(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210698785.9 (22)申请日 2022.06.20 (71)申请人 重庆智泊特机 器人有限公司 地址 401329 重庆市九龙坡区高新区金凤 镇凤笙路21号1幢 申请人 重庆大学 (72)发明人 李奇敏　谭健强　李嘉宇　杨旭东　 黄森　 (74)专利代理 机构 重庆航图知识产权代理事务 所(普通合伙) 50247 专利代理师 孙方 (51)Int.Cl. G01B 11/00(2006.01) H04N 5/232(2006.01) G06V 10/22(2022.01)G06V 10/34(2022.01) G06V 10/44(2022.01) G06V 40/10(2022.01) (54)发明名称 一种激光辅助摄 像头定位装置 (57)摘要 本发明公开一种激光辅助摄像头定位装置， 包括支架和设置于支架上的摄像头、 控制装置、 激光发射单元、 激光定位装置； 所述摄像头， 用于 获取需要采集图像对象 的特征图像， 并将特征图 像传输到控制装置； 所述控制装置， 用于接收特 征图像和激光发射信号进行处理分析， 并根据分 析结果控制激光发射单元和激光定位装置。 本发 明提供的状在自动植发过程中通过确定毛囊位 置， 利用激光落点进行辅助实现了对存在大量相 似结构物体的坐标解算， 通过高清摄像头所拍摄 的图片对伺服电机进行控制， 之后对落点处进行 三维重建。 该装置为植发机器人装置中的子装 置， 负责与摄像头共同确定毛囊根部的位置， 为 整个植发系统提供坐标。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115096181 A 2022.09.23 CN 115096181 A 1.一种激光辅助摄像头定位装置， 其特征在于： 包括支架和设置于支架上的摄像头、 控 制装置、 激光发射单 元、 激光定位装置； 所述摄像头， 用于获取需要采集图像对象的特 征图像， 并将特 征图像传输 到控制装置； 所述控制装置， 用于接收特征图像和激光发射信号进行处理分析， 并根据分析结果控 制激光发射单 元和激光定位装置 。 2.如权利要求1所述的激光辅助摄像头定位装置， 其特征在于： 所述控制装置包括单片 机、 蓝牙模块、 固定铜柱； 所述单片机用来执 行所述激光 落点控制程序； 所述蓝牙模块， 用来接收激光追踪程序信号； 所述固定铜柱与支 架连接用于固定控制装置 。 3.如权利要求1所述的激光辅助摄像头定位装置， 其特征在于： 所述支架上海设置有控 制板支撑台， 所述控制板支撑台包括下平面、 上平面和固定平面； 所述下平面、 上平面分别 与固定平面连接， 所述下平面、 上平面分别与固定平面垂直连接 。 4.如权利要求1所述的激光辅助摄像头定位装置， 其特征在于： 所述激光定位装置包括 第一伺服电机、 第一同心定位零件、 电机壳体、 激光固定零件、 第二同心定位零件、 第二伺服 电机、 固定底座； 所述激光固定零件设置有用于安装激光发射单元的夹口， 所述激光固定零件设置有连 接第一伺服电机和第二伺服电机的连接部， 所述连接部具有两个圆盘结构， 所述圆盘结构 用于连接第一伺服电机和第二伺服电机， 所述圆盘结构中心通 孔轴线垂直； 所述第一伺服电机和第二伺服电机的两个电机轴互相垂直。 5.如权利要求1所述的激光辅助摄像头定位装置， 其特征在于： 所述激光定位装置还包 括设置于第二伺服电机底部的固定法兰盘， 所述固定法兰盘用于将第二伺服电机固定于支 架上， 所述第一同心定位零件为第一伺服电机同轴设置的同心 圆盘， 所述第二同心定位零 件为第二伺服电机同轴设置的同心圆盘， 所述第一同心定位 零件位于第一伺服电机与电机壳体之间； 所述第二同心定位 零件位于第二伺服电机与电机壳体之间； 所述第一同心定位零件具有与第 一伺服电机的电机轴直径相同的通孔， 所述通孔设置 有可放置轴承的凹槽； 所述第二同心定位零件具有与第 二伺服电机的电机轴直径相同的通孔， 所述通孔设置 有可放置轴承的凹槽 。 