CN106687821A - 利用水平平面探测障碍物的装置以及实施所述装置的探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于装备平行于参考平面(12)地移动的移动载体(11)的障碍物探测装置(10)，其特征在于，其包括：·第一“水平”发射器(14)，其具有在基本上平行于参考平面(12)的第一虚拟平面(22)中延伸的第一水平电磁波束(15)，·第一图像传感器(5)，其能够覆盖预定用于与所述第一虚拟平面(22)相交以形成探测表面(71)的场区(36)，·以及图像分析器件，其用于通过对探测表面(71)上图像的存在进行探测来确定障碍物的存在。本发明还涉及实施所述装置的探测方法。

Description

利用水平平面探测障碍物的装置以及实施所述装置的探测 方法

技术领域

本发明涉及一种障碍物探测装置，所述障碍物探测装置被布置在可移动载体(运载工具)上并且特别地应用于导航领域。本发明还涉及一种使用所述装置的障碍物探测方法。

背景技术

当诸如机器人的可移动载体四处移动时，需要避免可移动载体和位于可移动载体在其中移动的环境中的障碍物之间的任何碰撞，例如以便避免损害可移动载体和/或障碍物。

对于任何可移动载体来说并且因此同样对于能够移动的机器人来说，非常重要的是将可移动载体及其环境中的元件的安全性考虑在内。载体及其环境中的元件的安全性特别地包括探测环境中的障碍物并且避免与这些障碍物碰撞。存在多种用于避免碰撞的技术。这些技术中的大部分涉及巨大的实施成本并且需要巨大的计算能力以便例如确定机器人在特定参照系中的位置。其他现有技术非常昂贵并且因此不适于在机器人中使用。

发明内容

本发明意在通过提出一种用于探测位于可移动载体的环境中的障碍物的装置和一种使用所述装置的方法来缓解上文中所提到的全部或者一些问题。

为此，本发明的一个主题是预定用于装配至能够平行于参考平面地移动的可移动载体的障碍物探测装置，其特征在于，所述障碍物探测装置包括：

·第一发射器，所述第一发射器被称为具有在基本上平行于参考平面的第一虚拟平面中延伸的第一水平电磁波束的水平发射器，

·第一图像传感器，所述第一图像传感器能够覆盖预定用于与所述第一虚拟平面相交以形成探测表面的场区，

·图像分析器件，所述图像分析器件能够通过对所述探测表面上的图像的存在进行探测来确定障碍物的存在。

根据一个实施例，所述载体具有沿着轴线X在第一方向上的偏好行进方向，并且所述装置还包括第一发射器和第二发射器，所述第一发射器被称为具有第一倾斜波束的倾斜发射器，所述第一倾斜波束在第一倾斜虚拟平面中沿着轴线X在第一方向上延伸并且与参考平面交叉(相割)，所述第二发射器被称为具有第二倾斜波束的倾斜发射器，所述第二倾斜波束在第二倾斜虚拟平面中沿着轴线X在第一方向上延伸并且与参考平面交叉(相割)。所述装置还包括第一图像传感器，所述第一图像传感器能够生成围绕所述第一和第二倾斜虚拟平面与参考平面的相交部的图像。

根据本发明的一个实施例，所述装置包括第一发射器和第一图像传感器，所述第一发射器被称为具有第一水平电磁波束的水平发射器，所述第一水平电磁波束在基本上平行于参考平面的第一虚拟平面中延伸，所述第一图像传感器能够生成所述第一虚拟平面和障碍物的相交部的图像。

根据另一实施例，所述第一虚拟平面形成围绕轴线X的角度扇区，并且所述装置还包括第二发射器，所述第二发射器被称为具有第二水平波束的水平发射器，所述第二水平波束在第二虚拟平面中沿着第一方向延伸，从而形成关于垂直于轴线X的轴线Y并且基本上平行于参考平面的角度扇区。所述装置包括第二图像传感器，所述第二图像传感器能够生成第二虚拟平面与障碍物的相交部的图像。所述装置包括第三发射器和第三图像传感器，所述第三发射器被称为具有第三水平波束的水平发射器，所述第三水平波束在第三虚拟平面中沿着与第一方向相反的第二方向延伸，从而形成关于轴线Y并且基本上平行于参考平面的角度扇区，所述第三图像传感器能够生成第三虚拟平面与障碍物的相交部的图像。

