CN111240336B - 自移动设备及其测距方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自移动设备及其测距方法，该自移动设备包括车体、设置在车体上的行走组件和设置在车体内的控制系统，自移动设备还包括设置在车体上的光学接收装置和至少两个光学发射装置，至少两个光学发射装置所发射的发射光线的路径不同，光学接收装置可接收至少一个由光学发射装置所发出的发射光线撞击障碍物后形成的反射光线。该自移动设备及测距方法通过采用可发射出不同路径的发射光线，使越靠近障碍物时接收到的发射光线面积越大，且发射光线由镜面反射加漫反射叠加，从而增加接收到的光强，来降低不同反射率的障碍物的反馈距离一直性问题，从而达到绕行距离一致性问题。

Description

自移动设备及其测距方法
技术领域
本发明涉及一种自移动设备及其测距方法。
背景技术
具有绕行障碍物的自移动设备，如扫地机，在绕行障碍物时，对于低反射率的障碍物检，如黑色不能测到距离信息，因此机器不能绕行，会产生撞击现象。
现有具有绕行障碍物的扫地机，测距传感器结构单一，功能简单，只能对高反射率的的障碍物实现绕行，对于低反射率的障碍物会直接撞击，严重影响用户体验，现有具有测距精度较高的激光传感器，亦有模组较大、高精度的结构设计，但成本较高，不便于普及。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自移动设备及其测距方法，解决了绕行距离一致性问题。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
第一方面，提供了一种自移动设备，包括车体、设置在所述车体上的行走组件和设置在所述车体内的控制系统，所述自移动设备还包括设置在所述车体上的光学接收装置和至少两个光学发射装置，所述至少两个光学发射装置所发射的发射光线的路径不同，所述光学接收装置可接收至少一个由所述光学发射装置所发出的发射光线撞击障碍物后形成的反射光线。
进一步地，每个所述光学发射装置所发射的发射光线与光学接收装置的中心线形成夹角θ，所述夹角大于0°。
进一步地，相邻两个所述光学发射装置中距离所述光学接收装置较远的光学发射装置与所述光学接收装置的中心线形成第一夹角、距离所述光线接收装置较近的光学发射装置与所述光学接收装置的中心线形成第二夹角，所述第一夹角小于第二夹角。
进一步地，所述至少两个光学发射装置布置在所述光学接收装置的同侧。
进一步地，所述至少两个所述光学发射装置所发的发射光线的方向朝光学接收装置的中心线偏至。
进一步地，所述至少两个光学发射装置、光学接收装置呈一排设置。
进一步地，所述光学接收装置、光学发射装置的检测范围在2cm以内。
进一步地，所述至少两个光学发射装置和光学接收装置集成在一个光模块内。
第二方面，提供了一种自移动设备的测距方法，包括：
至少两个光学发射装置发射路径不同的发射光线；
光学接收装置至少接收至少一个由所述光学发射装置所发出的发射光线撞击障碍物后形成的反射光线。
进一步地，每个所述光学发射装置所发射的发射光线与光学接收装置的中心线形成夹角θ，所述夹角大于0°。
本发明的有益效果在于：本发明的自移动设备及测距方法通过采用可发射出不同路径的发射光线，使越靠近障碍物时接收到的发射光线面积越大，且发射光线由镜面反射加漫反射叠加，从而增加接收到的光强，来降低不同反射率的障碍物的反馈距离一直性问题，从而达到绕行距离一致性问题。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明一实施例所示的自移动设备的结构示意图；
图2为本发明一实施例所示的自移动设备的测距方法的流程图；
图3为本发明一实施例所示的自移动设备遇到障碍物时的反射示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
