一种扫地机器人的障碍物高度检测装置和方法以及跨越装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种扫地机器人的障碍物高度检测装置和方法以及跨越装置和方法。该障碍物高度检测装置包括：图像获取单元，包括同一拍摄平面上的至少两个摄像头，用于获取至少两幅障碍物图像；距离计算单元，用于依据获取的至少两幅障碍物图像，计算出障碍物第一距离；高度计算单元，用于依据获取的一幅障碍物图像和计算出的障碍物第一距离，计算出障碍物高度。该障碍物检测装置可检测扫地机器人前方的障碍物高度，有助于后续对障碍物进行跨越。

Obstacle height detection device and method for sweeping robot, and crossing device and method

The invention discloses an obstacle height detection device and a method for a sweeping robot, and a crossing device and method. The obstacle height detection device includes an image acquisition unit, including at least two cameras on the same shooting plane for obtaining at least two images of obstacles, and a distance calculation unit for calculating an obstacle first distance away from at least two obstacles images obtained; the height calculation unit is used for the acquisition. An obstacle image and the first distance from the calculated obstacle are calculated to calculate the height of the obstacle. The obstacle detection device can detect the height of obstacles in front of the sweeping robot, and help to further overcome obstacles.

【技术实现步骤摘要】
一种扫地机器人的障碍物高度检测装置和方法以及跨越装置和方法
本专利技术涉及扫地机器人领域，尤其涉及一种扫地机器人的障碍物高度检测装置和方法以及跨越装置和方法。
技术介绍
扫地机器人又称自动打扫机、智能吸尘机、机器人吸尘机等，是智能家用电器的一种，能够凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地面清洁工作。现有的扫地机器人在遇到门槛等障碍物时，一般会有两种选择，一种是改变路线绕行障碍物，这样导致扫地机器人只能在一定范围的空间内进行打扫，无法进入其他房间进行打扫；一种是坚持路线跨过障碍物，这样扫地机器人能够跨过门槛等进入其他房间进行打扫。对于后一种选择，扫地机器人仅能够对障碍物进行识别，而无法判断障碍物高度，导致扫地机器人对障碍物的盲目跨越，比如想要跨越的障碍物高度已经超过了其可跨越高度、跨越墙壁等跨越行为。
技术实现思路
为了解决上述现有技术的不足，本专利技术提供一种扫地机器人的障碍物高度检测装置和方法以及跨越装置和方法。该障碍物检测装置可检测扫地机器人前方的障碍物高度，有助于后续对障碍物进行跨越。本专利技术所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：一种扫地机器人的障碍物高度检测装置，包括：图像获取单元，包括同一拍摄平面上的至少两个摄像头，用于获取至少两幅障碍物图像；距离计算单元，用于依据获取的至少两幅障碍物图像，计算出障碍物第一距离；高度计算单元，用于依据获取的一幅障碍物图像和计算出的障碍物第一距离，计算出障碍物高度。进一步地，障碍物高度H=（L*h）/f，其中，L为障碍物第一距离，h为障碍物在摄像头的图像传感器上的投影高，f为摄像头的镜头和图像传感器之间的距离。一种扫地机器人的障碍物跨越装置，包括：上述的障碍物高度检测装置，用于检测障碍物高度；第一控制单元，用于依据检测的障碍物高度，控制扫地机器人上的跨越机构对障碍物进行跨越。进一步地，包括：红外测距单元，用于通过红外线检测障碍物第二距离；第二控制单元，用于依据检测的障碍物第二距离，控制扫地机器人的行走机构进行减速和/或启动所述障碍物高度检测装置。进一步地，所述红外测距单元包括：红外发射器，用于向障碍物发射红外激光；红外传感器，用于接收经障碍物反射的红外激光；测距子单元，用于依据接收的红外激光，计算出障碍物第二距离。一种扫地机器人的障碍物高度检测方法，包括：步骤1：通过同一拍摄平面上的至少两个摄像头，获取至少两幅障碍物图像；步骤2：依据获取的至少两幅障碍物图像，计算出障碍物第一距离；步骤3：依据获取的一幅障碍物图像和计算的障碍物第一距离，计算出障碍物高度。进一步地，障碍物高度H=（L*h）/f，其中，L为障碍物第一距离，h为障碍物在摄像头的图像传感器上的投影高，f为摄像头的镜头和图像传感器之间的距离。一种扫地机器人的障碍物跨越方法，包括：上述的障碍物高度检测方法；步骤4：依据检测的障碍物高度，控制扫地机器人的跨越机构对障碍物进行跨越。进一步地，在步骤1之前还包括：步骤0.1：通过红外线检测障碍物第二距离；步骤0.2：依据检测的障碍物第二距离，控制扫地机器人的行走机构减速和/或进行步骤1。进一步地，步骤0.1包括：步骤0.1.1：向障碍物发射红外激光；步骤0.1.2：接收经障碍物反射的红外激光；步骤0.1.3：依据接收的红外激光，计算出障碍物第二距离。本专利技术具有如下有益效果：该障碍物高度检测装置先通过所述图像获取单元的双摄像头或多摄像头对障碍物的距离进行检测，计算出障碍物第一距离，然后通过其中一幅障碍物图像和计算的障碍物第一距离来最终计算出障碍物高度，获知扫地机器人前方的障碍物高度后，有助于后续控制扫地机器人的跨越机构对障碍物进行跨越。附图说明图1为本专利技术提供的扫地机器人的障碍物高度检测装置的原理框图；图2为现有的双摄像头的测距原理的示意图；图3为本专利技术提供的障碍物高度的检测原理的示意图；图4为本专利技术提供的扫地机器人的障碍物跨越装置的原理框图；图5为本专利技术提供的扫地机器人的障碍物高度检测方法的步骤框图；图6为本专利技术提供的扫地机器人的障碍物跨越方法的步骤框图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的说明。实施例一如图1所示，一种扫地机器人的障碍物高度检测装置，包括：图像获取单元，包括同一拍摄平面上的至少两个摄像头，用于获取至少两幅障碍物图像；距离计算单元，用于依据获取的至少两幅障碍物图像，计算出障碍物第一距离；高度计算单元，用于依据获取的一幅障碍物图像和计算出的障碍物第一距离，计算出障碍物高度。该障碍物高度检测装置先通过所述图像获取单元的双摄像头或多摄像头对障碍物的距离进行检测，计算出障碍物第一距离，然后通过其中一幅障碍物图像和计算的障碍物第一距离来最终计算出障碍物高度，获知扫地机器人前方的障碍物高度后，有助于后续控制扫地机器人的跨越机构对障碍物进行跨越。双摄像头或多摄像头测距的原理和算法有多种，在此不作限制，比较常用的是相似三角形原理，如图2所示，由相似三角形原理可知：L/（L+f）=d/（d+x1+x2），进而推导出障碍物第一距离L=d*f/（x2-x1），其中，d为两个摄像头之间的镜头中心间距或图像传感器光心间距，f为摄像头的镜头和图像传感器之间的距离（两个摄像头的f相同），x1和x2为障碍物上的同一点分别在第一摄像头的图像传感器和第二摄像头的图像传感器上的投影点到对应图像传感器光心的距离；d和f为固定参数，x1和x2通过对图像传感器的感光信息进行计算或者通过按障碍物图像按和图像传感器之间的尺寸比例进行换算可知。如图3所示，同样的由相似三角形原理可知：L/H=f/h，进而推导出障碍物高度H=（L*h）/f，其中，L为障碍物第一距离，h为障碍物在摄像头的图像传感器上的投影高，f为摄像头的镜头和图像传感器之间的距离；f为固定参数，h通过对图像传感器的感光信息进行计算或者通过按障碍物图像按和图像传感器之间的尺寸比例进行换算可知。实施例二如图4所示，一种扫地机器人的障碍物跨越装置，包括：实施例一中所述的障碍物高度检测装置，用于检测障碍物高度；第一控制单元，用于依据检测的障碍物高度，控制扫地机器人上的跨越机构对障碍物进行跨越。该障碍物跨越装置依据检测的障碍物高度来控制扫地机器人的跨越机构来对障碍物进行跨越，可以有效防止扫地机器人对障碍物进行盲目的跨越，比如：跨越的障碍物高度已经超过了其可跨越高度、跨越墙壁等跨越行为。扫地机器人上的跨越机构主要有设置在扫地机器人底部的升降式跨越机构或者设置在扫地机器人顶部的飞行式跨越机构两种。这两种跨越机构均存在多种现有的机械结构，在此不作限制。在具体实现时，所述第一控制单元判断检测的障碍物高度是否小于或等于预设的可跨越高度，若是，则启动扫地机器人上的跨越机构对障碍物进行跨越，若否，则控制扫地机器人的行走机构改变路线，对障碍物绕行。比如，现有的门槛高度一般在4cm以下，那么就可以将扫地机器人的可跨越高度预设为4cm，若所述障碍物高度检测装置检测的障碍物高度在4cm或4cm以下，所述第一控制单元则启动跨越机构来对障碍物进行跨越，若所述障碍物高度检测装置检测的障碍物高度在4cm以上，则控制扫地机器人的行走机构改变路线，对障碍物绕行。另外，若扫地机器人上设置有针对不同高度障碍物的多种跨越机构的话，则所述第一控制单元判断检测的障碍本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扫地机器人的障碍物高度检测装置，其特征在于，包括：图像获取单元，包括同一拍摄平面上的至少两个摄像头，用于获取至少两幅障碍物图像；距离计算单元，用于依据获取的至少两幅障碍物图像，计算出障碍物第一距离；高度计算单元，用于依据获取的一幅障碍物图像和计算出的障碍物第一距离，计算出障碍物高度。

