CN115122323A - 自主移动设备 - Google Patents

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CN115122323A CN202210686686.9A CN202210686686A CN115122323A CN 115122323 A CN115122323 A CN 115122323A CN 202210686686 A CN202210686686 A CN 202210686686A CN 115122323 A CN115122323 A CN 115122323A
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horizontal
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田美芹
谢凯旋
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Ecovacs Robotics Suzhou Co Ltd
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Abstract

本申请实施例提供一种自主移动设备。在本申请实施例中，提出传感器的倾斜安装方式，即传感器在垂直视场角方向上倾斜安装于自主移动设备的设备本体上，这可减少对非丰富信息区域的观测范围，增加对丰富信息区域的观测范围，有利于在垂直视场角内采集更为丰富的外部环境信息，提高采集到的外部环境信息的质量，进而提高自主移动设备对外部环境的感知能力，提高自主移动设备对外部环境的感知准确度。

Description

自主移动设备
本申请为2019年08月09日递交的利名称为“自主移动设备”第201910735857.0号中国专利申请的分案申请。
技术领域
本申请涉及人工智能技术领域，尤其涉及一种自主移动设备。
背景技术
随着人工智能技术的发展，对机器人等自主移动设备的研究逐步深入。其中，自主移动设备能够感知外部环境并可与外部环境进行交互，是自主移动设备能够自主移动并执行任务的基础。
现有自主移动设备大多是通过传感器采集外部环境信息，根据外部环境信息感知外部环境。但是，现有自主移动设备对外部环境的感知准确度较低，有待进一步改善。
发明内容
本申请的多个方面提供一种自主移动设备，用于提高自主移动设备对外部环境的感知能力，提高对外部环境的感知准确度。
本申请实施例提供一种自主移动设备，包括：设备本体和安装于所述设备本体上的传感器，所述传感器安装于偏离所述设备本体中心线的一侧，所述中心线是指沿着前进方向且穿过设备本体中心的一条线，且所述传感器所在一侧是与所述自主移动设备支持的沿边模式相反的一侧；其中，若所述自主移动设备支持右沿边模式，所述传感器设置于向左偏离所述设备本体中心线的一侧；或者，若所述自主移动设备支持左沿边模式，所述传感器设置于向右偏离所述设备本体中心线的一侧。
本申请实施例还提供一种自主移动设备，包括：设备本体和安装于所述设备本体上的第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和所述第二传感器的水平视场角的边界在指定位置处相交，并形成相交点或相交区域；其中，所述设备本体上的参考线穿过所述相交点或相交区域，所述参考线是指经过所述设备本体的中心的一条线。
本申请实施例还提供一种自主移动设备，包括：设备本体和安装于所述设备本体上的第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和所述第二传感器的水平视场角相邻的边界平行；其中，所述设备本体上的参考线穿过所述第一传感器和所述第二传感器的水平视场角相邻的边界形成的区域，所述参考线是指经过所述设备本体的中心以及所述第一传感器和所述第二传感器的安装端面的线。
在本申请实施例中，提出传感器的倾斜安装方式，即传感器在垂直视场角方向上倾斜安装于自主移动设备的设备本体上，这可减少对非丰富信息区域的观测范围，增加对丰富信息区域的观测范围，有利于在垂直视场角内采集更为丰富的外部环境信息，提高采集到的外部环境信息的质量，进而提高自主移动设备对外部环境的感知能力，提高自主移动设备对外部环境的感知准确度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请示例性实施例提供的一种自主移动设备的硬件结构示意图；
图2a为本申请示例性实施例提供的在倾斜安装方式下和在水平安装方式下面阵激光传感器的垂直视场角的角平分线与水平线之间的关系对比示意图；
图2b为本申请示例性实施例提供的在倾斜安装方式下和在水平安装方式下面阵激光传感器的垂直视场角的角平分线与水平线之间的关系对比示意图；
图3为本申请示例性实施例提供的另一种自主移动设备的硬件结构示意图；
图4a为本申请示例性实施例提供的又一种自主移动设备的硬件结构示意图；
图4b为本申请示例性实施例提供的两个面阵激光传感器在自主移动设备上的安装位置的示意图；
图4c为本申请示例性实施例提供的两个面阵激光传感器的垂直视场角在最远视距端相交的示意图；
图4d为本申请示例性实施例提供的两个面阵激光传感器的垂直视场角的边界平行的示意图；
图4e为本申请示例性实施例提供的两个面阵激光传感器的垂直视场角的边界在指定位置处相交的示意图；
图4f为本申请示例性实施例提供的另一种两个面阵激光传感器的垂直视场角在最远视距端相交的示意图；
图4g为本申请示例性实施例提供的另一种两个面阵激光传感器的垂直视场角的边界平行的示意图；
图4h为本申请示例性实施例提供的另一种两个面阵激光传感器的垂直视场角的边界在指定位置处相交的示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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，都属于本申请保护的范围。
针对现有自主移动设备对外部环境的感知能力较差，对外部环境的感知准确度较低等技术问题，在本申请一些实施例中，提出传感器的倾斜安装方式，即传感器在垂直视场角方向上倾斜安装于自主移动设备的设备本体上，这可减少对非丰富信息区域的观测范围，增加对丰富信息区域的观测范围，有利于在垂直视场角内采集更为丰富的外部环境信息，提高采集到的外部环境信息的质量，进而提高自主移动设备对外部环境的感知能力，提高自主移动设备对外部环境的感知准确度。
以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
图1为本申请示例性实施例提供的一种自主移动设备的硬件结构示意图。如图1所示，该自主移动设备100包括：设备本体101，设备本体101上设置有一个或多个处理器102以及一个或多个存储器103。
一个或多个存储器103，主要用于存储计算机程序，该计算机程序可被一个或多个处理器102执行，致使一个或多个处理器102控制自主移动设备100执行相应任务。除了存储计算机程序之外，一个或多个存储器103还可被配置为存储其它各种数据以支持在自主移动设备100上的操作。这些数据的示例包括用于在自主移动设备100上操作的任何应用程序或方法的指令，自主移动设备100所在环境/场景的地图数据，工作模式，工作参数等等。
一个或多个存储器103，可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
一个或多个处理器102，可以看作是自主移动设备100的控制系统，可用于执行一个或多个存储器103中存储的计算机程序，以控制自主移动设备100执行相应任务。
