CN111743464A - 一种基于线激光的避障方法及装置 - Google Patents

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CN111743464A CN202010640093.XA CN202010640093A CN111743464A CN 111743464 A CN111743464 A CN 111743464A CN 202010640093 A CN202010640093 A CN 202010640093A CN 111743464 A CN111743464 A CN 111743464A
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Zhuichuang Technology Suzhou Co Ltd
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Abstract

本申请公开了一种基于线激光的避障方法及装置，其中方法包括：向目标区域发射两束相交的线激光；采集目标区域图像；计算目标区域图像中由线激光形成的亮点坐标；根据亮点坐标判断目标区域中是否存在障碍物；若存在障碍物，并且障碍物的高度超出预设越障范围，则扫地机避开障碍物；若不存在障碍物，或，障碍物的高度不超出预设越障范围，则扫地机通过目标区域。激光经过反射后被摄像头拍摄到，相机拍摄到激光图片后，对图片中的亮点进行坐标分析，从而识别出电源线等障碍物，防止缠绕和碰撞；也能够识别悬崖和过高的下台阶，防止跌落；还能够识别出越障能力内的上台阶，防止漏扫，从而实现主动避障，提高扫地机的工作效率。

Description

一种基于线激光的避障方法及装置
技术领域
本申请涉及扫地机器人技术领域，具体涉及一种基于线激光的避障方法及装置。
背景技术
随着信息技术的发展以及人们对生活质量要求的不断提高，智能家居产品逐渐出现在人们的日常生活中，其中，具有代表性的扫地机器人越来越受到人们的喜爱，扫地机器人可以代替人执行对区域的清扫工作。
在现有的扫地机器人市场中，大部分扫地机器人都没有对障碍物识别并且主动避障的功能。主要依靠撞板触发形成障碍物。不具有主动避障功能的扫地机器人，用户体验差，对家具以及墙面的伤害很大，不能清扫的小障碍物导致扫地机卡住和扫地机滚刷缠绕发生的概率也会增大。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种基于线激光的避障方法及装置，以解决现有技术中扫地机器人不具有主动避障功能导致扫地机器人用户体验差，对家具以及墙面的伤害很大，不能清扫的小障碍物导致扫地机卡住和扫地机滚刷缠绕发生的概率也会增大的问题。
本申请提供了一种基于线激光的避障方法，包括：
向目标区域发射两束相交的线激光；
采集目标区域图像；
计算目标区域图像中由线激光形成的亮点坐标；
根据亮点坐标判断目标区域中是否存在障碍物；
若存在障碍物，并且障碍物的高度超出预设越障范围，则扫地机避开障碍物；
若不存在障碍物，或，障碍物的高度不超出预设越障范围，则扫地机通过目标区域。
可选地，两个线激光发射器向目标区域发射两束相交的线激光，包括：
两个线激光发射器安装在扫地机的侧面；
以水平为基准，两个线激光发射器发射范围均为向上15°向下20°。
可选地，采集目标区域图像，包括：
通过摄像头采集目标区域图像；
摄像头安装在扫地机的侧面，并且位于两个线激光发射器的中间偏上位置；
以水平为基准，摄像头的拍摄范围为向上35°向下35°。
可选地，计算目标区域图像中由线激光形成的亮点坐标，包括：
通过光平面标定法将目标区域图像中的二维像素坐标转换为三维世界坐标；
找出地面；
以地面的高度为基准，计算非地面的高度。
可选地，找出地面，包括：
计算目标区域图像中部分区域的三维世界坐标的高度均方差；
根据高度均方差分析部分区域的高度平整度以确定部分区域是否为地面；
或，根据部分区域同扫地机的距离判断部分区域是否为地面。
可选地，根据亮点坐标判断目标区域中是否存在障碍物，包括：
在三维世界坐标系中，计算所有亮点相对于地面的高度差；
根据高度差判断线激光是否打到障碍物上。
可选地，在计算目标区域图像中由线激光形成的亮点坐标之后，还包括：
根据亮点坐标识别目标区域是否为悬崖；
若目标区域为悬崖，则扫地机避开目标区域。
可选地，两个线激光发射器向目标区域发射的两束线激光形成的夹角为90°。
可选地，根据亮点坐标判断目标区域中是否存在障碍物包括：
