自移動機器人的制作方法
【專利摘要】一種自移動機器人，包括機體和設置其上的激光測距裝置(A)，所述激光測距裝置的最小掃描距離為X，所述自移動機器人(B)靠近障礙物時與障礙物之間保持一安全距離D，激光測距裝置的中心到機體的部分邊緣的距離L與自移動機器人的安全距離D之和大于或等于激光測距裝置的最小掃描距離X。本實用新型有效避開LDS裝置的掃描盲區(qū)，結構簡單，測量準確、精度高。
【專利說明】自移動機器人

【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種自移動機器人，屬于日用小家電制造【技術領域】。

【背景技術】
[0002]LDS裝置即激光測距裝置，是一種通過相似三角形原理測得實物距離的裝置，該裝置被廣泛使用，但它在測量過程中會存在測量盲區(qū)，當LDS與物體距離小于某個數值時，其測量數據準確性就會大大降低，此時的測量數據不可用，被稱為測量盲區(qū)。圖1為LDS工作原理圖。如圖1所示，LDS裝置包括激光發(fā)射器100、透鏡200和成像底片300，激光發(fā)射器100發(fā)射激光束照射到物體400上的某一點，該目標點的圖像通過透鏡200匯聚到成像底片300上形成像點。當激光照射的物體位置改變時，成像點在成像底片上的位置也發(fā)生相應變化。那么，在激光發(fā)射器100、成像底片300和透鏡200三者的位置關系確定的前提下，則可根據平面幾何關系計算出激光發(fā)射器100與物體400之間的距離，如圖1中示出的距離C。然而，受透鏡成像畫面范圍的限制，在靠近激光發(fā)射器100的一段距離X會超出透鏡的成像范圍，形成測量盲區(qū)，剩余的則為可測量區(qū)域C1。
[0003]圖2為現有自移動機器人中LDS裝置的設置位置示意圖。如圖2所示，現有的自移動機器人通常采用LDS裝置對行走環(huán)境的情況進行判斷，然而對于LDS裝置A的設置位置，往往根據對稱原則將其設置在自移動機器人B行走正方向的中軸線Μ上，對于外形完全對稱的自移動機器人來說，是設置在自移動機器人Β的中心線上，而忽略了 LDS裝置測量盲區(qū)對其采集數據的影響。這樣雖然使自移動機器人Β在外觀上更美觀，但是當自移動機器人Β在貼邊行走時，可能會造成貼邊區(qū)域有一段區(qū)域Υ數據是空白的。這是因為貼邊行走時自移動機器人Β與區(qū)域邊界之間的距離太近，致使LDS裝置與邊界靠近，由于在設置LDS裝置的位置時沒有考慮貼邊行走過程中LDS裝置與邊界之間的距離同其測量盲區(qū)的大小關系，因此很有可能使部分邊界處在LDS裝置測量盲區(qū)內，可用數據在一定程度上減少了，這樣一來，使得有些簡單環(huán)境，如大空曠區(qū)域反而會因為數據量不夠，而使定位誤差變大。
實用新型內容
[0004]本實用新型所要解決的技術問題在于針對現有技術的不足，提供一種自移動機器人，通過調整LDS裝置在自移動機器人上的設置位置，有效避開掃描盲區(qū)，結構簡單，測量準確、精度高。
[0005]本實用新型所要解決的技術問題是通過如下技術方案實現的:
[0006]一種自移動機器人，包括機體和設置其上的激光測距裝置，所述激光測距裝置的最小掃描距離為X，所述自移動機器人靠近障礙物時與障礙物之間保持一安全距離D，激光測距裝置的中心到機體的部分邊緣的距離L與自移動機器人的安全距離D之和大于或等于激光測距裝置的最小掃描距離X。
[0007]進一步地，所述激光測距裝置的中心到機體任意邊緣的距離與自移動機器人的安全距離D之和大于或等于激光測距裝置的最小掃描距離X。