进一步，设备本体101上除了设置有一个或多个处理器102以及一个或多个存储器103之外，还设置或安装有自主移动设备100的一些基本组件，例如电源组件104、驱动组件105等等。可选地，驱动组件105可以包括驱动轮、驱动电机、万向轮等。
在此说明，不同自主移动设备100所包含的这些基本组件以及基本组件的构成均会有所不同，本申请实施例仅是部分示例。另外，不同自主移动设备100所处的环境、需要执行的任务以及所能实现的功能等也会有所不同。
在本实施例中，并不对自主移动设备100进行限定，自主移动设备100可以是任何能够在其所处环境中高度自主地进行空间移动的机械设备，例如，可以是无人车、无人机、机器人或空气净化器等。其中，自主移动设备100可以是清扫型机器人、其它服务型机器人等各类机器人。清扫型机器人是指能够在其作业环境中自主执行清扫任务的机器人，包括扫地机器人、擦窗机器人等。其它服务型机器人是指能够在其作业环境中自主移动并提供非清扫服务的机器人，包括家庭陪护机器人、迎宾机器人或仓库搬运机器人等。
当然，根据自主移动设备100实现形态的不同，自主移动设备100的形状也会有所不同。本实施例并不限定自主移动设备100的实现形态。以自主移动设备100的外轮廓形状为例，自主移动设备100的外轮廓形状可以是不规则形状，也可以是一些规则形状。例如，以自主移动设备100是扫地机器人为例，扫地机器人的外轮廓可以是圆形、椭圆形、方形或三角形等规则形状。相应地，规则形状之外的称为不规则形状，例如人形机器人的外轮廓、无人车的外轮廓以及无人机的外轮廓等属于不规则形状。
无论是哪种形态的自主移动设备100，为了能够在其所处环境中自主移动，需要感知其所处的外部环境，本申请实施例提供的自主移动设备的一种实现方式为传感器安装于偏离设备本体中心线的一侧，该中心线是指沿着自主移动设备前进方向且穿过设备本体中心的一条线，且传感器所在一侧是指与自主移动设备支持的沿边模式相反的一侧面；例如，若自主移动设备支持右沿边模式，则传感器设置于向左偏离设备本体中心线的一侧；若自主移动设备支持左沿边模式，则传感器设置于向右偏离设备本体中心线的一侧。在本申请实施例中，不限定传感器所在一侧的具体位置，可选地，传感器所在的一侧是指自主移动设备的前侧靠近侧面的区域，或者是指自主移动设备的前侧与侧面相交的区域，或者是指自主移动设备的侧面中的任一位置。
在本申请实施例中，不限定传感器的具体实现形式，例如，可以是面阵传感器，也可以是非面阵传感器，也可以面阵传感器结合非面阵传感器的共同使用；其中，非面阵传感器可辅助面阵传感器采集更为丰富的环境信息。进一步地，本申请实施例也不限定传感器的具体类型，可选地，可以包括超声波传感器、红外传感器、视觉传感器、单线激光传感器和多线激光传感器中的一种或任意组合。综合各种传感器采集到的环境信息，可以进一步提高环境感知的准确度和精度，有利于进一步提高功能控制的精准度。
下面以面阵激光传感器为例，对本申请实施例中的自主移动设备进行说明。
如图1所示，自主移动设备100还包括：第一面阵激光传感器106。第一面阵激光传感器106安装于设备本体101上，主要采集自主移动设备100所处外部环境中的环境信息，并将采集到的外部环境信息传输给一个或多个处理器102。一个或多个处理器102可根据第一面阵激光传感器106采集到的外部环境信息感知外部环境，进而对自主移动设备100进行各种控制，以使自主移动设备100执行相应任务或实现相应功能。
其中，第一面阵激光传感器106属于面阵激光传感器，为了便于区分和描述，在“面阵激光传感器”前面冠以“第一”，这里的“第一”既不表示数量，也不代表先后顺序。下面对面阵激光传感器的结构、工作原理以及优势等进行简单介绍：
面阵激光传感器主要包括激光发射阵列和信息采集模块，信息采集模块可以采集环境图像，也可以接收激光打到物体上返回来的反射光。信息采集模块可以包含摄像头等组件。
面阵激光传感器的工作原理是：激光发射阵列经其前方的光学成像系统向外发射光源，发射出的光源在到达物体表面后，一部分反射回来并经信息采集模块前方的光学成像系统形成图像上的像素点。而由于物体表面到返回点的距离不同，其反射光飞行时间(TOF)不同，通过对反射光飞行时间的测量，每个像素点就可获得独立的距离信息，其探测范围可以达到百米以上。另外，面阵激光传感器的信息采集模块还可以采集周围环境的图像，实现百万像素级别的分辨率的快速3D成像，及成像频率在每秒30帧以上。
面阵激光传感器采集到的环境信息不仅包含方向和距离信息，还加入了物体表面的反射率信息，辅以三维场景下的深度学习技术，能实现环境要素的认知能力。当激光线数较多且较密时，由反射率信息构成的数据可以视为一种纹理信息，可以从中获取具有匹配和识别价值的环境特征，具有较强的环境辨识能力，在一定程度上可以享受视觉算法和纹理信息带来的优势。由此可见，面阵激光传感器很好地结合了线激光传感器和视觉传感器的优点，不仅有利于提高自主移动设备对环境的空间理解力，还有利于自主移动设备在障碍物识别性能上得到质的提升，甚至使其对环境的空间理解能力达到人眼水平；另外，相对于基于图像传感器的感知方案，面阵激光传感器能够提供更为准确的距离和方向信息，可降低感知运算的复杂度，提高实时性。
当然，对面阵激光传感器而言，除了具有上述优势之外，在以下几个方面也具有较明显的优势：1)面阵激光传感器具有固态化、低成本化、小型化优势；2)面阵激光传感器在安装使用时不需要旋转部件，可以大大压缩传感器的结构和尺寸，提高使用寿命，并降低成本；3)面阵激光传感器的视角可以调节，可适配不同自主移动设备，有利于加快扫描速度与精度；4)面阵激光传感器可以同时采集水平和竖直方向上的环境信息，可以建成3D地图，有利于提高基于地图的定位、导航规划等功能的准确性。
值得说明的是，基于面阵激光传感器采集到的包含方向、距离和反射率三个维度的环境信息，可以控制自主移动设备实现各种基于环境感知的功能。例如，可以实现视觉算法上的物体识别、跟踪与分类等功能；另外，基于激光测距的高精度，还可以实现实时性强、鲁棒性强、精度高的定位和构建地图等功能，进而还可以基于构建出的高精度的环境地图对运动规划、路径导航、定位等提供全方位的支持。
其中，面阵激光传感器在水平方向和垂直方向上均有一定视场角，简称为水平视场角和垂直视场角。水平视场角是指面阵激光传感器在水平方向上能够采集信息的有效范围，垂直视场角是指面阵激光传感器在垂直方向上能够采集信息的有效范围。对一个面阵激光传感器而言，其水平视场角决定了该面阵激光传感器在水平方向上的信息采集范围；相应地，其垂直视场角决定了该面阵激光传感器在垂直方向上的信息采集范围；水平视场角和垂直视场角结合起来形成面阵激光传感器能够采集信息的有效空间范围。其中，不同面阵激光传感器的水平视场角和垂直视场角的范围有所不同。例如，有些面阵激光传感器的水平视场角是120度，垂直视场角是10度；另一些面阵激光传感器的水平视场角为90度，垂直视场角是9度。又例如，有些面阵激光传感器的水平视场角为90度，垂直视场角为10度；有些面阵激光传感器的水平视场角为85度，垂直视场角为65度；有些面阵激光传感器的水平视场角为80度，垂直视场角为70度；等等。需要说明的是，关于面阵激光传感器的水平视场角和垂直视场角的大小，还可以根据应用需求特殊定制。无论是面阵激光传感器的水平视场角和垂直视场角的大小是否是定制的，均适用于本申请实施例。
为了满足自主移动设备的100的环境感知需求，第一面阵激光传感器106的水平视场角需要满足自主移动设备100正常作业在水平方向上的视角需求。当然，第一面阵激光传感器106的垂直视场角也需要满足自主移动设备100正常作业在垂直方向上的视角需求。若第一面阵激光传感器106为1个，则其水平视场角应该大于或等于自主移动设备100正常作业在水平方向上要求的最小视角，其垂直视场角应该大于或等于自主移动设备100正常作业在垂直方向上要求的最小视角。若第一面阵激光传感器106为多个，则多个第一面阵激光传感器106的水平视场角综合起来，应该覆盖住自主移动设备100正常作业在水平方向上要求的视角；多个第一面阵激光传感器106的垂直视场角综合起来，应该覆盖住自主移动设备100正常作业在垂直方向上要求的视角。
