CN114903375A - 障碍物定位方法、装置及运动设备 - Google Patents

障碍物定位方法、装置及运动设备 Download PDF

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CN114903375A CN202210520023.XA CN202210520023A CN114903375A CN 114903375 A CN114903375 A CN 114903375A CN 202210520023 A CN202210520023 A CN 202210520023A CN 114903375 A CN114903375 A CN 114903375A
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light beam
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朱长锋
黄勇亮
许申申
孙涛
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Abstract

本申请适用于定位技术领域，提供了障碍物定位方法、装置及运动设备，该障碍物定位方法应用于运动设备，所述运动设备安装的飞行时间TOF传感器的视场角小于5°，所述障碍物定位方法包括：若所述TOF传感器检测到障碍物，则根据所述TOF传感器的安装位置信息、安装角度、光束的速度以及所述光束的传播时长确定所述障碍物的位置信息。通过上述方法，能够获得准确的障碍物的位置信息。

Description

障碍物定位方法、装置及运动设备
技术领域
本申请属于定位技术领域，尤其涉及障碍物定位方法、装置、运动设备及计算机可读存储介质。
背景技术
随着科技的发展，人类的部分工作可交给运动设备处理。比如，扫地机器人可代替人类执行清扫工作。
在运动设备移动过程中，其需要识别出障碍物的位置并执行相应的避障动作。
现有方法中，运动设备(如扫地机器人)通过线激光来确定障碍物的位置。但若通过线激光进行定位，则易受多路径反射的干扰，无法有效区分二次反射场景。即在采用线激光对障碍物进行定位时，难以得到准确的位置信息。
发明内容
本申请实施例提供了障碍物定位方法、装置及运动设备，以解决现有方法在通过线激光确定障碍物的位置时，难以得到准确的位置信息的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种障碍物定位方法，应用于运动设备，所述运动设备安装的飞行时间TOF传感器的视场角小于5°，所述障碍物定位方法包括：
若所述TOF传感器检测到障碍物，则根据所述TOF传感器的安装位置信息、安装角度、光束的速度以及所述光束的传播时长确定所述障碍物的位置信息。
第二方面，本申请实施例提供了一种障碍物定位装置，应用于运动设备，所述运动设备安装的飞行时间TOF传感器的视场角小于5°，所述障碍物定位装置包括：
位置信息确定模块，用于若所述TOF传感器检测到障碍物，则根据所述TOF传感器的安装位置信息、安装角度、光束的速度以及所述光束的传播时长确定所述障碍物的位置信息。
第三方面，本申请实施例提供了一种运动设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的方法。
第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在运动设备上运行时，使得运动设备执行上述第一方面所述的方法。
本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
