CN215149288U - 一种机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人领域，公开了一种机器人，用以解决现有技术中存在的当机器人所运行的环境中有强反光时，深度摄像模组无法准确识别反光区域的问题。该机器人包括本体、深度摄像模组、偏振片组件，其中：深度摄像模组固定在本体上，且沿光线射入深度摄像模组的镜头的方向，偏振片组件位于深度摄像模组的镜头的前方；偏振片组件与用于固定偏振片组件的固定部之间设有限位结构，限位结构用于使偏振片组件以设定的偏振化方向固定在固定部上。

Description

一种机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人。

背景技术

深度摄像模组在机器人领域有重要应用，是机器人视觉系统的重要组成部分，机器人通过深度摄像模组采集周围环境的图像，并进行分析，以准确识别出障碍物，从而在规划行走路径时做避障处理。

在实际生活中，太阳光、照明用光等自然光经过非金属材料(如瓷砖地面)的反射后可变成部分偏振光，因此，机器人所运行的环境中经常会有偏振光的情形，偏振光进入深度摄像模组内被传感器捕捉后，会造成对障碍物的识别、判断出现与实际不符的偏差，例如，在常见的办公室环境内，地面为普通瓷砖，天花板上有照明灯，机器人行走到瓷砖与照明灯特定夹角时，刚好经瓷砖地面反射的照明灯光进入深度摄像模组，此时，深度摄像模组会出现将地面上的反光区域识别不出来，或将其识别为障碍物，或识别为障碍物的区域过大等问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种机器人，用以解决现有技术中存在的当机器人所运行的环境中有强反光时，深度摄像模组无法准确识别反光区域的问题。

本实用新型实施例提供一种机器人，该机器人包括本体、深度摄像模组、偏振片组件，其中：

所述深度摄像模组固定在所述本体上，且沿光线射入所述深度摄像模组的镜头的方向，所述偏振片组件位于所述深度摄像模组的镜头的前方；

所述偏振片组件与用于固定所述偏振片组件的固定部之间设有限位结构，所述限位结构用于使所述偏振片组件以设定的偏振化方向固定在所述固定部上。

上述实施例中，偏振片组件可以允许与其偏振化方向平行的光振动分量透过，而滤除与其偏振化方向垂直的光振动分量，因此，在实际应用过程中，偏振片组件可以消除和减弱非金属表面的强反光，使得深度摄像模组能够准确的识别出反光区域。

可选的，所述本体包括壳体，所述深度摄像模组位于所述壳体内，所述壳体表面与所述深度摄像模组的镜头对应的一侧设有透光窗口；

所述偏振片组件位于所述深度摄像模组与所述透光窗口之间。

上述可选的实施方式中，壳体可以对深度摄像模组和偏振片组件进行保护，避免机器人受到外部的撞击时，深度摄像模组和偏振片组件受到损坏。

可选的，所述限位结构包括设置在所述偏振片组件上的第一连接部以及设置在所述固定部上的第二连接部；

所述第一连接部用于与所述第二连接部固定连接。

上述可选的实施方式中，通过第一连接部与第二连接部的连接不仅能够确定偏振片组件与固定部之间的唯一装配关系，还能够实现偏振片组件与固定部之间的固定。

可选的，所述第一连接部与所述第二连接部中的一者为限位凸起，另一者为限位凹槽，所述第一连接部与所述第二连接部卡合连接。

可选的，所述限位结构包括设置在所述偏振片组件上的第一对位标记和设置在所述固定部上的第二对位标记；

所述第一对位标记与所述第二对位标记具有设定的对应关系。

上述可选的实施方式中，在偏振片组件与固定部进行组装时，通过使第一对位标记与第二对位标记满足设定的对应关系，从而限定偏振片组件与固定部之间的唯一装配关系，进而在组装完成后，使得偏振片组件具有设定的偏振化方向。

