[發(fā)明專(zhuān)利]一種具有線形固態(tài)雷達(dá)的清掃機(jī)器人

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810024029.1
• 申請(qǐng)日: 2018-01-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108089200A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 冷雨泉;馬維斯;占志鵬;任利學(xué)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳慎始科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01S17/89
• 分類(lèi)號(hào): G01S17/89;G01S17/02;G01S17/48
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供一種具有線形固態(tài)雷達(dá)的清掃機(jī)器人，所述清掃機(jī)器人包括控制單元、傳感器單元、運(yùn)動(dòng)與驅(qū)動(dòng)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(cè)量傳感器、電子羅盤(pán)傳感器、里程計(jì)傳感器、碰撞傳感器、超聲波傳感器、線形固態(tài)雷達(dá)測(cè)距傳感器。清掃機(jī)器人邊緣布置一個(gè)或多個(gè)線形固態(tài)雷達(dá)測(cè)距傳感器，當(dāng)清掃機(jī)器人在環(huán)境中移動(dòng)時(shí)，線形固態(tài)雷達(dá)測(cè)距傳感器可實(shí)現(xiàn)一段環(huán)境地圖的構(gòu)建，結(jié)合IMU慣性測(cè)量傳感器、電子羅盤(pán)傳感器、里程計(jì)傳感器中的一個(gè)或多個(gè)傳感器的信息，實(shí)現(xiàn)多傳感器數(shù)據(jù)融合，再通過(guò)清掃機(jī)器人在環(huán)境中的移動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)地圖的高精度構(gòu)建和導(dǎo)航。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及清掃機(jī)器人領(lǐng)域及移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及到具有雷達(dá)的能夠進(jìn)行地圖構(gòu)建和導(dǎo)航的清掃機(jī)器人領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著智能家居的發(fā)展，家庭用、工廠用的清掃機(jī)器人越來(lái)越受到人們的重視和喜愛(ài)。現(xiàn)有的家庭清掃機(jī)器人中部分不具有地圖構(gòu)建和導(dǎo)航功能，在清掃過(guò)程中“亂跑”，難以實(shí)現(xiàn)全覆蓋清掃；另一種清掃機(jī)器人則是依靠IMU慣性測(cè)量單元、電子羅盤(pán)傳感器、里程計(jì)傳感器、碰撞傳感器實(shí)現(xiàn)了低精度的地圖構(gòu)建和導(dǎo)航，效果優(yōu)于前者，但依舊難以實(shí)現(xiàn)全覆蓋清掃；現(xiàn)階段，能夠?qū)崿F(xiàn)較好的地圖構(gòu)建和導(dǎo)航的家庭用清掃機(jī)器人多采用旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)方案，該激光雷達(dá)采用三角測(cè)距的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)距離的測(cè)量，但是該方案通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)測(cè)量模塊旋轉(zhuǎn)會(huì)面臨滑環(huán)壽命問(wèn)題，盡管可通過(guò)無(wú)線供電和通信的方式解決該問(wèn)題，但是也增加了該方案的成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所需要解決的問(wèn)題是提供一種長(zhǎng)壽命低成本的具有線形固態(tài)雷達(dá)地圖構(gòu)建和導(dǎo)航的清掃機(jī)器人，旨在以最經(jīng)濟(jì)的方式實(shí)現(xiàn)清掃機(jī)器人的地圖構(gòu)建和導(dǎo)航的功能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案，并以一種典型實(shí)施實(shí)例為例進(jìn)行說(shuō)明。以下實(shí)施例有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。

一種具有線形固態(tài)雷達(dá)的清掃機(jī)器人，其特征在于包括控制單元、傳感器單元、運(yùn)動(dòng)與驅(qū)動(dòng)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(cè)量傳感器、電子羅盤(pán)傳感器、里程計(jì)傳感器、碰撞傳感器、線形固態(tài)雷達(dá)測(cè)距傳感器；控制單元實(shí)現(xiàn)控制、數(shù)據(jù)處理、通信的功能，固定于框架單元內(nèi)部；傳感器單元用于采集各類(lèi)傳感器數(shù)據(jù)；運(yùn)動(dòng)與驅(qū)動(dòng)單元采用雙主動(dòng)輪和一個(gè)萬(wàn)向輪的結(jié)構(gòu)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(shí)現(xiàn)清掃機(jī)器人的充電和供電功能，固定在框架單元內(nèi)部；所述的線形固態(tài)雷達(dá)測(cè)距傳感器能夠感知環(huán)境中一段區(qū)域的物體與傳感器之間距離，結(jié)合清掃機(jī)器人的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)環(huán)境的全局地圖的構(gòu)建。

一種具有線形固態(tài)雷達(dá)的清掃機(jī)器人采用線形固態(tài)雷達(dá)測(cè)距傳感器結(jié)合IMU慣性測(cè)量傳感器、電子羅盤(pán)傳感器、里程計(jì)傳感器、碰撞傳感器中的一種或多種傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行信息融合，實(shí)現(xiàn)高精度地圖構(gòu)建和導(dǎo)航；所述的地圖構(gòu)建和導(dǎo)航方法同樣適用于所有移動(dòng)機(jī)器人，也在權(quán)利要求保護(hù)范圍內(nèi)。

傳感器單元中懸崖傳感器位于清掃機(jī)器人前底部，數(shù)量為偶數(shù)，左右對(duì)稱(chēng)布置，用于檢測(cè)傳感器下方是否有物體，防止清掃機(jī)器人跌落；傳感器單元中沿墻傳感器位于清掃機(jī)器人的左側(cè)方或右側(cè)方，數(shù)量為1個(gè)或2個(gè)，其信號(hào)發(fā)射與接收方向平行于地面，當(dāng)數(shù)量為1個(gè)時(shí)，優(yōu)先布置在右側(cè)方，當(dāng)數(shù)量為2個(gè)時(shí)，左側(cè)方和右側(cè)方各布置一個(gè)；IMU慣性測(cè)量傳感器和電子羅盤(pán)傳感器固定于控制單元的主板上；里程計(jì)傳感器位于運(yùn)動(dòng)與驅(qū)動(dòng)單元上，檢測(cè)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，數(shù)量為2個(gè)；碰撞傳感器位于清掃機(jī)器人的前側(cè)面，數(shù)量為偶數(shù)，左右對(duì)稱(chēng)布置，碰撞傳感器前方有保護(hù)罩，當(dāng)碰撞時(shí)，保護(hù)罩與物體碰撞，按壓碰撞碰撞傳感器，實(shí)現(xiàn)感應(yīng)。