根据连续N幅图像中的亮点坐标确定目标区域中障碍物的高度、长度以及宽度；
根据障碍物的高度、长度以及宽度判断障碍物是否在预设越障范围之中。
本申请还提供了一种基于线激光的避障装置，包括：
两个线激光发射器，用于向目标区域发射两束相交的线激光；
摄像头，用于采集目标区域图像；
处理单元，用于计算目标区域图像中由线激光形成的亮点坐标；
处理单元还用于根据亮点坐标判断目标区域中是否存在障碍物；若存在障碍物，处理单元计算出障碍物的高度超出预设越障范围，则控制单元控制扫地机避开障碍物；
若不存在障碍物，或，处理单元计算出障碍物的高度不超出预设越障范围，则控制单元控制扫地机通过目标区域。
可选地，两个线激光发射器安装在扫地机的侧面；
以水平为基准，两个线激光发射器发射范围均为向上15°向下20°。
可选地，摄像头安装在扫地机的侧面，并且位于两个线激光发射器的中间偏上位置；
以水平为基准，摄像头的拍摄范围为向上35°向下35°。
可选地，处理单元，被配置为：
通过光平面标定法将目标区域图像中的二维像素坐标转换为三维世界坐标；
找出地面；
以地面的高度为基准，计算非地面的高度。
可选地，其特征在于处理单元，被配置为：
计算目标区域图像中部分区域的三维世界坐标的高度均方差；
根据高度均方差分析部分区域的高度平整度以确定部分区域是否为地面；
或，根据部分区域同扫地机的距离判断部分区域是否为地面。
可选地，处理单元，被配置为：
在三维世界坐标系中，计算所有亮点相对于地面的高度差；
根据高度差判断线激光是否打到障碍物上。
可选地，处理单元，被配置为：
根据亮点坐标识别目标区域是否为悬崖；
若目标区域为悬崖，则扫地机避开目标区域。
可选地，两个线激光发射器向目标区域发射的两束线激光形成的夹角为90°。
本申请提供的基于线激光的避障方法及装置，通过对拍摄区域进行激光照射，激光经过反射后被摄像头拍摄到，相机拍摄到激光图片后，对图片中的亮点进行坐标分析，从而识别出电源线等障碍物，防止缠绕和碰撞；也能够识别悬崖和过高的下台阶，防止跌落；还能够识别出越障能力内的上台阶，防止漏扫，从而实现主动避障，提高扫地机的工作效率。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1示出了本申请中一种基于线激光的避障方法的流程图；
图2示出了本申请中4种基于线激光的避障方法的应用场景；
图3示出了本申请中一种应用基于线激光的避障方法的扫地机的侧面结构图；
图4示出了本申请中一种应用基于线激光的避障方法的激光以及拍摄范围图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请提供了一种基于线激光的避障方法，如图1所示，包括：
步骤S10，向目标区域发射两束相交的线激光。
在本实施例中，两束线激光所在平面形成的夹角为90度，且两束线激光所在的平面均垂直于地面。两束线激光的夹角为90度，能够确保至少一束线激光同障碍物面向扫地机器人摄像头的一面夹角不为90度。
步骤S20，采集目标区域图像。
在本实施例中，激光发射器发射的激光经过反射后被摄像头拍摄到，相机拍摄到激光图片后，逐像素行搜索找到亮点。
步骤S30，计算目标区域图像中由线激光形成的亮点坐标。
在本实施例中，通过光平面方程将激光亮点的二维像素坐标转换为三维坐标。
步骤S40，根据亮点坐标判断目标区域中是否存在障碍物。
在本实施例中，通过亮点的三维坐标即可分析得知高度信息，根据高度信息判断激光照射的物品是否为障碍物。
在具体实施例中，可以通过亮点与扫地机器人之间的距离进行快速判断地面信息。
步骤S51，若存在障碍物，并且障碍物的高度超出预设越障范围，则扫地机避开障碍物。
在本实施例中，如图2所示，情况A、B所示的上下台阶情况，如果在越障范围内的高度都可以通过，如果在越障范围外都可以避开。情况C所示的低于机身的障碍物，都可以识别，并且根据周围的障碍物情况判断是可以清扫的障碍物还是需要避开的障碍物。情况D所示的悬崖情况，通过识别地面情况来判断是否为悬崖，可以准确避开。
步骤S52，若不存在障碍物，或，障碍物的高度不超出预设越障范围，则扫地机通过目标区域。
在本实施例中，如图2所示，若情况A、B、C中的障碍物高度在预设越障范围内，即，障碍物高度不超过2厘米，则扫地机可以越障。
本实施例提供的基于线激光的避障方法，通过对拍摄区域进行激光照射，激光经过反射后被摄像头拍摄到，相机拍摄到激光图片后，对图片中的亮点进行坐标分析，从而识别出电源线等障碍物，防止缠绕和碰撞；也能够识别悬崖和过高的下台阶，防止跌落；还能够识别出越障能力内的上台阶，防止漏扫，从而实现主动避障，提高扫地机的工作效率。
