CN110119136A - 自移动设备及其障碍物检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自移动设备，包括机身、行走机构、控制装置及障碍物检测系统障碍物检测系统，控制装置用于控制自移动设备的行走和工作；障碍物检测系统障碍物检测系统包括面传感器及判断模块，面传感器布设于机身至少部分表面，用于感应面传感器的周边环境并生成对应的感应信号；判断模块用于根据面传感器产生的感应信号判断自移动设备是否接近或碰撞障碍物。当自移动设备相对障碍物的接近度达到预设程度，面传感器产生感应信号，判断模块可检测出该感应信号，从而判断出自移动设备是否发生了碰撞或过于靠近障碍物。如此，可精确检测出微小障碍物或微小碰撞力，以减少自移动设备对例如花、果蔬菜地等植被的破坏。还提供一种自移动设备的障碍物检测方法。

Description

自移动设备及其障碍物检测方法

技术领域

本发明涉及行走设备技术领域，特别是涉及一种自移动设备及其障碍物检测方法。

背景技术

随着科学技术的不断进步，各种自移动设备已开始慢慢的走进人们的生活，例如吸尘机器人及自动割草机等。这种自移动设备具有行走装置、工作装置及自动控制装置，从而使其能脱离人们的操作，在一定范围内自动行走并执行工作。

一般地，在自移动设备的工作区域内，经常会有一些障碍物，该障碍物会影响自移动设备的工作甚至损坏自移动设备。现有的解决方法是通过机械运动或机械运动产生的变化来检测是否发生碰撞，例如在自移动设备的底座上设置浮动件，当自移动设备与障碍物发生碰撞，浮动件与底座发生相对位移，通过位移传感器检测相对位移的情况，从而识别自移动设备遇到障碍并进行回避。

目前，现有的碰撞检测无法对微小碰撞力进行检测，在自移动设备移动过程会造成对花、果蔬菜地植被破坏。

发明内容

基于此，有必要针对现有的碰撞检测无法对微小碰撞力检测的问题，提供一种可精确检测微小碰撞力的自移动设备及其障碍物检测方法。

一种自移动设备，包括：

机身；

行走机构，用于带动所述自移动设备行走；及

控制装置，用于控制所述自移动设备的行走和工作；

所述自移动设备还包括障碍物检测系统，所述障碍物检测系统包括：

面传感器，布设于所述机身至少部分表面，用于感应所述面传感器的周边环境并生成对应的感应信号；

判断模块，用于根据所述面传感器产生的感应信号判断所述自移动设备是否接近或碰撞障碍物。

上述的自移动设备，当自移动设备相对障碍物的接近度达到预设程度，面传感器产生感应信号，判断模块可检测出该感应信号，从而判断出自移动设备是否发生了碰撞或过于靠近障碍物。如此，可精确检测出微小障碍物或微小碰撞力，以减少自移动设备对例如花、果蔬菜地等植被的破坏，无需用户进行物理隔离，提高了便利性。

在其中一实施例中，所述面传感器包括电子皮肤，所述判断模块根据所述电子皮肤遇到障碍物时产生的物理量的变化判断所述自移动设备是否碰撞障碍物。

在其中一实施例中，所述电子皮肤包括至少一层压电感应层；和/或

至少一层压敏电阻感应层。

在其中一实施例中，所述电子皮肤还包括基层及保护层，所述至少一层压电感应层和/或至少一层压敏电阻感应层设置于所述基层与所述保护层之间。

在其中一实施例中，所述面传感器包括电容式传感器，所述电容式传感器用于感应其周边环境并生成对应的所述感应信号。

在其中一实施例中，所述判断模块用于根据所述电容式传感器生成的所述感应信号的强弱判断所述自移动设备是否接近或碰撞障碍物。

在其中一实施例中，所述障碍物检测系统包括至少一个所述面传感器，所述至少一个所述面传感器呈阵列式地布设于所述机身的至少部分表面，所述判断模块根据所述至少一个面传感器产生的感应信号确定所述障碍物相对于所述自移动设备的位置。

