一种基于相机的农机自动导航避障装置的制作方法

1.本实用新型涉及自动导航技术领域，特别是一种基于相机的农机自动导航避障装置。

背景技术：

2.随着农业无人化的发展，农机作业自主导航越来越多的应用在现代农业中。由于在实地作业时会出现障碍物阻挡农机作业，但是传统的导航系统无法自动识别障碍物。而基于激光雷达的避障系统价格昂贵、不能识别障碍物的种类并且不能提供稠密点云数据，远远无法满足现有需求。

技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种基于相机的农机自动导航避障装置。
4.本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种基于相机的农机自动导航避障装置，包括前盖板与后盖板，所述前盖板与后盖板扣合在一起组成中空腔室，所述中空腔室内设置有主板，所述主板竖直固定连接在所述中空腔室内，所述主板上设置有相机、计算单元、惯性测量器、高速数据传输接口，所述相机、惯性测量器、高速数据传输接口分别连接所述计算单元，所述前盖板上设置有开孔，所述相机位于所述开孔内，所述后盖板上设置有接口开孔，所述高速数据传输接口位于所述接口开孔内。
5.进一步的，所述计算单元包括计算设备cpu、加速计算设备、存储介质。
6.进一步的，所述相机为2个，所述相机包括感光芯片、镜头、信号处理单元、双目同步模块。
7.进一步的，所述相机对称分布在所述主板的两侧，所述通孔对称分布在所述前盖板的两侧，所述高速数据传输接口位于所述主板的中部，所述接口开孔位于所述后盖板的中部。
8.进一步的，所述前盖板的前面设置有凹槽，所述前盖板上设置有滤光片，所述滤光片卡在所述凹槽内，所述滤光片覆盖所述通孔。
9.本实用新型具有以下优点：提供一种基于相机的视觉避障系统，同时该系统及方法适用于单目相机也适用于双目相机，实现了在农机自主导航作业过程中检测障碍物种类，并通过路径规划算法实现农机自动避障功能，相较于激光雷达的避障系统，成本低廉。
附图说明
10.图1是本实用新型的正面爆炸结构示意图。
11.图2是本实用新型的背面爆炸结构示意图。
12.图中，1、前盖板；2、后盖板；3、通孔；4、主板；5、计算单元；6、相机；7、惯性测量器；8、高速数据传输接口；9、接口开孔；10、滤光片。
具体实施方式
13.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
14.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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。
15.实施例1，如图1、图2所示，一种基于相机的农机自动导航避障装置，前盖板1与后盖板2共同组成外壳，前盖板1与后盖板2扣合在一起组成中空腔室，前盖板1与后盖板2之间通过背面的螺钉固定，中空腔室内通过螺钉固定有主板4，主板4竖直连接在中空腔室内，主板4上焊接双目相机6、计算单元5、惯性测量器7、高速数据传输接口8，相机6、惯性测量器7、高速数据传输接口8分别连接计算单元5，计算单元5用于处理相机的图片信息并检测农机作业范围内的障碍物信息，以及计算避障障碍物的深度距离信息，并把避障信息传输给上层应用，惯性测量器7用于测量避障装置的角加速度和加速度信息，实时反馈避障装置的角速度和角加速度，为计算避障装置的运动状态提供数据基础，前盖板1上开设2个通孔3，分别对称位于前盖板1的两侧，双目相机6的镜头位于通孔3内，后盖板2上开设接口开孔9，接口开孔9位于后盖板2的中部，高速数据传输接口8位于接口开孔9内，在接口开孔9内设计紧固螺钉，防止数据线接口松动，计算单元5包括计算设备cpu、加速计算设备、存储介质，相机6包括感光芯片、镜头、信号处理单元、双目同步模块，加速计算设备为gpu、npu，双目相机6将两个镜头拍摄的照片发送给处理单元5，处理单元5将2个相机的照片进行对比，并计算出障碍物的特征点。
16.实施例2，相机6为单个，相机6传输给处理单元5处理，处理单元5对比相邻帧之间的特征点，并计算出障碍物的特征点。
17.本实用新型的原理如下：相机驱动程序从相机中获取图片并传输给计算单元，计算单元对图片中的特征进行提取并匹配，计算图片中每一个像素对应的视差，并通过相机模型和标定参数计算视差对应的深度信息，获得物体相对于相机的三维坐标信息及障碍物种类，最后通过高速数据传输接口向外输出障碍物信息和避障信息和避障路径信息，相比激光雷达，成本更低，能够识别障碍物种类，同时装置小巧，适合安装各种农机设备上。
18.尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种基于相机的农机自动导航避障装置，其特征在于：包括前盖板(1)与后盖板(2)，所述前盖板(1)与后盖板(2)扣合在一起组成中空腔室，所述中空腔室内设置有主板(4)，所述主板(4)竖直固定连接在所述中空腔室内，所述主板(4)上设置有相机(6)、计算单元(5)、惯性测量器(7)、高速数据传输接口(8)，所述相机(6)、惯性测量器(7)、高速数据传输接口(8)分别连接所述计算单元(5)，所述前盖板(1)上设置有通孔(3)，所述相机(6)位于所述通孔(3)内，所述后盖板(2)上设置有接口开孔(9)，所述高速数据传输接口(8)位于所述接口开孔(9)内。2.根据权利要求1所述的一种基于相机的农机自动导航避障装置，其特征在于：所述计算单元(5)包括计算设备cpu、加速计算设备、存储介质。3.根据权利要求1所述的一种基于相机的农机自动导航避障装置，其特征在于：所述相机(6)为2个，所述相机(6)包括感光芯片、镜头、信号处理单元、双目同步模块。4.根据权利要求3所述的一种基于相机的农机自动导航避障装置，其特征在于：所述相机(6)对称分布在所述主板(4)的两侧，所述通孔(3)对称分布在所述前盖板(1)的两侧，所述高速数据传输接口(8)位于所述主板(4)的中部，所述接口开孔(9)位于所述后盖板(2)的中部。5.根据权利要求1所述的一种基于相机的农机自动导航避障装置，其特征在于：所述前盖板(1)的前面设置有凹槽，所述前盖板(1)上设置有滤光片(10)，所述滤光片(10)卡在所述凹槽内，所述滤光片(10)覆盖所述通孔(3)。

技术总结

本实用新型公开了一种基于相机的农机自动导航避障装置，包括前盖板与后盖板，前盖板与后盖板扣合在一起组成中空腔室，中空腔室内设置有主板，主板竖直固定连接在中空腔室内，主板上设置有相机、计算单元、惯性测量器、高速数据传输接口，相机、惯性测量器、高速数据传输接口分别连接计算单元，前盖板上设置有通孔，相机位于通孔内，后盖板上设置有接口开孔，高速数据传输接口位于接口开孔内。本实用新型实现了在农机自主导航作业过程中检测障碍物种类，并通过路径规划算法实现农机自动避障功能，相较于激光雷达的避障系统，成本低廉。成本低廉。成本低廉。