CN112882472A

CN112882472A - 自主移动设备

Info

Publication number: CN112882472A
Application number: CN202110095171.7A
Authority: CN
Inventors: 孙佳佳; 耿文峰; 杨晓飞
Original assignee: Zhuichuang Technology Suzhou Co Ltd
Current assignee: Zhuichuang Technology Suzhou Co Ltd
Priority date: 2021-01-25
Filing date: 2021-01-25
Publication date: 2021-06-01
Also published as: WO2022156260A1

Abstract

本发明涉及一种自主移动设备，所述设备包括：设备主体，具有第一碰撞感应装置；所述主体的顶部设置有可升降的凸台，所述凸台在升起状态下高于所述主体的上表面，所述凸台安装有第一测距装置，所述凸台还具有第二碰撞感应装置；控制单元，被配置为控制所述设备移动，以及利用所述距离数据定位和/或构建地图，还被配置为在所述凸台会发生碰撞且所述主体不会发生碰撞的特定位置，控制所述凸台降低至不会发生碰撞的位置，而后控制所述设备沿当前设定路径继续移动。利用本发明各种实现方式，可以提高设备的工作覆盖面积，提高构建的地图的完整性。

Description

自主移动设备

【技术领域】

本发明涉及智能设备技术领域，尤其涉及一种自主移动设备。

【背景技术】

随着科技的飞速发展，各种自主移动设备被广泛应用于各种环境中，代替人类执行各种各样的工作。

要实现设备的自主移动，通常需要根据设备与周围环境物体的距离关系，进行定位以及建立地图。现有技术中，很多自主移动设备都是采用激光测距传感器（LaserDistance Sensor，简称LDS）进行三角测距。而由于LDS需要测量设备周围各个方向的物体距离，所以LDS通常是设置在设备顶部表面的旋转凸台上。这样设备的高度就需要增加，这就导致设备无法进入低矮的空间内工作。进而导致自主移动设备的工作覆盖面积减小，构建的地图的完整性降低。

【发明内容】

本发明提供一种自主移动设备，以提高设备的工作覆盖面积，提高构建的地图的完整性。

根据本发明的第一方面，提供了一种自主移动设备，所述设备包括：

设备主体，具有第一碰撞感应装置，用于感应所述主体是否发生碰撞；

所述主体的顶部设置有可升降的凸台，所述凸台在升起状态下高于所述主体的上表面，所述凸台安装有第一测距装置，所述第一测距装置用于在水平方向上测量所述凸台到所述设备周围的环境物体之间的距离数据，所述凸台还具有第二碰撞感应装置，所述第二碰撞感应装置用于感应所述凸台是否发生碰撞；

控制单元，被配置为控制所述设备移动，以及利用所述距离数据定位和/或构建地图，还被配置为在所述凸台会发生碰撞且所述主体不会发生碰撞的特定位置，控制所述凸台降低至不会发生碰撞的位置，而后控制所述设备沿当前设定路径继续移动。

在一种可能的实现方式中，所述控制单元进一步被配置为：

在所述沿当前设定路径继续移动预设距离或预设时间后，尝试控制所述凸台升高至升起状态；

若所述凸台在升高至升起状态的过程中未发生碰撞，则保持所述凸台在升起状态，控制所述设备沿当前设定路径继续移动，并继续利用所述第一测距装置测得的所述距离数据定位和/或构建地图。

在一种可能的实现方式中，所述设备主体还具有第二测距装置，用于测量所述设备主体到所述设备上方的环境物体的竖直距离；

对应的，所述控制单元进一步被配置为：

响应于测得的所述竖直距离等于或大于预设阈值，控制所述凸台升高至升起状态，控制所述设备沿当前设定路径继续移动，并继续利用所述第一测距装置测得的所述距离数据定位和/或构建地图。