[0008]由于自移動機器人設有貼邊行走模式，所述部分邊緣為貼邊行走時機體靠近障礙物的一側邊緣。
[0009]當機體在其行進方向上的中心線到兩側邊緣的距離R與安全距離D之和小于所述激光測距裝置的最小掃描距離X時，所述激光測距裝置的中心相對于機體在行進方向上的中心線，設在與所述機體部分邊緣相對的一側。
[0010]當機體在其行進方向上的中心線到兩側邊緣的距離R與安全距離D之和大于或等于所述激光測距裝置的最小掃描距離X時，在行進方向上，所述激光測距裝置的中心位于所述機體的行進方向的中心線上。
[0011]根據需要，所述自移動機器人的安全距離D為2厘米到5厘米。
[0012]所述激光測距裝置的最小掃描距離X為25厘米到30厘米；在行進方向上，所述機體的中心線到兩側邊緣的距離R為15厘米到20厘米。
[0013]另外，所述激光測距裝置采用旋轉激光測距裝置，用于360°旋轉測距。
[0014]本實用新型還提供一種自移動機器人，包括機體和設置其上的激光測距裝置，所述激光測距裝置的最小掃描距離為X，激光測距裝置的中心到機體的部分邊緣的距離L大于或等于激光測距裝置的最小掃描距離X。
[0015]同樣地，由于自移動機器人設有貼邊行走模式，所述部分邊緣為貼邊行走模式中機體靠近障礙物的一側邊緣。
[0016]當機體在行進方向上的中心線到兩側邊緣的距離R小于所述激光測距裝置的最小掃描距離X時，所述激光測距裝置的中心相對于機體在行進方向上的中心線，設于與機體部分邊緣相對的一側。
[0017]根據需要，所述激光測距裝置的最小掃描距離X為25到30厘米；在行進方向上，所述機體的中心線到兩側邊緣的距離R為15到20厘米。
[0018]同樣地，所述激光測距裝置采用旋轉激光測距裝置，用于360°旋轉測距。
[0019]綜上所述，本實用新型調整了 LDS裝置在自移動機器人上的設置位置，有效避開LDS裝置的掃描盲區(qū)，結構簡單，測量準確、精度高。
[0020]下面結合附圖和具體實施例，對本實用新型的技術方案進行詳細地說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為LDS工作原理圖；
[0022]圖2為現有自移動機器人中LDS裝置的設置位置示意圖；
[0023]圖3為實施例一 LDS裝置在自移動機器人中的設置位置示意圖；
[0024]圖4為實施例二 LDS裝置在自移動機器人中的設置位置示意圖；
[0025]圖5為實施例三LDS裝置在自移動機器人中的設置位置示意圖。

【具體實施方式】
[0026]實施例一
[0027]圖3為實施例一 LDS裝置在自移動機器人中的設置位置示意圖。如圖3所示，自移動機器人B上設有LDS裝置A，被檢測的障礙物為位于自移動機器人B右側的墻壁P，圖中的箭頭方向為自移動機器人B的行走方向。在【背景技術】中已經提到過，LDS裝置A掃描盲區(qū)距離的大小跟激光發(fā)射器、透鏡和成像底片的相對位置和尺寸大小有關，因此，裝配好的LDS裝置的掃描盲區(qū)距離X為一固定值。另外，當自移動機器人靠近障礙物時，為了避免行走過程中機體與障礙物之間發(fā)生碰撞刮擦，機體與障礙物之間還設有安全距離D，也就是說，自移動機器人貼邊行走時，機體邊緣與墻壁P之間保持距離D。因此，當自移動機器人貼邊行走時，為了避免部分墻壁落入LDS裝置的掃描盲區(qū)，僅需滿足LDS裝置的中心0到墻壁P的垂直距離大于或等于LDS裝置的掃描盲區(qū)距離X即可，即LDS裝置的中心0到機體右側邊緣的距離L與自移動機器人的安全距離D之和大于或等于LDS裝置的掃描盲區(qū)距離X即可。