在第一面阵激光传感器106的水平视场角和垂直视场角分别满足相应视角需求的情况下，第一面阵激光传感器106在设备本体101上的安装方式会影响其采集到的外部环境信息的质量。
在本实施例中，为了提高第一面阵激光传感器106采集到的外部环境信息的质量，提出面阵激光传感器的倾斜安装方式。倾斜安装方式也可以称为俯仰安装方式或非水平安装方式，是面阵激光传感器在垂直视场角方向上倾斜安装于自主移动设备的设备本体上的安装方式。与倾斜安装方式对应的水平安装方式，是指面阵激光传感器在垂直视场角方向上水平安装于自主移动设备的设备本体上的安装方式。对水平安装方式来说，面阵激光传感器的垂直视场角的角平分线与水平线之间的夹角为0，也就是说面阵激光传感器在垂直方向上的安装俯仰角为0；对倾斜安装方式来说，面阵激光传感器的垂直视场角的角平分线与水平线之间的夹角不为0，也就是说面阵激光传感器在垂直方向上的安装俯仰角不为0，即上扬或下俯。
为便于理解本申请实施例提出的倾斜安装方式，结合图2a和图2b对倾斜安装方式和水平安装方式进行对比性说明。其中，图2a以扫地机器人为例，示出了在倾斜安装方式下和水平安装方式下面阵激光传感器的垂直视场角的角平分线与水平线之间的关系对比示意图；图2b以迎宾机器人为例，示出了在倾斜安装方式下和水平安装方式下面阵激光传感器的垂直视场角的角平分线与水平线之间的关系对比示意图。在图2a中，三条虚线分别表示在水平安装方式下面阵激光传感器的垂直视场角的两个边界和角平分线，中间一条虚线表示在水平安装方式下面阵激光传感器的垂直视场角的角平分线，同时也表示水平线；三条不带箭头的实线表示在倾斜安装方式下面阵激光传感器的垂直视场角的两个边界和角平分线；中间不带箭头的实线表示在倾斜安装方式下面阵激光传感器的垂直视场角的角平分线。如图2a所示，在水平安装方式下面阵激光传感器的垂直视场角的角平分线(图2a中中间一条虚线)与水平线(图2a中中间一条虚线)之间的夹角为0，或者说，面阵激光传感器的垂直视场角的角平分线与水平线平行。在图2a中，以面阵激光传感器的垂直视场角的角平分线与水平线重合为例进行图示。如图2a所示，在倾斜安装方式下面阵激光传感器的垂直视场角的角平分线(图2a中中间一条不带箭头的实线)与水平线(图2a中中间一条虚线)之间的夹角a不为0，或者说，面阵激光传感器的垂直视场角的角平分线与水平线不平行。
进一步，在图2a中，在水平安装方式下面阵激光传感器在水平线上方的信息采集范围和面阵激光传感器在水平线下方的信息采集范围相同；在图2a中，在倾斜安装方式下面阵激光传感器在水平线上方的信息采集范围和面阵激光传感器在水平线下方的信息采集范围不相同，在图2a中，在倾斜安装方式下，以面阵激光传感器的垂直视场角上扬为例进行图示，即面阵激光传感器在水平线上方的信息采集范围大于面阵激光传感器在水平线下方的信息采集范围，但并不限于此。例如，在图2b中，在倾斜安装方式下面阵激光传感器在水平线上方的信息采集范围小于面阵激光传感器在水平线下方的信息采集范围，即在倾斜安装方式下，面阵激光传感器的垂直视场角还可以下俯。在图2a-图2b中，以角度b1表示在倾斜安装方式下面阵激光传感器在水平线上方的信息采集范围；以角度b2表示在倾斜安装方式下阵激光传感器在水平线下方的信息采集范围。其中，角度b1是在倾斜安装方式下面阵激光传感器的垂直视场角的上边界与水平线之间的夹角；角度b2是在倾斜安装方式下面阵激光传感器的垂直视场角的下边界与水平线之间的夹角。
结合图2a，将水平安装方式下落入面阵激光传感器的垂直视场角范围内的外部环境信息与倾斜安装方式下落入面阵激光传感器的垂直视场角范围内的外部环境信息进行比较。可得出：与水平安装方式相比，在倾斜安装方式下的面阵激光传感器采集到的较低位置的环境信息相对较少，例如缺失了图示中凳子一部分靠近地面的凳腿信息，但却可以采集更多较高位置上的环境信息，例如增加了图示中凳子的凳面信息。与靠近地面的部分凳腿信息相比，凳面信息更加丰富，更有助于自主移动设备100感知外部环境中的障碍物。同理，在图2b中，与水平安装方式相比，在倾斜安装方式下的面阵激光传感器可以采集更多自主移动设备的行进路径上的信息，这些信息比高出自主移动设备的高空信息更有价值。由此可知，基于倾斜安装方式，可使面阵激光传感器的垂直视场角覆盖更加合理的观测范围，有利于在垂直视场角内采集更为丰富的外部环境信息。
在本实施例中，第一面阵激光传感器106在垂直视场角方向上倾斜安装于自主移动设备100的设备本体101上，其垂直视场角的角平分线与水平线之间的夹角不为0(即不平行)，这可减少第一面阵激光传感器106对非丰富信息区域的观测范围，增加其对丰富信息区域的观测范围，有利于在垂直视场角方向上采集更为丰富的外部环境信息，提高采集到的外部环境信息的质量，进而提高自主移动设备100对外部环境的感知能力，提高自主移动设备100对外部环境的感知准确度。
在本申请实施例中，并不限定第一面阵激光传感器106的倾斜安装方向和倾斜安装角度，可根据应用场景和自主移动设备100的实现形态等因素灵活设定。下面结合场景化实施例进行举例说明：
场景化实施例1：
在场景化实施例1中，自主移动设备是扫地机器人，扫地机器人上安装有面阵激光传感器，面阵激光传感器可以采集其水平视场角和垂直视场角内的环境信息。在扫地机器人执行清扫任务过程中，可根据面阵激光传感器采集到的环境信息识别待清扫区域。可选地，还可以根据面阵激光传感器采集到的环境信息进行路径规划，并沿着规划好的路径移动至待清扫区域，以及在向待清扫区域移动过程中，根据面阵激光传感器采集到的环境信息进行障碍物识别和避障。或者，扫地机器人可根据面阵激光传感器采集到的环境信息构建环境地图。或者，扫地机器人可根据面阵激光传感器采集到的环境信息进行重新定位。
假设，面阵激光传感器在垂直视场角方向上水平安装于扫地机器人上，由于扫地机器人的高度较低，面阵激光传感器的垂直视场角有很大部分落在了地面上，水平安装方式下面阵激光传感器的垂直视场角的观测范围如图2a中上下两条虚线所示。这将导致两方面的问题：一方面，地面信息较为单一，有效环境信息较少，一定程度上造成了可观测范围的浪费；另一方面，地面的入射角较大，来自地面上的信息的准度相对较差，且受地面反射或地面上障碍物影响较多。
为解决上述问题，在场景化实施例1中，面阵激光传感器在垂直视场角方向上倾斜安装于扫地机器人上，具体地，面阵激光传感器在垂直视场角方向上向上倾斜安装于扫地机器人上。这样，面阵激光传感器在垂直视场角内的观测范围会是图2a中三条不带箭头的实线所示的样子，这可以减少非丰富信息区域(地面)的可观测范围，来增加丰富信息区域(地面上家居或障碍物)的可观测范围，有利于在垂直视场角内采集更为丰富的外部环境信息，还可以减少大入射角数据在环境信息中的占比，提高采集到的外部环境信息的质量，进而提高扫地机器人对外部环境的感知能力，提高扫地机器人对外部环境的感知准确度。
进一步，在执行清扫任务过程中，扫地机器人可基于其对外部环境的准确感知，准确地、快速地移动至待清扫区域，有利于提高清扫效率。在构建环境地图过程中，基于对外部环境的准确感知，扫地机器人可以更加准确地识别出环境中的障碍物、家具等，进而构建出高精度的三维(3D)环境地图。
