CN117406296A - 悬崖检测装置及方法、自移动设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种悬崖检测装置及方法、自移动设备，该悬崖检测装置的第一信号收发模组用于向待检测区域的表面发射第一光线，以及接收至少部分第二光线，第二光线为第一光线的反射光线；第二信号收发模组用于向探测区域的表面发射第三光线，以及接收至少部分第四光线，第四光线为第三光线的反射光线；第二信号收发模组还用于在待检测区域的表面深度在预设范围内时，接收到部分第二光线；这样在第一信号收发模组接收到的第二光线的光强较大时，通过第二信号收发模组所接收的第二光线的光强值，或者第二光线的光强值以及第四光线的光强值，判定待检测区域是否存悬崖，这样在悬崖处为高反材质时，仍然能准确的识别悬崖，从而提高检测的准确性。

Description

悬崖检测装置及方法、自移动设备

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体而言涉及一种悬崖检测装置及方法、自移动设备。

背景技术

自移动设备是指自主移动并且自动进行工作的机器。在自移动设备的作业环境中，自移动设备经常会遇到悬崖(如楼梯、门槛等)。而在自移动设备遇到悬崖时，可能会出现跌落的情况。若自移动设备发生跌落，则容易造成自移动设备损坏。

为了解决上述问题，现有的移动设备上通常设有悬崖检测装置，以用来识别悬崖。具体地，悬崖检测装置包括发射部及接收部，发射部所发出的光信号被待检测区域的表面反射后由接收部接收，接收部根据待检测区域的表面反射回的光信号的强弱来判断距离待检测面的远近，从而确定待检测区域是否为悬崖，即如果反射回的光信号较强，则确定待检测区域为地面，如果反射回的光信号较弱，则确定待检测区域为悬崖。但该方式容易受反射材质的影响，当悬崖处为高反材质时，反射回的信号也会较强，从而易将悬崖误判为地面而导致自移动设备跌落，造成机器损坏。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

第一方面，本发明实施例提供了一种悬崖检测装置，包括至少一个信号收发模组对，每个所述信号收发模组对包括第一信号收发模组及第二信号收发模组；

所述第一信号收发模组用于向待检测区域的表面发射第一光线，以及接收至少部分第二光线，所述第二光线为所述第一光线经由所述待检测区域的表面反射的反射光线；

所述第二信号收发模组用于向探测区域的表面发射第三光线，以及接收至少部分第四光线，所述第四光线为所述第三光线经由所述探测区域的表面反射的反射光线；

所述第二信号收发模组还用于在所述待检测区域的表面深度在预设范围内时，接收到部分第二光线。

可选地，所述悬崖检测装置还包括处理模块；

所述处理模块用于判断所述第一信号收发模组接收到的第二光线的光强值是否小于或等于第一预设阈值，若是，则确定所述待检测区域为悬崖；若否，则根据所述第二信号收发模组接收到的第二光线的光强值，或者所述第二信号收发模组接收到的第二光线的光强值以及第四光线的光强值，判定所述待检测区域是否为悬崖。

可选地，所述处理模块用于当所述第一信号收发模组接收到的第二光线的光强值大于所述第一预设阈值时，判断所述第二信号收发模组接收到的第二光线的光强值是否大于所述第二预设阈值，若是，则确定所述待检测区域为悬崖；若否，则确定所述待检测区域不为悬崖。

可选地，所述处理模块用于当所述第一信号收发模组接收到的第二光线的光强值大于所述第一预设阈值时，计算所述第二信号收发模组接收到的第二光线的光强值与第四光线的光强值的差值(绝对值)，并判断所述差值(绝对值)是否大于第三预设阈值，若是，则确定所述待检测区域不为悬崖；若否，则确定所述待检测区域为悬崖。

可选地，所述第一信号收发模组及所述第二信号收发模组距离地面的距离均为第一预设距离值，所述第一信号收发模组及所述第二信号收发模组之间的距离为第二预设距离值。

可选地，所述信号收发模组对为多个；其中任一个所述信号收发模组对中的第一信号收发模组与相邻的所述信号收发模组对中的第二信号收发模组为同一信号收发模组；

其中任一个所述信号收发模组对中的第二信号收发模组与相邻的所述信号收发模组对中的第一信号收发模组为同一信号收发模组。

可选地，所述第一信号收发模组及所述第二信号收发模组均包括信号发射模组及信号接收模组；所述第一信号收发模组的发射模组与所述第二信号收发模组的发射模组分时工作，或者所述第一信号收发模组的发射模组所发射的第一光线的频率与所述第二信号收发模组的发射模组所发射的第二光线频率不同。

可选地，所述信号发射模组包括光发射部及第一光路改变部，所述第一光路改变部设置在所述光发射部的发射光路，用于将所述光发射部发射的光线转换为向所述信号接收模组方向倾斜第一角度的近似平行光。

可选地，所述第一光路改变部包括第一凸透镜，所述第一凸透镜的厚度沿所述第一凸透镜的第一侧至所述第一凸透镜的第二侧的方向逐渐增加，所述第一凸透镜的第一侧为所述第一凸透镜的远离所述信号接收模组的一侧，所述第一凸透镜的第二侧为所述第一凸透镜的靠近所述信号接收模组的一侧。

可选地，所述第一凸透镜的第二侧设有第一全反射部，所述第一全反射部用于将在所述第一凸透镜内射向所述第一凸透镜的第二侧的光线进行全反射，以形成向靠近所述信号接收模组方向倾斜第二角度的近似平行出射光。

