移动机器人制造技术

本发明专利技术的移动机器人包括：本体，能够移动，以及图案照射部，用于向上述本体的周边照射十字形图案光，上述十字形图案光由水平线图案光和与上述水平线图案光交叉的垂直线图案光构成；上述图案照射部包括：光源，用于照射光，以及透镜，将从上述光源照射的光转换为上述十字形图案光；上述透镜在入射面具有多个凸单元，从上述光源照射的光向上述入射面入射；上述入射面区分为第一区域和第二区域，上述第一区域用于将从上述光源照射的光转换为上述水平线图案光，上述第二区域用于将从上述光源照射的光转换为上述垂直线图案光；在上述第一区域形成有多个垂直凸单元，在上述第二区域形成有多个水平凸单元。

【技术实现步骤摘要】
相关申请本申请要求于2013年10月31日提交韩国专利局、申请号为10-2013-0131622的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
本专利技术涉及利用光图案来检测障碍物的移动机器人。
技术介绍
通常，机器人以工业用开发，从而负责工厂自动化的一部分。最近，应用机器人的领域更加扩大，从而开发医疗用机器人、航天机器人等，也制作可在普通家庭中使用的家庭用机器人。家庭用机器人的代表例有机器人吸尘器，上述机器人吸尘器是一种在要清扫的区域中一边自行行走一边吸入灰尘或异物而清扫的家用电器。通常，机器人吸尘器具有可充电的电池，并且可以自行行走，且具有障碍物传感器以在行走时躲避障碍物。已知的障碍物传感器为超声波传感器、红外线传感器等。但是，这种传感器虽然在检测行走路径上是否有障碍物方面能够确保一定程度的准确性，但在检测与障碍物之间的距离或者检测陡坡等清扫区域内的地面状况等方面无法确保可靠的准确性。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题在于，提供用于照射匀质的图案光的移动机器人。本专利技术一实施例的移动机器人包括：本体，能够移动，以及图案照射部，用于向上述本体的周边照射十字形图案光，上述十字形图案光由水平线图案光和与上述水平线图案光交叉的垂直线图案光构成；上述图案照射部包括：光源，用于照射光，以及透镜，将从上述光源照射的光转换为上述十字形图案光；上述透镜在入射面具有多个凸单元，从上述光源照射的光向上述入射面入射；上述入射面区分为第一区域和第二区域，上述第一区域用于将从上述光源照射的光转换为上述水平线图案光，上述第二区域用于将从上述光源照射的光转换为上述垂直线图案光；在上述第一区域形成有多个垂直凸单元，在上述第二区域形成有多个水平凸单元，多个上述垂直凸单元以相互平行的方式向垂直方向延伸，多个上述水平凸单元以相互平行的方式向水平方向延伸。本专利技术另一实施例的移动机器人包括：本体，能够移动，以及图案照射部，用于向上述本体的周边照射图案光，上述图案光由向第一方向延伸的第一图案光和向与上述第一图案光交叉的第二方向延伸的第二图案光构成；上述图案照射部包括：光源，用于照射光，以及透镜，将从上述光源照射的光转换为上述图案光；上述透镜在入射面具有多个凸单元，从上述光源照射的光向上述入射面入射；上述入射面区分为第一区域和第二区域，上述第一区域用于将从上述光源照射的光转换为上述第一图案光，上述第二区域用于将从上述光源照射的光转换为上述第二图案光；在上述第一区域形成有多个第一凸单元，在上述第二区域形成有多个第二凸单元，多个上述第一凸单元以相互平行的方式向与上述第一方向正交的方向延伸，多个上述第二凸单元以相互平行的方式向与上述第二方向正交的方向延伸。附图说明结合附图详细说明的以下实施例能够使本专利技术实施例的上述目的、其他目的、特征及其他优点更加明确。图1为图示本专利技术实施例的移动机器人的一部分的图。图2为简要图示本专利技术一实施例的移动机器人的结构的框图。图3A至图3C为用于说明本专利技术实施例的移动机器人根据障碍物检测结果执行的工作的图。图4为图示作为移动机器人的一例的机器人吸尘器的立体图。图5为简要图示图4的机器人吸尘器的结构的框图。图6A为图示图案照射部的透镜的立体图，图6B为从前方察看图6A所示的透镜的图，图6C为仰视图6A所示的透镜的图，图6D为俯视图6A所示的透镜的图，图6E为图示图6A的垂直凸单元的剖视图。图7为十字形图案的照度曲线图。图8图示了图案照射部的光源中出射面的一实施例。图9A图示了拍摄图案光而得的输入影像。图9B图示了基于图9A的X-X'的点的亮度。图10为图示拍摄图案光而得的输入影像中的垂直线图案的近距离末端V(i)和远距离末端V(f)的图。图11A图示了机器人吸尘器的向地面照射近距离末端V(i)的情况，图11B图示了机器人吸尘器的向陡坡下侧照射近距离末端V(i)的情况。图12A至图12E为示出以多个方向拍摄而得的输入影像，图12A至图12E中垂直线图案始终位于规定的位置。具体实施方式参照附图说明的以下实施例，能够使本专利技术实施例的优点及特征以及达成这些优点及特征的方法更加明确。但是，本专利技术并不局限于以下实施例，而能够以各种方式实施。在说明书全文中，相同的附图标记尽可能附加相同或相似的附图标记。图1为图示本专利技术实施例的移动机器人的一部分的图。图2为简要图示本专利技术一实施例的移动机器人的结构的框图。参照图1及图2，本专利技术一实施例的移动机器人包括可移动的本体10、图案光传感器100和控制部200。图案光传感器100向移动机器人活动的活动区域照射图案光(optical p attern)，并拍摄照射了上述图案光的区域来获取输入影像。上述图案光可包括至少一个如图1所示的十字图案。图案光传感器100可包括用于照射上述图案光的图案照射部110以及用于拍摄照射了上述图案光的区域的图案影像获取部120。图案照射部110可包括光源和图案光生成单元(OPPE，Optical Pattern Projection Element)。从上述光源入射的光向上述图案光生成单元透射，从而生成上述图案光。上述光源可以为激光二极管(LD，Laser Diode)、发光二极管(LED，Light Emitting Diode)等。其中，激光具有单色性、直进性及连接特性比其他光源优异，能够进行精密的距离测定，尤其，红外线或可见光根据对象体的颜色和材质等因素在测定距离的精密度上存在偏差大的问题，因而作为上述光源优选的是激光二极管。上述图案光生成单元可包括透镜、掩模(Mask)或衍射光学元件(DOE，Diffractive optical element)等，尤其，对于作为图案光生成单元的透镜，在后续部分中进行更为详细的说明。图案照射部110可朝向本体10的前方照射光。尤其，优选地，使照射方向稍微朝向下方，以向移动机器人的活动区域内的地面照射图案光。即，为了形成用于掌握障碍物的距离的视角，优选地，图案光的照射方向(即，透镜500的主轴C朝向的方向，参照图6C)和图案影像获取部120的透镜的主轴不并排，而是形成规定的角度。此时，透镜500的主轴从水平向下倾斜，以便向地面照射图案光。图案影像获取部120拍摄照射了图案光的区域，从而获取输入影像(in put image)。图案影像获取部120可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动机器人，其特征在于，包括：本体，能够移动，以及图案照射部，用于向上述本体的周边照射十字形图案光，上述十字形图案光由水平线图案光和与上述水平线图案光交叉的垂直线图案光构成；上述图案照射部包括：光源，用于照射光，以及透镜，将从上述光源照射的光转换为上述十字形图案光；上述透镜在入射面具有多个凸单元，从上述光源照射的光向上述入射面入射；上述入射面划分为第一区域和第二区域，上述第一区域用于将从上述光源照射的光转换为上述水平线图案光，上述第二区域用于将从上述光源照射的光转换为上述垂直线图案光；在上述第一区域形成有多个垂直凸单元，在上述第二区域形成有多个水平凸单元，多个上述垂直凸单元以相互平行的方式向垂直方向延伸，多个上述水平凸单元以相互平行的方式向水平方向延伸。

