移动机器人、控制方法和系统、装置及存储介质与流程

文档序号:27611057发布日期:2021-11-27 00:32阅读:75来源:国知局
移动机器人、控制方法和系统、装置及存储介质与流程

1.本技术涉及机器人技术领域,特别是涉及移动机器人、控制方法和系统、装置及存储介质。


背景技术:

2.目前,移动机器人,例如清洁机器人中,建图与导航是实现其移动功能的关键技术。移动机器人主要依据距离传感器、图像传感器等方式测量的环境信息,构建障碍物地图用于导航,还能将地图显示到终端,让用户观察其工作状态。
3.然而,现有技术中的移动机器人尤其是清洁机器人,虽然有使用vslam(即视觉即时定位与地图构建)技术或激光雷达slam技术来探测环境,但是仍然需要设置在例如清洁机器人(如扫地机器人)前端的较大尺寸的缓冲组件来大面积地防碰撞,例如中国专利公开号为cn210277064u的文献中所展示的缓冲组件的结构。这种缓冲组件的结构会占用大量的移动机器人的布局空间,导致机械结构复杂及成本增加。


技术实现要素:

4.鉴于以上所述现有技术的缺点,本技术的主要目的在于提供移动机器人、控制方法和系统、装置及存储介质,以实现能对现有技术中缓冲组件的尺寸、结构进行形成以解决机械结构复杂及成本问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的,本技术第一方面提供一种移动机器人,包括:机器人主体,具有装配空间;tof采集部件,可活动地设于所述装配空间,设置成侦测所述移动机器人的外部环境;驱动部件,连接于所述tof采集部件,用于驱动所述tof采集部件运动以形成所述tof采集部件的可侦测范围;控制部件,设置在所述机器人主体上,电性耦接于所述驱动部件,用于控制所述驱动部件来驱动所述tof采集部件运动,以令探测目标位于所述tof采集部件的可侦测范围中。
6.在本技术第一方面的某些实施例中,所述探测目标包括以下至少一种:已被探测到的障碍物、地标、或者指定区域。
7.在本技术第一方面的某些实施例中,所述探测目标是由所述移动机器人所设有的tof采集部件以外的其它侦测部件、或与移动机器人通信的tof采集部件以外的其它侦测部件所探测到的。
8.在本技术第一方面的某些实施例中,所探测到的探测目标的数据用于更新所述外部环境对应的地图数据。
9.在本技术第一方面的某些实施例中,所探测到的探测目标的数据的类型包括:所述探测目标的位置、所述探测目标的尺寸、所述探测目标相对于移动机器人的距离、及所述探测目标的类型中的任意一种或多种。
10.在本技术第一方面的某些实施例中,所述控制部件是在满足触发条件的情形下执行所述控制的动作;所述触发条件包括:表示所述移动机器人所设有的tof采集部件以外的
其它侦测部件、或与移动机器人通信的tof采集部件以外的其它侦测部件所探测到障碍物的信号被控制部件接收到。
11.在本技术第一方面的某些实施例中,所述探测目标包括障碍物,所述控制部件用于在所述tof采集部件或除所述tof采集部件以外的其它侦测部件在探测到探测目标的部分轮廓时,控制所述tof采集部件向相应探测目标方向运动。
12.在本技术第一方面的某些实施例中,所述控制部件用于在判断所探测到的所述探测目标的轮廓边缘与所述tof采集部件的视野边缘在连续段落上重合时,控制所述tof采集部件的继续运动以令所述视野边缘向该部分轮廓边缘外移动。
13.在本技术第一方面的某些实施例中,所述控制部件用于控制所述驱动部件来驱动所述tof采集部件运动,以适配于所述移动机器人的下一动作。
14.在本技术第一方面的某些实施例中,所述下一动作包括如下至少一种:沿所述探测目标避让地行进;为接近、碰触、或避让所述探测目标而调整位姿;沿预定导航路径行进;或调整速度。
15.在本技术第一方面的某些实施例中,所述tof采集部件的运动方式包括:转动和/或平移。
16.在本技术第一方面的某些实施例中,所述tof采集部件设于所述移动机器人的侧部。
17.在本技术第一方面的某些实施例中,所述tof采集部件设于由所述移动机器人的行进方向所定义的前侧。
18.在本技术第一方面的某些实施例中,所述tof采集部件包括:3d tof相机。
19.在本技术第一方面的某些实施例中,所述机器人主体中的载件设有供露出所述tof采集部件的镂空结构。
20.在本技术第一方面的某些实施例中,所述载件与遮覆于其外的机器人主体的外壳间固定设置;或者,所述载件与所述外壳间一体成型。
21.在本技术第一方面的某些实施例中,所述镂空结构设置成一端对应于tof采集部件,另一端为对应外部设置的开放端,两端之间的内壁围成空腔。
22.在本技术第一方面的某些实施例中,所述空腔是从所述对应于tof采集部件的一端向另一端呈现为截面面积趋大的形状。
23.在本技术第一方面的某些实施例中,所述空腔的内壁面为粗糙表面;或者,所述空腔的内壁面形成台阶结构。
24.在本技术第一方面的某些实施例中,所述驱动部件包括:可活动件,连接并能活动至带动所述tof采集部件;驱动器,连接并驱动所述可活动件。
25.在本技术第一方面的某些实施例中,所述可活动件定位连接于所述tof采集部件。
26.在本技术第一方面的某些实施例中,所述定位连接包括:卡合连接、铆接、粘接、及焊接中的任意一种或多种。
27.在本技术第一方面的某些实施例中,所述可活动件与驱动器为一体结构。
28.在本技术第一方面的某些实施例中,所述驱动部件为电机,所述可活动件为电机对外部的输出轴。
29.在本技术第一方面的某些实施例中,所述驱动器为电机;所述可活动件包括:连接
所述驱动器及tof采集部件的传动件。
30.在本技术第一方面的某些实施例中,包括:其它探测部件,位于所述机器人主体中或表面,用于侦测移动机器人的外部环境;其中,所述其它探测部件的可侦测范围中至少有部分在所述tof采集部件的可侦测范围以外。
31.在本技术第一方面的某些实施例中,所述其它探测部件与所述tof采集部件的可侦测范围之间有部分重叠。
32.在本技术第一方面的某些实施例中,所述其它探测部件包括:红外传感器、超声波传感器、激光雷达、压力传感器、电磁传感器、毫米波雷达、及行程开关中的任意一种或多种组合。
33.在本技术第一方面的某些实施例中,还包括:防护板,固定在移动机器人的机器人主体的前侧,所述防护板的整体在受到向后作用力的状态下与所述移动机器人的机器人主体保持稳定的位置关系;至少一个挡件,选择性地形成在所述防护板上,所述挡件在受到向后作用力的状态下形成相对所述防护板的主体部分可回复的位移或形变;至少一个感应器,设于每个挡件的内表面,用于感应所述挡件的位移或形变并产生预设电信号。
34.在本技术第一方面的某些实施例中,包括:清洁机器人。
35.本技术第二方面提供一种控制方法,应用于移动机器人;所述移动机器人包括:tof采集部件,可活动地设于所述移动机器人的装配空间,设置成侦测所述移动机器人的外部环境;驱动部件,连接于所述tof采集部件,用于驱动所述tof采集部件运动以形成所述tof采集部件的可侦测范围;所述控制方法包括:控制所述驱动部件来驱动所述tof采集部件运动,以令探测目标位于所述tof采集部件的可侦测范围中。
36.在本技术第二方面的某些实施例中,所述探测目标包括以下至少一种:已被探测到的障碍物、地标、或者指定区域。
37.在本技术第二方面的某些实施例中,所述探测目标是由所述移动机器人所设有的tof采集部件以外的其它侦测部件、或与移动机器人通信的tof采集部件以外的其它侦测部件所探测到的。
38.在本技术第二方面的某些实施例中,所探测到的探测目标的数据用于更新所述外部环境对应的地图数据。
39.在本技术第二方面的某些实施例中,所探测到的探测目标的数据包括:所述探测目标的位置、所述探测目标的尺寸、所述探测目标相对于移动机器人的距离、及所述探测目标的类型中的任意一种或多种。
40.在本技术第二方面的某些实施例中,所述对驱动部件的控制是在满足触发条件的情形下执行所述控制的动作;所述触发条件包括:表示所述移动机器人所设有的tof采集部件以外的其它侦测部件、或与移动机器人通信的tof采集部件以外的其它侦测部件所探测到障碍物的信号被控制部件接收到。
41.在本技术第二方面的某些实施例中,所述探测目标包括障碍物,所述控制方法还包括:在所述tof采集部件或除tof采集部件以外的其它侦测部件在探测到探测目标的部分轮廓时,控制所述tof采集部件向相应探测目标方向运动。
42.在本技术第二方面的某些实施例中,包括:在判断所探测到的所述探测目标的轮廓边缘与所述tof采集部件的视野边缘在连续段落上重合时,控制所述tof采集部件的继续
运动以令所述视野边缘向该部分轮廓边缘外移动。
43.在本技术第二方面的某些实施例中,包括:控制所述驱动部件来驱动所述tof采集部件运动,以适配于所述移动机器人的下一动作。
44.在本技术第二方面的某些实施例中,所述下一动作包括如下至少一种:沿所述探测目标避让地行进;为接近、碰触、或避让所述探测目标而调整位姿;沿预定导航路径行进;或调整速度。
45.本技术第三方面提供一种控制系统,应用于移动机器人;应用于移动机器人;机器人主体,具有装配空间;tof采集部件,可活动地设于所述移动机器人的装配空间,设置成侦测所述移动机器人的外部环境;驱动部件,连接于所述tof采集部件,用于驱动所述tof采集部件运动以形成所述tof采集部件的可侦测范围;所述控制系统包括:控制模块,用于控制所述驱动部件来驱动所述tof采集部件运动,以令探测目标位于所述tof采集部件的可侦测范围中。
46.在本技术第三方面的某些实施例中,所述移动机器人包括:清洁机器人。
47.本技术第四方面提供一种控制装置,包括:一或多个通信器,用于与外部通信;一或多个存储器,用于存储至少一计算机程序;一或多个处理器,耦接所述一或多个存储器及通信器,用于运行所述计算机程序以执行如第二方面所述的控制方法。
48.本技术第五方面提供一种计算机可读存储介质,存储有至少一计算机程序,所述至少一计算机程序被运行时执行如第二方面所述的控制方法。
49.如上所述,本技术的移动机器人、控制方法和系统、装置及存储介质,包括:机器人主体,具有装配空间;tof采集部件,可活动地设于所述装配空间,设置成侦测所述移动机器人的外部环境;驱动部件,连接于所述tof采集部件,用于驱动所述tof采集部件运动以形成所述tof采集部件的可侦测范围;控制部件,设置在所述机器人主体上,电性耦接于所述驱动部件,用于控制所述驱动部件来驱动所述tof采集部件运动,以令探测目标位于所述tof采集部件的可侦测范围中;本技术创新性地通过可运动tof采集部件来达到更大范围的环境侦测以确定障碍物,从而缩小或取消防碰撞的结构,解决现有技术的问题。
附图说明
50.图1显示为本技术实施例中移动机器人的结构示意图。
51.图2显示为本技术实施例中实现tof采集部件活动的结构示意图。
52.图3显示为本技术实施例中tof采集部件的分解结构示意图。
53.图4显示为本技术实施例中驱动器和活动件为一体的电机的结构示意图。
54.图5a显示为本技术一实施例中挡护结构的结构示意图。