在一种可能的实现方式中，所述控制单元还被配置为：

在所述凸台升高过程中，响应于所述凸台发生碰撞，控制所述凸台降低至不会发生碰撞的位置；

在所述设备继续移动预设时间或预设距离后，再次尝试控制所述凸台升高至升起状态。

在一种可能的实现方式中，所述特定位置包括采用下述方式确定：

在所述设备的移动过程中，响应于所述凸台发生碰撞且所述主体未发生碰撞，记录所述设备的当前位置为所述特定位置。

在一种可能的实现方式中，所述控制单元还被配置为：

在所述设备再次经过所述特定位置时，控制所述凸台降低至不会发生碰撞的位置，而后控制所述设备沿当前设定路径继续移动。

在一种可能的实现方式中，所述控制所述凸台降低至不会发生碰撞的位置包括：

控制所述凸台降低至不高于所述设备主体的上表面的位置。

在所述凸台降低的过程中，同时控制所述设备尝试移动，直至所述凸台不再发生碰撞，控制所述凸台停止在当前位置。

在一种可能的实现方式中，所述第一测距装置包括激光测距传感器LDS，设置在所述凸台内，所述凸台可绕其轴线旋转。

在一种可能的实现方式中，所述第一碰撞感应装置包括缓冲撞板，设置在所述设备主体的侧面，在所述撞板上沿所述撞板的长度方向分布设置有碰撞传感器。

在一种可能的实现方式中，所述第二碰撞感应装置包括点云撞板或结构撞板。

根据本发明的各方面提供的实施方式，在凸台会发生碰撞而主体不会发生碰撞的情况下，降低凸台至不会发生碰撞的位置，可以不需要停止移动或转向，直接沿设定路径继续移动，进入高度高于设备主体而低于凸台的空间内。这样可以有效提高设备的工作覆盖面积。

进一步的，在高度高于设备主体而低于凸台的空间内继续行走时，通过尝试控制凸台再次升起，使所述第一测距装置的可应用场景增加，即可以获取更多环境中的环境物体的距离数据。控制单元利用更多的距离数据，就可以构建更完整的地图，可以有效提高地图的完整性。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将变得清楚。

【附图说明】

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本发明的原理。

图1是本发明一种实施例提供的一种自主移动设备的模块结构示意图。

图2是本发明一种实施例提供的一种自主移动设备的设备结构示意图。

图3是本发明一种实施例提供的一种自主移动设备的应用场景示意图。

图4是本发明另一种实施例提供的一种自主移动设备的模块结构示意图。

【具体实施方式】

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做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。

应当理解，本发明的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和 “包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的，而并不意在限定本发明。如在本发明说明书和权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本发明说明书和权利要求书中使用的术语“和/ 或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

本发明实施例中出现的“多个”是指两个或两个以上。本发明实施例中出现的第一、第二等描述，仅作示意与区分描述对象之用，没有次序之分，也不表示本发明实施例中对设备个数的特别限定，不能构成对本发明实施例的任何限制。

图1是本发明一种实施例中提供的一种自主移动设备的模块结构示意图。所述自主移动设备可以是扫地机器人、拖地机器人、扫拖机器人等清洁机器人，也可以是自动割草机、扫雪机等任意可以自动移动或自动工作的电子设备或智能设备。具体的，如图1所示，所述设备可以包括：

设备主体100，具有第一碰撞感应装置101，用于感应所述主体100是否发生碰撞。

所述主体100的顶部设置有可升降的凸台200，所述凸台200在升起状态下高于所述主体100的上表面，所述凸台200安装有第一测距装置201，所述第一测距装置201用于在水平方向上测量所述凸台200到所述设备周围的环境物体之间的距离数据，所述凸台200还具有第二碰撞感应装置202，所述第二碰撞感应装置202用于感应所述凸台是否发生碰撞。

控制单元300，被配置为控制所述设备移动，以及利用所述距离数据定位和/或构建地图，还被配置为在所述凸台200会发生碰撞且所述主体100不会发生碰撞的特定位置，控制所述凸台200降低至不会发生碰撞的位置，而后控制所述设备沿当前设定路径继续移动。