有利地，由第一水平波束形成的角度扇区以预定角度与由第二和第三水平波束形成的角度扇区间隔开。

有利地，所述角度扇区为120°。

根据另一实施例，所述装置还包括定位设施，所述定位设施用于定位被称为水平平面的虚拟平面，也就是说预定用于将所述被称为水平平面的虚拟平面按照使其不与参考平面相交的方式定位。

所述定位设施可以由控制回路构成，所述控制回路能够确定被称为水平平面的虚拟平面相对于参考平面的角度位置并且能够将新的角度位置传送至被称为水平发射器的、形成被称为水平平面的虚拟平面的发射器。

所述定位设施还可以由被称为水平平面的虚拟平面和参考平面之间的正角度构成。

根据另一实施例，所述装置还包括被称为铲形发射器的发射器，其具有在虚拟平面中延伸的铲形波束，所述虚拟平面被配置成沿着垂直于轴线X的直线与参考平面相交，并且所述第一图像传感器能够生成所述直线的图像。

有利地，所述波束或者多个波束是激光束。

有利地，所述装置包括控制器件，所述控制器件被配置成根据载体的行进方向选择性地关停发射器和传感器。

有利地，所述装置还包括处理电路，所述处理电路被配置成使通过发射器进行的波束发射序列化并且使波束发射与通过传感器进行的图像捕捉同步。

本发明的另一主题是一种使用所述装置的载体。

本发明的另一主题是一种使用所述装置的障碍物探测方法，其特征在于，所述障碍物探测方法包括以下步骤：

·发射能够形成可以与障碍物相交的虚拟平面的波束，

·虚拟平面与障碍物的相交部的图像的图像捕捉和生成，

·图像分析和障碍物确定。

根据一个实施例，根据本发明的方法还可以包含以下步骤：

·存储器存储由铲形波束形成的虚拟平面与参考平面的相交部的第一图像，

·存储器存储由铲形波束形成的虚拟平面与障碍物的相交部的第二图像，

·将第一图像和第二图像进行比较以便确定障碍物的位置。

所述可移动载体例如是机器人。该机器人可以具有轮子以允许其在参考平面上四处移动。本发明还适用于依靠腿来移动的类人机器人。

备选地，所述可移动载体可以是经由轮子与参考平面接触或者依靠气垫来平行于参考平面地四处移动的任何类型的载体。

本发明的另一主题是包括根据本发明的探测装置的类人机器人。

类人机器人是指展现出与人体的相似性的机器人。这可以是本体的上部或者仅仅是铰接臂(所述铰接臂终止于可比作人手的抓持器)。在本发明中，机器人本体的上部类似于人类躯干的上部。根据本发明的探测装置使得能够确定机器人的环境中的障碍物。

