脉冲测距装置和方法、以及具有该装置的自动清洁设备制造方法及图纸

在本公开实施例提供一种脉冲测距装置和方法、以及具有该装置的自动清洁设备。其中，装置包括发射单元；接收单元，用于接收障碍物返回的所述光脉冲信号；阈值比较器，用于将所述电信号与预设阈值进行比较；延时单元，用于对所述脉冲触发信号进行预设时长的延时；计时单元，用于计算所述光脉冲信号的飞行时间，其中，光脉冲信号的飞行时间根据所述发射单元发出所述光脉冲信号的时间点、所述延时触发信号生成时间点、以及所述预设时长的延时确定；距离计算单元，用于根据所述光脉冲信号的飞行时间计算所述脉冲测距装置与所述障碍物之间的距离。将脉冲信号进行一定延时，以防止发出光脉冲信号和接收光脉冲信号之间的交叠，避免测量盲区的产生。

Pulse ranging device and method, and automatic cleaning equipment with the device

【技术实现步骤摘要】
脉冲测距装置和方法、以及具有该装置的自动清洁设备
本公开涉及测量领域，具体而言，涉及一种脉冲测距装置和方法、以及具有该装置的自动清洁设备。
技术介绍
清洁机器人可以在无人控制的情况下，在某一区域内自动行进，并进行清洁操作。清洁机器人中通常安装有激光测距传感器(英文全称LaserDistanceSensor，简称LDS)，通过LDS测量清洁机器人与所在区域中的各种障碍物之间的距离，绘制所在区域的地图，定位自身在该地图中的位置，并在行进中躲避障碍物。当前，激光测距传感器主要采用激光脉冲飞行时间(英文全称TimeofFlight，简称TOF)测距法。TOF测距法相对于其他技术方案具有成本低、测程大、远距离精度高等优点，是激光测距传感器低成本化的主流技术方向。采用TOF测距法的激光测距传感器，主要由一个发射激光器和一个包含光电传感器的接收器构成。测距时激光器发射一个光脉冲，打到物体上并反射回来，被接收器接收；接收器可以准确地测量光脉冲从发射到被反射回的传播时间。光脉冲以光速传播，接收器可以在下一个脉冲发出之前收到前一个被反射回的脉冲。由于光速是已知的，传播时间即可被转换为对距离的测量。当自动清洁设备应用TOF测距法时，常常需要进行近距离测量，而当前TOF测距应用在短距离测距环境中时还存在精度不够的问题。
技术实现思路
提供该
技术实现思路
部分以便以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。该
技术实现思路
部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。本公开实施例提供一种脉冲测距装置和方法、以及具有该装置的自动清洁设备，能够解决上述提到的至少一个技术问题。具体方案如下。根据本公开的具体实施方式，第一方面，本公开实施例提供一种脉冲测距装置，包括：发射单元，用于发出光脉冲信号；接收单元，用于接收障碍物返回的所述光脉冲信号，并将所述光脉冲信号转换为电信号；阈值比较器，用于将所述电信号与预设阈值进行比较，并根据比较结果生成脉冲触发信号；延时单元，用于对所述脉冲触发信号进行预设时长的延时，生成延时触发信号；计时单元，用于计算所述光脉冲信号的飞行时间，其中，所述光脉冲信号的飞行时间根据所述发射单元发出所述光脉冲信号的时间点、所述延时触发信号生成时间点、以及所述预设时长的延时确定；以及距离计算单元，用于根据所述光脉冲信号的飞行时间计算所述脉冲测距装置与所述障碍物之间的距离。可选的，所述距离计算单元还包括修正子单元，其中，所述修正子单元用于根据所述延时触发信号的脉宽对所述脉冲测距装置与所述障碍物之间的距离进行修正。可选的，所述计时单元包括双通道计时器，其中，所述双通道计时器的两个通道分别对所述延时触发信号的上升沿和下降沿进行计时，所述计时单元根据所述上升沿和所述下降沿计算所述延时触发信号的脉宽。可选的，所述双通道计时器包括：放大电路，用于将所述延时触发信号进行放大。可选的，所述延时单元包括：由门电路和电容组成的延时电路、由门电路串联组成的延时电路、或由电容组成的延时电路。可选的，所述接收单元包括PIN二极管，所述PIN二极管用于将所述光脉冲信号转换为电信号。根据本公开的具体实施方式，第二方面，本公开实施例提供一种脉冲测距方法，包括：发出光脉冲信号；接收障碍物返回的所述光脉冲信号，并将所述光脉冲信号转换为电信号；将所述电信号与预设阈值进行比较，并根据比较结果生成脉冲触发信号；对所述脉冲触发信号进行预设时长的延时，生成延时触发信号；计算所述光脉冲信号的飞行时间，其中，所述光脉冲信号的飞行时间根据所述光脉冲信号的发出时间点、所述延时触发信号生成时间点、以及所述预设时长的延时确定；以及根据所述光脉冲信号的飞行时间计算脉冲测距装置与所述障碍物之间的距离，其中，所述脉冲测距装置发出和接收所述光脉冲信号。可选的，还包括：根据所述延时触发信号的脉宽对所述脉冲测距装置与所述障碍物之间的距离进行修正。可选的，根据如上所述方法，还包括：将所述延时触发信号进行放大。根据本公开的具体实施方式，第三方面，本公开实施例提供一种自动清洁设备，其特征在于，包括根据第一方面所述的脉冲测距装置。可选的，包括一个所述脉冲测距装置，所述脉冲测距装置设置在所述自动清洁设备顶部。可选的，包括多个所述脉冲测距装置，所述脉冲测距装置设置在所述自动清洁设备侧面。在本公开实施例提供一种脉冲测距装置和方法、以及具有该装置的自动清洁设备。在本公开实施例所提供的方案中，脉冲测距装置在接收到障碍物返回的光脉冲信号后，将该脉冲信号进行一定延时，以防止发出光脉冲信号和接收光脉冲信号之间的交叠，避免测量盲区的产生。附图说明结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，原件和元素不一定按照比例绘制。在附图中：图1示出了根据本公开实施例的脉冲测距装置的单元示意图；图2示出了根据本公开实施例的脉冲测距装置的接收单元的组成示意图；图3示出了根据本公开实施例的脉冲测距装置的由门电路和电容组成的延时电路图；图4示出了根据本公开实施例的脉冲测距装置的由门电路串联组成的延时电路图；图5示出了根据本公开实施例的脉冲测距装置的由电容组成的延时电路图；图6示出了根据本公开实施例的脉冲测距装置的脉冲交叠示意图；图7示出了根据本公开实施例的自动清洁设备的结构图；图8示出了根据本公开实施例的脉冲测距方法的流程图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。应当理解，本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、单元或单元进行区分，并非用于限定这些装置、单元或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脉冲测距装置，其特征在于，包括：/n发射单元，用于发出光脉冲信号；/n接收单元，用于接收障碍物返回的所述光脉冲信号，并将所述光脉冲信号转换为电信号；/n阈值比较器，用于将所述电信号与预设阈值进行比较，并根据比较结果生成脉冲触发信号；/n延时单元，用于对所述脉冲触发信号进行预设时长的延时，生成延时触发信号；/n计时单元，用于计算所述光脉冲信号的飞行时间，其中，所述光脉冲信号的飞行时间根据所述发射单元发出所述光脉冲信号的时间点、所述延时触发信号生成时间点、以及所述预设时长的延时确定；以及/n距离计算单元，用于根据所述光脉冲信号的飞行时间计算所述脉冲测距装置与所述障碍物之间的距离。/n