可选的，所述第一对位标记和所述第二对位标记为大小、形状相同的字符或图形；

所述设定的对应关系为：所述第一对位标记和所述第二对位标记重合。

可选的，所述固定部为所述深度摄像模组的外壳。

可选的，所述固定部为设置在所述壳体内表面的安装座。

可选的，所述透光窗口内设有保护玻璃，所述固定部为所述保护玻璃朝向所述壳体内部设置的部分。

可选的，所述偏振片组件通过背胶粘贴在所述保护玻璃上。

可选的，所述偏振片组件的偏振化方向垂直于反射光线的振动方向，其中：

所述反射光线为自然光以布儒斯特角入射到铺设有非金属材料的地面上时形成的反射光线。

上述可选的实施方式中，当自然光以布儒斯特角入射到铺设有非金属材料的地面时，反射光线为线偏振光，且线偏振光的振动方向垂直于入射面，通过使偏振片组件的偏振化方向与反射光线的振动方向垂直，使得偏振片组件能够完全滤除这部分反射光线。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的机器人的一种结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的当自然光以布儒斯特角入射到地面上时，反射光线射向机器人透光窗口的示意图；

图3为实用新型实施例提供的偏振片组件与固定部的装配示意图。

附图标记：

10-本体 11-壳体 111-透光窗口

20-深度摄像模组 30-偏振片组件 40-固定部

50a-第一连接部 50b-第二连接部

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在介绍本实用新型的技术方案之前，首先介绍与本实用新型相关的以下概念：

偏振片：根据光线的偏振原理制造的镜片，偏振片对不同方向的光振动有选择吸收的功能，从而使偏振片中有一个特定方向，当一束自然光射到偏振片上时，与该特定方向垂直的光振动分量完全被偏振片吸收，与该特定方向平行的光振动分量则通过偏振片，这个特定方向称之为偏振片的偏振化方向。

深度摄像模组：与普通摄像模组相比，深度摄像模组除了能够获取平面图像以外，还可以获取拍摄对象的深度信息，也就是三维的位置和尺寸信息。深度摄像模组主要包括结构光深度摄像模组、TOF深度摄像模组，本申请中的深度摄像模组为结构光深度摄像模组，基本原理为将编码的光栅或线光源等投射到被测物体上，根据它们产生的畸变来调解出被测物体的三维信息。

本实用新型提供一种机器人，用以解决现有技术中存在的当机器人所运行的环境中有强反光时，深度摄像模组无法准确识别反光区域的问题。

如图1所示，该机器人包括本体10、深度摄像模组20、偏振片组件30，其中:

深度摄像模组20固定在本体10上，且沿光线射入深度摄像模组20的镜头的方向，偏振片组件30位于深度摄像模组20的镜头的前方；

偏振片组件30与用于固定偏振片组件30的固定部40之间设有限位结构，限位结构用于使偏振片组件30以设定的偏振化方向固定在固定部40上。

具体的，本体10包括壳体11，针对深度摄像模组20而言，深度摄像模组20既可以位于壳体11外，也可以位于壳体11内，在后一种实施方式中，如图1所示，壳体11表面与深度摄像模组20的镜头对应的一侧设有透光窗口111，从而允许光线透过。

针对偏振片组件30而言，沿光线射入深度摄像模组20的镜头的方向，偏振片组件30位于深度摄像模组20的镜头的前方，偏振片组件30可以允许与其偏振化方向平行的光振动分量透过，而滤除与其偏振化方向垂直的光振动分量，因此，在实际应用过程中，偏振片组件30可以消除和减弱非金属表面的强反光，使得深度摄像模组20能够准确的识别出反光区域。

进一步的，“用于固定偏振片组件30的固定部40”指能够将偏振片组件30固定在深度摄像模组20的镜头前方的部件，在具体实施时，可以利用机器人自身的既有部件作为固定部40，从而将偏振片组件30固定在该部件上，该既有部件可以为深度摄像模组30的一个既有部件，例如，固定部40为深度摄像模组30的外壳，也可以为机器人本体10的一个既有部件，例如，深度摄像模组20位于壳体11内，壳体11表面设有保护玻璃，固定部40为该保护玻璃，偏振片组件30设置在保护玻璃的表面。

或者，固定部40也可以为一个安装座，偏振片组件30通过该安装座固定在本体10上，根据深度摄像模组20相对于壳体11的位置不同，安装座可以相应的设置在壳体11内部，或设置在壳体11外部。

偏振片组件30与固定部40之间设有限位结构，限位结构用于确定偏振片组件30与固定部40之间的唯一装配关系，使得偏振片组件30与固定部40完成组装后，相对于机器人而言，偏振片组件30具有设定的偏振化方向。

具体的，偏振片组件30的偏振化方向垂直于反射光线的振动方向，其中：

反射光线为自然光以布儒斯特角入射到铺设有非金属材料的地面上时形成的反射光线。

如图2所示，当自然光以布儒斯特角入射到铺设有非金属材料的地面上时，反射光线为线偏振光，且线偏振光的振动方向垂直于入射面，其中，图中沿光的传播方向上标出的斜线表示平行于入射面的光振动分量，实心点表示垂直于入射面的光振动分量。

布儒斯特角θ满足：

其中：η₁为空气的折射率；

η₂为非金属材料的折射率。

非金属材料具体可以为瓷砖、木地板等材料。

该机器人中，当自然光以布儒斯特角入射到铺设有非金属材料的地面上时，通过使偏振片组件30的偏振化方向与反射光线的振动方向垂直，使得偏振片组件30能够完全滤除这部分反射光线，从而避免了这部分强反光对深度摄像模组20的影响。

在室内环境中，天花板上的照明灯发出的光线照射到地面上时会发生反射，机器人在行走过程中，当照明灯发出的光线以布儒斯特角入射到地面上时，反射光线为线偏振光，这部分线偏振光在入射到偏振片组件30上后，由于偏振片组件30的偏振化方向与线偏振光的振动方向垂直，因此，这部分线偏振光将被偏振片组件30完全滤除，换而言之，偏振片组件30可以消除这部分强反光对深度摄像模组20造成的影响。

当照明灯发出的光线以其它角度入射到地面上时，反射光为部分偏振光，部分偏振光在入射到偏振片组件30上后可以被偏振片组件30部分滤除，从而削弱了这部分反射光的强度。

具体设置时，如图1所示，本体10包括壳体11，深度摄像模组20位于壳体11内，壳体11的表面与深度摄像模组20的镜头对应的一侧设有透光窗口111；

偏振片组件30位于深度摄像模组20与透光窗口111之间。

该机器人中，透光窗口111设置在壳体11的表面，且与深度摄像模组20的镜头相对应，透光窗口111所在的平面与深度摄像模组20的镜头的光轴垂直，如图1所示，深度摄像模组20的镜头向下俯视，相应的，透光窗口111所在的平面倾斜设置，该机器人在行走过程中，深度摄像模组20通过采集周围环境的图像，获得周围物体的深度信息，从而在规划行走路径时做避障处理。

透光窗口111内设置有保护玻璃，保护玻璃一方面可以允许光线穿过，另一方面可以对11内部的深度摄像模组20以及其他组件形成保护，并防止外部环境中的尘埃等进入11内部。

偏振片组件30位于透光窗口111与深度摄像模组20之间，外部环境中的光线依次穿过透光窗口111、偏振片组件30后射入深度摄像模组20内，偏振片组件30的作用为：当环境中非金属表面的强反光射到偏振片组件30上时，与其偏振化方向垂直的光振动分量将完全被吸收，与其偏振化方向平行的光振动分量则可以通过，这样，环境中非金属表面的强反光经过偏振片组件30后可以被消除或大幅度减弱，从而避免了机器人的深度摄像模组20对反光区域的误判。

由于深度摄像模组20与偏振片组件30均位于壳体11内，则固定部40也位于壳体11内，具体的，固定部40可以为深度摄像模组20的外壳，或者，固定部40为设置在壳体11内表面的安装座；再者，壳体11的透光窗口111内设有保护玻璃，固定部41为保护玻璃朝向壳体11内部设置的部分。

在上述任意一种形式的固定部40中，偏振片组件30与固定部40之间设有限位结构，以限定偏振片组件30与固定部40的相对位置关系。具体的，如图3所示，限位结构包括设置在偏振片组件30上的第一连接部50a以及设置在固定部40上的第二连接部50b；

第一连接部50a用于与第二连接部50b固定连接。

第一连接部50a与第二连接部50b之间的连接方式包括但不限于卡接、粘接或者采用螺钉等紧固件螺纹连接；第一连接部50a与第二连接部50b的数量可以为一个，也可以为多个，且第一连接部50a与第二连接部50b一一对应。

在组装过程中，第一连接部50a与第二连接部50b一一对应且连接，第一连接部50a、第二连接部50b以及第一连接部50a与第二连接部50b之间的连接关系一方面用于使偏振片组件30固定在固定部40上；另一方面也用于确定出偏振片组件30与固定部40之间的唯一装配关系，避免偏振片组件30出现安装偏差，从而保证偏振片组件30以设定的偏振化方向固定在机器人内部。

也可以理解为，只有当偏振片组件30与固定部40之间符合该唯一装配关系时，第一连接部50a与第二连接部50b才能对应上，从而通过相互连接将偏振片组件30与固定部40进行固定，此时，若保持固定部40不动，使偏振片组件30绕自身轴线转动任意的一个角度(该角度小于360°)，则第一连接部50a与第二连接部50b将发生错位，无法相互连接，从而无法将偏振片组件30与固定部40进行固定。

继续参考图3，偏振片组件30为长圆形，偏振片组件30上设有两个第一连接部50a，这两个第一连接部50a关于偏振片组件30的中心O不对称，固定部40在相应的位置设有第二连接部50b，第一连接部50a与第二连接部50b可以确定出偏振片组件30与固定部40之间的唯一装配关系。

第一连接部50a、第二连接部50b的数量及分布还可以采用其他形式，在此不再一一列举，第一连接部50a、第二连接部50b的数量和分布以能够简单、快捷的确定偏振片组件30与固定部40之间的唯一装配关系为优选方案。

值得说明的是，图3中，偏振片组件30、固定部40、第一连接部50a、第二连接部50b的形状、结构仅用于示意，实际的形状、结构可以根据实际需要进行设定。

具体的，第一连接部50a与第二连接部50b中的一者为限位凸起，另一者为限位凹槽，第一连接部50a与第二连接部50b卡合连接。

除了上述采用第一连接部50a与第二连接部50b的配合来对偏振片组件30进行限位外，还可以采用以下方案：

限位结构包括设置在偏振片组件30上的第一对位标记和设置在固定部40上的第二对位标记；

第一对位标记与第二对位标记具有设定的对应关系。

具体而言，第一对位标记与第二对位标记所设定的对应关系包括但不限于两者重合、对齐等，在组装过程中，通过使第一对位标记与第二对位标记满足所设定的对应关系，以保证偏振片组件30与固定部40之间具有唯一的装配关系，如此，避免偏振片组件30出现安装偏差，从而保证偏振片组件30以设定的偏振化方向固定在机器人内部。

可选的，第一对位标记与第二对位标记为大小、形状相同的字符或图形；

第一对位标记与第二对位标记之间所设定的对应关系为：第一对位标记和第二对位标记重合。

例如，第一对位标记与第二对位标记为大小、形状相同的箭头、“A”字形、数字等。

或者，第一对位标记为设置在偏振片组件30边缘的刻痕，第二对位标记为设置在固定部40边缘的刻痕，在组装过程中，通过使这两条刻痕对齐，以保证偏振片组件30与固定部40之间具有唯一的装配关系。

第一对位标记与第二对位标记还可以呈现其它的形式，在此不再一一列举，第一对位标记与第二对位标记以能够简单、快捷的确定偏振片组件30与固定部40之间的唯一装配关系为优选方案。

为了更加清楚的了解本实用新型所提供的机器人，现列举几种具体的实施例进行说明，包括：

实施例一：

该机器人中，固定部40为深度摄像模组20的外壳。

具体实施时，偏振片组件30与深度摄像模组20的外壳固定连接，偏振片组件30上设置有一个或多个第一连接部50a，深度摄像模组20的外壳上设有一个或多个第二连接部50b，第一连接部50a用于与第二连接部50b一一对应且连接，第一连接部50a与第二连接部50b可以采用卡接、螺纹连接等方式进行连接，第一连接部50a、第二连接部50b既用于使偏振片组件30固定在深度摄像模组20的外壳上，也用于限定偏振片组件30与深度摄像模组20的外壳的唯一装配关系，且第一连接部50a与第二连接部50b的数量以及分布以能够简单、快捷的确定偏振片组件30与深度摄像模组20之间的唯一装配关系为优选方案。