在本申请实施例中，由于TOF传感器的FOV小于5°，即通过该TOF传感器发射的光束的发散程度较小，也即，检测到障碍物的TOF传感器所对应的安装角度能够反映出该障碍物相对于该TOF传感器的角度，且根据TOF传感器的光束的速度以及该光束的传播时长能够确定该TOF传感器与障碍物之间的距离，因此，根据TOF传感器的安装位置信息、安装角度、光束的速度以及所述光束的传播时长，能够准确确定出障碍物的位置信息。也即，由于本申请实施例的TOF传感器的FOV小于5°，因此，通过该TOF传感器不仅能够确定出其与障碍物之间的距离，也能够确定出其与障碍物的相对角度，且由于TOF传感器的成本较低，因此，通过TOF传感器能够以较低的成本实现对障碍物的定位。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本申请一实施例提供的一种障碍物定位方法的流程图；
图2是本申请一实施例提供的一种安装了雷达和TOF传感器的运动设备的示意图；
图3是本申请一实施例提供的一种扫地机器人、TOF传感器以及障碍物的三维结构示意图；
图4是本申请一实施例提供的图3对应的几何示意图；
图5是本申请一实施例提供的一种交叉布局了TOF传感器的运动设备的示意图；
图6是本申请一实施例提供的一种在运动设备的头部周围设置较多TOF传感器的示意图；
图7是本申请一实施例提供的一种障碍物定位装置的结构框图；
图8是本申请一实施例提供的一种运动设备的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”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，在本申请说明书和所附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。
另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。即，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。
实施例一：
线激光是依据三角测距原理来实现对障碍物的位置信息的测定。由于通过线激光测定位置信息时易受多路径反射的干扰，因此，无法有效区分二次反射场景，从而导致测定得到的障碍物的位置信息存在误差。即，若运动设备(如扫地机器人、巡线机器人、自动导引车、自动驾驶汽车)采用线激光进行障碍物定位，则将导致得到的位置信息的准确度不高。
为了提高得到的位置信息的准确度，本申请实施例提供了一种障碍物定位方法。在该障碍物定位方法中，运动设备通过具有较小视场角(Field of View，FOV)的飞行时间(Time of Flight，TOF)传感器实现对障碍物的定位。
下面结合附图对本申请实施例提供的障碍物定位方法进行描述。
图1示出了本申请实施例提供的一种障碍物定位方法的流程图，该障碍物定位方法应用于运动设备，该运动设备安装有TOF传感器，且该TOF传感器的FOV小于5°(比如为2°)，详述如下：
步骤S11，通过TOF传感器检测是否存在障碍物。
步骤S12，若存在障碍物，则根据上述TOF传感器的安装位置信息、安装角度、光束的速度以及上述光束的传播时长确定上述障碍物的位置信息。
其中，TOF传感器是利用数据信号在一对收发机之间往返的飞行时间来实现对两点间的距离的测量。
在本申请实施例中，TOF传感器安装在运动设备的侧面。在一些实施例中，考虑到运动设备只需关注其运动方向上是否存在障碍物，因此，设置TOF传感器安装在该运动设备的运动方向上的侧面。例如，若运动设备的运动方向是其头部所指向的方向，则将TOF传感器安装在运动设备的头部周围的侧面，这样，当运动设备向着其头部所在的方向运动时，该TOF传感器发射的光束能够检测运动设备的运动方向上是否存在障碍物。
本申请实施例中，以运动设备建立一个坐标系，得到运动设备坐标系。运动设备安装了TOF传感器之后，该TOF传感器所在的位置在该运动设备坐标系上的坐标即为本申请实施例的安装位置信息，且安装后的TOF传感器与指定射线所成的角度即为本申请实施例的安装角度。该TOF传感器发射的光束检测到障碍物后，光束被发射的时刻到接收到返回的光束的时刻所对应的时长即为本申请实施例的光束的传播时长。
