CN113841098A - 使用线阵列检测物体 - Google Patents

使用线阵列检测物体 Download PDF

Info

Publication number
CN113841098A
CN113841098A CN201980096162.0A CN201980096162A CN113841098A CN 113841098 A CN113841098 A CN 113841098A CN 201980096162 A CN201980096162 A CN 201980096162A CN 113841098 A CN113841098 A CN 113841098A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
cleaning device
robotic cleaning
light source
reflected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201980096162.0A
Other languages
English (en)
Inventor
P·福斯伯格
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electrolux AB
Original Assignee
Electrolux AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electrolux AB filed Critical Electrolux AB
Publication of CN113841098A publication Critical patent/CN113841098A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2805—Parameters or conditions being sensed
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2836—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means characterised by the parts which are controlled
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
    • G01S7/4815—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone using multiple transmitters
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0238—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using obstacle or wall sensors
    • G05D1/024—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using obstacle or wall sensors in combination with a laser
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
    • A47L2201/04—Automatic control of the travelling movement; Automatic obstacle detection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Electric Vacuum Cleaner (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及一种机器人清洁设备(100)以及一种当机器人清洁设备(100)在待清洁表面上移动时在该机器人清洁设备(100)侧检测物体的方法。在一方面，提供了一种机器人清洁设备(100)，该机器人清洁设备被配置为当其在待清洁表面上移动时检测物体。机器人清洁设备(100)包括第一光源(102)、第二光源(103)以及阵列传感器(101)，该第一光源被配置为在机器人清洁设备(100)的前方产生近距离宽光束，该第二光源被配置为在机器人清洁设备(100)的前方产生远距离水平窄光束，该阵列传感器被配置为检测从这些光源(102，103)中的一个或多个光源反射的光以检测所述光从其反射的被照亮物体。