可选地，所述第一全反射部包括第一端至第二端逐渐向远离所述第一凸透镜的第一侧方向倾斜的第一平面，所述第一端为所述第一平面的靠近所述光发射部的一端，所述第二端为所述第一平面的远离所述光发射部的一端。

可选地，所述信号接收模组包括光接收部，所述光接收部的接收光路上还设有第二光路改变部；所述第二光改变部用于将射向所述光接收部的光线转换为向所述光接收部聚拢的光线。

可选地，所述第二光路改变部包括第二凸透镜，所述第二凸透镜的厚度沿所述第二凸透镜的第一侧至所述第二凸透镜的第二侧的方向逐渐增加，所述第二凸透镜的第一侧为所述第二凸透镜的远离所述信号发射模组的一侧，所述第二凸透镜的第二侧为所述第二凸透镜的靠近所述信号接收模组的一侧。

可选地，所述第二凸透镜的第二侧设有第二全反射部，所述第二全反射部用于将在所述第二凸透镜内且射向所述第二凸透镜的第二侧的光线进行全反射，以形成向所述光接收部聚拢的汇聚光线。

可选地，所述第二全反射部包括第三端至第四端逐渐向远离所述第二凸透镜的第一侧方向倾斜的第二平面，所述第三端为所述第二平面的靠近所述光接收部的一端，所述第四端为所述第二平面的远离所述光接收部的一端。

第二方面，本发明实施例提供了一种清洁机器人，包括上述的悬崖检测装置。

第三方面，本发明实施例提供了一种悬崖检测方法，包括：

判断第一信号收发模组接收到的第二光线的光强值是否小于或等于第一预设阈值，若是，则确定所述待检测区域为悬崖；

若否，则根据所述第二信号收发模组接收到的第二光线的光强值，或者所述第二信号收发模组接收到的第二光线的光强值以及第四光线的光强值，判定所述待检测区域是否为悬崖。

可选地，所述根据所述第二信号收发模组接收到的第二光线的光强值，或者所述第二信号收发模组接收到的第二光线的光强值以及第四光线的光强值，判定所述待检测区域是否为悬崖，包括：

判断所述第二信号收发模组接收到的第二光线的光强值是否大于所述第二预设阈值，若是，则确定所述待检测区域为悬崖；若否，则确定所述待检测区域不为悬崖。

可选地，所述根据所述第二信号收发模组接收到的第二光线的光强值，或者所述第二信号收发模组接收到的第二光线的光强值以及第四光线的光强值，判定所述待检测区域是否为悬崖，包括：

根据所述第二信号收发模组接收到的第二光线的光强值以及第四光线的光强值，计算所述第二信号收发模组接收到的第二光线的光强值与第四光线的光强值的差值(绝对值)；

判断所述差值(绝对值)是否大于第三预设阈值，若是，则确定所述待检测区域不为悬崖；若否，则确定所述待检测区域为悬崖。

根据本发明实施例所提供的一种悬崖检测装置及方法、自移动设备，通过增设第二信号收发模组，以在第一信号收发模组接收到的第二光线的光强较大时，通过第二信号收发模组所接收的第二光线的光强值，或者第二信号收发模组接收到的第二光线的光强值以及第四光线的光强值，进一步判定待检测区域是否存悬崖，这样在悬崖处为高反材质时，仍然能准确的识别悬崖，从而提高检测的准确性，避免将悬崖误判为地面而导致自移动机器人跌落而造成损坏。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明实施例的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：

图1为根据本发明的一个可选实施例的清洁机器人的立体示意图；

图2为根据本发明的一个可选实施例的清洁机器人的仰视图；

图3为根据本发明的一个可选实施例的湿式清洁系统的立体图；

图4为根据本发明的一个可选实施例的悬崖检测装置的结构示意图；

图5为根据本发明的一个可选实施例的悬崖检测装置的光路图；

图6为根据本发明的另一个可选实施例的悬崖检测装置的光路图；

图7为根据本发明的另一个可选实施例的悬崖检测装置的结构示意图；

图8为为根据本发明的一个可选实施例的第一信号收发模组的信号发射部和第二信号收发模组的信号发射部的工作时序图；

图9为根据本发明的一个可选实施例的悬崖检测方法的流程图；

图10为根据本发明的一个可选实施例的步骤S103的流程图；

图11为根据本发明的另一个可选实施例的步骤S103的流程图。

附图标记说明：

10-清洁机器人；110-主体；111-前向部分；112-后向部分；120-感知系统；121-位置确定装置；122-缓冲器；130-控制模块；140-驱动模块；150-清洁系统；151-干式清洁系统；152-边刷；153-湿式清洁系统；160-能源系统；170-人机交互系统；20-信号收发模组对；21-第一信号收发模组；211-信号发射模组；2111-光发射部；2112-第一凸透镜；2113-第一全反射部；212-信号接收模组；2121-光接收部；2122-第二凸透镜；2123-第二全反射部；22-第二信号收发模组。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本发明的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。

现在，将参照附图更详细地描述根据本发明的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。

第一方面，如图4所示，本发明实施例提供了一种悬崖检测装置，包括至少一个信号收发模组对20，每个信号收发模组对20包括第一信号收发模组21及第二信号收发模组22；第一信号收发模组21用于向待检测区域的表面发射第一光线，以及接收至少部分第二光线，第二光线为第一光线经由待检测区域的表面反射的反射光线；第二信号收发模组22用于向探测区域的表面发射第三光线，以及接收至少部分第四光线，第四光线为第三光线经由探测区域的表面反射的反射光线；第二信号收发模组22还用于在待检测区域的表面深度在预设范围内时，接收到部分第二光线。