【技术特征摘要】
2013.10.31 KR 10-2013-01316221.一种移动机器人，其特征在于，
包括：
本体，能够移动，以及
图案照射部，用于向上述本体的周边照射十字形图案光，上述十字形图
案光由水平线图案光和与上述水平线图案光交叉的垂直线图案光构成；
上述图案照射部包括：
光源，用于照射光，以及
透镜，将从上述光源照射的光转换为上述十字形图案光；
上述透镜在入射面具有多个凸单元，从上述光源照射的光向上述入射面
入射；
上述入射面划分为第一区域和第二区域，上述第一区域用于将从上述光
源照射的光转换为上述水平线图案光，上述第二区域用于将从上述光源照射
的光转换为上述垂直线图案光；
在上述第一区域形成有多个垂直凸单元，在上述第二区域形成有多个水
平凸单元，多个上述垂直凸单元以相互平行的方式向垂直方向延伸，多个上
述水平凸单元以相互平行的方式向水平方向延伸。
2.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，上述透镜的中心
位于上述第一区域。
3.根据权利要求2所述的移动机器人，其特征在于，上述第一区域的
入射面积大于上述第二区域的入射面积。
4.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，在上述透镜中，
上述水平线图案光的视角大于上述垂直线图案光的视角。
5.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，上述垂直凸单元
的高度大于上述水平凸单元的高度。
6.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，上述垂直凸单元
的峰和上述水平凸单元的峰离上述透镜的出射面的高度相同。
7.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，上述垂直凸单元
的高度与节距之比大于上述水平凸单元的高度与节距之比。
8.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，将上述垂直凸单

\t元中的相邻的第一垂直凸单元和第二垂直凸单元的共同谷与上述第一垂直
凸单元的峰连接的线和将上述共同谷与上述第二垂直凸单元的峰连接的线
所形成的角度在43度以内。
9.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，若将从上述垂直
凸单元的谷到峰为止的距离定义为高度，则将上述垂直凸单元中的相邻的第
一垂直凸单元和第二垂直凸单元的共同谷与上述第一垂直凸单元的峰开始
的上述高度的1/4地点连接的线和将上述共同谷与上述第二垂直凸单元的峰
开始的上述高度的1/4地点连接的线之间的角度在30度以内。
10.根据权利要求1所述的移动机器人，其特征在于，若将从上述垂直
凸单元的谷到峰为止的距离定义为高度，则将上述垂直凸单元中的相邻的第
一垂直凸单元和第二垂直凸单元的共同谷与上述第一垂直凸单元的峰开始
的上述高度的3/4地点...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢东琦，白承珉，具荣旭，
申请(专利权)人：LG电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR