CN220156585U - 自移动设备及补光组件 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种自移动设备及补光组件，自移动设备包括：主体，在工作区域的地面行走前进；视觉组件，设置于所述主体上，被配置为采集所述自移动设备移动方向上预定区域的图像，并识别所述图像中的目标信息以基于所述目标信息执行相应动作；补光组件，设置于所述主体上，被配置为在预定条件下开启，向所述预定区域投射光束以于所述预定区域形成有效补光区域；其中，所述目标信息包括非草信息，所述有效补光区域至少覆盖所述目标信息于所述预定区域的对应区域。通过补光组件为包括目标信息在内的预定区域进行补光，保证视觉组件在暗光环境下的识别效果，提高了自移动设备的稳定性和可靠性。

Description

自移动设备及补光组件

技术领域

本公开涉及工具技术领域，尤其涉及一种自移动设备及补光组件。

背景技术

随着科学技术的发展，自移动设备广泛的应用于人们的工作和生活中，例如智能割草机、智能吸尘器或智能机器人，它们在预先设定的工作区域内，按照设定的方式移动行走，执行工作。

在自移动设备上，数字图像技术被越来越多的使用，通过安装的视觉组件实时的获取工作环境的信息，对这些信息进行分析后，以控制和影响自移动设备的行走工作。通过数字图像技术能够帮助自移动设备识别工作环境信息，同时节省了大量为获取工作环境信息而设置的各类传统传感器。但当自移动设备工作在夜晚等亮度较低的环境中时，因为光线条件较差，视觉组件的识别效果会受到影响，自移动设备出现无法按照预先设定的方式行走工作的风险，稳定性和可靠性较差。

发明内容

有鉴于此，本公开的目的在于提出一种自移动设备及补光组件，其在亮度较低的环境中工作时稳定性和可靠性高。

为了实现上述公开目的之一，本公开提供一种自移动设备，包括：主体，在工作区域的地面行走前进；视觉组件，设置于所述主体上，被配置为采集所述自移动设备移动方向上预定区域的图像，并识别所述图像中的目标信息以基于所述目标信息执行相应动作；补光组件，设置于所述主体上，被配置为在预定条件下开启，向所述预定区域投射光束以于所述预定区域形成有效补光区域；其中，所述目标信息包括非草信息，所述有效补光区域至少覆盖所述目标信息于所述预定区域的对应区域。

作为本公开实施方式的进一步改进，所述补光组件还包括光源、出光面以及设于所述光源和所述出光面之间的光路上的聚光器件。

作为本公开实施方式的进一步改进，所述光源包括多个发光单元，其中，位于所述光源周向的发光单元的数量大于或等于预定值。

作为本公开实施方式的进一步改进，每个所述光源的周向上至少包括6个所述发光单元。

作为本公开实施方式的进一步改进，所述补光组件还包括位于所述出光面外侧的散射装置，所述散射装置被配置为对经过所述出光面的光束进行扩散。

作为本公开实施方式的进一步改进，所述补光组件发出的光的色温处于4000开尔文至6000开尔文之间，在所述补光区域上的亮度不低于100流明。

作为本公开实施方式的进一步改进，所述补光组件与所述主体枢转连接。

作为本公开实施方式的进一步改进，所述有效补光区域包括远离所述自移动设备的第一边界，所述补光组件具有预设的补光参数，所述补光参数被配置为使所述第一边界距前轮大于1.2m。

作为本公开实施方式的进一步改进，所述有效补光区域包括远离所述自移动设备的第二边界，所述补光参数被配置为使所述第二边界距侧轮的距离在[20cm，25cm]区间内。

作为本公开实施方式的进一步改进，所述补光组件的出光面所在的平面，与所述地面的法线之间形成夹角，所述夹角大于或等于60度。

作为本公开实施方式的进一步改进，所述目标信息包括设置于充电桩上的对接识别码，所述自移动设备被配置为基于所述对接识别码执行预先设置的对接动作。

作为本公开实施方式的进一步改进，所述目标信息包括沿边信息，所述自移动设备被配置为基于所述沿边信息执行预先设置的沿边工作。

作为本公开实施方式的进一步改进，所述补光组件包括第一补光单元和第二补光单元，所述第一补光单元和所述第二补光单元沿平行于地面的方向，分别对称设置于所述主体上。

为了实现上述公开目的之一，本公开提供一种补光组件，设置于自移动设备上，所述自移动设备包括：主体，在工作区域的地面行走前进；视觉组件，设置于所述主体上，被配置为采集所述自移动设备移动方向上预定区域的图像，并识别所述图像中的目标信息以基于所述目标信息执行相应动作；补光组件，设置于所述主体上，被配置为在预定条件下开启，向所述预定区域投射光束以于所述预定区域形成有效补光区域；其中，所述目标信息包括非草信息，所述有效补光区域至少覆盖所述目标信息于所述预定区域的对应区域。