Description

使用线阵列检测物体
技术领域
本发明涉及一种机器人清洁设备以及一种当机器人清洁设备在待清洁表面上移动时在该机器人清洁设备侧检测物体的方法。
背景技术
在许多技术领域中，希望使用具有自主行为的机器人，使得它们可以在空间周围自由地移动，而不与可能的障碍物碰撞。
机器人真空吸尘器在本领域是已知的，这些机器人真空吸尘器装备有呈马达形式的驱动装置以用于在待清洁表面上移动吸尘器。机器人真空吸尘器进一步装备有呈用于引起自主行为的(多个)微处理器和导航装置形式的智能，使得机器人真空吸尘器能够自由地来回移动并且清洁呈例如地板形式的表面。因此，这些现有技术的机器人真空吸尘器具有或多或少在房间内自主移动和对房间进行真空清洁的能力，而不会与位于房间中的障碍物(诸如家具、宠物、墙壁、门等)发生碰撞。
一些现有技术的机器人真空吸尘器使用先进的3D传感器(诸如飞行时间(TOF)相机)以用于在房间内导航和检测障碍物。然而，使用3D传感器的一个普遍问题是价格昂贵。
发明内容
本发明的目的是解决或至少减轻现有技术中的这一问题，并提供一种使机器人清洁设备能够在待清洁表面上导航的替代方法。
这个目的在本发明的第一方面是通过一种机器人清洁设备达到的，该机器人清洁设备被配置为当其在待清洁表面上移动时检测物体。该机器人清洁设备包括第一光源、第二光源以及阵列传感器，该第一光源被配置为在该机器人清洁设备的前方产生近距离宽光束，该第二光源被配置为在该机器人清洁设备的前方产生远距离水平窄光束，该阵列传感器被配置为检测从这些光源中的一个或多个光源反射的光以检测所述光从其反射的被照亮物体。
这个目的在本发明的第二方面是通过一种当机器人清洁设备在待清洁表面上移动时该机器人清洁设备检测物体的方法达到的。该方法包括：控制第一光源在该机器人清洁设备的前方产生近距离宽光束，并在阵列传感器上检测从该第一光源反射的光以检测所述光从其反射的被照亮物体；以及控制第二光源在该机器人清洁设备的前方产生远距离水平窄光束，并在阵列传感器上检测从该第二光源反射的光以检测所述光从其反射的被照亮物体。
在根据实施例的机器人真空吸尘器中，例如由发光二极管(LED)实施的被配置为在机器人清洁设备的前方产生近距离宽光束的第一光源主要用于检测任何障碍物以避免碰撞。
例如由激光器实施的第二光源被配置为在机器人清洁设备的前方产生远距离水平窄光束，从该光束可以获得详细的反射信息以用于利用例如同时定位与地图构建(SLAM)进行导航。
有利地，使用这两个光源，该机器人清洁设备可以使用相对低分辨率的线阵列传感器但仍然能够实现物体检测和导航。
在实施例中，该机器人清洁设备包括第三光源，该第三光源被配置为在机器人清洁设备的前方产生朝向表面(例如，地板)的近距离水平窄光束。第三光源可以以激光器的形式实施并且有利地用于检测近距离物体，例如家具，但也可以检测靠近的墙壁或边沿——呈例如通往较低楼层的楼梯的形式(通常称为“陡壁检测”)。
在实施例中，该机器人清洁设备包括控制器，该控制器被配置为控制这些光源以一次一个光源的方式发射光，并计算从相应光源发射并被反射到阵列传感器上的光的飞行时间，并基于所计算的飞行时间和反射在阵列传感器上的光的位置来确定该光从其反射的物体的位置。
在实施例中，这些光源被布置为发射光的水平辐射角为60°-120°、更具体地为85°-95°、甚至更具体地为90°。
在实施例中，第一光源被布置为发射光的竖直辐射角为65°-75°、更具体地为70°。
在实施例中，第二光源被布置为发射光的竖直辐射角为0.1°-1.5°、更具体地为1°。
在实施例中，第三光源被布置为发射光的竖直辐射角为0.1°-1.5°、更具体地为1°。
以下将描述本发明的优选实施例。
一般而言，除非本文中另有明确定义，否则在权利要求中所使用的所有术语是根据它们在技术领域中的普通含义来解释的。除非另有明确声明，否则所有引用的“一种/一个/该元件、设备、部件、装置、步骤等”是如参照该元件、设备、部件、手段、步骤等中的至少一个实例开放性解释的。除非明确声明，否则本文中披露的任何方法的步骤不必完全按照所披露的顺序执行。
附图说明
现在将通过举例方式通过参照附图来描述本发明，在附图中：
图1a展示了根据实施例的机器人清洁设备在其上移动的表面上的物体检测的侧视图；
图1b展示了根据实施例的图1a的机器人清洁设备的三个俯视图；
图1c展示了根据实施例的机器人清洁设备的另一侧视图；
图2展示了根据实施例的机器人清洁设备的前视图；
图3展示了根据实施例的检测物体的方法的流程图；以及
图4展示了机器人清洁设备在其上移动的表面上的物体检测的变体的侧视图。
具体实施方式
现在将参照这些附图在下文中更为全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的某些实施例。然而，本发明可以采用许多不同的形式来实施，并且不应被解释为局限于本文阐述的实施例；而是，这些实施例是以举例方式提供的，这样使得本披露将变得全面和完整，并且将向本领域技术人员充分地表示本发明的范围。贯穿本说明书，相同的数字指代相同的元件。
本发明涉及机器人清洁设备，或者换言之，涉及用于清洁表面的自动自推进机器，例如机器人真空吸尘器、机器人扫地机或机器人地板清洗机。根据本发明的机器人清洁设备能够用市电操作并且具有电绳、能够用电池操作或者使用任何其他种类的合适的能源，例如，太阳能。