在本申请实施例中，由于TOF传感器的FOV小于5°，即通过该TOF传感器发射的光束的发散程度较小，也即，检测到障碍物的TOF传感器所对应的安装角度能够反映出该障碍物相对于该TOF传感器的角度，且根据TOF传感器的光束的速度以及该光束的传播时长能够确定该TOF传感器与障碍物之间的距离，因此，根据TOF传感器的安装位置信息、安装角度、光束的速度以及上述光束的传播时长，能够准确确定出障碍物的位置信息。也即，由于本申请实施例的TOF传感器的FOV小于5°，因此，通过该TOF传感器不仅能够确定出其与障碍物之间的距离，也能够确定出其与障碍物的相对角度，且由于TOF传感器的成本较低，因此，通过TOF传感器能够以较低的成本实现对障碍物的定位。
在一些实施例中，在上述根据上述TOF传感器的安装位置信息、安装角度、光束的速度以及上述光束的传播时长确定上述障碍物的位置信息之后，包括：
A1、根据上述TOF传感器的视场角以及上述障碍物的位置信息，确定避障范围。
本申请实施例中，考虑到TOF传感器的视场角越大，根据该TOF传感器确定出的障碍物的位置信息的精度越低，因此，需结合TOF传感器的视场角和障碍物的位置信息来确定一个避障范围。比如，设置避障范围的大小与TOF传感器的FOV成正比例关系，即当TOF传感器的视场角越大，确定的避障范围也越大。
在一些实施例中，可设定TOF传感器的FOV与扩增半径的对应关系，这样，当确定出一个障碍物的位置信息之后，根据TOF传感器的FOV查找出对应的扩增半径，再以障碍物的位置信息为中心，查找到的扩增半径为半径确定一个区域范围，该区域范围作为本实施例的避障范围。
A2、根据上述避障范围执行避障动作。
本申请实施例中，运动设备在移动至该避障范围附近时，将绕开该避障范围，即不在该避障范围内移动，以实现对该避障范围内的障碍物的避障。由于确定的障碍物的位置信息的精度与TOF传感器的FOV的大小有关，因此，与直接根据确定的障碍物的位置信息执行避障动作相比，根据该TOF传感器的FOV和障碍物的位置信息确定一个避障范围，再根据该避障范围执行避障动作，能够提高避障的成功率。
在一些实施例中，上述TOF传感器的安装角度包括水平角度和垂直角度，上述垂直角度大于0°且小于90°。
其中，水平角度是指该TOF传感器在水平面上的安装角度(即TOF传感器的光束所在的射线在水平面上的投影与扫地机器人前进方向所成的夹角)，垂直角度是指该TOF传感器在垂直平面上的安装角度(即TOF传感器的光束所在的射线与水平面上的投影所成的夹角)。
本申请实施例中，考虑到TOF传感器是一个具有三维结构的设备，因此，其安装在运动设备之后，其在水平平面和垂直平面均具有对应的安装角度。即，分别确定该TOF传感器在水平平面上的水平角度和在垂直平面上的垂直角度，再根据该水平角度以及垂直角度确定障碍物的位置信息，从而能够提高得到的位置信息的准确度。此外，由于设置垂直角度大于0°且小于90°，即在安装TOF传感器时，使得该TOF传感器倾斜向下以使该TOF传感器的垂直角度大于0°且小于90°，而倾斜向下的TOF传感器能够检测到在地面之上与该TOF传感器的安装高度的范围内的高度的障碍物(而若采用雷达检测障碍物，则由于雷达所在的设备具有一定的高度，且由于雷达需要进行360°旋转，因此，其只能检测到与其高度相等的障碍物，即不能检测在其高度之下的障碍物，如图2中安装在运动设备上部的发射直线的设备即为雷达，而运动设备的侧面上的管状光路对应的发射设备为TOF传感器)，因此，本申请实施例中，设置TOF传感器的垂直角度大于0°且小于90°，能够扩大该TOF传感器的检测范围。
为了更清楚地描述如何确定障碍物的位置信息的过程，下面以运动设备为扫地机器人，且该扫地机器人的TOF传感器检测到障碍物为例进行描述。
图3为扫地机器人、TOF传感器以及障碍物的三维结构示意图，图4为图3对应的几何示意图。
假设TOF传感器的安装位置信息为(x0,y0,z0,)，其水平角度为α，垂直角度为β，则在该TOF传感器检测到障碍物时，该障碍物一定在以(x0,y0,z0,)为原点，安装角度分别为α、β的射线上。
假设障碍物的坐标(即障碍物的位置信息)为(x0+b,y0+d,z0+h,)，光束的速度为c，光束的传播时长(光束从发射到被接收的时长)为t，则L＝c×t/2，h＝L×sinβ，L1＝L×cosβ，b＝L1×sinα＝L×cosβ×sinα，d＝L1×cosα＝L×cosβ×coα。
