方向的區(qū)域可以被照亮。
[0043]由于相機(jī)24為全方向PAL相機(jī)，光源4將照明由相機(jī)捕獲的圖像的對(duì)應(yīng)于機(jī)器人的每一側(cè)的部分，而不必是機(jī)器人的前方。這使得機(jī)器人容易行駛，因?yàn)楫?dāng)它向前方行進(jìn)時(shí)，它經(jīng)過在每一側(cè)的特征，且在圖像的這些部分中的特征的運(yùn)動(dòng)是容易跟蹤的，以便于識(shí)別機(jī)器人在環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)。如果相機(jī)僅能夠使用在其前方的特征來行駛，將必須使用物體相對(duì)尺寸的改變來識(shí)別運(yùn)動(dòng)。這困難得多且精確性很差。而且，當(dāng)用于三角測量的特征是分離開的，而不是靠近在一起的一群，三角測量會(huì)容易得多。對(duì)于機(jī)器人視覺系統(tǒng)，能夠檢測前方接近的障礙物沒那么重要，因?yàn)闄C(jī)器人1在傳感器蓋28后方設(shè)置有一列傳感器，其能夠檢測機(jī)器人前方的障礙物而無需障礙物被照亮。此外，存在能夠檢測機(jī)器人1何時(shí)與障礙物實(shí)際接觸的物理接觸傳感器。
[0044]每個(gè)光源4發(fā)射錐形光31和32，其跨角度α。角度α可以是符合用于機(jī)器人1的視覺系統(tǒng)的需要的任意角度。當(dāng)兩個(gè)光源被如圖5那樣設(shè)置在機(jī)器人上時(shí)，在約90°到160°范圍內(nèi)的錐角α已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)為視覺系統(tǒng)提供良好的照明區(qū)域。在圖5所示的機(jī)器人中，約120°的角度被使用。
[0045]由光源發(fā)射的錐形光可以是圓錐形。替代地，由光源發(fā)射的錐形光可以是橢圓錐形。一般房間的尺寸為墻壁長度比高度大，且從而寬度比高度大的橢圓錐形光(即它的水平范圍比垂直范圍更大)將更有效地照亮房間。
[0046]如上所述，光源在行駛期間被主動(dòng)控制，以提供與視覺系統(tǒng)能檢測的特征數(shù)量成比例的照明水平到圍繞機(jī)器人的區(qū)域。然而，為了進(jìn)一步改善機(jī)器人的電力效率和蓄電池壽命，光源還可以被獨(dú)立于彼此控制，使得由每個(gè)光源提供的照明水平獨(dú)立可調(diào)。這意味著，如果機(jī)器人1右邊的區(qū)域(相對(duì)于向前驅(qū)動(dòng)方向Α)是暗的，但是機(jī)器人左邊的區(qū)域是亮的，則到指向方向BRHS的光源4的電力可以被獨(dú)立地增大，從而錐形光32給出比指向方向的錐形光31更高的照明水平。這意味著如果機(jī)器人1的僅一側(cè)需要照明，電力和蓄電池壽命沒有被浪費(fèi)用來不必要地照明機(jī)器人的另一側(cè)。
[0047]圖6顯示了位于房間40中的機(jī)器人1。在房間40內(nèi)有一些物品，其可以為機(jī)器人視覺系統(tǒng)提供路標(biāo)特征來使用。在機(jī)器人左邊(相對(duì)于機(jī)器人的向前驅(qū)動(dòng)方向A)的淺色桌子41和在右邊的深色桌子42。也定位在機(jī)器人右邊、桌子42上方的窗戶43，和在機(jī)器人后方的墻壁上的相框。機(jī)器人1是與圖5中所示相同的機(jī)器人，且從而具有兩個(gè)光源，其能夠在機(jī)器人的每一側(cè)提供獨(dú)立控制的錐形光31和32。圖7A是當(dāng)在圖6所示的環(huán)境中時(shí)由機(jī)器人1上的全方向PAL相機(jī)捕捉的360°圖像50的圖示。圖7B是顯示當(dāng)圖7A被拍取時(shí)用于機(jī)器人1的側(cè)面的每個(gè)光源的相對(duì)LED強(qiáng)度水平。LHS LED表示指向方向&HS的光源，且RHS LED表示指向方向BRHS的光源。兩個(gè)LED都具有提供到它們的非常小的功率，且從而每個(gè)的LED強(qiáng)度都很低。這意味著非常低的照明水平被照射到圍繞機(jī)器人1的區(qū)域。圖像50顯示從窗戶43的光線注意照亮房間的相對(duì)側(cè)，且從而桌子41和相框44可以被清楚地看到。然而，由于進(jìn)入窗戶43的光線量，在窗戶43附近具有差的對(duì)比度，從而桌子42不能在圖7A的圖像50中看到。