进一步，考虑到地面上的信息并不是全都无效，有一部分信息对扫地机器人感知外部环境是有用的，这部分信息可以更好地辅助扫地机器人进行导航、路径规划等，这就需要采集到水平前方及水平偏下方向上的环境信息。为了能够采集到水平前方及水平偏下方向上的环境信息，需要保证扫地机器人水平前方及水平偏下方向出现在面阵激光传感器的垂直视场角范围内。基于此，面阵激光传感器的垂直视场角的角平分线与水平线之间的夹角不仅需要大于0，而且需要小于1/2的垂直视场角，即垂直视场角的下边界不能高于水平线。
进一步，面阵激光传感器的垂直视场角的角平分线与水平线之间的夹角大于等于1/5的垂直视场角且小于等于1/3的垂直视场角，这可以更为准确地采集地面上对扫地机器人感知外部环境有用的环境信息，又可以很大程度地避免采集到大量大入射角数据，降低大入射角数据的占比，提高采集到的外部环境信息的质量。
更进一步，面阵激光传感器的垂直视场角的角平分线与水平线之间的夹角为4/15的垂直视场角，但并不限于此。
需要说明的是，场景化实施例1中的扫地机器人代表高度较低的一类自主移动设备。除了扫地机器人，高度较低的自主移动设备还可以是擦窗机器人等。这类自主移动设备的设备本体上安装有第一面阵激光传感器；第一面阵激光传感器在垂直视场角方向上向上倾斜安装于设备本体上。进一步可选地，第一面阵激光传感器的垂直视场角的角平分线与水平线之间的夹角大于0且小于1/2的垂直视场角。更进一步，第一面阵激光传感器的垂直视场角的角平分线与水平线之间的夹角大于等于1/5的垂直视场角且小于等于1/3的垂直视场角。例如，第一面阵激光传感器的垂直视场角的角平分线与水平线之间的夹角为4/15的垂直视场角。
场景化实施例2：
在场景化实施例2中，自主移动设备是迎宾机器人，迎宾机器人上安装有面阵激光传感器，面阵激光传感器可采集其水平视场角和垂直视场角内的环境信息。迎宾机器人在迎宾过程中，可根据面阵激光传感器采集到的环境信息识别需要接待的用户或顾客。可选地，还可以根据面阵激光传感器采集到的环境信息进行路径规划，并沿着规划好的路径引导用户或顾客至相应区域或位置，以及在引导用户或顾客至相应区域的过程中，还可以根据面阵激光传感器采集到的环境信息进行障碍物识别和避障。
假设，面阵激光传感器在垂直视场角方向上水平安装于迎宾机器人的胸部位置，由于迎宾机器人的高度较高，面阵激光传感器的垂直视场角有很大部分落在高出迎宾机器人头部的高空位置，水平安装方式下面阵激光传感器的垂直视场角的观测范围如图2b中上下两条虚线所示。这将导致两方面的问题：一方面，高空信息较为单一，有效环境信息很少，一定程度上造成了可观测范围的浪费；另一方面，迎宾机器人斜下方区域的有效环境信息(如图2b所示迎宾机器人行进路径上的凳子)会因不在垂直视场角的范围内被漏掉，造成信息缺失。
为解决上述问题，在场景化实施例2中，面阵激光传感器在垂直视场角方向上倾斜安装于迎宾机器人上，具体地，面阵激光传感器在垂直视场角方向上向下倾斜安装于迎宾机器人上。这样，在倾斜安装方式下面阵激光传感器在垂直视场角内的观测范围会是图2b中三条不带箭头的实线所示的样子，这可以减少非丰富信息区域(高空区域)的可观测范围，来增加丰富信息区域(迎宾机器人斜下方区域)的可观测范围，可观测迎宾机器人斜下方区域内的障碍物(如图2b中的凳子)，有利于在垂直视场角内采集更为丰富的外部环境信息，提高采集到的外部环境信息的质量，进而提高迎宾机器人对外部环境的感知能力，提高迎宾机器人对外部环境的感知准确度。
进一步，考虑到未超过迎宾机器人高度的高空区域有些环境信息(例如吊灯、上门沿等)对迎宾机器人感知外部环境是有用的，例如这些高空信息可以更好地辅助迎宾机器人进行导航、避障等，这需要迎宾机器人在水平偏上方向上存在观测数据。为了保证迎宾机器人在水平偏上方向上存在观测数据，要求水平偏上方向出现在面阵激光传感器的垂直视场角范围内。基于此，面阵激光传感器的垂直视场角的角平分线与水平线之间的夹角不仅需要大于0，而且需要小于1/2的垂直视场角，即垂直视场角的上边界不能低于水平线。
需要说明的是，场景化实施例2中的迎宾机器人代表有一定高度(例如相对较高)的一类自主移动设备。除了迎宾机器人，高度较高的自主移动设备还可以是空气净化器、仓库搬运机器人或家庭陪护机器人等。这类自主移动设备的设备本体上安装有第一面阵激光传感器；第一面阵激光传感器在垂直视场角方向上向下倾斜安装于设备本体上。进一步可选地，第一面阵激光传感器的垂直视场角的角平分线与水平线之间的夹角a大于0且小于1/2的垂直视场角。更进一步，第一面阵激光传感器的垂直视场角的角平分线与水平线之间的夹角a大于等于1/5的垂直视场角且小于等于1/3的垂直视场角。例如，第一面阵激光传感器的垂直视场角的角平分线与水平线之间的夹角a为4/15的垂直视场角。需要说明的是，在本申请实施例中，夹角a、b1、以及b2仅表示大小，不带有方向性。
在本申请各实施例中，并不限定第一面阵激光传感器106的数量，可以是1个，也可以是多个。多个是指两个或两个以上。在实际应用中，存在一些简单的应用需求，只需要单个面阵激光传感器就可以解决环境感知问题，则对于工作在这些环境中的自主移动设备100来说，可以设置1个第一面阵激光传感器106。另外，也存在一些复杂的应用需求，需要多个面阵激光传感器来解决环境感知问题，则对于工作在这些环境中的自主移动设备100来说，可设置多个第一面阵激光传感器106。
在第一面阵激光传感器106为1个的情况下，第一面阵激光传感器106可以安装于设备本体101的前侧，前侧是自主移动设备100向前移动过程中其设备本体101朝向的一侧。自主移动设备在移动过程中可能向前移动，也有可能向后移动(简称为后退)。这里的“向前”可以理解为：自主移动设备在作业过程中经常性或绝大多数情况下的移动方向。其中，第一面阵激光传感器106设置在自主移动设备100的设备本体101的前侧，可以更加方便、准确地在自主移动设备100移动过程中采集前方的环境信息，以便自主移动设备100在行进过程中更加准确的避障，顺利行进。
当然，第一面阵激光传感器106也可以安装于设备本体101的后侧或侧面，具体可根据应用需求灵活而定。其中，后侧是相对于前侧而言的，侧面是设备本体101上位于前侧与后侧之间的位置区域。
对自主移动设备100来说，一般会具有一定高度。这就涉及第一面阵激光传感器106在设备本体101高度方向上安装在哪个位置(即安装高度)的问题。在本实施例中，并不限定第一面阵激光传感器106在自主移动设备100的设备本体101上的安装高度，可以根据应用需求和自主移动设备100的高度灵活选择第一面阵激光传感器106在设备本体101的安装高度。例如，第一面阵激光传感器106可以安装在设备本体101前侧的顶部、底部或中部位置。
在第一面阵激光传感器106为多个的情况下，多个第一面阵激光传感器106可安装于设备本体101的不同位置。例如，多个第一面阵激光传感器106可以环绕设备本体101安装。采用多个第一面阵激光传感器106，有利于增加自主移动设备100在水平方向上的观测范围。
值得说明的是，多个第一面阵激光传感器106在设备本体101上的安装位置不同，除此之外，还需要考虑多个第一面阵激光传感器106在设备本体101高度方向上安装在哪个位置(即安装高度)的问题。本实施例并不对此做限定，可以根据应用需求和自主移动设备100的高度灵活选择多个第一面阵激光传感器106在设备本体101上的安装高度。
例如，部分第一面阵激光传感器106在设备本体101上的安装高度相同，则可以保证在该高度位置采集到更为丰富的环境信息。
又例如，各第一面阵激光传感器106在设备本体101上的安装高度均不同，这样可以保证采集到不同高度位置处的环境信息，提高环境信息的丰富程度。
又例如，各第一面阵激光传感器106在设备本体101上的安装高度均相同，这样可以保证在该高度位置采集到更为丰富的环境信息。