在一些实施例中，可根据TOF传感器的相关信息预估出障碍物的位置所在的大概区域，预估出的区域作为障碍物的位置信息，此时，上述根据上述TOF传感器的安装位置信息、安装角度、光束的速度以及上述光束的传播时长确定上述障碍物的位置信息，包括：
根据上述TOF传感器的视场角、上述TOF传感器的安装位置信息、安装角度、光束的速度以及上述光束的传播时长，确定位置区间，上述障碍物的位置信息属于上述位置区间。
本申请实施例中，在安装角度的基础上增加一个指定角度，得到第一安装角度(例如，在水平角度和垂直角度的基础上分别增加一个指定角度，得到第一水平角度和第一垂直角度)，在安装角度的基础上减少一个指定角度，得到第二安装角度，再根据TOF传感器的安装位置信息、第一安装角度、光束的速度以及上述光束的传播时长，确定一个上限范围，以及，根据TOF传感器的安装位置信息、第二安装角度、光束的速度以及上述光束的传播时长，确定一个下限范围，该上限范围和下限范围所对应的区间即为上述的位置区间。需要指出的是，上述的指定角度与TOF传感器的FOV有关。
在一些实施例中，上述的指定角度为F/2，该F即为TOF传感器的视场角。
由于障碍物的位置信息是与TOF传感器发射的光束所对应的射线有关，而FOV的大小会影响射线的位置，且射线所在的位置不同，参与计算位置信息的水平角度和垂直角度也不同，因此，根据FOV确定第一安装角度和第二安装角度，相当于确定安装角度所对应的上限角度和下限角度，从而使得后续根据该上限角度(即第一安装角度)和下限角度(即第二安装角度)确定的位置区间必然包括障碍物所在的位置信息，进而提高确定的位置信息的准确度。
在一些实施例中，在上述确定上述障碍物的位置信息所在的位置区间之后，包括：
根据上述位置区间执行避障动作。
本申请实施例中，运动设备在移动至该位置区间附近时，将绕开该位置区间，即不在该位置区间内移动，以实现对该位置区间内的障碍物的避障。由于确定的障碍物的位置信息的精度与TOF传感器的FOV的大小有关，因此，与直接根据确定的障碍物的位置信息执行避障动作相比，根据该TOF传感器的FOV确定一个位置区间，再根据该位置区间执行避障动作，能够提高避障的成功率。
在一些实施例中，上述TOF传感器为单点TOF传感器，且上述TOF传感器的个数大于1。
其中，单点TOF传感器为单光子的TOF传感器，其自身无角度分辨能力。在将单点TOF传感器通过特定的安装方式组装到运动设备时，考虑到TOF传感器的光路确定，因此，可通过透镜将单点TOF传感器的FOV变小，比如，使得TOF传感器的视场角小于5度，最好是在2度以内，这样，TOF传感器的光线将尽可能聚集，从而使得单个TOF传感器可以检测到障碍物的角度方向。
本申请实施例中，由于安装在运动设备的TOF传感器的个数大于1，而一个TOF传感器具有一条光路，因此，多个TOF传感器将具有多条光路，进而可通过该多条光路检测到多个方向上是否存在障碍物。即通过在运动设备安装多个TOF传感器，能够提高检测到障碍物的概率。
在一些实施例中，当TOF传感器的个数有多个时，存在至少两个TOF传感器的水平角度不同。
本申请实施例中，由于水平角度不同时，对应的TOF传感器的光路必然不同，因此，设置至少两个TOF传感器的水平角度不同，能够提高检测到障碍物的概率。
在一些实施例中，如图5所示，当TOF传感器的个数有多个时，多个TOF传感器可在运动设备进行交叉布局，即多个TOF传感器中，存在至少两个TOF传感器的光路存在交叉。由于存在至少两个TOF传感器的光路存在交叉，因此，能够减少检测盲区，从而提高检测到障碍物的概率。
在一些实施例中，若对不同方向的检测要求相同，则在各个方向设置相同的TOF传感器，即多个TOF传感器在运动设备进行交叉的对称布局。
在一些实施例中，若对不同方向的检测要求不同，则在检测要求更高的方向设置更多的TOF传感器，即在运动设备进行交叉的非对称布局。例如，若运动设备的右侧需要靠墙运动，则可在该运动设备的右侧设置较多的TOF传感器，而在该运动设备的左侧设置较少的TOF传感器。又例如，由于运动设备通常是朝前运动，因此，可在运动设备的头部周围的侧面设置较多的TOF传感器，而在该运动设备的两侧的侧面设置较少的TOF传感器，如图6所示。