为了实现上述公开目的之一，本公开提供一种自移动设备，包括：主体，在工作区域的地面行走前进；视觉组件，设置于所述主体上，被配置为采集所述自移动设备移动方向上预定区域的图像，并识别所述图像中的目标信息以基于所述目标信息执行相应动作；补光组件，设置于所述主体上，被配置为在预定条件下开启，向所述预定区域投射光束以于所述预定区域形成有效补光区域；所述有效补光区域包括远离所述自移动设备的第一边界和第二边界，所述补光组件具有预设的补光参数，所述补光参数被配置为使所述第一边界距前轮大于等于1.5m，使所述第二边界距左轮或右轮的距离在[20cm，25cm]区间内。

本公开提供的割草机，通过补光组件为包括目标信息在内的预定区域进行补光，保证视觉组件在暗光环境下的识别效果，提高了割草机的稳定性和可靠性。

附图说明

图1为本公开一实施方式提供的自移动设备的立体示意图；

图2为图1自移动设备的俯视图；

图3为图1自移动设备在工作区域内的示意图；

图4为图1自移动设备的补光组件补光角度的示意图；

图5为图1自移动设备的补光组件的爆炸图；

图6为图5中补光组件的正视图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本公开实施方式使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开实施方式中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

随着数字图像技术以及自动化技术的发展，自移动设备常安装视觉组件，通过视觉组件实时地获取工作环境的信息，对这些环境的信息进行存储以及分析，从而控制自移动设备的行走及工作。

这种设有视觉组件的自移动设备不仅能够实时地获取工作环境信息，而且能够节省以前为了获取工作环境信息而配置的大量各类传感器。因此，其应用领域越来越广，如应用于自动房屋清洁、草坪修剪等领域。

自移动设备在工作区域内，通常设置有多种标识信息，以供自移动设备获取并识别，执行预先设定好的工作，例如在工作区域中，设置有为自移动设备补充能量的充电标识，当自移动设备识别到充电标识时，代表自移动设备已处于充电站附近，接下来执行预先设定的停靠操作，即可停靠在充电站上并进行补能操作。或者在工作区域的边缘附近，设置边界标识，当自移动设备识别到边界标识时，代表自移动设备已处于边界附近，接下来需执行预先设定的操作，以控制自移动设备在工作区域内高效的工作，以及避免自移动设备越过边界，造成自移动设备的损坏或者带来安全隐患。

但具有视觉组件的自移动设备在夜晚等光线较暗的环境中作业时，视觉组件识别前文所述的标识信息会出现困难，导致自移动设备无法按照预先设定的方式在需要时补充能量，或者在边界采取预设的行走方式。

即使额外设置有补光灯，但补光灯对工作区域的补光范围较小、强度较低，对视觉组件的识别效果提升有限。此外还容易在补光范围的边缘部分，形成明暗分界线，导致视觉组件误判自移动设备周围存在障碍物，影响自移动设备的移动工作效率。

基于上述问题，本公开提供一种自移动设备，包括：主体，在工作区域的地面行走前进；视觉组件，设置于主体上，被配置为采集自移动设备移动方向上预定区域的图像，并识别图像中的目标信息以基于目标信息执行相应动作；补光组件，设置于主体上，被配置为在预定条件下开启，向预定区域投射光束以于所述预定区域形成有效补光区域；其中，目标信息包括非草信息，有效补光区域至少覆盖目标信息于预定区域的对应区域。

自移动设备可以为自动吸尘器、智能割草机、自动修剪机等，本公开以智能割草机为例进行具体介绍。请参见图1至图4，割草机100包括主体10；设置于主体10上的移动模块、视觉组件11、控制模块(图中未示出)、工作模块(图中未示出)、储能模块(图中未示出)、以及补光组件12。割草机100在边界线S设定的工作区域A内，行走工作。储能模块为割草机100提供电能；工作区域A的边界线S上，设置有充电站200，当储能模块需要充电时，割草机100沿预先设定的方式，行走至充电站200进行补能。

移动模块用于承载主体10并带动主体10在工作区域A的地面上移动，其通常包括一个或多个驱动轮13，以及驱动驱动轮13运动的驱动电机(图中未示出)。驱动轮13可以有多种设置方法，通常驱动轮13包括由驱动电机驱动的主动轮和辅助支撑主体10的辅助轮，主动轮的数量可以为1个，2个或者更多。在本实施例中，主动轮数量为两个。以图中割草机100的移动方向F作为前侧，与前侧相对的一侧为后侧，与前后侧相邻的两边分别为左右两侧，主动轮包括位于主体前部的左右主动轮，辅助轮位于主体后部，当然，在可选的实施例中，主动轮和辅助轮的位置可以替换设置。

