本申请提供了一种激光投射模组、光学探测装置及机器人。其中，激光投射模组包括基板、光源、准直元件、发射光学元件及控制电路，光源设置于基板上，控制电路电性连接于光源且用于控制光源发射光束，准直元件用于准直光源发射的光束以投射至发射光学元件，发射光学元件用于调制从准直元件出射的光束以投射至目标物体形成相应的出射光场；具体地，出射光场包括多个光场区，光源包括分别与多个光场区相应的多个发光区，控制电路用于调控每个发光区的发光强度，发光区的发光强度与相应光场区的光场能量正相关。本申请实现了对出射光场中不同光场区光场能量的任意调控，改善了机器人对近距地面进行光学探测时的过曝现象。面进行光学探测时的过曝现象。面进行光学探测时的过曝现象。
【技术实现步骤摘要】
一种激光投射模组、光学探测装置及机器人
[0001]本申请涉及光学探测
，尤其涉及一种激光投射模组、光学探测装置及机器人。
技术介绍
[0002]机器人指的是能够通过编程和自动控制进行半自主或全自主工作的智能机器，其可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率与质量，服务人类的生活。近些年来，机器人的市场需求愈发旺盛，满足不同应用场景且具备不同功能的机器人也越来越多，机器人实现并完成相应功能的核心就在于自身所搭载的传感器，即机器人通过各式各样的传感器实现并完成相应的功能。正如人眼对人的重要性一样，机器人的视觉传感器起到了类似于人眼的作用，其帮助机器人实现导航、避障、探测等功能。视觉传感器所依托的技术多种多样，包括但不限于结构光、被动式双目、主动式双目、TOF(Time of Flight，飞行时间技术)及RGB(红、绿、蓝三色系统)，其中，结构光、双目及TOF(分直接法与间接法)作为三种主流技术占据了大量的市场需求，这三种主流技术都有各自的优势与劣势，即：结构光的精度较高，但成本也相对较高；TOF的工作距离较远，但功耗也相对较大；被动式双目的精度高，但受被测物体表面材质、纹理及反射率的影响较大，且对算力的要求较高；主动式双目虽然会优化被动式双目的弊端，但同时也会增加成本。
[0003]相关技术中，基于iTOF(间接飞行时间技术)的视觉传感器，其原理是通过计算光在空间中飞行的时间来获取被测物体表面的深度信息(即被测物体表面上各点与自身之间的距离信息)，其通常包括发射模组和接收模组，其中，发射模组用于向被测物体发射光信号，接收模组用于接收经被测物体表面反射的回波信号，并据此计算出被测物体表面的深度信息。然而，机器人在执行深度探测时，往往由于近地面区域距离接收模组过近而导致近地面区域反射的回波信号过强，同时又由于发射模组发射的光信号在空间中不同区域的能量不可调控，从而使得接收模组接收近地面区域反射的回波信号后会产生过曝现象，进而导致对近地面区域的深度探测异常，这对机器人针对导航及避障的光学探测是十分不利的，如果遇到近距地面上细小的障碍物，那么便无法准确地实现避障及深度信息的探测。
[0004]因此，有必要对上述发射模组的结构进行改进。
技术实现思路
[0005]本申请提供了一种激光投射模组、光学探测装置及机器人，旨在解决相关技术中发射模组发射的光信号在空间中不同区域的能量不可调控的问题。
[0006]为了解决相关技术中所存在的上述技术问题，本申请实施例第一方面提供了一种激光投射模组，其包括基板、光源、准直元件、发射光学元件及控制电路，其中，光源设置于基板上，控制电路电性连接于光源且用于控制光源发射光束，准直元件用于准直光源发射的光束以投射至发射光学元件，发射光学元件用于调制从准直元件出射的光束以投射至目标物体形成相应的出射光场。进一步地，出射光场包括多个光场区，光源包括分别与多个光
场区相应的多个发光区，控制电路用于对每个发光区的发光强度进行调控，且发光区的发光强度与相应光场区的光场能量正相关。
[0007]在一些实施例中，还包括设置于基板上的驱动器，所驱动器电性连接于控制电路及多个发光区，驱动器用于在控制电路的控制下向每个发光区提供驱动电流，控制电路用于调控驱动器提供给每个发光区的驱动电流，发光区的驱动电流与发光强度正相关。或者，基板上设置有多个驱动器，多个驱动器分别电性连接于多个发光区，驱动器用于在控制电路的控制下向相应的发光区提供驱动电流，控制电路用于调控驱动器提供给相应发光区的驱动电流，发光区的驱动电流与发光强度正相关。
[0008]在一些实施例中，基板具有多个供电区，多个供电区均电性连接于控制电路，多个供电区分别电性连接于多个发光区，供电区用于在控制电路的控制下向相应的发光区提供驱动电流，控制电路用于调控供电区提供给相应发光区的驱动电流，发光区的驱动电流与发光强度正相关。在一个实施例中，供电区为正电极，基板还具有负电极，多个发光区共用一个负电极。