在一些实施例中，上述若上述TOF传感器检测到障碍物，则根据上述TOF传感器的安装位置信息、安装角度、光束的速度以及上述光束的传播时长确定上述障碍物的位置信息，包括：
B1、若存在N个上述TOF传感器检测到障碍物，则分别根据各个TOF传感器的安装位置信息、安装角度、光束的速度以及上述光束的传播时长，确定对应障碍物的N个候选位置信息，其中，N为大于1的自然数。
B2、确定上述N个候选位置信息是否对应同一障碍物，并在对应同一障碍物时，确定上述障碍物的最终的位置信息。
本申请实施例中，若有多个TOF传感器同时检测到障碍物，则分别确定该多个TOF传感器检测到的障碍物对应的N个候选位置信息，再比较该N个候选位置信息。若该N个候选位置信息的距离小于预设的距离阈值，则判定该N个候选位置信息对应同一个障碍物，可取该N个候选位置信息的平均值作为该障碍物的最终的位置信息。由于N个候选位置信息均能够反映障碍物的实际的位置，因此，在N个TOF传感器均检测到同一障碍物后，根据该N个TOF传感器所得到的N个候选位置信息确定该障碍物的最终的位置信息，能够提高得到的最终的位置信息的准确度。
在一些实施例中，若N个候选位置信息不是对应同一障碍物，即不同候选位置信息对应不同的障碍物，则该不同候选位置信息即为其对应的障碍物的最终的位置信息。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
实施例二：
对应于上文实施例的电梯联控方法，图7示出了本申请实施例提供的一种障碍物定位装置的结构框图，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分。
该障碍物定位装置7应用于运动设备，上述运动设备安装的飞行时间TOF传感器的视场角小于5°，上述障碍物定位装置7包括：
障碍物检测模块71，用于通过TOF传感器检测是否存在障碍物。
位置信息确定模块72，用于若存在障碍物，则根据所述TOF传感器的安装位置信息、安装角度、光束的速度以及所述光束的传播时长确定所述障碍物的位置信息。
在本申请实施例中，TOF传感器安装在运动设备的侧面。在一些实施例中，考虑到运动设备只需关注其运动方向上是否存在障碍物，因此，设置TOF传感器安装在该运动设备的运动方向上的侧面。例如，若运动设备的运动方向是其头部所指向的方向，则将TOF传感器安装在运动设备的头部周围的侧面，这样，当运动设备向着其头部所在的方向运动时，该TOF传感器发射的光束能够检测运动设备的运动方向上是否存在障碍物。
本申请实施例中，以运动设备建立一个坐标系，得到运动设备坐标系。运动设备安装了TOF传感器之后，该TOF传感器所在的位置在该运动设备坐标系上的坐标即为本申请实施例的安装位置信息，且安装后的TOF传感器与指定射线所成的角度即为本申请实施例的安装角度。该TOF传感器发射的光束检测到障碍物后，光束被发射的时刻到接收到返回的光束的时刻所对应的时长即为本申请实施例的光束的传播时长。
在本申请实施例中，由于TOF传感器的FOV小于5°，即通过该TOF传感器发射的光束的发散程度较小，也即，检测到障碍物的TOF传感器所对应的安装角度能够反映出该障碍物相对于该TOF传感器的角度，且根据TOF传感器的光束的速度以及该光束的传播时长能够确定该TOF传感器与障碍物之间的距离，因此，根据TOF传感器的安装位置信息、安装角度、光束的速度以及上述光束的传播时长，能够准确确定出障碍物的位置信息。也即，由于本申请实施例的TOF传感器的FOV小于5°，因此，通过该TOF传感器不仅能够确定出其与障碍物之间的距离，也能够确定出其与障碍物的相对角度，且由于TOF传感器的成本较低，因此，通过TOF传感器能够以较低的成本实现对障碍物的定位。
在一些实施例中，该障碍物定位装置7还包括：
避障范围确定模块，用于根据上述TOF传感器的视场角以及上述障碍物的位置信息，确定避障范围。
