[发明专利]移动机器人的光流里程传感系统及其景深调整方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动机器人领域，具体涉及一种移动机器人的光流里程传感系统及其景深调整方法。

背景技术

行走机器人的定位技术是机器人技术的基础部分，机器人只有“知道自己在哪里”，才能做其他智能化的行为。目前的机器人定位技术有很多种，包括有激光定位、视觉定位、惯性导航定位、卫星导航定位、无线电定位等等。不依赖于外部信号（如卫星、基站信号等）的定位成为自主定位，适应性更好，例如各种家用的机器人。激光定位和视觉定位精度高，但是机器需要额外的结构来装配这些部件，同时成本也比较高。随着技术的发展，惯性导航长时间的漂移得到了很大的改善，但是这个技术对于一些特殊的地面，如地毯、有水的瓷砖等容易打滑的地面，适应性就会很差，需要应用额外的传感器进行纠正。有些应用视频处理来计算光流的方式解决这个问题，如专利“一种面向室内移动机器人的光流场视觉/INS组合导航方法（CN201310369354.9）”，直接采用图像处理的方式来分析光流，缺点有很多：1.系统复杂，需要一个高帧率的图像传感器和一个高处理能力的芯片；2.图像的帧率难以提升，一般都在50帧以内。

目前也有使用了光流技术来解决不同地面的问题，例如“用于移动机器人中的光学量程传感器的使用的系统和方法（CN201580039003.9）”，可以解决掉一些问题，但是这个专利采用垂直采集图像的方式，要求模具结构有一定的高度，比较薄的结构不能够应用此技术。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种移动机器人的光流里程传感系统，可以在保证光流检测性能的同时，降低移动机器人的厚度；同时提供的一种景深调整方法，可以在不改变机器人厚度的基础上，轻易改变景深，以提高地面的适应性，满足机器人的不同应用场景需求。本发明的具体技术方案如下：

一种移动机器人的光流里程传感系统，包括：

光流成像传感器，用于获取运动的图像；

成像透镜，用于将外界光线聚焦成像后投射在所述光流成像传感器上，所述外界光线为外界物体所反射出来的光线；

反射镜，所述反射镜与所述成像透镜和所述光流成像传感器呈同一水平线设置，用于将外界射入的光线进行折射后，投射至所述成像透镜；

入射口，外界的光线通过所述入射口投射至所述反射镜。

进一步地，所述系统还包括：壳体，所述壳体内形成有第一光路通道，所述反射镜、所述成像透镜和所述光流成像传感器依次排列在所述第一光路通道中。

进一步地，所述壳体内还形成有第二光路通道，所述第二光路通道和所述第一光路通道以预设角度相互连通，所述反射镜设置在连通交接处，所述入射口设置在所述第二光路通道的远离所述连通交接处的一端。

进一步地，所述预设角度为90°。

进一步地，在所述反射镜和所述入射口之间设有平面镜。

进一步地，在所述入射口处设有LED灯。

进一步地，所述 LED灯为多个，所述多个LED灯以入射口的中心为轴心进行环绕布置。

一种如上所述的移动机器人的光流里程传感系统的景深调整方法，包括如下步骤：

确定光圈的大小为F；

确定弥散圆直径为a；

确定镜头焦距为f；

确定所述入射口到所述反射镜之间的第二光路通道的长度为DV；

调整所述反射镜到所述成像透镜的距离以改变所述反射镜到所述光流成像传感器之间的第一光路通道的长度为DH，使景深落在所述入射口之外。

进一步地，景深。

本发明的有益效果在于：通过采用反射镜，并将反射镜与成像透镜和光流成像传感器呈同一水平线设置，使得反射镜可以把光线进行折射后，投射至所述成像透镜，这种弯折的光流系统，改变了现有的垂直结构，使得移动机器人的光流里程传感系统在保证光流检测性能的同时，降低移动机器人的厚度，避免现有结构所带来的移动机器人厚度过大的问题。同时，所述的景深调整方法，通过调整反射镜到成像透镜的距离以改变所述反射镜到光流成像传感器之间的第一光路通道的长度DH，可以在不改变机器人厚度的基础上，轻易地增大物距的值，从而改变景深K的值，使得景深K可以落在入射口之外，使得机器人在在复杂的的表面移动时，也能进行实时有效的光流检测，提高地面的适应性，扩大了机器人的应用场景。

附图说明

图1为本发明所述机器人的底部结构示意图。

图2为本发明所述光流里程传感系统的结构示意图。

图3为本发明所述景深调整方法的流程示意图。

具体实施方式