在具体应用中，各信号收发模组并排设置，即所有的信号收发模组至地面的垂直距离相同。信号收发模组与地面的垂直距离，以及每个信号收发模组对20中的第一信号收发模组21及第二信号收发模组22的距离可由自移动设备的种类进行设置，例如，自移动设备为扫地机器人，信号收发模组与地面的垂直距离为20mm，第一信号收发模组21与第二信号收发模组22之间的距离为100mm。

第一信号收发模组21可向待检测区域的表面发射第一光线，并接收至少部分第二光线，也就说无论待检测区域的表面无论是地面，还是悬崖的表面，第一信号收发模组21均能接收到至少部分第二光线，即接收到至少部分由第一光线经待检测区域的表面反射的反射光线。在待检测区域的表面为地面时，即待检测区域没有悬崖时，第一信号收发模组21接收到的第二光线的光强值较大，而在待检测区域的表面为悬崖表面时，即待检测区域为悬崖时，如果悬崖的表面为粗糙表面，则第一光线在粗糙表面发生漫反射，第一信号收发模组21接收的第二光线的光强值较小，且悬崖越深，第一信号收发模组21接收的第二光线的光强值越小。而如果悬崖的表面为高反材质，那么第一信号收发模组21所发射的第一光线会在待检测区域的表面发生镜面反射，则第一信号收发模组21接收到的第二光线的光强值也会较大。

而在待检测区域为悬崖时，即在待检测区域的表面深度在预设范围内时，第一信号收发模组21发射的部分第一光线经由悬崖表面反射后，也能被第二信号收发模组22接收，也就是说第二信号收发模组22接收到的第二光线的强度较大。在待检测区域为平地时，即待检测区域没有悬崖时，第二信号收发模组22接收到的第二光线的光强值极小。其中，预设范围可由工作人员自行设置，本实施例不做严格限定。

探测区域与待检测区域为不同的区域，第二信号收发模组22可向探测区域的表面发射第三光线，并接收至少部分第四光线，其中，第四光线为第三光线经由探测区域的表面反射的反射光线。当清洁机器人邻近悬崖(如台阶)边缘时，探测区域为平地，而待检测区域处于悬崖处，此时第二信号收发模组22接收到部分第四光线，也能够接收到部分第二光线。

在本申请的悬崖检测装置工作时，在第一信号收发模组21接收到的第二光线的光强较大时，通过第二信号收发模组22所接收的第二光线的光强值，或者第二信号收发模组22接收到的第二光线的光强值以及第四光线的光强值，进一步判定待检测区域是否存悬崖，这样在悬崖处为高反材质时，仍然能准确的识别悬崖，从而提高检测的准确性，避免将悬崖误判为地面而导致自移动机器人跌落而造成损坏。

具体地，如图4至图6所示，悬崖检测装置还包括处理模块；处理模块用于判断第一信号收发模组21接收到的第二光线的光强值是否小于或等于第一预设阈值，若是，则确定待检测区域为悬崖；若否，则根据第二信号收发模组22接收到的第四光线的光强值，或者第二信号收发模组22接收到的第二光线的光强值以及第四光线的光强值，判定待检测区域是否为悬崖。

在一些实施例中，悬崖检测装置内包括处理模块。在一些实施例中，处理模块为独立于悬崖检测装置的控制器，即处理模块位于悬崖检测装置的外部。

其中，第一预设阈值可由工作人员自行设置，本实施例不做严格限定。

如果第一信号收发模组21接收到的第二光线的光强值小于或等于第一预设阈值，则表示第一信号收发模组21接收到的第二光线的光强值较小，即第一收发模组距离待检测区域的表面的距离较远，从而确定待检测区域为悬崖。而如果第一信号收发模组21接收到的第二光线的光强值大于第一预设阈值，则表示第一信号收发模组21接收到的第二光线的光强值较大，可能第一收发模组距离待检测区域的表面的距离较近，也就是说待检测区域可能是平地，也可能是待检测区域为悬崖，但是悬崖处为高反材料，具体光路如图5及图6所示，由此需进一步通过第二信号收发模组22接收到的第四光线的光强值，或者第二信号收发模组22接收到的第二光线的光强值以及第四光线的光强值，判定待检测区域是否为悬崖，以提高检测结果的准确性。

具体地，在一实现方式中，如图4至图6所示，处理模块用于当第一信号收发模组21接收到的第二光线的光强值大于第一预设阈值时，判断第二信号收发模组22接收到的第二光线的光强值是否大于第二预设阈值，若是，则确定待检测区域为悬崖；若否，则确定待检测区域不为悬崖。

其中，第二预设阈值可由工作人员自行设置，本实施例不做严格限定。

如果第一信号收发模组21接收到的第二光线的光强值大于第一预设阈值，表示待检测区域可能是平地，也可能是高反材料的悬崖，需通过第二信号收发信号接收到的第二光线的强度来进一步判定，即如果待检测区域的表面深度在预设范围内，也就是待检测区域为悬崖，而悬崖处为高反材料，第二信号收发信号模组接收到的第二光线的强度值也较大，具体光路如图6所示；而如果待检测区域为平地，也就是待检测区域的表面深度没有在预设范围内，则第二信号收发模组22接收到极少的第二光线，或者不能接收到第二光线，具体光路如图5所示，由此通过第二信号收发模组22所接收到的第二光线的光强值就能够判定待检测区域是平地，还是高反材料的悬崖。

