[發明專利]移動機器人的光流里程傳感系統及其景深調整方法

在審

• 申請號: 201710648690.5
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107238395A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 賴欽偉
• 申請（專利權）人: 珠海市一微半導體有限公司
• 主分類號: G01C22/00
• 分類號: G01C22/00;H04N13/00;H04N13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及移動機器人領域，具體涉及一種移動機器人的光流里程傳感系統及其景深調整方法。

背景技術

行走機器人的定位技術是機器人技術的基礎部分，機器人只有“知道自己在哪里”，才能做其他智能化的行為。目前的機器人定位技術有很多種，包括有激光定位、視覺定位、慣性導航定位、衛星導航定位、無線電定位等等。不依賴于外部信號（如衛星、基站信號等）的定位成為自主定位，適應性更好，例如各種家用的機器人。激光定位和視覺定位精度高，但是機器需要額外的結構來裝配這些部件，同時成本也比較高。隨著技術的發展，慣性導航長時間的漂移得到了很大的改善，但是這個技術對于一些特殊的地面，如地毯、有水的瓷磚等容易打滑的地面，適應性就會很差，需要應用額外的傳感器進行糾正。有些應用視頻處理來計算光流的方式解決這個問題，如專利“一種面向室內移動機器人的光流場視覺/INS組合導航方法（CN201310369354.9）”，直接采用圖像處理的方式來分析光流，缺點有很多：1.系統復雜，需要一個高幀率的圖像傳感器和一個高處理能力的芯片；2.圖像的幀率難以提升，一般都在50幀以內。

目前也有使用了光流技術來解決不同地面的問題，例如“用于移動機器人中的光學量程傳感器的使用的系統和方法（CN201580039003.9）”，可以解決掉一些問題，但是這個專利采用垂直采集圖像的方式，要求模具結構有一定的高度，比較薄的結構不能夠應用此技術。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種移動機器人的光流里程傳感系統，可以在保證光流檢測性能的同時，降低移動機器人的厚度；同時提供的一種景深調整方法，可以在不改變機器人厚度的基礎上，輕易改變景深，以提高地面的適應性，滿足機器人的不同應用場景需求。本發明的具體技術方案如下：

一種移動機器人的光流里程傳感系統，包括：

光流成像傳感器，用于獲取運動的圖像；

成像透鏡，用于將外界光線聚焦成像后投射在所述光流成像傳感器上，所述外界光線為外界物體所反射出來的光線；

反射鏡，所述反射鏡與所述成像透鏡和所述光流成像傳感器呈同一水平線設置，用于將外界射入的光線進行折射后，投射至所述成像透鏡；

入射口，外界的光線通過所述入射口投射至所述反射鏡。

進一步地，所述系統還包括：殼體，所述殼體內形成有第一光路通道，所述反射鏡、所述成像透鏡和所述光流成像傳感器依次排列在所述第一光路通道中。

進一步地，所述殼體內還形成有第二光路通道，所述第二光路通道和所述第一光路通道以預設角度相互連通，所述反射鏡設置在連通交接處，所述入射口設置在所述第二光路通道的遠離所述連通交接處的一端。

進一步地，所述預設角度為90°。

進一步地，在所述反射鏡和所述入射口之間設有平面鏡。

進一步地，在所述入射口處設有LED燈。

進一步地，所述 LED燈為多個，所述多個LED燈以入射口的中心為軸心進行環繞布置。

一種如上所述的移動機器人的光流里程傳感系統的景深調整方法，包括如下步驟：

確定光圈的大小為F；

確定彌散圓直徑為a；

確定鏡頭焦距為f；

確定所述入射口到所述反射鏡之間的第二光路通道的長度為DV；

調整所述反射鏡到所述成像透鏡的距離以改變所述反射鏡到所述光流成像傳感器之間的第一光路通道的長度為DH，使景深落在所述入射口之外。

進一步地，景深。

本發明的有益效果在于：通過采用反射鏡，并將反射鏡與成像透鏡和光流成像傳感器呈同一水平線設置，使得反射鏡可以把光線進行折射后，投射至所述成像透鏡，這種彎折的光流系統，改變了現有的垂直結構，使得移動機器人的光流里程傳感系統在保證光流檢測性能的同時，降低移動機器人的厚度，避免現有結構所帶來的移動機器人厚度過大的問題。同時，所述的景深調整方法，通過調整反射鏡到成像透鏡的距離以改變所述反射鏡到光流成像傳感器之間的第一光路通道的長度DH，可以在不改變機器人厚度的基礎上，輕易地增大物距的值，從而改變景深K的值，使得景深K可以落在入射口之外，使得機器人在在復雜的的表面移動時，也能進行實時有效的光流檢測，提高地面的適應性，擴大了機器人的應用場景。

附圖說明

圖1為本發明所述機器人的底部結構示意圖。

圖2為本發明所述光流里程傳感系統的結構示意圖。

圖3為本發明所述景深調整方法的流程示意圖。

具體實施方式