自动运动的侦测装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种自动运动的侦测装置，包括：一具有内腔的球体，以及设置在所述球体内腔的至少四组光源检测装置、至少两个光强比较器、与光强比较器连接的运动控制器，以及与运动控制器连接的运动模块；四组所述光源检测装置分别设置在以所述球体球心为中心的0度、90度、180度以及270度的四个方向上，每组所述光源检测装置到所述球体球心的距离相等；相对的两组光源检测装置连接同一个所述光强比较器；光源检测装置用于检测预设时间内接收的反射光的光强，光源比较器用于比较与其连接的两组所述光源检测装置检测到的光强差值；运动控制器用于根据所述光强差值，通过所述运动模块控制所述球体的运动方向。本发明装置体积小、能灵活移动、成本较低。
【专利说明】自动运动的侦测装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及应急侦测【技术领域】，特别是涉及一种自动运动的侦测装置。
【背景技术】
[0002]各类灾害事故和危害公共安全事件，如地震、冰灾、洪灾、交通、卫生、火灾等事故时有发生，特别是在特殊环境、交通不便、通信中断条件下，应急系统部署的时间和速度就显得尤为重要。针对这一需求，目前的主流解决方案是小型机器人。研究表明，机器人技术造价较高，存在移动方式受限和使用场景受限等的诸多不足，不能满足大部分应急场景处
置需求。
【发明内容】
[0003]基于此，本发明提供一种自动运动的侦测装置，该装置体积小、能灵活移动、成本较低。
[0004]一种自动运动的侦测装置，包括:一具有内腔的球体，以及设置在所述球体内腔的至少四组光源检测装置、至少两个光强比较器、与所述光强比较器连接的运动控制器，以及与所述运动控制器连接的运动模块；
[0005]四组所述光源检测装置分别设置在以所述球体球心为中心的O度、90度、180度以及270度的四个方向上，每组所述光源检测装置到所述球体球心的距离相等；相对的两组光源检测装置连接同一个所述光强比较器；
[0006]所述光源检测装置用于检测预设时间内接收的反射光的光强，所述光源比较器用于比较与其连接的两组所述光源检测装置检测到的光强差值；所述运动控制器用于根据所述光强差值，通过所述运动模块控制所述球体的运动方向。
[0007]上述自动运动的侦测装置，在球体中设置四组光源检测装置，四组光源检测装置需设置在球体中以所述球体球心为中心的O度、90度、180度以及270度的四个方向上，光源检测装置可检测接收的反射光的光强，光强比较器用于比较与其连接的两组所述光源检测装置检测到的光强差值，运动控制器则通过运动模块控制小球的往光强较弱的方向移动，通过光强强弱的比较，可使球体处于更佳的拍摄位置，达到最佳的侦测视角，提高侦测装置的侦测效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本发明自动运动的侦测装置在一实施例中的结构示意图。
[0009]图2为本发明自动运动的侦测装置在一实施例中光源检测装置的设置示意图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。[0011]本实施例的自动运动的侦测装置，包括有:如图1所示的一具有内腔的球体10，以及设置在所述球体10内腔的至少四组光源检测装置(21~24)、至少两个光强比较器(25和26)、与所述光强比较器连接的运动控制器27，以及与所述运动控制器连接的运动模块28 ;球体10可为透光球体；
[0012]如图2所示，四组所述光源检测装置(21~24)分别设置在以所述球体球心为中心的O度、90度、180度以及270度的四个方向上，即图中所示的在所述球体球心O的上下左右相互垂直的四个方向上，每组所述光源检测装置到所述球体球心O的距离相等；相对的两组光源检测装置连接同一个所述光强比较器；
[0013]所述光源检测装置(21~24)用于检测预设时间内接收的反射光的光强，所述光源比较器用于比较与其连接的两组所述光源检测装置检测到的光强差值；所述运动控制器用于根据所述光强差值，通过所述运动模块控制所述球体的运动方向。
[0014]在一较佳实施例中，所述光源检测装置可包括光源检测累计器211，以及与所述光源检测累计器连接的光源产生器212和光源探测器213 ；
[0015]所述光源产生器212用于发射光源，所述光源探测器213用于采集反射光，所述光源检测累计器211用于检测预设时间内接收的所述反射光的光强；其中，相对的两组光源产生器产生的光源的波长和光强相等，相互垂直的两组光源产生器产生的光源的光强相等，波长不同；
[0016]所述光源比较器25用于比较与其连接两个所述光源检测累计器检测到的光强差值；所述运动控制器27用于根据所述光强差值，通过所述运动模块28控制所述球体10的
向。
[0017]如图1所示，图中示出了四组光源检测装置的结构示意图，四组光源检测装置的安装位置如图2所示，分别设置在以所述球体球心为中心的O度、90度、180度以及270度的四个方向上(图中的SI~S4位置)，并且每组所述光源检测装置到所述球体球心O的距离相等；光源检测装置21和光源检测装置23方向相对，在同一条水平线上，光源检测装置22和光源检测装置24方向相对，也在同一条水平线上。
[0018]光源检测装置21中的光源检测累计器211和光源检测装置23中的光源检测累计器231连接到同一个光强比较器25，光源检测装置22中的光源检测累计器221和光源检测装置24中的光源检测累计器241连接到同一个光强比较器26 ；
[0019]光源产生器可为LED射灯、发光二极管或激光器等可产生光源的器件，光源产生器的光源发射方向指向球体外部，方向相对的光源产生器212和光源产生器232产生相同波长和相同光强的光源(本实施例的光源可以是可见光，也可以是非可见光)；方向相对的光源产生器222和光源产生器242也产生相同波长和相同光强的光源；但光源产生器212和光源产生器232产生的光源的波长与光源产生器222和光源产生器242产生的光源的光强相同，但波长不同，可防止接收到其他光源产生器产生的相同波长反射光的干扰。
[0020]当光源产生器发射光源后，遇到障碍物后会发生反射，光源探测器可以检测反射光，并吸收至光源检测累计器，光源检测器只检测对应波长的光，其它波长不进行检测(光源检测器I设置为只检测光源产生器I产生的光源相同波长的反射光，防止其他波长反射光的干扰)，光源检测累计器会累计单位时间内通过光源探测器接收的反射光的光强大小，接收的反射光的光强由障碍物形状及与球体的距离来决定，距离越远，传输损耗越大，接收的光强越弱。
[0021]在预设的单位时间内，光强比较器会比较与其连接的两个光源检测累计器的光强大小，由于连接到光强比较器是方向相对的两个光源检测累计器，因此光强比较强说明其距离障碍物距离短，为使得球体处于两侧障碍物中间，运动控制模块则可根据光强比较结果，控制球体向光强比较弱的方向运动；
[0022]光源比较器可根据光强比较结果，产生一触发信号送至运动控制器，运动控制器根据该触发信号驱动与其连接的运动模块，使向光强比较弱的方向运动。
[0023]其中，运动模块可有多种实现方式，例如，可在球体内设置一主轮，在行走电机的驱动下沿球壳内侧滚动，从而驱动球体直线移动，球体内还有质量小车在其内部电机的驱动下沿圆弧架运动，使球体重心左右偏移，从而实现球体的转向控制。或者，球体也可采用三个电机实现三驱动形式的方法，轨道电机和短轴电机都是作为驱动电机，长轴电机作为转向电机，轨道电机和短轴电机分别与长轴电机组合或者三者综合运动都能实现全向滚动，轨道电机和短轴电机是运动冗余结构，轨道电机和短轴电机的转动轴线平行，直线驱动方向相同。
[0024]在一较佳实施例中，所述运动控制器27还用于判断所述光强差值是否在预设的控制范围内，若否，则通过运动模块28控制所述球体往所述光强较小的方向运动；例如，本实施例中，可通过光源检测装置21和光源检测装置23进行光强检测，产生光源检测装置21和光源检测装置23水平方向上的触发信号，通过运动模块控制球体，在光源检测装置21和光源检测装置23的水平方向上，控制球体往光强较小的方向；具体的，可控制所述球体往所述光强较小的方向运动一圈，运动一圈后，再通过光源检测装置22和光源检测装置24进行光强检测，通过运动模块控制球体，在光源检测装置22和光源检测装置24的水平方向上，控制球体往光强较小的方向运动一圈，运动一圈后，再次通过光源检测装置21和光源检测装置23进行光强检测，直到其光强比较器中比较得到的光强差值在预设范围内，则停止产生触发信号。
[0025]本发明装置中的球体内腔可搭载多种器件用于实现多种功能，在一较佳实施例中，可包括图像采集器，设置在球体内腔中，图像采集器可为摄像机，可用于采集图像或拍摄视频，实现监控功能；具体的，还可包括处理器及四个所述图像采集器，各个所述图像采集器分别设置在与每组所述光源检测装置相同的方向上，所述图像采集器与所述处理器连接；四个图像采集器同四组光源检测装置相同，也部署在球体球心前后左右四个两两垂直方向上，每个图像采集器的采集水平视角大于90°，从而能够保证360°全方位的图像采集。
[0026]具体的，还可包括音频采集器，设置在所述球体内腔中，与所述处理器连接，当图像采集器实时拍摄视频时，音频采集器实时采集音频数据，进一步丰富本装置的功能。
[0027]在一较佳实施例中，还可包括无线传输模块，设置在所述球体内腔中，与所述处理器连接，将处理器从图像采集器中接收的图像视频数据，以及音频采集器采集的音频数据传送到外部的接收终端，保证本装置应用的广泛性及便携性。
[0028]在一较佳实施例中，本装置中还可包括电压模块，电源模块主要为上述各模块提供电能，主要由锂电池与变压单元组成，由于各个模块的工作电压不一致，变压单元将锂电池输出电压进行变压、稳压后，输出不同电压的输出，从而为各个模块提供稳定的电压输入。
[0029]本发明自动运动的侦测装置，在球体中设置四组光源检测装置，光源产生器发射光源，光源探测器采集反射光，光源检测累计器检测光强，光强比较器比较相对的两组光源检测累计器检测到的光强，运动控制器则通过运动模块控制小球的往光强较弱的方向移动，四组光源检测装置设置在球体球心的上下左右相互垂直的四个方向上，通过光强强弱的比较，可使球体处于更佳的拍摄位置，达到最佳的侦测视角，提高侦测装置的侦测效果。本发明能自动识别周围光照环境，在侦测角度和位置不佳时，能自动调整位置，该装置具有高可靠性、高抗毁性、随需而设、即抛即用、可自动选择最佳侦测位置等特点，尤其适合人员无法直接进入的突发安全事故场合，比如地震、核辐射泄露、化学品泄漏、河流污染、火灾、矿难等需要快速、灵活部署的突发性灾难事件等。
[0030]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种自动运动的侦测装置，其特征在于，包括:一具有内腔的球体，以及设置在所述球体内腔的至少四组光源检测装置、至少两个光强比较器、与所述光强比较器连接的运动控制器，以及与所述运动控制器连接的运动模块； 四组所述光源检测装置分别设置在以所述球体球心为中心的O度、90度、180度以及270度的四个方向上，每组所述光源检测装置到所述球体球心的距离相等；相对的两组光源检测装置连接同一个所述光强比较器； 所述光源检测装置用于检测预设时间内接收的反射光的光强，所述光源比较器用于比较与其连接的两组所述光源检测装置检测到的光强差值；所述运动控制器用于根据所述光强差值，通过所述运动模块控制所述球体的运动方向。
2.根据权利要求1所述的自动运动的侦测装置，其特征在于，所述光源检测装置包括光源检测累计器，以及与所述光源检测累计器连接的光源产生器和光源探测器； 所述光源产生器用于发射光源，所述光源探测器用于采集所述反射光，所述光源检测累计器用于检测预设时间内接收的所述反射光的光强；其中，相对的两组光源产生器产生的光源的波长和光强相等，相互垂直的两组光源产生器产生的光源的光强相等，波长不同。
3.根据权利要求2所述的自动运动的侦测装置，其特征在于，所述运动控制器还用于判断所述光强差值是否在预设的控制范围内，若否，则通过运动模块控制所述球体往所述光强较小的方向运动。
4.根据权利要求3所述的自动运动的侦测装置，其特征在于，所述运动控制器通过所述运动模块控制所述球体往所述光强较小的方向运动时，控制所述球体往所述光强较小的方向运动一圈。
5.根据权利要求1所述的自动运动的侦测装置，其特征在于，还包括设置在所述球体内腔的图像采集器。
6.根据权利要求5所述的自动运动的侦测装置，其特征在于，还包括处理器及四个所述图像采集器，各个所述图像采集器分别设置在与每组所述光源检测装置相同的方向上，所述图像采集器与所述处理器连接。
7.根据权利要求6所述的自动运动的侦测装置，其特征在于，还包括音频采集器，设置在所述球体内腔中，与所述处理器连接。
8.根据权利要求6所述的自动运动的侦测装置，其特征在于，还包括无线传输模块，设置在所述球体内腔中，与所述处理器连接。
【文档编号】G05D3/12GK103955232SQ201410182333
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】林凡, 陈凡清, 黄建青, 杜文元, 罗耀荣, 刘敬聪, 余礼明, 阚启元 申请人:广州杰赛科技股份有限公司