附图说明

通过阅读借助于示例给出的一个实施例的详细说明，本发明将被更好地理解并且进一步的优点将变得显而易见，所述说明通过附图来阐明，其中：

-图1描绘了由两个波束形成的虚拟平面，

-图2a描绘了根据本发明的装置的平面图，其显示了平行于参考平面的波束的虚拟平面，

-图2b描绘了根据本发明的装置的横截面图，其显示了基本上平行于参考平面的波束的虚拟平面，

-图2c描绘了允许相对于参考平面调整虚拟平面的角度位置的控制回路，

-图3描绘了由一个波束形成的虚拟平面和由两个波束形成的虚拟平面，

-图4a、4b、4c描绘了根据本发明的虚拟平面与障碍物的相交，

-图5描绘了由波束形成的虚拟平面和被图像捕捉装置所覆盖的场区，

-图6描绘了能够形成虚拟平面的波束的发射器，

-图7描绘了使用根据本发明的障碍物探测装置的类人机器人，

-图8描绘了使用根据本发明的障碍物探测装置的类人机器人的、包括轮子的底座的示例，

-图9示意性地描绘了处理器，所述处理器执行处理功能和使波束发射与图像捕捉同步的功能，

-图10示意性地显示了根据本发明的障碍物探测方法的步骤，

-图11a和图11b描绘了两种障碍物探测配置，

-图12示意性地显示了根据本发明的装置的侧视图，其显示了水平的、倾斜的和铲形的虚拟平面，

为了清楚起见，相同的元件将在各个附图中具有相同的附图标记。

具体实施方式

在说明书中，使用实施在机器人上且更特别地实施在借助于轮子四处移动的机器人上的示例来描述本发明。然而，本发明适用于任何可移动载体。可移动载体11具有沿着轴线X在第一方向上的偏好行进方向。

图1描绘了根据本发明的装置10的视图。预定用于装配至能够平行于参考平面12地移动的可移动载体11的障碍物探测装置10包括至少两个发射器34、35(所述至少两个发射器34、35具有能够在两个不同的方向上形成两个虚拟平面的电磁波束，所述两个虚拟平面可以与潜在障碍物相交)、至少一个能够生成虚拟平面与障碍物的相交部的图像的图像传感器5(图1中未绘出)、图像分析器件66(图1中未绘出)，所述图像分析器件66能够确定障碍物并且被配置成将所述图像与参考图像进行比较。换言之，所形成的虚拟平面与参考平面12相交并且因此形成直线。如果障碍物存在，那么所述线于是变形，并且所述线的变形揭示了障碍物的存在。因此，投射出虚拟平面，研究所获得的图像，并且经由虚拟平面和障碍物之间的相交线的变形实现障碍物的探测。

图1描绘了由被称为倾斜发射器的发射器34、35所形成的虚拟平面28、29。装置10包括第一发射器34，所述第一发射器34被称为具有第一倾斜波束30的倾斜发射器，所述第一倾斜波束30在第一倾斜虚拟平面28中沿着轴线X在第一方向上延伸并且与参考平面12交叉(相割)。装置10包括第二发射器35，所述第二发射器35被称为具有第二倾斜波束31的倾斜发射器，所述第二倾斜波束31在第二倾斜虚拟平面29中沿着轴线X在第一方向上延伸并且与参考平面12交叉(相割)。第一图像传感器5能够生成围绕倾斜虚拟平面28、29与参考平面12的相交部的图像。

图2a是根据本发明的装置的平面图，其显示了平行于参考平面12的波束的虚拟平面。

装置10包括第一发射器14和第一图像传感器5，所述第一发射器14被称为具有第一水平波束15的水平发射器，所述第一水平波束15在基本上平行于参考平面12的第一虚拟平面22中延伸，所述第一图像传感器5能够生成第一虚拟平面22与障碍物的相交部的图像。

因为可移动载体11具有沿着轴线X在第一方向上的偏好行进方向，所以第一虚拟平面22形成了关于轴线X的角度扇区，并且装置10还包括第二发射器16，所述第二发射器16被称为具有第二水平波束17的水平发射器，所述第二水平波束17在第二虚拟平面23中沿着第一方向延伸，从而形成关于垂直于轴线X的轴线Y并且基本上平行于参考平面12的角度扇区。装置10包括能够生成第二虚拟平面23与障碍物的相交部的图像的第二图像传感器6。所述装置包括第三发射器19，所述第三发射器19被称为具有第三水平波束20的水平发射器，所述第三水平波束20在第三虚拟平面24中沿着与第一方向相反的第二方向延伸，从而形成关于轴线Y并且基本上平行于参考平面12的角度扇区。装置10包括能够生成第三虚拟平面23与障碍物的相交部的图像的第三图像传感器7。