在一些实施例中，可设定TOF传感器的FOV与扩增半径的对应关系，这样，当确定出一个障碍物的位置信息之后，根据TOF传感器的FOV查找出对应的扩增半径，再以障碍物的位置信息为中心，查找到的扩增半径为半径确定一个区域范围，该区域范围作为本实施例的避障范围。
第一避障动作执行模块，用于根据上述避障范围执行避障动作。
由于确定的障碍物的位置信息的精度与TOF传感器的FOV的大小有关，因此，与直接根据确定的障碍物的位置信息执行避障动作相比，根据该TOF传感器的FOV和障碍物的位置信息确定一个避障范围，再根据该避障范围执行避障动作，能够提高避障的成功率。
在一些实施例中，上述TOF传感器的安装角度包括水平角度和垂直角度，上述垂直角度大于0°且小于90°。
本申请实施例中，考虑到TOF传感器是一个具有三维结构的设备，因此，其安装在运动设备之后，其在水平平面和垂直平面均具有对应的安装角度。即，分别确定该TOF传感器在水平平面上的水平角度和在垂直平面上的垂直角度，再根据该水平角度以及垂直角度确定障碍物的位置信息，从而能够提高得到的位置信息的准确度。此外，由于设置垂直角度大于0°且小于90°，即在安装TOF传感器时，使得该TOF传感器倾斜向下以使该TOF传感器的垂直角度大于0°且小于90°，而倾斜向下的TOF传感器能够检测到在地面之上与该TOF传感器的安装高度的范围内的高度的障碍物，因此，本申请实施例中，设置TOF传感器的垂直角度大于0°且小于90°，能够扩大该TOF传感器的检测范围。
在一些实施例中，上述位置信息确定模块72具体用于：
根据上述TOF传感器的视场角、上述TOF传感器的安装位置信息、安装角度、光束的速度以及上述光束的传播时长，确定位置区间，上述障碍物的位置信息属于上述位置区间。
本申请实施例中，在安装角度的基础上增加一个指定角度，得到第一安装角度(例如，在水平角度和垂直角度的基础上分别增加一个指定角度，得到第一水平角度和第一垂直角度)，在安装角度的基础上减少一个指定角度，得到第二安装角度，再根据TOF传感器的安装位置信息、第一安装角度、光束的速度以及上述光束的传播时长，确定一个上限范围，以及，根据TOF传感器的安装位置信息、第二安装角度、光束的速度以及上述光束的传播时长，确定一个下限范围，该上限范围和下限范围所对应的区间即为上述的位置区间。需要指出的是，上述的指定角度与TOF传感器的FOV有关。
在一些实施例中，上述的指定角度为F/2，该F即为TOF传感器的视场角。
由于障碍物的位置信息是与TOF传感器发射的光束所对应的射线有关，而FOV的大小会影响射线的位置，且射线所在的位置不同，参与计算位置信息的水平角度和垂直角度也不同，因此，根据FOV确定第一安装角度和第二安装角度，相当于确定安装角度所对应的上限角度和下限角度，从而使得后续根据该上限角度(即第一安装角度)和下限角度(即第二安装角度)确定的位置区间必然包括障碍物所在的位置信息，进而提高确定的位置信息的准确度。
在一些实施例中，该障碍物定位装置7还包括：
第二避障动作执行模块，用于根据上述位置区间执行避障动作。
在一些实施例中，上述TOF传感器为单点TOF传感器，且上述TOF传感器的个数大于1。
其中，单点TOF传感器为单光子的TOF传感器，其自身无角度分辨能力。将单点TOF传感器通过特定的安装方式组装到运动设备中，由于TOF传感器的光路确定，因此，可通过透镜将单点TOF传感器的FOV变小，比如，使得TOF传感器的视场角小于5度，最好是在2度以内，这样，TOF传感器的光线将尽可能聚集，从而使得单个TOF传感器可以检测到障碍物的角度方向。
本申请实施例中，由于安装在运动设备的TOF传感器的个数大于1，而一个TOF传感器具有一条光路，因此，多个TOF传感器将具有多条光路，进而可通过该多条光路检测到多个方向上是否存在障碍物。即通过在运动设备安装多个TOF传感器，能够提高检测到障碍物的概率。
在一些实施例中，当TOF传感器的个数有多个时，存在至少两个TOF传感器的水平角度不同。
本申请实施例中，由于水平角度不同时，对应的TOF传感器的光路必然不同，因此，设置至少两个TOF传感器的水平角度不同，能够提高检测到障碍物的概率。