55.图5b显示为本技术又一实施例中挡护结构的结构示意图。
56.图6显示为本技术实施例中tof采集部件和载件设置的俯视结构示意图。
57.图7显示为本技术实施例中在所述移动机器人实现对tof采集部件的活动进行控制的电路结构示意图。
58.图8显示为本技术实施例中控制方法的流程示意图。
59.图9a和9b显示为本技术一个实际应用例中控制tof采集部件活动以进行障碍物侦测的原理示意图。
60.图10a和10b显示为本技术一个实际应用例中控制tof采集部件活动以进行地标侦测的原理示意图。
61.图11显示为本技术实施例中控制装置的电路结构示意图。
62.图12显示为本技术实施例中控制系统的功能模块示意图。
具体实施方式
63.以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效。
64.在下述描述中,参考附图,附图描述了本技术的若干实施例。应当理解,还可使用其他实施例,并且可以在不背离本公开的精神和范围的情况下进行模块或单元组成、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的,并且本技术的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例,而并非旨在限制本技术。
65.虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件、信息或参数,但是这些元件或参数不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件或参数与另一个元件或参数进行区分。例如,第一元件可以被称作第二元件,并且类似地,第二元件可以被称作第一元件,而不脱离各种所描述的实施例的范围。第一元件和第二元件均是在描述一个元件,但是除非上下文以其他方式明确指出,否则它们不是同一个元件。取决于语境,比如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”。
66.再者,如同在本文中所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解,术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组,但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的,或意味着任一个或任何组合。因此,“a、b或c”或者“a、b和/或c”意味着“以下任一个:a;b;c;a和b;a和c;b和c;a、b和c”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时,才会出现该定义的例外。
67.本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及方法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
68.移动机器人,以家用的清洁机器人为例,如扫地机器人、拖地机器人、扫拖地一体机器人等,在移动时不可避免地会产生碰撞。由于该碰撞可能发生的部位众多,因此在移动机器人的前部会设置大尺寸的缓冲组件,例如中国专利公开号为cn210277064u的文献中所展示的,该缓冲组件形状为配合清洁机器人形状的弧形结构,在缓冲组件碰撞到障碍物时,会向内运动,吸收并消解碰到障碍物的冲击力,从而实现保护移动机器人的主体。
69.虽然在该方案中有设置一些传感器来探测外部环境,但是可侦测范围实际上都比较小,这样才造成需要如此大尺寸的缓冲组件,从该文献图10中可以发现,其缓冲组件的大小需覆盖清洁机器人的整个前侧,占用了移动机器人的布局空间,且缓冲组件还需有一定
的行程,也同样造成移动机器人的体积会增加,导致机械结构复杂并增加成本。
70.要解决以上问题,就需要取消该缓冲组件或减少因该缓冲组件的存在带来的额外的物料成本及安装成本。为此,本技术的技术方案中,实现有可运动的tof采集部件,利用其运动来扩展可侦测范围,而能及时发现障碍物,从而减少移动机器人可能碰撞的部位,也就能改变现有的缓冲组件的结构。
71.如图1所示,展示本技术实施例中移动机器人的结构示意图。
72.如图所示,所述移动机器人1举例为清洁机器人(扫地机器人、拖地机器人或扫拖地一体机器人);但需说明的是,图1所展示的移动机器人1的类型及结构仅为举例而已,在实际场景中可以是其它类型的移动机器人,例如工业机器人中的物流机器人,或者商业场所或家用的服务机器人,或者无人机、无人车等,故并非以图1示例为限。
73.在本实施例中,所展示的是机器人主体10;图1中可以呈现为去掉前侧的一部分外壳100后所露出的内部示意图;或者在其它示例中,也可以是载件102上的挡件(参阅图5a或图5b)通过壳体遮覆后可以呈现为例如图1的状态。其中,所述机器人主体10,指的是移动机器人的整机主体,也可以包含或不包含移动机器人的一些配件,例如扫地或拖地机器人的边扫、拖布、水箱等中的一种或多种。示例性地,若所述移动机器人为清洁机器人,其可包括动能系统、驱动机械结构、控制系统(如控制器、控制芯片等)、及清洁装置(如滚刷、边刷等)。其中,所述动能系统举例包括动力装置(如电机等)。所述驱动机械结构举例包括传动结构(如丝杠、齿轮、转轴结构等)、或运动部件(如滚轮、履带、机械脚等)等。
74.机器人主体10具有装配空间,用于安装tof采集部件101。在图1实施例中,所述装配空间可以是在机器人主体的外壳100内所分配的一块空间;当然,在其它实施例中,所述装配空间也可以延伸至凸出于机器人主体的外壳100,并非以此为限。
75.所述tof采集部件101设置成侦测所述移动机器人的外部环境,如图1中所显示的,该tof采集部件的采集方向朝向机器人主体10外设置,在图1实施例中示例性地展示为侧向设置。在图1的实施例中,该tof采集部件101设置在机器人主体10的前侧,所述前侧是由移动机器人的行进方向所定义,即若机器人主体10向前运动时的前侧。需说明的是,在其它实施例中,所述tof采集部件101也可以设置在机器人主体10的其它位置,例如顶部位置且侧向朝外设置等,并非以图示为限。
76.示例性地,所述tof采集部件101可以包括至少一个tof相机。具体的,tof为time of flight的缩写,即飞行时间,指的是通过检测信号(例如光、声信号)在某介质(例如空气)中行进一段距离所需的时间,具体的,tof相机的信号发射器(如单个或多个红外发射器、激光发射器)发出信号,该信号碰到障碍物后产生落点并被反射,然后被tof相机的信号接收器(如单个镜头和感光的传感器、或单个(或多个镜头)及多个感光的传感器)接收到,通过计算从信号发射到接收过程中的飞行时间来确定该落点的深度。
77.较优的,所述tof相机可以是3d tof相机。3d tof相机即面阵列tof相机,其信号发生器及信号接收器为阵列形式,从而能采集障碍物表面的多个点所构成面的深度;相比于单点tof相机,面阵列相机的信号采集数据的效率更高。
78.应理解,所述移动机器人利用tof采集部件来采集障碍物的深度信息,但并不局限于只能够利用所述tof采集部件。例如,所述tof采集部件还可以替换为其它的深度信息采集部件,例如包括至少一个双目相机的采集部件、或是包括至少一个结构光相机的采集部
件等。本领域技术人员应当知晓,基于深度测距原理对所述tof采集部件所作出的任何合理的替换/替代方案均在本技术的保护范围之内。
79.所述tof采集部件101是可活动地设置在该装配空间中的。具体的,所述tof采集部件101连接于驱动部件(图1中未图示)而由该驱动部件驱动,以令所述tof采集部件运动来形成所述tof采集部件101的可侦测范围。
80.示例性地,所述tof采集部件101的可侦测范围包括:至少在横向平面内和/或竖向平面内的预设角度范围。
81.其中,所述横向平面可以是沿机器人主体侧向延伸且tof采集部件101所在的平面,如沿平行于机器人的行进平面方向延伸的平面。例如所述机器人主体10设于地面上,则该横向平面与该地面平行;又或者,所述机器人主体10设于水平面上,则该横向平面与水平面平行。对应在图1实施例中,表现为所述tof采集部件101可以按图中a箭头所示的左、右方向转动;以及/或者,在其它实施例中,tof采集部件101也可以是进行左、右平移。
82.所述竖向平面指的是tof采集部件101所在的与上述横向平面正交的一平面。其中,所述正交的平面是指与所述横向平面大体相垂直的平面。在一些示例中,若所述横向平面为水平面,则所述竖向平面为竖直面。例如,若横向平面为地平面,则竖向平面为墙面,其中,墙面与地平面之间的垂直误差是在大体垂直的可接受范围内的。对应在图1实施例中,表现为所述tof采集部件101可以按图中b箭头所示的上、下方向转动和/或平移;以及/或者,在其它实施例中,tof采集部件101也可以是进行上、下平移。
83.示例性地,所述tof采集部件101的可侦测范围包括:所述tof采集部件101的预定侦测范围、及由所述tof采集部件101运动形成的可调侦测范围。示例性地,所述预定侦测范围是由tof采集部件101本身的硬件和/或软件参数所确定的固定范围,即所述tof采集部件101处于静止时可以探测到的范围;相对的,所述可调侦测范围是由tof采集部件可活动(例如上述转动和/或平移)的行程范围来确定的。
84.示例性地,所述tof采集部件101的可侦测范围包括:至少在横向平面内和/或竖向平面内的预设角度范围。所述tof采集部件101的可侦测范围实际上是锥形的,而该锥形投影在一个平面上的范围可以视为所述预设角度范围。举例来说,例如图6中,假设所述tof采集部件101的预定侦测范围在横向平面上投影的第一部分角度范围a为60
°
,若所述tof采集部件101可以在图中向左、向右转动30
°
,那么对应的可调侦测范围在所述横向平面上投影的第二部分角度范围b1、b2为两侧的各30
°
合计60
°
,第一部分角度范围和第二部分角度范围组合成所述预设角度范围,大小为120
°

85.示例性地,所述预设角度范围可以是至少在横向平面内40~180
°
之间的任意所划分的角度范围,例如,65
°
~70
°
,70
°
~75
°
,75
°
~80
°
,80
°
~85
°
,85
°
~90
°
,90
°
~95
°
,95
°
~100
°
,100
°
~105
°
,105
°
~110
°
,110
°
~115
°
,115
°
~120
°
,120
°
~125
°
,125
°
~130
°
,130
°
~135
°
等;和/或,在竖向平面内40~180
°
之间的任意所划分的角度范围,例如,的30
°
~35
°
,35
°
~40
°
,40
°
~45
°
,45
°
~50
°
,50
°
~55
°
,55
°
~60
°
,60
°
~65
°
,65
°
~70
°
,70