有利地，由第一水平波束15形成的角度扇区22以预定角度与由第二和第三水平波束17、20形成的角度扇区23、24间隔开。

所述角度扇区可以是60°并且所述预定角度可以是30°。还能够具有90°的角度扇区。有利地，所述角度扇区是120°并且所述预定角度是0°。该配置提供了对可移动载体11周围环境的完全覆盖。

被称为水平发射器的第一、第二和第三发射器14、16、19在距离参考平面12一定高度25的位置处定位在可移动载体11上(图2b中可见)。高度25例如可以是15cm或者10cm。为了探测到小的障碍物，高度25可以是5cm或3cm。分别由发射器14、16、19形成的虚拟平面22、23、24可以与位于大于高度25的高度处的障碍物相交或者与部分位于虚拟平面22、23或者24的水平处的障碍物相交。发射器14、16、19允许可比作全景探测的障碍物探测。

图像传感器5还可以是其自身能够捕捉三个虚拟平面22、23和24的图像的“大角度”图像传感器。

图2b描绘了根据本发明的装置的横截面图，其显示了基本上平行于参考平面12的波束15的虚拟平面22。此处将描述虚拟平面22，但是该描述的全部内容对于虚拟平面23和24同样有效。

有利地，根据本发明的探测装置包括器件67，以使得虚拟平面22在被图像传感器5覆盖的场区36中始终处于参考平面12之上。

虚拟平面22凭借其而在场区36中始终处于参考平面12之上的器件67可由控制回路构成，所述控制回路允许波束15的发射器14按照当可移动载体11运动时根据其方位来定向虚拟平面22的方式定向。因此，如果可移动载体11在不平坦的参考平面上移动，如图2c中所示，虚拟平面22可能被迫与参考平面12相交。陀螺仪68可以捕捉虚拟平面22相对于参考平面12的角度位置73。控制回路中的分析器件69拾取该信息并且将新的角度位置74传送至发射器14，所述发射器14于是按照将虚拟平面22定位在参考平面12之上的方式定向。当可移动载体11再次在完全平坦的表面上四处移动时，分析器件69将新的角度位置传送至发射器14，以使得虚拟平面22往回定位成基本上平行于参考平面12。

根据另一配置，所述定位设施由被称为水平平面的虚拟平面22和参考平面12之间的角度72构成。虚拟平面22因此可以被略微向上地定向。换言之，其与参考平面12形成了角度72，所述角度72是正角度。如此，虚拟平面22从不与参考平面12相交，即使当可移动载体11运动时。图像传感器5能够生成虚拟平面22与潜在障碍物的相交部的图像。

还能够限定探测表面71，所述探测表面71对应于虚拟平面22与由被图像传感器5覆盖的场区36形成的锥形体的相交部。虚拟平面22可能单独与大约具有大于或等于高度25的高度并且可能位于无限远处的潜在障碍物相交。因为正角度72和图像传感器5的场区36，探测表面71位于可移动载体11附近。因此，对潜在障碍物进行探测等同于对在探测表面71处图像的出现进行探测。

倾斜的波束30、31可以与小障碍物、孔或者较大障碍物相交，而水平波束15、17、20也许不能与之相交。

图3描绘了由被称为铲形发射器的发射器32所发射的铲形波束27所形成的虚拟平面26。装置10包括被称为铲形发射器的发射器32，其具有在虚拟平面26中延伸的铲形波束27，所述虚拟平面26被配置成沿着垂直于轴线X的直线与参考平面12相交。第一图像传感器5能够生成由虚拟平面26与参考平面12的相交产生的直线的图像。由发射器32形成的虚拟平面26可以与位于与虚拟平面26和参考平面12之间的距离33相对应的高度处的障碍物相交。这可以是放置在参考平面12上的大尺寸或者小尺寸的障碍物。对于其高度小于将参考平面12与水平虚拟平面分开的高度25的障碍物，这被发现是特别有利的应用。孔或者门挡可特别地作为障碍物的示例来提及。