实施例二：

该机器人中，固定部40为设置在壳体11内表面的安装座。

具体实施时，偏振片组件30与安装座固定连接，偏振片组件30上设置有一个或多个第一连接部50a，安装座上设有一个或多个第二连接部50b，第一连接部50a用于与第二连接部50b一一对应且连接，第一连接部50a与第二连接部50b的第一连接部50a与第二连接部50b可以采用卡接、螺纹连接等方式进行连接，第一连接部50a、第二连接部50b既用于使偏振片组件30固定在安装座上，也用于限定偏振片组件30与安装座之间的唯一装配关系，且第一连接部50a与第二连接部50b的数量以及分布以能够简单、快捷的确定偏振片组件30与安装座之间的唯一装配关系为优选方案。

实施例三：

该机器人中，深度摄像模组20与偏振片组件30位于壳体11内，壳体11表面设有透光窗口111，且透光窗口111内设有保护玻璃；

固定部40为保护玻璃朝向壳体11内部设置的部分。

具体实施时，偏振片组件30设置在保护玻璃的内表面上，偏振片组件30朝向保护玻璃的一面设置有第一对位标记，保护玻璃的内表面设置有第二对位标记，第一对位标记与第二对位标记具体可以为箭头、字符等，通过使第一对位标记与第二对位标记重合，从而使偏振片组件30以设定的偏振化方向设置在保护玻璃的内表面上。

具体的，偏振片组件30通过背胶粘贴在保护玻璃上。

另外，还可以将偏振片组件30集成在深度摄像模组20的内部，相应的，固定部40位于深度摄像模组20的内部，偏振片组件30与固定部40之间设置有限位结构，且限位结构可以采用上述实施例中的任意一种形式。

上述偏振片组件30包括偏振片，偏振片可以为圆偏振片，也可以为线偏振片。

通过以上描述可以看出，本实用新型实施例中，通过在深度摄像模组的镜头前方设置偏振片组件，从而有效消除或减弱了环境中非金属表面的强反光，从而使得深度摄像模组可以准确地识别出反光区域，避免了判断误差的产生。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种机器人，其特征在于，包括本体、深度摄像模组、偏振片组件，其中：

所述深度摄像模组固定在所述本体上，且沿光线射入所述深度摄像模组的镜头的方向，所述偏振片组件位于所述深度摄像模组的镜头的前方；

所述偏振片组件与用于固定所述偏振片组件的固定部之间设有限位结构，所述限位结构用于使所述偏振片组件以设定的偏振化方向固定在所述固定部上。

2.如权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述本体包括壳体，所述深度摄像模组位于所述壳体内，所述壳体表面与所述深度摄像模组的镜头对应的一侧设有透光窗口；

所述偏振片组件位于所述深度摄像模组与所述透光窗口之间。

3.如权利要求1或2所述的机器人，其特征在于，所述限位结构包括设置在所述偏振片组件上的第一连接部以及设置在所述固定部上的第二连接部；

所述第一连接部用于与所述第二连接部固定连接。

4.如权利要求3所述的机器人，其特征在于，所述第一连接部与所述第二连接部中的一者为限位凸起，另一者为限位凹槽，所述第一连接部与所述第二连接部卡合连接。

5.如权利要求1或2所述的机器人，其特征在于，所述限位结构包括设置在所述偏振片组件上的第一对位标记和设置在所述固定部上的第二对位标记；

所述第一对位标记与所述第二对位标记具有设定的对应关系。

6.如权利要求5所述的机器人，其特征在于，所述第一对位标记和所述第二对位标记为大小、形状相同的字符或图形；

所述设定的对应关系为：所述第一对位标记和所述第二对位标记重合。

7.如权利要求1或2所述的机器人，其特征在于，所述固定部为所述深度摄像模组的外壳。

8.如权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述固定部为设置在所述壳体内表面的安装座。

9.如权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述透光窗口内设有保护玻璃，所述固定部为所述保护玻璃朝向所述壳体内部设置的部分。

10.如权利要求1或2所述的机器人，其特征在于，所述偏振片组件的偏振化方向垂直于反射光线的振动方向，其中：

所述反射光线为自然光以布儒斯特角入射到铺设有非金属材料的地面上时形成的反射光线。

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