在第一面阵激光传感器106为多个的情况下，为了提高采集到的环境信息的丰富度，多个第一面阵激光传感器106可满足水平视场角的连续性要求。水平视场角的连续性要求可以是要求多个第一面阵激光传感器106的水平视场角之间连续、基本连续或达到设定的连续度等。关于连续度的定义可参见后续实施例，在此不再赘述。基于此，多个第一面阵激光传感器106在设备本体101上的安装位置需满足水平视场角的连续性要求。例如，在一可选实施例中，其中，一个第一面阵激光传感器106安装于设备本体101的前侧，其它第一面阵激光传感器106按照水平视场角的连续性要求依次安装于设备本体101的其它位置。
可选地，为了满足水平视场角的连续性要求，相邻两个第一面阵激光传感器106的水平视场角之间可满足但不限于以下任一要求：
相邻两个第一面阵激光传感器106的水平视场角的最远视距端相交；或者
相邻两个第一面阵激光传感器106的水平视场角的边界平行；或者
相邻两个第一面阵激光传感器106的水平视场角的边界在指定位置处相交；其中，指定位置由相邻两个第一面阵激光传感器106的水平视场角之间的干扰要求决定。
在上述各要求中，相邻两个第一面阵激光传感器106在各自水平视场角内采集到的环境信息不存在重叠，彼此之间不会相互干扰；而且相邻两个第一面阵激光传感器106采集的环境信息具有连续性，对环境特征的拼接和提取具有了一定的优势。
在一种应用场景中，第一面阵激光传感器106为2个，则根据两个第一面阵激光传感器106的水平视场角的范围，可将一个传感器安装于设备本体101的前侧，将另一个传感器安装于设备本体101的侧面，这样既可以满足水平视场角连续要求，又可避免两个传感器之间相互干扰。
在本申请一些实施例中，第一面阵激光传感器106的垂直视场角的下边界一般会与自主移动设备所在的承载面相交。为便于描述和区分，将第一面阵激光传感器106的垂直视场角的下边界与自主移动设备所在承载面相交的位置记为第一相交位置。为了便于采集更加丰富的环境信息，可以预先设定第一距离阈值，并要求第一相交位置到自主移动设备的距离大于设定的第一距离阈值，如图2a和图2b中所示距离L1。
在本申请实施例中，并不限定第一距离阈值的具体取值，可根据应用需求、自主移动设备的高度以及第一面阵激光传感器的垂直视场角的大小等因素灵活设定。例如，第一距离阈值的范围可以是60-100cm，例如可以是60cm、70cm、80cm、90cm等，但并不限于此。
需要说明的是，在本申请实施例中，第一面阵激光传感器在垂直视场角方向上的倾斜角度、第一面阵激光传感器在自主移动设备上的安装高度以及第一距离阈值，在这三个信息中，只要确定其中任意两个信息，就可以计算出第三个信息。例如，可以根据第一面阵激光传感器在垂直视场角方向上的倾斜角度和第一距离阈值，计算出第一面阵激光传感器在自主移动设备上的安装高度；同理，可以根据第一面阵激光传感器在自主移动设备上的安装高度和第一距离阈值，计算出第一面阵激光传感器在垂直视场角方向上的倾斜角度。
另外，需要说明的是，根据自主移动设备所在作业环境的不同，自主移动设备所在承载面可以有不同实现。本申请实施例并不对承载面的具体实现进行限定，凡是能够承载自主移动设备的平面或非平面等都可以作为本申请实施例中的承载面。例如，对于工作在地面上的自主移动设备，该地面即为自主移动设备所在的承载面。又例如，对于工作在桌面上的自主移动设备，该桌面即为自主移动设备所在的承载面。又例如，对于工作在车厢内的自主移动设备，该车厢的底板即为自主移动设备所在的承载面。又例如，对工作在屋顶上的自主移动设备，该屋顶即为自主移动设备所在的承载面。这里有关承载面的说明，同样适用于本申请其它实施例。
如图3所示，在本申请另一示例性实施例中，自主移动设备100还包括安装于设备本体101上的第二面阵激光传感器107。其中，第二面阵激光传感器107属于面阵激光传感器，关于面阵激光传感器的结构、工作原理以及优势等介绍可参见前述实施例，在此不再赘述。在本实施例中，第二面阵激光传感器107与第一面阵激光传感器106的区别在于：第二面阵激光传感器107在垂直视场角方向上水平安装于设备本体101上，也就是说，第二面阵激光传感器107的垂直视场角的角平分线与水平线之间的夹角为0，或者说，第二面阵激光传感器107的垂直视场角的角平分线与水平线平行。
在本实施例中，并不限定第二面阵激光传感器107的数量，可以是1个，也可以是多个。
在本实施例中，并不限定第一面阵激光传感器106和第二面阵激光传感器107在设备本体101上的安装位置和安装高度。例如，第一面阵激光传感器106和第二面阵激光传感器107在设备本体101上的安装高度相同。或者，所有第一面阵激光传感器106在设备本体101上的安装高度相同，所有第二面阵激光传感器107在设备本体101上的安装高度相同，但第一面阵激光传感器106在设备本体101上的安装高度与第二面阵激光传感器107在设备本体101上的安装高度不相同。第一面阵激光传感器106和第二面阵激光传感器107可以均匀分布在设备本体101上。或者，第一面阵激光传感器106和第二面阵激光传感器107可以间隔安装于设备本体101上。或者，第一面阵激光传感器106安装于设备本体101的前侧，第二面阵激光传感器107安装于设备本体101的后侧。或者，第一面阵激光传感器106安装于设备本体101的前侧，第二面阵激光传感器107安装于设备本体101的侧面。或者，第二面阵激光传感器107安装于设备本体101的前侧，第一面阵激光传感器106安装于设备本体101的侧面。
在图3所示实施例中，自主移动设备101包括多个面阵激光传感器，部分面阵激光传感器采用倾斜安装方式安装于设备本体101上，部分面阵激光传感器采用水平安装方式安装于设备本体101上。为了便于区分和描述，将采用倾斜安装方式安装于设备本体101上的面阵激光传感器称为第一面阵激光传感器；将采用水平安装方式安装于设备本体101上的面阵激光传感器称为第二面阵激光传感器。在该实施例中，将水平安装方式与倾斜安装方式相结合，可更加全面地采集垂直方向上的环境信息，进一步提高自主移动设备101的环境感知能力。
在一些实施例中，第二面阵激光传感器107的垂直视场角的下边界一般会与自主移动设备所在的承载面相交。为便于描述和区分，将第二面阵激光传感器107的垂直视场角的下边界与自主移动设备所在承载面相交的位置记为第二相交位置。为了便于采集更加丰富的环境信息，可以预先设定第二距离阈值，并要求第二相交位置到自主移动设备的距离大于设定的第二距离阈值。
在本申请实施例中，并不限定第二距离阈值的具体取值，可根据应用需求、自主移动设备的高度以及第二面阵激光传感器的垂直视场角的大小等因素灵活设定。例如，第二距离阈值的范围可以是50-90cm，例如可以是50cm、60cm、70cm、80cm等，但并不限于此。需要说明的是，第二距离阈值与第一距离阈值的取值可以相同，也可以不相同。对于同一类型的面阵激光传感器，若第一面阵激光传感器在垂直视场角方向上向上倾斜安装于设备本体，则第一距离阈值大于第二距离阈值；若第一面阵激光传感器在垂直视场角方向上向下倾斜安装于设备本体，则第一距离阈值小于第二距离阈值。
在本实施例中，在第二距离阈值确定的情况下，根据第二相交位置到自主移动设备的距离大于第二距离阈值的要求，一定程度上可以确定出第二面阵激光传感器在设备本体上的安装高度范围。
图4a为本申请示例性实施例提供的又一种自主移动设备的硬件结构示意图。如图4a所示，该自主移动设备400包括：设备本体401，设备本体401上设置有一个或多个处理器402以及一个或多个存储器403。
一个或多个存储器403，主要用于存储计算机程序，该计算机程序可被一个或多个处理器402执行，致使一个或多个处理器402控制自主移动设备400执行相应任务。除了存储计算机程序之外，一个或多个存储器403还可被配置为存储其它各种数据以支持在自主移动设备400上的操作。这些数据的示例包括用于在自主移动设备400上操作的任何应用程序或方法的指令，自主移动设备400所在环境/场景的地图数据，工作模式，工作参数等等。