首先，对本申请涉及的若干名词进行介绍：
自移动设备，例如扫地机器人、拖地机器人、除尘机器人、清障机器人、割草机器人和绘图机器人等等。在某些实施例中，在实施中，自移动设备可以设置有路径规划系统，自移动设备按照系统设置的路径进行运动，实施清扫、除尘、擦拭、绘图等操作。自移动设备还设置有测距单元，用来测量自移动设备与障碍物之间的距离，自移动设备在工作过程中不可避免会与障碍物发生碰撞，自移动设备还可以设置有WIFI模块、Bluetooth模块等无线通讯模块，以与智能终端连接，并通过无线通讯模块接收用户利用智能终端传输的操作指令。
光学接收装置，例如红外接收器，用以接收光信号。
光学发射装置，例如红外发射器，用以发射光信号。
本发明的自移动设备以扫地机器人举例，本发明的测距方法用来实现自移动设备在行走的过程中，遇到障碍物后如何感应，该测距方法还可以用在其他可以实现自行移动控制的自移动设备中，对自移动设备的应用不做具体限定。
请见图1，本发明实施例提供的一种扫地机器人10包括车体1、设置在车体1上的行走组件(未图示)和设置在车体1内的控制系统(未图示)、以及设置在车体1上的光学接收装置2和至少两个光学发射装置3，至少两个光学发射装置3所发射的发射光线的路径不同，光学接收装置2可接收至少一个由光学发射装置3所发出的发射光线撞击障碍物后形成的反射光线。在本实施例中，光学接收装置2、光学发射装置3设置在车体的上表面。控制系统与光学接收装置2、光学发射装置3信号连接，控制系统控制光学发射装置3发出发射光线(光发射信号)，光学接收装置2接收到发射光线(光接收信号)后将该发射光线转换为光接收信号后传递至控制系统，由控制系统分析并运算获得该扫地机器人10与障碍物之间的距离，然后由控制系统控制该扫地机器人执行预置的动作。当然，在其他实施方式中，光线接收专职2在接收到发射光线后，也可以独立分析斌运算该扫地机器人与障碍物之间的距离，然后将结果传递至控制系统。
可选地，每个光学发射装置3所发射的发射光线与光学接收装置2的中心线形成夹角θ，夹角大于0°。
可选地，相邻两个光学发射装置3中距离光学接收装置2较远的光学发射装置3与光学接收装置2的中心线形成第一夹角、距离光线接收装置较近的光学发射装置3与光学接收装置2的中心线形成第二夹角，第一夹角小于第二夹角。
可选地，至少两个光学发射装置3布置在光学接收装置2的同侧。
可选地，至少两个光学发射装置3所发的发射光线的方向朝光学接收装置2的中心线偏至。
可选地，至少两个光学发射装置3、光学接收装置2呈一排设置。
可选地，光学接收装置2、光学发射装置3的检测范围在2cm以内。
可选地，至少两个光学发射装置3和光学接收装置2集成在一个光模块内。
请见图2并结合图1，本发明的扫地机器人10的测距方法包括：
S1、至少两个光学发射装置3发射路径不同的发射光线；
S2、光学接收装置2至少接收至少一个由光学发射装置3所发出的发射光线撞击障碍物后形成的反射光线。
可选地，每个光学发射装置3所发射的发射光线与光学接收装置2的中心线形成夹角θ，夹角大于0°，其中，相邻两个光学发射装置3中距离光学接收装置2较远的光学发射装置3与光学接收装置2的中心线形成第一夹角、距离光线接收装置较近的光学发射装置3与光学接收装置2的中心线形成第二夹角，第一夹角小于第二夹角。
综上，该扫地机器人10及测距方法通过采用可发射出不同路径的发射光线，使越靠近障碍物时接收到的发射光线面积越大，且发射光线由镜面反射加漫反射叠加，从而增加接收到的光强，来降低不同反射率的障碍物的反馈距离一直性问题，从而达到绕行距离一致性问题。
下面以一个具体实施方式进行详细阐述。请见图1，本实施例中，该光学发射装置3的数量选择两个，为第一光学发射装置31和第二光学发射装置32，光学接收装置2的数量为一个。该第一光学发射装置31和第二光学发射装置32所发射的发射光线的路径不同，但均偏向光学接收装置2。该第一光学发射装置31和第二光学发射装置32布置在光学接收装置2的同一侧，第一光学发射装置31、第二光学发射装置32和光学接收装置2呈一排设置。第一光学发射装置31相较于第二光学发射装置32远离光学接收装置2设置。以图1方向为例，图1中箭头a的方向为左右方向，箭头b的方向为扫地机器人10移动方向，定义为前后方向。
