KR20240015110A - 선형 레이저 모듈 및 셀프 모바일 디바이스 - Google Patents

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KR20240015110A
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linear laser
camera
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emitting device
module
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KR1020237045356A
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구앙 유
용지 롱
단 리우
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베이징 로보락 테크노로지 씨오. 엘티디.
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Abstract

본 발명은 선형 레이저 모듈 및 셀프 모바일 디바이스에 관한 것이며， 인텔리전트 단말 기술에 관한 것이다. 본 발명의 선형 레이저 모듈은 본체부; 상기 본체부에 설치된 제1 영상 수집 어셈블리; 및 제2 영상 수집 어셈블리를 포함하고, 상기 제1 영상 수집 어셈블리는 제1 카메라, 적어도 하나의 레이저 방출 장치 및 제1 영상 처리 모듈을 포함하고, 상기 레이저 방출 장치는 상기 제1 카메라 근처에 구비되며, 투영이 선형으로 되는 선형 레이저를 상기 본체부의 외부로 방출하도록 구성되고, 상기 제1 카메라는 선형 레이저를 포함하는 제1 환경 영상을 수집하도록 구성되고, 상기 제1 영상 처리 모듈은 상기 제1 환경 영상에 기초하여 장애물 거리 정보를 획득하도록 구성되고, 상기 제2 영상 수집 어셈블리는 제2 카메라 및 제2 영상 처리 모듈을 포함하고, 상기 제2 카메라는 제2 환경 영상을 수집하도록 구성되고, 상기 제2 영상 처리 모듈은 상기 제2 환경 영상에 기초하여 장애물 유형 정보를 획득하도록 구성된다.

Description

선형 레이저 모듈 및 셀프 모바일 디바이스
본 출원은, 2021년 06월 02일에 중국 특허청에 출원된 출원 번호 제202110615607.0호, "선형 레이저 모듈 및 셀프 모바일 디바이스"를 발명 명칭으로 하는 중국 특허 출원의 우선권을 주장하며, 상기 중국 특허 출원의 전체 내용은 참조로서 출원에 통합되어 본 출원의 일 부분으로 한다.
본 발명의 실시예는 선형 레이저 모듈 및 셀프 모바일 디바이스에 관한 것이다.
청소 로봇과 같은 셀프 모바일 디바이스는 청소, 걸레질, 진공 청소 등의 동작을 자동으로 수행할 수 있어 널리 사용된다. 청소 과정에서 셀프 모바일 디바이스는 현재 작업 경로에서 직면할 수 있는 장애물을 실시간으로 감지하고 해당 장애물 회피 동작을 수행한다. 하지만 현재의 셀프 모바일 디바이스는 장애물을 인식하는 정확도가 낮고 정확하게 회피하기가 어렵다.
상기 배경기술 부분에 개시된 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 따라서 당업자에게 공지된 선행기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수 있다는 점에 유의해야 한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 선형 레이저 모듈이 제공되며, 상기 선형 레이저 모듈은,
본체부； 상기 본체부에 설치된 제1 영상 수집 어셈블리; 및 제2 영상 수집 어셈블리를 포함하고,
상기 제1 영상 수집 어셈블리는 제1 카메라, 적어도 한 쌍의 레이저 방출 장치 및 제1 영상 처리 모듈을 포함하고, 상기 한 쌍의 레이저 방출 장치는 상기 제1 카메라의 양측에 설치되며 투영이 선형으로 되는 선형 레이저를 상기 본체부의 외부로 방출하도록 구성되고, 상기 제1 카메라는 선형 레이저를 포함하는 제1 환경 영상을 수집하도록 구성되고, 상기 제1 영상 처리 모듈은 상기 제1 환경 영상에 기초하여 장애물 거리 정보를 획득하도록 구성되고,
상기 제2 영상 수집 어셈블리는 제2 카메라 및 제2 영상 처리 모듈을 포함하고, 상기 제2 카메라는 제2 환경 영상을 수집하도록 구성되고, 상기 제2 영상 처리 모듈은 상기 제2 환경 영상에 기초하여 장애물 유형 정보를 획득하도록 구성된다.
본 발명의 일 예시적인 실시예에서, 상기 제1 영상 처리 모듈은 삼각거리측정법에 기초하여 장애물 거리 정보를 획득한다.
본 발명의 일 예시적인 실시예에서, 상기 제2 영상 처리 모듈은,
상기 제2 환경 영상으로부터 특징을 추출하여 특징 정보를 획득하도록 구성된 특징 추출 모듈； 및
상기 특징 정보를 사전 훈련된 장애물 인식 모델에 입력하여 장애물 유형 정보를 인식하도록 구성된 인식 모듈을 포함한다.
본 발명의 일 예시적인 실시예에서, 상기 제2 영상 처리 모듈은, 수집된 훈련 데이터를 이용하여 상기 장애물 인식 모델을 생성하도록 구성된 훈련 모듈을 더 포함한다.
본 발명의 일 예시적인 실시예에서, 상기 레이저 방출 장치는 적외선을 방출하도록 구성되고, 상기 제1 카메라는 적외선 카메라이고, 상기 제2 카메라는 RGB 카메라이다.
본 발명의 일 예시적인 실시예에서, 상기 제1 영상 수집 어셈블리는
상기 제1 카메라의 상기 본체부에서 멀어지는 일측에 설치되며 적외선만이 상기 제1 카메라로 입사되도록 구성되는 제1 필터 렌즈를 더 포함하고,
상기 제2 영상 수집 어셈블리는 상기 제2 카메라의 상기 본체부에서 멀어지는 일측에 설치되며 가시광만이 상기 제2 카메라로 입사되도록 구성되는 제2 필터 렌즈를 더 포함한다.
본 발명의 일 예시적인 실시예에서, 상기 본체부는 제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 상기 제2 단부를 연결하는 연결부를 포함하고,
상기 한 쌍의 레이저 방출 장치 각각은 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부에 설치되고, 상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라는 상기 연결부에 설치된다.
본 발명의 일 예시적인 실시예에서, 상기 선형 레이저 모듈은
상기 본체부에 구비되어 충전 파일과 통신 가능하게 연결되도록 구성된 파일 복귀 위치 결정 장치를 더 포함한다.
본 발명의 일 예시적인 실시예에서, 상기 파일 복귀 위치 결정 장치는 적외선 방출 장치 및 적어도 2개의 적외선 수신 장치를 포함하고, 상기 적외선 방출 장치는 상기 충전 파일로 적외선 신호를 전송하도록 구성되고, 상기 적어도 2개의 적외선 수신 장치는 상기 충전 파일로부터의 적외선 신호를 수신하도록 구성된다.
본 발명의 일 예시적인 실시예에서, 상기 제1 영상 수집 어셈블리 및 상기 제2 영상 수집 어셈블리는 메인 제어 유닛에 연결되고, 상기 메인 제어 유닛은 상기 제1 영상 수집 어셈블리 및 상기 제2 영상 수집 어셈블리로 작업 명령을 전송하도록 구성된다.
본 발명의 일 예시적인 실시예에서, 상기 레이저 방출 장치는,
선형 레이저를 생성하도록 구성된 선형 레이저 발생기； 및
레이저 구동 회로를 포함하고,
상기 레이저 구동 회로는 상기 메인 제어 유닛에 연결되고, 상기 레이저 구동 회로는 상기 메인 제어 유닛에 의해 전송된 작업 명령에 기초하여 상기 선형 레이저 발생기를 제어한다.
본 발명의 일 예시적인 실시예에서, 상기 레이저 구동 회로는
상기 메인 제어 유닛에 의해 전송된 제어 신호를 수신하고, 상기 제어 신호를 증폭하여 상기 레이저 발생기로 전송하여, 상기 레이저 발생기의 온 및 오프를 제어하도록 하는 제1 증폭 회로； 및
상기 메인 제어 유닛에 의해 전송된 조절 신호를 수신하고, 상기 조절 신호를 증폭하여 상기 레이저 발생기로 전송하여, 상기 선형 레이저 발생기의 발생 전력을 제어하도록 하는 제2 증폭 회로를 포함한다.
본 발명의 일 예시적인 실시예에서, 상기 제1 카메라의 광축은 수평 방향과 아래쪽으로 교차하고, 상기 제2 카메라의 광축은 수평 방향과 위쪽으로 교차한다.
본 발명의 일 예시적인 실시예에서, 상기 제1 카메라의 광축과 수평 방향이 이루는 끼인각은 7 도이고, 상기 제2 카메라의 광축과 수평 방향이 이루는 끼인각은 5 도이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 제공되는 셀프 모바일 디바이스는,
장치 본체；
상기 장치 본체에 설치되는 위 임의의 상기 선형 레이저 모듈； 및
상기 장애물 거리 정보 및 상기 장애물 유형 정보에 기초하여 상기 셀프 모바일 디바이스의 이동을 제어하는 장치 제어 모듈을 포함한다.
본 발명의 일 예시적인 실시예에서, 상기 셀프 모바일 디바이스는
상기 제1 영상 수집 어셈블리 및 상기 제2 영상 수집 어셈블리의 상기 본체부에서 멀어지는 일측에 설치되고, 상기 제1 영상 수집 어셈블리 및 상기 제2 영상 수집 어셈블리에 각각 대향하는 개구가 구비되어 있는 버퍼 컴포넌트를 더 포함하고；
상기 버퍼 컴포넌트에는 상기 개구 주변에 위치하는 보광 램프(fill-in light)가 구비된다.
전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 모두 예시적이고 설명적인 것일 뿐이며, 본 발명을 제한하지 않는다는 것이 이해되어야 한다.
본 명세서에 포함되고 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명과 일치하는 실시예를 예시하고 명세서와 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다. 분명한 것은 다음 설명의 도면은 본 발명의 일부 실시예일 뿐이며, 본 분야의 당업자라면 창의적인 노력 없이도 이들 도면을 기반으로 다른 도면을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 선택적 실시예에 따른 선형 레이저 모듈의 일부 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 선택적인 실시예에 따른 선형 레이저 모듈의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 선택적 실시예에 따른 버퍼 컴포넌트의 일부 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 선택적 실시예에 따른 선형 레이저 발생기의 작동 원리를 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 선택적 실시예에 따른 선형 레이저 발생기와 제1 카메라의 시야각 사이의 관계를 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 선택적 실시예에 따른 본체부의 일부 구조를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 선택적인 실시예에 따른 본체부의 일부 구조를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 선형 레이저 모듈의 선택적인 실시예의 블록도이다.