图4a、4b和4c描绘了根据本发明的、虚拟平面26与障碍物的相交。载体11能够平行于参考平面12地移动。铲形波束27的铲形发射器32在虚拟平面26中延伸。虚拟平面26被配置成沿着垂直于轴线X的直线70与参考平面12相交，如图4a中所示。

换言之，由铲形波束27形成的虚拟平面26允许进行参考平面12的扫描。图像传感器5能够生成直线70的图像。图像分析器件能够确定障碍物的存在，所述分析器件被配置成将来自于传感器5的图像与参考图像进行比较。因此，所涉及到的是将线投射在图像传感器5的场区36中的参考平面12上。虚拟平面26的使用立即使得能够探测到线70的变形(如果障碍物存在的话)。此外，能够将位于虚拟平面26和参考平面12之间的体积中的所有事物存储于存储器中。因此，在与时间结合(即与可移动载体11的连续位置结合)并且与存储器存储结合的使用中，知晓了障碍物出现在可移动载体11的环境中的时刻。换言之，能够在不同时刻将由铲形波束27所形成的虚拟平面26与参考平面12相交的第一图像和第二图像存储于存储器中。将第一和第二图像进行比较以便确定障碍物的位置。障碍物可能位于固定参照系(参照框架)中或者位于与可移动载体11有关的参照系(参照框架)中。当可移动载体沿着轴线X在第一方向上移动时，但是也可以当可移动载体沿着与第一方向相反的方向移动时(也就是说当向前或向后移动时)，可执行上述障碍物的探测和定位。于是，能够在可移动载体11与障碍物碰撞之前使其减速和停止或者使其转换路径。最后，线70消失的极端情况意味着可移动载体1靠近峭壁或者楼梯台阶，因为图像传感器5当时不再能够生成直线70的图像，所述直线70当时位于比参考平面12更低的水平处。反之，一旦图像传感器5能够生成图像，也就是说虚拟平面26中断，则这意味着可移动载体11可以在没有落入空隙(峭壁、楼梯等)中的风险的情况下在参考平面12上向前和向后移动，或者意味着可移动载体11附近存在障碍物。

应当指出，铲形波束可以与其他倾斜波束和水平波束无关地单独使用。同样，完全能够仅仅使用倾斜波束。最后，能够一起使用多个波束，例如，铲形波束与水平波束、铲形波束与倾斜波束、倾斜波束与水平波束或者两个或更多波束的其他组合。

因此，所述六个波束15、17、20、27、30、31允许装置10利用虚拟平面和位于附近环境中的任何障碍物形成相交部。

图5描绘了由倾斜波束30、31形成的虚拟平面28、29和被图像传感器5所覆盖的场区36的侧视图。分别由波束30、31形成的虚拟平面28、29可以与障碍物相交。图像传感器5于是可以生成虚拟平面28、29与障碍物的相交部的图像。图像分析器件(未在附图中绘出)进而能够确定障碍物，所述图像分析器件被配置成将所获得的图像与参考图像进行比较。

更具体地，虚拟平面26、28、29与参考平面12(在大多数情况下参考平面12对应于可移动载体11在其上移动的地面)相交并且因此形成直线。如果存在障碍物，那么因此形成的线受扰，并且所述线的受扰揭示了障碍物的存在。

重要的是应当注意到，图像传感器5(例如，摄像机)有利地与波束发射器同步，从而允许波束发射器仅仅在图像传感器5的曝光时间期间活动。还需要将决定实施曝光的时刻(例如，由布置在可移动载体11中的处理器PROC作出曝光决定的时刻)和图像传感器实际捕捉图像的时刻之间的偏移(偏差)考虑在内。

同样特别有利的是使用共同的脉冲来使所有波束发射装置相对于彼此序列化。该协同使得能够避免多个波束之间的干扰，而所述干扰会将不正确的信息提供至图像捕捉装置和图像分析装置。

为此，如图9中所示，装置10包括控制器件8，所述控制器件8被配置成根据载体11的行进方向选择性地关停发射器和传感器。这使得能够降低装置10的能量消耗。

装置10还包括处理电路9，所述处理电路9被配置成使通过发射器进行的波束发射序列化并且使波束发射与通过传感器进行的图像捕捉同步。因此，依据可移动载体11所处的配置，波束被相继或者同时发射。并且，在每次波束发射时，相关联的图像传感器捕捉图像。例如，为了获得可移动载体11的环境的全景图，三个水平波束15、17、20被同时发射并且三个图像传感器5、6、7各自生成图像。如果需要沿着轴线X的偏好行进方向的视图，则第一水平波束可以在被称为铲形波束的波束之前发射，并且相应的图像传感器5被按序启动，从而在水平波束发射的同时捕捉第一图像，随后在被称为铲形波束的波束发射的同时捕捉第二图像。

图6描绘了发射能够形成虚拟平面28的波束30的发射器34。有利地，所述波束发射器被固定在可移动载体11上，以便避免在可移动载体11中和/或在可移动载体11上具有活动部件。所述波束发射器的附接因此在可移动载体11运输时赋予良好的稳固性并且避免了活动部件的振动。

有利地，所述波束或者多个波束是激光束。

根据本发明的装置10还可以具有可用的曝光控制器件，所述可用的曝光控制器件可以由将所发射波束的光和环境之间的对比增强的对比增强运算器构成。所述控制器件可以特别地允许装置10仅仅考虑可移动载体11的附近环境中被称为安全性区域的区域。因此，确定障碍物的精确性得以提高。

因为不能以严格准确的几何结构和尺寸来生产部件，并且为了使部件能够执行其在机构中的功能，所以限定了公差(尺寸公差和几何公差)。这些公差可以对测量的精确性具有影响。装置10可以具有对其可用的用于校准图像传感器5的倾斜角度和波束15、17、20的发射器14、16、19的倾斜角度的机构。上述校准机构通常被用于已知的环境中并且确保了测量的良好精确性并因此确保了障碍物确定的良好精确性。

图7描绘了使用根据本发明的障碍物探测装置10的类人机器人37。

图8描绘了类人机器人的包括轮子51的底座50的一个示例，所述类人机器人使用了根据本发明的障碍物探测装置。

图9示意性地描绘了处理器PROC，所述处理器PROC执行处理功能和使波束发射与图像捕捉同步的功能。

图10示意性地显示了根据本发明的障碍物探测方法中的步骤。所述探测方法使用如上文所述的探测装置。所述障碍物探测方法包括以下步骤：

·发射能够形成可以与障碍物相交的虚拟平面的波束(步骤100)，

·虚拟平面和障碍物的相交部的图像的图像捕捉和生成(步骤110)，

·图像分析和障碍物的确定(步骤120)。

所述方法还包括以下步骤：

·存储器存储由铲形波束(27)形成的虚拟平面(26)与参考平面(12)的相交部的第一图像(步骤130)，

·存储器存储由铲形波束(27)形成的虚拟平面(26)与障碍物的相交部的第二图像(步骤130)，

·将第一和第二图像进行比较(步骤140)以便确定障碍物的位置(步骤150)。

图11a和图11b描绘了两种障碍物探测配置。在图11a中，单个虚拟平面60与障碍物相交。在图11b中，通过根据本发明的探测装置，两个虚拟平面65、66彼此相交并且与障碍物相交。在上述两种配置中，存在两个相似的障碍物61、62(在所绘的示例中是两个立方体)：其中一个障碍物61小并靠近可移动载体11，第二个障碍物62大并距离可移动载体11较远。在图11a中，虚拟平面60与小立方体61相交。同样，虚拟平面60与大立方体62相交。虚拟平面60和小立方体61之间的相交部63以及虚拟平面60和大立方体62之间的相交部64各自形成一条线。然而，因为两个立方体61、62之间尺寸方面的差别和与小立方体61相比、大立方体62离开可移动载体11较远，所以两条相交线63、64被图像传感器等同地感知到。在图11b中，两个虚拟平面65、66彼此相交并且另一方面与靠近可移动载体11的小立方体61相交，以形成相交线67。两个虚拟平面65、66也彼此相交但未与大立方体62相交，所述大立方体62太远以致两个虚拟平面65、66之间的相交部68不能跟与大立方体62的相交部重合。因此，通过处于不同方向上并且彼此相交的两个虚拟平面实现的障碍物探测允许更精确地确定障碍物。