°
~75
°
,75
°
~80
°

86.示例性地,如图1所示,所述机器人主体10中设有载件102,所述载件102设有供露出所述tof采集部件101的镂空结构103。请一并参阅图1及图5,所述镂空结构103设置成一端对应于tof采集部件101,另一端为对应外部设置的开放端,两端之间的内壁围成空腔。
87.示例性地,所述空腔是从其对应于tof采集部件101的一端向另一端呈现为截面面积趋大的形状,即呈现由内向外类似于“喇叭口”的形态,同tof采集部件101的采集范围的形态相符。
88.可以理解的是,所述空腔的尺寸和/或tof采集部件101的可活动范围对所述tof采集部件101的可侦测范围产生限制。所述空腔的尺寸和tof采集部件101的可活动范围皆可以作为对tof采集部件101的可侦测范围的限制;例如,所述tof采集部件101的可活动范围令tof采集部件101的可侦测范围达到在所述横向平面上的130
°
的角度范围,但是所述空腔的尺寸大小遮挡了部分该130
°
的角度范围中两侧各5
°
,那么得到的预设角度范围为120
°
;或者,相反的,空腔的尺寸大小可以满足tof采集部件101的可侦测范围在横向平面上180
°
的角度范围,所述tof采集部件101的可活动范围只能令tof采集部件101的可侦测范围达到在所述横向平面上的位于该180
°
的角度范围中的130
°
的角度范围,则所述预设角度范围即被限制在130
°

89.示例性地,所述空腔的内壁面为粗糙表面。其作用在于,若所述tof采集部件101发射激光、红外光等,则该粗糙表面能对激光、红外光进行漫反射,以避免光线集中在某些部位导致亮暗差异大;或者,更具体的是,在例如图1和图6实施例中,所述空腔的内壁面形成台阶结构,所述台阶结构为沿所述对应于tof采集部件101的一端向另一端变小的形态,亦能避免亮暗差异大的问题。
90.在tof采集部件101对外部环境可侦测范围扩大的情形下,可以有效提升在碰撞前能检测到的障碍物的可能、及检测到障碍物的范围,从而就能在结构设计上减少或消除该缓冲组件。
91.例如,在图1的实施中,所述载件102与遮覆于其外的机器人主体的外壳100间固定设置,即例如通过固定方式(如卡合、螺锁、粘合等)来分别固定两者的相对位置;或者,所述载件直接固定在所述外壳100;又或者,所述载件102与所述外壳100是一体成型的。
92.如此可见,机器人主体的外壳100和该载件102之间不需要再如所述缓冲组件般留有用于缓冲的行程,这样就缩小了整个移动机器人的尺寸,简化结构。
93.为说明tof采集部件的活动方式,以下通过图2实施例进行说明。
94.如图2所示,展示实施例中实现tof采集部件活动的结构示意图。
95.在图2的实施例中,所述tof采集部件201连接并由驱动部件202所驱动。请一并参考图4,所述驱动部件202包括:可活动件2021及驱动器2022。
96.具体的,所述可活动件2021连接并能活动至带动所述tof采集部件101。所述tof采集部件101与可活动件2021之间可以是定位连接或通过传动结构连接。其中,所述定位连接包括:卡合连接、铆接、粘接、及焊接中的任意一种或多种。在定位连接的示例中,例如图4所示,可活动件2021例如为可以横向转动的驱动杆,而所述tof采集部件101具有与该驱动杆形状配合地套合的凹孔(未图示),只要驱动杆和凹孔的截面非圆形,则tof采集部件101就可以随驱动杆进行横向转动;在一些传动结构的示例中,所述可活动件例如为丝杆,丝杆上的连接座该随丝杆转动而平移,所述连接座供与所述tof采集部件201固定,以使得所述tof采集部件201能随之运动。在一些传动结构的示例中,所述tof采集部件201与可活动件之间也可以通过齿部、齿轮、齿条、齿链等中的一种或多种连接,以实现可活动件对于tof采集部件201的带动。
97.示例性地,如图3所示,展示一实施例中所述tof采集部件201的结构。在本实施例中,所述tof采集部件201包括:前盖2011、后盖2012、及tof相机2013(或称tof摄像头、或tof摄像模组)。所述前盖2011和后盖2012相互结合形成空间,供装设所述tof相机2013。在本实施例中,可以而非限定的是,所述后盖2012上形成有一凸部2014,该凸部2014的底部可设有凹孔(图中未图示),供与作为驱动器2022的电机的输出轴(图4实施中即为可活动件2021)套合。
98.示例性地,所述tof采集部件201的前盖2011和后盖2012结合形成的空间中还可设有垫件2015,例如用于缓冲及定位的弹性软垫(如橡胶垫、橡皮垫)等。
99.示例性地,所述驱动器2022同可活动件2021可以是一体的。举例来说,如图4所示,所述驱动部件202本身可以是电机,则所述可活动件2021可以是该电机对外部的输出轴,该输出轴横向转动,以带动与其套合的tof采集部件201(例如图3所示)横向转动。
100.当然,图3、图4的实施方式只是例示性地,在其它实施例中,完全可以根据实际需求加以变化。
101.例如,所述可活动件同驱动器之间也可以是分体的(未图示)。举例来说,所述可活动件可以为传动件,由驱动器驱动而带动所述tof采集部件;例如,所述可活动件为齿轮,所述驱动器的输出轴与该齿轮固定套接,所述tof采集部件壳体带有齿部,所述齿部与该齿轮咬合,当驱动器驱动齿轮转动,所述齿部随之运动而带动tof采集部件转动。
102.示例性地,若上述实施例中的驱动器为电机,可以例如为步进电机。步进电机又称为脉冲电机,它接收数字控制信号(电脉冲信号)并转化成与之相对应的角位移或直线位移,它本身就是一个完成数字模式转化的执行元件。而且它可开环位置控制,输入一个脉冲信号就得到一个规定的位置增量,这样的所谓增量位置控制系统与传统的直流控制系统相比,其成本明显减低,几乎不必进行系统形成。步进电机的角位移量与输入的脉冲个数严格成正比,而且在时间上与脉冲同步。因而只要控制脉冲的数量、频率和电机绕组的相序,即可获得所需的转角、速度和方向。在其它示例中,所述驱动器也可以是其它类型电机实现,例如伺服电机等。可以理解的是,在选择实现驱动器的电机时,可以根据实际场景的情况,如负载的性质(如水平还是垂直负载等),转矩、惯量、转速、精度、加减速等要求,以及上位控制要求(如对端口界面和通讯方面的要求)、主要控制方式(例如是位置、转矩、或速度方式)、供电电源类型(例如是直流还是交流电源、或电池供电)、及供电电压范围中的一种或多种来确定电机类型。
103.鉴于tof采集部件的检测范围还是有限的,因此,示例性地,所述的移动机器人还包括:其它探测部件,位于所述机器人主体中或表面,用于侦测移动机器人的外部环境;其中,所述其它探测部件的可侦测范围中至少有部分在所述tof采集部件的可侦测范围以外。另外,为避免有侦测盲区,示例性的,所述其它探测部件与所述tof采集部件301的可侦测范围之间可有部分重叠。
104.为了便于描述,由于所述tof采集部件与所述其它探测部件均用于探测所述移动机器人的外部环境,因此统称为环境侦测部件。在一些实施例中,所述环境侦测部件可以包括所述tof采集部件、所述其它探测部件中的一种或多种。
105.在一些示例中,所述其它探测部件可以是接触式或非接触式的传感器或感应组件实现。例如,所述其它探测部件可以包括:红外传感器、超声波传感器、激光雷达、压力传感
器、电磁传感器、毫米波雷达、及行程开关中的任意一种或多种组合。
106.示例性地,所述其它探测部件可以包括激光雷达,激光雷达设于移动机器人的外壳表面(例如顶部),采用横向旋转的方式来采集外部环境的数据。
107.示例性地,所述载件上可以设置一或多个开口或透射部,供露出需要发、收探测信号的传感器(如红外传感器、超声波传感器、激光雷达等);可选的,所述一或多个开口可以与所述tof采集部件101同位于所述机器人主体的前侧,并可位于tof采集部件101的上、下、左、右中的任意一或多个位置。
108.例如,载件上在tof采集部件的两侧可以分别设置一开口,供露出设置红外传感器;又或者,载件上在对应tof采集部件的镂空结构上,位于tof采集部件的下方设置一开口,供露出超声波传感器。
109.通过这些通过信号发、收探测信号来探测环境的传感器,可以有效辅助侦测tof采集部件的可侦测范围以外的部分。
110.再以感应组件举例。该感应组件可以通过本技术实施例中提供的挡护结构实现。
111.如图5a所示,展示本技术一种实施例中的挡护结构的示意图。
112.需特别说明的是,虽然图5a所示的挡护结构是与tof采集部件一并实施的,但并非是限制它们一定要一并实施;实际上,在其它实施例中,挡护结构也可以单独实施应用在移动机器人,以实现能感应到微小碰撞从而减少防碰撞的结构复杂度和布局成本,未必需要与上述实施例中的tof采集部件一并实施。
113.在实施例a1中,提供一种挡护结构,包括:载件302a,固定在移动机器人的机器人主体的前侧,所述载件302a的整体在受到向后作用力的状态下与所述移动机器人的机器人主体保持稳定的位置关系;至少一个挡件304a,选择性地形成在所述载件302a上,所述挡件在受到向后作用力的状态下形成相对所述载件302a的主体部分可回复的位移或形变;至少一个感应器305,设于每个挡件的内表面,用于感应所述挡件的位移或形变并产生预设电信号。
114.需特别说明的是,在图5a和5b实施例中的载件可与其它图示实施例中的“载件”为同一部件,例如图1实施例中的载件102;由于其防护作用,也可以被称为“防护板”。
115.示例性地,所述载件302a和所述移动机器人的机器人主体(例如图1中的移动机器人主体)之间的稳定的位置关系指的是所述载件302a和所述移动机器人的机器人主体间相对位置固定,换言之,所述载件302a和所述移动机器人的机器人主体不是活动的连接或结合,在,所述载件302a和所述移动机器人的机器人主体不会在外力的作用下产生相对运动或位移(当然,除非在破坏性的情况下),例如载件302a刚性连接于移动机器人的机器人主体,如载件302a采用螺锁、粘接、卡合等方式固定在机器人主体。
116.所述挡件304a是选择性地形成在所述载件302a上。示例性地,“选择性”指的是挡件304a的数量、及其在载件上302a的位置都是可以选择的,例如设置两个挡件304a,例如两个挡件304a对称设置在载件302a横向方向上中线的两侧等。另外,其中的“形成”指的是挡件可与所述载件为一体成型的结构。
117.示例性地,所述挡件304a可以通过弹性结构连接载件302a,从而能实现相对所述载件302a上除了所述挡件304a以外的主体部分进行可回复的弹性位移。
118.举例来说,在根据实施例a1实现的实施例a2中,所述挡件与载件间的连接结构包
括:一或多个悬臂306a;或者,相比所邻接的载件的部分厚度较小的连接部。
119.示例性地,所述挡件304a要实现能相对载件302a作可回复的运动。在一些示例中,例如图5a所示,所述挡件304a可以通过一或多个悬臂306a与所述载件302a一体连接,利用悬臂306a具有的一定的弹性形变性能,使得所述挡件304a可以相对载件302a进行可回复的位移。或者,在另一些示例中,所述挡件与载件之间的连接部相比其所邻接的载件的部分在厚度上要小,也可以使得挡件能相对载件作可回复的运动。
