测量装置、自主移动设备、清洁机器人及测量方法制造方法及图纸

本申请公开了一种测量装置、自主移动设备、清洁机器人及测量方法。其中，测量装置包括：驱动单元，用于根据接收到的驱动信号，生成脉冲电流；发射单元，与所述驱动单元电连接，用于将所述脉冲电流作为注入电流，以工作于所述注入电流对应的发射功率发射光信号；接收单元，包含至少一个光子探测元件，用于探测所述光信号返回的光子，基于探测到的光子产生相应的探测信号；信号处理单元，用于根据所述探测信号，确定测量结果。本申请实施例提供的技术方案，直接将驱动单元生成的脉冲电流作为发射单元的注入电流，简化了测量装置的整体结构，同时可以减小发射脉冲的脉宽，从而提高测距精度。

【技术实现步骤摘要】
测量装置、自主移动设备、清洁机器人及测量方法
本申请属于智能检测领域，尤其涉及一种测量装置、自主移动设备、清洁机器人及测量方法。
技术介绍
目前，机器人上的激光雷达的发射端发射激光信号后，激光信号经目标物体反射的回波信号由接收端接收，然后该回波信号需通过放大器和高速比较器等等硬件进行处理。激光雷达的整体结构复杂，成本较高，且因噪声的存在，需对硬件进行屏蔽处理。
技术实现思路
为解决或改善现有激光雷达存在的问题，本申请提供一种测量装置、自主移动设备、清洁机器人及测量方法。在本申请的一个实施例中，提供了一种测量装置，包括：驱动单元，用于根据接收到的驱动信号，生成脉冲电流；发射单元，与所述驱动单元电连接，用于将所述脉冲电流作为注入电流，以工作于所述注入电流对应的发射功率发射光信号；接收单元，包含至少一个光子探测元件，用于探测所述光信号返回的光子，基于探测到的光子产生相应的探测信号；信号处理单元，用于根据所述探测信号，确定测量结果。在本申请的另一个实施例中，提供了一种自主移动设备。该自主移动设备包括自主移动体及测量装置；所述自主移动体根据所述测量装置的测量结果自主行进；其中，所述测量装置，包括：驱动单元，用于根据接收到的驱动信号，生成脉冲电流；发射单元，与所述驱动单元电连接，用于将所述脉冲电流作为注入电流，以工作于所述注入电流对应的发射功率发射光信号；接收单元，包含至少一个光子探测元件，用于探测所述光信号返回的光子，基于探测到的光子产生相应的探测信号；信号处理单元，用于根据所述探测信号确定测量结果。在本申请的又一个实施例中，提供了一种清洁机器人。该清洁机器人包括清洁执行体及测量装置，所述清洁执行体根据所述测量装置的测量结果自主行进执行清洁任务；其中，所述测量装置，包括：驱动单元，用于根据接收到的驱动信号，生成脉冲电流；发射单元，与所述驱动单元电连接，用于将所述脉冲电流作为注入电流，以工作于所述注入电流对应的发射功率发射光信号；接收单元，包含至少一个光子探测元件，用于探测所述光信号返回的光子，基于探测到的光子产生相应的探测信号；信号处理单元，用于根据所述探测信号确定测量结果。在本申请的又一个实施例中，提供了一种测量方法。该测量方法，包括：通过测量装置中的驱动单元，生成脉冲电流；将所述脉冲电流作为所述测量装置中发射单元的注入电流，以使所述发射单元工作于所述注入电流对应的发射功率发射光信号；通过所述测量装置中接收单元包含的至少一个光子探测元件，探测所述光信号返回的光子，并基于探测到的光子产生相应的探测信号；根据所述探测信号确定测量结果。本申请实施例提供的方案中，由于接收单元包含光子探测元件，该光子探测元件可对信号强度较为弱的光子进行探测，因此直接将驱动单元生成的脉冲电流作为发射单元的注入电流，使得发射单元工作于所述注入电流对应的发射功率发射光信号，而没有必要驱动发射单元工作在额定功率；这样就可去除为驱动发射元件工作在额定功率所需增加的电子元件，简化了测量装置的整体结构，同时可以减小发射脉冲的脉宽，从而提高测距精度。此外，本申请实施例中选用了包含光子探测元件的接收单元，光子探测元件可探测到信号强度较弱的光子，并能基于探测到的光子产生相应的探测信号，因此在测量装置中增添信号放大等电子元件并不是必须，这就进一步的简化了测量装置的整体结构。可见，本申请实施例提供的技术方案，能提高测距精度，且结构简单，成本低。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为现有技术中的激光器驱动方案的结构示意图；图2为本申请一实施例提供的测量装置的结构示意图；图3为本申请一实施例提供的测量装置中驱动单元与发射单元的一种实现方式的示意图；图4为本申请一实施例提供的测量装置中驱动单元与发射单元连接的原理性示意图；图5为本申请一实施例提供的自主移动设备的一种实现的结构示意图；图6为本申请一实施例提供的测量方法的流程示意图；图7为本申请另一实施例提供的测量装置的结构示意图；图8为本申请一实施例提供的稳压电路的电路示意图；图9为本申请一实施例提供的升压电路的电路示意图；图10为本申请一实施例提供的升压电路与稳压电路的连接方式示意图。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。应当理解，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的元件、设备等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于监测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果监测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当监测(陈述的条件或事件)时”或“响应于监测(陈述的条件或事件)”。还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。本申请实施例提供的技术方案采用包含有至少一个光子探测元件的接收单元，用来探测发射单元发出的光信号返回的回波信号中的光子，然后基于探测到的光子产生相应的探测信号。然后，采用TOF测距技术，即通过计算光子探测元件探测到的光子的飞行时间，然后根据飞行时间来计算距离。飞行时间是通过光子接收到的时间减去发射单元发出光信号的时间得到的。同一距离下，不同反射率的回波信号是有一定的动态范围的。换言之，激光回波信号又依赖于目标特性，不同特性的目标，反射率不同，发射回的激光能量不同，使得接收单元接收到的回波信号特征也不同，从而产生了一定的测量偏差，即上述的动态范围。这个动态范围导致飞行时间存在一个时间误差△t。飞行时间的时间误差大小，直接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量装置，其特征在于，包括：/n驱动单元，用于根据接收到的驱动信号，生成脉冲电流；/n发射单元，与所述驱动单元电连接，用于将所述脉冲电流作为注入电流，以工作于所述注入电流对应的发射功率发射光信号；/n接收单元，包含至少一个光子探测元件，用于探测所述光信号返回的光子，基于探测到的光子产生相应的探测信号；/n信号处理单元，用于根据所述探测信号，确定测量结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种测量装置，其特征在于，包括：
驱动单元，用于根据接收到的驱动信号，生成脉冲电流；
发射单元，与所述驱动单元电连接，用于将所述脉冲电流作为注入电流，以工作于所述注入电流对应的发射功率发射光信号；
接收单元，包含至少一个光子探测元件，用于探测所述光信号返回的光子，基于探测到的光子产生相应的探测信号；
信号处理单元，用于根据所述探测信号，确定测量结果。