图1a展示了根据本发明的实施例的机器人清洁设备在其上移动的表面上的物体检测的侧视图。
因此，机器人清洁设备100在地板110上移动，在该地板上，呈椅子120形式的障碍物位于墙壁140前方的地毯130上。因此，机器人清洁设备100必须能够检测到椅子120并在其周围导航以避免碰撞，并且检测到墙壁140并可能地能够沿着墙壁140前进以便有效地清洁地板110并进行导航。进一步地，可能有利的是还能够检测到地毯130，以便例如控制机器人100的刷辊(未示出)的旋转速度从而避免地毯130的纤维缠绕在刷辊中，或用于沿地毯130的周边进行清洁或用于确定将在稍后的场合(例如，在首先清洁了地板之后)对地毯130进行清洁。这在例如经过门槛时也很有用。
如之前已经讨论的，现有技术的机器人清洁器采用呈例如TOF相机形式的先进3D传感器，这种TOF相机配备有大小为例如320×340个像素的像素阵列。这种现有技术的机器人清洁设备通常配备有照亮机器人的周围环境的激光光源，其中，TOF相机检测从遇到的物体反射的光，从而通过测量发射的激光的往返时间来确定这些物体距机器人的距离。
因此，除了检测每个像素沿阵列的水平方向和竖直方向反射的光外，TOF相机进一步从每个像素的TOF测量中得到深度信息以创建其周围环境的3D表示。然而，这种相机价格昂贵。
相反，根据实施例的机器人清洁设备100配备有体积小得多的传感器阵列，例如，具有1×30个像素的线阵列传感器101；即单行阵列传感器。这种线阵列传感器的价格要低得多，但也不可避免地会提供较少关于周围环境的信息。
可以设想使用多线阵列传感器，其使用例如2×30个像素或甚至3×30个像素。甚至可以使用更小的线阵列传感器，例如，1×16个像素的阵列。
例如，如果线阵列是水平安装的，则将只有一行像素，这与例如包括320×340个像素的阵列相比极大地限制了竖直方向的分辨率。然而，如图1a中可以看出，根据实施例的机器人清洁设备100配备有多个光源。
在机器人真空吸尘器100的主体前侧上部布置有第一光源102，该第一光源被配置为在机器人清洁设备100的前方产生近距离宽光束。第一光源可以例如由发光二极管(LED)来实施。第一光源主要用于检测任何障碍物以避免碰撞。
在参考图1b(出于说明的目的，示出了机器人真空吸尘器100的三个顶视图)和图1c(示出了机器人真空吸尘器100的另一侧视图)所展示的实施例中，第一光源102的水平辐射角α1在60°-120°的范围内，例如在85°-95°的范围内，诸如大约为90°，而第一光源102的竖直辐射角α2例如在65°-75°的范围内，大约为70°。
通常，由第一光源102产生的近距离宽光束在检测反射光时不会产生任何细粒度信息，而是会提供关于清洁器100的前方是否存在物体的粗略型信息。
此外，机器人真空吸尘器100配备有第二光源103，该第二光源被配置为在机器人清洁设备100的前方产生远距离水平窄光束。因此，第二光源103将产生在水平面上延伸但在垂直方向上较窄的“片”光。第二光源可以例如由激光器来实施。
在实施例中，第二光源103的水平辐射角β1在60°-120°的范围内，例如在85°-95°的范围内，诸如大约为90°，而第二光源103的竖直辐射角β2例如在0.1°-1.5°的范围内，大约为1°。
第二光源103通常被安装成使得其光束从机器人100的视角来看或多或少地被直线向前引导。第二光源103可以是激光发射光，从其可以获得详细的反射信息以用于利用例如同时定位与地图构建(SLAM)进行导航。利用远距离窄第二光源103，可以从反射光得到任何被检测物体的细节，这使得这些反射能够用于导航。
可选地，第三光源104安装在主体的前侧，被配置为在机器人清洁设备100的前方产生朝向地板120的近距离水平窄光束。第三光源104可以以激光器的形式实施并且用于检测近距离物体，例如家具，但也可以检测靠近的墙壁或边沿——呈例如通往较低楼层的楼梯的形式(通常称为“陡壁检测”)。同样，从这些反射得到的信息比通过第一光源102提供的信息更详细。
在实施例中，第三光源104的水平辐射角γ1在60°-120°的范围内，例如在85°-95°的范围内，诸如大约为90°，而第三光源104的竖直辐射角γ2例如在0.1°-1.5°的范围内，大约为1°。
应当理解，这些光源中的一个或多个可以配备有光学器件以便通过光学方式控制相应光源的光束。
如之前所讨论的，每个光源的光束将被机器人清洁设备100前方的任何物体反射回朝向线阵列传感器101，该线阵列传感器能够检测到沿阵列的水平方向和垂直方向反射的光以获得周围环境的2D表示。
进一步地，通过测量由相应光源发射的光束的飞行时间，可以确定物体相对于机器人清洁设备的位置，从而额外获得提供用于周围环境的3D表示的深度信息。
图2示出了本发明的实施例中图1a至图1c的机器人清洁设备100的前视图，展示了前面提到的线阵列传感器101、第一光源102、第二光源103和第三光源104。在图2中，所有三个光源都沿传感器101的竖直中心线排列。然而，可以为这些光源设想许多不同的位置。
图2中进一步示出了驱动轮105、106、控制器107(诸如控制机器人清洁设备100的动作(诸如机器人清洁设备在地板120上的移动)的微处理器)。控制器107可操作地联接到线阵列传感器101以记录机器人清洁设备100附近的图像。