本公开实施例中，视觉组件11在割草机100上的安装位置和拍摄角度等不限定，其能够有效拍摄周围的图像，例如可以拍摄割草机100前方的图像，或者拍摄割草机100侧方及后方的图像等。

在一具体的实施例中，视觉组件11设置于主体10前方，拍摄角度斜向下，采集割草机100移动方向上预定区域的图像，并识别图像中的目标信息，以基于目标信息执行相应动作。目标信息可以包括工作区域内的所有非草坪信息，以帮助割草机100在遇到非工作对象时，采取正确的应对措施。

示例性的，目标信息包括设置于充电站200上的充电指示信息，例如对接识别码。当割草机100需要充电时，按照预先设定的行走方式，沿边界线或者其他导向信号，行走至充电站200附近；通过视觉组件11成功采集到并识别到充电站200上设置的充电指示信息时，判断割草机100处于正确的停靠姿态，可以按照预先设置的对接完成停靠充电。

示例性的，目标信息还包括的沿边信息，当割草机100在工作区域内移动工作时，通过视觉组件11采集到并识别出边界线时，代表割草机100需要沿边界线行走或朝向远离边界线的方向转向，以避免割草机100越过边界线，造成安全隐患，此时，割草机100基于沿边信息执行预先设置的沿边工作。

示例性的，视觉组件11可识别工作区域内的障碍物或孤岛信息，当割草机100通过视觉组件11采集到并识别出障碍物或孤岛信息时，割草机100需要改变移动方向以进行避让。

本公开实施例中，补光组件12的安装位置也不做限制，具体地，补光组件12投射在工作环境上的照射范围覆盖了视觉组件11的视场角拍摄在工作环境上的视场范围，使得补光组件12能够为视觉组件11提供补充足够的光线。如此设置，使得视觉组件11采集的目标范围均能通过补光组件12补充光线，提高图像采集质量。

在一具体的实施例中，补光组件12设置于主体10前方，在视觉组件11工作光线不充足的条件下开启，并在视觉组件11工作光线充足的条件下关闭，以节省能源或带来额外的光污染。

示例性的，补光组件12的开启条件可为预设的光线强度条件，割草机100通过设置于其上的光线传感器实时监测工作环境的光线强度。当当前的光线强度不满足预设的视觉组件11正常工作所需的亮度范围时，启动补光组件12，为其补充光源。

可选的，补光组件12的开启条件可为预设的日出日落时间，割草机100通过预设的日出日落信息或通过实时网络，获取当天的日出日落信息，在日落时启动补光组件12为视觉组件补充光源；在日出时关闭补光组件12。此外，补光组件12也可以通过人为遥控或操作进行开启和关闭，在此不再详述。

在一具体的实施例中，补光组件12包括至少一个补光单元。优选的，补光组件12包括第一补光单元和第二补光单元，第一补光单元和第二补光单元沿平行于地面的方向，分别对称设置于主体10上。

进一步的，第一补光单元和第二补光单元可以选择性的开启其中一个进行工作，实现单侧的补光。执行前文所述的沿边工作时，任意开启割草机100左侧或右侧的补光单元，即可为视觉组件11提供良好的单侧补光效果，节约对能源的消耗。

一并参见图5，补光组件12包括支架121，第一补光单元和第二补光单元通过支架121连接至主体10。本公开实施例中，补光组件12通过支架121连接至主体10的方式不做限定，例如支架121可以按照预设的照射角度，固定的连接在主体10上，对固定的工作环境范围进行补光。在一较佳的实施例中，补光组件12通过支架121与主体10之间的连接为枢转连接，通过枢转连接，可实现补光组件12在与地面平行的水平方向上调节补光范围；或者调节补光组件12的出光面与地面之间的夹角，从而以方便的调节补光组件在工作区域上的照射区域，实现更加灵活全面的补光效果。

第一补光单元和第二补光单元的内部结构可以相同，也可以基于不同的补光需求，具有不同的结构。在一具体的实施例中，第一补光单元和第二补光单元均包括：灯壳122，驱动电路123，光源124，聚光器件125。灯壳122设置于支架121上，其形成有收容空间，收容空间的开口部形成补光组件12的出光面。驱动电路123，光源124以及聚光器件125收容于灯壳122形成的收容空间内。补光组件12通过割草机100的储能模块供电时，驱动电路123将储能模块的电能转化为驱动光源发光的电源模式。当然，也可为补光组件12单独设置一电源模块，为其自身供电。