在其中一实施例中，所述障碍物检测系统包括至少一个面传感单元，每一所述面传感单元包括至少一个呈阵列式排布地所述面传感器。

在其中一实施例中，所述至少一个面传感单元分散的布设于所述机身的至少部分表面。

在其中一实施例中，所述障碍物检测系统还包括选择电路及用于输出信号以控制所述选择电路的控制器，所述选择电路用于根据所述控制器的输出信号控制所述面传感器与所述判断模块的连接和断开。

在其中一实施例中，所述选择电路包括模拟开关或模拟复用器，所述控制器输出信号以控制所述选择电路选择指定的所述面传感器与所述判断模块的连接和断开。

在其中一实施例中，所述模拟开关包括至少一个行选择开关和至少一个列选择开关，所述每个行选择开关分别与对应行中每个所述面传感器电连接，所述每个列选择开关分别与对应列中每个所述面传感器电连接。

在其中一实施例中，所述控制器控制每一所述行选择开关及每一所述列选择开关的闭合与断开，以实现指定的所述面传感器与所述判断模块的连接，从而采集对应的所述面传感器所产生的感应信号。

在其中一实施例中，所述判断模块包括：

调理电路，用于对所述感应信号进行调理；

模数转换电路，与所述调理电路电连接，用于对调理后的所述感应信号进行模数转化；

处理器，与所述模数转换电路连接，用于根据模数转换后的所述感应信号判断所述自移动设备是否接近或碰撞所述障碍物。

在其中一实施例中，当所述处理器判断所述自移动设备接近或碰撞所述障碍物时，所述处理器根据所述模数转化后的所述感应信号判断所述障碍物相对于所述自移动设备的位置。

一种自移动设备的障碍物检测方法，所述自移动设备包括障碍物检测系统，所述障碍物检测系统包括布设于所述机身至少部分表面的面传感器及判断所述自移动设备是否接近或碰撞障碍物的判断模块，

所述自移动设备的障碍物检测方法包括以下步骤：

所述面传感器感应周边环境且生成感应信号；

所述判断模块根据所述感应信号判断所述自移动设备是否接近或碰撞所述障碍物。

在其中一实施例中，所述自移动设备的障碍物检测方法还包括如下步骤：

当所述自移动设备接近或碰撞所述障碍物时，控制所述自移动设备躲避障碍物。

在其中一实施例中，在所述步骤当所述自移动设备靠近障碍物或与障碍物发生碰撞，控制所述自移动设备躲避障碍物中进一步包括如下步骤：

当所述自移动设备靠近障碍物或与障碍物发生碰撞时，根据所述面传感器的感应信号确定所述障碍物相对所述自移动设备的位置；

控制所述自移动设备沿预设方向躲避障碍物。

在其中一实施例中，在所述步骤当所述自移动设备靠近障碍物或与障碍物发生碰撞，控制所述自移动设备躲避障碍物中进一步包括如下步骤：

所述自移动设备靠近障碍物或与障碍物发生碰撞时，根据所述面传感器的感应信号确定所述障碍物相对所述自移动设备的位置；

控制所述自移动设备以随机行走方式躲避障碍物。

附图说明

图1为本发明一实施方式中的自移动设备的结构示意图；

图2为本发明另一实施方式中的自移动设备的结构示意图；

图3为本发明一实施方式中的自移动设备的障碍物检测系统的结构框图；

图4为本发明又一实施方式中的自移动设备的结构示意图；

图5为图4所示的自移动设备的面传感单元与判断模块的电路连接示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明实施例中的自移动设备，在工作区域内自动行走工作，具体地，该自移动设备可以是自动割草机，或者自动吸尘器等。他们自动行走于草坪或者地面上，进行割草或吸尘工作。当然，本发明中的自移动设备并不限于自动割草机及自动吸尘器，也可以为其他类型的设备，例如自动喷洒设备或者自动监视设备等，通过自移动设备实现各项工作的无人值守运行。

如图1及图2所示，本发明一实施例中，自移动设备10为自动割草机，工作区域为草坪，该自移动设备10包括机身12、行走机构、工作机构、储能机构及控制装置。控制装置控制自移动设备10在工作区域内按照预设的方式行走工作，在工作区域内、工作区域的边界处或地下设置有充电模块，当储能模块储存的电力不足时，自移动设备10通过充电模块进行充电。

