CN214409342U

CN214409342U - 一种红外检测装置和机器人

Info

Publication number: CN214409342U
Application number: CN202120667334.XU
Authority: CN
Inventors: 吕登辉; 王毅可; 邵流辉; 张志龙
Original assignee: Shanghai Keenlon Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Keenlon Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2021-03-31
Filing date: 2021-03-31
Publication date: 2021-10-15
Anticipated expiration: 2031-03-31

Abstract

本申请实施例公开了一种红外检测装置和机器人，包括：红外发射器和红外接收器；其中，红外发射器设置有至少一个红外发射管，红外接收器对应设置有至少一个红外接收管；红外发射器，用于通过至少一个红外发射管进行扫描，以向待检测区域发射载波红外光；其中，红外发射管的扫描时间包括点亮时间和熄灭时间；其中，红外发射管的扫描时间包括点亮时间和熄灭时间；红外接收器，用于通过至少一个红外接收管检测经由待检测区域的载波红外光，得到点亮时间对应的点亮接收光强和熄灭时间对应的熄灭接收光强，并根据点亮接收光强和熄灭接收光强，确定待检测区域是否存在待检测物体；通过上述技术方案，可以提高红外检测装置对周围环境光的抗干扰性。

Description

一种红外检测装置和机器人

技术领域

本申请实施例涉及红外检测领域，尤其涉及一种红外检测装置和机器人。

背景技术

红外检测的基本原理是由红外发射管发出不可见的红外光，根据红外接收管接收的红外光所得到的光照强度，来确定待检测区域是否有物体存在。

现有技术中，红外发射器中的红外发射管常亮，以直射式红外检测装置为例，若红外检测装置之间没有物体，则红外接收器检测到光照强度为A；若红外检测装置之间存在物体，则红外接收器会检测到固定的光照强度B；正常情况下B小于A，设定检测变化阈值为F，当B<A-F时，则判断检测到物体。然而，红外检测装置所处的检测环境并不是一成不变的，若在低环境光下放置物体，检测的光照强度为C，当检测环境由于变动处于高环境光中，则检测到光照强度变为D，此时D大于C，若C>A-F，则判断没有物体，导致检测错误。

因此，针对上述技术问题，亟待提出一种红外检测装置，以提高红外检测装置对周围环境光的抗干扰性。

实用新型内容

本申请实施例提供一种红外检测装置和机器人，以提高红外检测装置对周围环境光的抗干扰性，从而能够更加可靠准确的检测到物体。

第一方面，本申请实施例提供了一种红外检测装置，所述红外检测装置包括红外发射器和红外接收器；其中，所述红外发射器设置有至少一个红外发射管，所述红外接收器对应设置有至少一个红外接收管；

红外发射器，用于通过至少一个所述红外发射管进行扫描，以向待检测区域发射载波红外光；其中，所述红外发射管的扫描时间包括点亮时间和熄灭时间；

红外接收器，用于通过至少一个所述红外接收管检测经由所述待检测区域的载波红外光，得到所述点亮时间对应的点亮接收光强和所述熄灭时间对应的熄灭接收光强，并根据所述点亮接收光强和所述熄灭接收光强，确定所述待检测区域是否存在待检测物体。

第二方面，本申请实施例还提供了一种机器人，所述机器人中设置有如第一方面实施例所提供的任意一种的红外检测装置。

本申请实施例所提供的技术方案，所述红外检测装置包括红外发射器和红外接收器；其中，所述红外发射器设置有至少一个红外发射管，所述红外接收器对应设置有至少一个红外接收管；红外发射器，用于通过至少一个所述红外发射管进行扫描，以向待检测区域发射载波红外光；其中，所述红外发射管的扫描时间包括点亮时间和熄灭时间；红外接收器，用于通过至少一个所述红外接收管检测经由所述待检测区域的载波红外光，得到所述点亮时间对应的点亮接收光强和所述熄灭时间对应的熄灭接收光强，并根据所述点亮接收光强和所述熄灭接收光强，确定所述待检测区域是否存在待检测物体。本申请所提供的技术方案，通过将红外发射管的扫描时间设置为点亮时间和熄灭时间两个时间，与现有技术中的红外发射管常亮不同，本申请根据点亮接收光强和熄灭接收光强，确定待检测区域是否存在待检测物体，滤除掉了周围环境光对物体检测的影响，提高了红外检测装置对周围环境光的抗干扰性，从而能够更加可靠准确的检测到物体。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种红外检测装置的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种红外检测装置的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一对一发射接收方式的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一发射多接收方式的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的物体检测分辨率计算的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本申请实施例一提供的一种红外检测装置的结构示意图，本实施例可适用于红外检测装置对待检测区域是否存在物体进行检测的情况。