6.如权利要求1所述的激光辅助摄像头定位装置， 其特征在于： 所述激光发射单元包括 控制电路和激光发射源， 所述控制电路用于控制激光发射源点亮与熄灭。 7.如权利要求1所述的激光辅助摄像头定位装置， 其特征在于： 还包括固定板， 所述固 定板包括平板和设置平板 两侧的侧面板， 所述侧面板设置有通孔， 所述通孔数量至少两个， 且各通孔中心位于同一直线； 侧面板 的通孔中心直线互相平行； 所述侧面板通 孔中心直线所在平面与所述激光定位装置的固定底座所在平面平行； 所述平板设置有通孔， 所述通孔分布与 所述激光定位装置固定底座上设置的通孔分布 一致；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115096181 A 2所述平板具有与所述激光定位装置固定底座的形状相同的凹槽 。 8.如权利要求1所述的激光辅助摄像头定位装置， 其特征在于： 所述控制装置设置有激 光定位单 元和激光 落点控制单 元； 所述激光定位单元对所述激光发射单元的激光落点进行识别， 当激光落点落在物体上 时， 所述摄 像头对物体拍摄时可对激光 落点的位置实时监测并且可输出其像素坐标； 所述激光落点控制单元， 当所述激光追踪单元识别出激光落点的像素坐标时， 根据激 光落点的像素坐标和待提取特征物体的特征结构的像素坐标， 基于所述两个像素坐标进 行 PID闭环控制， 最终使所述激光落点的像素坐标与所述待提取特征物体的特征结构的像素 坐标重合， 从而 进行特征结构的特 征提取。 9.如权利要求8所述的激光辅助摄像头定位装置， 其特征在于： 所述控制装置设置有激 光追踪单 元， 所述激光追踪单 元按照以下步骤进行： (1)所述高清摄 像头拍摄具有激光 落点的物体； (2)将图像RGB空间转换到 HSV空间， 得到新图像； (3)对新图像HSV色彩空间进行筛 选， 得到新图像； (4)对新图像进行腐蚀操作， 得到新图像； (5)对新图像进行膨胀操作， 得到新图像； (6)再次对新图像进行腐蚀操作， 得到新图像； (7)对新图像进行查找轮廓； (8)对查找出来的轮廓进行 大小筛选； (9)将筛选出来的轮廓中心拟合成矩形； (10)解算矩形中心则为激光 点像素坐标。 10.如权利要求9所述的激光辅助摄像头定位装置， 其特征在于： 所述激光定位单元中 激光落点控制按照以下 过程进行： (1)激光落点像素坐标(X0， Y0)所述路径规划得到的毛囊像素坐标， 第一个毛囊(X1， Y1)； (2)计算两像素坐标X方向差值若差值大于设定值N， 则所述单片机向所述控制X方向的 伺服电机发出5个脉冲信号； (3)所述单片机向所述控制X方向伺服电机发射脉冲信号后再次对X方向的像素差值判 断， 若大于设定值 N则重复(2)； (4)直到X方向的像素坐标小于设定值N大于允许误差n， 所述单片机向所述控制X方向 的伺服电机发出1个脉冲信号； (5)所述单片机向所述控制X方向伺服电机发射脉冲信号后再次对X方向的像素差值判 断， 若设定值 N大于允许误差n则重复(4)； (6)直到X 方向的像素坐标小于允许误差n； (7)Y方向操作 与(2)～(6)X 方向相同； (8)当Y方向操作完成后， 再次对X 方向进行判断进行操作(4)； (9)每当一个方向操作完成后， 需对另一个方向进行判断， 直到X和Y方向的像素坐标差 值均小于允许误差n； (10)对下一毛囊进行操作， 步骤(1)～(9)。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115096181 A 3