第一光学发射装置31与光学接收装置2的中心线形成大于0°的第一夹角θ1、第二光学发射装置32与光学接收装置2的中心线形成大于0°的第二夹角θ2，该第一夹角θ1小于第二夹角θ2。需要说明书的是，在图1中由虚线x表示光学接收装置2的中心线，由于本实施例中，光学接收装置2接收的反射光线为第一光学发射装置31所发出的发射光线撞击障碍物后形成的反射光线，所以，在图1中，中心线与第一光学发射装置31的反射线重叠。
以上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 (5)

1.一种自移动设备，用来测量自移动设备与障碍物之间的距离，所述自移动设备包括车体、设置在所述车体上的行走组件和设置在所述车体内的控制系统，其特征在于，所述自移动设备还包括设置在所述车体上且用于延边检测的光学接收装置和至少两个光学发射装置，所述至少两个光学发射装置布置在所述光学接收装置的同侧，所述至少两个所述光学发射装置所发的发射光线的方向朝光学接收装置的中心线偏至，所述光学接收装置用于接收至少一个由所述光学发射装置所发出的发射光线撞击障碍物后形成的反射光线，每个所述光学发射装置所发射的发射光线与光学接收装置的中心线形成夹角θ，所述夹角大于0°，所述至少两个光学发射装置所发射的发射光线的路径不同，相邻两个所述光学发射装置中距离所述光学接收装置较远的光学发射装置与所述光学接收装置的中心线形成第一夹角、距离所述光学接收装置较近的光学发射装置与所述光学接收装置的中心线形成第二夹角，所述第一夹角小于第二夹角，以使越靠近障碍物时所述光学接收装置接收到的发射光线面积越大。
2.如权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述至少两个光学发射装置、光学接收装置呈一排设置。
3.如权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述光学接收装置、光学发射装置的检测范围在2cm以内。
4.如权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述至少两个光学发射装置和光学接收装置集成在一个光模块内。
5.一种自移动设备的测距方法，其特征在于，其中，自移动设备用来测量自移动设备与障碍物之间的距离，用于延边检测，所述自移动设备包括车体、设置在所述车体上的行走组件和设置在所述车体内的控制系统，所述自移动设备还包括设置在所述车体上的光学接收装置和至少两个光学发射装置，所述至少两个光学发射装置布置在所述光学接收装置的同侧，所述至少两个所述光学发射装置所发的发射光线的方向朝光学接收装置的中心线偏至，所述光学接收装置用于接收至少一个由所述光学发射装置所发出的发射光线撞击障碍物后形成的反射光线，每个所述光学发射装置所发射的发射光线与光学接收装置的中心线形成夹角θ，所述夹角大于0°，所述至少两个光学发射装置所发射的发射光线的路径不同，相邻两个所述光学发射装置中距离所述光学接收装置较远的光学发射装置与所述光学接收装置的中心线形成第一夹角、距离所述光学接收装置较近的光学发射装置与所述光学接收装置的中心线形成第二夹角，所述第一夹角小于第二夹角，以使越靠近障碍物时所述光学接收装置接收到的发射光线面积越大，所述自移动设备的测距方法包括：
至少两个光学发射装置发射路径不同的发射光线；
光学接收装置至少接收至少一个由所述光学发射装置所发出的发射光线撞击障碍物后形成的反射光线。
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