CN212980385U - 一种具有超广视角的四足机器人 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种具有超广视角的四足机器人，属于四足机器人技术领域。现有方案只对机器人行走前方进行有效侦测，无法满足四足机器人自主移动及避障的要求。本实用新型在四足机器人上装配视角能够辐射到机器人腹部下盲区的广角镜头或鱼眼镜头，进而能够获知机器人腹部下面的地形和机器人四周的障碍物，具有超广的视觉，有效减少四足机器人的视觉盲区；从而帮助机器人选择足的落脚点来防止足落地后打滑或踩到坑洞里面，或用来防止足摆动时撞到障碍物，或防止机器人移动时撞到机器人周边的障碍物。从而避免四足机器人的失控和损坏，提高了运动感知能力，有效满足四足机器人自主移动及避障的要求。

Description

一种具有超广视角的四足机器人
技术领域
本实用新型涉及一种具有超广视角的四足机器人，属于四足机器人技术领域。
背景技术
目前，随着四足机器人技术的快速发展，四足机器人的应用越来越广泛，四足机器人的自主移动及避障功能，是其智能化的重要指标。
但是，现有的四足机器人为了感知机器人周边的障碍物和地形，通常在机器人四周安装若干多个深度相机组合来实现对机器人四周的感知，仅仅实现机器人四周的感知就需要设置较多深度相机才能满足要求。而设置过多的深度相机，会导致机身体积变大，整机的生产成本增高，并增加了机身的整体结构设计难度。
中国专利（公开号CN106526613A）公开了一种机器人的大面积防撞机构，包括机器人的行走和制动控制模块、红外测距电子模块、红外发射管以及红外接收传感器。所述红外测距电子模块与机器人的行走和制动控制模块连接，红外发射管以及红外接收传感器分别与红外测距电子模块连接，红外发射管的发射方向和红外接收传感器的接收方向为同向平行安装。本发明还包括大广角透镜，所述大广角透镜的成像面安装在红外发射管和红外接收传感器的有效焦平面上，红外发射管和红外接收传感器的安装尺寸小于大广角透镜的成像有效焦平面，且红外接收传感器的感应角大于等于红外发射管的发射角。
上述申请通过大广角透镜对红外发射管发射过来的波束进行扩展，扩展后的波束遇到障碍物后再形成反射波，反射波经大广角透镜后被红外接收传感器检测到，从而实现大面积非接触式防撞的目的。
上述方案虽然能够减少深度相机的数量，降低整机的生产成本；但对于四足机器人来说，时刻感知机器人腹部下面的地形和机器人四周的障碍物非常重要：用来帮助机器人选择足的落脚点来防止足落地后打滑或踩到坑洞里面，或用来防止足摆动时撞到障碍物，或防止机器人移动时撞到机器人周边的障碍物。但上述方案（公开号CN106526613A）的传感器以及大广角透镜装配在机身的前端，只对机器人行走前方进行有效侦测，无法时刻感知机器人腹部下面的地形和机器人四周的障碍物，存在视觉盲区，进而无法满足四足机器人自主移动及避障的要求。
实用新型内容
针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种在四足机器人上装配视角能够辐射到机器人腹部下盲区的广角镜头或鱼眼镜头，进而能够获知机器人腹部下面的地形和机器人四周的障碍物的能够满足四足机器人自主移动及避障的要求的具有超广视角的四足机器人。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：
一种具有超广视角的四足机器人，包括具有容纳腔的机身、设置在机身端部的头部、尾部以及与机身相装配的腿部；
所述腿部与机身的下方形成机器人的腹部与地面之间的盲区；
所述机身、头部、尾部、腿部择一或择二或全部装配能够扫描地面信息或/和机器人四周障碍物信息的广角镜头或鱼眼镜头；
所述广角镜头或鱼眼镜头朝下安装或朝下倾斜安装或近似下视，其视线能够辐射到腹部与地面之间的盲区。
本实用新型在四足机器人上装配视角能够辐射到机器人腹部下盲区的广角镜头或鱼眼镜头，进而能够获知机器人腹部下面的地形和机器人四周的障碍物，具有超广的视觉，有效减少四足机器人的视觉盲区；从而帮助机器人选择足的落脚点来防止足落地后打滑或踩到坑洞里面，或用来防止足摆动时撞到障碍物，或防止机器人移动时撞到机器人周边的障碍物。从而避免四足机器人的失控和损坏，提高了运动感知能力，有效满足四足机器人自主移动及避障的要求。
进一步，本实用新型仅仅通过在机身或头部或尾部设置一组朝下视角的广角或鱼眼镜头，即可满足最基本的地形侦测及四周360度避障要求，安装的广角或鱼眼镜头数量少，所需的安装位置少，因而整机尺寸更加紧凑；同时降低了整机的制造成本以及机身的整体结构设计难度。
作为优选技术措施：
