[發明專利]一種紅外調制的障礙物檢測裝置、檢測方法及機器人

有效

• 申請號: 201810877846.1
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN108983246B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 賴欽偉
• 申請（專利權）人: 珠海一微半導體股份有限公司
• 主分類號: G01S17/02
• 分類號: G01S17/02;G01S17/93
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種紅外調制的障礙物檢測裝置，該障礙物檢測裝置分為接收解調機構和紅外發射機構兩層結構，接收解調機構設置有紅外接收頭，紅外發射機構設置有紅外發射管，紅外發射機構位于接收解調機構的上層結構或下層結構，其特征在于，所述接收解調機構復用掃地機器人接收充電座信號的雙目，其中所述雙目為裝設在所述接收解調機構中的兩個紅外接收頭，所述接收解調機構復用的紅外接收頭的數量是單個或兩個；

所述紅外接收頭所在位置對應的上層結構或下層結構裝設有所述紅外發射機構的紅外發射管，使得所述紅外接收頭既能接收經障礙物反射的紅外發射管發出的已調制信號，又能接收充電座信號；

在每個工作周期內，形成的脈沖時序包括：所述紅外發射管發射一段預設頻率的連續脈沖串，相應地，所述紅外接收頭接收到檢測區域內反射的所述連續脈沖串，經過解調輸出低電平；所述紅外發射管的發射信號中沒有出現脈沖串，所述紅外發射管的發射信號中沒有出現脈沖串的時間段作為發射信號的空閑時間間隔，相應地，所述紅外接收頭接收到檢測區域內反射的所述發射信號，經過解調輸出高電平；

當所述紅外接收頭的解調輸出信號不存在上述脈沖時序，所述檢測區域不存在障礙物。

2.根據權利要求1所述障礙物檢測裝置，其特征在于，所述紅外接收頭的光軸線所在的平面和所述紅外發射管的光軸線形成一個預定夾角，使得所述紅外發射管的發射視角與所述紅外接收頭的接收視角交叉圍成一個限定于所述障礙物檢測裝置正前方的預定距離范圍內的檢測區域，其中所述預定夾角是根據所述紅外發射管所發出的已調制信號的功率和方向確定的。

3.根據權利要求2所述障礙物檢測裝置，其特征在于，所述預定距離范圍設置為大于3厘米而小于5厘米。

4.根據權利要求1所述障礙物檢測裝置，其特征在于，發射自所述紅外發射管的已調制信號是被調制成預設頻率的間斷脈沖串，該間斷脈沖串是預設頻率的載波信號和基于紅外編碼的調制信號相與得到；其中，所述預設頻率設定為38KHz或者40KHz。

5.一種基于權利要求1至權利要求4任一項所述障礙物檢測裝置的檢測方法，其特征在于，所述檢測方法包括：

當所述紅外發射管的發射信號與所述紅外接收頭的解調輸出信號存在如下脈沖時序時，判斷所述檢測區域內存在障礙物，其中脈沖時序包括：

（1）t0時刻與t1時刻之間，所述紅外發射管發射一段預設頻率的連續脈沖串，相應地，所述紅外接收頭接收到所述檢測區域內反射的所述連續脈沖串，經過解調輸出低電平；其中，所述連續脈沖串是基于紅外編碼的調制信號的高電平脈沖與所述預設頻率的載波信號相與得到的，所述紅外編碼是所述紅外接收頭所能識別的信號編碼協議；

（2）t1時刻與t2時刻之間，所述紅外發射管的發射信號中沒有出現脈沖串，該時間段作為發射信號的空閑時間間隔，相應地，所述紅外接收頭接收到所述檢測區域內反射的所述發射信號，經過解調輸出高電平；

（3）t2時刻，進入下一個工作周期；

（4）t2時刻至t3時刻的時間段的工作時序重復步驟（1），t3時刻至t4時刻的時間段的工作時序重復步驟（2），然后在t4時刻進入下下一個工作周期，如此迭代，使得所述紅外接收頭持續接收到所述檢測區域內反射的來自所述紅外發射管發射的已調制紅外信號；

當所述紅外接收頭的解調輸出信號不存在上述脈沖時序，所述檢測區域不存在障礙物，此時所述紅外接收頭還用于接收回座信號。

6.根據權利要求5所述檢測方法，其特征在于，所述預設頻率是根據所述紅外接收頭的頻率適配特性而調制出來，以消除環境光強和回座信號的影響。

7.根據權利要求6所述檢測方法，其特征在于，所述紅外發射管的發射信號為已調制成所述預設頻率的間斷脈沖串，該間斷脈沖串中的所述空閑時間間隔根據所述預設頻率的載波信號的固定空閑周期確定的；其中，所述間斷脈沖串為傳輸到所述紅外發射管的調制信號與驅動紅外發射的載波信號相與得到的，所述固定空閑周期的數值由所述紅外編碼確定的。