具体地，如果第二信号收发模组22接收到的第二光线的光强值大于第二预设阈值，则表示待检测区域的表面深度在预设范围内，即确定待检测区域为悬崖。而如果第二信号收发模组22接收到的第二光线的光强值小于或等于第二预设阈值，则可确定待检测区域不为悬崖。

示例性的，第一预设阈值为300，第二预设阈值为100，如果第一收发模组接收到的第二光线的光强值为200，那么可以确定待检测区域为悬崖；而如果第一收发模组接收到的第二光线的光强值为350，那么需要进一步对第二信号收发模组22接收到的第二光线的光强值进行判断，如果第二信号收发模组22接收到的第二光线的光强值为10，那么可以确定待检测区域不为悬崖；如果第二信号收发模组22收到的第二光线的光强值为300，那么则确定待检测区域为悬崖，由此即使待检测区域为高反材料的悬崖而导致第一收发模组接收到的第二光线较强时，本申请通过第二信号收发模组22所接收的第二光线来进行进一步的检测，从而进一步确定待检测区域为平地，还是为高反表面的悬崖，进而提高检测的准确性。

在另一实现方式中，如图4至图6所示，处理模块用于当第二信号收发模组22接收到的第二光线的光强值大于第一预设阈值时，计算第二信号收发模组22接收到的第二光线的光强值与第四光线的光强值的差值(绝对值)，并判断差值(绝对值)是否大于第三预设阈值，若是，则确定待检测区域不为悬崖；若否，则确定待检测区域为悬崖。

其中，第三预设阈值可由工作人员自行设置，本实施例不做严格限定。

如果第一信号收发模组21接收到的第二光线的光强值大于第一预设阈值，表示待检测区域可能是平地，也能是高反材料的悬崖，具体光路如图5及图6所示，则进一步通过判断第二信号收发模组22接收到的第二光线的光强值与第四光线的光强值的差值(绝对值)进一步判定，即如果待检测区域的表面深度在预设范围内，也就是待检测区域为悬崖，而悬崖处为高反材料，第二信号收发信号模组接收到的第二光线的强度值也较大，具体光路如图6所示，那么第二信号收发模组22接收到的第二光线的光强值与第四光线的光强值的差值(绝对值)也较小；而如果待检测区域为平地，也就是待检测区域的表面深度没有在预设范围内，则第二信号收发模组22接收到很少的第二光线，或者不能接收到第二光线，具体光路如图5所示，那么第二信号收发模组22接收到的第二光线的光强值与第四光线的光强值的差值(绝对值)也较大，由此通过第二信号收发模组22所接收到的第二光线的光强值就能够判定待检测区域是平地，还是高反材料的悬崖。

如果差值(绝对值)是小于第三预设阈值，则确定待检测区域为悬崖；如果差值(绝对值)是大于或等于第三预设阈值，则确定待检测区域不为悬崖，由此第二信号收发模组22接收到的第二光线的光强值与第四光线的光强值的差值(绝对值)就能够判定待检测区域是平地，还是高反材料的悬崖。

示例性的，第一预设阈值为300，第三预设阈值为200，如果第一收发模组接收到的第二光线的光强值为200，那么可以确定待检测区域为悬崖；而如果第一收发模组接收到的第二光线的光强值为350，那么需要进一进行判断，如果第二信号收发模组22接收到的第二光线的光强值为10，第二收发模组接收到的第四光线的光强值为350，那么第二信号收发模组22接收到的第二光线的光强值与第四光线的光强值的差值(绝对值)为340，差值(绝对值)大于第三预设阈值，则可确定待检测区域不为悬崖，即为平地；而如果第二信号收发模组22接收到的第二光线的光强值为300，那么第二信号收发模组22接收到的第二光线的光强值与第四光线的光强值的差值(绝对值)为50，差值(绝对值)小于第三预设阈值，则可确定待检测区域为悬崖。由此即使待检测区域为高反材料的悬崖而导致第一收发模组接收到的第二光线较强时，本申请通过第二信号收发模组22接收到的第二光线的光强值与第四光线的光强值的差值(绝对值)来进行进一步的检测，从而进一步确定待检测区域为平地，还是为高反表面的悬崖，进而提高检测的准确性。

进一步地，信号收发模组对20为多个；其中任一个信号收发模组对20中的第一信号收发模组21与相邻的信号收发模组对20中的第二信号收发模组22为同一信号收发模组；其中任一个信号收发模组对20中的第二信号收发模组22与相邻的信号收发模组对20中的第一信号收发模组21为同一信号收发模组。

信号收发模组对20的数量为至少两个，从而能够提高悬崖检测装置的检测范围，信号收发模组对20的数量可由工作人员根据实际需求自行设置，本实施例不做严格要求。

在本实施例中，其中任一个信号收发模组对20中的第一信号收发模组21与相邻的信号收发模组对20中的第二信号收发模组22为同一信号收发模组；其中任一个信号收发模组对20中的第二信号收发模组22与相邻的信号收发模组对20中的第一信号收发模组21为同一信号收发模组，从而减少了信号收发模组的使用数量，不仅简化了结构，也降低了成本。

示例性的，如图7所示，信号收发模组A与信号收发模组B组成一个信号收发模组对20，其中，信号收发模组A为该信号收发模组对20的第一信号收发模组21，信号收发模组B为第二信号收发模组22。信号收发模组C与信号收发模组A组成另一个信号收发模组对20，其中，信号收发模组C为该信号收发模组对20的第一信号收发模组21，信号收发模组A为第二信号收发模组22。信号收发模组B与信号收发模组D组成又一个信号收发模组，其中，信号收发模组B为该信号收发模组对20的第一信号收发模组21，信号收发模组D为第二信号收发模组22。