所述广角镜头或鱼眼镜头顶点凸出于其安装面，其视角范围为130度-300度，进而能够有效感知机器人腹部下面的地形和机器人四周的障碍物；确保镜头的视线能够到达机器人的下盲区，即感知机器人腹部下面的地形，方案简单、实用，切实可行。
作为优选技术措施：
所述安装面上，靠近镜头的四周装配至少一用于保护广角镜头或鱼眼镜头的突出部，避免镜头磨损或者碰坏。
作为优选技术措施：
所述突出部的伸出高度大于广角镜头或鱼眼镜头的凸出高度，方案简单、实用。
作为优选技术措施：
所述突出部为一组或多组杆状或片状结构，减少对广角镜头或鱼眼镜头的遮挡，在保护镜头的同时，最大限度减少对广角镜头或鱼眼镜头的影响。
作为优选技术措施：
所述鱼眼镜头为具有双目或多目视觉的鱼眼深度相机或结构光深度相机或TOF深度相机，其视角为半球面视角。
本领域工作人员可根据实际情况进行选择。
优选深度相机，采用双目或多目的深度相机的图像视差经过CPU处理获得深度信息。当深度相机水平下视时，可以看到当前地面形状和周边的障碍物；当深度相机水平上视时，可以看到当前天花板和周边的障碍物或行人；当深度相机朝前或朝后设置时，可以看到四足机器人前方或后方的障碍物或行人。
作为优选技术措施：
所述机身、头部、尾部择一或全部开设用于装配广角镜头或鱼眼镜头的安装孔，镜头嵌设在安装孔内，便于镜头的固定，同时减少镜头与外界的接触面积，能够镜头进行有效保护。
作为优选技术措施：
所述安装孔或安装孔的四周具有与机身的容纳腔相通的孔洞，便于布线，结构简单实用。
作为优选技术措施：
所述广角镜头或鱼眼镜头的数量为多个；
所述腿部的数量为4个，其装配在机身的四周，方案简单，切实可行。
作为优选技术措施：
所述机身的上端面装配镜头朝上的鱼眼镜头；
所述头部的前端面装配镜头朝前的鱼眼镜头；
所述尾部的后端面装配镜头朝后的鱼眼镜头。
对四足机器人的周边环境形成立体、交叉式感知，能够时刻感知机器人腹部下面的地形和机器人四周的障碍物，进一步满足四足机器人自主移动及避障的要求，避免四足机器人的失控和损坏，提高了运动感知能力。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型在四足机器人上装配视角能够辐射到机器人腹部下盲区的广角镜头或鱼眼镜头，进而能够获知机器人腹部下面的地形和机器人四周的障碍物，具有超广的视觉，有效减少四足机器人的视觉盲区；从而帮助机器人选择足的落脚点来防止足落地后打滑或踩到坑洞里面，或用来防止足摆动时撞到障碍物，或防止机器人移动时撞到机器人周边的障碍物。从而避免四足机器人的失控和损坏，提高了运动感知能力，有效满足四足机器人自主移动及避障的要求。
进一步，本实用新型仅通过在机身或头部或尾部设置一组朝下视角的广角或鱼眼镜头，即可满足最基本的地形侦测及四周360度避障要求，安装的广角或鱼眼镜头数量少，所需的安装位置少，因而整机尺寸更加紧凑；同时降低了整机的制造成本以及机身的整体结构设计难度。
附图说明
图1为本实用新型一种优选结构示图；
图2为图1所示结构转换一定角度示图；
图3为本实用新型一种最佳结构示图；
图4为图3所示结构转换一定角度示图；
图5为图4所示结构转换一定角度示图。
附图标记说明：
1、机身；2、鱼眼镜头；3、头部；4、尾部；5、腿部；100、腹部下盲区。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
相反，本实用新型涵盖任何由权利要求定义的在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本实用新型有更好的了解，在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。
需要说明的是，当两个元件“固定连接”时，两个元件可以直接连接或者也可以存在居中的元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”以及类似的表述只是为了说明的目的。
如图1-2所示，一种具有超广视角的四足机器人，包括具有容纳腔的机身1、设置在机身1端部的头部3、尾部4以及与机身1相装配的腿部5；所述腿部5的数量为4个，其装配在机身1的四周。
所述腿部5与机身1的下方形成机器人的腹部下盲区100；
所述机身1、头部3、尾部4、腿部5择一或择二或全部装配能够扫描地面信息或/和机器人四周障碍物信息的广角镜头和/或鱼眼镜头2；
所述广角镜头和/或鱼眼镜头2朝下安装或倾斜安装或近似下视，其视线能够辐射到腹部下盲区100。