作为可选的实施方式，步骤S10包括：两个线激光发射器31安装在扫地机的侧面；以水平为基准，两个线激光发射器31发射范围均为向上15°向下20°。
如图3所示，激光发射器发出的激光对扫地机附近的区域进行照射。
作为可选的实施方式，步骤S20包括：
通过摄像头32采集目标区域图像；
摄像头32安装在扫地机的侧面，并且位于两个线激光发射器31的中间偏上位置；
以水平为基准，摄像头32的拍摄范围为向上35°向下35°。
在本实施例中，如图3所示，摄像头对地面的拍摄范围比激光发射器的照射范围更广。
作为可选的实施方式，步骤S30包括：
通过光平面标定法将目标区域图像中的二维像素坐标转换为三维世界坐标；
找出地面；
以地面的高度为基准，计算非地面的高度。
在本实施例中，得到三维坐标之后，通过分析找到地面区域的三维坐标中的z轴高度，然后计算其他平面与地面之间的高度差。以地面信息的高度为基准，计算其他非地面高度和地面高度的高度差，如果在越障高度范围外，则为障碍物。
作为可选的实施方式，找出地面，包括：
计算目标区域图像中部分区域的三维世界坐标的高度均方差；
根据高度均方差分析部分区域的高度平整度以确定部分区域是否为地面；
或，根据部分区域同扫地机的距离判断部分区域是否为地面。
在本实施例中，因为测量误差的原因，实际测量有可能是-2mm或者-5mm，通过平稳度分析，确认地面所在的高度。或根据图像中距离扫地机较劲的区域，确定地面信息。
作为可选的实施方式，步骤S40包括：
在三维世界坐标系中，计算所有亮点相对于地面的高度差；
根据高度差判断线激光是否打到障碍物上。
在本实施例中，三维坐标包含障碍物的位置（x,y）和高度信息（z），通过高度信息（z）与步骤S30中找出的地面高度之间的高度差，即可判断激光照射的区域是否存在障碍物。
作为可选的实施方式，在步骤S30之后，还包括：
根据亮点坐标识别目标区域是否为悬崖；
若目标区域为悬崖，则扫地机避开目标区域。
在本实施例中，如图2中情况D所示，图像中亮点在悬崖边缘断开，由此可判断拍摄到的图像中为悬崖，例如楼梯，则扫地机避开这块区域。
作为可选的实施方式，两个线激光发射器31向目标区域发射的两束线激光3101和3102形成的夹角为90°。
在本实施例中，如图4所示，摄像机32在两个线激光发射器31的中间位置，摄像机32和两个线激光发射器31均安装在扫地机30的侧面。
两个线激光发射器31向目标区域发射的两束线激光3101和3102的交点在两个摄像机32的拍摄范围3201内。
在具体实施例中，激光照射范围以及摄像机的拍摄范围，均可通过在扫地机上的安装高度进行调节。
作为可选的实施方式，步骤S40包括：
根据连续N幅图像中的亮点坐标确定目标区域中障碍物的高度、长度以及宽度；
根据障碍物的高度、长度以及宽度判断障碍物是否在预设越障范围之中。
在本实施例中，如图2中的情况C，图像中的亮点为三段，其中两段连续，另一段同前两段断开，并且连续的两段亮点存在折弯，则此种情况可以确定存在障碍物。在具体实施例中，连续N幅图像的选取标准为：从拍摄到障碍物的第一幅图像至最后一幅图像。
障碍物的高度根据所有亮点相对于地面的高度差计算得出。障碍物的长度和宽度则根据亮点的x轴y轴坐标计算得出。
在具体实施方式中，如图2中情况A和情况B，可以从亮点坐标信息中得知，图像中是台阶，若台阶的高度不超过2厘米，则扫地机器人可以通过；若台阶高度超过2厘米，则扫地机器人避开。如图2情况C，假设障碍物为电线，可以通过连续的多幅图像判断出电线的分布情况，同时，即使电线的高度不超过2厘米，扫地机器人也避开此处的障碍物；如图2情况D，亮点在某块区域断开，测不出台阶高度，则判定该区域为悬崖，扫地机器人避开。
本申请还提供了一种基于线激光的避障装置，包括：两个线激光发射器、摄像头和处理单元，其中：两个线激光发射器用于向目标区域发射两束相交的线激光；摄像头用于采集目标区域图像；处理单元用于计算目标区域图像中由线激光形成的亮点坐标；处理单元还用于根据亮点坐标判断目标区域中是否存在障碍物；若存在障碍物，处理单元计算出障碍物的高度超出预设越障范围，则控制单元控制扫地机避开障碍物；若不存在障碍物，或，处理单元计算出障碍物的高度不超出预设越障范围，则控制单元控制扫地机通过目标区域。
作为可选的实施方式，两个线激光发射器安装在扫地机的侧面；以水平为基准，两个线激光发射器发射范围均为向上15°向下20°。
作为可选的实施方式，摄像头安装在扫地机的侧面，并且位于两个线激光发射器的中间偏上位置；以水平为基准，摄像头的拍摄范围为向上35°向下35°。
作为可选的实施方式，处理单元，被配置为：通过光平面标定法将目标区域图像中的二维像素坐标转换为三维世界坐标；找出地面；以地面的高度为基准，计算非地面的高度。
作为可选的实施方式，其特征在于处理单元，被配置为：计算目标区域图像中部分区域的三维世界坐标的高度均方差；根据高度均方差分析部分区域的高度平整度以确定部分区域是否为地面；或，根据部分区域同扫地机的距离判断部分区域是否为地面。
作为可选的实施方式，处理单元，被配置为：在三维世界坐标系中，计算所有亮点相对于地面的高度差；根据高度差判断线激光是否打到障碍物上。
作为可选的实施方式，处理单元，被配置为：根据亮点坐标识别目标区域是否为悬崖；若目标区域为悬崖，则扫地机避开目标区域。
作为可选的实施方式，两个线激光发射器向目标区域发射的两束线激光形成的夹角为90°。
上述基于线激光的避障装置具体细节可以对应参阅图1至图4所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）、随机存储记忆体（Random AccessMemory，RAM）、快闪存储器（Flash Memory）、硬盘（Hard Disk Drive，缩写：HDD）或固态硬盘（Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (17)

1.一种基于线激光的避障方法，其特征在于，包括：
向目标区域发射两束相交的线激光；
采集目标区域图像；
计算所述目标区域图像中由所述线激光形成的亮点坐标；
根据所述亮点坐标判断所述目标区域中是否存在障碍物；
若存在所述障碍物，并且所述障碍物的高度超出预设越障范围，则扫地机避开所述障碍物；
若不存在所述障碍物，则所述扫地机通过所述目标区域。
2.根据权利要求1所述的避障方法，其特征在于，向目标区域发射两束相交的线激光，包括：
两个线激光发射器安装在所述扫地机的侧面；
以水平为基准，两个所述线激光发射器发射范围均为向上15°向下20°。
3.根据权利要求2所述的避障方法，其特征在于，采集目标区域图像，包括：
通过摄像头采集所述目标区域图像；
所述摄像头安装在所述扫地机的侧面，并且位于两个所述线激光发射器的中间偏上位置；
以水平为基准，所述摄像头的拍摄范围为向上35°向下35°。
4.根据权利要求1所述的避障方法，其特征在于，计算所述目标区域图像中由所述线激光形成的亮点坐标，包括：
通过光平面标定法将所述目标区域图像中的二维像素坐标转换为三维世界坐标；
找出地面；
以所述地面的高度为基准，计算非地面的高度。
5.根据权利要求4所述的避障方法，其特征在于，找出地面，包括：
计算所述目标区域图像中部分区域的所述三维世界坐标的高度均方差；
根据所述高度均方差分析所述部分区域的高度平整度以确定所述部分区域是否为地面；
或，根据所述部分区域同所述扫地机的距离判断所述部分区域是否为地面。
6.根据权利要求4所述的避障方法，其特征在于，根据所述亮点坐标判断所述目标区域中是否存在障碍物，包括：
在三维世界坐标系中，计算所有所述亮点相对于所述地面的高度差；
根据所述高度差判断所述线激光是否打到所述障碍物上。
7.根据权利要求1所述的避障方法，其特征在于，在计算所述目标区域图像中由所述线激光形成的亮点坐标之后，还包括：
根据所述亮点坐标识别所述目标区域是否为悬崖；
若所述目标区域为悬崖，则所述扫地机避开所述目标区域。
8.根据权利要求1所述的避障方法，其特征在于，两个所述线激光发射器向所述目标区域发射的两束线激光形成的夹角为90°。
9.根据权利要求1所述的避障方法，其特征在于，根据所述亮点坐标判断所述目标区域中是否存在障碍物包括：
根据连续N幅图像中的所述亮点坐标确定所述目标区域中障碍物的高度、长度以及宽度；
根据所述障碍物的高度、长度以及宽度判断所述障碍物是否在预设越障范围之中。
10.一种基于线激光的避障装置，其特征在于，包括：
两个线激光发射器，用于向目标区域发射两束相交的线激光；
摄像头，用于采集目标区域图像；
处理单元，用于计算所述目标区域图像中由所述线激光形成的亮点坐标；
所述处理单元还用于根据所述亮点坐标判断所述目标区域中是否存在障碍物；若存在所述障碍物，所述处理单元计算出所述障碍物的高度超出预设越障范围，则控制单元控制扫地机避开所述障碍物；
若不存在所述障碍物，或，所述处理单元计算出所述障碍物的高度不超出所述预设越障范围，则所述控制单元控制所述扫地机通过所述目标区域。
11.根据权利要求10所述的避障装置，其特征在于，两个所述线激光发射器安装在所述扫地机的侧面；
以水平为基准，两个所述线激光发射器发射范围均为向上15°向下20°。
12.根据权利要求11所述的避障装置，其特征在于，所述摄像头安装在所述扫地机的侧面，并且位于两个所述线激光发射器的中间偏上位置；
以水平为基准，所述摄像头的拍摄范围为向上35°向下35°。
13.根据权利要求10所述的避障装置，其特征在于，所述处理单元，被配置为：
通过光平面标定法将所述目标区域图像中的二维像素坐标转换为三维世界坐标；
找出地面；
以所述地面的高度为基准，计算非地面的高度。
14.根据权利要求13所述的避障装置，其特征在于所述处理单元，被配置为：
计算所述目标区域图像中部分区域的所述三维世界坐标的高度均方差；
根据所述高度均方差分析所述部分区域的高度平整度以确定所述部分区域是否为地面；
或，根据所述部分区域同所述扫地机的距离判断所述部分区域是否为地面。
15.根据权利要求13所述的避障装置，其特征在于，所述处理单元，被配置为：
在三维世界坐标系中，计算所有所述亮点相对于所述地面的高度差；
根据所述高度差判断所述线激光是否打到所述障碍物上。
16.根据权利要求10所述的避障装置，其特征在于，所述处理单元，被配置为：
根据所述亮点坐标识别所述目标区域是否为悬崖；
若所述目标区域为悬崖，则所述扫地机避开所述目标区域。
17.根据权利要求10所述的避障装置，其特征在于，两个所述线激光发射器向所述目标区域发射的两束线激光形成的夹角为90°。
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KR1020237001611A KR20230023035A (ko) 2020-07-06 2021-06-11 장애물 회피를 위한 선형 레이저 빔 기반 방법 및 장치

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112294197A (zh) * 2020-11-04 2021-02-02 深圳市普森斯科技有限公司 扫地机的清扫控制方法、电子装置及存储介质
CN112783158A (zh) * 2020-12-28 2021-05-11 广州辰创科技发展有限公司 多种无线传感识别技术融合方法、设备及存储介质
WO2022007591A1 (zh) * 2020-07-06 2022-01-13 追觅创新科技(苏州)有限公司 一种基于线激光的避障方法及装置
WO2022166397A1 (zh) * 2021-02-08 2022-08-11 追觅创新科技(苏州)有限公司 目标对象的躲避方法及装置、存储介质、电子装置
CN115607052A (zh) * 2022-12-19 2023-01-17 科大讯飞股份有限公司 一种机器人的清洁方法、装置、设备及清洁机器人
WO2023078323A1 (zh) * 2021-11-08 2023-05-11 追觅创新科技(苏州)有限公司 自移动设备、自移动设备的障碍物检测方法及存储介质
WO2024140195A1 (zh) * 2022-12-30 2024-07-04 北京石头创新科技有限公司 基于线激光的自行走设备避障方法及装置、设备和介质

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114612786A (zh) * 2022-03-18 2022-06-10 杭州萤石软件有限公司 一种障碍物检测方法、移动机器人及机器可读存储介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106155066A (zh) * 2016-09-29 2016-11-23 翁锦祥 一种可进行路面障碍检测的搬运车及搬运方法
CN106200652A (zh) * 2016-09-29 2016-12-07 翁锦祥 一种智能物料搬运系统及搬运方法
US20180052471A1 (en) * 2015-05-13 2018-02-22 Universitaet Bielefeld Floor-treatment apparatus and navigation system therefor
CN108444390A (zh) * 2018-02-08 2018-08-24 天津大学 一种无人驾驶汽车障碍物识别方法及装置
CN109765901A (zh) * 2019-02-18 2019-05-17 华南理工大学 基于线激光与双目视觉的动态代价地图导航方法
CN111093019A (zh) * 2019-12-30 2020-05-01 科沃斯机器人股份有限公司 地形识别、行进与地图构建方法、设备及存储介质