[0048]可能圖7A中所示的圖像50可提供足夠的檢測到的特征來用于機(jī)器人1成功行駛。然而，如果控制系統(tǒng)確定由于差的對(duì)比度在機(jī)器人的右手側(cè)沒有足夠的可檢測到的特征存在，它可以發(fā)送指令到視覺系統(tǒng)，以增加在該側(cè)上的照明水平。隨后的情形顯示在圖8A和8B中。圖8B顯示LHS LED的LED強(qiáng)度沒有改變，但是RHS LED的LED強(qiáng)度被增大。結(jié)果，圍繞機(jī)器人1右側(cè)的區(qū)域被錐形光32照亮，且桌子42現(xiàn)在在圖8A中的圖像50中可見。控制系統(tǒng)將現(xiàn)在能夠使用可視的桌子42的部分作為路標(biāo)系統(tǒng)，以便于機(jī)器人1繞其環(huán)境行駛。
[0049]機(jī)器人1已經(jīng)被描述為包括兩個(gè)光源4，其中每個(gè)光源提供到圍繞機(jī)器人在設(shè)備左手側(cè)和右手側(cè)上的區(qū)域的照明水平。然而，機(jī)器人可以提供與多余兩個(gè)光源，其實(shí)例在圖9中示出。在圖9中，機(jī)器人1設(shè)置有四個(gè)光源4，每個(gè)光源發(fā)射具有錐角β的錐形光。所有四個(gè)光源4仍向外指向，以便于提供到機(jī)器人左側(cè)和右側(cè)每一個(gè)的照明。由于存在更多的光源，角度β可以小于先前描述的錐角α。盡管由四個(gè)光源照亮的圍繞機(jī)器人的區(qū)域與在前一實(shí)施例中由兩個(gè)光源照亮的基本相同，由全方向PAL相機(jī)捕捉的圖像中可獨(dú)立照亮的區(qū)域的數(shù)量被加倍。由此，即使更多的光源被提供，由于存在對(duì)圖像被照亮的區(qū)域更好的控制，更多的能量可以被節(jié)約且蓄電池壽命可以更長。該模型可以延伸到包括更多的光源，如果期望的話。
[0050]圖10和11顯示了機(jī)器人1包含一些光源(未示出)，其有效地照明繞機(jī)器人1的不同象限(Q1到Q4和Q5到Q8)。這樣，控制系統(tǒng)可以發(fā)送指令到視覺系統(tǒng)以獨(dú)立控制提供到圍繞機(jī)器人的每個(gè)象限的照明水平。在圖10中，象限定位為使得機(jī)器人的向前驅(qū)動(dòng)方向(箭頭A)與兩個(gè)象限Q1和Q2之間的邊界對(duì)齊。圖1顯示特定實(shí)施例，其中機(jī)器人的向前驅(qū)動(dòng)方向(箭頭A)穿過象限Q7的中央。在其它實(shí)施例中，光源可以被布置為獨(dú)立地照亮比四個(gè)象限更多或更小的區(qū)段。
[0051]盡管上面描述了具體的實(shí)施方式，將理解各種修改可以被進(jìn)行而不會(huì)背離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種移動(dòng)式機(jī)器人，包括: 視覺系統(tǒng)，該視覺系統(tǒng)包括相機(jī)和至少一個(gè)光源，所述光源被布置為提供照明水平到圍繞移動(dòng)式機(jī)器人的區(qū)域；以及 控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括特征檢測單元，用于檢測由視覺系統(tǒng)捕獲的圖像中的特征； 其中由光源提供的照明水平響應(yīng)于由特征檢測單元檢測到的特征數(shù)量而被調(diào)整。2.如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)式機(jī)器人，其中控制系統(tǒng)將檢測到的特征數(shù)量與特征的預(yù)定最小閾值數(shù)量比較，且照明水平響應(yīng)于所述比較而被調(diào)整。