行走机构用于实现自移动设备10在工作区域内的行走及工作，在一个实施方式中，行走机构包括行走轮组，行走轮组包括驱动轮142和辅助支撑自移动设备的辅助轮144。如图1及图2所示，左右方向为自移动设备10的移动方向，则左端为自移动设备10的前端，与前端相对的一端为后端，驱动轮142设置于自移动设备的后端机身12的左右两侧，辅助轮144设置于自移动设备的前端的中间部位。当然，行走轮组可以有多种设置方法，例如驱动轮142的数量和辅助轮144的数量可以根据需要增减，驱动轮142和辅助轮144的设置位置和组合形式也可以根据需要修改，在此不一一列举。驱动轮142通常通过多个转速或者转向可控的电机进行驱动，从而实现自移动设备移动的过程中，灵活的调节移动速度或者移动方向。

该工作机构包括割草刀片及切割马达，用于执行割草的动作。当然，不同的自移动设备10的工作机构是不同的，例如自动吸尘器的工作机构则包括吸尘马达、吸尘口、集尘装置等用于执行吸尘任务的工作部件。储能机构通常为可充电的电池，为自移动设备10提供电力，也可在储备电力低于预定值时进行充电，当然，储能机构也可以为其他类型的动力供应装置，例如太阳能供电装置、汽油机或者燃料电池等。

请一并参阅图3，该自移动设备10还包括障碍物检测系统16，该障碍物检测系统16包括面传感器162及判断模块164。面传感器162布设于机身12至少部分表面，用于感应面传感器162的周边环境并生成对应的感应信号。判断模块164用于根据面传感器162产生的感应信号判断自移动设备10是否接近或碰撞障碍物。

具体地，判断模块164用于根据障碍物靠近或接触面传感器162时面传感器162产生的感应信号而确定自移动设备10相对障碍物的接近度。应当理解的是，自移动设备10相对障碍物的接近度包括碰撞及非碰撞两种情况，即当自移动设备10与障碍物发生碰撞，则接近度为负值，当自移动设备10与障碍物未发生碰撞，则接近度为0或正值。例如，当障碍物与面传感器162接触，此时，接近度为负值，则确定自移动设备10碰撞障碍物。

如此，当自移动设备10靠近如花、草及蔬菜等障碍物或与其发生微小碰撞时，面传感器162响应产生感应信号，判断模块164可检测出该感应信号，从而确定自移动设备10相对障碍物的接近度。如此，相比传统的通过机械运动或机械运动产生的变化检测是否发生碰撞的方式，可精确检测出如花、草等的障碍物并确定微小碰撞力，以减少自移动设备10对花、果蔬菜地等植被的破坏，无需用户进行物理隔离，提高了便利性。

特别强调的是，传统的霍尔碰撞躲避由于产生的碰撞力会对障碍物产生较大的碰坏，而超声波、红外、激光及视觉避障虽然不会产生碰撞，但会有一段盲区无法工作，且成本较高。本申请中的面传感器162可精确检测出如花、草等的障碍物并可确定微小碰撞力，避免发生较大的碰撞，从而降低了对障碍物产生的破坏，且无视觉盲区，成本较低。

具体到一个实施方式中，如图1所示，该面传感器162设置于机身12的前端、后端和/或沿机身12纵长延伸方向的至少一侧。在自移动设备10的前移、倒退或转弯过程中，通过位于机身12前端、后端或机身12至少一侧的面传感器162可精确检测出是否发生微小碰撞，保证检测的覆盖范围。如图2所示，在另一个实施方式中，该面传感器162亦可包裹于机身12表面，即该面传感器162包覆于自移动设备10的整个机身12表面，从而实现检测无死角。可以理解，面传感器162的设置方式可根据实际情况而定，在此不作限定，例如在其他一些实施方式中，亦可包裹于机身12的部分表面。