120.又或者,所述挡件304a本身的至少部分为弹性材质,在受到例如碰撞而产生的向后作用力时会产生至少部分的形变,从而靠近或靠近至施压于后方的感应器305。
121.需说明的是,挡件304a能进行的位移或形变程度并不大,在能满足使所述感应器305被触发的情况下,使挡件304a相对所述移动机器人的机器人主体的形变或位移行程被限制在预设范围中,例如间距范围为0.1毫米~0.5毫米、0.5~1毫米、1毫米~5毫米、或5毫米~10毫米等中的任意一种。
122.在本技术的实施例中,所述挡件304a同感应器305配合使用,当挡件304a受力出现位移或形变后,会触动感应器305出现状态变化从而产生对应的预设电信号输出。之所以使用感应器305,感应器305被触发所需要的行程距离比例如光电传感器、光电开关而言要短,当挡件有微小的位移时就会触发感应器的状态变化而输出预设电信号,以表示检测到挡件被碰撞的事件,从而相对现有技术中的缓冲组件而言简化了机械结构,节省了物料成本及安全成本。
123.挡护结构并非仅限于图5a所示的结构;再如图5b所示,展示本技术又一种实施例中挡护结构的示意图。
124.与图5a相比,图5b实施例中将挡件304b面积设计得更大,相应地就缩小其周围的载件302b部分的面积,例如挡件304b和载件302b间的连接结构(例如悬臂306b)尽可能设计在挡件左、右两侧,使得所述挡件304b可以向上扩大面积,而相应减少其上方载件302b部分的面积;当出现碰撞时,会优先触碰所述挡件304b而非载件302b,以避免漏检或迟缓检测到碰撞情况的问题出现。
125.在一些实施例中,所述感应器305可以是行程开关,其类型例如为限位开关、微动开关或接近开关中的任意一种;优选的,所述行程开关可以是微动开关,其体积小,反应灵敏,更适合在小型机构中使用,触发行程很短。
126.以为感应器305为行程开关的某一种结构为例,来说明其原理。例如,所述行程开关可具有壳体、以及外露于所述壳体并可弹性伸缩的伸缩结构(未图示),所述伸缩结构由推杆及位于推杆下的弹性件(例如金属弹片)构成,初始状态下,该金属弹片上具有的动触点与常闭触点电性接触,令行程开关处于第一状态;当推杆被挤压至收缩,则会令金属弹片形变至令动触点与常开触点电性接触,触发行程开关处于第二状态,而输出所述预设电信号。再就信号输出举例来说,在行程开关处于第一状态下,动、常闭触点接触而不会导通行程开关,令其所输出的电信号可以是“0”;而当其因为受到挡件位移的挤压而状态变化时,令动、常开触点接触导通行程开关,令其所输出的电信号可以是“1”,而作为预设电信号,表示检测到移动机器人的“碰撞事件”。
127.当然,上述举例的行程开关的结构只是其中一种,类似的具有伸缩结构且将伸缩结构的伸、缩状态转化为不同电信号输出,从而检测移动机器人的碰撞事件的其它开关,也
可以加以替代;还需说明的是,如果能满足触发行程较短的要求,该行程开关也未必需要是接触型开关,而可以是非接触型的开关,例如所述的接近开关等,它的原理在于电、磁感应,则在此情形下该挡件就需要至少部分是金属材质从而能被感应到;基于原理不同,接近开关的类型可以分为电感式、电容式、霍尔式、交流、直流型等。
128.或者,在一些更简单的结构实现中,感应器305也可以简化表现为金属接触结构,例如两个金属触接触部(例如触点或触片等)。
129.在根据实施例a1实现的实施例a3中,所述挡件304a有多个,每个挡件304a的内表面设有一或多个所述感应器305。
130.例如所述挡件304a有两个;每个挡件304a后可以设置两个感应器305。
131.在根据实施例a1实现的实施例a4中,所述挡件304a有至少两个;所述载件在两个挡件304a之间的部分设有供露出至少一环境侦测部件的开口或透射部。
132.在根据实施例a1实现的实施例a5中,所述载件在多个所述挡件之间部分的以外部分设有供露出至少一环境侦测部件的开口或透射部。
133.其中,例如图5a中两个挡件304a的两侧也可以设置开口或透射部,用于环境侦测部件的信号收发。
134.在根据实施例a4或a5实现的实施例a6中,所述环境侦测部件包括:tof传感器、相机、光电传感器、红外传感器、超声波传感器、压力传感器、电磁传感器、毫米波雷达、及感应器305中的任意一种或多种组合。
135.所述环境侦测部件指的是移动机器人中除了挡护结构中的感应器305以外的用于环境探测的传感器,例如tof采集部件301、相机、光电传感器、红外传感器、超声波传感器、压力传感器、电磁传感器、毫米波雷达、及感应器305(非挡护结构中的)中的任意一种或多种。
136.在可能的实现中,所述环境侦测部件可以包括例如图1实施例中的tof采集部件。
137.示例性地,如图5a所示,载件302a上在其设置tof采集部件301的镂空结构303的两侧可分别形成挡件304a,该挡件304a具有供受力的外表面3041a并在受力时形成位移;每个挡件304a的内表面(即外表面3041a的背面)可设有至少一个感应器305,用于感应所述挡件304a的位移并产生预设电信号。各该挡件304a和该感应器305构成了感应组件。可以理解的是,图5b中的挡件304b和该感应器305也可构成感应组件。
138.当然,图5a的实施方式仅为环境侦测部件和挡护结构结合的一种应用方式而已,环境侦测部件可以加以变化。
139.在根据实施例a4或a5实现的实施例a7中,所述环境侦测部件设于由所述移动机器人的行进方向所定义的前侧。
140.例如,环境侦测部件可为图1实施例中的tof采集部件而设于移动机器人的前侧,而移动机器人也是向前运动的。
141.在根据实施例a6实现的实施例a8中,所述tof传感器为3d tof传感器。
142.例如,前述实施例中的tof采集部件可以包括3d tof传感器。
143.在根据实施例a5实现的实施例a9中,所述载件设有供露出所述环境侦测部件的镂空结构。
144.例如图1实施例中,载件设有用于露出tof采集部件的镂空结构。
145.在根据实施例a9实现的实施例a10中,所述镂空结构设置成一端对应于环境侦测部件,另一端为对应外部设置的开放端,两端之间的内壁围成空腔。
146.例如图1实施例中,载件设有用于露出tof采集部件的镂空结构,其具有两端,分别对应tof采集部件和外部,且围成空腔。
147.在根据实施例a10实现的实施例a11中,所述空腔是从所述对应于环境侦测部件的一端向另一端呈现为截面面积趋大的形状。
148.例如图1实施例中,所涉及的描述镂空结构的空腔的形状的内容。
149.在根据实施例a10实现的实施例a12中,所述空腔的内壁面为粗糙表面;或者,所述空腔的内壁面形成台阶结构,所述台阶结构为沿所述对应于环境侦测部件的一端向另一端趋低的形态。
150.例如前述图1或图5a实施例中,关于空腔的内壁面的描述。
151.在根据实施例a1实现的实施例a13中,所述感应器包括:行程开关、或金属接触机构。
152.如前所述,所述感应器305可选为行程开关中的微动开关,以极小行程即能感测到碰撞。
153.在根据实施例a1实现的实施例a14中,所述载件的外表面设有遮覆各所述挡件的壳件,所述挡件在所述壳件的遮覆下不可见。
154.可参考例如图1所示,壳件105遮覆载件上对应挡件的位置,会遮掩各挡件以令其不可见,例如壳件采用或涂布不可透视的材料,以令机器人主体外形美观且起到防护效果,由于载件与壳件之间可保持稳定的位置关系,如此就能减小移动机器人的整体尺寸。
155.在根据实施例a1或a14实现的实施例a15中,所述载件的外表面设有壳件,所述壳件设有开口或透射部,对应于所述移动机器人的环境侦测部件所在位置设置。
156.可参考例如图1,所述外表面的由于环境侦测部件中某些传感器(例如光电传感器、超声波传感器等)可能存在信号收发需求,则所述外壳可在对应这些存在信号收发需求的部件的位置形成开口、或者透射部(例如利用透明、半透明材料实现,利于光信号的传输)。
157.在根据实施例a1实现的实施例a15中,所述挡件304的外表面凸出于所述载件的外表面。
158.这样的设计可以使得挡件304a、304b能先于载件碰撞到外部,例如障碍物等,从而避免出现移动机器人实际上已发生碰撞了,但是并没有被感应器305检测到的不良状况出现。
159.承接之前实施例所述,可选的,所述机器人主体前侧底部位置还可固定设置弹性的防撞部,以用于缓冲碰撞。所述防撞部凸出于所述挡件外表面设置,且当机器人主体前部受到碰撞时,防撞部优先受压而形变,当其形变到一定程度时挡件受到碰撞从而检测到碰撞事件的发生,在此过程中防撞部能先对碰撞力进行缓冲,从而有效保护所述挡护结构,以延长其使用寿命。
160.在实施例a17中,可以提供一种移动机器人,包括:外壳;以及如实施例a1~a16中任一项所述的挡护结构。
161.在基于实施例a17实现的实施例a18中,移动机器人包括:动能系统,用于受控地令
所述移动机器人移动;控制装置,电性耦接并用于控制所述动能系统;其中,所述控制装置还与所述至少一个感应器305电性耦接,以接收所述预设电信号。
162.在基于实施例a18实现的实施例a19中,所述控制装置,用于根据感应器305的预设电信号驱动所述动能系统,以消除产生预设电信号的感应器305所对应的挡件304a、304b的位移。
163.所述控制装置可以例如为图7实施例中的控制部件或者移动机器人中的其它控制装置,同所述动能系统电性耦接,以能发送信号来控制动能系统,令移动机器人运动。其中,所述动能系统是对能令移动机器人运动的动力装置、驱动机械结构的总称。
164.例如,移动机器人碰撞障碍物时,挡件304a、304b受压产生向移动机器人内的位移(例如向后位移)时,触发感应器305产生预设电信号输出给控制装置,控制装置控制移动机器人向后移动,从而使挡件304a、304b脱离障碍物,而挡件304a、304b回复至原位(例如向前位移)。
165.在基于实施例a17实现的实施例a20中,所述移动机器人包括清洁机器人。
166.所述清洁机器人可以例如为扫地、拖地、扫拖地一体等机器人。
167.在tof采集部件和上述各种实施例中感应组件的配合的实施方式中,由于通过可活动的tof采集部件301的扩大的可侦测范围,已可以避免移动机器人与被探测到的障碍物碰撞情况,然在该可侦测范围以外探测不到的障碍物仍有小概率发生的碰撞情况,那么优选可以采用上述实施例中挡件304a、304b和感应器305配合实现的感应组件,通过其巧妙的结构设计可以实现在尽量少的行程、和碰撞面积的情况下来检测碰撞,这样就可以完全取消现有技术中的缓冲组件的结构,能有效降低移动机器人的结构设计的复杂性,降低成本。
168.再一并参考图1和图6所示,展示本技术实施例中tof采集部件101设置在载件102中镂空结构的一端的俯视结构示意图。从图6中,可以明显可见所述tof采集部件101的预定侦测范围在横向平面上投影的第一部分角度范围,以及由tof采集部件101的横向转动而实现的可调侦测范围在横向平面上投影的第二部分角度范围b1、b2,而a、b1和b2组合构成所述预设角度范围。
