CN113406950A - 对移动装置上的紫外光源的保护 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对移动装置上的紫外光源的保护。所公开的主题的实现提供一种移动机器人的装置，该移动机器人可以包括：马达，用于对驱动系统进行驱动以使移动机器人在某区域中移动；以及光源，用于输出紫外光。该装置可以包括：至少一个第一传感器，用于确定移动机器人的取向、移动机器人的位置、以及/或者在该区域中光源何时处于物体的预定距离内这三者至少之一。该装置可以包括：控制器，其通信地耦接至驱动系统、光源和至少一个第一传感器，从而至少基于从至少一个第一传感器接收到的信号来控制驱动系统，以在光源处于物体的预定距离内之前使移动机器人停止或移动。

Description

对移动装置上的紫外光源的保护

背景技术

诸如移动机器人等的移动装置可以被操作以在撞击诸如墙等的表面之后改变方向。一些移动机器人可以检测所确定的方向路径中的人，并改变所确定的路径。

发明内容

根据所公开的主题的实现，装置可以是移动机器人，该移动机器人可以包括：马达，用于对驱动系统进行驱动以使移动机器人在某区域中移动；以及光源，用于输出紫外光。所述装置还可以包括至少一个第一传感器，所述至少一个第一传感器用于确定所述移动机器人的取向、所述移动机器人的位置以及/或者在该区域中所述光源何时处于物体的预定距离内这三者至少之一。所述装置还可以包括控制器，所述控制器通信地耦接至所述驱动系统、所述光源和所述至少一个第一传感器，从而至少基于从所述至少一个第一传感器所接收到的信号来控制所述驱动系统以在所述光源处于物体的预定距离内之前使所述移动机器人停止或移动。

通过考虑以下的详细说明、附图和权利要求书，可以阐述所公开的主题的附加特征、优点和实现或者使这些显而易见。此外，应当理解，前述的发明内容部分和以下的具体实施方式部分都是例示性的，并且旨在提供进一步的解释而不是限制权利要求书的范围。

附图说明

为了提供对所公开的主题的进一步理解而包括的附图被并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图还例示所公开的主题的实现，并且连同具体实施方式部分一起用来解释所公开的主题的实现的原理。没有尝试以比所公开的主题的基本理解和可以实现所公开的主题的各种方式可能需要的结构细节更详细的方式示出结构细节。

图1、图2和图3示出根据所公开的主题的实现的具有用以保护紫外(UV)光源的传感器的移动机器人的多个外观图。

图4示出根据所公开的主题的实现的图1、图2和图3的移动机器人的示例结构。

图5示出根据所公开的主题的实现的可以包括多个移动机器人的网络结构。

具体实施方式

在所公开的主题的实现中，移动机器人可以从紫外(UV)光源发射UV光。该光源所输出的UV光可用于对物体、房间的至少一部分、或者预定区域等进行消毒。移动机器人可用作房间或建筑物等的定期清洁周期的一部分，并且可以通过用UV光分解疾病、病毒、细菌和其它类型的有害有机微生物的DNA结构来防止和/或减少它们在环境中的传播。移动机器人可以通过追踪所照射的光的位置和/或强度(例如，UV光的光功率)来减少对区域、房间或建筑物等进行清洁时的人为错误，并且确定可能需要对哪些区域进行照射和/或清洁。

移动机器人可以被手动地、自主地操作，以及/或者可以在以遥控操作模式操作时接收控制信号以控制移动机器人在房间、建筑物或区域等内的移动。

移动机器人的UV光源可以由该移动机器人上所配置的一个或多个传感器保护。这些传感器可以防止移动机器人移动到具有可能损坏UV光源的一个或多个物体的场所。该一个或多个传感器可以通信地耦接至控制器，该控制器可以基于从该一个或多个传感器接收到的信号来控制移动机器人的移动。这不同于传统的移动机器人，从而可以避开物体和/或人以防止损坏物体或伤害人。也就是说，所公开的主题的实现提供了用以检测可能潜在地损坏移动机器人(诸如移动机器人的UV光源等)的障碍物的传感器。

尽管可以使用防护罩来至少部分地覆盖和/或包围UV光源，但UV光的量级(即，UV光的光功率)可能会随着时间的经过而使防护罩物理变形，以及/或者防护罩可能使可以照射预定区域的UV光的量衰减，这对防止有害有机微生物的传播可能不利。