도 9는 본 발명에 따른 선형 레이저 모듈의 다른 선택적인 실시예의 블록도이다.
이제 첨부된 도면을 참조하여 예시적인 실시 형태를 보다 포괄적으로 설명한다. 그러나 예시적 실시 형태는 다양한 형태로 구현될 수 있으며 여기에 설명된 실시 형태로만 이해되어서는 안 되며, 반대로 이러한 실시 형태를 제공하여 본 발명이 포괄적이고 완전하도록 하고 예시적 실시 형태의 개념을 당업자에게 종합적으로 전달한다. 도면의 동일한 부호는 동일하거나 유사한 구조를 나타내므로 자세한 설명은 생략한다. 또한, 첨부 도면은 본 발명의 개략적인 도해일 뿐, 반드시 비례하여 그린 것은 아니다.
"하나", "일", "당해", "상기" 및 "적어도 하나"라는 용어는 하나 이상의 요소/구성요소/등의 존재를 나타내는 데 사용된다. "포함하다" 및 "갖는다"라는 용어는 개방형 포함을 나타내는 데 사용되고, 나열된 요소/구성요소/등 외에 추가 요소/구성요소/등이 있을 수 있음을 의미한다. 용어 "첫 번째", "두 번째" 등은 마커 용도로만 사용되며 개체 수에 대한 제한이 아니다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예는 셀프 모바일 디바이스에 적용 가능한 선형 레이저 모듈을 제공한다. 본 발명의 적어도 하나의 실시예는 셀프 모바일 디바이스를 더 제공한다. 상기 셀프 모바일 디바이스는 전술한 선형 레이저 모듈을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 셀프 모바일 디바이스는 청소 로봇, 걸레질 로봇, 바닥 닦기 로봇 또는 잡초 제거 로봇과 같은 지능형 청소 장치이다. 설명의 편의를 위해, 본 실시예에서는 청소 로봇을 예로 들어 본 발명의 기술적 솔루션을 설명한다.
도 1-도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 선택적 실시예에서, 셀프 모바일 디바이스는 장치 본체(200), 감지 시스템, 장치 제어 모듈, 구동 시스템, 청소 시스템, 에너지 시스템 및 인간-컴퓨터 인터랙션 시스템 등을 포함할 수 있다. 각 시스템은 서로 협력하여 셀프 모바일 디바이스가 자율적으로 이동하여 청소 기능을 수행할 수 있도록 한다. 셀프 모바일 디바이스 내의 전술한 각각의 시스템들은 장치 본체(200)에 일체로 제공된다.
장치 본체(200)는 대략 원형(전면 및 후면 모두 원형)을 가지며, 앞이 네모나고 뒤가 둥근 대략 D 자 형상을 포함하되 이에 제한되지 않는 다른 형상을 가질 수도 있다. 감지 시스템은 장치 본체(200)의 상부 또는 측면에 위치하는 선형 레이저 모듈을 포함한다. 장치 제어 모듈은 선형 레이저 모듈과 연결되어, 선형 레이저 모듈의 감지 결과에 따라 셀프 모바일 디바이스의 기능 제어를 수행한다.
본 발명의 실시예에서는 장치 본체(200) 상의 선형 레이저 모듈의 구체적인 위치가 제한되지 않는다. 예를 들어, 장치 본체(200)의 전면, 후면, 좌측, 우측, 상부, 중앙, 하부 등일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 또한, 선형 레이저 모듈은 장치 본체(200)의 높이 방향의 중간 위치, 상부 위치 또는 하부 위치에 배치된다.
본 발명의 일부 실시예에서는 셀프 모바일 디바이스가 전방으로 이동하여 작업을 수행하는데, 전방의 환경 정보를 보다 잘 감지하기 위해 선형 레이저 모듈이 장치 본체(200)의 전면에 배치되고, 전면은 셀프 모바일 디바이스가 앞으로 전진하는 동안 장치 본체(200)가 향하는 일측이다.
본 발명의 일부 실시예에서, 셀프 모바일 디바이스는 충전 파일을 더 포함할 수도 있으며, 충전 파일은 장치 본체(200)와 결합되거나 분리되기에 적합하도록 구성된다. 예를 들어, 장치 본체(200)의 충전이 필요한 경우 충전 파일과 도킹하여 충전한다. 장치 본체(200)가 청소할 때에는 충전 파일과 분리하여 청소작업을 수행한다. 충전 파일은 적외선 방출 장치를 포함하고 근거리 적외선 신호와 같은 적외선 신호를 방출하도록 구성된다. 선형 레이저 모듈은 충전 파일과 통신 가능하게 연결되는 파일 복귀 위치 결정 장치(190)를 더 포함한다. 파일 복귀 위치 결정 장치(190)는 본체부(140)에 구비되고, 파일 복귀 위치 결정 장치(190)는 충전 파일에서 방출되는 적외선 신호를 수신하도록 구성된다.
본 발명의 일부 실시예에서, 선형 레이저 모듈은 파일 복귀 위치 결정 장치(190)를 포함한다. 선형 레이저 모듈이 설치된 장치 본체(200)의 충전이 필요한 경우, 상기 장치 제어 모듈은 파일 복귀 위치 결정 장치(190)를 제어하여 충전 파일 근처의 적외선 신호를 탐색하여, 파일 복귀 위치 결정 장치(190)가 적외선 신호를 수신하면 적외선 신호에 따라 장치 본체(200)를 충전 파일에 도킹하도록 유도한다. 또한, 파일 복귀 위치 결정 장치(190)는 적외선 신호를 방출하는 적외선 방출 장치(150)를 더 포함한다. 장치 본체(200)가 충전 파일과 도킹에 성공하면, 장치 제어 모듈은 적외선 방출 장치(150)를 제어하여 충전 파일로 적외선 신호를 방출하여 장치 본체(200)를 충전하도록 한다.
예를 들어, 파일 복귀 위치 결정 장치(190)는 적외선 수신 장치(160) 및 적외선 방출 장치(150)를 포함한다. 여기서, 적외선 수신 장치(160)는 적외선 신호를 수신하도록 구성된다. 적외선 방출 장치(150)는 적외선 신호를 방출하도록 구성된다. 본 발명의 일부 실시예에서, 적외선 수신 장치(160), 적외선 방출 장치(150), 제1 카메라(120), 제2 카메라(130), 선형 레이저 방출 장치(110)는 모두 본체부(140)에 설치되어 감지 시스템의 모듈형 설계가 구현되어, 조립 및 유지 관리가 쉬워진다.
또한, 파일 복귀 위치 결정 장치(190)의 적외선 수신 장치(160)는 적어도 2개의 적외선 감지기를 포함한다. 상기 적어도 2개의 적외선 감지기는 장치 본체의 가로 방향을 따라 장치 본체의 상부에 균일하게 배치된다. 이러한 배치는 적외선 수신 장치(160)가 근거리(near-field) 적외선 신호를 수신하는 신뢰성을 확보하고, 장치 본체(200)와 충전 파일 사이의 통신 연결의 신뢰성을 확보하는데 유리하다. 본 발명의 일부 실시예에서, 상기 적외선 수신 장치는 임의의 수의 적외선 감지기를 포함할 수 있다. 파일 복귀 위치 결정 장치(190)의 적외선 방출 장치(150)는 적어도 하나의 적외선 램프를 포함한다. 적외선 수신 장치(160)와 적외선 방출 장치(150)는 요구 사항을 충족하는 다른 위치에도 배치될 수 있으며, 본 발명에서는 구체적인 제한을 하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 장치 제어 모듈은 장애물 거리 정보 및 장애물 유형 정보에 따라 셀프 모바일 디바이스의 이동을 제어하도록 구성된다. 상기 장애물 거리 정보는 장애물이 셀프 모바일 디바이스로부터 떨어된 거리를 나타낸다. 장치 제어 모듈은 메인 제어 유닛(003)과 직접 연결될 수 있으며, 메인 제어 유닛(003)이 제1 환경 영상 및 제2 환경 영상을 처리한 후 획득한 장애물 거리 정보 및 장애물 유형 정보를 직접 획득할 수 있다. 또는, 장치 제어 모듈은 메모리를 통해 메인 제어 유닛(003)과 연결될 수도 있으며, 메인 제어 유닛(003)에서 획득된 장애물 거리 정보 및 장애물 유형 정보는 상기 메모리에 저장될 수 있다. 장치 제어 모듈은 메모리에 저장된 장애물 거리 정보 및 장애물 유형 정보를 직접 호출할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 장치 제어 모듈 및 메인 제어 유닛(003)은 2개의 독립적인 회로일 수 있다. 예를 들어, 장치 제어 모듈과 메인 제어 유닛(003)은 두 개의 독립적인 칩일 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서, 장치 제어 모듈 및 메인 제어 유닛(003)은 동일한 회로에 통합될 수 있다. 예를 들어, 장치 제어 모듈 및 메인 제어 유닛(003)은 동일한 칩에 통합될 수 있다. 상기 칩의 유형은 각각의 기능을 달성할 수 있는 한 여기서 특별히 제한되지 않는다.
본 발명의 일부 실시예에서, 장치 본체(200)에는 롤러, 크롤러 등의 이동 메커니즘이 구비될 수도 있고, 장치 제어 모듈은 이동 메커니즘을 제어하여 셀프 모바일 디바이스의 이동을 실현할 수도 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 셀프 모바일 디바이스는 버퍼 컴포넌트(170)를 더 포함한다. 버퍼 컴포넌트(170)는 장치 본체(200)의 전면에 배치되고, 선형 레이저 모듈은 버퍼 컴포넌트(170)와 장치 본체(200) 사이에 위치한다. 즉, 제1 카메라(120), 제2 카메라(130), 선형 레이저 방출 장치(110), 파일 복귀 위치 결정 장치(190)는 버퍼 컴포넌트(170)와 장치 본체(200) 사이에 위치하여 버퍼 컴포넌트(170)로 하여금 제1 카메라(120), 제2 카메라(130), 선형 레이저 방출 장치(110) 및 파일 복귀 위치 결정 장치(190)에 대해 일정한 보호 역할을 수행하여 제1 카메라(120), 제2 카메라(130), 선형 레이저 방출 장치(110), 파일 복귀 위치 결정 장치가 손상되지 않도록 보호한다. 이는 제1 카메라(120), 제2 카메라(130), 선형 레이저 방출 장치(110), 파일 복귀 위치 결정 장치(190)의 성능 향상에 유리하다. 제1 카메라(120), 제2 카메라(130)와 대향되는 버퍼 컴포넌트(170) 위치에 윈도우(171)가 구비되어 외부 환경광이 제1 카메라(120)와 제2 카메라(130)에 입사되도록 한다. 이를 통해 선형 레이저 방출 장치(110)와 대향되는 버퍼 컴포넌트(170) 위치에 윈도우가 구비되어 선형 레이저 방출 장치(110)에서 방출된 레이저가 버퍼 컴포넌트(170)를 통해 외부로 방출하도록 한다. 파일 복귀 위치 결정 장치(190)와 대향되는 버퍼 컴포넌트(170) 위치에 윈도우가 구비되어 파일 복귀 위치 결정 장치(190)가 적외선 신호를 수신하고 적외선 신호를 방출하도록 하여 선형 레이저 모듈의 작동 신뢰성을 보장한다.