在一实施例中，面传感器162包括电子皮肤，该判断模块164根据电子皮肤遇到障碍物时产生的物理量的变化判断自移动设备是否碰撞障碍物。进一步地，电子皮肤包括至少一层压电感应层或至少一层压敏电阻感应层。具体地，该压电感应层或压敏电阻感应层具有柔性，以便于布设于机身12上。更具体地，该压电感应层可以为聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride，PVDF)材料层，EMFi材料层或其他压电复合材料层。在自移动设备10发生微小碰撞时，压电感应层因受到撞击，施加于其的压力变化，从而引起自身发生形变，引起压电感应层的电阻发生变化，进而产生感应信号(压电信号)，判断模块164根据感应信号判断发生碰撞。

该压敏电阻感应层可以为锯齿状的碳纳米管层、石墨烯复合材料层或导电橡胶层等。在自移动设备10发生微小碰撞时，压敏电阻感应层因受到撞击，施加于其的压力变化，从而引起其晶格参数发生改变，进而引起载流子密度改变及压敏电阻感应层的电阻发生变化，产生感应信号(压电信号)，判断模块164根据感应信号判断发生碰撞。

进一步地，电子皮肤还包括基层及保护层，至少一层压电感应层和/或至少一层压敏电阻感应层设置于基层与保护层之间。具体地，基层、感应层及保护层之间层叠设置为一体，基层用于贴附于机身12表面，且与机身12表面隔离，保护层位于感应层的外侧，以对感应层进行保护，防止感应层发生损坏。具体到一个实施方式中，该基层和保护层均为聚乙烯材料层。

特别地，当电子皮肤包括压电感应层和/或压敏电阻感应层时，该面传感器162可整体包覆于机身12表面。但该面传感器162的结构包括但不局限于上述的方式，例如，在其他一些实施例中，该面传感器162可为电容式传感器。

进一步地，该电容式传感器用于感应其周边环境并生成对应的感应信号。具体地，该判断模块164用于根据该电容式传感器生成的感应信号的强弱判断自移动设备是否接近或碰撞障碍物。更具体地，该电容式传感器包括具有柔性的电容元件，该电容元件设置于机身12的表面，前述的感应信号具体为响应于作用于所述电容元件的压力变化引起的电特性参数，或者为响应于障碍物靠近电容元件而引起的电特性参数的变化。

具体到一个实施方式中，该电容元件包括由空气或绝缘材料(如泡沫材料、介电材料或环氧树脂等)间隔形成板电容器的导电板，该电特性参数可为电流参数。当然，作为一个可选的实施方式，该电容元件亦可仅为金属片/金属膜，其与大地构成电容，也就是说，电容元件本身可构成单极片电容式传感器。如此，电容式传感器形成较为简单，便于设计与布置。

同样地，在当面传感器162包括具有柔性的电容元件时，例如，具体为柔性的金属膜时，该面传感器162理论上亦可整体包覆于机身12表面，能达到一定的检测精度即可；但在实际应用中，通常采用包括压电感应层和/或压敏电阻感应层的电子皮肤进行机身12整体表面的包覆布置，这并不能理解为面传感器162为电容式的传感器无法包覆机身12整体表面或大片连续的表面。

需要指出的是，该面传感器162包括电子皮肤，则障碍物相对面传感器162的接近度的临界值应当为0，即当障碍物相对面传感器162的接近度大于等于0，则判断障碍物未与自移动设备10发生碰撞，当障碍物相对面传感器162的接近度小于0，则可判断障碍物与自移动设备10发生碰撞。

该面传感器162包括电容式传感器，则障碍物相对面传感器162的接近度应当至少包括安全距离的极限值，例如，当障碍物相对面传感器162的接近度达到该临界值，控制装置会控制自移动设备10拐弯或倒退以躲避障碍物，但行走机构需首先进行刹车减速或停止后再执行相应的躲避指令。此过程中，自移动设备10整体上是朝向障碍物运动，为避免自移动设备10与障碍物发生碰撞，则该距离的临界值应当至少包括自移动设备10在收到躲避指令后，执行刹车的动作过程中，避免自移动设备10与障碍物发生碰撞的安全距离。

在一实施例中，判断模块164还用于根据感应信号确定障碍物相对自移动设备10的位置；和/或确定自移动设备10发生碰撞的碰撞力大小。进一步地，请参阅图4，该障碍物检测系统16包括至少一个面传感器162，至少一个面传感器162呈阵列式地布设于机身12的至少部分表面。判断模块164与至少一个面传感器162分别电连接，用于根据至少一个面传感器162产生的感应信号确定障碍物相对于自移动设备的位置。