一个或多个处理器402，可以看作是自主移动设备400的控制系统，可用于执行一个或多个存储器403中存储的计算机指令，以控制自主移动设备400执行相应任务。
进一步，设备本体401上除了设有一个或多个处理器402以及一个或多个存储器403之外，还设置或安装有自主移动设备400的一些基本组件，例如电源组件404、驱动组件405等等。可选地，驱动组件405可以包括驱动轮、驱动电机、万向轮等。
在此说明，不同自主移动设备400所包含的这些基本组件以及基本组件的构成均会有所不同，本申请实施例仅是部分示例。另外，不同自主移动设备400所处的环境、需要执行的任务以及所能实现的功能等都会有所不同。
在本实施例中，并不对自主移动设备400进行限定，自主移动设备400可以是任何能够在其所处环境中高度自主地进行空间移动的机械设备，例如，可以是无人车、无人机、机器人或空气净化器等。其中，自主移动设备400可以是清扫型机器人、其它服务型机器人等各类机器人。清扫型机器人是指能够在其作业环境中自主执行清扫任务的机器人，包括扫地机器人、擦窗机器人等。其它服务型机器人是指能够在其作业环境中自主移动并提供非清扫服务的机器人，包括家庭陪护机器人、迎宾机器人或仓库搬运机器人等。
当然，根据自主移动设备400实现形态的不同，自主移动设备400的形状也会有所不同。本实施例并不限定自主移动设备400的实现形态。以自主移动设备400的外轮廓形状为例，自主移动设备400的外轮廓形状可以是不规则形状，也可以是一些规则形状。例如，自主移动设备400的外轮廓形状可以是圆形、椭圆形、方形、三角形、水滴形或D形等规则形状。规则形状之外的称为不规则形状，例如人形机器人的外轮廓、无人车的外轮廓以及无人机的外轮廓等属于不规则形状。
无论是哪种形态的自主移动设备400，为了能够在其所处环境中自主移动，需要感知其所处的外部环境，本申请实施例提供的自主移动设备的另一种实现方式为包括两种传感器，分别为第一传感器和第二传感器。在本申请实施例中，不限定第一传感器和第二传感器的具体设置方式，可选地，第一传感器和第二传感器的水平视场角的边界可以平行，也可以在指定位置处相交并形成相交点或相交区域，还可以在最远视距端相交。下面以第一面阵激光传感器和第二面阵激光传感器为例，结合附图对本实施例提供的自主移动设备进行详细说明。
如图4a所示，自主移动设备400还包括第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407。第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407安装于设备本体401上，主要采集自主移动设备400所处外部环境中的环境信息，并将采集到的外部环境信息传输给一个或多个处理器402；一个或多个处理器402可根据第一面阵激光传感器406采集到的外部环境信息感知外部环境，进而对自主移动设备400进行各种控制，以使自主移动设备400执行相应任务或实现相应功能。
其中，第一面阵激光传感器106和第二面阵激光传感器407均属于面阵激光传感器，为了便于区分和描述，在“面阵激光传感器”前面冠以“第一”和“第二”，这里的“第一”、“第二”既不表示数量，也不代表先后顺序。关于面阵激光传感器的结构、工作原理以及优势等介绍可参见前述实施例，在本实施例中不再赘述。
在本实施例中，采用两个阵激光传感器，可以弥补了单个面阵激光传感器观测数据比较单一的不足。另外，考虑到第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407的水平视场角具有一定范围，在安装位置上，第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407在水平视场角方向上上尽量靠近，以使两个面阵激光传感器的水平视场角满足连续性要求。其中，水平视场角的连续性要求是指两个面阵激光传感器的水平视场角所覆盖的水平观测范围连续或尽量连续，或达到一定连续度。连续度的定义可以是：在两个面阵激光传感器的水平视场角所覆盖的水平观测范围不连续的情况下，两个水平观测范围之间未被覆盖的区域范围的面积与两个水平观测范围的面积之和的比值。达到一定连续度可是要求连续度大于设定的连续度阈值。关于连续度的定义，并不限于这一种方式。
如图4b所示，在本实施例中，第一面阵激光传感器406安装于设备本体401的前侧，第二面阵激光传感器407安装于设备本体401的侧面，相较于第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407对称安装于设备本体401的前后两侧或左右两侧的方案，这种安装方式下两个面阵激光传感器之间的位置相对更近，一定程度上可保证两个面阵激光传感器的水平视场角所覆盖的水平观测范围满足连续性要求。关于前侧、侧面的定义可参见前述实施例，在此不再赘述。
需要说明的是，设备本体401的侧面实际上是一个区域范围，是设备本体401的前侧与后侧之间的区域范围，第二面阵激光传感器407具体安装在侧面区域的哪个位置，对此不做限定，以两个水平视场角满足连续性要求为准。可选地，如图4b所示，第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407的安装位置可以成直角关系，但不限于此。
这种前侧与侧面相结合的安装方式，既可以采集到自主移动设备400前方关键性的环境信息，对自主移动设备400的环境感知、路径规划、避障等提供信息上优势，又可以降低两个面阵激光传感器采集到的环境信息的重复度，提高环境信息的丰富度，解决单个面阵激光传感器信息丰富度不足的问题；再者，安装于设备本体401前侧的第一面阵激光传感器406，还可以为自主移动设备400起到前方缓冲的作用，减少对红外缓冲等前方缓冲装置的依赖。
其中，若自主移动设备400不支持沿边模式，则第二面阵激光传感器407可以安装于设备本体401的左侧面，也可以安装于设备本体401的右侧面。若自主移动设备400支持沿边模式，则可以结合自主移动设备400所支持的沿边模式，确定第二面阵激光传感器407是安装于设备本体401的左侧面或右侧面。
若自主移动设备400支持右沿边模式，第二面阵激光传感器407设置于设备本体401的左侧面；若自主移动设备400支持左沿边模式，第二面阵激光传感器407设置于设备本体401的右侧面。其中，在第二面阵激光传感器407在左右侧面的选择上，考虑到自主移动设备400的沿边模式，选择与自主移动设备400支持的沿边模式相反的侧面，这样自主移动设备400工作在所支持的沿边模式时，第二面阵激光传感器407被挡住的角度相对较少，有利于为自主移动设备400提供尽可能更多的环境信息。
其中，沿边模式是指自主移动设备400在碰到固定物体，例如墙壁、橱柜、衣柜等时，沿着固定物体的边沿继续执行任务的模式。左沿边模式是指自主移动设备400左侧面沿着固定物体的边沿继续执行任务的模式。右沿边模式是指自主移动设备400右侧面沿着固定物体的边沿继续执行任务的模式。
在本申请实施例中，在安装位置上，可根据第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407的水平视场角范围，让第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407的安装位置尽量靠近，以使得平视场角之间满足连续性要求。