具体地，第一信号收发模组21及第二信号收发模组22均包括信号发射模组211及信号接收模组212；第一信号收发模组21的发射模组与第二信号收发模组22的发射模组分时工作，或者第一信号收发模组21的发射模组所发射的第一光线的频率与第二信号收发模组22的发射模组所发射的第二光线频率不同。

具体地，第一信号收发模组21的信号发射模组211和第二信号收发模组22的信号发射模组211分时工作，是指一信号收发模组的信号发射模组211和第二信号收发模组22的信号发射模组211分时间段周期性激活。具体地，如图8所示，其中，位于上方的细实线曲线为第一信号收发模组21的信号发射模组211的激活时序曲线，位于下方的粗实线曲线为第二信号收发模组22的信号发射模组211的激活时序曲线，由此可按照图8所示的时序进行第一信号收发模组21的信号发射模组211以及第二信号收发模组22的信号发射模组211的激活。由图8可以看出，第一收发模组的信号发射模组211在0-t1时间段内的部分时间处于高电平(即图8中的V1)，也就是第一信号收发模组21的信号发射模组211被激发，发射第一光线，而第二信号收发模组22的信号发射模组211在0-t1时间段内均处于低电平，也就是第二信号收发模组22的信号发射模组211没有被激发，不发出光信号；同样的，在t1-t2、t3-t4以及t5-t6的时间段内，第一信号收发模组21的信号发射模组211不发出光信号，在t2-t3以及t4-t5的时间段内的部分时间，第一信号收发模组21的信号发射模组211发射第一光线；在t1-t2、t3-t4以及t5-t6的时间段内，第二信号收发模组22的信号发射模组211发射第三光线，在t2-t3以及t4-t5的时间段内的部分时间，第二信号收发模组22的信号发射模组211不发出光信号。当自移动设备移动至悬崖附近时，由于第一信号收发模组21的信号发射模组211和第二信号收发模组22的信号接收模组212按照不同的时序被激活，第二收发信号模组的信号接收模组212可以在不同时间段收到第二光线及第四光线，从而对接收到的光线进行准确的区分。

在本申请其他实施例中，还可以设定第一信号收发模组21的信号发射模组211的第一光线的频率与第二信号收发模组22的信号发射模组211所发射的第三光线的频率不同，从而使第二信号收发模组22的接收模组能够准确区分反射回光线是由第一信号收发模组21的信号发射模组211发射的光，还是由第二信号收发模组22的信号发射模组211发射的光，即能够准确区分第二光线及第四光线。

进一步地，如图4所示，信号发射模组211包括光发射部2111及第一光路改变部，第一光路改变部设置在光发射部2111的发射光路，用于将光发射部2111发射的光线转换为向信号接收模组212方向倾斜第一角度的近似平行光。

光发射部2111为红外发射器，红外发射器具有使用寿命长，体积小，抗干扰性强的优点。适应性的，光接收部2121为红外接收器。

在具体应用中，组成第一光线或第二光线的各光线向相应的信号接收模组212方向倾斜的第一夹角α在预设范围内即可，也就是说第一光线中的部分光线的倾斜角度可能与其他光线的倾斜角度不同，但是在预设范围内即可。其中，预设范围可由工作人员根据实际情况进行设置，在本实施例中不进行严格限定。

具体地，如图4所示，第一光路改变部包括第一凸透镜2112，第一凸透镜2112的厚度沿第一凸透镜2112的第一侧至第一凸透镜2112的第二侧的方向逐渐增加，第一凸透镜2112的第一侧为第一凸透镜2112的远离信号接收模组212的一侧，第一凸透镜2112的第二侧为第一凸透镜2112的靠近信号接收模组212的一侧。

在具体应用中，第一凸透镜2112可以为入射面向靠近光发射部2111方向凸出，出射面为平面的透镜，具体可参见如图4。

第一凸透镜2112的厚度沿第一凸透镜2112的第一侧至第一凸透镜2112的第二侧的方向逐渐增加，也就是第一凸透镜2112的第二侧的厚度大于第一侧的厚度，从而使第一凸透镜2112形成一个非对称结构的凸透镜。

进一步地，如图4及图6所示，第一凸透镜2112的第二侧设有第一全发射部2113，第一全发射部2113用于将在第一凸透镜2112内射向第一凸透镜2112的第二侧的光线进行全反射，以形成向靠近信号接收模组212方向倾斜第二角度γ的近似平行出射光。组成该出射光线的各光线向信号接收模组212方向倾斜的第二角度γ在预设范围内即可，也就是说第二光线中的部分光线的倾斜角度可能与其他光线的倾斜角度不同，但是在预设范围内即可。值得注意的是，第一角度α及第二角度γ所在的预设范围为同一预设范围。

利用第一全发射部2113对第一凸透镜2112内射向第一凸透镜2112的第二侧的光线进行全反射，从而形成与形成向靠近信号接收模组212方向倾斜第二角度γ的近似平行出射光，这样就减少了杂散光的强度，增加了第一光线及第三光线的强度。

具体地，如图4及图6所示，第一全发射部2113包括第一端至第二端逐渐向远离第一凸透镜2112的第一侧方向倾斜的第一平面，第一端为第一平面的靠近光发射部2111的一端，第二端为第一平面的远离光发射部2111的一端。