进一步地，控制器107可操作地联接到光源102、103、104以控制这些光源发射光并计算反射到线阵列传感器101上的光束的飞行时间。因此，控制器107能够通过结合所计算的飞行时间(即，z位置)分析光束在线性阵列传感器102上的反射位置(即，x和y位置)来得到遇到的物体的位置数据。任何操作数据通常都与由控制器107执行的计算机程序109一起存储在存储器108中，以执行如由包括在计算机程序109中的计算机可执行指令定义的对机器人100的控制。应注意，当得到所述位置数据时，要考虑(多个)光源相对于阵列传感器的放置和角度。
因此，当机器人清洁设备100在待清洁表面上移动时，控制器107控制线阵列传感器101以捕获并记录图像，控制器107通过从表示被检测物体(发射的光束从其反射)的图像中提取特征点并测量从机器人清洁设备100到这些物体的距离来从图像中创建机器人清洁设备100正在其中进行操作的周围环境的表示或布局。因此，控制器从所记录的图像中的被检测物体中得到机器人清洁设备100相对于待清洁表面的位置数据，从得到的位置数据中生成周围环境的3D表示，并且控制驱动马达来使机器人清洁设备100根据生成的3D表示以及提供给机器人清洁设备100的导航信息而在待清洁表面上移动，使得可以在考虑到所生成的3D表示的情况下对待清洁表面进行自主导航。因为得到的位置数据会用作机器人清洁设备的导航基础，所以定位正确是重要的；否则，机器人设备会根据误导的其周围环境的“地图”来进行导航。
从由线阵列传感器101和控制器107记录的图像生成的3D表示因此促进对墙壁、落地灯、桌腿形式的、机器人清洁设备必须在其周围导航的障碍物以及机器人清洁设备100必须经过的小地毯、地毯、门阶等进行检测。因此，机器人清洁设备100被配置为通过操作/清洁了解其环境或周围环境。
在实施例中，每个光源102、103、104的光发射由控制器107进行控制，使得线阵列传感器101一次仅检测来自这三个传感器中的一个传感器的反射光。
例如，图3的流程图中展示了根据实施例的检测物体的方法。
在该例示性实施例中，控制器107在步骤S101中控制第一光源102发射光束并得到表示第一光源102的光束被椅子120反射并返回到线阵列传感器101上的数据。这在例如30ms的时间段内执行。因此，控制器107由此得出结论：存在位于距机器人清洁设备100第一计算距离处的物体，即椅子120。
此后，在步骤S102中，控制器107控制第二光源103发射光束并得到表示第二光源103的光束被墙壁140反射并返回到线阵列传感器101上的数据。同样，这在例如30ms的时间段内执行。因此，控制器107由此得出结论：存在位于距机器人清洁设备100第二计算距离处的呈墙壁140形式的物体。
此后，在步骤S103中，当机器人清洁设备接近地毯140时，控制器107控制第三光源104发射光束并得到表示第三光源104的光束被地毯130反射并返回到线阵列传感器101上的数据。同样，这在例如30ms的时间段内执行。因此，控制器107由此得出结论：存在位于距机器人清洁设备100第三计算距离处的呈地毯130形式的物体。
此后，随着机器人清洁设备100在地板110上移动，该方法可以在步骤S101处重新开始。
有利地，例如如参考图3所描述的，交替使用这两个(或甚至三个)光源，机器人清洁设备100可以使用相对低分辨率的线阵列传感器101但仍然能够实现物体检测和导航。
需要注意的是，对于不同的光源102、103、104，时间段可能会有所不同，并且不一定以图3中描述的顺序对这些光源进行控制。例如，在接近地毯130时，控制第三光源104在相对较长的时间内发射光，然后再控制其他两个光源中的任何一个再次发射光，因为在该特定时间段检测地毯130比检测墙壁140更重要。
进一步参考图2，以一个或多个微处理器的形式实施的控制器/处理单元107被布置为执行下载到与微处理器相关联的合适的存储介质108的计算机程序109，该存储介质诸如是随机存取存储器(RAM)、闪速存储器或硬盘驱动器。控制器107被布置为当包括计算机可执行指令的适当计算机程序109被下载至存储介质108并由控制器107执行时实施根据本发明的实施例的方法。存储介质108也可以是包括计算机程序109的计算机程序产品。可替代地，计算机程序109可以通过合适的计算机程序产品(诸如数字化通用磁盘(DVD)、光盘(CD)或记忆棒)传递至存储介质108。作为进一步替代方案，计算机程序109可以通过有线或无线网络下载至存储介质108。控制器107可以可替代地以数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)等的形式来实施。
图4展示了图1a至图1c的机器人清洁设备100的变体，其中，利用了第四光源111，诸如LED。图4中未示出可选的第三光源104。
类似于第一光源102，第四光源111被配置为在机器人清洁设备100的前方产生近距离宽光束。第四光源111的水平辐射角可以在60°-120°的范围内，例如在85°-95°的范围内，诸如大约为90°，而第四光源111的竖直辐射角可以例如在65°-75°的范围内，大约为70°。
第四光源111被布置在机器人清洁设备100的前侧，使得竖直(至少部分地)发射的光与从第一光源102发射的光重叠以增加竖直分辨率。还可以利用接收信号的强度来检测物体或随时间跟踪物体。
以上已经主要参照一些实施例描述了本发明。然而，如本领域技术人员容易理解的，除了以上披露的实施例之外的其他实施例在如由所附专利权利要求所限定的本发明的范围内同样是可能的。