2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述驱动单元为低侧栅极驱动器；
所述低侧栅极驱动器的信号输出端与所述发射单元电连接。


3.根据权利要求2所述测量装置，其特征在于，所述发射单元包括至少一个垂直腔面发射激光器VECSEL或边发射激光器LD；
所述低侧栅极驱动器的信号输出端与所述垂直腔面发射激光器VECSEL或边发射激光器LD的正极电连接。


4.根据权利要求1至3中任一项所述测量装置，其特征在于，还包括：
误差补偿单元，用于获取所述测量装置的温度参数；根据所述温度参数，确定测量误差；基于所述测量误差对所述测量结果进行修正。


5.根据权利要求4所述的测量装置，其特征在于，所述误差补偿单元，包括：
温度传感器，用于感测所述测量装置的温度参数；
计算元件，用于获取补偿系数；根据所述补偿系数及所述温度参数，计算所述测量误差，基于所述测量误差对所述测量结果进行修正。


6.根据权利要求5所述的测量装置，其特征在于，
所述温度传感器，还用于感测所述测量装置在不同温度环境中对已知目标进行测量时的工作温度；
所述计算元件，还用于根据所述测量装置在不同温度环境中工作时的工作温度，以及在不同温度环境中对已知目标进行测量时得到的测量结果，确定所述补偿系数。


7.根据权利要求6所述的测量装置，其特征在于，所述计算元件与所述信号处理单元为同一器件。


8.一种自主移动设备，其特征在于，包括自主移动体及测量装置；所述自主移动体根据所述测量装置的测量结果自主行进；其中，
所述测量装置，包括：
驱动单元，用于根据接收到的驱动信号，生成脉冲电流；
发射单元，与所述驱动单元电连接，用于将所述脉冲电流作为注入电流，以工作于所述注入电流对应的发射功率发射光信号；
接收单元，包含至少一个光子探测元件，用于探测所述光信号返回的光子，基于探测到的光子产生相应的探测信号；
信号处理单元，用于根据所述探测信号确定测量结果。


9.根据权利要求8所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭新友，
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