169.在图6中,示例性地展示了所述镂空结构103,其中可以设置台阶结构、和/或凹凸不平的粗糙表面。
170.当然,图6实施例只是为了利于读者理解tof采集部件101能活动而达到较大可侦测范围的示意性的举例,并非对其可能实现的方案进行限制,例如所述台阶结构、粗糙表面、镂空结构、tof采集部件101的活动方式等均可以加以变化,并非以图6实施例为限。
171.示例性地,所述驱动部件是可以受控驱动而能形成所述tof采集部件101来达成某些功能需求。
172.如图7所示,展示本技术实施例中在所述移动机器人实现对tof采集部件401的活动进行控制的电路结构示意图。
173.驱动部件402可以包含例如电机(如步进电机、伺服电机等)、舵机或其他旋转动力机构的驱动器,所述移动机器人的机器人主体中还可具有控制部件403,与所述驱动部件402电性连接,从而控制所述驱动部件402来驱动所述tof采集部件401的活动。
174.示例性地,若所述驱动部件402包含步进电机,则所述控制部件403可以与该步进电机电性耦接,按所需功能对应的时序来发出脉冲信号至步进电机,从而驱动所述tof采集
部件401的活动。例如,驱动如图4中的驱动部件202的输出轴横向旋转,从而带动图2中的tof采集部件201横向转动。
175.示例性地,所述控制部件403控制所述tof采集部件401的活动是为了达成某种功能的。举例来说,所述控制部件403可以控制所述驱动部件402来驱动所述tof采集部件401运动,以令探测目标位于所述tof采集部件401的可侦测范围中在执行相应功能的过程中,所述控制部件403利用通过控制tof采集部件的移动而探测到的探测目标,触发/维持执行一功能。例如,根据与探测目标的相对位置,调整移动路线和/或在地图数据上进行标记;又如,根据对探测目标的识别结果调整清洁模式。
176.示例性地,在所述移动机器人具有上述实施例中的其它探测部件的情况下,所述控制部件403还电性耦接其它探测部件,同样接收其它探测部件探测环境而传输的数据。
177.在一些示例中,所述探测目标包括以下至少一种:已被探测到的障碍物、地标、或者指定区域。其中,障碍物指的是位于所述移动机器人的运动路径上会产生阻挡的物体;障碍物根据环境不同而类型不同,例如在室内场景中,障碍物可能是门、墙、柱子、桌子、椅子、柜子、花盆、电器及其它各种放置物;在室外场景中,障碍物可能有建筑物、公共设施、行人等等。
178.其中,在机器人的地图中,所述地标包括采集自环境中一或多个点的特征;对于摄像机拍摄的彩色图像来说,该特征可以是由彩色图像上某些特定位置的像素点(包含rgb像素值和/或深度数据)构成,这些像素点可以是在相同或不同的物体上;对于tof相机来说,可以是采集到的深度图像上某些特定位置的点的深度数据。
179.在一些示例中,所述地标包括几何图形(例如矩形、线、圆等)、物体信息(例如墙缝、门、天花板上的灯等)、条形码信息(例如二维码、等)。在一些示例中,所述地标在实际环境中相对于机器人固定且位置已知,例如移动机器人的充电桩。
180.示例性地,所述已被探测到的障碍物是由所述移动机器人所设有的tof采集部件以外的其它探测部件404或与移动机器人通信的tof采集部件以外的其它探测部件404所探测到的。其它探测部件404可以是前述实施例中的其它探测部件实现。举例来说,当其它探测部件404在其的侦测范围内先发现了障碍物a,进而产生对应的信号传输至控制部件403,控制部件403根据该信号来控制所述tof采集部件401活动至令障碍物a落入其活动后的预定侦测范围中,以探测该障碍物。
181.需说明的是,在此实施例中,由于tof采集部件401和其它探测部件404之间的实际相对位置、中轴线或基线相对位置等都是可以预知的,而tof采集部件401活动(例如转动、平移)的行程可以通过对驱动部件402的驱动器进行驱动时的运动行程(例如电机转速、及转动时间计算得到电机转动行程)来计算得到,因此当其它探测部件404发现障碍物时,可以知晓该障碍物的大致方位,并可以实现驱动该tof采集部件401活动至令障碍物落入其预定侦测范围中。
182.示例性地,在移动机器人的定位方案中,在还没有获取到地标的情况下,所述控制部件403也可以驱动所述tof采集部件401活动至探测到地标,从而在地图数据库中匹配来获得移动机器人的当前位置;故不必如现有技术般移动机器人都是整体运动,从而简化控制逻辑。
183.所述地图数据库可以位于所述移动机器人本地的存储介质中,也可以位于云端。
184.在一些实施例中,所述存储介质例如为只读存储器、随机存取存储器、eeprom、cd-rom或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁存储设备、闪存、u盘、移动硬盘、或者能够用于存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机进行存取的任何其它介质。
185.在一些实施例中,所述云端由服务器/服务器组、台式机、笔记本电脑、智能手机、及平板电脑等中的任意一个实现,或者由其中多个通信连接成协同工作的分布式系统实现;所述服务终端可以通过服务器/服务器组实现,可以是基于中心化的架构,也可以是基于分布式的架构,例如公共云(publiccloud)服务端与私有云(privatecloud)服务端,其中,所述公共或私有云服务端包括software-as-a-service(软件即服务,简称saas)、platform-as-a-service(平台即服务,简称paas)及infrastructure-as-a-service(基础设施即服务,简称iaas)等。所述私有云服务端例如intel服务端、阿里云计算服务平台、亚马逊(amazon)云计算服务平台、百度云计算平台、腾讯云计算平台等等。
186.示例性地,所述探测目标还可以包括指定区域,所述指定区域例如为在地图中已预先定义的区域,例如客厅、卧室或其它自定义区域;又或者,所述指定区域可以是被其它探测部件探测到的任意类型的区域,该区域可能会对机移动机器人的行进产生障碍而不希望移动机器人进入的区域,例如欠曝区域或其它指定的禁区等。
187.示例性地,所述控制部件403还可以电性耦接于移动机器人的动能系统405。其中,所述动能系统405是对能令移动机器人运动的动力装置、驱动机械结构的总称。类似于前文中的举例,所述动力装置可以为电机、舵机或其它旋转动力机构等,所述驱动机械结构包括:如传动结构(如丝杠、齿轮、转轴结构等)、及运动部件(如滚轮、履带、机械脚等)。
188.需说明的是,图7实施例中的电性连接方式只是例举,其中虚线表示可选的连接方式,而非限制。
189.如图8所示,展示本技术实施例中的控制方法的流程示意图。所述控制方法可以应用在移动机器人,其执行主体可以例如为图7实施例中的移动机器人的控制部件。
190.所述控制方法包括:
191.步骤s501:获知探测目标。
192.在一些示例中,所述探测目标包括以下至少一种:已被探测到的障碍物、地标、或者指定区域。其中,障碍物根据环境不同而类型不同,例如在室内场景中,障碍物可能是门、墙、柱子、桌子、椅子、柜子、花盆、电器及其它各种放置物;在室外场景中,障碍物可能有建筑物、公共设施、行人等等。示例性地,所述指定区域例如为在地图中已预先定义的区域,例如客厅、卧室或其它自定义区域;又或者,所述指定区域可以是被其它探测部件探测到的任意类型的区域,该区域可能会对机移动机器人的行进产生障碍而不希望移动机器人进入的区域,例如欠曝区域或其它指定的禁区等。
193.其中,在机器人的地图中,所述地标包括采集自环境中一或多个点的特征;对于摄像机拍摄的彩色图像来说,该特征可以是由彩色图像上某些特定位置的像素点(包含rgb像素值和/或深度数据)构成,这些像素点可以是在相同或不同的物体上;对于tof相机来说,可以是采集到的深度图像上某些特定位置的点的深度数据。
194.在一些示例中,所述控制部件可以根据接收到的信息来获知探测目标,例如外部输入(例如用户输入)的探测目标的方位;又或者,前述实施例中的其它探测部件所探测到
的探测目标,并将相应信息发给所述控制部件,从而被控制部件获知。
195.步骤s502:控制所述驱动部件来驱动所述tof采集部件运动,以令探测目标位于所述tof采集部件的可侦测范围中。
196.示例性地,所述已被探测到的障碍物是由所述移动机器人所设有的tof采集部件以外的其它侦测部件或与移动机器人通信的tof采集部件以外的其它侦测部件所探测到的。
197.在一些场景中,其它侦测部件采用的可能都是一些低成本、探测能力弱的传感器,可能只能探测到障碍物大致的并不准确的方位,而无法探测更多关于障碍物的数据,例如尺寸、类型、更准确的方位、距离等,故而需要借助tof采集部件进行进一步的探测。
198.举例来说,在前述实施例中的其它探测部件,有可能在其的侦测范围内先发现了障碍物a,进而产生对应的信号传输至控制部件,控制部件根据该信号来控制所述tof采集部件活动至令障碍物a落入其活动后的预定侦测范围中,以探测该障碍物。
199.可以理解的是,所述控制部件对驱动部件的控制是在满足触发条件的情形下执行所述控制的动作;所述触发条件包括:表示所述移动机器人所设有的或与移动机器人通信的tof采集部件以外的其它侦测部件所探测到障碍物的信号被控制部件接收到。
200.需说明的是,在此实施例中,由于tof采集部件和其它的其它侦测部件之间的相对位置、中轴线、基线等都是可以预知的,而tof采集部件活动(例如转动、平移)的行程可以通过对驱动部件的驱动器进行驱动时的运动行程(例如电机转速、及转动时间计算得到电机转动行程)来计算得到,因此当其它探测部件发现障碍物时,可以知晓该障碍物的大致方位,并可以实现驱动该tof采集部件活动至令障碍物落入其预定侦测范围中。
201.以下结合图示进行说明,请参阅图9a和9b,更清楚地说明上述过程的原理。
202.如图9a所示,其它探测部件404如红外传感器发现了障碍物b,传输对应的数据给控制部件403,其中,其它探测部件404可能只能探测到该障碍物b大致方向,而无法知道其深度或大小;从图中可见,tof采集部件401此时的预定侦测范围(对应于其当前姿态)中并未出现障碍物b。
203.可选的,当其它探测部件发现障碍物b并通知控制部件403后,所述控制部件403或移动机器人上的其它控制装置可以控制动能系统来进行减速,以避免碰撞;或者,在通过计算判断会发生与该障碍物的碰撞时控制动能系统进行减速。
204.如图9b所示,控制部件403控制驱动部件402来驱动tof采集部件401活动(例如按图9a中向右箭头方向转动)至与其它探测部件404朝向接近,令障碍物b出现在其活动后的预定侦测范围。
205.进一步的,在发现障碍物后,控制部件403或移动机器人中的其它控制装置就可以规划避障路径,并控制动能系统来令移动机器人避障。
206.示例性地,在移动机器人的定位方案中,在还没有获取到地标的情况下,所述控制部件403也可以驱动所述tof采集部件401活动至探测到地标,从而在地图数据库中匹配来获得移动机器人的当前位置;故不必如现有技术般移动机器人都是整体运动,从而简化控制逻辑。
207.相应的,例如图10a所示,当前情况下,移动机器人开始定位其当前位置,然而地标c、d(例如花盆、饮水机、柜子等上的一个或多个点)处于tof采集部件401的预定侦测范围以
外,其预定侦测范围中也不存在其它地标,不能完成定位;控制部件403控制tof采集部件401按预定方式(例如顺时针转动、逆时针转动、上升、下降等中的一种或多种)或者随机活动,来进行探测;再如图10b所示,假设发现c(或者也可以发现d)时,将侦测到的包含c(或者d)的环境数据(如深度数据)传输给控制部件403或其它控制装置,控制部件403或其它控制装置可以在本地进行同地图数据库的比对来完成定位、或者将侦测到的环境数据发送到云端进行同地图数据库的比对来完成定位。
208.示例性地,所探测到的探测目标的数据还可以用于更新所述外部环境对应的地图数据,并可将该障碍物标注在呈现给用户的地图显示图形界面上。其中,所探测到的探测目标的数据包括:所述探测目标的位置、所述探测目标的尺寸、所述探测目标相对于移动机器人的距离、及所述探测目标的类型中的任意一种或多种。进一步可选的,若之前已有相同位置的障碍物存在,那么可以利用该更新以覆盖之前的障碍物的数据。
209.示例性地,控制部件403还可以控制驱动部件402来驱动tof采集部件401活动,以采集更多的障碍物的数据。例如,在一些场景中,前述实施例中的其它探测部件有可能在其的侦测范围内先发现了探测目标(例如一障碍物)的部分轮廓,为进一步侦测该障碍物,所述控制方法还包括:在其它侦测部件探测到探测目标的部分轮廓时,控制所述tof采集部件向相应探测目标方向运动。
210.在此,所述其它探测部件产生对应的信号传输至控制部件,控制部件根据该信号来控制所述tof采集部件向所述探测目标所在的方向运动,令该障碍物落入所述tof采集部件活动后的预定侦测范围中。由此,所述探测目标的更多轮廓和细节即能落入所述tof采集部件的侦测范围之内,所述tof采集部件即能探测获得该障碍物的更多数据,从而便于后续判定障碍物的类型、确定移动机器人的避障方式、以及规划避障路径等。
211.在另一些场景中,可能是由tof采集部件自身探测到探测目标的部分轮廓;相应地,所述控制方法还包括:在所述tof采集部件探测到探测目标的部分轮廓时,控制所述tof采集部件向相应探测目标方向运动。在此,所述tof采集部件产生对应的信号传输至控制部件,所述控制部件根据该信号来控制所述tof采集部件向所述探测目标所在的方向运动,令该障碍物落入所述tof采集部件活动后的预定侦测范围中。
212.示例性地,在tof采集部件进行探测时,有时会出现其所探测到的所述探测目标的轮廓边缘与所述tof采集部件所采集图像的视野边缘在连续段落上重合的情况。即,所述探测目标的轮廓边缘恰好在所述tof采集部件所采集图像的视野边缘上。在这种情况下,为了对所述探测目标进行进一步探测,以确定所述探测目标的位置、所述探测目标的尺寸、所述探测目标相对于移动机器人的距离、及所述探测目标的类型中的任意一种或多种数据,所述控制部件还可以控制所述tof采集部件继续运动,以令所述视野边缘向该部分轮廓边缘外移动;即,驱使所述tof采集部件继续运动以令所述轮廓边缘朝向所述tof采集部件的视野中心移动,或驱使所述tof采集部件继续运动以令所述轮廓边缘朝远离所述视野边缘的方向移动,以使得所述tof采集部件能够探测所述探测目标的更多部分,由此实现对所述探测目标的进一步探测。
213.应理解,在移动过程中,所述移动机器人通过采集周围环境的数据进行分析,以确定接下来执行什么动作,例如继续前进、转向、后退、保持静止等。为了帮助移动机器人对下一步的动作进行判断,防止因侦测不足导致的判断失误、或因环境突然变化导致来不及更
改或撤销动作,在执行下一动作之前,所述控制部件还可以令驱动部件驱动所述tof采集部件运动,以适配所述移动机器人的下一动作,从而能够提前探测移动机器人将要执行下一动作之际的周围环境状况,尽可能地避免发生意外情况(例如碰撞、被困、跌落等)导致对探测目标/移动机器人机身造成损伤。同时,若移动机器人还需执行构建地图的任务,在移动机器人移动并驱使tof采集部件运动以侦测环境的过程中,tof采集部件能够提供大范围的侦测数据,能够可以提高机器人的定位和构图效率。
214.在一些情况下,所述移动机器人的前进路径上存在探测目标(例如一障碍物),相应地,所述移动机器人下一动作将要执行避障动作,所述避障动作例如为沿所述探测目标避让地行进。相应地,所述控制部件可以令驱动部件驱动所述tof采集部件运动,以监控移动机器人执行避障动作时所述探测目标的状态和周围的环境状态。例如,所述驱动部件驱动所述tof采集部件朝向所述探测目标的方向运动,以令所述探测目标在移动机器人执行避障动作期间保持位于所述tof采集部件的侦测范围之内,由此,移动机器人能够在避障期间实时监控所述探测目标的状态,便于在所述探测目标的状态临时发生改变(例如位置被人移动)的情况下,所述移动机器人能够通过所述tof采集部件提供的侦测数据及时进行适应性地调整。又如,除了可以驱动所述tof采集部件保持朝向所述探测目标的方向进行探测,所述驱动部件还可以驱动所述tof采集部件运动,使得其在移动机器人执行避障动作期间以一定频率朝向所述探测目标周围的方向、与所述探测目标相反的方向、或避障路径及其周围的方向等方向进行探测,以实时监控移动机器人执行避障动作期间周围的环境状态。
215.举例而言,移动机器人在前方探测到存在一探测目标a,所述探测目标a阻挡了所述移动机器人的预定路径,导致移动机器人需要执行避障动作,并在避障动作完成后恢复至预定的路径规划。因此,在执行避障动作之前,所述控制部件令所述tof采集部件运动(例如左右旋转),以探测所述探测目标a两侧的环境状况,从而帮助移动机器人判断具体避障的路径规划。假设所述探测目标a的左侧空间较大足以容许机身通过,移动机器人可以选择从该侧沿所述探测目标避让地行进,以完成避障动作。在执行避障动作期间,所述控制部件令所述tof采集部件继续运动以持续探测避障过程中周围的环境状态或所述探测目标的状态。
216.在一些实施例中,所述tof采集部件随移动机器人的行进轨迹而运动,直至探测到存在干涉其对下一动作的预判的探测目标或探测目标的部分轮廓。其中,所述移动机器人的行进轨迹包含以下至少一种:曲线轨迹、沿边移动的轨迹、直线轨迹。在一些实施例中,所述行进轨迹还包括由上述轨迹中其中至少一种复合而成的螺旋轨迹、弓字形轨迹、z字形轨迹、以及回字形轨迹等中的一种或多种。其中,所述沿边移动的轨迹指的是所述移动机器人沿着障碍物的边缘移动而形成的轨迹。举例而言,所述移动机器人沿墙移动的轨迹例如为一条直线,所述移动机器人沿着茶几边缘移动一周的轨迹例如为一个封闭矩形,等等。
217.仍以移动机器人执行避障动作为例,在一些情况下,由于障碍物的体积较大,使得在执行避障动作之前,所述tof采集部件即使探测了障碍物周围的环境状况,也无法获知在避障期间所实时探测到的新的数据表征的环境状况。换言之,移动机器人面对大型障碍物时,由于障碍物对其后的环境状况进行了遮挡,只有在移动机器人绕着所述障碍物行进一段距离后,才能获知障碍物后面的状况。在这种情况下,很可能移动机器人在绕着障碍物行
进了一段距离之后,采集到其后还存在另一障碍物的情况,此时,该另一障碍物的存在使得移动机器人之前预定的避障路径被阻挡而无法完成。因此,为了及时地获取环境情况,所述控制部件令驱动部件驱使所述tof采集部件随着移动机器人的行进轨迹而运动,由此,tof采集部件可以继续执行前述中的运动方式,以采集新的数据,为移动机器人判断下一动作做准备。
218.在一些情况下,所述移动机器人需要接近探测目标,以对所述探测目标进行详细地探测;或者,所述移动机器人例如需要碰触充电桩/充电座以进行充电;或者,所述移动机器人例如为清洁机器人,需要碰触探测目标以对其进行清洁;又或者,所述移动机器人为服务型机器人,需要碰触探测目标以实现对探测目标的拾取、抓握、移动、操控等动作;又或者,所述移动机器人需要对探测目标进行避让(例如临时避让处于运动状态的探测目标),等等。在上述情况下,移动机器人可能需要调整位姿。其中,调整位姿的动作包括调整整机位姿、或调整关节位姿等。例如,对于清洁机器人而言,其调整位姿的动作例如包括旋转动作和行进动作;对于服务型机器人而言,其调整位姿例如还包括调整关节位姿和机身姿态等。在下一动作执行调整位姿之前,所述控制部件可以令驱动部件驱动所述tof采集部件朝向移动机器人当前位姿、执行调整动作之后的位姿、或位姿变化可能会影响到的环境区域等方向运动,以在移动机器人调整位姿之前,提前获取周围环境状况,以避免发生意外情况。举例而言,移动机器人需要顺时针旋转,则所述控制部件可以令驱动部件驱动所述tof采集部件提前朝向顺时针的方向进行探测,以提前获知移动机器人旋转后可能面临的环境情况。
219.在一些情况下,所述移动机器人按照预定的导航路径行进,在行进过程中,所述控制部件可以令驱动部件驱动所述tof采集部件提前朝向下一步的行进方向运动,以探测预定的导航路径及其周围的环境状况,以便于移动机器人根据所述tof采集部件提供的侦测数据及时进行适应性地调整。例如,在所述移动机器人沿预定的弓字形路径行进的过程中,所述tof采集部件可以在直线行走时左右运动,以侦测行进路径及其周围的环境状况,例如是否存在障碍物、是否需要加速/降速等。
220.举例而言,移动机器人在准备回充期间,可以通过驱动所述tof采集部件运动,探测前方或周围是否存在充电桩/座、或通过获取周围的探测数据以对移动机器人当前所在位置进行定位,以规划回充路径。在沿回充路径移动的过程中,也可以通过驱动所述tof采集部件运动,探测回充路径上是否存在障碍物,以判断是否需要对回充路径作出改变。在回充期间,当移动机器人通过所述tof采集部件或其它侦测部件探测到充电桩/座时,还可以控制所述tof采集部件运动,以探测从当前位置前往充电桩/座的路径及其周围的环境状况,例如执行前述实施例中沿预定的回充路径行进、或在探测到障碍物的情况下沿障碍物避让地行进、或为了接近、碰触充电桩/座而驱使所述tof采集部件运动等。
221.在一些实施例中,所述移动机器人处于沿墙移动的状态。在沿墙移动期间,所述控制部件可以令驱动部件驱动所述tof采集部件运动,以探测周围的环境状况。例如,可以驱动所述tof采集部件朝向前方、或朝向墙面的方向运动以进行探测,从而探测行进路径上是否存在障碍物、或是否已经沿该墙面移动至墙面的某一端等。由于移动机器人沿墙移动期间,无法获知墙面的其它侧的环境情况,因此,当移动机器人移动至墙面的一端(例如移动至拐角处)时,还可以令驱动部件驱动所述tof采集部件运动,以探测此时移动机器人的周
