[发明专利]机器人避障装置、控制方法、沿边控制方法及测距系统

说明书

本发明公开机器人避障装置、控制方法、沿边控制方法及测距系统，机器人避障装置包括至少一个红外检测单元，所述红外检测单元包括承载机构、红外发射管及红外接收管，存在红外发射管和红外接收管平行地设置于承载机构上，同时存在红外发射管和红外接收管呈夹角地设置于承载机构上。本技术方案在同一承载机构上设计一路平行设置的红外管和一路成夹角的红外管，通过比较两路红外检测结果完成红外检测，提升机器人的检测精度，相比现有技术方案，降低模具成本。

技术领域

本发明属于机器人避障的技术领域，具体涉及基于红外的机器人避障装置、其控制方法、机器人沿边控制方法及测距系统。

背景技术

随着技术发展和人们对舒适生活的追求，自主行动机器人越来越多进入到人们生活当中，如陪伴机器人、扫地机器人等。机器人的基本功能是环境感知、指令接收和行为控制。机器人难点首先是环境的感知，机器人需要知道哪些地方可以去，前面有哪些障碍物，侧面是否是墙等等。环境的感知依赖于各种传感器数据的获取，目前常见的传感器包括：红外光强传感器、红外测距传感器、超声波传感器、视觉传感器、激光传感器等等。

参见图1所示，以智能扫地机器人为例，其一般包括机体1、行动轮2和3、控制模块4及避障装置，其中，避障装置包括碰撞检测单元5和防跌落检测单元6-11，碰撞检测单元5设置于机器人前端，用于行进过程中的碰撞检测；防跌落检测单元6-11设置于机器人下方边缘，用于台阶等防跌落检测。控制模块4用于接收指令信号或采集信号，进行数据分析处理及控制信号的生成。其中，碰撞检测单元和防跌落检测单元的实现方式有多种。从成本上和外观考虑，红外光强传感器无疑是最为便宜和应用最广的。

中国发明专利2017103996677公开的红外检测单元中，至少设置两个红外发射管，而且承载机构的开模结构需要将各个红外发射管与其红外接收管中心线的交叉点分别控制在不同的平面上，从而增大模具结构的孔洞角度设计难度，增大模具设计成本。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：

一种基于红外的机器人避障装置，包括至少一个红外检测单元，所述红外检测单元包括承载机构、红外发射管及红外接收管，存在红外发射管和红外接收管平行地设置于承载机构上，同时存在红外发射管和红外接收管呈夹角地设置于承载机构上。本技术方案在同一承载机构上设计一路平行设置的红外管和一路成夹角的红外管，通过比较两路红外检测结果完成红外检测，提升机器人的检测精度，降低误判断，相比现有技术方案，降低模具设计成本。

作为一种技术方案，所述红外接收管至少有两个且划分为两组，所述红外发射管至少为一个；一组所述红外接收管与相应的所述红外发射管平行地设置于所述承载机构；另一组所述红外接收管与相应的所述红外发射管呈夹角地设置于所述承载机构。与现有技术相比，该技术方案仅使用一组平行设置的红外发射管发射探测信号，配合两组不同角度设置的红外接收管完成红外检测，实现利用相对值精确计算出障碍物距离，降低器件成本。

在上述技术方案的基础上，所述红外接收管包括第一红外接收管和第二红外接收管，所述红外发射管为一个，所述红外发射管的中心线与第一红外接收管的中心线平行，所述红外发射管的中心线与第二红外接收管的中心线存在交叉点。进一步简化机器人避障装置的模具结构特征。

进一步地，所述红外发射管设置于所述承载机构的感测位中心线上，所述第一红外接收管和所述第二红外接收管分别设置于所述红外发射管的两侧。使得红外部件在承载机构上的布置灵活，有效地提升机器人对障碍物的感知能力。

进一步地，所述红外接收管设置于所述承载机构的感测位中心线的一侧，所述红外发射管设置于所述承载机构的感测位中心线的另一侧；其中，所述红外发射管的中心线与所述承载机构的感测位中心线平行或呈锐角夹角；所述第一红外接收管设置在所述第二红外接收管的外侧。使得红外部件在承载机构上的布置特征更适应实际环境，有效地提升机器人对障碍物的感知能力。