Claims (14)

1.一种机器人清洁设备(100)，被配置为当其在待清洁表面上移动时检测物体，该机器人清洁设备(100)包括：
第一光源(102)，被配置为在该机器人清洁设备(100)的前方产生近距离宽光束；
第二光源(103)，被配置为在该机器人清洁设备(100)的前方产生远距离水平窄光束；以及
阵列传感器(101)，被配置为检测从这些光源(102，103)中的一个或多个光源反射的光以检测所述光从其反射的被照亮物体。
2.如机器人清洁设备(100)，进一步包括：
第三光源(104)，被配置为在该机器人清洁设备(100)的前方产生朝向所述表面的近距离水平窄光束。
3.如权利要求1或2所述的机器人清洁设备(100)，进一步包括：
控制器(107)，被配置为控制这些光源(102，103，104)以一次一个光源的方式发射光，并计算从相应光源发射并被反射到该阵列传感器上的光的飞行时间，并基于所计算的飞行时间和反射在该阵列传感器(101)上的光的位置来确定该光从其反射的物体的位置。
4.如前述权利要求中任一项所述的机器人清洁设备(100)，其中，这些光源(102，103，104)被布置为发射光的水平辐射角为60°-120°、更具体地为85°-95°、甚至更具体地为90°。
5.如前述权利要求中任一项所述的机器人清洁设备(100)，其中，该第一光源(102)被布置为发射光的竖直辐射角为65°-75°、更具体地为70°。
6.如前述权利要求中任一项所述的机器人清洁设备(100)，其中，该第二光源(103)被布置为发射光的竖直辐射角为0.1°-1.5°、更具体地为1°。
7.如前述权利要求中任一项所述的机器人清洁设备(100)，其中，该第三光源(104)被布置为发射光的竖直辐射角为0.1°-1.5°、更具体地为1°。
8.如前述权利要求中任一项所述的机器人清洁设备(100)，其中：
该第一光源(102)包括发光二极管；
该第二光源(103)包括激光器；并且
该第三光源(104)包括激光器。
9.如前述权利要求中任一项所述的机器人清洁设备(100)，该阵列传感器(101)包括线阵列传感器。
10.一种当机器人清洁设备(100)在待清洁表面上移动时该机器人清洁设备检测物体的方法，该机器人清洁设备(100)包括：
控制(S101)第一光源(102)在该机器人清洁设备(100)的前方产生近距离宽光束，并在阵列传感器(101)上检测从该第一光源(102)反射的光以检测所述光从其反射的被照亮物体；以及
控制(S102)第二光源(103)在该机器人清洁设备(100)的前方产生远距离水平窄光束，并在阵列传感器(101)上检测从该第二光源(103)反射的光以检测所述光从其反射的被照亮物体。
11.如权利要求10所述的方法，进一步包括：
控制(S103)第三光源(104)在该机器人清洁设备(100)的前方产生远距离水平窄光束，并在阵列传感器(101)上检测从该第三光源(104)反射的光以检测所述光从其反射的被照亮物体。
12.如权利要求10或11所述的方法，进一步包括：
控制这些光源(102，103，104)以一次一个光源的方式发射光，并计算从相应光源发射并被反射到该阵列传感器上的光的飞行时间，并基于所计算的飞行时间和反射在该阵列传感器(101)上的光的位置来确定该光从其反射的物体的位置。
13.一种计算机程序(125)，包括计算机可执行指令，这些计算机可执行指令用于当在设备(100)中包括的控制器(116)上执行时使该设备执行权利要求10至12中任一项所述的步骤。
14.一种计算机程序产品，包括计算机可读介质(126)，该计算机可读介质具有在其上实施的根据权利要求13所述的计算机程序(125)。
CN201980096162.0A 2019-05-09 2019-05-09 使用线阵列检测物体 Pending CN113841098A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2019/061900 WO2020224782A1 (en) 2019-05-09 2019-05-09 Detecting objects using a line array