具体地，如图1所示，所述红外检测装置包括红外发射器110和红外接收器120；其中，所述红外发射器110设置有至少一个红外发射管111，所述红外接收器对应设置有至少一个红外接收管121；

红外发射器110，用于通过至少一个所述红外发射管进行扫描，以向待检测区域130发射载波红外光；其中，所述红外发射管的扫描时间包括点亮时间和熄灭时间；

红外接收器120，用于通过至少一个所述红外接收管检测经由所述待检测区域的载波红外光，得到所述点亮时间对应的点亮接收光强和所述熄灭时间对应的熄灭接收光强，并根据所述点亮接收光强和所述熄灭接收光强，确定所述待检测区域130是否存在待检测物体140。

待检测区域130是指用于放置待检测物体的区域，如待检测区域可以是空间上的一个矩形结构。

本实施例中，待检测物体140可以是货架上的商品，通过红外检测装置可以确定货架上的商品是否被销售；或者，待检测物体140还可以是托盘中的餐盘，通过红外检测装置可以确定托盘中的餐盘是否被取走。

可以理解的是，本申请的红外检测装置可以应用于多种物体检测场景，具体的应用场景，本申请实施例对此不做具体限定。

典型地，所述待检测物体140为餐盘；所述待检测区域130为所述餐盘所放置托盘的所在区域，从而适配餐盘自动检测场景。其中，所述待检测区域可以是餐厅中预设位置处的置物架的容纳空间。可以理解的是，若托盘中放置的餐盘被取走，则红外检测装置将检测到托盘中不存在餐盘。

通常，红外发射器110中的红外发射管111常亮，而本申请考虑到红外检测装置所处的环境并不是一成不变的，可能上一秒红外检测装置所处的环境为低环境光，但是下一秒红外检测装置所处的环境就有可能变为高环境光。因此，本申请将红外发射管111的扫描时间设置为点亮时间和熄灭时间两个时间段，而不是一直保持红外发射管常亮。

其中，点亮时间和熄灭时间的时长可以由技术人员根据需要或经验值进行设置或调整，两者可以相同或不同，本申请对此不作任何限定。例如，若假设单个红外发射管的扫描时间为T，则红外发射管处于点亮状态的时间为T/2，处于熄灭状态的时间为T/2。

此外，本实施例中，红外检测装置中红外发射器所发射的红外光为载波红外光，只有与红外发射器频次相同的红外接收器才可以接收载波红外光，从而进一步提高红外检测装置对光的抗干扰性。

其中，载波红外光可以是38kHz的载波红外光。

可以理解的是，若红外接收器的接收频率与红外发射器的频次不相符或者相差过大，则红外接收器将无法接收到红外发射器所发射的载波红外光。

本实施例中，在向待检测区域发射载波红外光时，可以每次只有一个红外发射管在工作，其他红外发射管不工作，待这个红外发射管扫描结束后，下一个红外发射管才开始进行扫描。

在一些实施例中，为了加快对物体检测的速度，在同一时间，可以有多个红外发射管进行扫描，但是需要注意的是，在同一时间有多个红外发射管进行扫描时，各红外发射管发射的载波红外光会相互影响，因此，可以根据实际情况来确定同一时间红外发射管扫描的数量。

可选地，所述红外发射器110，用于通过所述至少一个红外发射管111从起点位置开始循环扫描，以向待检测区域130发射载波红外光。

其中，起点位置可以预先进行设置，如可以在红外发射器中各红外发射管从左到右，自上而下确定的第一个红外发射管所处的位置处开始进行扫描；或者起点位置还可以是任意其他的一个红外发射管所处的位置。

本实施例中，若假设红外发射器中红外发射管的数量为N，同一时间只有一个红外发射管在发射载波红外光，则红外发射器完成一次周期性的循环扫描，所需要的扫描时间为S＝NT，其中，T为单个红外发射管扫描所需要的时间。

可选地，可以为物体检测设置一个最小的扫描周期，即红外检测装置只循环扫描一次，就确定待检测区域是否存在待检测物体；或者，为了更加准确无误地确定待检测区域是否存在待检测物体，可以为物体检测设置至少两个扫描周期，如红外检测装置需要对待检测区域扫描3个周期。

