[發明專利]一種固態雷達清掃機器人

在審

• 申請號: 201810010127.X
• 申請日: 2018-01-06
• 公開（公告）號: CN110018684A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 冷雨泉;任利學;馬維斯;占志鵬
• 申請（專利權）人: 深圳慎始科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種固態雷達清掃機器人，所述清掃機器人包括控制單元、傳感器單元、運動與驅動單元、清掃單元、框架單元、充電供電單元。傳感器單元包括懸崖傳感器、沿墻傳感器、IMU慣性測量傳感器、電子羅盤傳感器、里程計傳感器、碰撞傳感器、超聲波傳感器、固態雷達測距傳感器。清掃機器人邊緣布置一個或多個固態雷達測距傳感器，當清掃機器人在環境中移動時，固態雷達測距傳感器可實現一段環境地圖的構建，結合IMU慣性測量傳感器、電子羅盤傳感器、里程計傳感器中的一個或多個傳感器的信息，實現多傳感器數據融合，再通過清掃機器人在環境中的移動，可以實現整個地圖的高精度構建和導航。

技術領域

本發明涉及清掃機器人領域及移動機器人領域，尤其涉及到具有雷達的能夠進行地圖構建和導航的清掃機器人領域。

背景技術

隨著智能家居的發展，家庭用、工廠用的清掃機器人越來越受到人們的重視和喜愛。現有的家庭清掃機器人中部分不具有地圖構建和導航功能，在清掃過程中“亂跑”，難以實現全覆蓋清掃；另一種清掃機器人則是依靠IMU慣性測量單元、電子羅盤傳感器、里程計傳感器、碰撞傳感器實現了低精度的地圖構建和導航，效果優于前者，但依舊難以實現全覆蓋清掃；現階段，能夠實現較好的地圖構建和導航的家庭用清掃機器人多采用旋轉式激光雷達方案，該激光雷達采用三角測距的方式實現對距離的測量，但是該方案通過電機帶動測量模塊旋轉會面臨滑環壽命問題，盡管可通過無線供電和通信的方式解決該問題，但是也增加了該方案的成本。

發明內容

針對上述問題，本發明所需要解決的問題是提供一種長壽命低成本的具有固態雷達地圖構建和導航的清掃機器人，旨在以最經濟的方式實現清掃機器人的地圖構建和導航的功能。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案，并以一種典型實施實例為例進行說明。以下實施例有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明保護范圍。

一種固態雷達清掃機器人，包括控制單元、傳感器單元、運動與驅動單元、清掃單元、充電供電單元、框架單元；傳感器單元包括懸崖傳感器、沿墻傳感器、IMU慣性測量傳感器、電子羅盤傳感器、里程計傳感器、碰撞傳感器、固態雷達測距傳感器；控制單元實現控制、數據處理、通信的功能，固定于框架單元內部；傳感器單元用于采集各類傳感器數據；運動與驅動單元采用雙主動輪和一個萬向輪的結構方案，三者都固定于框架單元上；清掃單元固定于框架單元上；充電供電單元實現清掃機器人的充電和供電功能，固定在框架單元內部；所述的固態雷達測距傳感器能夠感知環境中一段區域的物體與傳感器之間距離，結合清掃機器人的移動實現環境的全局地圖的構建。

采用固態雷達測距傳感器結合IMU慣性測量傳感器、電子羅盤傳感器、里程計傳感器、碰撞傳感器中的一種或多種傳感器數據進行信息融合，實現高精度地圖構建和導航；所述的地圖構建和導航方法同樣適用于所有移動機器人，也在權利要求保護范圍內。

傳感器單元中懸崖傳感器位于清掃機器人前底部，數量為偶數，左右對稱布置，用于檢測傳感器下方是否有物體，防止清掃機器人跌落；傳感器單元中沿墻傳感器位于清掃機器人的左側方或右側方，數量為1個或2個，其信號發射與接收方向平行于地面，當數量為1個時，優先布置在右側方，當數量為2個時，左側方和右側方各布置一個；IMU慣性測量傳感器和電子羅盤傳感器固定于控制單元的主板上；里程計傳感器位于運動與驅動單元上，檢測主動輪轉動的角度，數量為2個；碰撞傳感器位于清掃機器人的前側面，數量為偶數，左右對稱布置，碰撞傳感器前方有保護罩，當碰撞時，保護罩與物體碰撞，按壓碰撞碰撞傳感器，實現感應。