图1、图2和图3示出根据所公开的主题的实现的具有用以保护紫外(UV)光源的传感器的移动机器人100的多个外观图。移动机器人100可以包括至少第一传感器102(在图2中表示为传感器102a和102b)、用以输出紫外光的光源104、至少第二传感器106、驱动系统108、用户接口110和/或停止按钮112。控制器(例如，在图4中示出且在以下描述的控制器114)可以通信地耦接到至少一个第一传感器102、光源104、至少一个第二传感器106、驱动系统108、用户接口110和停止按钮112，可以控制移动机器人100的操作。

至少一个第一传感器102(其包括图2所示的传感器102a、102b)可以确定以下内容至少之一：移动机器人100的取向(例如，机器人的前侧和/或第一侧正面对的方向)；移动机器人100的位置(例如，移动机器人100在某区域中的位置)；以及/或者在该区域中光源104何时处于物体113(其可以包括113a、113b)的预定距离内。在一些实现中，至少一个第一传感器102可以具有对角上70度的视场。至少一个传感器102可以具有0.2米～4米的检测距离。如图1、图2和图3所示，至少一个第一传感器102可以配置在光源104的上方。

至少一个第一传感器102可以包括配置在移动机器人100的第一侧的第一侧传感器、以及可以配置在该装置的第二侧的第二侧传感器。例如，如图2所示，传感器102a可以配置在移动机器人100的第一侧(例如，前侧)，并且传感器102b可以配置在移动机器人100的第二侧(例如，后侧)。尽管在图2中示出机器人两侧的传感器，但可以存在配置在移动机器人102的不同侧的多个传感器以防止物体损坏光源104。在一些实现中，传感器102a和/或传感器102b可以配置在光源104的上方。

光源104可以是一个或多个灯泡、一个或多个灯、以及/或者发光二极管(LED)或有机发光二极管(OLED)的阵列，以发射UV光(例如，具有10nm～400nm的波长的光)。强度(即，光功率输出)可以由控制器114控制，该控制器114还可以开启或关闭光源104的一部分或全部器件(例如，灯泡、灯、LED、OLED)。

至少一个第二传感器106可以通信地耦接至图4所示的控制器114，并且控制器114可以基于从至少一个第一传感器102接收到的信号和/或从至少一个第二传感器106接收到的信号来控制驱动系统108，以便在光源104处于物体113(例如，物体113a、113b的至少一部分)的预定距离内之前，使移动机器人100停止和/或移动。如图1所示，光源104可以配置在至少一个第二传感器106的上方。在一些实现中，至少一个第二传感器106可被定向在朝向光源104的方向上。例如，至少一个第一传感器102可被布置成具有与移动机器人正行进的表面(例如，地板或地面等)大致平行和/或朝向该表面(例如，向下检测方向)的检测方向，并且至少一个第二传感器106可以具有被定向成从该表面向上(例如，沿着向上方向)朝向光源104的检测方向。

在一些实现中，至少一个第二传感器106可以是飞行时间传感器、超声传感器、二维光检测和测距(LiDAR)传感器、三维LiDAR传感器、以及/或者雷达(无线电检测和测距)传感器等。至少一个第二传感器106可以具有20度～27度的视场。在一些实现中，至少一个第二传感器106可以具有0.05米～4米的检测距离。

移动机器人100可以包括马达，该马达用于对驱动系统108进行驱动从而使移动机器人在诸如房间或建筑物等的区域中移动。驱动系统108可以包括轮子，其中轮子可以是可调整的，使得驱动系统108可以控制移动机器人100的方向。

在一些实现中，移动机器人100可以包括具有驱动系统108的底座，并且至少一个第一传感器102可以配置在该底座上。在该实现中，至少一个第一传感器102可以是二维光检测和测距(LiDAR)传感器、三维LiDAR传感器或三维照相机等。