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113841098A true CN113841098A (zh) 2021-12-24

Family

ID=66554352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980096162.0A Pending CN113841098A (zh) 2019-05-09 2019-05-09 使用线阵列检测物体

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220299650A1 (zh)
EP (1) EP3966653A1 (zh)
JP (1) JP2022537248A (zh)
KR (1) KR20220007622A (zh)
CN (1) CN113841098A (zh)
WO (1) WO2020224782A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115399681A (zh) * 2022-09-19 2022-11-29 上海集成电路制造创新中心有限公司 传感器、机器人和扫地机

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11960008B2 (en) * 2018-05-17 2024-04-16 Cmos Sensor, Inc. Method and system for pseudo 3D mapping in robotic applications
WO2020243901A1 (en) * 2019-06-04 2020-12-10 Texas Instruments Incorporated An optical time of flight sensor for navigation systems in robotic applications
CN114521849A (zh) * 2020-11-20 2022-05-24 余姚舜宇智能光学技术有限公司 用于扫地机器人的tof光学系统和扫地机器人

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4248532A (en) * 1978-12-26 1981-02-03 Nosler John C Electro-optical distance-measuring system
WO1993003399A1 (en) * 1991-08-07 1993-02-18 Aktiebolaget Electrolux Obstacle detecting assembly
US20020120364A1 (en) * 1997-11-27 2002-08-29 Andre Colens Mobile robots and their control system
CN101375781A (zh) * 2008-09-28 2009-03-04 泰怡凯电器(苏州)有限公司 地面处理系统及地面处理装置与充电座的对接方法
US20130265561A1 (en) * 2012-04-06 2013-10-10 Sharp Kabushiki Kaisha Light-emitting device and vehicle headlight
US20170332853A1 (en) * 2016-05-20 2017-11-23 Lg Electronics Inc. Autonomous cleaner