在已经确定了障碍物(步骤120)之后，载体11能够执行进一步的活动。举例来说，改变路径的导航活动或者停止。根据本发明的装置10还可以具有对其可用的参考图像库。这些参考图像对应于预定图像，所述预定图像除了障碍物探测之外还允许通过比较由图像传感器5生成的图像与参考图像来进行障碍物识别。如此执行的图像分析可特别地允许可移动载体11识别其充电底座并向着所述充电底座的方向行进以便对其电池进行充电。

图12示意性地显示了根据本发明的装置10的侧视图，其显示了水平的虚拟平面(仅仅绘出平面22)和倾斜的虚拟平面28、29以及铲形虚拟平面26。

有利地，在图像捕捉和障碍物确定(步骤110)之后，将障碍物的位置以笛卡尔坐标的形式传达至包含轴线X和轴线Y的参照系中。这允许压缩被传送的信息。

最后，能够降低由图像传感器所捕捉的图像的分辨率，以便降低装置10的成本。再次着眼于降低装置10的成本，还能够使用一个单处理器来管理所有波束发射器和图像传感器。

Claims (14)

1.一种障碍物探测装置(10)，所述障碍物探测装置(10)预定用于装配至可移动载体(11)，所述可移动载体(11)具有沿着轴线X在第一方向上的、平行于参考平面(12)的偏好行进方向，其特征在于，所述障碍物探测装置(10)包括：

·第一发射器(14)，所述第一发射器(14)被称为具有第一水平电磁波束(15)的水平发射器，所述第一水平电磁波束(15)在基本上平行于参考平面(12)的第一虚拟平面(22)中延伸，

·第一图像传感器(5)，所述第一图像传感器(5)能够覆盖预定用于与所述第一虚拟平面(22)相交以形成探测表面(71)的场区(36)，

·图像分析器件，所述图像分析器件能够通过对所述探测表面(71)上图像的存在进行探测来确定障碍物的存在，

所述第一虚拟平面(22)形成围绕轴线X的角度扇区，并且所述装置(10)还包括：

·第二发射器(16)，所述第二发射器(16)被称为具有第二水平波束(17)的水平发射器，所述第二水平波束(17)在第二虚拟平面(23)中沿着第一方向延伸，从而形成关于垂直于轴线X的轴线Y并且基本上平行于参考平面(12)的角度扇区，

·第二图像传感器(6)，所述第二图像传感器(6)能够生成所述第二虚拟平面(23)与障碍物的相交部的图像，

·第三发射器(19)，所述第三发射器(19)被称为具有第三水平波束(20)的水平发射器，所述第三水平波束(20)在第三虚拟平面(24)中沿着与第一方向相反的第二方向延伸，从而形成关于轴线Y并且基本上平行于参考平面(12)的角度扇区，

·第三图像传感器(7)，所述第三图像传感器(7)能够生成所述第三虚拟平面(24)与障碍物的相交部的图像。

2.根据权利要求1所述的装置(10)，其特征在于，所述载体(11)还包括：

·第一发射器(34)，所述第一发射器(34)被称为具有第一倾斜波束(30)的倾斜发射器，所述第一倾斜波束(30)在第一倾斜虚拟平面(28)中沿着轴线X在第一方向上延伸并且与参考平面(12)交叉，