控制器114可以以如下的操作模式控制和/或操作移动机器人100，该操作模式可以是手动模式、自主模式和/或遥控操作模式。在手动模式下，控制器114可以从用户接口110和/或停止按钮112接收一个或多个控制信号。例如，用户可以通过在用户接口110上进行一个或多个选择来控制移动机器人100的移动、方向、以及/或者停止移动机器人100的运动。停止按钮112可以是在被选择时可以停止移动机器人100的所有操作和/或移动的紧急停止(ESTOP)按钮。在一些实现中，控制器114在以遥控操作模式操作时，可以经由(图4所示的)网络接口116接收至少一个控制信号。例如，如以下结合图5所述，网络接口可以经由网络130从服务器140、数据库150和/或远程平台160接收控制信号。

在一些实现中，至少一个第一传感器102可以是飞行时间传感器、立体视觉传感器、二维LiDAR传感器或三维LiDAR传感器等。例如，在移动机器人100正沿某方向移动时，至少一个第一传感器102可以检测可能在移动机器人100的路径中的一个或多个物体(例如，具有部分113a和/或113b的物体113)的几何形状。至少一个第一传感器102的输出例如可以是移动机器人100的路径中的一个或多个物体的点云。在该示例中，在移动机器人100的直到至少一个第一传感器102的检测范围的路径(其可以约为4米)中可能什么也不存在(例如，不存在物体)。在至少一个第一传感器102可以判断为一个或多个物体(例如，物体113)处于移动机器人100的路径中的情况下，控制器114可以为了安全而降低移动机器人100的允许最大速度，以便减少和/或消除可能会损坏光源104的光源104撞击一个或多个物体这一情形。例如，在控制器114正以自主模式操作移动机器人100时，控制器114可以判断期望路径(即，规划路径)是否可能导致移动机器人撞击一个或多个物体(例如，物体113)。在控制器114正以手动模式或遥控操作模式操作移动机器人100时，控制器114可以经由用户接口110、经由停止按钮112和/或经由网络接口116接收用户命令。在期望路径可能以碰撞终结、或者可能将移动机器人100放置在可能引起碰撞的物体的预定距离内的情况下，控制器114可以通过控制驱动系统108来改变移动机器人100的运动路径、或者停止移动机器人100的移动。

在至少一个第一传感器102是立体视觉传感器的情况下，来自位于已知距离到另一距离内的两个传感器(即，这两个传感器可以是至少一个第一传感器102的立体视觉传感器的一部分)的图像可以是利用全局快门在预定时间点和/或按预定时间间隔拍摄的。全局快门可被配置成使得立体视觉传感器的两个传感器可以大致同时拍摄图像。可以从所拍摄到的图像确定一个或多个特征，并且可以将该一个或多个特征彼此比较以确定匹配的部分。由于立体视觉传感器的两个传感器的焦距和这两个传感器之间的距离(例如，约6cm)可以存储在(图4所示的)存储器118和/或固定存储装置120中，因此控制器114和/或至少一个第一传感器102可以使用所拍摄到的图像和所存储的值来确定从至少一个第一传感器102到物体113的距离。在一些实现中，在物体可能无识别特征(例如，空白墙)的情况下，至少一个传感器102可以包括至少一个激光器、LED和/或OLED，以照射物体的表面上的一个或多个点。

在一些实现中，可以通过使用可以配置在光源104的下方的至少一个第二传感器106来增加对光源104的保护。至少一个第二传感器106可被配置成使得检测路径向着光源104(例如，可以与移动机器人100可行进的表面成一定角度的向上路径)。在一些实现中，至少一个第二传感器106也可以配置在光源104的上方。在另一实现中，至少一个第二传感器106可以包括配置在光源104的上方的一个传感器和配置在光源104的下方的另一传感器。

例如，至少一个第二传感器106可以是飞行时间(TOF)传感器。光的至少一个光子可以由至少一个第二传感器106输出，并且可以通过空气传输。在光的至少一个光子照射物体113的情况下，该光的一部分可以被物体113反射，并且可以返回到至少一个第二传感器106的接收器部分。至少一个第二传感器106可以计算发送光的至少一个光子和接收反射之间的时间，并将该值乘以光在空气中的速度，以确定至少一个第二传感器106和物体113之间的距离。通常，所计算出的距离可以大于物体113和光源104之间的距离。该距离可能例如由于不同的天花板高度(例如，其可以以不同的方式反射光的一个或多个光子)而在不同的场所有所不同。在所确定的距离小于到至少一个第二传感器的位置的距离的情况下，控制器114可以停止驱动系统108和/或改变移动机器人100的方向。控制器114的该判断可以是基于移动机器人100的当前方向、移动机器人100的取向、至少一个第二传感器106的位置和/或移动机器人100的物理尺寸。至少一个第二传感器106可以通过向控制器114发送信号来停止移动机器人100，以改变移动机器人100在以自主模式操作的情况下的路径方向。在另一实现中，至少一个第二传感器106可以向驱动系统108提供控制信号以停止移动机器人100的移动。