光源124可以包括多种形式的发光单元，例如LED灯或荧光灯。优选的，光源124包括多个发光单元，其中发光单元的数量大于或等于预定值。所述预定值可以设置为大于等于3；即每个补光单元的光源124均包含不少于三个发光单元，以取得较佳的补光强度。多个发光单元沿补光单元的周向均匀设置。较佳的，第一补光单元和第二补光单元周向上至少包括6个发光单元；示例性的，请一并参见图6，第一补光单元和第二补光单元的光源124均包括9个发光单元，9个发光单元沿补光单元的周向，以矩阵形式均匀排列。

聚光器件125包括对应每个发光单元设置的碗型反射板，碗型反射板具有多方向的多个折射面，各个发光单元对应设置于碗型反射板的中心位置，发光单元发射的光线经碗型反射板多次反射后聚合，以利于提升光线强度。

示例性的，碗型反射板选择高亮镀铝材质，反射率设置为85％。

较佳的，补光组件12还包括位于出光面外侧的散射装置126，散射装置126被配置为对经过出光面的光束进行扩散；示例性的，散射装置126为透明散光板，以对应出光面的光束进行扩散；本公开其他实施方式中，散射装置126也可以由PC材质的面板加散光粉制成，在此不做赘述。通过设置散射装置126，以均匀经过出光面的光束亮度，避免明暗分界，进而提升自移动设备识别障碍物的概率，提升移动效率。

在一具体实施例中，补光组件12发出的光的色温处于4000开尔文至6000开尔文之间，在补光区域上的亮度不低于100流明，如此，调节补光区域的亮度为最优，避免割草机100误识别障碍物而停机或绕障。

在一具体实施例中，有效补光区域为出光面投影在地面的区域，优选的，目标区域位于主体10的正前方。这样设置，使得视觉组件11采集到的图像能够及时、真实的反应割草机100前方区域的情况，以便判断前方区域内的目标信息。

在一具体实施例中，有效补光区域包括远离割草机100的第一边界，补光组件12具有预设的补光参数，补光参数被配置为使第一边界距前轮的距离大于1.2m。即有效补光区域进行补光的范围，在割草机100的前进方向上，应大于1.2m，从而可以使割草机100识别前方信息后，留有充足的执行预先设定的工作的距离空间。补光参数通过对补光组件12设置满足要求的补光角度和发光单元数量来设定，通过对补光角度的调整，满足对割草机100前方补光范围的需求；通过对发光单元数量的调整，以满足对补光范围中光线亮度的要求，保证视觉组件11的识别效果。

优选的，补光组件12具有预设的补光参数，补光参数被配置为使第一边界距前轮的距离大于1.5m。即有效补光区域进行补光的范围，在割草机100的前进方向上，应大于1.5m，从而可以使割草机100识别前方信息后，留有充足的执行预先设定的工作的距离空间，同时可以给割草机100预留下足够的制动距离，避免割草机100越过工作区域，保证割草机100的安全性。

进一步的，有效补光区域包括远离自移动设备的第二边界，补光参数被配置为使第二边界距侧轮的距离在[20cm，25cm]区间内。可以帮助割草机100更好的寻找及识别边界线S，以及在识别到边界线S后，执行沿边行走工作。补光参数通过对补光组件12设置满足要求的补光角度和发光单元数量来设定，通过对补光角度的调整，满足对割草机100侧方补光范围的需求；通过对发光单元数量的调整，以满足对补光范围中光线亮度的要求，保证视觉组件11的识别效果。在本公开的其他较佳实施例方式中，区间[20cm，25cm]可以根据用户的需求进行调整，例如可以调整为[10cm，20cm]或[25cm，30cm]等，具体不做限制。

在一具体实施例中，补光组件12的出光面所在的平面，与地面的法线之间形成夹角α，夹角大于或等于60度。保证补光组件12发出的光可以覆盖自移动设备前方足够远的距离。

本公开提供的另一实施方式提供一种补光组件12，设置于割草机100上，割草机100上包括：主体10，在工作区域A的地面行走前进；视觉组件11，设置于主体10上，被配置为采集割草机100移动方向上预定区域的图像，并识别图像中的目标信息以基于目标信息执行相应动作；补光组件12，设置于主体10上，被配置为在预定条件下开启，向预定区域投射光束以于预定区域形成有效补光区域；