图2是本发明一种实施例提供的一种自主移动设备的设备结构示意图。如图2所示，所述设备主体100可以是具有驱动轮的移动平台，其驱动轮的驱动电机与控制单元300电性连接，所述控制单元300可以通过控制驱动轮的转动使所述设备移动，可以通过控制设备两侧驱动轮的转速差实现设备移动方向的改变，所述设备主体100还可以加载有各类功能件，比如滚刷、边刷、吸尘器等各种清洁部件。如图2所示，所述设备主体100具有近似平面的上表面，所述凸台200可以至少具有升起状态和收纳状态，通常的，所述所述凸台200内可以安装有测距装置，在升起状态下，所述凸台200相对于设备主体100的上表面凸起，可以露出所述第一测距装置201，使所述测距装置可以正常工作，测量所述设备周围的环境物体与所述设备之间的距离数据。在收纳状态下，所述凸台200可以降低至所述设备主体100的上表面之下、或降低至其顶部与所述设备主体100的上表面平齐的位置、或降低至其他特定的位置，在收纳状态下，所述第一测距装置201无法正常进行测量，所述控制单元300可以控制所述第一测距装置201停止工作，或停止获取所述第一测距装置201的测量数据。本例中，所述第一测距装置201可以是激光三角测距装置LDS，所述LDS可以安装在所述凸台内，LDS的光发射端和光接收端可以设置在所述凸台200的侧面，所述凸台200转动可以带动LDS在水平方向上360°转动，从而获取所述设备周围的环境物体到所述凸台的距离数据，所述控制单元300可以根据所述距离数据进行定位和/或构件地图。当然，在本发明其他实施例中，所述第一测距装置201也可以是其他类型的测距传感器，本申请对此不作限定。另外，在上述实施例中，图中所示的凸台200、设备主体100的形状、尺寸均是示例性的，本发明对此不作限定。

在本发明一种实施例中，所述凸台200可以通过其具有的升降装置连接在所述设备主体100内部，所述控制单元300通过控制升降装置使所述凸台200升高或降低。其中，所述升降装置可以是液压或气压升降装置，也可以是机械传动式的升降装置，本发明对此不作限定，实施人员可以根据设备的实际安装空间和实际需求选择任意种类的升降装置，只要能够实现凸台200的升降即可。

图3是本发明一种实施例中提供的一种自主移动设备的应用场景示意图。如图3所示的自主移动设备，当其凸台200在升起状态时，设备的高度是设备主体100高度h和凸台200高度d之和h+d，对于图中所示的高度大于h且小于h+d的环境障碍物（比如床、沙发、茶几等可以形成一定高度底部空间的障碍物），设备移动到该障碍物边缘位置时，所述凸台200会发生碰撞，而设备主体100不会发生碰撞。本例中，在设备再次经过所述凸台会发生碰撞且所述主体不会发生碰撞的特定位置时，所述控制单元300预先记录有该特定位置，响应于设备经过该特定位置，所述控制单元300控制所述凸台200降低至不会发生碰撞的位置，而后控制所述设备沿当前设定路径继续移动，以进入该环境障碍物的下部继续移动并执行工作（比如清扫、吸尘、拖地等）。

本例中，所述特定位置可以采用下述方式确定：

其中，所述凸台200是否发生碰撞可以由所述第二碰撞感应装置202检测得到，所述设备主体100是否发生碰撞可以由所述所述第一碰撞感应装置101检测得到。

在本发明一种实施例中，所述第一碰撞感应装置101可以包括缓冲撞板，设置在所述设备主体的侧面，在所述撞板上沿所述撞板的长度方向分布设置有碰撞传感器。其中，所述缓冲撞板可以略高于所述设备主体100或与所述设备主体100平齐，可以检测到水平方向上的对所述设备主体100的碰撞。

在本发明一种实施例中，所述第二碰撞感应装置202可以包括点云撞板或结构撞板。其中，所述点云撞板可以包括N个激光点，每个激光点都带有角度、距离信息，可以根据获取的每个激光点的角度、距离信息，确定是否将要发生碰撞，生成模拟碰撞的信号。所述结构撞板可以是缓冲撞板加碰撞传感器的组件，所述缓冲撞板可以预留出LDS的位置，既可以检测凸台200的碰撞，也不影响LDS的正常工作。

在本发明另一种实施例中，在所述设备第一次经过所述特定位置的情况下，即未预先记录该特定位置。也可以响应于所述凸台发生碰撞且所述设备主体未发生碰撞的情况，直接降低凸台的高度，而后直接沿当前设定路径继续移动。