需要说明的是，至少一个面传感器162呈阵列式排布是指，至少一个面传感器162按照一定的规律布设于机身12的至少部分表面。进一步地说，在一实施方式中，面传感器162包括四行，每行包括四个横向等距排布的面传感器162，四行面传感器162沿纵向间隔排布，从而形成四行四列的矩形阵列。

可以理解，在另一实施方式中，每行的面传感器162也可不等距排列，在此不作限定。

可以理解，在又一实施方式中，每行各面传感器162也可以不排列在一直线上，例如排列在圆周上，多个圆周上的面传感器162自内向外形成间隔排布的同心圆，从而形成圆周阵列。进一步地，该障碍物检测系统16包括至少一个面传感单元160，每一面传感单元160包括呈阵列式排布的至少一个面传感器162，换句话说，至少一个面传感器162呈阵列式排布形成一个面传感单元15。具体地，在一优选实施例中，该面传感单元160为多个，每一面传感单元160包括呈阵列式排布的多个面传感器162，判断模块164与多个面传感单元160电连接，以对面传感单元160中的每一面传感器162产生的感应信号采样。

更具体地，多个面传感单元160布设于机身的不同表面，例如，布置于机身的前端、后端及两侧，判断模块164还存储(编码)有每个面传感单元160的面传感器162的布置位置。在实际工作过程中，判断模块164对面传感单元160中的面传感器162的感应信号进行采样，当其中某几个或某一部分的面传感器162的感应信号发生变化，则可判断发生碰撞，并可确定碰撞位置。

具体到一个实施方式中，呈阵列排布的面传感器162的位置信息关联为对应的编码，则判断模块164存储有面传感器162的编码，当其中某几个或某一部分的感应信号发生变化，则判断模块164可获取对应的编码，确定碰撞位置。例如，编码为101～120的编码的面传感器162位于机身12的前端，则当编码为101～120的面传感器162的感应信号发生变化时，则可确定碰撞位置位于机身12的前端。

可以理解的是，面传感器162呈阵列排布为其中一种实施方式，在其他一些实施方式中，亦可按照一定的规律排布，能达到精确检测的效果即可。还可以理解的是，该面传感器162分体呈阵列排布可达到确定碰撞位置的技术效果，在一些实施方式中，亦可将呈整片状的面传感器162分为多个呈一定规律排布的感应区域，同样可达到前述的技术效果。

可以理解，面传感单元160可以在机身12的部分表面布设，例如前端、后端及两侧，亦可多个面传感单元160拼接可包覆整个机身12，在此不作限定。

需要强调的是，面传感单元160的布设方式包括但不限于前述的方式，例如，在一些实施方式中，至少一个面传感单元160亦可分散地布设于机身12的至少部分表面。

在一实施例中，障碍物检测系统16还包括选择电路166及用于输出信号以控制该选择电路166的控制器168，该选择电路166用于根据控制器168的输出信号控制面传感器162与判断模块164的连接和断开。

进一步地，该选择电路166包括模拟开关或模拟复用器，控制器168输入一定的信号实现对指定的面传感器162的选择，从而避免多个面传感器162同时工作相互干扰，这样也可以实现单个判断模块164对多个面传感器162的判断。例如，请参阅图5，控制器168输入信号依次对位于阵列中的A0列中的四个面传感器162选择，分别实现与判断模块164的连接和断开，依次获取感应信号；接着控制器168输入信号依次对位于阵列中的A1列中的四个面传感器162选择，分别实现与判断模块164的连接和断开，依次类推直至所有面传感单元160中的面传感器162完成扫描获取感应信号。

应当理解的是，当控制器168完成对一个面传感器162的选择，即使选择的面传感器162与判断模块164连接获取感应信号后，在对下一个面传感器162进行选择之前，控制器168会输入信号以实现选择完成的面传感器162与判断模块164的断开，从而便于进行下一面传感器162的选择。