【技术特征摘要】
1.一种脉冲测距装置，其特征在于，包括：
发射单元，用于发出光脉冲信号；
接收单元，用于接收障碍物返回的所述光脉冲信号，并将所述光脉冲信号转换为电信号；
阈值比较器，用于将所述电信号与预设阈值进行比较，并根据比较结果生成脉冲触发信号；
延时单元，用于对所述脉冲触发信号进行预设时长的延时，生成延时触发信号；
计时单元，用于计算所述光脉冲信号的飞行时间，其中，所述光脉冲信号的飞行时间根据所述发射单元发出所述光脉冲信号的时间点、所述延时触发信号生成时间点、以及所述预设时长的延时确定；以及
距离计算单元，用于根据所述光脉冲信号的飞行时间计算所述脉冲测距装置与所述障碍物之间的距离。


2.根据权利要求1所述的测距装置，其特征在于，所述距离计算单元还包括修正子单元，其中，所述修正子单元用于根据所述延时触发信号的脉宽对所述脉冲测距装置与所述障碍物之间的距离进行修正。


3.根据权利要求2所述的测距装置，其特征在于，所述计时单元包括双通道计时器，其中，所述双通道计时器的两个通道分别对所述延时触发信号的上升沿和下降沿进行计时，所述计时单元根据所述上升沿和所述下降沿计算所述延时触发信号的脉宽。


4.根据权利要求3所述的测距装置，其特征在于，所述双通道计时器包括：
放大电路，用于将所述延时触发信号进行放大。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的测距装置，其特征在于，所述延时单元包括：由门电路和电容组成的延时电路、由门电路串联组成的延时电路、或由电容组成的延时电路。


...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志淳，张予青，张伟，高超，
申请(专利权)人：北京石头世纪科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11