g. at night. The images from the cameras 8, 8 ', 8 and 8' can be displayed on the monitor of the operator station in various modes, for example the image from a single camera, images from two cameras in a PIP arrangement (picture in picture) or an image from four cameras simultaneously.