进一步地，在一具体实施例中，当选择电路为模拟开关时，该模拟开关包括至少一个行选择开关1662和至少一个列选择开关1664，每个行选择开关1662分别与对应行中每个面传感器162电连接，每个列选择开关1664分别与对应列中每个面传感器162电连接。

具体地，控制器168控制每一行选择开关1662及每一列选择开关1664的闭合与断开，以实现指定的面传感器162与判断模块164的连接，从而采集对应的面传感器162所产生的感应信号。例如，如图5所示，面传感单元160中的多个面传感器162排布为四行四列的阵列。对应地，行选择开关1662与面传感单元160中呈阵列排布的面传感器162的行数对应匹配，即为四个；列选择开关1664与面传感单元160中呈阵列排布的面传感器162的列数对应匹配，亦为四个。每个行选择开关1662通过导线与对应行中的面传感器162分别电连接，每个列选择开关1664通过导线与对应列中的面传感器162分别电连接。

在实际控制过程中，控制器168可首先控制一个列选择开关1664闭合，再顺次控制行选择开关1662依次闭合，从而完成对一列中的四个面传感器162的扫描采样。依次类推，接着控制另一列选择开关1664闭合，再顺次控制行选择开关1662依次闭合，如此直至所有面传感单元160中的面传感器162完成扫描获取感应信号。

具体到一实施方式中，面传感器162包括至少一层压电感应层和/或至少一层压敏电阻感应层，行选择开关1662与列选择开关1664依序连通，给予导通的面传感器162电场。若导通的面传感器162处发生碰撞，其电阻发生变化，则导致产生的感应信号发生变化。具体到另一实施方式中，当面传感器162为电容式传感器，导通的面传感器162处发生碰撞，则该面传感器162的电容发生变化，导致产生的感应信号发生变化。

可以理解的是，该选择电路包括但不限于上述的实施方式，在其他一些实施例中，该选择电路还可包括其他用于实现通断的开关电路，在此不一一例举。

进一步地，请继续参阅图5，该判断模块164包括调理电路1642、模数转换电路1644及处理器1646。调理电路1642用于对感应信号进行调理，模数转换电路1644与调理电路1642电连接，用于对调理后的感应信号进行模数转化，处理器与模数转换电路1644连接，用于根据模数转换后的感应信号判断自移动设备10是否接近或碰撞障碍物。

具体地，调理电路1642分别与四个行选择开关1662及四个列选择开关1664电连接，该模数转换电路1644与调理电路1642电连接，该处理器1646与模数转换电路1644电连接，该处理器1646还用于根据模数转换后的感应信号判断障碍物相对于自移动设备的位置，从而确定障碍物相对自移动设备10的位置。

具体到实施方式中，当控制器168完成对阵列中的面传感器162的感应信号扫描采样，采样的感应信号经过调理电路1642调制后，使其适合于模数转换电路1644的输入，从而便于通过模数转化电路188进行模数转化的信号传输给处理器1646。处理器1646根据采样结果首先根据感应信号的变化，确定面传感器162在阵列中的位置，再结合面传感单元160位于自移动设备10机身12的位置，进一步确定障碍物相对自移动设备10的位置。

进一步地，该判断模块164还包括放大器(图未示)，该放大器连接于控制器168与模数转化电路之间，以对感应信号放大处理。如此，可保证信号的强度，进而保证检测的精度。

在一个实施例中，该处理器1646与自移动设备10的控制装置连接，控制装置还用于根据确定的自移动设备10发生碰撞的位置控制自移动设备10躲避障碍物。具体地，该控制装置可控制行走机构进行转弯、倒退等动作，从而躲避障碍物。

基于上述的自移动设备10，本发明还提供一种自移动设备10的障碍物检测方法，其具体包括以下步骤：

步骤S110：面传感器162感应周边环境且生成感应信号；

具体地，通过控制器168控制行选择开关1662的闭合，以及控制列选择开关1664的闭合，对面传感器162进行扫描采样。当发生碰撞时，可获取面传感器162的感应信号。