3.如權(quán)利要求2所述的移動(dòng)式機(jī)器人，其中所述特征的預(yù)定最小閾值數(shù)量對(duì)應(yīng)于機(jī)器人成功行駛所需的最小特征數(shù)量。4.如權(quán)利要求2或3所述的移動(dòng)式機(jī)器人，其中如果比較顯示由圖像檢測單元檢測到的特征數(shù)量低于最小閾值數(shù)量，照明水平被升高直到由圖像檢測單元檢測到的特征數(shù)量達(dá)到最小閾值數(shù)量。5.如權(quán)利要求2或3所述的移動(dòng)式機(jī)器人，其中如果比較顯示由圖像檢測單元檢測到的特征數(shù)量高于最小閾值數(shù)量，照明水平被降低直到由圖像檢測單元檢測到的特征數(shù)量達(dá)到最小閾值數(shù)量或照明水平達(dá)到零。6.如權(quán)利要求2到5中任一項(xiàng)所述的移動(dòng)式機(jī)器人，其中照明水平響應(yīng)于所述比較而被調(diào)整預(yù)定量。7.如權(quán)利要求2到5中任一項(xiàng)所述的移動(dòng)式機(jī)器人，其中所述比較包括確定在由圖像檢測單元檢測到的特征數(shù)量和最小閾值數(shù)量之間的差，且照明水平被與所述差的大小成比例地調(diào)整。8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的移動(dòng)式機(jī)器人，其中當(dāng)機(jī)器人被操作時(shí)，由特征檢測單元檢測到的特征數(shù)量被連續(xù)地監(jiān)控，且光源提供的照明水平被連續(xù)地調(diào)整。9.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的移動(dòng)式機(jī)器人，其中由光源提供的照明水平通過調(diào)整提供到光源的電力而被調(diào)整。10.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的移動(dòng)式機(jī)器人，其中相機(jī)為全景環(huán)形透鏡(PAL)相機(jī)。11.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的移動(dòng)式機(jī)器人，其中光源包括發(fā)光二極管(LED)。12.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的移動(dòng)式機(jī)器人，其中光源發(fā)射紅外(IR)光。13.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的移動(dòng)式機(jī)器人，其中移動(dòng)式機(jī)器人為機(jī)器人真空吸塵器。
【專利摘要】一種移動(dòng)式機(jī)器人，包括：視覺系統(tǒng)，該視覺系統(tǒng)包括相機(jī)和至少一個(gè)光源，所述光源被布置為提供照明水平到圍繞移動(dòng)式機(jī)器人的區(qū)域；以及控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括特征檢測單元，用于檢測由視覺系統(tǒng)捕獲的圖像中的特征；其中由光源提供的照明水平響應(yīng)于由特征檢測單元檢測到的特征數(shù)量而被調(diào)整。
【IPC分類】G01C11/04, A47L9/00, A47L5/22, A47L9/30
【公開號(hào)】CN105380563
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510561431
【發(fā)明人】紀(jì)賾, C.A.史密斯
【申請(qǐng)人】戴森技術(shù)有限公司
【公開日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年9月6日
【公告號(hào)】US20160059420, WO2016034845A1