根據自移動機器人的不同種類，其尺寸大小也會有所不同。如圖3所示，在本實施例中提供的是一種外形尺寸較大的自移動機器人，該自移動機器人左右兩側的中心線到其兩側邊緣的距離R與自移動機器人的安全距離D之和大于等于LDS裝置的掃描盲區(qū)距離X，如果將其視為規(guī)則形狀，也就是當自移動機器人的半徑尺寸足夠大，且其半徑與安全距離D之和大于等于LDS裝置的掃描盲區(qū)距離時，為了使自移動機器人的機構簡單、外形美觀，LDS裝置的中心完全可以設置在自移動機器人的中心線Μ上。此時，中心處的LDS距離機體兩側邊緣的距離相同，機體兩側中任一側的邊緣均可視作機體的部分邊緣。
[0028]實施例二
[0029]圖4為實施例二 LDS裝置在自移動機器人中的設置位置示意圖。如圖4所示，同樣以被檢測的障礙物為位于自移動機器人Β右側的墻壁Ρ為例進行說明，自移動機器人進行貼邊行走，圖中的箭頭方向為自移動機器人Β的行走方向。本實施例中，自移動機器人的尺寸較小，致使自移動機器人左右兩側的中心線到其兩側邊緣的距離R與自移動機器人的安全距離D之和小于LDS裝置的掃描盲區(qū)距離X，也就是說，本實施例如果同樣將LDS裝置的中心設置在自移動機器人的中心線Μ上，則部分墻壁Ρ區(qū)域會落入LDS裝置的掃描盲區(qū)內，為了避免該缺陷，則需要將LDS裝置向左偏移一定距離。該偏移距離的大小需要滿足的條件是，LDS裝置中心0到墻壁Ρ所在平面的垂直距離大于LDS裝置的掃描盲區(qū)距離X，即LDS裝置中心0到機體右側邊緣的距離與自移動機器人的安全距離D之和大于等于LDS裝置的掃描盲區(qū)距離X。如圖4所示，此時，被檢測的墻壁Ρ位于LDS裝置Α的右側，LDS裝置A自中心線Μ向左偏移一段距離。這樣，當自移動機器人在沿右側進行貼邊行走時，LDS裝置能夠檢測到正對自移動機器人貼邊區(qū)域的障礙物數據，這大大增加了數據量，有利于機器人在空曠區(qū)域定位，同時，自移動機器人在桌面下運動并正確識別桌腿位置的能力也得到很大程度的提高。
[0030]對于上述的技術方案，還可以借助如圖4所示的實施例中的具體數據進行詳細地說明。通常情況下，如果LDS裝置Α的測距最小距離為25cm-30cm之間，此時自移動機器人B的半徑大約為18cm，且當自移動機器人B靠近墻壁P進行貼邊行走時，自移動機器人B與墻壁P之間的安全距離D大約為3cm，如果需要保持LDS裝置A仍然能夠有效工作，當墻壁P位于自移動機器人B的右側時，其設置在自移動機器人B上的中心線N的位置則需要偏移中心線Μ大約4cm_9cm即可。
[0031]實施例三
[0032]圖5為實施例三LDS裝置在自移動機器人中的設置位置示意圖。如圖5所示并對比圖4可知，本實施例與實施例一之間的差別在于，作為障礙物的墻壁P，相對于自移動機器人B的位置有所不同。即:在本實施例中，墻壁P位于自移動機器人B的左側。此時相對應地，LDS裝置A的中心0的位置，則相對于自移動機器人Β的中心線Ν位置向右偏移。本實施例中的其他技術特征與實施例一相同，在此不再贅述。
[0033]除了上述通過中心線偏移方向的不同來解決LDS裝置與障礙物之間的朝向問題之外，還可以通過控制自移動機器人的貼邊運動方式來配合調整。即:通過設定自移動機器人的貼邊行走方式，以確保自移動機器人在貼邊行走過程中障礙物始終處于LDS裝置的掃描盲區(qū)之外。也就是說，對于實施例一中所述的自移動機器人，由于自移動機器人自身尺寸較大，LDS裝置可以設置在其中心線Μ上，此時，無論自移動機器人以其左側或右側靠近障礙物進行貼邊行走，都不會對LDS裝置的距離檢測準確率造成影響。而對于實施例二和實施例三中所提供的自身尺寸較小，LDS裝置需要偏置的自移動機器人來說，則需要控制其貼邊行走方向。LDS裝置向左偏置的自移動機器人需要控制其右側靠近障礙物貼邊行走，而LDS裝置向右偏置的自移動機器人需要控制其左側靠近障礙物貼邊行走。這樣才能進一步保證LDS裝置的測距準確性。