【技术特征摘要】
1.一种扫地机器人的障碍物高度检测装置，其特征在于，包括：图像获取单元，包括同一拍摄平面上的至少两个摄像头，用于获取至少两幅障碍物图像；距离计算单元，用于依据获取的至少两幅障碍物图像，计算出障碍物第一距离；高度计算单元，用于依据获取的一幅障碍物图像和计算出的障碍物第一距离，计算出障碍物高度。2.根据权利要求1所述的扫地机器人的障碍物高度检测装置，其特征在于，障碍物高度H=（L*h）/f，其中，L为障碍物第一距离，h为障碍物在摄像头的图像传感器上的投影高，f为摄像头的镜头和图像传感器之间的距离。3.一种扫地机器人的障碍物跨越装置，其特征在于，包括：权利要求1或2中所述的障碍物高度检测装置，用于检测障碍物高度；第一控制单元，用于依据检测的障碍物高度，控制扫地机器人上的跨越机构对障碍物进行跨越。4.根据权利要求3所述的障碍物跨越装置，其特征在于，包括：红外测距单元，用于通过红外线检测障碍物第二距离；第二控制单元，用于依据检测的障碍物第二距离，控制扫地机器人的行走机构进行减速和/或启动所述障碍物高度检测装置。5.根据权利要求4所述的障碍物跨越装置，其特征在于，所述红外测距单元包括：红外发射器，用于向障碍物发射红外激光；红外传感器，用于接收经障碍物反射的红外激光；测距子单元，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴光斯，林挺，杜映丹，
申请(专利权)人：信利光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44