第一平面的一侧是第一凸透镜2112的材质，即光密介质，而另一侧的介质为空气，即光疏介质，这样第一平面就形成了全反射面，从而能够实现第一平面对第一凸透镜2112内射向第一凸透镜2112的第二侧的光线进行全反射，以形成向靠近信号接收模组212方向倾斜第三角度γ的出射光。

在本实施例中，通过设置倾斜的第一平面就能降低杂散光的产生，从而使第一全发射部2113的结构更加简单，易于加工。

进一步地，如图4及图5所示，信号接收模组212包括光接收部2121，光接收部2121的接收光路上还设有第二光路改变部；第二光改变部用于将射向光接收部2121的光线转换为向光接收部2121聚拢的光线。

如图5所示，第二光线及第四光线照射至相应的第二光路改变部，然后通过相应的第二光路改变部将第二光线及第四光线转换为向相应的光接收部2121聚拢的汇聚光线，之后再由光接收部2121接收，从而使相应的光接收部2121能够接收到光线强度增加，进而使检测的结果更加准确。

进一步地，如图4所示，第二光路改变部包括第二凸透镜2122，第二凸透镜2122的厚度沿第二凸透镜2122的第一侧至第二凸透镜2122的第二侧的方向逐渐增加，第二凸透镜2122的第一侧为第二凸透镜2122的远离信号发射模组211的一侧，第二凸透镜2122的第二侧为第二凸透镜2122的靠近信号接收模组212的一侧。

第二光路改变部包括第二凸透镜2122，第二凸透镜2122的厚度沿第二凸透镜2122的第一侧至第二凸透镜2122的第二侧的方向逐渐增加，第二凸透镜2122的第一侧为第二凸透镜2122的远离信号发射模组211的第一光路改变部的一侧，第二凸透镜2122的第二侧为第二凸透镜2122的靠近信号发射模组211的第一光路改变部的一侧。

在具体应用中，第二凸透镜2122可以为出射面向靠近光发射部2111方向凸出，入射面为平面的透镜，具体可参见图4。

具体地，如图4所示，第二凸透镜2122的厚度沿第二凸透镜2122的第一侧至第二凸透镜2122的第二侧的方向逐渐增加，也就是第二凸透镜2122的第二侧的厚度大于第一侧的厚度，从而使第二凸透镜2122形成一个非对称结构的凸透镜。

第二凸透镜2122的第二侧设有第二全反射部2123，第二全反射部2123用于将在所述第二凸透镜2122内且射向所述第二凸透镜2122的第二侧的光线进行全反射，以形成向所述光接收部2121聚拢的汇聚光线。

利用第二全反射部2123对第二凸透镜2122内射向第二凸透镜2122的第二侧的光线进行全反射，从而对第二凸透镜2122内且射向第二凸透镜2122的第二侧的光线进行全反射，以形成向光接收部2121聚拢的汇聚光线，从而减少了杂散光的强度，进一步增加了光接收部2121接收到的光信号强度，进而进一步地提高了悬崖检测装置的检测准确性。

具体地，如图4及图5所示，第二凸透镜2122的第二侧设有第二全反射部2123，第二全反射部2123用于将在第二凸透镜2122内且射向第二凸透镜2122的第二侧的光线进行全反射，以形成向光接收部2121聚拢的汇聚光线。

具体地，第二全反射部2123包括第三端至第四端逐渐向远离第二凸透镜2122的第一侧方向倾斜的第二平面，第三端为第二平面的靠近光接收部2121的一端，第四端为第二平面的远离光接收部2121的一端。

进一步地，光发射部2111及光接收部2121的内壁为非反光材料制成，非反光材料能够避免在光发射部2111及光接收部2121的内壁产生光反射而引起干扰的情况发生。

其中，非反光材料可采用黑色的丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(AcrylonitrileButadiene Styrene，ABS)材料制成。

第二方面，本发明实施例提供了一种清洁机器人，包括上述的悬崖检测装置。

本实施例中的悬崖检测装置的具体结构参上述实施例，由于本清洁机器人采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本实施例的清洁机器人可以是扫地机器人10、拖地机器人、地面抛光机器人或除草机器人。为了便于描述，本实施例以扫地机器人10为例来描述本公开的技术方案。

进一步地，如图1和图2所示，扫地机器人10可以包括机器主体110、感知模块120、控制器、驱动模块、清洁系统150、能源系统和人机交互模块130。其中，如图1所示，机器主体110包括前向部分111和后向部分112，具有近似圆形形状(前后都为圆形)，也可具有其他形状，包括但不限于前方后圆的近似D形形状及前方后方的矩形或正方形形状。

如图1所示，感知模块120包括位于机器主体110上的位置确定装置121、设置于机器主体110的前向部分111的前撞结构122上的碰撞传感器、位于机器侧边的近距离传感器(wall sensor)，设置于机器主体110下部的悬崖检测装置，以及设置于机器主体110内部的磁力计、加速度计、陀螺仪、里程计等传感装置，用于向控制器提供机器的各种位置信息和运动状态信息。位置确定装置121包括但不限于摄像头、激光测距装置(LDS，全称LaserDistance Sensor)。在一些较优的实现方式中，位置确定装置121(如摄像头、激光传感器)位于主体110的前侧，也就是前向部分111的最前端，以能够更加准确的感测清洁机器人前方的环境，实现精准定位。

如图1所示，机器主体110的前向部分111可承载前撞结构122，在清洁过程中驱动轮模块推进清洁机器人10在地面行走时，前撞结构122经由设置在其上的传感器系统，例如碰撞传感器或接近度传感器(红外传感器)，检测清洁机器人10的行驶路径中的一个或多个事件，清洁机器人10可通过由前撞结构122检测到的事件，例如障碍物、墙壁，而控制驱动模块使清洁机器人10来对事件做出响应，例如远离障碍物执行避障操作等。

