可侦测二维深度信息的清洁机器人制造技术

一种清洁机器人，包含光源模块、图像传感器以及处理器。所述光源模块朝向前进方向投射线图样以及光斑图样。所述图像传感器获取所述线图样的图像以及所述光斑图样的图像。所述处理器根据所述线图样的图像计算一维深度信息，并根据所述光斑图样的图像计算二维深度信息。并根据所述光斑图样的图像计算二维深度信息。并根据所述光斑图样的图像计算二维深度信息。

【技术实现步骤摘要】
可侦测二维深度信息的清洁机器人
[0001]本申请是申请号为201910212406.9、申请日为2019年03月20日、名称为“可侦测二维深度信息的清洁机器人及其运作方法”的中国专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术有关一种可侦测深度信息的电子装置，更特别有关一种可侦测二维深度信息并计算沿墙距离的清洁机器人及其运作方法。

技术介绍

[0003]现今，在工厂中以机器取代人力已经是不可逆的趋势。即使在家庭中，由于利用机器人帮忙做家事可以让人具有更多自己的时间，因此也出现了各式家庭机器人，其中又以清洁机器人最是大受欢迎。
[0004]清洁机器人具有传感器用于检测行进前方的障碍物，但传统的清洁机器人只能检测一维深度信息而无法判断障碍物的形状。
[0005]此外，清洁机器人还被要求能够计算沿墙清扫时的沿墙距离，以能够有效清洁角落。传统的清洁机器人是同时采用多个不同的传感器分别检测前方距离及沿墙距离，而所述多个不同的传感器的视角之间通常存在死角，因此传统的清洁机器在运作时经常会有碰撞障碍物的情形发生，不仅产生噪音，还会对家具甚至机器本身造成损伤，而缩短使用寿命。
[0006]有鉴于此，一种能够利用根据图像传感器检测的图像同时计算一维距离信息和二维距离信息，并据以计算侧墙距离的清洁机器人即为所需。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种可检测二维深度讯息的清洁机器人及其运作方法。
[0008]本专利技术还提供一种利用同一图像传感器检测前方障碍物及沿墙距离的清洁机器人及其运作方法。
[0009]本专利技术还提供一种可检测透明障碍物的距离的清洁机器人。
[0010]本专利技术提供一种清洁机器人，包含绕射光学元件、激光光源、发光二极管、图像传感器以及处理器。所述激光光源通过所述绕射光学元件朝向行进方向投射线图样。所述发光二极管以发射角朝向所述行进方向发光。所述图像传感器通过朝向所述行进方向的视角获取图像。所述处理器用于控制所述激光光源及所述发光二极管的发光，其中当判断包含所述线图样的图像的信噪比超出阈值范围时，根据所述发光二极管发光时所获取的所述图像中的亮区域的面积判断障碍物的距离。
[0011]本专利技术还提供一种清洁机器人，包含光源模块以及图像传感器。所述光源模块用于提供线图样及光斑图样。所述图像传感器用于获取所述线图样的图像及所述光斑图样的图像。
[0012]本专利技术实施例的清洁机器人及其运作方法中，根据不同应用，线图样与光斑图样
可彼此重叠或不重叠、线图样与光斑图样可同时或分时被产生。
[0013]本专利技术实施例的清洁机器人及其运作方法中，根据不同应用，光源模块可使用单一波长的光投射出线图样及光斑图样，或使用不同波长的光分别投射出线图样及光斑图样。
[0014]本专利技术实施例的清洁机器人及其运作方法中，图像传感器包含线性像素阵列。处理器根据所述线性像素阵列获取的障碍物的图像尺寸控制清洁机器人维持大致固定的沿墙距离平行障碍物运行。
[0015]本专利技术实施例的清洁机器人及其运作方法中，图像传感器包含广角镜头，以使图像传感器的视角至少大于清洁机器人的直径。藉此，当清洁机器人沿墙运行时，图像传感器仍能够持续检测到侧方墙壁的图像来判断沿墙距离是否发生变化。因此，本专利技术实施例的清洁机器人即无须另外设置其他传感器来检测沿墙距离，且同时可消除检测死角的问题。
[0016]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
[0017]图1是本专利技术实施例的清洁机器人的方框示意图；
[0018]图2是本专利技术实施例的清洁机器人的运作示意图；
[0019]图3是本专利技术实施例的清洁机器人投射的一种图样配置的示意图；
[0020]图4A
‑
4C是本专利技术实施例的清洁机器人投射两种不同图样的时序图；
[0021]图5是本专利技术实施例的清洁机器人的运作方法的流程图；
[0022]图6A
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6B是本专利技术实施例的清洁机器人的运作示意图；
