消除检测死角的机器人制造技术

技术编号:25114463 阅读:37 留言:0更新日期:2020-08-05 02:34
一种清洁机器人,包含分别朝向前进方向投射垂直的第一光区段及第二光区段的第一光源模块及第二光源模块,其中所述第一光区段及所述第二光区段在清洁机器人前方的预定距离彼此交错,以消除清洁机器人前方位于所述第一光源模块及所述第二光源模块之间的检测死角,避免清洁机器人运作时与物体发生碰撞。

【技术实现步骤摘要】
消除检测死角的机器人
本专利技术有关一种清洁机器人,更特别有关一种可消除清洁机器人前进方向的检测死角以避免与障碍物碰撞的清洁机器人。
技术介绍
清洁机器人已成为智慧家庭的众多家电制品中的重要产品之一。在使用图像传感器做为检测手段的清洁机器人中,由于图像传感器具有检测死角,运作时可能会有检测不到环境物体的情形。因此,这种清洁机器人在运作上的重要问题点之一,就是如何避免与环境中其他物体发生碰撞,以降低运作时发出的噪声并防止造成家具、装潢甚至装置本身的损伤。有鉴于此,有需要提出一种可消除前进方向的检测死角以避免碰撞障碍物的清洁机器人。
技术实现思路
本专利技术提供一种通过于清洁机器人前方投射彼此交错的垂直光区段,以消除前进方向的检测死角并避免碰撞障碍物的清洁机器人。本专利技术还提供一种可同时检测前方悬崖及障碍物的清洁机器人。本专利技术提供一种包含第一光源模块、第二光源模块、图像传感器以及处理器的清洁机器人。所述第一光源模块用于朝向行进方向投射第一光区段。所述第二光源模块用于朝向所述行进方向投射第二光区段,其中所述第一光区段及所述第二光区段是垂直的光区段并在所述清洁机器人前方的预定距离彼此交错。所述图像传感器用于获取包含所述第一光区段及所述第二光区段的图像帧。所述处理器用于根据所述图像帧中的所述第一光区段相关的第一线段图像及所述第二光区段相关的第二线段图像计算物体深度。本专利技术还提供一种包含第一光源模块、第二光源模块、第三光源模块、图像传感器以及处理器的清洁机器人。所述第一光源模块用于朝向行进方向投射垂直的第一光区段。所述第二光源模块用于朝向所述行进方向投射垂直的第二光区段。所述第三光源模块用于朝向所述行进方向投射水平光区段。所述图像传感器用于获取包含所述第一光区段、所述第二光区段及所述水平光区段的图像帧。所述处理器用于根据所述图像帧中的所述第一光区段相关的第一线段图像及所述第二光区段相关的第二线段图像判断所述行进方向前方的悬崖,并根据所述图像帧中的所述水平光区段相关的第三线段图像计算物体距离。本专利技术还提供一种包含光源组、图像传感器以及处理器的清洁机器人。所述光源组用于朝向行进方向投射垂直的第一光区段、垂直的第二光区段以及水平光区段。所述图像传感器用于获取包含所述第一光区段、所述第二光区段及所述水平光区段的图像帧。所述处理器用于根据所述图像帧中的所述第一光区段相关的第一线段图像及所述第二光区段相关的第二线段图像计算所述行进方向前方的悬崖距离,并根据所述图像帧中的所述水平光区段相关的第三线段图像计算物体距离。本专利技术还提供一种包含光源组、图像传感器以及处理器的机器人。所述光源组用于朝向行进方向投射第一光区段及第二光区段,其中,所述第一光区段及所述第二光区段是垂直的光区段并在所述机器人前方的预定距离彼此交错。所述图像传感器用于获取包含所述第一光区段及所述第二光区段的图像帧。所述处理器用于根据所述图像帧中的所述第一光区段相关的第一线段图像及所述第二光区段相关的第二线段图像计算距离。本专利技术实施例的清洁机器人中,不同光源模块可以同时或分时投射垂直光区段。当不同光源模块同时投射垂直光区段时,不同光区段优选具有不同的区段特征,例如不同亮度、宽度、数量和/或闪烁频率等。本专利技术实施例的清洁机器人中,同一个绕射光学组件可用于当光线从其内穿过时形成一个以上的投射光区段。为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显,下文将配合所附图示,详细说明如下。