围环境状况,从而便于规划下一步的动作、或接下来的行进路径等等。又如,在移动机器人沿墙移动期间,还可以驱动所述tof采集部件朝向墙面的反方向运动以进行探测,从而实时监控沿墙移动期间移动机器人周围的环境状况,避免突发事件(例如突然滚向墙面的玩具球、跑过来的人或宠物等)导致碰撞等事故发生;当所述tof采集部件探测到突发事件或其它障碍物时,所述移动机器人可以执行减速、转向、或绕障等动作以规避风险。
222.应理解,在实际的场景中,充电桩/座往往沿墙摆放。因此,移动机器人可以沿墙寻找充电桩/座;在此期间,可以令驱动部件驱动所述tof采集部件朝向前方、朝向墙面的方向、或朝向墙面的反方向运动,能够在沿墙移动期间以更大的侦测范围进行探测,从而能够更加快速地发现充电桩/座。
223.在实际的场景中,还可能出现如下情况:例如,当移动机器人接收到前往某一目的区域的命令、并且在其前进方向上并未探测到存在障碍物时,为了尽快到达目的区域,所述移动机器人可以加快速度前进。又如,移动机器人在移动过程中检测到出现临时的障碍物(例如行走的人或宠物、掉落的物品等),为了防止碰撞、或卷入/缠避障碍物,所述移动机器人需要减缓速度。又如,所述移动机器人在执行清洁任务时,由于瓷砖地板相较于地毯表面更容易清洁,所述移动机器人在清洁瓷砖地板时可以以较快的速度进行移动,而在地毯表面上需要以较慢的速度进行移动以进行细致的清洁;又如,所述移动机器人从环境复杂的区域(例如地面上存在较多数量、较多类型的障碍物)移动至环境简单的区域(例如地面上的障碍物数量较少),也可以对移动的速度进行调节以节省时间,提高工作效率;等等。因此,在一些情况下,所述移动机器人需要在下一动作调整移动速度;相应地,所述控制部件通过控制所述驱动部件来驱动所述tof采集部件运动,以令所述tof采集部件在调整速度之前提前对移动机器人的周围环境进行侦测,以探测前进/后退、或转向的方向上的环境情况,例如探测是否存在障碍物、禁区等,避免在执行调整速度的动作后与障碍物进行碰撞、或跌落等。
224.如图11所示,展示本技术实施例中控制装置的电路结构示意图。
225.本实施例中的控制装置600,可以用于实现前述实施例中的控制部件。
226.所述控制装置600包括:一或多个通信器601、一或多个存储器602、及一或多个处理器603。
227.所述一或多个通信器601,用于与外部通信。示例性地,所述通信器601可以包括有线或无线通信接口,接口表示逻辑意义上与外部交互的含义,而不限定于真实的物理接口;例如,所述有线通信接口包括例如有线以太网卡、usb等,所述无线通信接口包括例如无线网卡(wifi)、2g/3g/4g/5g移动通信模块、蓝牙、红外等。
228.其中,各所述通信器601中的其中一个可以通信连接于所述tof采集部件,各所述通信器601中的一个或多个可以通信连接于其它的环境采集部件,例如红外传感器、超声波传感器、激光雷达、压力传感器、电磁传感器、毫米波雷达、及行程开关中的任意一种或多种组合。
229.所述一或多个存储器602,用于存储至少一计算机程序。示例性地,所述一或多个存储器602可包括高速随机存取存储器,并且还可包括非易失性存储器,例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备。在某些实施例中,所述一或多个存储器还可以包括远离一个或多个处理器的存储器,例如经由rf电路或外部端口以及通信网络
访问的网络附加存储器,其中所述通信网络可以是因特网、一个或多个内部网、局域网、广域网、存储局域网等,或其适当组合。存储器控制器可控制设备的诸如cpu和外设接口之类的其他组件对存储器的访问。
230.所述一或多个处理器603,耦接所述一或多个通信器601及存储器602,用于运行所述计算机程序以执行例如图8所示的控制方法,而控制tof采集部件的活动。示例性地,所述处理器603可以是通用微处理器、专用处理器、可编程逻辑阵列、或它们的任何组合实现。
231.如图12所示,展示本技术实施例中控制系统700的功能模块示意图。所述控制系统700中的各个功能模块可以通过软件/硬件/软硬件结合的方式实现,例如控制模块701,可以通过图10实施例中的控制装置中的处理器运行计算机程序实现。
232.所述控制系统700应用于移动机器人。在一些示例中,所述移动机器人可以是例如图1中的移动机器人实现,例如清洁机器人(扫地机器人、拖地机器人或扫/拖地机器人等)。
233.所述移动机器人包括:机器人主体,具有装配空间;tof采集部件,可活动地设于所述装配空间,设置成侦测所述移动机器人的外部环境;驱动部件,连接于所述tof采集部件,用于驱动所述tof采集部件运动以形成所述tof采集部件的可侦测范围。
234.所述控制系统700包括:控制模块701,用于控制所述驱动部件来驱动所述tof采集部件运动,以令探测目标位于所述tof采集部件的可侦测范围中。
235.在一些示例中,所述探测目标包括以下至少一种:已被探测到的障碍物、地标、或者指定区域。
236.其中,障碍物根据环境不同而类型不同,例如在室内场景中,障碍物可能是门、墙、柱子、桌子、椅子、柜子、花盆、电器及其它各种放置物;在室外场景中,障碍物可能有建筑物、公共设施、行人等等。
237.其中,在机器人的地图中,所述地标包括采集自环境中一或多个点的特征;对于摄像机拍摄的彩色图像来说,该特征可以是由彩色图像上某些特定位置的像素点(包含rgb像素值和/或深度数据)构成,这些像素点可以是在相同或不同的物体上;对于tof相机来说,可以是采集到的深度图像上某些特定位置的点的深度数据。
238.示例性地,所述已被探测到的障碍物是由所述移动机器人所设有的tof采集部件以外的其它侦测部件或与移动机器人通信的tof采集部件以外的其它侦测部件所探测到的。
239.在一些场景中,其它侦测部件采用的可能都是一些低成本、探测能力弱的传感器,可能只能探测到障碍物大致的并不准确的方位,而无法探测更多关于障碍物的数据,例如尺寸、类型、更准确的方位、距离等,故而需要借助tof采集部件进行进一步的探测。
240.举例来说,在前述实施例中的其它探测部件,有可能在其的侦测范围内先发现了障碍物a,进而产生对应的信号传输至控制部件,控制部件根据该信号来控制所述tof采集部件活动至令障碍物a落入其活动后的预定侦测范围中,以探测该障碍物。
241.可以理解的是,所述控制部件对驱动部件的控制是在满足触发条件的情形下执行所述控制的动作;所述触发条件包括:表示所述移动机器人所设有的或与移动机器人通信的tof采集部件以外的其它侦测部件所探测到障碍物的信号被控制部件接收到。
242.需说明的是,在此实施例中,由于tof采集部件和其它的其它侦测部件之间的相对位置、中轴线、基线等都是可以预知的,而tof采集部件活动(例如转动、平移)的行程可以通
过对驱动部件的驱动器进行驱动时的运动行程(例如电机转速、及转动时间计算得到电机转动行程)来计算得到,因此当其它的其它侦测部件发现障碍物时,可以知晓该障碍物的大致方位,并可以实现驱动该tof采集部件活动至令障碍物落入其预定侦测范围中。
243.示例性,所探测到的探测目标的数据用于更新所述外部环境对应的地图数据。可选的,所述障碍物的数据的类型包括:所述探测目标的位置、所述探测目标的尺寸、所述探测目标相对于移动机器人的距离、及所述探测目标的类型中的任意一种或多种。示例性地,所探测到的探测目标的数据还可以用于更新所述外部环境对应的地图数据,并可将该障碍物标注在呈现给用户的地图显示图形界面上。其中,所述探测目标的数据的类型包括:位置、尺寸、距离、及类型中的任意一种或多种。进一步可选的,若之前已有相同位置的障碍物存在,那么可以利用该更新以覆盖之前的探测目标的数据。
244.前述实施例中所实现的各种功能,涉及计算机软件产品;该计算机软件产品存储在计算机存储介质中,用于在被运行时使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤,例如图6方法实施例中的各个流程步骤。
245.于本技术提供的实施例中,所述计算机存储介质可以包括只读存储器、随机存取存储器、eeprom、cd-rom或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁存储设备、闪存、u盘、移动硬盘、或者能够用于存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机进行存取的任何其它介质。另外,任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如,如果指令是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字订户线(dsl)或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术,从网站、服务器或其它远程源发送的,则所述同轴电缆、光纤光缆、双绞线、dsl或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术包括在所述介质的定义中。然而,应当理解的是,计算机存储介质和数据存储介质不包括连接、载波、信号或者其它暂时性介质,而是旨在针对于非暂时性、有形的存储介质。如申请中所使用的磁盘和光盘包括压缩光盘(cd)、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(dvd)、软盘和蓝光光盘,其中,磁盘通常磁性地复制数据,而光盘则用激光来光学地复制数据。
246.在一个或多个示例性方面,本技术方法流程中涉及的计算机程序所描述的功能可以用硬件、软件、固件或者其任意组合的方式来实现。当用软件实现时,可以将这些功能作为一个或多个指令或代码存储或传送到计算机可读介质上。本技术所公开的方法或算法的步骤可以用处理器可执行软件模块来体现,其中处理器可执行软件模块可以位于有形、非临时性计算机存储介质上。有形、非临时性计算机存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。
247.本技术上述的附图中的流程图和框图,图示了按照本技术各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分,该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这根据所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以通过执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以通过
专用硬件与计算机指令的组合来实现。
