自移动机器人制造技术

一种自移动机器人，包括机器人本体(10)和设置在所述本体上的控制单元，所述机器人本体包括多层地图信息采集装置(20)，用于采集作业环境不同高度的障碍物信息，所述多层地图信息采集装置包括第一距离传感器和第二距离传感器，第一距离传感器设置在机器人本体顶端，第二距离传感器设置在机器人本体下部，其中，第一距离传感器的测距范围＞第二距离传感器的测距范围。本发明专利技术通过设置多层地图采集装置，确保了自移动机器人在复杂环境中畅通、安全高效的行走，同时减少了控制单元的储存量和计算量，在保证避障的情况下降低了生产成本。

Self-mobile Robot

A self-mobile robot includes a robot body (10) and a control unit set on the body. The robot body includes a multi-layer map information acquisition device (20) for collecting obstacle information at different heights in the working environment. The multi-layer map information acquisition device includes a first distance sensor and a second distance sensor. The first distance sensor is set on the robot. At the top of the body, the second distance sensor is located at the lower part of the robot body, in which the range of the first distance sensor is larger than that of the second distance sensor. By setting up a multi-layer map acquisition device, the invention ensures the smooth, safe and efficient walking of the self-mobile robot in complex environment, reduces the storage and calculation amount of the control unit, and reduces the production cost under the condition of ensuring obstacle avoidance.

【技术实现步骤摘要】
自移动机器人
本专利技术涉及一种自移动机器人，属于小家电制造

技术介绍
随着人工智能技术研究的广泛深入，我国对自移动机器人的研究正逐步深入，对自移动机器人的要求也越来越高，但现有的自移动机器人在复杂的环境下执行自主性、可靠性要求比较高的任务时，对环境感知能力较弱且对行走路线的避障效果不好，集成度不高。现在市面上的机器人大多采用激光测距传感器等具有二维感知功能的传感器来检测障碍物并建图，虽然其能够获得较大的检测范围，但是其价格高昂，且通常用于高度较小的扫地机器人上。由于室内有非常多的矮小障碍物，机器人仍需遍历工作环境的绝大部分区域才能获得工作区域的轮廓线图，建图效率较低。或者如中国公开专利CN201520339856.1所揭露的多功能机器人，虽然机器人本体高度较高，但激光测距仪设置在机器人的底部，其建图时仍需遍历工作环境的绝大部分区域，效率低下；市面上还有一种采用摄像头等具有三维感知功能的机器人，利用摄像头来建图和定位，虽然能获得整个区域的三维地图，但摄像头不能直接得到障碍物的距离信息，需要进行大量的数据处理，响应速度慢且很容易产生误判。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种自移动机器人，通过设置多层地图采集装置，确保了自移动机器人在复杂环境中畅通、安全高效的行走，同时减少了控制单元的储存量和计算量，在保证避障的情况下降低了生产成本。本专利技术所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：本专利技术提供一种自移动机器人，包括机器人本体和设置在所述本体上的控制单元，所述机器人本体包括多层地图信息采集装置，用于采集作业环境不同高度的障碍物信息，所述多层地图信息采集装置包括第一距离传感器和第二距离传感器，第一距离传感器设置在机器人本体顶端，第二距离传感器设置在机器人本体下部，其中，第一距离传感器的测距范围＞第二距离传感器的测距范围。其中，所述第一距离传感器和第二距离传感器分别用于获取第一高度障碍物信息和第二高度障碍物信息，所述控制单元接收第一高度障碍物信息和第二高度障碍物信息并对应建立第一平面高度信息二维地图和第二平面高度信息二维地图。为了提高多层地图信息采集装置的能力，所述多层地图信息采集装置还包括设置在第一距离传感器和第二距离传感器之间的第三距离传感器，且所述第三距离传感器的测距范围介于第一距离传感器和第二距离传感器的测距范围之间。为了方便定位和建图，所述第一距离传感器为激光测距仪，且激光测距仪所处的高度＞机器人本体高度的4/5。为了使机器人本体最高位置不碰撞障碍物，所述激光测距仪设置在机器人本体的顶面上，激光测距仪所处的高度＞机器人本体高度与激光测距仪的测距工作高度范围的高度差。优选的，所述机器人本体高度＞40cm。为了检测更多的障碍物，所述第二距离传感器为超声波测距仪，所述超声波测距仪所处的高度＜机器人本体高度的1/5。为了防串扰，所述超声波测距仪包括超声波发射器和超声波接收器，所述超声波发射器和超声波接收器之间设有阻隔件，所述阻隔件位于自移动机器人本体的外表面，用于隔断所述超声波发射器和超声波接收器之间的连续面。优选的，所述阻隔件为设置在所述超声波发射器和超声波接收器之间的多条凹槽。优选的，所述第三距离传感器为红外测距仪，所述红外测距仪所处的高度为机器人本体高度的1/3-2/3。具体地，所述红外测距仪的数量有5个，其中3个红外测距仪以平行于作业表面的方式设置于激光测距仪下方，3个红外测距仪中位于中间的红外测距仪下方依次设有另外2个红外测距仪。优选的，所述自移动机器人为空气净化机器人，所述第一距离传感器为激光测距仪，所述空气净化机器人的高度＞50cm，所述激光测距仪所处的高度为50cm-60cm。综上所述，本专利技术通过设置多层地图采集装置，确保了自移动机器人在复杂环境中畅通、安全高效的行走，同时减少了控制单元的储存量和计算量，在保证避障的情况下降低了生产成本。下面结合附图和具体实施例，对本专利技术的技术方案进行详细地说明。附图说明图1为本专利技术自移动机器人的结构示意图。具体实施方式图1为本专利技术自移动机器人的结构示意图。如图1所示，本专利技术提供一种自移动机器人(如空气净化机器人、扫地机器人等)，包括机器人本体10和设置在所述本体10上的控制单元(图中未示出)，所述机器人本体10包括多层地图信息采集装置20，用于采集作业环境不同高度的障碍物信息。所述多层地图信息采集装置20与控制单元电性连接，将采集到的障碍物信息发送给控制单元，控制单元接收并处理不同高度的障碍物信息，根据障碍物信息建立多层地图，所述多层地图包括至少两个不同平面高度的二维地图。所述机器人本体10还包括行走单元11、检测单元及功能单元等组件。所述行走单元11可以由电机、驱动轮及从动轮组成，用于驱动自移动机器人行走；检测单元用于检测自移动机器人的作业环境以及作业对象等，并将检测信号发送给控制单元，以方便控制单元控制自移动机器人执行不同的功能；功能单元可以为多种类型，例如，当功能单元包括清洁组件时，自移动机器人可以执行清洁工作，当功能单元包括机械手臂时，自移动机器人可以实现搬运、抓取等功能，当功能单元包括空气净化器时，自移动机器人可以净化空气，本专利技术并不限制功能单元的类型。所述多层地图信息采集装置20包括多个距离传感器，其中多个距离传感器所处的高度不同，所述距离传感器包括超声波测距仪22、红外测距仪23和激光测距仪21等。具体来说，多层地图信息采集装置20可以包括第一距离传感器和第二距离传感器，第一距离传感器设置在机器人本体10顶端，第二距离传感器设置在机器人本体10下部，其中，第一距离传感器的测距范围＞第二距离传感器，优选的，所述第一距离传感器的测距范围是第二距离传感器测距范围的2倍以上。所述第一距离传感器和第二距离传感器分别用于采集其所在高度的障碍物信息，即所述第一距离传感器和第二距离传感器分别用于获取第一高度障碍物信息和第二高度障碍物信息，所述控制单元接收并处理不同高度的障碍物信息(第一高度障碍物信息和第二高度障碍物信息)，对应建立所在平面高度的二维地图(第一平面高度信息二维地图和第二平面高度信息二维地图)。进一步地，多层地图信息采集装置20还包括设置在第一距离传感器和第二距离传感器之间的第三距离传感器，第三距离传感器的测距范围介于第一距离传感器和第二距离传感器的测距范围之间。优选的，如图1所示，第一距离传感器为激光测距仪21，第二距离传感器为超声波测距仪22，第三距离传感器为红外测距仪23。本实施例中，激光测距仪21的测距范围为3m-8m，优选的，设置数量为1个。激光测距仪21包括激光发射管、接收管、电机和处理芯片等，在电机带动下，激光测距仪21通过自转测量周围360°范围内的物体，同时其还具备辅助定位的功能，由于其设置在机器人本体10顶端，视野较好，在本实施例中自移动机器人的定位是依靠激光测距仪21完成的，也可以利用自移动机器人上的其它传感器如码盘或陀螺仪等来辅助定位，另一方面激光测距仪21还可以确认障碍物最高高度以判断自移动机器人是否可以穿过桌子这样的家具。具体的，激光测距仪21所处的高度(激光测距仪21与作业表面之间的距离)＞机器人本体10高度(机器人本体10最高点与作业表面之间的距离，即自移动机器人的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自移动机器人，包括机器人本体(10)和设置在所述本体上的控制单元，所述机器人本体包括多层地图信息采集装置(20)，用于采集作业环境不同高度的障碍物信息，其特征在于，所述多层地图信息采集装置包括第一距离传感器和第二距离传感器，第一距离传感器设置在机器人本体顶端，第二距离传感器设置在机器人本体下部，其中，第一距离传感器的测距范围＞第二距离传感器的测距范围。

【技术特征摘要】
1.一种自移动机器人，包括机器人本体(10)和设置在所述本体上的控制单元，所述机器人本体包括多层地图信息采集装置(20)，用于采集作业环境不同高度的障碍物信息，其特征在于，所述多层地图信息采集装置包括第一距离传感器和第二距离传感器，第一距离传感器设置在机器人本体顶端，第二距离传感器设置在机器人本体下部，其中，第一距离传感器的测距范围＞第二距离传感器的测距范围。2.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述第一距离传感器和第二距离传感器分别用于获取第一高度障碍物信息和第二高度障碍物信息，所述控制单元接收第一高度障碍物信息和第二高度障碍物信息并对应建立第一平面高度信息二维地图和第二平面高度信息二维地图。3.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述多层地图信息采集装置还包括设置在第一距离传感器和第二距离传感器之间的第三距离传感器，且所述第三距离传感器的测距范围介于第一距离传感器和第二距离传感器的测距范围之间。4.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述第一距离传感器为激光测距仪(21)，所述激光测距仪设置在机器人本体(10)的顶面上，激光测距仪所处的高度＞机器人本体高度与激光测距仪的测距工作高度范围的高度差。5.如权利要求4所述的自移动机器人，其特征在于，所述机器人本体(10)高度＞40cm。6.如权利要求1所述的自移动机器人，其特征在于，所述第一距离传感器为激...

【专利技术属性】
技术研发人员：高亭，
申请(专利权)人：科沃斯机器人股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32