可以理解的是，为了对待检测区域进行全部、完整的扫描，红外发射器中的红外发射管可以从起点位置开始循环扫描，能够实现对待检测区域的均匀扫描，避免了对小尺寸物体的遗漏，提高了检测结果的准确度。

可选地，若所述红外检测装置为透射式红外检测装置，则所述红外发射器110和所述红外接收器120设置于所述待检测区域的两侧；若所述红外检测装置为反射式红外检测装置，则所述红外发射器110和所述红外接收器120设置于所述待检测区域的同侧。

典型地，若红外检测装置为透射式红外检测装置，则红外发射器110和红外接收器120相对设置于待检测区域的两侧；若红外检测装置为反射式红外检测装置，则红外发射器110和红外接收器120并列设置于待检测区域的同侧。

可以理解的是，不同类型的红外检测装置在实际应用时，红外检测装置中的红外发射器和红外接收器的具体放置位置是不一样的。

本实施例中，若所述红外检测装置为透射式红外检测装置，则在所述点亮时间接收到的光照强度，与在所述熄灭时间接收到的光照强度的差值小于第一预设阈值时，确认待检测区域存在待检测物体；或者，若所述红外检测装置为反射式红外检测装置，则在所述点亮时间接收到的光照强度，与在所述熄灭时间接收到的光照强度的差值大于第二预设阈值时，确认待检测区域存在待检测物体。

其中，第一预设阈值和第二预设阈值可以根据实际情况进行设置，如可以通过多次实际的模拟实验来确定第一预设阈值和第二预设阈值。

可以理解的是，不同类型的红外检测装置，在实际应用中，其判断待检测区域是否存在待检测物体的具体依据是不一样的，提高了红外检测装置的多样性。

实施例二

图2为本申请实施例二提供的一种红外检测装置的结构示意图，本实施例是在上述实施例的技术方案的基础上，引入发射方式选取模块，以确定红外检测装置的扫描检测方式。

具体地，如图2所示，所述红外检测装置还包括发射方式选取模块210，所述发射方式选取模块210分别与所述红外发射器220和所述红外接收器230相连；

所述发射方式选取模块210，用于基于用户触发操作，确定扫描检测方式；其中，所述扫描检测方式用于确定所述红外发射器220中进行扫描的红外发射管的数量，和所述红外接收器230中进行检测的红外接收管的数量；所述扫描检测方式包括一对一发射接收方式和一发射多接收方式。

其中，用户触发操作可以是用户通过开关按钮触发的操作；或者，用户触发操作还可以是通过光敏感应按钮触发的操作。

一对一发射接收方式是指红外检测装置在工作时，红外发射器中只有一个红外发射管在发射载波红外光，相应地，也只有一个红外接收管在接收载波红外光。

一发射多接收方式是指红外检测装置在工作时，红外发射器中只有一个红外发射管在发射载波红外光，然而，却同时存在至少两个红外接收管在接收载波红外光。

可选地，若所述扫描检测方式为所述一对一发射接收方式，则所述红外接收器中进行检测的红外接收管包括第一红外接收管；其中，所述第一红外接收管与所述红外发射器中进行扫描的红外发射管位置对应。

参见图3所示的一种一对一发射接收方式的结构示意图。其中，示例性示出了红外发射器中红外发射管发射的载波红外光，由红外接收器中正对应的红外接收管来接收的情况。

可以理解的是，一对一发射接收方式实施起来简单方便，可以比较稳定、可靠地对待检测区域的物体进行检测，并且一对一发射接收的扫描方式功率更低。

可选地，若所述扫描检测方式为所述一发射多接收方式，则所述红外接收器中进行检测的红外接收管包括第一红外接收管和至少一个第二红外接收管；其中，所述第一红外接收管与所述红外发射器中进行扫描的红外发射管位置对应；所述第二红外接收管位于所述第一红外接收管的邻近区域。

其中，邻近区域可以是与第一红外接收管直接相邻的，或者是与第一红外接收管相邻的至少三个的红外接收管所在的位置区域，具体邻近区域的确定可以根据实际情况进行设置，本申请实施例对此不做具体限定。

典型地，邻近区域为与第一红外接收管直接相邻的两个红外接收管所在的位置区域。继续参见图3，图中示出了与第一红外接收管直接相邻的两个红外接收管所在的邻近区域。

参见图4所示的一种一发射多接收方式的结构示意图。其中，示例性示出了红外发射器中红外发射管发射的载波红外光，由红外接收器中正对应的红外接收管以及相邻的至少一个红外接收管来接收的情况。

需要说明的是，还可以根据需要对邻近区域进行扩大或缩小，本申请对邻近区域中所包含的红外接收管的数量不作任何限定。

图5为本申请实施例提供的物体检测分辨率计算的结构示意图。在图5中，共示出了两个待检测物体A和B。其中，物体A的尺寸大小与各接收管之间的间距大小相同，物体A的尺寸大小是物体B的尺寸大小的2倍。

在图5中，物体A的尺寸大小为L，物体B的尺寸大小为L/2。从图5中可以得知，一对一发射接收方式能够检测的物体的最小尺寸为物体A的尺寸大小，若物体A的尺寸进一步减少，从物体A变为物体B，若还继续按照一对一发射接收方式来检测物体，则将不能够检测到物体B的存在。此时，若选择一发射多接收方式，则可以满足对物体B的检测。

可以理解的是，与一对一发射接收方式相比，一发射多接收方式可以对尺寸更小的待检测物体进行检测，对物体检测的分辨率更高。因此，在确定红外检测装置的扫描检测方式时，可以根据需求选取合适的扫描检测方式。

本实施例中，扫描检测方式还有其他的形式，如扫描检测方式还可以包括多发射多接收方式，与一对一发射接收方式和一发射多接收方式相比，多发射多接收方式最大的区别在于，同一时间有多个红外发射管在发射载波红外光。

可以理解的是，与一对一发射接收方式相比，一发射多接收方式可以影响对物体检测的分辨率；与一发射多接收方式，多发射多接收方式可以加快对物体检测的速度，也即不同的扫描检测方式与物体检测的尺寸以及物体检测的速度相关。因此，可以根据实际需求选取合适的扫描检测方式。

可选地，所述红外检测装置还包括亮度调节模块，所述亮度调节模块与所述红外发射器相连；所述亮度调节模块，用于根据用户输入数据，确定所述红外发射器中用于扫描的红外发射管的发射光强。

本实施例中，用户输入数据可以是档位信息，该档位信息与红外发射管的发射光强相关，如档位1对应较大的发射光强，档位2对应较小的发射光强。其中，档位信息可以由用户触发相关按钮得到。

在一些实施例中，用户输入信息还可以是距离信息，该距离信息与待检测区域的体积相关，如待检测区域的体积更大，具体表现为红外检测装置可以检测到更远的物体，则亮度调节模块可以据此调节红外发射管的发射光强，使得红外发射管的发射光强进行自适应匹配，如距离远的对应较大的发光强度。

可以理解的是，通过亮度调节模块，使得红外检测装置可以根据待检测区域的体积大小，来自适应调节红外发射管的发射光强。

可选地，所述红外发射器中各所述红外发射管之间的间距与所述待检测物体的尺寸大小相关联。

可以理解的是，为了提高对物体检测的准确度，应该根据待检测物体的尺寸大小，调整红外发射器中各红外发射管之间的间距，使得各红外发射管之间的间距小于待检测物体的尺寸大小。

可选地，所述红外发射器中所述红外发射管的数量与所述待检测区域的大小相关联。

可以理解的是，在红外发射管之间的间距一定的情况下，为了扩大对物体检测的范围，可以根据实际需求确定红外发射器中红外发射管的数量。

可选地，所述红外发射器中各所述红外发射管的排列方式包括下述至少一种：十字形排列方式、矩阵形排列方式、H形排列方式、T形排列方式、F形排列方式和X形排列方式。

可以理解的是，红外发射器中各红外发射管的排列方式有多种样式，在应用过程中，具体选择哪一种排列方式，可以根据实际情况进行选取。

可选地，所述红外发射器中各所述红外发射管的排列方式与所述待检测物体的形状相关联。

例如，若待检测物体的形状为条状形，则红外发射器中各红外发射管的排列方式最好选取X形排列方式，而不考虑矩阵形排列方式。

可以理解的是，为了提高对物体检测的准确度，可以根据待检测物体的形状，为红外发射器中各红外发射管的排列方式选取一个合适的排列方式。

在一可选实施例中，若待检测物体为餐盘，待检测区域为托盘，则应该根据餐盘的形状大小，以及托盘的空间大小，来确定红外发射器中红外发射管的数量、各红外发射管之间的间距以及各红外发射管的排列方式。

可以理解的是，通过选取合适的红外发射管的数量、各红外发射管之间的间距以及各红外发射管的排列方式，可以满足对托盘中是否存在餐盘检测的要求。

本申请实施例在上述提供的技术方案的基础上，所述红外检测装置还包括发射方式选取模块，发射方式选取模块分别与所述红外发射器和所述红外接收器相连；所述发射方式选取模块，用于基于用户触发操作，确定扫描检测方式；其中，所述扫描检测方式用于确定所述红外发射器中进行扫描的红外发射管的数量，和所述红外接收器中进行检测的红外接收管的数量；所述扫描检测方式包括一对一发射接收方式和一发射多接收方式。本申请所提供的技术方案，通过发射方式选取模块，能够根据具体所检测的物体来自适应选取合适的扫描检测方式，不同的扫描检测方式与物体检测的尺寸以及物体检测的速度相关，使得红外检测装置具有自适应功能。

实施例三

本申请实施例三还提供了一种机器人，该机器人中设置有本申请任意实施例所提供的红外检测装置。

本实施例中，机器人的具体类型可以是送餐机器人、仓储机器人和物流配送机器人等。

在一可选实施例中，若机器人为送餐机器人，则待检测物体可以为餐盘，待检测区域可以为能够跟随送餐机器人移动的置物架的容纳空间。在送餐机器人将餐盘中的餐食运送到指定的位置处后，如送餐机器人到达指定客人的餐桌旁，此时，送餐机器人可以根据预设指令对托盘中的餐盘进行检测，以确定托盘中的餐盘是否被客人取走，若托盘中的餐盘被客人取走，在机器人检测到托盘中不存在餐盘后，机器人可自行返回取餐处，而不需要额外的人工指令，从而减少人工操作。

可以理解的是，配置有红外检测装置的送餐机器人，可以实现“无接触”式的餐食配送，提高送餐机器人的自动化水平。

注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种红外检测装置，其特征在于，包括：红外发射器和红外接收器；其中，所述红外发射器设置有至少一个红外发射管，所述红外接收器对应设置有至少一个红外接收管；

2.根据权利要求1所述的红外检测装置，其特征在于：

若所述红外检测装置为透射式红外检测装置，则所述红外发射器和所述红外接收器设置于所述待检测区域的两侧；

若所述红外检测装置为反射式红外检测装置，则所述红外发射器和所述红外接收器设置于所述待检测区域的同侧。

3.根据权利要求1所述的红外检测装置，其特征在于，还包括：发射方式选取模块，分别与所述红外发射器和所述红外接收器相连；

所述发射方式选取模块，用于基于用户触发操作，确定扫描检测方式；其中，所述扫描检测方式用于确定所述红外发射器中进行扫描的红外发射管的数量，和所述红外接收器中进行检测的红外接收管的数量；所述扫描检测方式包括一对一发射接收方式和一发射多接收方式。

4.根据权利要求3所述的红外检测装置，其特征在于，若所述扫描检测方式为所述一对一发射接收方式，则所述红外接收器中进行检测的红外接收管包括第一红外接收管；其中，所述第一红外接收管与所述红外发射器中进行扫描的红外发射管位置对应。

5.根据权利要求3所述的红外检测装置，其特征在于，若所述扫描检测方式为所述一发射多接收方式，则所述红外接收器中进行检测的红外接收管包括第一红外接收管和至少一个第二红外接收管；其中，所述第一红外接收管与所述红外发射器中进行扫描的红外发射管位置对应；所述第二红外接收管位于所述第一红外接收管的邻近区域。

6.根据权利要求1所述的红外检测装置，其特征在于，还包括：亮度调节模块，与所述红外发射器相连；

所述亮度调节模块，用于根据用户输入数据，确定所述红外发射器中用于扫描的红外发射管的发射光强。

7.根据权利要求1所述的红外检测装置，其特征在于，所述红外发射器中各所述红外发射管之间的间距与所述待检测物体的尺寸大小相关联。

8.根据权利要求1所述的红外检测装置，其特征在于，所述红外发射器中各所述红外发射管的排列方式包括下述至少一种：十字形排列方式、矩阵形排列方式、H形排列方式、T形排列方式、F形排列方式和X形排列方式。

9.根据权利要求8所述的红外检测装置，其特征在于，所述红外发射器中各所述红外发射管的排列方式与所述待检测物体的形状/体积相关联。

10.一种机器人，其特征在于，所述机器人中设置有如权利要求1-9任一项所述的红外检测装置。