[0023]图7是本专利技术实施例的清洁机器人的另一运作示意图；
[0024]图8是本专利技术另一实施例的清洁机器人的运作示意图；
[0025]图9是图8的图像传感器获取的发光二极管的图像的亮区域的示意图；
[0026]图10A
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10B是点亮图8的清洁机器人的不同光源的时序图。
[0027]附图标记说明
[0028]100
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清洁机器人
[0029]11
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光源模块
[0030]13
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图像传感器
[0031]15
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处理器
[0032]T1
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线图样
[0033]T2
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光斑图样
[0034]FOV
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视角
[0035]S
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工作表面
具体实施方式
[0036]请参照图1所示，其为本专利技术实施例的清洁机器人100的方框示意图。清洁机器人100用于通过运行于工作表面S上以打扫工作表面S(例如地板)。打扫方式可使用已知方式，故于此不再赘述。
[0037]本专利技术实施例的清洁机器人100包含光源模块11、图像传感器13以及处理器15，该处理器15电性连接所述光源模块11及所述图像传感器13。光源模块11可包含至少一个主动光源，用于朝向清洁机器人100前进方向的前方(例如图1的右方)提供或投射线图样T1及光斑图样T2。一种非限定的实施例中，所述线图样T1是朝向下方投射至工作表面S上而所述光斑图样T2是朝向前方投射，但并不以此为限。只要所述线图样T1是以倾斜角投射(不平行工作表面)，处理器15则可根据三角算法计算与被投射物体间的相对距离。更详言之，本专利技术中，线图样T1的投射角度不同于所述光斑图样T2的投射角度。
[0038]请参照图2所示，其为本专利技术实施例的清洁机器人100的运作示意图。本实施例中，光源模块11包含至少一个同调光源(例如激光二极管)或部分同调光源以及至少一个绕射光学元件113用以产生线图样T1及光斑图样T2。例如，图2显示绕射光学元件113包含第一绕射光学元件113
T1
及第二绕射光学元件113
T2
。
[0039]图2显示光源模块11包含第一光源LD1、第一绕射光学元件113
T1
、第二光源LD2以及第二绕射光学元件113
T2
。一种非限定的实施例中，第一绕射光学元件113
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种清洁机器人，该清洁机器人包含：绕射光学元件；激光光源，该激光光源通过所述绕射光学元件朝向行进方向投射线图样；发光二极管，该发光二极管以发射角朝向所述行进方向发光，用于在透明障碍物上形成亮区域；图像传感器，该图像传感器通过朝向所述行进方向的视角获取图像；及处理器，该处理器用于控制所述激光光源及所述发光二极管的发光，其中当判断包含所述线图样的图像的信噪比超出阈值范围时，根据所述发光二极管发光时所获取的所述图像中的所述亮区域的面积判断障碍物的距离。2.根据权利要求1所述的清洁机器人，其中，当判断包含所述线图样的图像的所述信噪比介于所述阈值范围内时，所述处理器用于开启所述激光光源而不开启所述发光二极管。3.根据权利要求1所述的清洁机器人，其中，所述激光光源朝向所述行进方向以倾角投射所述线图样，且所述发光二极管朝向所述行进方向的正前方发光。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：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：