图4示出适合于提供所公开的主题的实现的移动机器人100的示例组件。移动机器人100可以包括总线122，该总线122使移动机器人100的诸如以下等的主要组件互连：驱动系统108；可操作以经由合适的网络连接与一个或多个远程装置进行通信的网络接口116；控制器114；诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)或闪速RAM等的存储器118；停止按钮112；光源104；至少一个第一传感器102；可包括一个或多个控制器以及诸如键盘和触摸屏等的关联用户输入装置的用户接口110；诸如硬盘驱动器和闪速存储装置等的固定存储装置120；以及至少一个第二传感器106。

总线122允许进行控制器114与一个或多个存储器组件之间的数据通信，如前所述，该一个或多个存储器组件可以包括RAM、ROM和其它存储器。通常，RAM是操作系统和应用程序被加载至的主存储器。ROM或闪速存储器组件可以包含用于控制基本硬件操作(诸如与外围组件的交互等)的基本输入输出系统(BIOS)以及其它代码。驻留在移动机器人100中的应用通常存储在计算机可读介质(例如，固定存储装置120)上并经由该计算机可读介质访问，其中该计算机可读介质诸如为固态驱动器、硬盘驱动器、光驱动器、固态驱动器或其它存储介质。

网络接口116可以经由有线或无线连接(例如，图5所示的网络130)来提供与远程服务器(例如，图5所示的服务器140、数据库150和/或远程平台160)的直接连接。网络接口116可以使用本领域技术人员容易理解的任何合适的技术和协议来提供这种连接，其中该技术和协议包括数字蜂窝电话、WiFi、蓝牙(R)和近场等。例如，如下文进一步详细描述的，网络接口116可以允许移动机器人100经由一个或多个本地通信网络、广域通信网络或其它通信网络来与其它计算机进行通信。移动机器人可以将数据经由网络接口发送至远程服务器，该远程服务器可以包括操作的路径以及用UV光照射的表面和/或区域等。

许多其它装置或组件(未示出)可以以类似的方式连接。相反，无需呈现图4所示的所有组件来实践本发明。这些组件可以采用与所示方式不同的方式互连。用以实现本发明的代码可以存储在计算机可读存储介质(诸如存储器118、固定存储装置120中的一个或多个)中，或者存储在远程存储位置上。

图5示出根据所公开的主题的实现的示例网络布置。上述的移动机器人100和/或类似的移动机器人200可以经由网络130连接到其它装置。网络130可以是本地网络、广域网、因特网、或任何其它合适的一个或多个通信网络，并且可以在包括有线和/或无线网络的任何合适的平台上实现。移动机器人100和/或移动机器人200可以彼此进行通信，以及/或者可以与诸如服务器140、数据库150和/或远程平台160等的一个或多个远程装置进行通信。远程装置可以由移动机器人100、200直接访问，或者一个或多个其它装置可以提供中间访问，诸如服务器140提供对数据库150中所存储的资源的访问等。移动机器人100、200可以访问远程平台160、或者由远程平台160提供的诸如云计算布置和服务等的服务。远程平台160可以包括一个或多个服务器140和/或数据库150。

更一般地，目前公开的主题的各种实现可以包括计算机实现的处理和用于实践这些处理的设备，或者可以以这些处理和这些设备的形式体现。实现还可以以具有包含非暂时性和/或有形介质(诸如固态驱动器、DVD、CD-ROM、硬盘驱动器、USB(通用串行总线)驱动器或任何其它的机器可读存储介质等)中体现的指令的计算机程序代码的计算机程序产品的形式来体现，使得在计算机程序代码被加载到计算机中并由计算机执行时，计算机成为用于实践所公开的主题的实现的设备。实现还可以以计算机程序代码(例如，该计算机程序代码不论是存储在存储介质中、被加载到计算机中和/或由计算机执行、还是通过某些传输介质(诸如通过电气布线或布缆、通过光纤或经由电磁辐射等)传输)的形式来体现，使得在计算机程序代码被加载到计算机中并由计算机执行时，计算机成为用于实践所公开的主题的实现的设备。计算机程序代码段在通用微处理器上实现时，对微处理器进行配置以创建特定逻辑电路。

在一些配置中，计算机可读存储介质上所存储的一组计算机可读指令可以由通用处理器实现，该一组计算机可读指令可以将通用处理器或包含通用处理器的装置变换成被配置为实现或执行这些指令的专用装置。实现可以包括使用硬件，该硬件具有用硬件和/或固件体现根据所公开的主题的实现的技术中的全部或一部分的诸如通用微处理器和/或专用集成电路(ASIC)等的处理器。该处理器可以耦接至存储器，诸如RAM、ROM、闪速存储器、硬盘或能够存储电子信息的任何其它装置等。该存储器可以存储被适配为由处理器执行以进行根据所公开的主题的实现的技术的指令。

为了解释的目的，已经参考具体实现对上述说明进行了描述。然而，以上的说明性论述并不旨在是详尽的或将所公开的主题的实现局限于所公开的确切形式。鉴于以上教导，许多修改和变化是可能的。选择和描述这些实现以解释所公开的主题的实现原理及其实际应用，由此使得本领域技术人员能够利用这些实现以及具有可适合预期的特定用途的各种修改的各种实现。

Claims (15)

1.一种装置，包括：

移动机器人，其包括：

马达，用于对驱动系统进行驱动以使所述移动机器人在某区域中移动；

光源，用于输出紫外光；

至少一个第一传感器，用于确定来自包含以下项的组中的至少一项：所述移动机器人的取向、所述移动机器人的位置、以及在所述区域中所述光源何时处于物体的预定距离内；以及

控制器，其通信地耦接至所述驱动系统、所述光源和所述至少一个第一传感器，从而至少基于从所述至少一个第一传感器所接收到的信号来控制所述驱动系统，以在所述光源处于所述物体的预定距离内之前使所述移动机器人停止或移动。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个第一传感器具有对角上70度的视场。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个第一传感器具有0.2米～4米的检测距离。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个第一传感器配置在所述光源的上方。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个第一传感器包括配置在所述装置的第一侧的第一侧传感器和配置在所述装置的第二侧的第二侧传感器。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述第一侧传感器和所述第二侧传感器配置在所述光源的上方。

7.根据权利要求1所述的装置，所述移动机器人还包括：

至少一个第二传感器，其通信地耦接至所述控制器，

其中，所述控制器基于选自包含从所述至少一个第一传感器所接收到的信号和从所述至少一个第二传感器所接收到的信号的组中的至少一项来控制所述驱动系统，从而在所述光源处于所述物体的预定距离内之前使所述移动机器人停止或移动。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述光源配置在所述至少一个第二传感器的上方。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述至少一个第二传感器被定向在朝向所述光源的方向上。

10.根据权利要求7所述的装置，其中，所述至少一个第二传感器选自包含以下传感器的组中：飞行时间传感器、超声传感器、二维光检测和测距传感器即二维LiDAR传感器、三维LiDAR传感器、以及雷达传感器即无线电检测和测距传感器。

11.根据权利要求7所述的装置，其中，所述至少一个第二传感器具有20度～27度的视场。

12.根据权利要求7所述的装置，其中，所述至少一个第二传感器具有0.05米～4米的检测距离。

13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述移动机器人包括具有所述驱动系统的底座，并且所述至少一个第一传感器选自包含以下项的组中：二维光检测和测距传感器即二维LiDAR传感器、三维LiDAR传感器和三维照相机，以及

其中，所述至少一个第一传感器配置在所述底座上。

14.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器以选自包含以下模式的组中的至少一项的操作模式来操作所述移动机器人：手动模式、自主模式和遥控操作模式。

15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述控制器在以所述手动模式操作的情况下从用户接口接收至少一个控制信号，或者在以所述遥控操作模式操作的情况下从通信接口接收至少一个控制信号，

其中，所述用户接口和所述通信接口通信地耦接至所述控制器。

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