[0009]在一些实施例中，每个发光区和光场区沿第一方向延伸，多个发光区和多个光场区均沿第二方向依次排列，其中，第一方向与第二方向垂直。其中，第二方向为竖直方向，竖直方向为通过激光投射模组进行光学探测时激光投射模组与地面的连线方向；出射光场包括近地面区域和远地面区域，其中，近地面区域和远地面区域均包括至少一个光场区，近地面区域内远离地面的光场区与地面之间的距离小于远地面区域内靠近地面的光场区与地面之间的距离。激光投射模组于第二方向上的视场角由如下公式表示：
[0010]θ＝2
×
tan
‑1[(d2)f]；
[0011]其中，θ表示激光投射模组于第二方向上的视场角，d表示多个发光区沿第二方向上的总长度，f表示准直元件的焦距。
[0012]本申请实施例第二方面提供了一种光学探测装置，其包括本申请实施例第一方面所述的激光投射模组、激光接收模组及控制与处理器，其中，激光投射模组用于在控制与处理器的控制下向目标物体发射光信号，激光接收模组用于在控制与处理器的控制下接收经目标物体反射的回波信号并将回波信号转换为电信号，控制与处理器用于根据电信号计算目标物体表面的深度信息。
[0013]本申请实施例第三方面提供了一种机器人，其包括本申请实施例第二方面所述的光学探测装置。
[0014]从上述描述可知，与相关技术相比，本申请的有益效果在于：
[0015]将出射光场划分为多个光场区，同时将光源划分为分别与多个光场区相应的多个发光区，使得每个光场区的形成都依托于相应发光区的发光，即只有在发光区发光时才会形成相应的光场区。在实际应用中，由于发光区的发光强度与相应光场区的光场能量正相关(即发光区的发光强度越强，相应光场区的光场能量越大)，所以可以通过控制电路对发光区的发光强度进行调控，从而改变相应光场区的光场能量，进而能够实现对出射光场中不同区域(单个区域至少包括一个光场区)光场能量的任意调控。进一步地，对于靠近地面的所有光场区，可以通过控制电路减弱相应的所有发光区的发光强度，使得靠近地面的所有光场区的光场能量均处于较低的范围，从而改善或消除机器人对近距地面进行光学探测时的过曝现象，进而能够提升机器人的光学探测效果。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明相关技术或本申请实施例中的技术方案，下面将对相关技术或本申请实施例的描述中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，而并非是全部实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本申请实施例提供的扫地机器人的结构示意图；
[0018]图2为本申请实施例提供的光学探测装置的结构示意图；
[0019]图3为本申请实施例提供的光学探测装置工作时的激光投射示意图；
[0020]图4为本申请实施例提供的激光投射模组的结构示意图；
[00本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种激光投射模组，其特征在于，包括基板、光源、准直元件、发射光学元件以及控制电路，所述光源设置于所述基板上；所述控制电路电性连接于所述光源，用于控制所述光源发射光束；所述准直元件用于准直所述光源发射的光束以投射至所述发射光学元件；所述发射光学元件用于调制从所述准直元件出射的光束以投射至目标物体形成相应的出射光场；其中，所述出射光场包括多个光场区，所述光源包括分别与所述多个光场区相应的多个发光区，所述控制电路用于调控每个所述发光区的发光强度，所述发光区的发光强度与相应所述光场区的光场能量正相关。2.根据权利要求1所述的激光投射模组，其特征在于，还包括设置于所述基板上的驱动器，所述驱动器电性连接于所述控制电路及所述多个发光区，所述驱动器用于在所述控制电路的控制下向每个所述发光区提供驱动电流，所述控制电路用于调控所述驱动器提供给每个所述发光区的驱动电流，所述发光区的驱动电流与发光强度正相关。3.根据权利要求1所述的激光投射模组，其特征在于，还包括设置于所述基板上的多个驱动器，所述多个驱动器均电性连接于所述控制电路，所述多个驱动器分别电性连接于所述多个发光区，所述驱动器用于在所述控制电路的控制下向相应的所述发光区提供驱动电流，所述控制电路用于调控所述驱动器提供给相应所述发光区的驱动电流，所述发光区的驱动电流与发光强度正相关。4.根据权利要求1所述的激光投射模组，其特征在于，所述基板具有多个供电区，所述多个供电区均电性连接于所述控制电路，所述多个供电区分别电性连接于所述多个发光区，所述供电区用于在所述控制电路的控制下向相应的所述发光区提供驱动电流，所述控制电路用于调控所述供电区提供给相应所述发光区的驱动电流，所述发光区的驱动电流...
【专利技术属性】
技术研发人员：王家麒，郑德金，黄泽铗，
申请(专利权)人：奥比中光科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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