[0034]綜合上述三個實施例的設置方式可知，本實用新型調整了 LDS裝置在自移動機器人上的設置位置，沿自移動機器人的行走方向，使LDS裝置的中心0到障礙物的垂直距離大于LDS裝置的掃描盲區(qū)距離，從而有效避開LDS裝置的掃描盲區(qū)，結構簡單，測量準確、精度聞。
【權利要求】
1.一種自移動機器人，包括機體和設置其上的激光測距裝置(A)，所述激光測距裝置的最小掃描距離為X，所述自移動機器人(B)靠近障礙物時與障礙物之間保持一安全距離D，其特征在于，激光測距裝置的中心到機體的部分邊緣的距離L與自移動機器人的安全距離D之和大于或等于激光測距裝置的最小掃描距離X。
2.如權利要求1所述的自移動機器人，其特征在于，所述激光測距裝置的中心到機體任意邊緣的距離與自移動機器人的安全距離D之和大于或等于激光測距裝置的最小掃描距離X。
3.如權利要求1所述的自移動機器人，其特征在于，所述部分邊緣為貼邊行走時機體靠近障礙物的一側邊緣。
4.如權利要求3所述的自移動機器人，其特征在于，當機體在其行進方向上的中心線到兩側邊緣的距離R與安全距離D之和小于所述激光測距裝置的最小掃描距離X時，所述激光測距裝置的中心相對于機體在行進方向上的中心線，設在與所述機體部分邊緣相對的一側。
5.如權利要求3所述的自移動機器人，其特征在于，當機體在其行進方向上的中心線到兩側邊緣的距離R與安全距離D之和大于或等于所述激光測距裝置的最小掃描距離X時，所述激光測距裝置的中心設于所述機體在行進方向上的中心線上。
6.如權利要求4所述的自移動機器人，其特征在于，所述自移動機器人的安全距離D為2厘米到5厘米。
7.如權利要求6所述的自移動機器人，其特征在于，所述激光測距裝置的最小掃描距離X為25厘米到30厘米；在行進方向上，所述機體的中心線到兩側邊緣的距離R為15厘米到20厘米。
8.如權利要求1所述的自移動機器人，其特征在于，所述激光測距裝置采用旋轉激光測距裝置，用于360°旋轉測距。
9.一種自移動機器人，包括機體和設置其上的激光測距裝置，所述激光測距裝置的最小掃描距離為X，其特征在于，激光測距裝置的中心到機體的部分邊緣的距離L大于或等于激光測距裝置的最小掃描距離X。
10.如權利要求9所述的自移動機器人，其特征在于，所述部分邊緣為貼邊行走時機體靠近障礙物的一側邊緣。
11.如權利要求10所述的自移動機器人，其特征在于，當機體在其行進方向上的中心線到兩側邊緣的距離R小于所述激光測距裝置的最小掃描距離X時，所述激光測距裝置的中心相對于機體在行進方向上的中心線，設在與所述機體部分邊緣相對的一側。
12.如權利要求11所述的自移動機器人，其特征在于，所述激光測距裝置的最小掃描距離X為25到30厘米；在行進方向上，所述機體的中心線到兩側邊緣的距離R為15到20厘米。
13.如權利要求9所述的自移動機器人，其特征在于，所述激光測距裝置采用旋轉激光測距裝置，用于360°旋轉測距。
【文檔編號】G01C3/00GK204166384SQ201420350288
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權日:2014年6月26日
【發(fā)明者】湯進舉 申請人:科沃斯機器人有限公司