此外,于本专利技术的说明中,相同的构件以相同的符号表示,于此合先述明。附图说明图1A是本专利技术第一实施例的清洁机器人的运作示意图;图1B是本专利技术第一实施例的清洁机器人的方框图;图2A是本专利技术第一实施例的清洁机器人点亮第一光源的运作示意图;图2B是本专利技术第一实施例的清洁机器人的第一光源点亮时,图像传感器所获取的图像帧的示意图;图3A是本专利技术第一实施例的清洁机器人点亮第二光源的运作示意图;图3B是本专利技术第一实施例的清洁机器人的第二光源点亮时,图像传感器所获取的图像帧的示意图;图4是本专利技术第二实施例的清洁机器人的运作示意图;图5是本专利技术第三实施例的清洁机器人的运作示意图;图6A是本专利技术第四实施例的清洁机器人的运作示意图;图6B是图6A的清洁机器人的图像传感器所获取的图像帧的示意图,其中该图像传感器未检测到悬崖及障礙物;图6C是图6A的清洁机器人的图像传感器所获取的图像的示意图,其中该图像传感器检测到悬崖但未检测到障礙物;图6D是图6A的清洁机器人的图像传感器所获取的图像的示意图,其中该图像传感器未检测到悬崖但检测到障礙物;图7A是本专利技术另一实施例的清洁机器人的运作示意图;图7B是图7A的清洁机器人的图像传感器所获取的图像帧的示意图;图8A是本专利技术再一实施例的清洁机器人的运作示意图;以及图8B是图8A的清洁机器人的图像传感器所获取的图像帧的示意图。附图标记说明100清洁机器人11第一光源模块111第一光源112第一绕射光学组件121第二光源122第二绕射光学组件13图像传感器14处理器15存储F图像帧C1、C2控制信号具体实施方式本专利技术各实施例的清洁机器人是用于消除行进方向前方的检测死角,以避免清洁机器人在运作的过程中与其他障碍物发生碰撞。请同时参照图1A及图1B,图1A是本专利技术第一实施例的清洁机器人100的运作示意图;图1B是本专利技术第一实施例的清洁机器人100的方框图。清洁机器人100包含第一光源模块11、第二光源模块12、图像传感器13、处理器14以及存储15;其中,第一光源模块11、第二光源模块12及图像传感器13电性连接于处理器14并受其控制,存储15亦电性连接于或内建于处理器14以受其存取。第一光源模块11包含第一光源111及第一绕射光学组件(DOE1)112。第一光源111例如为发出不可见光的激光二极管,并受控于处理器14(例如通过控制信号C1)而发光,可持续发光或闪烁发光。第一绕射光学组件112用于使所述第一光源111所发出的光通过时产生垂直的第一光区段LS1。例如,图1A显示第一光源模块11设置于较靠近清洁机器人100的右侧,用于朝向清洁机器人100的行进方向的左前方投射第一光区段LS1。第二光源模块12包含第二光源121及第二绕射光学组件(DOE2)122。第二光源121例如为发出不可见光的激光二极管,并受控于处理器14(例如通过控制信号C2)而发光,可持续发光或闪烁发光。第二绕射光学组件122用于使所述第二光源121所发出的光通过时产生垂直的第二垂直线段LS2。例如,图1A显示第二光源模块12设置于清洁机器人100的左侧,用于朝向清洁机器人100的行进方向的右前方投射第二垂直线段LS2。通过这样的配置,第一光区段LS1及第二光区段LS2在清洁机器人本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种清洁机器人,该清洁机器人包含:/n第一光源模块,该第一光源模块用于朝向行进方向投射第一光区段;/n第二光源模块,该第二光源模块用于朝向所述行进方向投射第二光区段,其中,所述第一光区段及所述第二光区段是垂直的光区段并在所述清洁机器人前方的预定距离彼此交错;/n图像传感器,该图像传感器用于获取包含所述第一光区段及所述第二光区段的图像帧;以及/n处理器,该处理器用于根据所述图像帧中的所述第一光区段相关的第一线段图像及所述第二光区段相关的第二线段图像计算物体深度。/n