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01163806A (ja) * 1987-12-21 1989-06-28 Shinichi Yuda 移動ロボットにおける路面環境検知装置
JPH05242398A (ja) * 1992-02-29 1993-09-21 Nec Aerospace Syst Ltd 移動体の衝突防止装置
JP3069675B2 (ja) * 1994-03-11 2000-07-24 松下電器産業株式会社 搬送装置
JPH07301672A (ja) * 1994-05-02 1995-11-14 Nissan Motor Co Ltd 車間距離レーダ装置
JP4055701B2 (ja) * 2003-11-25 2008-03-05 松下電工株式会社 自律移動車両
EP1920326A4 (en) * 2005-09-02 2014-01-08 Neato Robotics Inc ROBOT MULTIFUNCTION DEVICE
JP2007193538A (ja) * 2006-01-18 2007-08-02 Sharp Corp 自走式移動体
JP5247494B2 (ja) * 2009-01-22 2013-07-24 パナソニック株式会社 自律移動装置
KR102326479B1 (ko) * 2015-04-16 2021-11-16 삼성전자주식회사 청소 로봇 및 그 제어 방법
JP6524478B2 (ja) * 2015-08-20 2019-06-05 株式会社Ｚｍｐ 距離センサー及びそれを用いた搬送用ロボット
JP2017122634A (ja) * 2016-01-07 2017-07-13 シャープ株式会社 検知装置および移動体
TWI689387B (zh) * 2016-05-17 2020-04-01 南韓商Ｌｇ電子股份有限公司 行動機器人
US10575696B2 (en) * 2016-07-13 2020-03-03 Irobot Corporation Autonomous robot auto-docking and energy management systems and methods

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4248532A (en) * 1978-12-26 1981-02-03 Nosler John C Electro-optical distance-measuring system
WO1993003399A1 (en) * 1991-08-07 1993-02-18 Aktiebolaget Electrolux Obstacle detecting assembly
US20020120364A1 (en) * 1997-11-27 2002-08-29 Andre Colens Mobile robots and their control system
CN101375781A (zh) * 2008-09-28 2009-03-04 泰怡凯电器(苏州)有限公司 地面处理系统及地面处理装置与充电座的对接方法
US20130265561A1 (en) * 2012-04-06 2013-10-10 Sharp Kabushiki Kaisha Light-emitting device and vehicle headlight
US20170332853A1 (en) * 2016-05-20 2017-11-23 Lg Electronics Inc. Autonomous cleaner

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115399681A (zh) * 2022-09-19 2022-11-29 上海集成电路制造创新中心有限公司 传感器、机器人和扫地机
CN115399681B (zh) * 2022-09-19 2024-04-05 上海集成电路制造创新中心有限公司 传感器、机器人和扫地机

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020224782A1 (en) 2020-11-12
KR20220007622A (ko) 2022-01-18
JP2022537248A (ja) 2022-08-25
US20220299650A1 (en) 2022-09-22
EP3966653A1 (en) 2022-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210106196A1 (en) System of robotic cleaning devices
US9946263B2 (en) Prioritizing cleaning areas
US9939529B2 (en) Robot positioning system
CN105813526B (zh) 机器人清扫装置以及用于地标识别的方法
KR102099495B1 (ko) 로봇 청소 장치가 장애물에 올라가는 것의 감지
CN113841098A (zh) 使用线阵列检测物体
US10534367B2 (en) Experience-based roadmap for a robotic cleaning device
KR102588486B1 (ko) 로봇 청소 장치 및 로봇 청소 장치에서의 절벽 검출 실시 방법
US11474533B2 (en) Method of detecting a difference in level of a surface in front of a robotic cleaning device
WO2024008279A1 (en) Robotic cleaning device using optical sensor for navigation

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination