地面清洁机器人及用于控制其避开障碍物的方法技术

本发明专利技术涉及一种地面清洁机器人，包括至少一组光发射接收组件，各组光发射接收组件包括具有两个光发射器的光发射单元和具有两个光接收器的光接收单元，两个光发射器能发出具有一大一小不同光束角的光束，两个光接收器分别用于接收这两个光束，两个光发射器所对应的两个光发射区域与两个光接收器所对应的两个光接收区域均有部分区域相重叠。通过设置能发出具有不同光束角光束的两个光发射器以及对应的两个光接收器，使得两个光接收器能够分别被用于接收两个光发射器发射的两种光束的反射光，用这两种反射光的强度来判断机器人主体是否已经靠近障碍物时，从而使得地面清洁机器人在进行清洁工作时能不受障碍物表面材质和形状影响，准确避开障碍物。

【技术实现步骤摘要】
地面清洁机器人及用于控制其避开障碍物的方法
本专利技术涉及一种地面清洁机器人及用于控制其避开障碍物的方法。
技术介绍
地面清洁机器人是一种全智能清洁装置，该装置在不受用户控制的情况下通过在被清洁的清洁区域上自主移动进行清洁其余的清洁工作。由于地面清洁机器人是自动移动的，因此在移动过程中难免会遇到墙壁、家具等障碍物。而且一旦机器人与障碍物发生碰撞后，机器人的移动方向将会发生改变，而且这种改变很难控制，因此，现有技术缝纫地面清洁机器人上均设置有障碍物感测模块，通过设置障碍物感测模块能够使得地面清洁机器人尽量少的与障碍物发生碰撞。目前，地面清洁机器人上的障碍物感测模块的工作原理为通过传感器发射光、超声波等，并以检测信号的形式检测在被障碍物反射之后返回的光或超声波。基于检测信号之间的时差、相位差或强度差，障碍物传感器辨别是否存在障碍物以及从传感器到障碍物的距离。障碍物传感器可基于被反射的光或超声波的反射角度来辨别从传感器到障碍物的距离。利用发射光来检测障碍物的感测模块存在的弊端为：当障碍物表面不是平整表面或光吸收率不同的障碍物表面时，障碍物感测模块能够检测到的时间会不同，这样就会导致机器人在执行避开障碍物指令时距离障碍物的距离有远有近，从而使得机器人不能完成统一的清洁标准。利用超声波来检测障碍物的感测模块存在的弊端为：声波发射需要一定的扫描时间，基于该原因，可能会导致机器人直接与障碍物发生碰撞。
技术实现思路
针对上述存在的技术不足，本专利技术的第一目的是提供一种障碍物感测效率高的地面清洁机器人。本专利技术的第二目的是提供一种高效的、用于控制地面清洁机器人避开障碍物的控制方法。为了达到上述的第一目的，本专利技术采用如下技术方案：一种地面清洁机器人，包括机器人主体、驱动所述的机器人主体在待清洁区域内移动与/或转动的驱动模块、设置在所述的机器人主体上并被用来检测待清洁区域内是否存在障碍物的障碍物感测模块、控制所述的驱动模块工作的主控模块，其特征在于：所述的障碍物感测模块包括至少一组光发射接收组件，各组所述的光发射接收组件包括：光发射单元，包括设有第一光源的第一光发射器和设有第二光源的第二光发射器，所述的第一光发射器具有第一轴心线且能够发出具有第一光束角的第一光束，所述的第一光发射器对应具有第一光发射区域，所述的第二光发射器具有第二轴心线且能够发出具有第二光束角的第二光束或能够发出第一细平行光束，所述的第二光发射器对应具有第二光发射区域，所述的第一光发射器和第二光发射器先后交替发射相应的光束；光接收单元，包括设有第一光敏元件的第一光接收器和设有第二光敏元件的第二光接收器，所述的第一光接收器用于接收所述第一光发射器发出的光束遇到障碍物表面后产生的第一反射光，所述的第二光接收器用于接收所述第二光发射器发出的光束遇到障碍物表面后产生的第二反射光，所述的第一光接收器和第二光接收器均与所述的主控模块相信号连接，所述的第一光接收器具有第三轴心线且能够接收具有第三光束角的光束，所述的第一光接收器对应具有第一光接收区域，所述的第二光接收器具有第四轴心线且能够接收具有第四光束角的光束或能够接收一第二细平行光束，所述的第二光接收器对应具有第二光接收区域，所述的第二光束角的角度同时小于所述的第一光束角和第三光束角的角度，所述的第四光束角的角度同时小于所述的第一光束角和第三光束角的角度；所述的第一光发射区域与所述的第一光接收区域有部分区域相重叠，所述的第二光发射区域与所述的第二光接收区域有部分区域相重叠，所述的第二轴心线与所述的第四轴心线相交形成第一相交点，所述的第一相交点位于所述的第一光发射区域与所述的第一光接收区域相重叠的区域内。上述技术方案中，优选的，所述的第一轴心线与所述的第三轴心线相交形成第二相交点，第一相交点至机器人主体1的距离大于第二相交点至机器人主体的距离。上述技术方案中，优选的，所述的第一光束角为大于等于50°的角。上述技术方案中，优选的，所述的第三光束角为大于等于50°的角。上述技术方案中，优选的，所述的第二光束角大于0°小于等于15°的角。上述技术方案中，优选的，所述的第四光束角大于0°小于等于15°的角。上述技术方案中，优选的，所述的第一轴心线与所述的第三轴心线、所述的第二轴心线与所述第四轴心线均以该组光发射接收组件的中心线为对称轴左右对称。上述技术方案中，优选的，所述的第一光源、第二光源、第一光敏元件、第二光敏元件安装在同一支架上。为了达到上述的第二专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于控制上述地面清洁机器人避开障碍物的方法，该方法包括如下步骤：所述的第一光接收器和第二光接收器不断检测能否接收到第一反射光信号和第二反射光信号，如能接收到相应的反射光信号则将其接收到的反射光信号实时传送给所述的主控模块；当所述的主控模块在设定时间内既能接收到由所述的第一光接收器传送的第一反射光信号又能接收到由所述的第二光接收器传送的第二反射光信号时，所述的主控模块开始判断每次接收到由所述的第二光接收器传送的第二反射光强度的大小关系，如本次接收到的第二反射光强度小于上一次接收到的第二反射光强度，则所述的主控模块控制驱动模块执行避开障碍物的指令。上述技术方案中，优选的，所述的主控模块内设置有一光强度阈值，当所述的主控模块接收到由所述的第一光接收器传送的第一反射光强度大于等于所述的光强度阈值时，所述的主控模块控制所述的驱动模块在不改变当前机器人主体前进方向的情况下降低机器人主体的前进速度。本专利技术的有益效果在于：通过设置能发出具有不同光束角的光束的两个光发射器以及对应的两个光接收器，使得两个光接收器能够分别被用于接收两个光发射器发射的两种光束的反射光，用这两种反射光的强度来判断机器人主体是否已经靠近障碍物时，从而使得地面清洁机器人在进行清洁工作时能不受障碍物表面材质和形状的影响，准确避开障碍物。附图说明附图1为本专利技术的地面清洁机器人的示意图；附图2为本专利技术的光发射接收组件的结构示意图；附图3为本专利技术的光发射接收组件的原理图；附图4为本专利技术的第一光接收器在工作时接收到的第一反射光强度与障碍物和机器人本体之间的距离关系；附图5为本专利技术的第二光接收器在工作时接收到的第二反射光强度与障碍物和机器人本体之间的距离关系；附图6为本专利技术的另一实施例的光发射接收组件的原理图；其中：1、机器人主体；2、输入/输出模块；3、光发射接收组件；4、光发射单元；5、光接收单元；6、支架；41、第一光发射器；411、第一光源；412、第一轴心线；42、第二光发射器；421、第二光源；422、第二轴心线；51、第一光接收器；511、第一光敏元件；512、第三轴心线；52、第二光接收器；521、第二光敏元件；522、第四轴心线。具体实施方式下面结合附图所示的实施例对本技术作以下详细描述：如图1中所示的地面清洁机器人，该地面清洁机器人是一种用于地面吸尘的地面清洁机器人，其在不需要用户实时控制的情况下，在待清洁区域行进同时通过从清洁区域的地面吸入杂质（例如，灰尘）来自动清洁待清洁区域的装置。该地面清洁机器人包括机器人主体1、充电座（图中未示出）、遥控器（图中未示出）等。