测距装置及自主机器人制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种测距装置及自主机器人。测距装置包括光发射部、光接收部、控制器与测距校准单元；光发射部发射测距光；光接收部接收被待测物体反射或散射后的测距光；控制器被配置为基于光发射部对测距光的发射和光接收部对测距光的接收来确定待测物体与测距装置之间的初测距离；测距校准单元设置在光发射部和光接收部之间，使得光发射部发射的校准光的至少一部分经测距校准单元直接被光接收部接收；控制器被配置为基于光发射部对校准光的发射和光接收部对校准光的至少一部分的接收，确定距离补偿值；基于距离补偿值和初测距离确定待测物体与测距装置之间的校准距离。由此，测距装置能够输出更准确的距离值。

【技术实现步骤摘要】
测距装置及自主机器人
本专利技术总地涉及智能清洁
，且更具体地涉及一种测距装置及自主机器人。
技术介绍
LDS(LaserDistanceSensor，激光测距传感器)是一种利用激光从光源到达目标并从目标返回光源所需的时长来确定源与目标之间的距离的传感器。LDS在现有技术中被广泛的应用。例如，在智能扫地机中，可以利用LDS来测量扫地机和墙体或障碍物之间的距离，从而实现定位和导航。在无人机中，可以利用LDS来测量飞机和地面的距离等。然而，由于LDS的环境因素(例如温度)多变、器件的老化、器件的结构变形，以及器件之间的相对位置变化，因此可能会引起LDS的测量误差。例如，高温导致二极管发光效率改变、输出波形变化；器件的老化导致滤波电路性能发生变化、波形测量宽度改变；器件的结构变形导致测量光强发生改变。在智能扫地机中，上述测量误差会降低智能扫地机确定墙体或障碍物的位置的精度，从而影响清扫效果。现有技术中，为了校正上述测量误差，在智能扫地机的外壳上设置参照物。参照物设置在距离LDS预设距离的位置处。智能扫地机通过LDS测量参照物和LDS之间的距离，然后根据所测量的距离和预设距离之间的差值来校正LDS测量的待测物体和LDS之间的距离。但是，如果参照物和LDS之间的距离太小，那么被参照物反射的光可能无法到达LDS，从而无法完成校正。因此上述技术方案不能适用于尺寸较小的扫地机。因此，需要提供一种测距装置及自主机器人，以至少部分地解决上面提到的问题。
技术实现思路
在专利技术内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施例部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。为至少部分地解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种测距装置，测距装置包括：光发射部，光发射部发射测距光；光接收部，光接收部接收被待测物体反射或散射后的测距光；控制器，控制器被配置为基于光发射部对测距光的发射和光接收部对测距光的接收来确定待测物体与测距装置之间的初测距离；以及测距校准单元，测距校准单元设置在光发射部和光接收部之间，以使得光发射部发射的校准光的至少一部分经测距校准单元直接被光接收部接收；其中控制器还被配置为基于光发射部对校准光的发射和光接收部对校准光的至少一部分的接收，确定距离补偿值；以及基于距离补偿值和初测距离确定待测物体与测距装置之间的校准距离。可选地，测距校准单元包括导光结构，导光结构的第一端用于接收校准光，导光结构的第二端用于将校准光的至少一部分传递至光接收部。可选地，导光结构为U型导光管。可选地，导光结构由光纤或玻璃制成。可选地，光发射部、光接收部和控制器被集成在一个模块上，模块安装至自主机器人，自主机器人包括用于保护模块的保护罩，保护罩套设在模块的外周，测距校准单元适于设置于保护罩上部或设置于保护罩的支撑结构上。可选地，模块相对于自主机器人是可旋转的，测距校准单元相对于自主机器人是固定的。可选地，控制器确定距离补偿值包括：控制器确定校准光的发射与校准光的至少一部分的接收之间的时间差；控制器基于时间差和校准光在测距校准单元中的传播速度，确定第一距离；以及控制器基于第一距离和测距校准单元的长度，确定距离补偿值。可选地，控制器还被配置为：响应于测距装置所处环境的温度超过预定阈值，确定距离补偿值。可选地，控制器被配置为：响应于测距装置相对于自主机器人旋转到预定角度，确定距离补偿值。本专利技术还提供了一种自主机器人，自主机器人包括前述的测距装置。本专利技术还提供了一种自主机器人，自主机器人包括：测距装置，测距装置包括光发射部、光接收部和控制器，光发射部发射测距光，光接收部接收被待测物体反射或散射后的测距光，控制器基于光发射部对测距光的发射和光接收部对测距光的接收来确定待测物体与测距装置之间的初测距离；测距校准装置，测距校准装置设置在光发射部和光接收部之间，以使得光发射部发射的校准光的至少一部分经测距校准装置直接被光接收部接收；以及主控单元，主控单元被配置为基于光发射部对校准光的发射和光接收部对校准光的至少一部分的接收，确定距离补偿值；以及基于距离补偿值和初测距离确定待测物体与测距装置之间的校准距离。可选地，测距校准装置包括导光结构，导光结构的第一端用于接收校准光，导光结构的第二端用于将校准光的至少一部分传递至光接收部。可选地，导光结构为U型导光管。可选地，导光结构由光纤或玻璃制成。可选地，自主机器人包括用于保护测距装置的保护罩，保护罩套设在测距装置的外周，测距校准装置设置于保护罩上部或设置于保护罩的支撑结构上。可选地，测距装置相对于自主机器人的主体部分是可旋转的，测距校准装置相对于自主机器人的主体部分是固定的。可选地，主控单元确定距离补偿值包括：主控单元确定校准光的发射与校准光的至少一部分的接收之间的时间差；主控单元基于时间差和校准光在测距校准单元中的传播速度，确定第一距离；以及主控单元基于第一距离和测距校准单元的长度，确定距离补偿值。可选地，主控单元还被配置为：响应于自主机器人所处环境的温度超过预定阈值，确定距离补偿值。可选地，主控单元被配置为：响应于测距装置相对于自主机器人的主体部分旋转到预定角度，确定距离补偿值。根据本专利技术的测距装置，控制器实时确定当前的距离补偿值，控制器根据距离补偿值和初测距离确定待测物体和测距装置之间的校准距离，确定待测物体和测距装置之间的实际距离，能够避免环境因素或者器件老化对测距装置的影响，减少自主机器人的测量误差，进而输出更准确的距离值；同时，由于光发射部发射的校准光的至少一部分经测距校准单元传导而直接被光接收部接收，因而测距校准单元和光发射部之间的距离能够很小，以及测距校准单元和光接收部中之间的距离能够很小，进而测距装置能够适用于尺寸较小的自主机器人。附图说明为了使本专利技术的优点更容易理解，将通过参考在附图中示出的具体实施方式更详细地描述上文简要描述的本专利技术。可以理解这些附图只描绘了本专利技术的典型实施方式，因此不应认为是对其保护范围的限制，通过附图以附加的特性和细节描述和解释本专利技术。图1是本专利技术各个实施例涉及的扫地机器人的立体示意图；图2是本专利技术各个实施例涉及的扫地机器人的俯视示意图；图3为根据本专利技术的第一个优选实施方式的测距装置的示意图；以及图4是根据本专利技术的第二个优选实施方式的自主机器人的示意图。附图标记说明：100：扫地机器人110/210：测距装置111/211：光发射部112/212：光接收部120：测距校准单元130：机体140：驱动组件141/142：驱动轮143：导向轮150：主刷160/260：控制器170、红外传感器180：超声传感器220：测距校准装置270：主控单元具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测距装置，包括：/n光发射部，所述光发射部发射测距光；/n光接收部，所述光接收部接收被待测物体反射或散射后的所述测距光；/n控制器，所述控制器被配置为基于所述光发射部对所述测距光的发射和所述光接收部对所述测距光的接收来确定所述待测物体与所述测距装置之间的初测距离；以及/n测距校准单元，所述测距校准单元设置在所述光发射部和所述光接收部之间，以使得所述光发射部发射的校准光的至少一部分经所述测距校准单元直接被所述光接收部接收；/n其中所述控制器还被配置为基于所述光发射部对所述校准光的发射和所述光接收部对所述校准光的至少一部分的接收，确定距离补偿值；以及基于所述距离补偿值和所述初测距离确定所述待测物体与所述测距装置之间的校准距离。/n

【技术特征摘要】
1.一种测距装置，包括：
光发射部，所述光发射部发射测距光；
光接收部，所述光接收部接收被待测物体反射或散射后的所述测距光；
控制器，所述控制器被配置为基于所述光发射部对所述测距光的发射和所述光接收部对所述测距光的接收来确定所述待测物体与所述测距装置之间的初测距离；以及
测距校准单元，所述测距校准单元设置在所述光发射部和所述光接收部之间，以使得所述光发射部发射的校准光的至少一部分经所述测距校准单元直接被所述光接收部接收；
其中所述控制器还被配置为基于所述光发射部对所述校准光的发射和所述光接收部对所述校准光的至少一部分的接收，确定距离补偿值；以及基于所述距离补偿值和所述初测距离确定所述待测物体与所述测距装置之间的校准距离。


2.根据权利要求1所述的测距装置，其特征在于，所述测距校准单元包括导光结构，所述导光结构的第一端用于接收所述校准光，所述导光结构的第二端用于将所述校准光的至少一部分传递至所述光接收部。


3.根据权利要求2所述的测距装置，其特征在于，所述导光结构为U型导光管。


4.根据权利要求2所述的测距装置，其特征在于，所述导光结构由光纤或玻璃制成。


5.根据权利要求1所述的测距装置，其特征在于，所述光发射部、所述光接收部和所述控制器被集成在一个模块上，所述模块安装至自主机器人，所述自主机器人包括用于保护所述模块的保护罩，所述保护罩套设在所述模块的外周，所述测距校准单元适于设置于所述保护罩上部或设置于所述保护罩的支撑结构上。


6.根据权利要求5所述的测距装置，其特征在于，所述模块相对于所述自主机器人是可旋转的，所述测距校准单元相对于所述自主机器人是固定的。


7.根据权利要求1所述的测距装置，其特征在于，所述控制器确定所述距离补偿值包括：
所述控制器确定所述校准光的发射与所述校准光的至少一部分的接收之间的时间差；
所述控制器基于所述时间差和所述校准光在所述测距校准单元中的传播速度，确定第一距离；以及
所述控制器基于所述第一距离和所述测距校准单元的长度，确定所述距离补偿值。


8.根据权利要求1所述的测距装置，其特征在于，所述控制器还被配置为：
响应于所述测距装置所处环境的温度超过预定阈值，确定所述距离补偿值。


9.根据权利要求6所述的测距装置，其特征在于，所述控制器被配置为：
响应于所述测距装置相对于所述自主机器人旋转到预定角度，确定所述距离补偿值。


10.一种自主机器人，包括根据权利要求1-9中任一项所述的测距装...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华强，李琼，
申请(专利权)人：北京石头世纪科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11