步骤S120：判断模块164根据感应信号判断自移动设备10是否接近或碰撞障碍物；

具体地，判断模块164根据感应信号确定自移动设备10相对障碍物的接近度；

在一个实施方式中，面传感器162包括至少一层压电感应层和/或至少一层压敏电阻感应层，控制器168给予导通的行和/或列的面传感器162电场，发生碰撞位置的面传感器162的电阻发生变化，则导致产生的感应信号(电流信号)发生变化。在另一个实施方式中，面传感器162为电容式传感器，受障碍物靠近而产生感应信号的面传感器162，或与障碍物发生微小碰撞的面传感器162的电容发生变化，导致产生的感应信号(电容信号)发生变化。如此，从而确定障碍物的位置。

在一实施例中，该自移动设备10的障碍物检测方法还包括：

步骤S140：当自移动设备10与障碍物发生碰撞，控制自移动设备10躲避障碍物；

在一实施例中，步骤S140进一步包括步骤：

S142：当所述自移动设备10靠近障碍物或与障碍物发生碰撞，根据面传感器162的感应信号确定自移动设备10发生碰撞的位置；

具体地，面传感单元160布设于机身12不同位置，且面传感单元160中的多个面传感器162呈阵列排布，处理器1646根据采样结果首先根据感应信号的变化，确定面传感器162在阵列中的位置，再结合面传感单元160位于自移动设备10机身12的位置，进一步确定障碍物现象对自移动设备10的位置。

S144：控制所述自移动设备10沿预设方向躲避障碍物；

具体地，控制装置控制行走机构，以使自移动设备10从直线移动模式转为沿预设方向转向模式或倒退模式。例如，使自移动设备10从直线移动模式转为向左或向右转弯，或者朝远离障碍物的方向(向后)倒退，从而躲避障碍物。

在另一实施例中，步骤S140进一步包括步骤：

当所述自移动设备10靠近障碍物或与障碍物发生碰撞，根据面传感器162的感应信号确定自移动设备10发生碰撞的位置。

控制所述自移动设备以随机行走方式躲避障碍物。

具体地，控制装置控制行走机构，以使自移动设备10以随机的路线进行移动，从而躲避障碍物。进一步地说，当确定自移动设备10发生碰撞的位置后，控制装置会控制行走机构，使自移动设备10沿一个移动方向躲避障碍物，该移动方向是任意的，也可以是时刻变化的。例如，该自移动设备10躲避障碍物的轨迹可为折线或曲线，以绕过障碍物，总之，能实现躲避障碍物的目的即可。

本发明中的自移动设备10及其障碍物检测方法，相比现有技术具有以下优点：

1)当自移动设备10靠近如花、草及蔬菜等障碍物或与其发生微小碰撞时，面传感器162响应于障碍物靠近或发生碰撞产生感应信号，判断模块可检测出该感应信号，从而确定自移动设备10相对障碍物的接近度，以避免发生较大的碰撞对障碍物产生较大的破坏；

2)面传感器162可精确检测出如花、草等的障碍物，相比传统的障碍物检测无盲区，成本较低；

3)自移动设备10包括多个布设于机身12表面的面传感单元160，每一面传感单元160包括多个呈阵列式排布的面传感器162，对呈阵列排布的面传感器162扫描采样，可确定发生碰撞的位置；

4)根据确定的发生碰撞的位置，可精确躲避物。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (18)

1.一种自移动设备，包括：

机身；

行走机构，用于带动所述自移动设备行走；及

控制装置，用于控制所述自移动设备的行走和工作；

其特征在于，所述自移动设备还包括障碍物检测系统，所述障碍物检测系统包括：

面传感器，布设于所述机身至少部分表面，用于感应所述面传感器的周边环境并生成对应的感应信号；

判断模块，用于根据所述面传感器产生的感应信号判断所述自移动设备是否接近或碰撞障碍物。

2.根据权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述面传感器包括电子皮肤，所述判断模块根据所述电子皮肤遇到障碍物时产生的物理量的变化判断所述自移动设备是否碰撞障碍物。

3.根据权利要求2所述的自移动设备，其特征在于，所述电子皮肤包括至少一层压电感应层；和/或

至少一层压敏电阻感应层。

4.根据权利要求3所述的自移动设备，其特征在于，所述电子皮肤还包括基层及保护层，所述至少一层压电感应层和/或至少一层压敏电阻感应层设置于所述基层与所述保护层之间。

