[實用新型]一種用于掃地機器人的TOF模組和掃地機器人

有效

• 申請號: 201822210092.2
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN209826571U
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 張扣文;郭美杉;劉冰玉;潘鋒
• 申請（專利權）人: 余姚舜宇智能光學技術有限公司
• 主分類號: A47L11/24
• 分類號: A47L11/24;A47L11/40
• 代理公司: 33244 寧波理文知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 羅京;孟湘明

一種用于掃地機器人的TOF模組和掃地機器人。該用于掃地機器人的TOF模組包括一投射模組和一接收模組。該投射模組適于被安裝于掃地機器人本體，用于投射輸出光場，其中該輸出光場在水平方向上的角度與在豎直方向上的角度之比大于10。該接收模組適于被對應地安裝于該掃地機器人本體，用于接收被反射回的接收光場，從而應用TOF原理進行測距。

技術領域

本實用新型涉及機器視覺技術領域，更具體地涉及一種用于掃地機器人的TOF模組和掃地機器人。

背景技術

飛行時間法(Time Of Flight，TOF)通過測量投射模組發出的脈沖信號從發射到接收的時間間隔t(常被稱為脈沖測距法)或激光往返環境目標一次所產生的相位(相位差測距法)來實現對環境目標的三維結構或三維輪廓的測量。TOF模組作為一種精度較高的測距儀器，廣泛應用在體感控制、行為分析、監控、自動駕駛、人工智能、機器視覺和自動3D建模等諸多領域。而不同的應用領域或應用場景對TOF模組的性能要求也不相同，這就需要根據具體的應用領域或應用場景來設計不同的TOF模組。

隨著科學技術的飛速發展，掃地機器人也逐漸進入了大眾的視野，并且扮演著越來越重要的角色。但在掃地機器人的投射接收模組實現方案中，目前技術較為成熟的TOF模組的視場角通常較小，而掃地機器人在水平方向(即H方向)上需要較大的視場角，以便測量較大范圍的障礙信息。與此同時，掃地機器人在豎直方向(即V方向)上又需要較小的視場角，不僅是因為掃地機器人在V方向沒有大視場角需求，同時可以此避免因地面反光而影響TOF模組的測量精度，甚至會導致該TOF模組無法正常工作。

此外，目前大多數掃地機器人的TOF模組位于該掃地機器人的上方，并且其在豎直方向(即V方向)上的視場角窗口在水平線以上，使得該視場角窗口位于掃地機器人的上方，這導致掃地機器人對諸如糞便、樓梯燈底面障礙物無法做出鑒別，進而影響掃地機器人的清掃效果和安全性能。而如果采用在水平線以下的設計，則掃地機器人本身的結構將會擋住投射接收模組所投射的光線，無法準確測距，甚至會導致該掃地機器人無法正常工作。

實用新型內容

本實用新型的一目的在于提供一種用于掃地機器人的TOF模組和掃地機器人，其能夠提供較大的水平視場角和較小的豎直視場角，有助于滿足掃地機器人的實際測量需求。

本實用新型的另一目的在于提供一種用于掃地機器人的TOF模組和掃地機器人，在本實用新型的一實施例中，其中所述TOF模組適于被安裝于掃地機器人本體的側部，有助于實現所述掃地機器人對諸如樓梯、糞便等位置的避障功能。

本實用新型的另一目的在于提供一種用于掃地機器人的TOF模組和掃地機器人，在本實用新型的一實施例中，其中所述TOF模組的投射模組的輸出光場在水平方向上的光強分布滿足且N＝cos^m(θ_max)，m＞1，使得所述TOF模組的接收模組接收到光強分布相對均勻的接收光場，有助于提高所述TOF模組的測量精度。

本實用新型的另一目的在于提供一種用于掃地機器人的TOF模組和掃地機器人，在本實用新型的一實施例中，其中所述TOF模組的投射模組的輸出光場在水平方向上的光強分布最大值與最小值之間的比值不小于3，有助于兼顧所述掃地機器人所需的測距范圍以及接收光場的均勻性。

本實用新型的另一目的在于提供一種用于掃地機器人的TOF模組和掃地機器人，在本實用新型的一實施例中，其中所述接收模組能夠利用所述投射模組的輸出光場中部分模糊區域的光能，有助于提高所述TOF模組的光能利用率。

本實用新型的另一目的在于提供一種用于掃地機器人的TOF模組和掃地機器人，在本實用新型的一實施例中，其中所述投射模組的輸出光場在豎直方向上的模糊區域的角度不大于2°，有助于防止因地面反光而影響所述TOF模組的測量結果。