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7155308B2 (en) * 2000-01-24 2006-12-26 Irobot Corporation Robot obstacle detection system
CN105404298B (zh) * 2012-09-21 2018-10-16 艾罗伯特公司 移动机器人上的接近度感测
US10617271B2 (en) * 2013-12-19 2020-04-14 Aktiebolaget Electrolux Robotic cleaning device and method for landmark recognition
WO2016091291A1 (en) * 2014-12-10 2016-06-16 Aktiebolaget Electrolux Using laser sensor for floor type detection
CN207979622U (zh) * 2016-05-17 2018-10-19 Lg电子株式会社 机器人吸尘器
US20200089249A1 (en) * 2017-06-07 2020-03-19 Chiba Institute Of Technology Self-propelled vacuum
CN111142526B (zh) * 2019-12-30 2022-07-12 科沃斯机器人股份有限公司 越障与作业方法、设备及存储介质
CN111743464A (zh) * 2020-07-06 2020-10-09 追创科技(苏州)有限公司 一种基于线激光的避障方法及装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180052471A1 (en) * 2015-05-13 2018-02-22 Universitaet Bielefeld Floor-treatment apparatus and navigation system therefor
CN106155066A (zh) * 2016-09-29 2016-11-23 翁锦祥 一种可进行路面障碍检测的搬运车及搬运方法
CN106200652A (zh) * 2016-09-29 2016-12-07 翁锦祥 一种智能物料搬运系统及搬运方法
CN108444390A (zh) * 2018-02-08 2018-08-24 天津大学 一种无人驾驶汽车障碍物识别方法及装置
CN109765901A (zh) * 2019-02-18 2019-05-17 华南理工大学 基于线激光与双目视觉的动态代价地图导航方法
CN111093019A (zh) * 2019-12-30 2020-05-01 科沃斯机器人股份有限公司 地形识别、行进与地图构建方法、设备及存储介质

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022007591A1 (zh) * 2020-07-06 2022-01-13 追觅创新科技(苏州)有限公司 一种基于线激光的避障方法及装置
CN112294197A (zh) * 2020-11-04 2021-02-02 深圳市普森斯科技有限公司 扫地机的清扫控制方法、电子装置及存储介质
CN112783158A (zh) * 2020-12-28 2021-05-11 广州辰创科技发展有限公司 多种无线传感识别技术融合方法、设备及存储介质
WO2022166397A1 (zh) * 2021-02-08 2022-08-11 追觅创新科技(苏州)有限公司 目标对象的躲避方法及装置、存储介质、电子装置
WO2023078323A1 (zh) * 2021-11-08 2023-05-11 追觅创新科技(苏州)有限公司 自移动设备、自移动设备的障碍物检测方法及存储介质
CN115607052A (zh) * 2022-12-19 2023-01-17 科大讯飞股份有限公司 一种机器人的清洁方法、装置、设备及清洁机器人
WO2024140195A1 (zh) * 2022-12-30 2024-07-04 北京石头创新科技有限公司 基于线激光的自行走设备避障方法及装置、设备和介质

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