248.综上所述,本技术的移动机器人、控制方法和系统、装置及存储介质,包括:机器人主体,具有装配空间;tof采集部件,可活动地设于所述装配空间,设置成侦测所述移动机器人的外部环境;驱动部件,连接于所述tof采集部件,用于驱动所述tof采集部件运动以形成所述tof采集部件的可侦测范围;控制部件,设置在所述机器人主体上,电性耦接于所述驱动部件,用于控制所述驱动部件来驱动所述tof采集部件运动,以令探测目标位于所述tof采集部件的可侦测范围中;本技术创新性地通过可运动tof采集部件来达到更大范围的环境侦测以确定障碍物,从而缩小或取消防碰撞的结构,解决现有技术的问题。
249.基于上述的移动机器人、控制方法和系统、装置及存储介质所描述的各示例所反映的技术框架下,本技术公开以下技术方案:
250.1.一种移动机器人,其特征在于,包括:
251.机器人主体,具有装配空间;
252.tof采集部件,可活动地设于所述装配空间,设置成侦测所述移动机器人的外部环境;
253.驱动部件,连接于所述tof采集部件,用于驱动所述tof采集部件运动以形成所述tof采集部件的可侦测范围;
254.控制部件,设置在所述机器人主体上,电性耦接于所述驱动部件,用于控制所述驱动部件来驱动所述tof采集部件运动,以令探测目标位于所述tof采集部件的可侦测范围中。
255.2.根据实施方式1所述的移动机器人,其特征在于,所述探测目标包括以下至少一种:已被探测到的障碍物、地标、或者指定区域。
256.3.根据实施方式1所述的移动机器人,其特征在于,所述探测目标是由所述移动机器人所设有的tof采集部件以外的其它侦测部件、或与移动机器人通信的tof采集部件以外的其它侦测部件所探测到的。
257.4.根据实施方式1所述的移动机器人,其特征在于,所探测到的探测目标的数据用于更新所述外部环境对应的地图数据。
258.5.根据实施方式1所述的移动机器人,其特征在于,所探测到的探测目标的数据包括:所述探测目标的位置、所述探测目标的尺寸、所述探测目标相对于移动机器人的距离、及所述探测目标的类型中的任意一种或多种。
259.6.根据实施方式1所述的移动机器人,其特征在于,所述控制部件是在满足触发条件的情形下执行所述控制的动作;所述触发条件包括:表示所述移动机器人所设有的tof采集部件以外的其它侦测部件、或与移动机器人通信的tof采集部件以外的其它侦测部件所探测到障碍物的信号被控制部件接收到。
260.7.根据实施方式1所述的移动机器人,其特征在于,所述探测目标包括障碍物,所述控制部件用于在所述tof采集部件或除tof采集部件以外的其它侦测部件探测到探测目标的部分轮廓时,控制所述tof采集部件向相应探测目标方向运动。
261.8.根据实施方式7所述的移动机器人,其特征在于,所述控制部件用于在判断所探测到的所述探测目标的轮廓边缘与所述tof采集部件的视野边缘在连续段落上重合时,控制所述tof采集部件继续运动以令所述视野边缘向该部分轮廓边缘外移动。
262.9.根据实施方式1所述的移动机器人,其特征在于,所述控制部件用于控制所述驱动部件来驱动所述tof采集部件运动,以适配所述移动机器人的下一动作。
263.10.根据实施方式9所述的移动机器人,其特征在于,所述下一动作包括如下至少一种:沿所述探测目标避让地行进;为接近、碰触、或避让所述探测目标而调整位姿;沿预定导航路径行进;或调整速度。
264.11.根据实施方式1所述的移动机器人,其特征在于,所述tof采集部件的可侦测范围包括:所述tof采集部件的预定侦测范围、及由所述tof采集部件运动形成的可调侦测范围。
265.12.根据实施方式1所述的移动机器人,其特征在于,所述tof采集部件的运动方式包括:转动和/或平移。
266.13.根据实施方式1所述的移动机器人,其特征在于,所述tof采集部件设于所述移动机器人的侧部。
267.14.根据实施方式1或13所述的移动机器人,其特征在于,所述tof采集部件设于由所述移动机器人的行进方向所定义的前侧。
268.15.根据实施方式1所述的移动机器人,其特征在于,所述tof采集部件包括:3d tof相机。
269.16.根据实施方式1所述的移动机器人,其特征在于,所述机器人主体中的载件设有供露出所述tof采集部件的镂空结构。
270.17.根据实施方式16所述的移动机器人,其特征在于,所述载件与遮覆于其外的机器人主体的外壳间固定设置;或者,所述载件与所述外壳间一体成型。
271.18.根据实施方式16所述的移动机器人,其特征在于,所述镂空结构设置成一端对应于tof采集部件,另一端为对应外部设置的开放端,两端之间的内壁围成空腔。
272.19.根据实施方式18所述的移动机器人,其特征在于,所述空腔是从所述对应于tof采集部件的一端向另一端呈现为截面面积趋大的形状。
273.20.根据实施方式18所述的移动机器人,其特征在于,所述空腔的内壁面为粗糙表面;或者,所述空腔的内壁面形成台阶结构。
274.21.根据实施方式1所述的移动机器人,其特征在于,所述驱动部件包括:
275.可活动件,连接并能活动至带动所述tof采集部件;
276.驱动器,连接并驱动所述可活动件。
277.22.根据实施方式21所述的移动机器人,其特征在于,所述可活动件定位连接于所述tof采集部件。
278.23.根据实施方式22所述的移动机器人,其特征在于,所述定位连接包括:卡合连接、铆接、粘接、及焊接中的任意一种或多种。
279.24.根据实施方式21所述的移动机器人,其特征在于,所述可活动件与驱动器为一体结构。
280.25.根据实施方式24所述的移动机器人,其特征在于,所述驱动部件为电机,所述可活动件为电机对外部的输出轴。
281.26.根据实施方式21所述的移动机器人,其特征在于,所述驱动器为电机;所述可活动件包括:连接所述驱动器及tof采集部件的传动件。
282.27.根据实施方式1所述的移动机器人,其特征在于,包括:其它探测部件,位于所述机器人主体中或表面,用于侦测移动机器人的外部环境;其中,所述其它探测部件的可侦测范围中至少有部分在所述tof采集部件的可侦测范围以外。
283.28.根据实施方式27所述的移动机器人,其特征在于,所述其它探测部件与所述tof采集部件的可侦测范围之间有部分重叠。
284.29.根据实施方式27所述的移动机器人,其特征在于,所述其它探测部件包括:红外传感器、超声波传感器、激光雷达、压力传感器、电磁传感器、毫米波雷达、及行程开关中的任意一种或多种组合。
285.30.根据实施方式1所述的移动机器人,其特征在于,还包括:
286.防护板,固定在移动机器人的机器人主体的前侧,所述防护板的整体在受到向后作用力的状态下与所述移动机器人的机器人主体保持稳定的位置关系;
287.至少一个挡件,选择性地形成在所述防护板上,所述挡件在受到向后作用力的状态下形成相对所述防护板的主体部分可回复的位移或形变;
288.至少一个感应器,设于每个挡件的内表面,用于感应所述挡件的位移或形变并产生预设电信号。
289.31.根据实施方式1所述的移动机器人,其特征在于,包括:清洁机器人。
290.32.一种控制方法,其特征在于,应用于移动机器人;所述移动机器人包括:tof采集部件,可活动地设于所述移动机器人的装配空间,设置成侦测所述移动机器人的外部环境;驱动部件,连接于所述tof采集部件,用于驱动所述tof采集部件运动以形成所述tof采集部件的可侦测范围;所述控制方法包括:
291.控制所述驱动部件来驱动所述tof采集部件运动,以令探测目标位于所述tof采集部件的可侦测范围中。
292.33.根据实施方式32所述的控制方法,其特征在于,所述探测目标包括以下至少一种:已被探测到的障碍物、地标、或者指定区域。
293.34.根据实施方式32所述的控制方法,其特征在于,所述探测目标是由所述移动机器人所设有的tof采集部件以外的其它侦测部件、或与移动机器人通信的tof采集部件以外的其它侦测部件所探测到的。
294.35.根据实施方式32所述的控制方法,其特征在于,所探测到的探测目标的数据用于更新所述外部环境对应的地图数据。
295.36.根据实施方式32所述的控制方法,其特征在于,所探测到的探测目标的数据包括:所述探测目标的位置、所述探测目标的尺寸、所述探测目标相对于移动机器人的距离、及所述探测目标的类型中的任意一种或多种。
296.37.根据实施方式32所述的控制方法,其特征在于,所述对驱动部件的控制是在满足触发条件的情形下执行所述控制的动作;所述触发条件包括:表示所述移动机器人所设有的tof采集部件以外的其它侦测部件、或与移动机器人通信的tof采集部件以外的其它侦测部件所探测到障碍物的信号被控制部件接收到。
297.38.根据实施方式32所述的控制方法,其特征在于,所述探测目标包括障碍物,所述控制方法还包括:在所述tof采集部件或除tof采集部件以外的其它侦测部件在探测到探测目标的部分轮廓时,控制所述tof采集部件向相应探测目标方向运动。
298.39.根据实施方式38所述的控制方法,其特征在于,包括:在判断所探测到的所述探测目标的轮廓边缘同所述tof采集部件的视野边缘在连续段落上重合时,控制所述tof采集部件的继续运动以令所述视野边缘向该部分轮廓边缘外移动。
299.40.根据实施方式32所述的控制方法,其特征在于,包括:控制所述驱动部件来驱动所述tof采集部件运动,以适配于所述移动机器人的下一动作。
300.41.根据实施方式40所述的控制方法,其特征在于,所述下一动作包括如下至少一种:沿所述探测目标避让地行进;为接近、碰触、或避让所述探测目标而调整位姿;沿预定导航路径行进;或调整速度。
301.42.一种控制系统,其特征在于,应用于移动机器人;机器人主体,具有装配空间;tof采集部件,可活动地设于所述移动机器人的装配空间,设置成侦测所述移动机器人的外部环境;驱动部件,连接于所述tof采集部件,用于驱动所述tof采集部件运动以形成所述tof采集部件的可侦测范围;所述控制系统包括:
302.控制模块,用于控制所述驱动部件来驱动所述tof采集部件运动,以令探测目标位于所述tof采集部件的可侦测范围中。
303.43.根据实施方式42所述的控制系统,其特征在于,所述移动机器人包括:清洁机器人。
304.44.一种控制装置,其特征在于,包括:
305.一或多个通信器,用于与外部通信;
306.一或多个存储器,用于存储至少一计算机程序;
307.一或多个处理器,耦接所述一或多个存储器及通信器,用于运行所述计算机程序以执行如实施方式32至41中任一项的控制方法。
308.45.一种计算机可读存储介质,其特征在于,存储有至少一计算机程序,所述至少一计算机程序被运行时执行如实施方式32至41中任一项的控制方法。
309.上述实施例仅例示性说明本技术的原理及其功效,而非用于限制本技术。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本技术的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本技术所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本技术的权利要求所涵盖。
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