5.根据权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述面传感器包括电容式传感器，所述电容式传感器用于感应其周边环境并生成对应的所述感应信号。

6.根据权利要求5所述的自移动设备，其特征在于，所述判断模块用于根据所述电容式传感器生成的所述感应信号的强弱判断所述自移动设备是否接近或碰撞障碍物。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的自移动设备，其特征在于，所述障碍物检测系统包括至少一个所述面传感器，所述至少一个所述面传感器呈阵列式地布设于所述机身的至少部分表面，所述判断模块根据所述至少一个面传感器产生的感应信号确定所述障碍物相对于所述自移动设备的位置。

8.根据权利要求7所述的自移动设备，其特征在于，所述障碍物检测系统包括至少一个面传感单元，每一所述面传感单元包括呈阵列式排布的至少一个所述面传感器。

9.根据权利要求8所述的自移动设备，其特征在于，所述至少一个面传感单元分散地布设于所述机身的至少部分表面。

10.根据权利要求7所述的自移动设备，其特征在于，所述障碍物检测系统还包括选择电路及用于输出信号以控制所述选择电路的控制器，所述选择电路用于根据所述控制器的输出信号控制所述面传感器与所述判断模块的连接和断开。

11.根据权利要求10所述的自移动设备，其特征在于，所述选择电路包括模拟开关或模拟复用器，所述控制器输出信号以控制所述选择电路选择指定的所述面传感器与所述判断模块的连接和断开。

12.根据权利要求11所述的自移动设备，其特征在于，所述模拟开关包括至少一个行选择开关和至少一个列选择开关，所述每个行选择开关分别与对应行中每个所述面传感器电连接，所述每个列选择开关分别与对应列中每个所述面传感器电连接；

所述控制器控制每一所述行选择开关及每一所述列选择开关的闭合或断开，以实现指定的所述面传感器与所述判断模块的连接，从而采集对应的所述面传感器所产生的感应信号。

13.根据权利要求7所述的自移动设备，其特征在于，所述判断模块包括：

调理电路，用于对所述感应信号进行调理；

模数转换电路，与所述调理电路电连接，用于对调理后的所述感应信号进行模数转化；

处理器，与所述模数转换电路连接，用于根据模数转换后的所述感应信号判断所述自移动设备是否接近或碰撞所述障碍物。

14.根据权利要求13所述的自移动设备，其特征在于，当所述处理器判断所述自移动设备接近或碰撞所述障碍物时，所述处理器根据所述模数转化后的所述感应信号判断所述障碍物相对于所述自移动设备的位置。

15.一种自移动设备的障碍物检测方法，所述自移动设备包括障碍物检测系统，所述障碍物检测系统包括布设于所述机身至少部分表面的面传感器及判断所述自移动设备是否接近或碰撞障碍物的判断模块，

其特征在于，所述自移动设备的障碍物检测方法包括以下步骤：

所述面传感器感应周边环境且生成感应信号；

所述判断模块根据所述感应信号判断所述自移动设备是否接近或碰撞所述障碍物。

16.根据权利要求15所述的自移动设备的障碍物检测方法，其特征在于，所述自移动设备的障碍物检测方法还包括如下步骤：

当所述自移动设备接近或碰撞所述障碍物时，控制所述自移动设备躲避障碍物。

17.根据权利要求16所述的自移动设备的障碍物检测方法，其特征在于，在所述步骤当所述自移动设备靠近障碍物或与障碍物发生碰撞，控制所述自移动设备躲避障碍物中进一步包括如下步骤：

当所述自移动设备靠近障碍物或与障碍物发生碰撞时，根据所述面传感器的感应信号确定所述障碍物相对所述自移动设备的位置；

控制所述自移动设备沿预设方向躲避障碍物。

18.根据权利要求16所述的自移动设备的障碍物检测方法，其特征在于，在所述步骤当所述自移动设备靠近障碍物或与障碍物发生碰撞，控制所述自移动设备躲避障碍物中进一步包括如下步骤：

所述自移动设备靠近障碍物或与障碍物发生碰撞时，根据所述面传感器的感应信号确定所述障碍物相对所述自移动设备的位置；

控制所述自移动设备以随机行走方式躲避障碍物。