[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

本發明公開一種紅外調制的障礙物檢測裝置、檢測方法及機器人，該障礙物檢測裝置分為接收解調機構111和紅外發射機構101兩層結構，紅外發射機構101位于接收解調機構111的上層結構或下層結構，接收解調機構111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接收解調機構111中的單個或兩個紅外接收頭110；紅外接收頭110所在位置對應的上層結構或下層結構裝設有紅外發射機構101的紅外發射管102，使得紅外接收頭110既能接收經障礙物反射的紅外發射管102發出的已調制信號，又能接收充電座信號，從而在高檢測靈敏度的基礎上擴展檢測裝置的接收功能。

技術領域

本發明涉及自主行動機器人技術領域，具體涉及一種紅外調制的障礙物檢測裝置、檢測方法及機器人。

背景技術

隨著技術發展和人們對舒適生活的追求，自主行動機器人越來越多進入到人們生活當中，如陪伴機器人、掃地機器人等。機器人的基本功能是環境感知、指令接收和行為控制。機器人難點首先是環境的感知，機器人需要知道哪些地方可以去，前面有哪些障礙物，側面是否是墻等等。環境的感知依賴于各種傳感器數據的獲取，目前常見的傳感器包括：紅外光強傳感器、紅外距離傳感器、超聲波傳感器、視覺傳感器、激光傳感器等等。從精度上看，紅外測距傳感器、超聲波傳感器、激光傳感器都可以獲得比較高的精度，但是成本比較高，其中激光傳感器外覆蓋的角度比較小，需要比較多的數目才能夠減小檢測的盲區，并且激光傳感器只能感知一個很窄的二維平面，其垂直方向存在盲區。視覺傳感器如果需要做到測距，則需要至少兩個攝像頭，成本比較高，精度欠佳，模具上也需要專門的孔洞來放置。從成本上和外觀考慮，紅外光強傳感器無疑是最為便宜和應用最廣的。故調制的紅外信號已經獲得了廣泛的應用，主要應用于家庭里面各種家電的控制，體現為很多的紅外遙控器就是基于調制的紅外信號發射。其遙控器通過信號的調制可以做的很靈敏，使得家電的接收距離一般都可以超過5米；甚至于如果把遙控器對著天花板或者一側的墻面，家電都可以接收到。

但目前的機器人都是基于單光強的紅外檢測障礙物，不同的材質對紅外的發射不同；由于紅外檢測結構為單層結構，故發出的光束到達障礙物時在縱向上照射空間有限，因此當障礙物接近地面或高于檢測裝置的時候就很難對障礙物進行檢測，在這種情況下對障礙物方位的檢測信息不全面，容易形成對機器人的遮擋，導致碰撞事故。實用新型CN201453155U雖然采用兩層或多層紅外檢測結構克服上述技術缺陷，實現橫向上的全面檢測，在縱向空間上的檢測范圍擴大，但紅外檢測結構的功能單一，實用性有待提高。

發明內容

針對上述問題，本發明提供技術方案如下：。

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，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單個或兩個紅外接收頭；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。

進一步地，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。

進一步地，所述預定距離范圍設置為大于3厘米而小于5厘米。

進一步地，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。