·第二发射器(35)，所述第二发射器(35)被称为具有第二倾斜波束(31)的倾斜发射器，所述第二倾斜波束(31)在第二倾斜虚拟平面(29)中沿着轴线X在第一方向上延伸并且与参考平面(12)交叉，

并且所述第一图像传感器(5)能够生成围绕所述第一和第二倾斜虚拟平面(28、29)与参考平面(12)的相交部的图像。

3.根据前述权利要求之一所述的装置(10)，其特征在于，由所述第一水平波束(15)形成的所述角度扇区(22)以预定角度与由所述第二和第三水平波束(17、20)形成的所述角度扇区(23、24)间隔开。

4.根据权利要求3所述的装置(10)，其特征在于，所述角度扇区为120°。

5.根据权利要求1至4之一所述的装置(10)，其特征在于，其还包括定位设施，所述定位设施用于定位被称为水平平面的虚拟平面(22)，也就是说预定用于将所述被称为水平平面的虚拟平面(22)按照使其不与参考平面(12)相交的方式定位。

6.根据权利要求5所述的装置(10)，其特征在于，所述定位设施由控制回路构成，所述控制回路能够确定被称为水平平面的虚拟平面(22)相对于参考平面(12)的角度位置(73)并且能够将新的角度位置(74)传送至被称为水平发射器的、形成被称为水平平面的虚拟平面(22)的发射器(14)。

7.根据权利要求5所述的定位装置(10)，其特征在于，所述定位设施由波束(15)的发射器(14)的定向构成，所述波束(15)的发射器(14)的定向使得，按照在被称为水平平面的虚拟平面(22)和参考平面(12)之间形成正角度(72)的方式定向被称为水平平面的虚拟平面(22)。

8.根据权利要求1至7之一所述的装置(10)，所述载体(11)具有沿着轴线X在第一方向上的偏好行进方向，其特征在于，所述装置(10)还包括：

·被称为铲形发射器的发射器(32)，其具有在虚拟平面(26)中延伸的铲形波束(27)，所述虚拟平面(26)被配置成沿着垂直于轴线X的直线与参考平面(12)相交，

·图像分析器件，

所述第一图像传感器(5)能够生成所述直线的图像，并且所述图像分析器件能够通过探测所述直线的变形来确定障碍物的存在。

9.根据权利要求1至8之一所述的装置(10)，其特征在于，其包括控制器件(8)，所述控制器件(8)被配置成根据载体(11)的行进方向选择性地关停发射器(14、16、19、32、34、35)和传感器(5)。

10.根据权利要求1至9之一所述的装置(10)，其特征在于，其还包括处理电路(9)，所述处理电路(9)被配置成使通过发射器(14、16、19、32、34、35)进行的波束(15、17、20、27、30、31)的发射序列化并且使波束(15、17、20、27、30、31)的发射与通过传感器(5、6、7)进行的图像捕捉同步。

11.根据前述权利要求之一所述的装置(10)，其特征在于，所述波束或多个波束(15、17、20、27、30、31)是激光束。

12.载体(11)，其特征在于，所述载体(11)包括根据前述权利要求之一所述的障碍物探测装置(10)。

13.使用根据权利要求1至11之一所述的装置(10)的障碍物探测方法，其特征在于，所述障碍物探测方法包括以下步骤：

·发射能够形成可以与障碍物相交的虚拟平面(22、23、24、26、28、29)的波束(15、17、20、27、30、31)，

·虚拟平面(22、23、24、26、28、29)与障碍物的相交部的图像的图像捕捉和生成，

·图像分析和障碍物确定。

14.根据前一权利要求所述的探测方法，其特征在于，其还包含以下步骤：

·存储器存储由铲形波束(27)形成的虚拟平面(26)与参考平面(12)的相交部的第一图像，

·存储器存储由铲形波束(27)形成的虚拟平面(26)与障碍物的相交部的第二图像，

·将所述第一图像和所述第二图像进行比较以便确定障碍物的位置。