本实用新型在四足机器人上装配视角能够辐射到机器人腹部下盲区100的广角镜头和/或鱼眼镜头2，进而能够获知机器人腹部下面的地形和机器人四周的障碍物，从而帮助机器人选择足的落脚点来防止足落地后打滑或踩到坑洞里面，或用来防止足摆动时撞到障碍物，或防止机器人移动时撞到机器人周边的障碍物。从而避免四足机器人的失控和损坏，提高了运动感知能力，有效满足四足机器人自主移动及避障的要求。
进一步，本实用新型采用广角镜头和/或鱼眼镜头2，能够有效减少深度相机的数量，使得四足机器人的结构更加紧凑，同时降低了整机的制造成本以及机身1的整体结构设计难度。
本实用新型镜头视角范围的实施例：
所述广角镜头和/或鱼眼镜头2顶点凸出于其安装面，其视角范围为130度-300度，进而能够有效感知机器人腹部下面的地形和机器人四周的障碍物。
本实用新型增加镜头保护结构的一种具体实施例：
所述安装面上，靠近镜头的四周装配至少一用于保护广角镜头和/或鱼眼镜头2的突出部，避免镜头磨损或者碰坏。
所述突出部的伸出高度大于广角镜头和/或鱼眼镜头2的凸出高度，方案简单、实用。
所述突出部为一组或多组杆状或片状结构，减少对广角镜头和/或鱼眼镜头2的遮挡，在保护镜头的同时，最大限度减少对广角镜头和/或鱼眼镜头2的影响。
本实用新型鱼眼镜头2结构的具体实施例：
所述鱼眼镜头2为具有双目或多目视觉的鱼眼深度相机或结构光深度相机或TOF深度相机，其视角为半球面视角。本领域工作人员可根据实际情况进行选择。
本实用新型设置安装孔的一种具体实施例：
所述机身1、头部3、尾部4择一或全部开设用于装配广角镜头和/或鱼眼镜头2的安装孔，镜头嵌设在安装孔内，便于镜头的固定，同时减少镜头与外界的接触面积，能够镜头进行有效保护。
所述安装孔或安装孔的四周具有与机身1的容纳腔相通的孔洞，便于布线，结构简单实用。
如图3-5所示，本实用新型一种最佳实施例：
所述广角镜头和/或鱼眼镜头2的数量为多个；
所述机身1的上端面装配镜头朝上的广角镜头和/或鱼眼镜头2；
所述头部3的前端面装配镜头朝前的广角镜头和/或鱼眼镜头2；
所述尾部4的后端面装配镜头朝后的广角镜头和/或鱼眼镜头2。
对四足机器人的周边环境形成立体、交叉式感知，能够时刻感知机器人腹部下面的地形和机器人四周的障碍物，进一步满足四足机器人自主移动及避障的要求，避免四足机器人的失控和损坏，提高了运动感知能力。
本实用新型机身1、头部3和尾部4装配关系的一种具体实施例：
所述头部3、尾部4择一与机身1一体成型，另一个与机身1通过连接件螺接在一起。
本申请中，固定连接方式可以为螺接或焊接或铆接或插接或通过第三个部件进行连接，本领域技术人员可根据实际情况进行选择。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有超广视角的四足机器人，包括具有容纳腔的机身、设置在机身端部的头部、尾部以及与机身相装配的腿部；
其特征在于，
所述腿部与机身的下方形成机器人的腹部与地面之间的盲区；
所述机身、头部、尾部、腿部择一或择二或全部装配能够扫描地面信息或/和机器人四周障碍物信息的广角镜头或鱼眼镜头；
所述广角镜头或鱼眼镜头朝下安装或朝下倾斜安装，其视线能够辐射到腹部与地面之间的盲区。
2.如权利要求1所述的一种具有超广视角的四足机器人，其特征在于，
所述广角镜头或鱼眼镜头顶点凸出于其安装面，其视角范围为130度-300度。
3.如权利要求2所述的一种具有超广视角的四足机器人，其特征在于，
所述安装面上，靠近镜头的四周装配至少一用于保护广角镜头或鱼眼镜头的突出部。
4.如权利要求3所述的一种具有超广视角的四足机器人，其特征在于，
所述突出部的伸出高度大于广角镜头或鱼眼镜头的凸出高度。
5.如权利要求4所述的一种具有超广视角的四足机器人，其特征在于，
所述突出部为一组或多组杆状或片状结构。
6.如权利要求1-5任一所述的一种具有超广视角的四足机器人，其特征在于，
所述广角镜头或鱼眼镜头为具有双目或多目视觉的鱼眼深度相机或结构光深度相机或TOF深度相机，其视角为半球面视角。
7.如权利要求6所述的一种具有超广视角的四足机器人，其特征在于，
所述机身、头部、尾部择一或全部开设用于装配广角镜头或鱼眼镜头的安装孔。
8.如权利要求7所述的一种具有超广视角的四足机器人，其特征在于，
所述安装孔或安装孔的四周具有与机身的容纳腔相通的孔洞。
9.如权利要求8所述的一种具有超广视角的四足机器人，其特征在于，
所述广角镜头或鱼眼镜头的数量为多个；
所述腿部的数量为4个，其装配在机身的四周。
10.如权利要求9所述的一种具有超广视角的四足机器人，其特征在于，
所述机身的上端面装配镜头朝上的鱼眼镜头；
所述头部的前端面装配镜头朝前的鱼眼镜头；
所述尾部的后端面装配镜头朝后的鱼眼镜头。
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