控制器设置在机器主体110内的电路主板上，包括与非暂时性存储器，例如硬盘、快闪存储器、随机存取存储器，通信的计算处理模块，例如中央处理单元、应用处理模块，应用处理模块根据激光测距装置反馈的障碍物信息利用定位算法，例如即时定位与地图构建(SLAM，全称Simultaneous Localization And Mapping)，绘制清洁机器人10所在环境中的即时地图。并且结合前撞结构122上所设置的传感器、悬崖检测装置、磁力计、加速度计、陀螺仪、里程计等传感装置反馈的距离信息、速度信息综合判断清洁机器人10当前处于何种工作状态、位于何位置，以及清洁机器人10当前位姿等，如过门槛，上地毯，尘盒满，被拿起等等，还会针对不同情况给出具体的下一步动作策略，使得清洁机器人10有更好的清扫性能和用户体验。

如图2所示，驱动模块140可基于具有距离和角度信息的驱动命令而操纵机器主体110跨越地面行驶。驱动模块140包含主驱动轮模块，主驱动轮模块可以控制左轮和右轮，为了更为精确地控制机器的运动，优选主驱动轮模块分别包括左驱动轮模块和右驱动轮模块。左、右驱动轮模块沿着由机器主体110界定的横向轴设置。为了清洁机器人10能够在地面上更为稳定地运动或者更强的运动能力，清洁机器人10可以包括一个或者多个从动轮，从动轮包括但不限于万向轮。主驱动轮模块包括驱动马达以及控制驱动马达的控制电路，主驱动轮模块还可以连接测量驱动电流的电路和里程计。并且左轮及右轮可具有偏置下落式悬挂系统，以可移动方式紧固，例如以可旋转方式附接到机器主体110，且接收向下及远离机器主体110偏置的弹簧偏置。弹簧偏置允许驱动轮以一定的着地力维持与地面的接触及牵引，同时清洁机器人10的清洁元件也以一定的压力接触地面。

能源系统包括充电电池，例如镍氢电池和锂电池。充电电池可以连接有充电控制电路、电池组充电温度检测电路和电池欠压监测电路，充电控制电路、电池组充电温度检测电路、电池欠压监测电路再与单片机控制电路相连。主机通过设置在机身侧方或者下方的充电电极160与充电桩连接进行充电。

人机交互模块130包括主机面板上的按键，按键供用户进行功能选择；还可以包括显示屏和/或指示灯和/或喇叭，显示屏、指示灯和喇叭向用户展示当前机器所处模式或者功能选择项；还可以包括手机客户端程序。对于路径导航型自动清洁机器人10，在手机客户端可以向用户展示设备所在环境的地图，以及机器所处位置，可以向用户提供更为丰富和人性化的功能项。具体地，清洁机器人具有多种模式，例如工作模式、自清洁模式等。其中，工作模式是指清洁机器人进行自动清洁作业的模式，自清洁模式是指清洁机器人在基座上去除滚刷及边刷152上的脏物，并自动收集脏物，和/或自动清洗及烘干拖布的模式。

清洁系统150可为干式清洁系统151和/或湿式清洁系统153。

如图2所示，本公开实施例所提供的干式清洁系统151可以包括滚刷、尘盒、风机、出风口。与地面具有一定干涉的滚刷将地面上的垃圾扫起并卷带到滚刷与尘盒之间的吸尘口前方，然后被风机产生并经过尘盒的有吸力的气体吸入尘盒。干式清洁系统151还可包括具有旋转轴的边刷152，旋转轴相对于地面成一定角度，以用于将碎屑移动到清洁系统150的滚刷区域中。

如图2和图3所示，本公开实施例所提供的湿式清洁系统153可以包括：清洁头1531、驱动单元1532、送水机构、储液箱等。其中，清洁头1531可以设置于储液箱下方，储液箱内部的清洁液通过送水机构传输至清洁头1531，以使清洁头1531对待清洁平面进行湿式清洁。在本公开其他实施例中，储液箱内部的清洁液也可以直接喷洒至待清洁平面，清洁头1531通过将清洁液涂抹均匀实现对平面的清洁。

其中，清洁头1531用于清洁待清洁表面，驱动单元1532用于驱动清洁头1531沿着目标面基本上往复运动的，目标面为待清洁表面的一部分。清洁头1531沿待清洁表面做往复运动，清洁头1531与待清洁表面的接触面表面设有拖布，通过驱动单元1532带动清洁头1531的拖布往复运动与待清洁表面产生高频摩擦，从而去除待清洁表面上的污渍；或拖布可浮动地设置，在清洁过程中始终保持与清洁表面的接触，而不需驱动单元1532驱动其往复运动。

如图3所示，驱动单元1532还可以包括驱动平台1533和支撑平台1534，驱动平台1533连接于机器主体110底面，用于提供驱动力，支撑平台1534可拆卸的连接于驱动平台1533，用于支撑清洁头1531，且可以在驱动平台1533的驱动下实现升降。

其中，湿式清洁系统153可以通过主动式升降模组与机器主体110相连接。当湿式清洁系统153暂时不参与工作，例如，清洁机器人10停靠基站对湿式清洁系统153的清洁头1531进行清洗、对储液箱进行注水；或者遇到无法采用湿式清洁系统153进行清洁的待清洁表面时，通过主动式升降模组将湿式清洁系统153升起。