在本发明一种实施例中，所述控制单元300可以进一步被配置为：

在本发明一种实施例中，所述控制所述凸台降低至不会发生碰撞的位置可以包括：控制所述凸台降低至不高于所述设备主体的上表面的位置。即当所述设备经过所述特定位置时，控制单元可以直接将所述凸台降低至设备主体的上表面以下或与所述上表面平齐的位置，即凸台只会有升起状态、收纳状态两种静止状态，在升起状态下，所述第一测距装置正常工作，在收纳状态下，所述第一测距装置不工作或不传输数据。

而在本发明另一种实施例中，所述控制所述凸台降低至不会发生碰撞的位置还可以包括：

在所述凸台降低的过程中，同时控制所述设备尝试移动，直至所述凸台不再发生碰撞，控制所述凸台停止在当前位置。即所述凸台不只有升起状态、收纳状态两种静止状态，还具有中间状态，该中间状态下，所述凸台恰好不会碰撞到上方的环境障碍物。在本公开一些实施例中，不仅在所述升起状态下，所述第一测距装置可以正常工作和正常传输数据，在所述中间状态下，所述第一测距装置也可以继续工作测量所述距离数据并继续传输数据，控制单元可以继续根据所述距离数据进行定位和/或建图。

利用上述各实施例提供的各种实施方式，可以在凸台会发生碰撞而主体不会发生碰撞的情况下，降低凸台至不会发生碰撞的位置，可以不需要停止移动或转向，直接沿设定路径继续移动，进入高度高于设备主体而低于凸台的空间内。可以有效提高设备的工作覆盖面积，具体的，对应扫地机等自主清洁设备，可以有效增加清扫面积，提高清扫覆盖率，提高用户体验。

图4是本发明另一种实施例提供的一种自主移动设备的模块结构示意图。在本发明另一种实施例中，所述设备主体100还可以具有第二测距装置102，用于测量所述设备主体100到所述设备上方的环境物体的竖直距离；

对应的，所述控制单元300可以进一步被配置为：

响应于测得的所述竖直距离等于或大于预设阈值，控制所述凸台200升高至升起状态，控制所述设备沿当前设定路径继续移动，并继续利用所述第一测距装置101测得的所述距离数据定位和/或构建地图。

其中，所述第二测距装置102可以是任意类型的距离传感器，可以设置在所述设备主体100的上表面，也可以设置在其他位置，只要可以测量出上方物体到设备主体100的竖直距离即可。

在本发明又一种实施例中，所述控制单元300还可以被配置为：

在所述凸台200升高过程中，响应于所述凸台200发生碰撞，控制所述凸台200降低至不会发生碰撞的位置；

在所述设备继续移动预设时间或预设距离后，再次尝试控制所述凸台200升高至升起状态。

在本申请另一种实施例中，所述控制单元300还可以被配置为：

利用上述各实施例提供的各实施方式，可以在高度高于设备主体而低于凸台的空间内继续行走时，通过尝试控制凸台再次升起，使所述第一测距装置的可应用场景增加，即可以获取更多环境中的环境物体的距离数据。控制单元利用更多的距离数据，就可以构建更完整的地图，可以有效提高地图的完整性。

上述各实施例中所述的控制单元300例如可以是但不限于：CPU、GPU、MCU、基于FPGA或CPLD实现的处理芯片以或者单片机等。

这里参照根据本发明实施例的方法、装置（系统）和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims

1.一种自主移动设备，其特征在于，所述设备包括：

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制单元进一步被配置为：

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备主体还具有第二测距装置，用于测量所述设备主体到所述设备上方的环境物体的竖直距离；

对应的，所述控制单元进一步被配置为：

4.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述控制单元还被配置为：

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述特定位置包括采用下述方式确定：

6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述控制单元还被配置为：

7.如权利要求1、4、6中任意一项所述的设备，其特征在于，所述控制所述凸台降低至不会发生碰撞的位置包括：

控制所述凸台降低至不高于所述设备主体的上表面的位置。

8.如权利要求1、4、6中任意一项所述的设备，其特征在于，所述控制所述凸台降低至不会发生碰撞的位置包括：

9.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一测距装置包括激光测距传感器LDS，设置在所述凸台内，所述凸台可绕其轴线旋转。

10.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一碰撞感应装置包括缓冲撞板，设置在所述设备主体的侧面，在所述撞板上沿所述撞板的长度方向分布设置有碰撞传感器。

11.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二碰撞感应装置包括点云撞板或结构撞板。