버퍼 컴포넌트(170)는 장치 본체(200)의 충돌판에 해당하다고 이해할 수 있다. 선형 레이저 모듈을 본체부에 설치하는 경우, 먼저 제1 카메라(120), 제2 카메라(130) 및 선형 레이저 방출 장치(110)가 장착된 본체부(140)를 장치 본체(200)에 장착한 후， 버퍼 컴포넌트(170)（예: 충돌판）를 본체부(140) 또는 장치 본체(200)에 연결시킨다.
본 발명의 일부 실시예에서, 버퍼 컴포넌트(170)는 충돌판(172) 및 탄성부재를 포함한다. 충돌판(172) 및 본체부(140)는 탄성부재를 통해 연결된다. 선형 레이저 모듈은 충돌판(172) 내측에 설치된다. 탄성부재의 설치는 버퍼 컴포넌트(170)가 장애물과 충돌할 때 충돌판(172)이 장치 본체(200) 및 선형 레이저 모듈에 작용하는 힘을 줄이고 특정 완충 효과를 발휘하여 장애물에 의한 장치 본체 및 선형 레이저 모듈의 손상을 더욱 줄일 수 있다. 충돌판(172) 외부에 고무쿠션층을 설치함으로써, 버퍼 컴포넌트(170)가 장애물과 충돌할 때 고무쿠션층이 장애물과 직접 접촉하게 된다. 즉, 고무쿠션층이 충돌판(172)에 대해 훌륭한 보호 역할을 하게 된다. 또한 고무쿠션층은 탄성부재로서 완충역할을 더 할 수 있다. 즉, 본 발명은 탄성부재 및 고무쿠션층을 이용하여 버퍼 컴포넌트(170)를 2중 완충효과를 갖도록 함으로써, 장애물로 인해 장치 본체(200)와 선형 레이저 모듈이 파손될 가능성을 대폭 감소시키고, 셀프 모바일 디바이스의 신뢰성을 향상시킨다. 구체적으로, 탄성부재는 탄성기둥 및/또는 스프링이며, 요구사항을 충족하는 다른 탄성부재일 수도 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 셀프 모바일 디바이스는 보광 램프(180) 및 주변광 센서를 더 포함하며, 주변광 센서는 주변광의 휘도를 감지하도록 구성된다. 보광 램프(180)는 버퍼 컴포넌트(170) 상에 설치되고, 제2 카메라(130)에 대응하는 윈도우(171)에 근접한다. 이로써 주변광이 약하여 제2 카메라(130)가 선명하고 정확하게 환경 영상을 촬영할 수 없는 경우, 즉, 현재 주변광이 제2 카메라(130)의 노출 동작을 만족시키지 못하는 상황에 보광 램프(180)를 사용하여 보광(fill the light)하고, 제2 카메라(130)의 촬영 요구를 충족시켜 제2 카메라(130)가 환경 영상을 선명하고 정확하게 캡처할 수 있도록 보장하고 장애물 인식의 정확도를 향상시킨다.
도 8에 도시된 바와 같이, 선형 레이저 모듈은 본체부(140) 및 제1 영상 수집 어셈블리(001)를 포함하며, 여기서 제1 영상 수집 어셈블리(001)는 본체부(140)에 배치된 제1 카메라(120), 적어도 하나의 선형 레이저 방출 장치(110) 및 제1 영상 처리 모듈(011)을 포함한다. 상기 적어도 하나의 선형 레이저 방출 장치(110)는 제1 카메라(120) 근처에 위치하며, 투영이 선형으로 되는 선형 레이저를 방출하도록 구성된다. 제1 카메라(120)와 상기 적어도 하나의 선형 레이저 방출 장치(110)는 함께 협력하여 작동하여 제1 환경 영상을 수집하도록 구성된다. 제1 영상 처리 모듈(011)은 제1 환경 영상에 기초하여 장애물 거리 정보를 획득하도록 구성된다. 상기 장애물 거리 정보는 제1 환경 영상 촬영 시 상기 제1 카메라와 장애물 사이의 거리를 나타낸다. 상기 적어도 하나의 선형 레이저 방출 장치(110)는 본체부(140)에 이동 가능하게 연결되고 및/또는 본체부(140)는 이동 가능한 구조이므로, 선형 레이저 방출 장치(110)의 방위각 및 회전 각도가 조절 가능하다.
본 발명의 실시예에서 제공하는 선형 레이저 모듈은 제1 카메라(120)와 상기 적어도 하나의 선형 레이저 방출 장치(110)가 서로 협력하여 장치 본체(200) 전방의 장애물이나 지형을 인식하여 해당 장애물 회피 동작 또는 청소 동작을 수행한다. 선형 레이저 방출 장치를 본체부(140)에 이동 가능하게 연결함으로써, 본체부(140)에 대한 레이저 방출 장치의 위치를 조절하여 선형 레이저 방출 장치의 방위각 및 회전 각도를 조절 가능하다. 본체부(140)는 이동 가능한 구조이므로, 본체부(140)의 각 컴포넌트의 상대적인 위치를 조절함으로써 선형 레이저 방출 장치의 방위각 및 회전 각도를 조절 가능하다. 또한 선형 레이저 방출 장치가 본체부(140)에 이동 가능하게 연결되며 본체부(140)가 이동 가능한 구조이므로, 본체부(140)에 대한 선형 레이저 방출 장치의 위치를 조절함으로써 본체부(140)의 각 컴포넌트의 상대적인 위치를 조절하고, 선형 레이저 방출 장치(110)의 방위각 및 회전 각도를 조절 가능하다. 따라서, 선형 레이저 방출 장치(110)를 본체부(140)에 조립할 때, 선형 레이저 방출 장치(110)에서 방출되는 선형 레이저의 조사각도와 조사범위를 조절하여 빠르고 편리하게 선형 레이저 방출 장치(110)에서 방출되는 선형 레이저가 수평면에 수직되도록 하며 상기 선형 레이저가 제1 카메라(120)의 시야 내에 위치하도록 한다. 이러한 구조는 조립 작업을 단순화하고 조립 효율성을 향상시키는 데 도움이 된다.
또한, 상기 적어도 하나의 선형 레이저 방출 장치(110)의 방위각을 합리적으로 조절함으로써 선형 레이저가 제1 카메라(120)의 시야 내에 위치하도록 하여 제1 카메라(120)가 선형 레이저 방출 장치에서 방출된 후 장애물에 의해 반사된 반사광을 정확하고 종합적으로 캡처할 수 있도록 확보할 수 있으며, 제1 카메라(120)가 획득한 환경 영상의 정확성과 포괄성을 향상시킨다. 제1 카메라(120) 근처에 배치된 상기 적어도 하나의 선형 레이저 방출 장치(110)의 방위각을 조절한 후, 상기 선형 레이저 방출 장치가 접착 및 고정되는 것으로 이해될 수 있다. 상기와 같이 선형 레이저 방출 장치의 회전각도를 합리적으로 조절함으로써 선형 레이저가 수평면에 대해 수직이 되도록 하여 거리 측정 범위를 향상시키는데 유리하다.
상기 적어도 하나의 선형 레이저 방출 장치(110)는 본체부(140)에 이동 가능하게 연결되어 본체부(140)에 대한 선형 레이저 방출 장치(110)의 위치를 조절함으로써 선형 레이저 방출 장치(110)의 방위각 및 회전 각도를 조절할 수 있다. 본체부(140)는 이동 가능한 구조이며 본체부(140)의 각 컴포넌트의 상대적인 위치를 조절함으로써 상기 적어도 하나의 선형 레이저 방출 장치(110)의 방위각 및 회전 각도를 조절할 수 있다. 상기 적어도 하나의 선형 레이저 방출 장치(110)는 본체부(140)에 이동 가능하게 연결되고 본체부(140)는 이동 가능한 구조이므로 본체부(140)에 대한 상기 적어도 하나의 선형 레이저 방출 장치(110)의 위치를 조절하며, 본체부(140)에 대한 각 컴포넌트의 상대적인 위치를 조절함으로써, 상기 적어도 하나의 선형 레이저 방출 장치(110)의 방위각 및 회전 각도를 조절할 수 있다. 본 발명에서 제공하는 실시예에서는 상기 적어도 하나의 선형 레이저 방출 장치(110)의 방위각 및 회전 각도를 서로 다른 방식으로 조절할 수 있어, 본체부(140)의 서로 다른 구조 및 상기 적어도 하나의 선형 레이저 방출 장치(110)와 본체부(140) 사이의 상이한 연결에 대한 요건이 충족될 수 있도록 한다.
또한, 상기 적어도 하나의 선형 레이저 방출 장치(110)는 투영이 선형으로 되는 선형 레이저를 방출하도록 구성된다. 예를 들어, 상기 적어도 하나의 선형 레이저 방출 장치가 레이저 평면을 외부로 방출하면 레이저 평면이 장애물에 도달한 후 장애물 표면에 하나의 선형 레이저가 형성되며, 상기 선형 레이저를 통해 환경 영상이 획득된다. 도 1에 도시된 평면 AOB는 선형 레이저 방출 장치(110)에서 방출된 레이저 평면을 나타내며, 수직면이다. 도 4에 도시된 평면 ABF 및 평면 CDE 각각은 제1 선형 레이저 방출 장치(110) 및 제2 선형 레이저 방출 장치(111)에서 방출된 레이저 평면을 나타내며, 여기서, 선분 AB 및 선분 CD는 선형 레이저를 나타낸다. 본 발명의 일부 실시예에서, 선형 레이저 방출 장치는 레이저 튜브일 수 있으며, 선형 레이저 방출 장치는 요구 사항을 충족하는 다른 구조일 수도 있음을 이해할 수 있으며, 본 발명은 이를 특별히 제한하지 않는다. 제1 선형 레이저 방출 장치(100) 및 제2 선형 레이저 방출 장치(110)의 방출 방향（예를 들어, 셀프 모바일 디바이스의 주행 방향）으로 웨이브 미러가 마련될 수 있음을 이해할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서, 웨이브 미러는 오목 렌즈이다. 예를 들어, 레이저 튜브 앞에 오목 렌즈를 놓으면, 레이저 튜브는 특정 파장의 빛(적외선 등)을 방출하고, 오목 렌즈를 통과한 후 발산하는 광으로 되어 광학 경로에 수직인 평면에 직선이 형성된다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 선형 레이저 모듈은 제1 카메라(120)의 양측에 각각 배치된 두 개의 선형 레이저 방출 장치(110)를 포함한다. 제1 카메라(120)와 선형 레이저 방출 장치는 함께 협력하여 작동한다. 즉, 상기 2개의 선형 레이저 방출 장치(110)는 모두 수평면에 수직하고 상기 제1 카메라(120)의 시야 내에 위치하는 선형 레이저를 방출하며, 제1 카메라(120)에 의해 수집된 제1 환경 영상은 상기 2개의 선형 레이저 방출 장치에서 방출된 후 장애물에 의해 반사된 선형 레이저이다. 제1 환경 영상에 기초하여 장애물 거리 정보를 획득할 수 있으며, 장애물과 장치 본체(200) 또는 선형 레이저 모듈 사이의 거리를 측정하여 대응하는 장애물 회피 동작을 수행할 수도 있다.
본 실시예에서는 본체부(140)에 대한 상기 2개의 선형 레이저 방출 장치(110)의 장착 위치 및 장착 각도를 합리적으로 조절하거나, 및/또는 본체부(140)의 각 컴포넌트의 상대적인 위치를 조절함으로써 상기 2개의 선형 레이저 방출 장치(110)의 회전 각도 및 방위각을 조절한다. 여기서, 상기 2개의 선형 레이저 방출 장치(110)의 회전 각도를 조절하여 선형 레이저가 수평면에 수직하도록 한다. 상기 2개의 선형 레이저 방출 장치(110)의 방위각을 조절하고, 상기 2개의 선형 레이저 방출 장치에서 방출되는 선형 레이저와 제1 카메라(120)의 광축 사이의 각도를 조절하여 선형 레이저가 제1 카메라(120)의 시야 범위 내에 위치하도록 한다. 그 다음, 제1 카메라(120) 양측에 위치한 선형 레이저 방출 장치(110)의 방위각을 조절하여 양측의 선형 레이저 방출 장치(110)에서 방출되는 선형 레이저의 제1 카메라(120)의 시야 내에서의 교점을 결정한다. 즉, 양측의 선형 레이저 방출 장치를 접착 및 고정함으로써 장치 본체(200) 전방의 장애물까지의 거리를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 도 4는 선형 레이저 발생기의 작동 원리에 대한 개략도이다. 여기서, 문자 P는 제1 카메라(120)를 나타내고 문자 E 및 F는 제1 카메라(120)의 양쪽(또는 둘레)에 위치한 레이저 발생기(110)를 나타낸다. PM 및 PN은 제1 카메라(120)의 수평 시야의 두 경계를 나타낸다. 즉 ∠MPN은 제1 카메라(120)의 수평 시야각을 나타낸다. 제1 선형 레이저 방출 장치(100)는 레이저 평면 FAB를 외부로 방출하고, 제2 레이저 방출 장치(110)는 레이저 평면 ECD를 외부로 방출하고, 레이저 평면 FAB 및 ECD는 장애물에 도달한 후 장애물의 표면에 하나의 선형 레이저를 형성한다. 즉, 도 4에 도시된 선분 AB 및 선분 CD를 형성한다. 선형 레이저 발생기에서 방출되는 선형 레이저 선분 AB 및 선분 CD는 제1 카메라의 시야 범위 내에 있기 때문에 선형 레이저는 제1 카메라의 시야각에서 물체의 윤곽, 높이 및/또는 너비 등 정보를 감지하는 데 도움이 될 수 있다. 제1 카메라(120)는 선형 레이저에 의해 감지된 제1 환경 영상을 수집할 수 있다.
또한, 메인 제어 유닛(003)은 제1 영상 수집 어셈블리(001)로 작업 명령을 전송하도록 구성된다. 예를 들어, 메인 제어부(003)는 제1 카메라(120)에서 수집된 제1 환경 영상에 기초하여 선형 레이저 모듈 또는 선형 레이저 모듈이 위치한 장치 본체(200)로부터 전방의 장애물까지의 거리를 산출할 수 있다. 예를 들어, 삼각거리측정법을 이용하여 선형 레이저 모듈이나 장치 본체(200)와 그 앞의 장애물 사이의 거리를 계산할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 도 5는 도 4에 도시된 실시예의 한 시각의 개략도이다. 여기서, 문자 P는 제1 카메라(120)를 나타내고, 문자 E 및 F는 제1 카메라(120) 양측에 위치하는 선형 레이저 방출 장치(110)를 나타내고, A 점은 선분 AB의 수평면 상의 투영을 나타내고, D 점은 선분 CD의 수평면상의 투영을 나타낸다. ∠MPN은 제1 카메라(120)의 수평 시야각을 나타내고, O 점은 선형 레이저 방출 장치(110)에서 방출된 선형 레이저와 제1 카메라(120)의 광축의 교점을 나타낸다. F 점에 위치한 제2 선형 레이저 발생기(110)를 예로 들면, 선형 레이저 방출 장치(110) 및 제1 카메라(120)가 모두 본체부(140)에 고정 장착되는 경우, 제1 카메라(120)의 초점 거리를 알 수 있고, 선형 레이저 발생기F의 방출 각도, 즉 직선 FA와 광축 PO 사이의 각도가 알려져 있고, 선분 OP의 길이가 알려져 있다. 제2 선형 레이저 발생기(110)와 제1 카메라(120)의 영상 평면 사이의 거리가 알려져 있다. 장애물 상의 A 점을 제1 카메라(120)가 수집한 제1 환경 영상 중의 영상 A'로 정의한다. A’ 점은 제1 카메라(120)의 광축 PO보다 어느 정도 어긋나며, 이 어긋남량은 이미 알고 있기 때문에 삼각형 유사 원리에 기초하여 위에서 언급한 알려진 조건과 결합하여 A와 F 사이의 거리를 측정할 수 있으며, 즉 장애물과 선형 레이저 방출 장치(110) 사이의 거리를 얻을 수 있다. 선형 레이저가 장애물에 반사된 후 제1 카메라(120)에 의해 수집된 선분의 변형 특성을 토대로 전방 지형 상황을 판단하여 장애물 회피 동작을 수행하거나 청소 동작을 계속하는 등 어떤 동작을 수행할지 판단할 수도 있음을 이해할 수 있다.
본 발명이 제공하는 몇몇 실시예에서, 제1 카메라(120)의 개수는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 제1 카메라(120)의 개수는 1개, 2개, 3개 또는 요구 사항에 부합하는 다른 개수일 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 선형 레이저 방출 장치(110)의 개수에 특별히 제한은 없으며, 예를 들어, 선형 레이저 방출 장치(110)가 2 개 또는 2개 이상일 수도 있음을 이해할 수 있다. 제1 카메라(120)의 각 측면에 배치되는 선형 레이저 방출 장치(110)의 수에 제한은 없으며, 제1 카메라(120)의 각 측면에 배치되는 선형 레이저 방출 장치(110)의 수는 1개, 2개 또는 다수일 수 있다. 또한 제1 카메라(120) 양측의 선형 레이저 방출 장치(110)의 개수는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 제1 카메라(120)의 어느 측면의 선형 레이저 방출 장치(110)가 다수인 경우, 다수의 선형 레이저 방출 장치(110)는 좌우 또는 상하로 분포될 수 있는 것으로 이해될 수 있으나, 이에 대해 특별히 한정하지는 않는다.
또한, 일부 실시예에서, 제1 카메라(120)는 장치 본체(200) 전방의 장애물의 거리를 측정하여 장애물 거리 정보를 획득할 수 있을 뿐만 아니라, 장애물의 유형을 인식하여 장애물의 유형 정보를 획득할 수도 있다. 예를 들어, 제1 카메라(120)는 이러한 타이밍 차이를 이용하여 장애물의 거리를 측정하고, 장애물의 유형을 각각 인식하는 데 사용된다. 예를 들어, 메인 제어 유닛(003)은 먼저 제1 카메라(120)가 수집한 제1 환경 영상에 기초하여 장애물의 유형을 판단하여 장애물의 유형에 기초하여 장치 본체(200)가 장애물 회피 동작을 수행해야 하는지 여부를 판단하고, 장치 본체(200)가 장애물 회피 동작을 수행해야 한다고 판단되면 메인 제어 유닛(003)은 제1 카메라(120)가 수집한 제2 환경 영상에 기초하여 장애물의 거리를 결정하고 장애물 거리 정보를 획득함으로써 대응되는 장애물 회피 동작을 수행하도록 한다. 장치 본체(200)가 장애물 회피 동작을 수행할 필요가 없다고 판단하면 셀프 모바일 디바이스는 이전 동작을 계속 수행함으로써, 셀프 모바일 디바이스가 장애물을 회피하기 위한 오작동 가능성을 줄인다.
본 발명에 따른 몇몇 실시예에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 선형 레이저 방출 장치(110)는 본체부(140)에 이동 가능하게 연결되고, 본체부(140)는 이동 가능한 구조이다. 본 발명의 일부 실시예에서, 본체부(140)는 본체(141)와 연결 부재(143)를 포함한다. 제1 카메라(120)는 본체(141)에 설치되고, 선형 레이저 방출 장치(110)는 연결 부재(143)를 통해 본체(141)에 연결된다. 여기서, 연결 부재(143)에 관통공이 구비되고, 관통공을 통해 선형 레이저 방출 장치(110)는 연결 부재(143)를 관통하고, 또한, 선형 레이저 방출 장치(110)는 연결 부재(143)에 회전 가능하게 연결된다. 즉, 선형 레이저 방출 장치(110)는 연결 부재(143)의 관통공 내에서 회전할 수 있으며, 선형 레이저 방출 장치(110)의 회전 각도를 조절하여 선형 레이저가 수평면에 수직이 되도록 하여 거리 측정 범위를 확장한다. 연결 부재(143)는 본체(141)에 이동 가능하게 연결된다. 예를 들어, 연결 부재(143)는 본체(141)에 대해 수평 방향으로 회전할 수 있다. 즉, 연결 부재(143)는 본체(141)에 대한 회전축은 수직 방향의 직선이다. 이로써 연결 부재(143)가 선형 레이저 방출 장치(110)를 수평면에서 본체(141)에 대해 상대적으로 회전시킴으로써, 선형 레이저 방출 장치(110)의 방위각을 조절할 수 있으며, 선형 레이저 방출 장치(110)에서 방출된 선형 레이저가 제1 카메라(120의 시야 내에 위치하도록 한다.
선형 레이저 방출 장치(110)는 연결 부재(143)에 대해 회전 가능하며 연결 부재(143)는 본체(141)에 대해 이동 가능하므로 조립 과정에서 선형 레이저 방출 장치(110)가 연결 부재(143)의 관통공에서 적절한 위치로 회전함으로써 선형 레이저 방출 장치(110)의 회전 각도를 조절할 수 있다. 즉, 선형 레이저 방출 장치(110)의 조절이 구현될 수 있다. 연결 부재(143)를 본체(141)에 대해 적절한 위치로 회전시킴으로써 선형 레이저 방출 장치(110)의 방위각을 조절할 수 있으며, 즉, 선형 레이저 방출 장치(110)와 제1 카메라(120)를 조절할 수 있으며 조작이 간단하다. 선형 레이저 방출 장치(110)의 회전 각도 및 방위각 조절이 완료된 후에는 고정장치를 이용하여 연결 부재(143), 본체(141), 선형 레이저 방출 장치(110)를 고정적으로 연결시킬 수 있으며, 본딩제, 접착제 등을 사용하여 단부(142), 본체(141), 선형 레이저 방출 장치(110)를 고정시키며 조작이 간단하다.
본 발명의 일 실시예에서, 또한, 본체(141)에 위치 결정 홈(144)이 구비되며, 연결 부재(143)에 위치 결정 홈(144)에 적합한 돌출 구조(145)가 구비된다. 연결 부재(143)는 돌출 구조(145)를 통해 위치 결정 홈(144) 내에서 수평 회전한다. 예를 들어, 돌출 구조(145)는 수직방향으로 돌출되어 연결 부재(143)가 본체(141)에 대해 수평 방향으로 회전 가능하게 된다. 즉, 연결 부재(143)의 본체(141)에 대한 회전축은 수직 방향의 직선이다. 따라서, 연결 부재(143)의 돌출 구조(145)는 본체(141)의 위치 결정 홈(144) 내에서 수평 회전하므로, 본체(141)에 대해 돌출 구조(145)를 회전축으로 하여 수평 방향으로 회전하도록 선형 레이저 방출 장치(110)를 구동할 수 있으며, 또한, 선형 레이저 방출 장치(110)에서 방출된 선형 레이저가 제1 카메라(120)의 시야 내에 위치하여 선형 레이저 발생기(110)와 제1 카메라(120)의 디버깅을 구현하고 구조가 간단하고 조작이 쉽다. 위치 결정 홈(144)은 원형 위치 결정 홈， 돌출 구조(145)는 원통형 돌출 구조이다. 원형 위치 결정 홈 및 원통형 돌출 구조 사이의 협력을 통해 연결 부재(143)의 본체(141)에 대한 회전의 유연성과 신뢰성을 향상시킨다. 위치 결정 홈(144)은 또한 요구 사항을 충족하는 다른 형상의 홈 구조일 수도 있다는 것이 이해될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 선형 레이저 방출 장치(110)는 원통형이고, 선형 레이저 방출 장치(110)의 외주측에 제1 계단 구조(111)가 구비되고, 본체부(140)에 선형 레이저 방출 장치(110)를 장착하기 위한 장착 홈이 구비된다. 장착 홈의 내벽에 제2 계단 구조(149)가 구비된다. 제1 계단 구조(111) 및 제2 계단 구조(149)의 서로 협력에 따라 선형 레이저 방출 장치(110)의 축 방향을 따른 이동을 제한할 수 있으며 조립 효율성을 향상시키는 데 도움이 된다.
본 발명의 일부 실시예에서, 선형 레이저 방출 장치(110)는 본체부(140)에 이동 가능하게 연결되고, 본체부(140)는 이동 가능한 구조이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본체부(140)는 본체(141) 및 본체(141) 양측이 위치하는 단부(142)를 포함한다. 제1 카메라(120)는 본체(141)에 구비되며 선형 레이저 방출 장치(110)는 단부(142)에 구비된다. 본 발명의 일부 실시예에서, 각각의 단부(142)는 본체(141)에 피봇식으로 연결되며, 예를 들어 단부(142)와 본체(141)가 힌지 연결되어, 단부(142)가 본체(141)에 대해 회전할 수 있고, 선형 레이저 방출 장치(110)는 단부(142)에 회전 가능하게 연결된다. 예를 들어 선형 레이저 방출 장치(110)는 원통형이고, 선형 레이저 방출 장치(110)는 단부(142)의 장착 홈에 대해 회전할 수 있고, 선형 레이저 방출 장치(110)의 회전 각도를 조절하여 선형 레이저가 수평면에 수직이 되며 거리 측정 범위를 확장할 수 있다. 선형 레이저 방출 장치(110)가 단부(142)에 장착되며 단부(142)가 본체(141)에 대해 회전할 수 있으므로 선형 레이저 방출 장치(110)의 방위각을 조절할 수으며 선형 레이저 방출 장치(110)에서 방출된 선형 레이저가 제1 카메라(120)의 시야각에 위치하도록 한다.
선형 레이저 방출 장치(110)가 단부(142)에 대해 회전 가능하고 단부(142)가 본체(141)에 피봇식으로 연결되되므로, 조립 과정에서 선형 레이저 방출 장치(110)를 적절한 위치로 회전시켜 선형 레이저 방출 장치(110)의 회전 각도를 조절함으로써 선형 레이저 방출 장치(110)의 조절이 구현할 수 있게 된다. 단부(142)를 본체(141)에 대해 적절한 위치로 회전시켜 선형 레이저 방출 장치(110)의 방위각의 교정이 구현되어 따라서 선형 레이저 방출 장치(110)와 제1 카메라(120)의 조절 교정이 구현되며, 조작이 간단하고, 장착이 편리하다. 선형 레이저 방출 장치(110)의 회전 각도 및 방위각 조절이 완료된 후, 고정 장치를 이용하여 단부(142), 본체(141), 선형 레이저 방출 장치(110)를 고정적으로 연결한다. 예를 들어, 본딩제, 접착제 등을 사용하여 단부(142), 본체(141), 선형 레이저 방출 장치(110)를 고정시키며 조작이 간단하다.
본 발명의 일부 실시예에서, 선형 레이저 방출 장치(110)는 본체부(140)에 이동 가능하게 연결된다. 예를 들어, 본체부(140)에 선형 레이저 방출 장치(110)를 장착하기 위한 장착실이 구비된다. 선형 레이저 방출 장치(110)는 장착실 내에 이동 가능하게 마련되며, 장착실은 제1 단부 및 제2 단부를 포함하고, 제1 단부의 단면적은 제2 단부의 단면적보다 작다. 즉, 장착실은 확대 구조이며 제1 단부의 단면적이 선형 레이저 방출 장치(110)의 단면적보다 큰 것으로, 이는 선형 레이저 방출 장치(110)가 장착실에서 이동될 수 있음을 나타낸다. 여기서, 선형 레이저 방출 장치(110)의 선단은 장착실의 제1 단부에 가깝고, 장착실의 축선으로 선형 레이저 방출 장치(110)를 회전시킴으로써 선형 레이저 방출 장치(110)의 회전 각도를 조절하여 선형 레이저가 수평면에 수직이 되며 거리 측정 범위를 확장한다. 선형 레이저 방출 장치(110)의 후단을 선단에 대해 회전시킴으로써, 선형 레이저 방출 장치(110)의 방위각을 조절하여 선형 레이저 방출 장치(110)에서 방출된 선형 레이저가 제1 카메라(120)의 시야각에 위치하도록 한다.
선형 레이저 방출 장치(110)가 본체부(140)의 장착실 내에 이동 가능하게 배치되므로, 선형 레이저 방출 장치(110)는 장착실 내에서 장착실의 축선을 중심으로 회전하고 점（선단）을 중심으로 회전할 수도 있으므로 조절 과정에서 선형 레이저 방출 장치(110)와 본체부(140)의 장착 각도 및 장착 위치를 합리적으로 조절함으로써 선형 레이저 방출 장치(110)의 회전 각도 및 방위각을 교정할 수 있도록 하며, 조작이 간단하며 교정이 편리하다. 선형 레이저 방출 장치(110)의 회전 각도 및 방위각 조절이 완료된 후, 고정 장치를 이용하여 선형 레이저 방출 장치(110)를 본체부(140)에 고정적으로 연결시킨다. 예를 들어 본딩제, 접착제 등을 사용하여 선형 레이저 방출 장치(110)를 본체부(140)에 고정하면, 선형 레이저 방출 장치(110)와 본체부(140)의 조립이 완료될 수 있으며, 조작이 간단하다.
본 발명의 일부 실시예에서, 본체부(140)는 이동 가능한 구조이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본체부(140)는 본체(141), 단부(142) 및 연결부(146)를 포함한다. 단부(142)는 본체(141)의 양측에 위치한다. 제1 카메라(120)는 본체(141)에 구비되며 선형 레이저 방출 장치(110)는 단부(142)에 구비된다. 예를 들어, 선형 레이저 방출 장치(110)는 단부(142)에 고정 또는 분리 가능하게 장착된다. 연결부(146)는 본체(141)에 피봇식으로 연결되며, 단부(142)는 연결부(146)에 연결된다. 연결부(146)는 본체(141)에 대해 회동되어 선형 레이저 방출 장치(110)의 방위각을 조절함으로써, 선형 레이저 방출 장치(110)에서 방출된 선형 레이저가 제1 카메라(120)의 시야 내에 위치하도록 한다. 단부(142)는 연결부(146)에 회전 가능하게 연결된다. 단부(142)가 연결부(146)에 대해 회전되어 선형 레이저 방출 장치(110)의 회전 각도를 조절함으로써, 선형 레이저가 수평면에 수직되어 거리 측정 범위를 확장한다.