第三方面，如图4及图9所示，本发明实施例提供了一种悬崖检测方法，包括：

步骤S101：判断第一信号收发模组21接收到的第二光线的光强值是否小于或等于第一预设阈值，若是，则执行步骤S102；若否，则执行步骤S103。

步骤S102：确定待检测区域为悬崖；

步骤S103：根据第二信号收发模组22接收到的第二光线的光强值，或者第二信号收发模组22接收到的第二光线的光强值以及第四光线的光强值，判定待检测区域是否为悬崖。

在一实施例中，如图10及图4所示，步骤S103包括：

步骤S1031a：判断第二信号收发模组22接收到的第二光线的光强值是否大于第二预设阈值，若是，则执行步骤S1032a；若否，则执行步骤S1033a。

步骤S1032a：确定待检测区域为悬崖。

步骤S1033a：确定待检测区域不为悬崖。

在另一实施例中，如图11及图4所示，步骤S103包括：

步骤S1031b：根据第二信号收发模组22接收到的第二光线的光强值以及第四光线的光强值，计算第二信号收发模组22接收到的第二光线的光强值与第四光线的光强值的差值(绝对值)。

步骤S1032b：判断差值(绝对值)是否大于第三预设阈值，若是，则执行步骤S1033b；若否，则执行步骤S1034b。

步骤S1033b：确定待检测区域不为悬崖。

步骤S1034b：确定待检测区域为悬崖。

关于悬崖检测方法的具体限定可以参见上文中对于悬崖检测装置的限定，在此不再赘述。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (10)

1.一种悬崖检测装置，其特征在于，包括至少一个信号收发模组对，每个所述信号收发模组对包括第一信号收发模组及第二信号收发模组；

所述第一信号收发模组用于向待检测区域的表面发射第一光线，以及接收至少部分第二光线，所述第二光线为所述第一光线经由所述待检测区域的表面反射的反射光线；

所述第二信号收发模组用于向探测区域的表面发射第三光线，以及接收至少部分第四光线，所述第四光线为所述第三光线经由所述探测区域的表面反射的反射光线；

所述第二信号收发模组还用于在所述待检测区域的表面深度在预设范围内时，接收到部分第二光线。

2.根据权利要求1所述的悬崖检测装置，其特征在于，所述悬崖检测装置还包括处理模块；

所述处理模块用于判断所述第一信号收发模组接收到的第二光线的光强值是否小于或等于第一预设阈值，若是，则确定所述待检测区域为悬崖；若否，则根据所述第二信号收发模组接收到的第二光线的光强值，或者所述第二信号收发模组接收到的第二光线的光强值以及第四光线的光强值，判定所述待检测区域是否为悬崖。

3.根据权利要求2所述的悬崖检测装置，其特征在于，所述处理模块用于当所述第一信号收发模组接收到的第二光线的光强值大于所述第一预设阈值时，判断所述第二信号收发模组接收到的第二光线的光强值是否大于所述第二预设阈值，若是，则确定所述待检测区域为悬崖；若否，则确定所述待检测区域不为悬崖。

4.根据权利要求2所述的悬崖检测装置，其特征在于，所述处理模块用于当所述第一信号收发模组接收到的第二光线的光强值大于所述第一预设阈值时，计算所述第二信号收发模组接收到的第二光线的光强值与第四光线的光强值的差值的绝对值，并判断所述差值的绝对值是否大于第三预设阈值，若是，则确定所述待检测区域不为悬崖；若否，则确定所述待检测区域为悬崖。

5.根据权利要求1所述的悬崖检测装置，其特征在于，所述信号收发模组对为多个；其中任一个所述信号收发模组对中的第一信号收发模组与相邻的所述信号收发模组对中的第二信号收发模组为同一信号收发模组；

其中任一个所述信号收发模组对中的第二信号收发模组与相邻的所述信号收发模组对中的第一信号收发模组为同一信号收发模组。

6.根据权利要求1所述的悬崖检测装置，其特征在于，所述第一信号收发模组及所述第二信号收发模组均包括信号发射模组及信号接收模组；所述第一信号收发模组的发射模组与所述第二信号收发模组的发射模组分时工作，或者所述第一信号收发模组的发射模组所发射的第一光线的频率与所述第二信号收发模组的发射模组所发射的第二光线频率不同。

7.根据权利要求6所述的悬崖检测装置，其特征在于，所述信号发射模组包括光发射部及第一光路改变部，所述第一光路改变部设置在所述光发射部的发射光路，用于将所述光发射部发射的光线转换为向所述信号接收模组方向倾斜第一角度的近似平行光。

8.根据权利要求7所述的悬崖检测装置，其特征在于，所述第一光路改变部包括第一凸透镜，所述第一凸透镜的厚度沿所述第一凸透镜的第一侧至所述第一凸透镜的第二侧的方向逐渐增加，所述第一凸透镜的第一侧为所述第一凸透镜的远离所述信号接收模组的一侧，所述第一凸透镜的第二侧为所述第一凸透镜的靠近所述信号接收模组的一侧。

9.一种清洁机器人，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的悬崖检测装置。

10.一种悬崖检测方法，其特征在于，包括：

判断第一信号收发模组接收到的第二光线的光强值是否小于或等于第一预设阈值，若是，则确定所述待检测区域为悬崖；

若否，则根据所述第二信号收发模组接收到的第二光线的光强值，或者所述第二信号收发模组接收到的第二光线的光强值以及第四光线的光强值，判定所述待检测区域是否为悬崖。