在一些实施例中，当TOF传感器的个数有多个时，多个TOF传感器可在运动设备进行交叉布局，即多个TOF传感器中，存在至少两个TOF传感器的光路存在交叉。由于存在至少两个TOF传感器的光路存在交叉，因此，能够减少检测盲区，从而提高检测到障碍物的概率。
在一些实施例中，若对不同方向的检测要求相同，则在各个方向设置相同的TOF传感器，即多个TOF传感器在运动设备进行交叉的对称布局。
在一些实施例中，若对不同方向的检测要求不同，则在检测要求更高的方向设置更多的TOF传感器，即在运动设备进行交叉的非对称布局。例如，若运动设备的右侧需要靠墙运动，则可在该运动设备的右侧设置较多的TOF传感器，而在该运动设备的左侧设置较少的TOF传感器。又例如，由于运动设备通常是朝前运动，因此，可在运动设备的头部周围的侧面设置较多的TOF传感器，而在该运动设备的两侧的侧面设置较少的TOF传感器。
在一些实施例中，上述若上述TOF传感器检测到障碍物，则根据上述TOF传感器的安装位置信息、安装角度、光束的速度以及上述光束的传播时长确定上述障碍物的位置信息，包括：
若存在N个上述TOF传感器检测到障碍物，则分别根据各个TOF传感器的安装位置信息、安装角度、光束的速度以及上述光束的传播时长，确定对应障碍物的N个候选位置信息，其中，N为大于1的自然数；
确定上述N个候选位置信息是否对应同一障碍物，并在对应同一障碍物时，确定上述障碍物的最终的位置信息。
本申请实施例中，若有多个TOF传感器同时检测到障碍物，则分别确定该多个TOF传感器检测到的障碍物对应的N个候选位置信息，再比较该N个候选位置信息。若该N个候选位置信息的距离小于预设的距离阈值，则判定该N个候选位置信息对应同一个障碍物，可取该N个候选位置信息的平均值作为该障碍物的最终的位置信息。由于N个候选位置信息均能够反映障碍物的实际的位置，因此，在N个TOF传感器均检测到同一障碍物后，根据该N个TOF传感器所得到的N个候选位置信息确定该障碍物的最终的位置信息，能够提高得到的最终的位置信息的准确度。
在一些实施例中，若N个候选位置信息不是对应同一障碍物，即不同候选位置信息对应不同的障碍物，则该不同候选位置信息即为其对应的障碍物的最终的位置信息。
需要说明的是，上述装置/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。
实施例三：
图8为本申请一实施例提供的运动设备的结构示意图。如图8所示，该实施例的运动设备8包括：至少一个处理器80(图8中仅示出一个处理器)、存储器81以及存储在存储器81中并可在至少一个处理器80上运行的计算机程序82，处理器80执行计算机程序82时实现上述任意方法实施例一中的步骤。
运动设备8可包括，但不仅限于，处理器80、存储器81。本领域技术人员可以理解，图8仅仅是运动设备8的举例，并不构成对运动设备8的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，在一种场景中还可以包括输入输出设备、网络接入设备等。
所称处理器80可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器80还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器81在一些实施例中可以是运动设备8的内部存储单元，例如运动设备8的硬盘或内存。存储器81在另一些实施例中也可以是运动设备8的外部存储设备，例如运动设备8上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器81还可以既包括运动设备8的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器81用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(BootLoader)、数据以及其他程序等，例如计算机程序的程序代码等。存储器81还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本申请实施例还提供了一种网络设备，该网络设备包括：至少一个处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述至少一个处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意各个方法实施例中的步骤。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。
本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在运动设备上运行时，使得运动设备执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到拍照装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不可以是电载波信号和电信信号。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/网络设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/网络设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种障碍物定位方法，其特征在于，应用于运动设备，所述运动设备安装的飞行时间TOF传感器的视场角小于5°，所述障碍物定位方法包括：
通过TOF传感器检测是否存在障碍物；
若存在障碍物，则根据所述TOF传感器的安装位置信息、安装角度、光束的速度以及所述光束的传播时长确定所述障碍物的位置信息。
2.如权利要求1所述的障碍物定位方法，其特征在于，在所述根据所述TOF传感器的安装位置信息、安装角度、光束的速度以及所述光束的传播时长确定所述障碍物的位置信息之后，包括：
根据所述TOF传感器的视场角以及所述障碍物的位置信息，确定避障范围；
根据所述避障范围执行避障动作。
3.如权利要求1所述的障碍物定位方法，其特征在于，所述TOF传感器的安装角度包括水平角度和垂直角度，所述垂直角度大于0°且小于90°。
4.如权利要求3所述的障碍物定位方法，其特征在于，所述根据所述TOF传感器的安装位置信息、安装角度、光束的速度以及所述光束的传播时长确定所述障碍物的位置信息，包括：
根据所述TOF传感器的视场角、所述TOF传感器的安装位置信息、安装角度、光束的速度以及所述光束的传播时长，确定位置区间，所述障碍物的位置信息属于所述位置区间。
5.如权利要求4所述的障碍物定位方法，其特征在于，在所述确定所述障碍物的位置信息所在的位置区间之后，包括：
根据所述位置区间执行避障动作。
6.如权利要求1至5任一项所述的障碍物定位方法，其特征在于，所述TOF传感器为单点TOF传感器，且所述TOF传感器的个数大于1。
7.如权利要求6所述的障碍物定位方法，其特征在于，所述若所述TOF传感器检测到障碍物，则根据所述TOF传感器的安装位置信息、安装角度、光束的速度以及所述光束的传播时长确定所述障碍物的位置信息，包括：
若存在N个所述TOF传感器检测到障碍物，则分别根据各个TOF传感器的安装位置信息、安装角度、光束的速度以及所述光束的传播时长，确定对应障碍物的N个候选位置信息，其中，N为大于1的自然数；
确定所述N个候选位置信息是否对应同一障碍物，并在对应同一障碍物时，确定所述障碍物的最终的位置信息。
8.一种障碍物定位装置，其特征在于，应用于运动设备，所述运动设备安装的飞行时间TOF传感器的视场角小于5°，所述障碍物定位装置包括：
障碍物检测模块，用于通过TOF传感器检测是否存在障碍物；
位置信息确定模块，用于若存在障碍物，则根据所述TOF传感器的安装位置信息、安装角度、光束的速度以及所述光束的传播时长确定所述障碍物的位置信息。
9.一种运动设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的方法。
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