본 발명의 일부 실시예에서, 연결부(146)와 본체(141)가 힌지 연결되어, 연결부(146)의 단부(142)에 향하는 측에 홀이 구비된다. 단부(142)에 상기 홀에 적합한 원통형 돌기가 구비된다. 선형 레이저 방출 장치(110)가 단부(142)에 장착된 후 단부(142)의 원통형 돌기를 상기 홀에 삽입하여 상기 홀에서 회전시켜 선형 레이저 방출 장치(110)의 회전 각도를 조절한다. 선형 레이저가 수평면과 수직이 된 후 단부(142)와 연결부(146)를 접착제나 기타 고정구조물로 고정하면 선형 레이저 방출 장치(110)를 디버깅할 수 있다. 그리고, 본체(141)에 대한 연결부(146)의 위치를 조절함으로써 선형 레이저 방출 장치(110)의 방위각을 조절할 수 있다. 선형 레이저 방출 장치(110)에서 방출된 선형 레이저가 제1 카메라(120)의 시야각 내 적절한 위치에 위치하게 되면, 본체(141) 및 연결부(146)를 접착제 또는 다른 제한구조 등을 이용하여 고정함으로써 선형 레이저 방출 장치(110)와 제1 카메라(120)로 이루어진 광학계를 교정한다. 본체부(140)는 이동 가능한 구조이며 즉, 단부(142)는 연결부(146)를 통해 본체(141)에 이동 가능하게 연결된다. 교정 과정에서 단부(142), 연결부(146), 본체(141)의 상대적인 위치를 합리적으로 조절하여 단부(142)에 장착된 선형 레이저 방출 장치(110)의 회전 각도 및 방위각의 조절을 구현할 수 있으며, 조작이 간단하고, 교정이 편리하다. 선형 레이저 방출 장치(110)의 회전 각도 및 방위각 교정이 완료된 후, 고정 장치를 이용하여 단부(142), 연결부(146), 본체(141)를 고정적으로 연결시킨다. 예를 들어 본딩제, 접착제, 제한부(147) 등을 이용하여 단부(142), 연결부(146), 본체(141)를 고정시키고 조작이 간단하다.
본 발명의 일부 실시예에서, 본체부(140)는 이동 가능한 구조이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서, 본체부(140)는 본체(141), 단부(142) 및 제한부(147)를 포함한다. 단부(142)는 본체(141)의 양측에 위치하며, 제1 카메라(120)는 본체(141)에 구비되며 선형 레이저 방출 장치(110)는 단부(142)에 구비된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 단부(142)는 본체(141)에 회전 가능하게 연결된다. 예를 들어, 단부(142)는 본체(141)에 볼 연결되어, 단부(142)가 본체(141)에 대해 요동할 수 있고 본체(141)에 대해 회전할 수 있다. 선형 레이저 방출 장치(110)가 단부(142)에 장착되어 단부(142)가 본체(141)에 대해 요동 및 회전함으로써 선형 레이저 방출 장치(110)의 방위각 및 회전 각도를 조절할 수 있게 되며, 조작이 간단하고, 교정이 편리하다.
본 발명의 일부 실시예에서, 단부(142)는 본체(141)에 볼 연결되어, 본체(141)에 제한홀(148)이 구비되며 제한부(147)는 조임볼트이며, 단부(142)가 본체(141)에 대해 회전함으로써 선형 레이저 방출 장치(110)의 회전 각도를 조절한다. 선형 레이저가 수평면에 수직되면 선형 레이저 방출 장치(110)의 교정을 구현할 수 있다. 단부(142)가 본체(141)에 대한 요동 위치를 조절함으로써 선형 레이저 방출 장치(110)의 방위각을 조절할 수 있다. 선형 레이저 방출 장치(110)에서 방출된 선형 레이저가 제1 카메라(120)의 시야각의 시야 내 적절한 위치에 위치하게 되면 선형 레이저 방출 장치(110)와 제1 카메라(120)의 디버깅을 구현하고 그 다음 조임볼트를 이용하여 제한홀(148)을 통과시키면 본체(141)에 대한 단부(142)의 위치가 제한되어 고정되며, 단부(142)와 본체(141)는 고정되고, 조작이 간단하다. 본체(141) 상의 제한홀(148)의 수는 1개, 2개 또는 다수가 될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 제한홀(148)의 상이한 위치에 따라 상이한 수의 제한홀(148)이 설정되어 단부(142)가 본체(141)에 대해 상이한 위치로 회전하도록 하며, 조임볼트는 제한홀(148)을 통해 단부(142)와 본체(141)를 고정시킨다. 여기서, 조임볼트는 탄성부재일 수 있으며 즉, 조임볼트의 단부(142)와 접촉되는 단부는 탄성부재이고, 탄성력을 이용하여 단부(142)와 본체(141)를 확실하게 연결한다. 단부(142)의 구면에도 조임볼트에 적합한 위치 결정 홀이 구비될 수 있으므로, 조임볼트는 제한홀(148)을 통과하여 위치 결정 홀과 협력한 후 단단히 압착되는 것으로 이해될 수 있다. 이는 단부(142)와 본체(141)와의 고정 연결의 신뢰성을 향상시킨다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 선형 레이저 모듈은 2개의 선형 레이저 방출 장치를 포함한다. 이 경우, 본체부는 2개의 단부와 2개의 연결부를 포함하며, 2개의 연결부는 2개의 단부를 본체부와 각각 연결시키고, 상기 2개의 선형 레이저 방출 장치는 각각 상기 2개의 단부에 설치되어 있다. 상기 2개의 단부 각각이 하나의 연결부를 통해 상기 본체부와 어떻게 연결되는지에 대한 자세한 내용은 위의 설명을 참조하므로 여기서는 반복하지 않기로 한다.
본 발명의 일부 실시예에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 선형 레이저 방출 장치(110)는 선형 레이저 발생기(1101) 및 레이저 구동 회로(1102)를 포함한다. 여기서, 선형 레이저 구동 회로(1102)는 구동 신호를 수신하고 구동 신호에 따라 선형 레이저 발생기(1101)가 선형 레이저를 생성하도록 구동할 수 있다.
또한, 레이저 구동 회로(1102)는 구동 신호를 증폭하고 증폭된 구동 신호를 선형 레이저 발생기(1101)로 전송하여 선형 레이저 발생기(1101)가 광을 방출하도록 구성되는 증폭 회로를 포함할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서, 구동 신호는 제어 신호 및 조절 신호를 포함할 수 있으며, 제어 신호를 통해 선형 레이저 발생기(1101)의 온/오프를 제어하는 데 사용되고, 조절 신호를 통해 선형 레이저 발생기(1101)에 의해 발생된 레이저 전력을 제어할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 증폭 회로는 제1 증폭 회로(1102a) 및 제2 증폭 회로(1102b)를 포함한다.
제1 증폭 회로(1102a)는 메인 제어 유닛(003)이 방출한 제어 신호를 수신하고, 제어 신호를 증폭하여 선형 레이저 발생기(1101)에 전송하여 선형 레이저 발생기(1101)의 온/오프를 제어하도록 한다.
제2 증폭 회로(1102b)는 메인 제어 유닛(003)이 방출한 조절 신호를 수신하고, 조절 신호를 증폭하여 선형 레이저 발생기(1101)에 전송하여 선형 레이저 발생기(1101)의 전송 전력을 제어하도록 구성된다.
제1 증폭 회로(1102a) 및 제2 증폭 회로(1102b)의 구체적인 구성은 신호 증폭 기능을 달성할 수 있는 한 여기서는 특별히 제한되지 않는다.
본 발명의 일부 실시예에서, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 선형 레이저 모듈은 제2 영상 수집 어셈블리(002)를 더 포함하고, 제2 영상 수집 어셈블리(002)는 본체부(140)에 설치된 제2 카메라(130) 및 제2 영상 처리 모듈(021)을 포함한다. 제2 카메라(130)는 제2 환경 영상을 캡처하도록 구성된다. 제2 영상 수집 어셈블리(002)는 메인 제어 유닛(003)에 연결될 수 있고 메인 제어 유닛(003)으로부터 작동 명령을 수신할 수 있다. 예를 들어, 제2 카메라(130)는 셀프 모바일 디바이스의 메인 제어 유닛(003)에 연결되어 있고, 메인 제어 유닛(003)은 제2 카메라(130)에 대한 노출 제어를 수행할 수 있다. 제2 카메라(130)는 상기 메인 제어 유닛의 노출 명령에 따라 제2 환경 영상을 획득하고, 메인 제어 유닛은 제2 환경 영상을 분석 및 처리하여 장애물의 유형을 인식할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 제1 카메라(120), 제2 카메라(130) 및 선형 레이저 방출 장치(110)가 함께 협력하여 작동하여 제1 카메라(120)가 수집한 제1 환경 영상에 기초하여 장애물 거리 정보를 인식하고, 제2 카메라(130)가 수집한 제2 환경 영상에 기초하여 장애물 유형 정보를 인식한다. 따라서 제2 카메라(130)가 캡처한 제2 환경 영상에 기초하여 장애물의 유형을 결정하고, 장애물의 유형에 기초하여 장치 본체(200)가 장애물 회피 동작을 수행할 필요가 있는지 여부를 판단할 수 있다. 장치 본체(200)가 장애물 회피 동작을 수행할 필요가 있다고 판단되면 제1 카메라(120) 및 선형 레이저 방출 장치(110)가 서로 협동하여 장애물의 거리를 결정하고 해당 장애물 회피 동작을 수행하도록 한다. 장치 본체(200)가 장애물 회피 동작을 수행할 필요가 없다고 판단되면 이전 동작을 계속하여 셀프 모바일 디바이스가 장애물 회피를 잘못 수행할 가능성을 줄인다.
본 발명의 일부 실시예에서, 제2 환경 영상의 개수는 500개, 1000개 또는 기타 요구 사항을 충족하는 개수와 같은 다수 개이다. 예를 들어 제2 카메라(130)의 노출 빈도를 조정하여 제2 환경 영상의 수를 결정할 수 있다. 메인 제어 유닛은 제2 카메라(130)가 촬영한 다수의 제2 환경 영상에 대해 영상 분할을 수행하여 장애물 유형 정보가 표시된 분할 영상을 획득한다. 그리고, 분할된 분할 영상을 훈련된 장애물 모델에 입력한 후, 분할된 영상에 대해 특징 추출을 수행하고, 추출된 특징 정보와 훈련된 장애물 모델 간의 신뢰 매칭을 수행하고, 신뢰도 매칭 결과에 기초하여 장애물의 유형을 결정한다.