【技术特征摘要】
20190128 US 16/258,6751.一种清洁机器人,该清洁机器人包含:
第一光源模块,该第一光源模块用于朝向行进方向投射第一光区段;
第二光源模块,该第二光源模块用于朝向所述行进方向投射第二光区段,其中,所述第一光区段及所述第二光区段是垂直的光区段并在所述清洁机器人前方的预定距离彼此交错;
图像传感器,该图像传感器用于获取包含所述第一光区段及所述第二光区段的图像帧;以及
处理器,该处理器用于根据所述图像帧中的所述第一光区段相关的第一线段图像及所述第二光区段相关的第二线段图像计算物体深度。


2.根据权利要求1所述的清洁机器人,其中
所述第一光源模块及所述第二光源模块分时投射所述第一光区段及所述第二光区段,或
所述第一光源模块及所述第二光源模块同时投射所述第一光区段及所述第二光区段,且所述第一光区段及所述第二光区段具有不同的区段特征。


3.根据权利要求1所述的清洁机器人,其中所述第一光源模块包含:
第一光源,该第一光源受控于所述处理器而发光;以及
第一绕射光学组件,该第一绕射光学组件用于使所述第一光源所发出的光通过时产生所述第一光区段。


4.根据权利要求1所述的清洁机器人,其中所述第二光源模块包含:
第二光源,该第二光源受控于所述处理器而发光;以及
第二绕射光学组件,该第二绕射光学组件用于使所述第二光源所发出的光通过时产生所述第二光区段。


5.根据权利要求1所述的清洁机器人,其中所述处理器用于
计算所述第一线段图像与所述图像帧的第一边缘的第一距离,并根据所述第一距离判断第一物体距离,及
计算所述第二线段图像与所述图像帧的第二边缘的第二距离,并根据所述第二距离判断第二物体距离。


6.根据权利要求5所述的清洁机器人,还包含存储用于
记录所述第一距离与所述第一物体距离的第一相对关系,及
记录所述第二距离与所述第二物体距离的第二相对关系。


7.根据权利要求5所述的清洁机器人,其中
当所述图像帧中的所述第一线段图像具有两平行线段图像,且所述两平行线段图像的上方线段图像与所述第一边缘的所述第一距离小于所述两平行线段图像的下方线段图像与所述第一边缘的所述第一距离时,或
当所述图像帧中的所述第二线段图像具有两平行线段图像,且所述两平行线段图像的上方线段图像与所述第二边缘的所述第二距离小于所述两平行线段图像的下方线段图像与所述第二边缘的所述第二距离时,
所述处理器则判断所述行进方向前方的存在隧道。


8.一种清洁机器人,该清洁机器人包含:
第一光源模块,该第一光源模块用于朝向行进方向投射垂直的第一光区段;
第二光源模块,该第二光源模块用于朝向所述行进方向投射垂直的第二光区段;
第三光源模块,该第三光源模块用于朝向所述行进方向投射水平光区段;
图像传感器,该图像传感器用于获取包含所述第一光区段、所述第二光区段及所述水平光区段的图像帧;以及
处理器,该处理器用于根据所述图像帧中的所述第一光区段相关的第一线段图像及所述第二光区段相关的第二线段图像判断所述行进方向前方的悬崖,并根据所述图像帧中的所述水平光区段相关的第三线段图像计算物体...

【专利技术属性】
技术研发人员:林士钦王维中王国振
申请(专利权)人:原相科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:中国台湾;71

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