但是，如果第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407的安装位置过于靠近，两个面阵激光传感器的水平视场角相互交叠，如果两个水平视场角的交叠范围超过一定程度，两个面阵激光传感器之间会产生相互干扰，因此，在让第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407的安装位置尽量靠近的同时，还需要避免第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407之间产生相互干扰。
基于上述考虑，在安装第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407的过程中，可按照下述任一方式来确定第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407在设备本体401上的安装位置。换句话说，在第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407被成功安装后，第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407的水平视场角满足以下任一方式中的要求，采用这些方式既可以保证水平视场角之间满足连续性要求，又可以避免水平视场角之间交叠过度引起两个面阵激光传感器之间产生相互干扰的问题。
方式1：第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407的水平视场角的最远视距端相交，如图4c所示。这样第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407在各自水平视场角内采集到的环境信息不存在重叠，彼此之间不会相互干扰；而且两个面阵激光传感器的水平视场角的最远视距端相交，使得两个面阵激光传感器采集的环境信息具有了连续性，对环境特征的拼接和提取具有了一定的优势。进一步可选地，如图4f所示，设备本体上的参考线穿过第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407的水平视场角的边界在最远视距端的相交点。在本实施例中，参考线是指经过设备本体的中心的一条线，且参考线均分第一中心线和第二中心线的一条线。如图4f所示，第一中心线是指沿着前进方向且穿过设备本体中心的一条线，第二中心线是指穿过设备本体的中心且与第一中心线垂直的一条线。
方式2：第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407的水平视场角的边界平行，如图4d所示。这样第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407在各自水平视场角内采集到的环境信息不存在重叠，彼此之间不会相互干扰；而且两个面阵激光传感器的水平视场角平行，使得两个面阵激光传感器采集的环境信息在水平方向上具有了连续性，对环境特征的拼接和提取具有了一定的优势。进一步可选地，如图4g所示，设备本体上的参考线穿过第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407的水平视场角相邻的边界形成的区域，且参考线经过设备本体的中心以及第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407的安装端面，位于第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407的水平视场角相邻的边界形成的区域之间；进一步可选地，如图4g所示，参考线在穿过第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407的安装端面之后，与第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407的水平视场角相邻的边界平行。
方式3：第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407的水平视场角的边界在指定位置处相交，如图4e所示。其中，指定位置由第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407需要满足的最短观测距离决定。为便于与方式1中的最远视距端区分，方式3中的指定位置可以是水平视场角的边界线上除最短视距端之外的其它位置。即，只要在两个面阵激光传感器需要满足的最短观测距离内，两个面阵激光传感器的水平视场角不存在交叠，即可满足两个面阵激光传感器之间不能相互干扰的要求，同时，两个水平视场角的边界在指定位置处相交，可使两个面阵激光传感器采集的环境信息在水平方向上具有连续性，对环境特征的拼接和提取具有一定的优势。进一步可选地，如图4h所示，设备本体上的参考线穿过第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407的水平视场角的边界在指定位置处的相交点以及形成相交区域，参考线经过设备本体的中心且均分第一中心线和第二中心线的一条线。
在本申请实施例中，不限定第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407设置的具体位置，可选地，设备本体包括至少一个圆角，任一圆角的弧形端面向两侧延伸形成两个延伸端面，第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407分别安装于任一圆角两侧的延伸端面上，参考线经过设备本体的中心以及任一圆角的弧形端面。
在本申请实施例中，也不限定第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407在垂直视场角方向上的安装方式。可选地，第一面阵激光传感器406和/或第二面阵激光传感器407在垂直视场角方向上可以倾斜安装于设备本体上。
若第一面阵激光传感器406在垂直视场角方向上倾斜安装于设备本体上，则第一面阵激光传感器406在垂直视场角方向上向上倾斜安装于设备本体上，或者第一面阵激光传感器406在垂直视场角方向上向下倾斜安装于设备本体上，具体视应用需求而定。
若第二面阵激光传感器407在垂直视场角方向上倾斜安装于设备本体上，则第二面阵激光传感器407在垂直视场角方向上向上倾斜安装于设备本体上，或者第二面阵激光传感器407在垂直视场角方向上向下倾斜安装于设备本体上，具体视应用需求而定。
若第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407都在垂直视场角方向上倾斜安装于设备本体上，则两个面阵激光传感器都在垂直视场角方向上向上倾斜安装于设备本体上，或者，两个面阵激光传感器都在垂直视场角方向上向下倾斜安装于设备本体上，或者，一个在垂直视场角方向上向上倾斜安装于设备本体上，另一个在垂直视场角方向上向下倾斜安装于设备本体上。
关于第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407的安装高度的相关说明，可参见前述实施例，在此不再赘述。
在本申请一些实施例中，第一面阵激光传感器406和第二面阵激光传感器407的垂直视场角的下边界一般会与自主移动设备所在的承载面相交。为便于描述和区分，将第一面阵激光传感器406的垂直视场角的下边界与自主移动设备所在承载面相交的位置记为第一相交位置；将第二面阵激光传感器407的垂直视场角的下边界与自主移动设备所在承载面相交的位置记为第二相交位置。
为了便于采集更加丰富的环境信息，可以预先设定第一距离阈值，并要求第一相交位置到自主移动设备的距离大于设定的第一距离阈值；同理，预先设定第二距离阈值，并要求第二相交位置到自主移动设备的距离大于设定的第二距离阈值。