즉, 본 발명의 실시예에서 제공하는 선형 레이저 모듈은 제2 카메라(130)가 획득한 제2 환경 영상을 통해 장애물의 유형을 판단함으로써 셀프 모바일 디바이스가 장애물의 유형에 기초하여 장애물 회피 동작 또는 이전의 동작을 수행할 지를 결정할 수 있다. 장애물 회피 동작이 필요한 경우, 장치 제어 모듈은 제1 카메라(120)와 선형 레이저 방출 장치(110)가 협력되도록 제어하고, 제1 카메라(120)가 획득한 제1 환경 영상에 기초하여 장애물과 선형 레이저 모듈 또는 장치 본체(200) 사이의 거리를 측정하여 장애물 회피 동작을 수행하도록 한다.
예를 들어, 제2 카메라(130)가 캡처한 제2 환경 영상에 기초하여 장애물이 풍선이라고 판단되면, 풍선의 무게는 상대적으로 가볍기 때문에, 구동 시스템은 장치 본체(200)를 움직이면 풍선도 따라서 움직일 수 있다. 즉, 풍선이 청소 경로에 영향을 미치지 않으므로, 제어기는 장애물 회피 동작을 수행하지 않고 원래의 청소 경로에 따라 청소 동작을 수행하도록 장치 본체(200)를 제어한다. 이는 풍선이 있는 위치를 청소할 수 있으며 장애물 회피의 정확성을 높이고 청소 범위를 확장하는 데 도움이 된다. 즉, 이 경우, 제어기는 선형 레이저 방출 장치(110) 및 제1 카메라(120)의 동작을 제어할 필요가 없다.
다른 예를 들어, 제2 카메라(130)가 캡처한 제2 환경 영상에 기초하여 장애물이 의자인 것으로 판단한다. 의자의 무게가 상대적으로 무거우므로 원래의 청소 경로에 따라 청소를 하면 장치 본체가 의자와 충돌하여 파손이 발생할 가능성이 있게 되는데, 즉 의자가 청소 경로에 영향을 미치게 되므로, 장치 제어 모듈은 장치 본체(200)를 제어하여 청소 경로를 변경하는 장애물 회피 동작을 수행하게 된다. 즉, 장치 제어 모듈은 선형 레이저 방출 장치(110)가 작동하여 선형 레이저를 방출하도록 제어하고, 제1 카메라(120)는 의자에서 반사된 반사광의 제1 환경 영상을 캡처하고, 장치 제어 모듈은 제1 환경 영상에 기초하여 선형 레이저 모듈 또는 장치 본체(200)와 의자 사이의 거리를 결정하고 이 거리를 기준으로 장애물 회피 동작을 위한 청소 경로를 다시 계획함으로써 장애물 회피 효과가 향상된다.
또한, 본 발명의 실시예에서, 제2 카메라(130)의 수는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 제2 카메라(130)의 개수는 1개, 2개, 3개 또는 요구 사항에 부합하는 다른 개수일 수 있다. 제2 카메라(130)는 단안 카메라 또는 쌍안 카메라일 수 있음을 이해할 수 있으며, 일부 구현 가능한 실시예에서, 제1 카메라(120) 및 제2 카메라(130)가 별도로 설정되거나, 제1 카메라(120) 및 제2 카메라(130)가 카메라 모듈로 이루어질 수도 있다. 제1 카메라(120) 및 제2 카메라(130)의 설정 모드에 대해 본 발명은 특별히 제한하지 않는다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 제1 카메라의 광축은 수평 방향과 아래쪽으로 교차하고, 상기 제2 카메라의 광축은 수평 방향과 위쪽으로 교차한다. 즉, 제1 카메라는 청소할 표면을 내려다보며, 낮은 장애물을 볼 수 있도록 설정되어 있다. 제2 카메라는 더 많은 공간적 특징을 확인하고 사용자 비디오 체험을 향상시키기 위해 아래에서 올려다본다. 상기 제1 카메라의 광축과 수평 방향이 이루는 각도는 7 도이고, 상기 제2 카메라의 광축과 수평 방향이 이루는 각도는 5 도이다. 즉, 제2 카메라는 더 많은 공간적 특징을 확인하고 사용자 비디오 체험을 향상시키기 위해 아래에서 올려다본다.
본 발명의 일부 실시예에서, 본체부는 제1 단부와 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 상기 제2 단부를 연결하는 연결부를 포함할 수 있다. 상기 선형 레이저 모듈은 제1 단부 및 제2 단부에 구비된 2개의 레이저 방출 장치를 포함한다. 제1 카메라 및 제2 카메라는 상기 연결부에 설치된다.
본 발명의 일부 실시예에서, 제1 카메라(120)는 흑백 카메라, 즉 적외선 카메라이며, 흑백 카메라의 전면에는 제1 필터 렌즈가 구비될 수 있다. 제1 필터 렌즈는 적외선 렌즈로 적외선 광만 통과시킬 수 있다. 제1 카메라(120)와 협력하여 작동되는 선형 레이저 방출 장치(110)는 적외선 레이저 튜브로서 적외선 레이저를 방출하는 것으로 이해된다. 제2 카메라(130)는 RGB 카메라이다. RGB 카메라의 전방에 제2 필터 렌즈가 구비되는데, 제2 필터 렌즈는 가시광 렌즈이며, 가시광 렌즈가 백색광 렌즈인 경우에는 가시광만 통과시킨다. 제1 카메라(120) 및 제2 카메라(130)는 요구 사항을 충족하는 다른 구조일 수도 있으며 본 발명은 이에 대해 제한하지 않는다.
본 발명의 일부 실시예에서, 제1 카메라(120) 및 제2 카메라(130)는 수평 방향으로 나란히 배치된다. 즉, 제1 카메라 및 제2 카메라(130)는 좌우로 분산 배치된다. 예를 들어, 제1 카메라(120)는 제2 카메라(130)의 좌측에 위치하거나, 제1 카메라(120)는 제2 카메라(130)의 우측에 위치한다. 이러한 구조는 선형 레이저 모듈의 수직 방향의 거리를 줄이는데 유리하며, 수직 방향의 크기가 작은 장치 본체(200)에 적용할 수 있어 제품의 사용 범위를 넓혔다. 이 경우, 선형 레이저 방출 장치(110)는 제1 카메라(120)와 제2 카메라(130)의 양측에 분산되어 있는 것으로, 즉 제1 카메라(120) 및 제2 카메라(130)는 양측의 선형 레이저 방출 장치(110) 사이에 위치한다.
본 발명의 일부 실시예에서, 제1 카메라(120) 및 제2 카메라(130)는 수직 방향으로 나란히 배치된다. 즉, 제1 카메라(120)와 제2 카메라(130)는 상하로 분산되어 있다. 예를 들어, 제1 카메라(120)는 제2 카메라(130)의 위쪽에 위치하거나, 제1 카메라(120)는 제2 카메라(130)의 아래쪽에 위치한다. 이러한 구조는 수평 방향의 선형 레이저 모듈 간의 거리를 줄이는 데 도움이 되며, 수평 방향의 크기가 작은 장치 본체(200)에 적용할 수 있어 제품의 사용 범위를 넓혔다. 이 경우, 선형 레이저 방출 장치(110)는 제1 카메라(120)와 제2 카메라(130)의 양측에 분산되어 있는 것으로, 즉, 제1 카메라(120) 및 제2 카메라(130)는 양측의 선형 레이저 방출 장치(110) 사이에 위치한다.
또한, 본체부(140)는 본체(141) 및 본체(141)양측에 위치하는 단부(142)를 포함한다. 제1 카메라(120) 및 제2 카메라(130)는 본체(141)에 장착되며, 선형 레이저 방출 장치(110)는 단부(142)에 장착된다. 선형 레이저 방출 장치(110)는 단부(142)에 이동 가능하게 연결되며, 단부(142)를 기준으로 회전 및 요동할 수 있으므로, 선형 레이저의 회전 각도 및 방위각이 조절될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 영상 처리 모듈(021)은 특징 추출 모듈(0211) 및 인식 모듈(0212)을 포함한다.
여기서, 특징 추출 모듈(0211)은 제2 환경 영상으로부터 특징을 추출하여 특징 정보를 획득하도록 구성된다. 인식 모듈(0212)은 특징 정보를 장애물 인식 모델에 입력하여 장애물 유형 정보를 인식하도록 구성된다.
예를 들어, 제2 환경 영상 중 특정 조건을 만족하는 픽셀의 계조 정보와 픽셀의 위치 정보가 특징 정보로 활용될 수 있다. 예를 들어, 특징 추출 모듈(0211)을 통해 제2 환경 영상을 전처리할 수 있다. 예를 들어, 제2 환경 영상을 이진화하는 등의 작업을 할 수 있다. 그러면, 전처리된 제2 환경 영상의 각 픽셀의 계조 정보와 각 픽셀의 위치 정보를 획득한다. 그리고, 미리 설정된 계조 범위와 각 픽셀의 계조 정보를 비교하여, 계조 범위 내의 계조 정보와 해당 픽셀의 위치 정보를 특징 정보로서 획득한다.
물론, 다른 방법을 통해서도 제2 환경 영상으로부터 특징 정보를 추출할 수 있으나, 여기서는 특별히 제한하지 않는다.
장애물 인식 모델은 장애물 영상의 사전 훈련 샘플을 통해 얻을 수 있으며, 특징 정보를 기반으로 제2 환경 영상에 장애물이 있는지 판단할 수 있는 한 신경망 모델, 분류기 또는 기타 모델이 될 수 있다. 장애물 인식 모델의 훈련 방법과 장애물 존재 여부를 판단하는 구체적인 작업 과정은 여기서 특별히 제한되지 않는다. 본 발명에서 장애물은 종이 조각, 책, 테이블 다리, 문, 냉장고, 커튼 등일 수 있으며 더 이상 여기에 나열하지 않는다.
인식 모듈(0212)은 제2 환경 영상에 장애물이 존재한다고 판단될 때 특징 정보를 장애물 분류 모델에 입력하여 장애물 유형 정보를 인식할 수 있다.
장애물 분류 모델은 장애물 분류의 사전 훈련 샘플을 통해 얻을 수 있으며, 특징 정보를 기반으로 장애물 유형을 판단할 수 있는 한 신경망 모델, 분류기 또는 기타 모델이 될 수 있다. 장애물 인식 모델의 훈련 방법과 장애물 유형을 판단하는 구체적인 작업 과정은 여기서 특별히 제한되지 않는다. 이에 대응하여, 제2 영상 처리 모듈(021)은 수집된 훈련 데이터를 사용하여 장애물 인식 모델을 생성하도록 구성된 훈련 모듈(0213)을 더 포함한다.
장애물 유형 정보는 장애물을 청소해야 하는지, 주행해서 지나갈 수 있는지 여부를 나타낸다. 본 발명에서, 장애물은 장애물의 크기에 따라 세 가지 유형으로 나눌 수 있다. 예를 들면 다음과 같다.
첫 번째 유형은 종이 조각과 같이 주행해서 지나갈 수 있고 청소할 수 있는 장애물이다.
두 번째 유형은 책과 같이 주행해서 지나갈 수는 없지만 청소해야 하는 장애물이다.
세 번째 유형은 문, 벽, 테이블 다리 등과 같이 주행해서 지나갈 수 없고 청소할 필요가 없는 장애물이다. 본 발명의 일부 실시예에서는, 제1 환경 영상과 제2 환경 영상 중 어느 하나에서만 장애물이 감지되면 인식 결과는 장애물이 없는 것으로 인식된다. 예를 들어, 제1 환경 영상에서 장애물 거리 정보가 검출되지 않거나, 제2 환경 영상에서 장애물 유형 정보가 검출되지 않으면 장애물이 없는 것으로 판단된다.
제1 환경 영상과 제2 환경 영상에 모두 장애물이 있는 경우 인식 결과는 장애물이 있는 것으로 인식되는데, 이때 제2 환경 영상을 기반으로 장애물의 유형을 판단할 수 있다. 예를 들어, 장애물 거리 정보가 수신되고 장애물 유형 정보로부터 장애물이 존재하는 것으로 판단한다.
첫 번째 유형의 장애물에 대해 장치 제어 모듈은 셀프 모바일 디바이스가 현재 이동 경로에 따라 계속 이동하고 장애물을 청소하도록 제어할 수 있다.
두 번째, 세 번째 유형의 장애물에 대해서는 장애물 거리정보를 기반으로 장애물의 위치정보를 획득할 수 있으며, 장치 제어 모듈을 통해 셀프 모바일 디바이스의 조향 거리 정보, 조향 방향 정보, 조향각 정보를 결정할 수 있다. 이에 따라 이동 경로를 다시 계획할 수 있으며, 즉 장애물 회피경로를 계획한 후, 장애물 회피 경로에 따라 장애물 회피 동작을 수행하도록 셀프 모바일 디바이스를 제어함으로써, 청소할 수 없는 장애물을 회피하게 된다.
또한, 본 발명의 일부 실시예에서, 셀프 모바일 디바이스는 장치 제어 모듈과 연결될 수 있는 리마인더 장치를 포함할 수 있다. 상기 장치 제어 모듈은 발성과 발광 중 적어도 하나에 의해 알람을 발행하도록 리마인더 장치를 제어할 수 있다. 두 번째 유형의 장애물의 경우, 위에서 언급한 대로 이동 경로를 다시 계획하여 장애물을 피할 수 있을 뿐만 아니라 리마인더 장치를 통해 알림음이 울려 장애물을 피하면서 셀프 모바일 디바이스가 청소할 수 없는 장애물을 제때 청소하도록 사용자에게 알린다.
본 발명은 전술한 실시예를 통해 설명되었으나, 전술한 실시예는 단지 예시 및 설명의 목적일 뿐, 설명된 실시예의 범위에 본 발명을 한정하려는 의도가 아닌 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 전술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 교시에 기초하여 더욱 다양한 변형 및 수정이 가능하며, 이러한 변형 및 수정은 모두 본 발명의 범위에 속한다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위 및 그 균등물에 의해 정의된다.

Claims (16)

  1. 선형 레이저 모듈로서,
    본체부；
    상기 본체부에 설치된 제1 영상 수집 어셈블리; 및
    제2 영상 수집 어셈블리를 포함하고,
    상기 제1 영상 수집 어셈블리는 제1 카메라, 적어도 하나의 레이저 방출 장치 및 제1 영상 처리 모듈을 포함하고, 상기 레이저 방출 장치는 상기 제1 카메라 근처에 구비되며, 투영이 선형으로 되는 선형 레이저를 상기 본체부의 외부로 방출하도록 구성되고, 상기 제1 카메라는 선형 레이저를 포함하는 제1 환경 영상을 수집하도록 구성되고, 상기 제1 영상 처리 모듈은 상기 제1 환경 영상에 기초하여 장애물 거리 정보를 획득하도록 구성되고,
    상기 제2 영상 수집 어셈블리는 제2 카메라 및 제2 영상 처리 모듈을 포함하고, 상기 제2 카메라는 제2 환경 영상을 수집하도록 구성되고, 상기 제2 영상 처리 모듈은 상기 제2 환경 영상에 기초하여 장애물 유형 정보를 획득하도록 구성되는
    선형 레이저 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 영상 처리 모듈은 삼각거리측정법에 기초하여 상기 장애물 거리 정보를 획득하는
    선형 레이저 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 영상 처리 모듈은
    상기 제2 환경 영상으로부터 특징을 추출하여 특징 정보를 획득하도록 구성된 특징 추출 모듈； 및
    장애물 유형 정보를 인식하기 위해 상기 특징 정보를 장애물 인식 모델에 입력하도록 구성된 인식 모듈을 포함하는
    선형 레이저 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 영상 처리 모듈은
    훈련 데이터를 사용하여 상기 장애물 인식 모델을 생성하도록 구성된 훈련 모듈을 더 포함하는
    선형 레이저 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 방출 장치는 적외선을 방출하도록 구성되고, 상기 제1 카메라는 적외선 카메라이고, 상기 제2 카메라는 RGB 카메라인
    선형 레이저 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 영상 수집 어셈블리는 상기 제1 카메라의 상기 본체부에서 멀어지는 일측에 설치되며 적외선만이 상기 제1 카메라로 입사되도록 구성된 제1 필터 렌즈를 더 포함하고,
    상기 제2 영상 수집 어셈블리는 상기 제2 카메라의 상기 본체부에서 멀어지는 일측에 설치되며 가시광만이 상기 제2 카메라로 입사되도록 구성되는 제2 필터 렌즈를 더 포함하는
    선형 레이저 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 본체부는 본체, 제1 단부 및 제1 연결부를 포함하고,
    상기 제1 연결부는 상기 제1 단부를 상기 본체에 연결시키도록 구성되고,
    상기 선형 레이저 모듈은 제1 선형 레이저 방출 장치를 포함하고, 상기 제1 선형 레이저 방출 장치는 상기 제1 단부에 구비되고, 상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라는 상기 본체에 구비되는
    선형 레이저 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 선형 레이저 모듈은
    상기 본체부에 구비되어 충전 파일과 통신 가능하게 연결되도록 구성된 파일 복귀 위치 결정 장치를 더 포함하는
    선형 레이저 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 파일 복귀 위치 결정 장치는 적외선 방출 장치 및 적어도 2개의 적외선 수신 장치를 포함하고, 상기 적외선 방출 장치는 상기 충전 파일로 제1 적외선 신호를 전송하도록 구성되고, 상기 적어도 2개의 적외선 수신 장치는 상기 충전 파일로부터 제2 적외선 신호를 수신하도록 구성되하는
    선형 레이저 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    메인 제어 유닛이 더 포함되고,
    상기 제1 영상 수집 어셈블리 및 상기 제2 영상 수집 어셈블리는 상기 메인 제어 유닛에 연결되며, 상기 메인 제어 유닛은 상기 제1 영상 수집 어셈블리 및 상기 제2 영상 수집 어셈블리로 작업 명령을 전송하도록 구성되는
    선형 레이저 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 선형 레이저 방출 장치는,
    선형 레이저를 생성하도록 구성된 선형 레이저 발생기； 및
    레이저 구동 회로를 포함하고,
    상기 레이저 구동 회로는 상기 메인 제어 유닛에 연결되고, 상기 레이저 구동 회로는 상기 메인 제어 유닛에 의해 전송된 작업 명령에 기초하여 상기 선형 레이저 발생기를 제어하는
    선형 레이저 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 레이저 구동 회로는,
    상기 메인 제어 유닛에 의해 전송된 제어 신호를 수신하고, 상기 제어 신호를 증폭하여 상기 레이저 발생기로 전송하여, 상기 레이저 발생기의 온 및 오프를 제어하도록 구성된 제1 증폭 회로； 및
    상기 메인 제어 유닛에 의해 전송한 조절 신호를 수신하고, 상기 조절 신호를 증폭하여 상기 레이저 발생기로 전송하여, 상기 선형 레이저 발생기의 발생 전력을 제어하도록 하는 제2 증폭 회로를 포함하는
    선형 레이저 모듈.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 카메라의 제1 광축은 수평 방향에 대해 아래쪽으로 기울어져 있고, 상기 제2 카메라의 제2 광축은 수평 방향에 대해 위쪽으로 기울어져 있는
    선형 레이저 모듈.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 카메라의 제1 광축과 수평 방향이 이루어진 제1 끼인각은 7도이고, 상기 제2 카메라의 제2 광축과 수평 방향이 이루어진 제2 끼인각은 5도인
    선형 레이저 모듈.
  15. 셀프 모바일 디바이스로서,
    장치 본체；
    상기 장치 본체에 구비되는 제1항에 기재된 선형 레이저 모듈;
    상기 장애물 거리 정보 및 상기 장애물 유형 정보에 기초하여 상기 셀프 모바일 디바이스의 이동을 제어하도록 구성된 장치 제어 모듈을 포함하는
    셀프 모바일 디바이스.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 셀프 모바일 디바이스는,
    상기 제1 영상 수집 어셈블리 및 상기 제2 영상 수집 어셈블리의 상기 본체부에서 멀어지는 일측에 설치되고, 상기 제1 영상 수집 어셈블리 및 상기 제2 영상 수집 어셈블리에 각각 대향하는 개구가 구비되어 있는 버퍼 컴포넌트를 더 포함하고,
    상기 버퍼 컴포넌트에는 상기 개구 주변에 위치하는 보광 램프가 구비되는
    셀프 모바일 디바이스.
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