其中，目标信息包括非草信息，有效补光区域至少覆盖目标信息于预定区域的对应区域。

本实施方式提供的补光组件12的结构、实现方式及其工作原理可参照以上实施例，在此不再赘述。

本公开另一实施方式提供一种割草机100，其包括：主体10，在工作区域的地面行走前进；视觉组件11，设置于主体10上，被配置为采集割草机100移动方向上预定区域的图像，并识别图像中的目标信息以基于目标信息执行相应动作；补光组件12，设置于主体10上，被配置为在预定条件下开启，向预定区域投射光束以于预定区域形成有效补光区域；

有效补光区域包括远离割草机100的第一边界和第二边界，补光组件12具有预设的补光参数，补光参数被配置为使第一边界距前轮大于等于1.5m，使第二边界距左轮或右轮的距离在[20cm，25cm]区间内。

综上所述，本公开提供的割草机，通过补光组件为包括目标信息在内的预定区域进行补光，保证视觉组件在暗光环境下的识别效果，提高了割草机的稳定性和可靠性。

需要说明的是，“某体”、“某部”可以为对应“构件”的一部分，即“某体”、“某部”与该“构件的其他部分”一体成型制造；也可以与“构件的其他部分”可分离的一个独立的构件，即“某体”、“某部”可以独立制造，再与“构件的其他部分”组合成一个整体。本公开对上述“某体”、“某部”的表达，仅是其中一个实施方式，为了方便阅读，而不是对本公开的保护的范围的限制，只要包含了上述特征且作用相同应当理解为是本公开等同的技术方案。

需要说明的是，上述对本公开的一些实施方式进行了描述。其它实施方式在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施方式中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施方式的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施方式或者不同实施方式中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本公开实施方式的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本公开实施方式旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本公开实施方式的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种自移动设备，其特征在于，包括：

主体，在工作区域的地面行走前进；

视觉组件，设置于所述主体上，被配置为采集所述自移动设备移动方向上预定区域的图像，并识别所述图像中的目标信息以基于所述目标信息执行相应动作；

补光组件，设置于所述主体上，被配置为在预定条件下开启，向所述预定区域投射光束以于所述预定区域形成有效补光区域；

其中，所述目标信息包括非草信息，所述有效补光区域至少覆盖所述目标信息于所述预定区域的对应区域。

2.根据权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述补光组件还包括光源、出光面以及设于所述光源和所述出光面之间的光路上的聚光器件。

3.根据权利要求2所述的自移动设备，其特征在于，所述光源包括多个发光单元，其中，位于所述光源周向的发光单元的数量大于或等于预定值。

4.根据权利要求3所述的自移动设备，其特征在于，每个所述光源的周向上至少包括6个所述发光单元。

5.根据权利要求2所述的自移动设备，其特征在于，所述补光组件还包括位于所述出光面外侧的散射装置，所述散射装置被配置为对经过所述出光面的光束进行扩散。

6.根据权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述补光组件发出的光的色温处于4000开尔文至6000开尔文之间，在所述补光区域上的亮度不低于100流明。

7.根据权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述补光组件与所述主体枢转连接。

8.根据权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述有效补光区域包括远离所述自移动设备的第一边界，所述补光组件具有预设的补光参数，所述补光参数被配置为使所述第一边界距前轮大于1.2m。

9.根据权利要求8所述的自移动设备，其特征在于，所述有效补光区域包括远离所述自移动设备的第二边界，所述补光参数被配置为使所述第二边界距侧轮的距离在[20cm，25cm]区间内。

10.根据权利要求8或9所述的自移动设备，其特征在于，所述补光组件的出光面所在的平面，与所述地面的法线之间形成夹角，所述夹角大于或等于60度。

11.根据权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述目标信息包括设置于充电桩上的对接识别码，所述自移动设备被配置为基于所述对接识别码执行预先设置的对接动作。

12.根据权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述目标信息包括沿边信息，所述自移动设备被配置为基于所述沿边信息执行预先设置的沿边工作。

13.根据权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述补光组件包括第一补光单元和第二补光单元，所述第一补光单元和所述第二补光单元沿平行于地面的方向，分别对称设置于所述主体上。

14.一种补光组件，设置于自移动设备上，其特征在于：

所述自移动设备包括：主体，在工作区域的地面行走前进；

视觉组件，设置于所述主体上，被配置为采集所述自移动设备移动方向上预定区域的图像，并识别所述图像中的目标信息以基于所述目标信息执行相应动作；

补光组件，设置于所述主体上，被配置为在预定条件下开启，向所述预定区域投射光束以于所述预定区域形成有效补光区域；

其中，所述目标信息包括非草信息，所述有效补光区域至少覆盖所述目标信息于所述预定区域的对应区域。