在本申请实施例中，并不限定第一距离阈值和第二距离阈值的具体取值。例如，可根据应用需求、自主移动设备的高度以及第一面阵激光传感器的垂直视场角的大小等因素灵活设定第一距离阈值；同理，可根据应用需求、自主移动设备的高度以及第二面阵激光传感器的垂直视场角的大小等因素灵活设定第二距离阈值。
需要说明的是，第二距离阈值与第一距离阈值可以相同，也可以不相同。若第一面阵激光传感器和第二面阵激光传感器为同一类型的面阵激光传感器，且第一面阵激光传感器和第二面阵激光传感器在垂直视场角方向上均采用水平安装方式，则第一距离阈值和第二距离阈值的取值可以相同。若第一面阵激光传感器和第二面阵激光传感器为不同类型的面阵激光传感器，第一距离阈值和第二距离阈值可以取不同的值。当然，对于第一面阵激光传感器和第二面阵激光传感器为同一类型的情况，若两个面阵激光传感器在垂直视场角方向上的安装方式不同，第一距离阈值和第二距离阈值也可以取不同的值。
例如，对于第一面阵激光传感器和第二面阵激光传感器为同一类型的面阵激光传感器的情况，若第一面阵激光传感器在垂直视场角方向上向上倾斜安装于设备本体，则第一距离阈值大于第二距离阈值；若第一面阵激光传感器在垂直视场角方向上向下倾斜安装于设备本体，则第一距离阈值小于第二距离阈值。
在此说明，在本申请上述各实施例中，自主移动设备100或400的设备本体上除了安装有面阵激光传感器之外，还可以设置或安装有非面阵激光传感器，非面阵激光传感器可辅助面阵激光传感器采集更为丰富的环境信息。可选地，非面阵激光传感器可以包括超声波传感器、红外传感器、视觉传感器、单线激光传感器和多线激光传感器中的一种或任意组合。综合各种传感器采集到的环境信息，可以进一步提高环境感知的准确度和精度，有利于进一步提高功能控制的精准度。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (18)

1.一种自主移动设备，其特征在于，包括：设备本体和安装于所述设备本体上的传感器，所述传感器安装于偏离所述设备本体中心线的一侧，所述中心线是指沿着前进方向且穿过设备本体中心的一条线，且所述传感器所在一侧是与所述自主移动设备支持的沿边模式相反的一侧；
其中，若所述自主移动设备支持右沿边模式，所述传感器设置于向左偏离所述设备本体中心线的一侧；或者，若所述自主移动设备支持左沿边模式，所述传感器设置于向右偏离所述设备本体中心线的一侧。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述传感器所在的一侧是指自主移动设备的前侧靠近侧面的区域，或者是指自主移动设备的前侧与侧面相交的区域，或者是指自主移动设备的侧面。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，在安装高度上，所述传感器安装于所在一侧的顶部、底部或中部位置。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述传感器的在水平方向上的覆盖角度大于或等于所述自主移动设备正常作业在水平方向上要求的最小视角；所述传感器在垂直方向上的覆盖角度大于或等于所述自主移动设备正常作业在垂直方向上要求的最小视角。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述传感器在垂直视场角上的角平分线与水平线的夹角不为0。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述传感器在垂直视场角方向上斜向上或者斜向下安装。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述传感器的垂直视场角的角平分线与水平线之间的夹角大于0且小于1/2的垂直视场角；或者，
所述传感器的垂直视场角的角平分线与水平线之间的夹角大于等于1/5的垂直视场角且小于等于1/3的垂直视场角；或者，
所述传感器的垂直视场角的角平分线与水平线之间的夹角为4/15的垂直视场角。
8.根据权利要求1-7任一项所述的设备，其特征在于，第一相交位置到所述自主移动设备的距离大于设定的第一距离阈值；所述第一相交位置是所述传感器的垂直视场角的下边界与所述自主移动设备所在承载面相交的位置。
9.根据权利要求1-7任一项所述的设备，其特征在于，所述传感器的数量为多个，相邻两个传感器的水平视场角的最远视距端相交；或者
相邻两个传感器的水平视场角的边界平行；或者
相邻两个传感器的水平视场角的边界在指定位置处相交；
其中，所述指定位置由相邻两个传感器需要满足的最短观测距离决定。
10.一种自主移动设备，其特征在于，包括：设备本体和安装于所述设备本体上的第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和所述第二传感器的水平视场角的边界在指定位置处相交，并形成相交点或相交区域；
其中，所述设备本体上的参考线穿过所述相交点或相交区域，所述参考线是指经过所述设备本体的中心的一条线。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述参考线是指均分第一中心线和第二中心线的一条线，所述第一中心线是指沿着前进方向且穿过设备本体中心的一条线，所述第二中心线是指穿过设备本体的中心且与所述第一中心线垂直的一条线。
12.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述设备本体包括至少一个圆角，任一圆角的弧形端面向两侧延伸形成两个延伸端面；所述第一传感器和所述第二传感器分别安装于任一圆角两侧的延伸端面上，所述参考线经过所述设备本体的中心以及任一圆角的弧形端面。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述第一传感器和所述第二传感器在所述设备本体上的安装高度相同。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述第一传感器和所述第二传感器的水平视场角的最远视距端相交；或者所述第一传感器和所述第二传感器的水平视场角的边界在指定位置处相交；
其中，所述指定位置由所述第一传感器和所述第二传感器需要满足的最短观测距离决定。
15.一种自主移动设备，其特征在于，包括：设备本体和安装于所述设备本体上的第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和所述第二传感器的水平视场角相邻的边界平行；
其中，所述设备本体上的参考线穿过所述第一传感器和所述第二传感器的水平视场角相邻的边界形成的区域，所述参考线是指经过所述设备本体的中心以及所述第一传感器和所述第二传感器的安装端面的线。
16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，所述参考线与所述第一传感器和所述第二传感器的水平视场角相邻的边界平行。
17.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，所述设备本体包括至少一个圆角，任一圆角的弧形端面向两侧延伸形成两个延伸端面；所述第一传感器和所述第二传感器分别安装于任一圆角两侧的延伸端面上，所述参考线经过所述设备本体的中心以及任一圆角的弧形端面。
18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述第一传感器和所述第二传感器在所述设备本体上的安装高度相同。
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