机器人主体1上设有用于清洁待清洁空间的清洁模块（未示出），用于使机器人主体1移动与/或转动的驱动模块（未示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地面清洁机器人，包括机器人主体、驱动所述的机器人主体在待清洁区域内移动与/或转动的驱动模块、设置在所述的机器人主体上并被用来检测清洁区域内是否存在障碍物的障碍物感测模块、控制所述的驱动模块工作的主控模块，其特征在于：所述的障碍物感测模块包括至少一组光发射接收组件，各组所述的光发射接收组件包括：光发射单元，包括设有第一光源的第一光发射器和设有第二光源的第二光发射器，所述的第一光发射器具有第一轴心线且能够发出具有第一光束角的第一光束，所述的第一光发射器对应具有第一光发射区域，所述的第二光发射器具有第二轴心线且能够发出具有第二光束角的第二光束或能够发出细平行光束，所述的第二光发射器对应具有第二光发射区域，所述的第一光发射器和第二光发射器先后交替发射相应的光束；光接收单元，包括设有第一光敏元件的第一光接收器和设有第二光敏元件的第二光接收器，所述的第一光接收器用于接收所述的第一光束遇到障碍物表面后的第一反射光，所述的第二光接收器用于接收所述的第二光束遇到障碍物表面后的第二反射光，所述的第一光接收器和第二光接收器均与所述的主控模块相信号连接，所述的第一光接收器具有第三轴心线且能够接收具有第三光束角的光束，所述的第一光接收器对应具有第一光接收区域，所述的第二光接收器具有第四轴心线且能够接收具有第四光束角的光束或能够接收细平行光束，所述的第二光接收器对应具有第二光接收区域，所述的第二光束角的角度同时小于所述的第一光束角和第三光束角的角度，所述的第四光束角的角度同时小于所述的第一光束角和第三光束角的角度；所述的第一光发射区域与所述的第一光接收区域有部分区域相重叠，所述的第二光发射区域与所述的第二光接收区域有部分区域相重叠，所述的第二轴心线与所述的第四轴心线相交形成第一相交点，所述的第一相交点位于所述的第一光发射区域与所述的第一光接收区域相重叠的区域内。...

【技术特征摘要】
1.一种地面清洁机器人，包括机器人主体、驱动所述的机器人主体在待清洁区域内移动与/或转动的驱动模块、设置在所述的机器人主体上并被用来检测待清洁区域内是否存在障碍物的障碍物感测模块、控制所述的驱动模块工作的主控模块，其特征在于：所述的障碍物感测模块包括至少一组光发射接收组件，各组所述的光发射接收组件包括：光发射单元，包括设有第一光源的第一光发射器和设有第二光源的第二光发射器，所述的第一光发射器具有第一轴心线且能够发出具有第一光束角的第一光束，所述的第一光发射器对应具有第一光发射区域，所述的第二光发射器具有第二轴心线且能够发出具有第二光束角的第二光束或能够发出第一细平行光束，所述的第二光发射器对应具有第二光发射区域，所述的第一光发射器和第二光发射器先后交替发射相应的光束；光接收单元，包括设有第一光敏元件的第一光接收器和设有第二光敏元件的第二光接收器，所述的第一光接收器用于接收所述第一光发射器发出的光束遇到障碍物表面后产生的第一反射光，所述的第二光接收器用于接收所述第二光发射器发出的光束遇到障碍物表面后产生的第二反射光，所述的第一光接收器和第二光接收器均与所述的主控模块相信号连接，所述的第一光接收器具有第三轴心线且能够接收具有第三光束角的光束，所述的第一光接收器对应具有第一光接收区域，所述的第二光接收器具有第四轴心线且能够接收具有第四光束角的光束或能够接收一第二细平行光束，所述的第二光接收器对应具有第二光接收区域，所述的第二光束角的角度同时小于所述的第一光束角和第三光束角的角度，所述的第四光束角的角度同时小于所述的第一光束角和第三光束角的角度；所述的第一光发射区域与所述的第一光接收区域有部分区域相重叠，所述的第二光发射区域与所述的第二光接收区域有部分区域相重叠，所述的第二轴心线与所述的第四轴心线相交形成第一相交点，所述的第一相交点位于所述的第一光发射区域与所述的第一光接收区域相重叠的区域内。2.根据权利要求1所述的地面清洁机器人，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：卞庄，
申请(专利权)人：苏州爱普电器有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32