CN117434550A - 激光雷达传感器、自主移动设备及检测方法和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及激光雷达传感器、自主移动设备及检测方法和存储介质,该方法包括:在自主移动设备在行进面上行进的过程中,激光雷达传感器发射激光以产生基准扫描线和第一倾斜扫描线,基准扫描线与行进面平行,第一倾斜扫描线相对于基准扫描线朝向行进面倾斜地延伸;基于激光雷达传感器所接收到的与基准扫描线相对应的反射光线来进行行进面上的导航;基于激光雷达传感器所接收到的与第一倾斜扫描线相对应的反射光线来检测自主移动设备的行进路线上的目标物的相关参数。由此,利用激光雷达传感器所产生的基准扫描线和第一倾斜扫描线即可进行导航和障碍物检测,而无需向自主移动设备增加用于实现障碍物检测的传感器。
Description
技术领域
本公开涉及智能家居技术领域,尤其涉及一种激光雷达传感器、自主移动设备及检测方法和存储介质。
背景技术
目前,自主移动设备是指自主执行预设任务的智能移动设备,自主移动设备通常包括但不限于清洁机器人(例如智能扫地机、智能擦地机、擦窗机器人)、陪伴性移动机器人(例如智能电子宠物、保姆机器人)、服务型移动机器人(例如酒店、旅馆、会晤场所的接待机器人)、工业巡检智能装置(例如电力巡检机器人、智能叉车等)、安防机器人(例如家用或商用智能警卫机器人)。
在这些自主移动设备中,通常在其上搭载有激光雷达以进行定位导航,该激光雷达为360°旋转激光雷达。然而,若想要同时实现导航功能和障碍物检测功能,则还需要在自主移动设备上再搭载另外的传感器(例如红外传感器、3D sensor等)以实现障碍检测功能。换言之,对于现有技术中的同时实现导航功能和障碍物检测功能的自主移动设备而言,其实现前述两种功能需要多个传感器。
发明内容
有鉴于此,本公开提出了一种激光雷达传感器、自主移动设备及其检测方法和存储介质。
根据本公开的第一方面,提供了一种自主移动设备的检测方法,所述自主移动设备包括:用于导航避障的激光雷达传感器,所述激光雷达传感器设置在所述自主移动设备的侧部边缘;用于清洁地面的滚刷,所述滚刷设置在所述自主移动设备的底部;以及用于驱动所述自主移动设备在待清洁表面行进的驱动部,所述检测方法包括:发射步骤,用于在所述自主移动设备在行进面上行进的过程中,所述激光雷达传感器发射激光以产生基准扫描线和第一倾斜扫描线,其中,所述基准扫描线与所述行进面平行,所述第一倾斜扫描线相对于所述基准扫描线朝向所述行进面倾斜地延伸;导航步骤,用于基于所述激光雷达传感器所接收到的与所述基准扫描线相对应的反射光线来进行所述行进面上的导航;以及第一检测步骤,用于基于所述激光雷达传感器所接收到的与所述第一倾斜扫描线相对应的反射光线来检测所述自主移动设备的行进路线上的目标物的相关参数。
根据本公开的第二方面,提供了一种激光雷达传感器,所述激光雷达传感器包括:发射部件,其用于发射激光;扫描转镜,其包括反射部,所述反射部包括绕着所述扫描转镜的旋转轴线布置的至少三个反射镜面,在所述至少三个反射镜面中,第一反射镜面与所述旋转轴线之间形成第一夹角且第二反射镜面与所述旋转轴线之间形成第二夹角,所述第一夹角与所述第二夹角不同,使得同一所述激光经由所述第一反射镜面和所述第二反射镜面反射之后形成的扫描线在垂直视场中延伸方向不同;以及接收部件,所述接收部件探测由所述扫描转镜接收的目标物的反射光。
根据本公开的第三方面,提供了一种激光雷达传感器,所述激光雷达传感器包括至少三个激光雷达子传感器,设置在自主移动设备的前侧部的边缘,至少三个所述激光雷达子传感器所发射的激光所产生的扫描线相对于行进面的角度彼此不同,至少一个所述激光雷达子传感器所发射的激光所产生的扫描线平行于所述行进面。
根据本公开的第四方面,提供了一种自主移动设备,所述自主移动设备包括上述的激光雷达传感器,所述激光雷达传感器设置在所述自主移动设备的侧部边缘。
根据本公开的第五方面,提供了一种非临时性计算机可读存储介质,当所述存储介质中的指令由自主移动设备的处理器执行时,使得所述处理器能够执行上述的自主移动设备的检测方法。
根据本公开的第六方面,提供了一种计算机程序产品,包括计算机可读代码,或者承载有计算机可读代码的计算机可读存储介质,当所述计算机可读代码在自主移动设备的处理器中运行时,所述自主移动设备中的处理器执行上述检测方法。
根据本公开,在自主移动设备行进于行进面上的过程中,基于设置于自主移动设备的激光雷达传感器发射激光所产生的与行进面相平行的基准扫描线所对应的反射光线来进行行进面上的导航,并且基于该激光雷达传感器发射激光所产生的与行进面相倾斜的第一倾斜扫描线所对应的反射光线来检测自主移动设备的行进路线上的目标物的相关参数,由此,利用激光雷达传感器所产生的基准扫描线和第一倾斜扫描线即可进行导航和障碍物检测,而无需向自主移动设备增加用于实现障碍物检测的传感器。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明,本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面,并且用于解释本公开的原理。
图1A是示出了根据本公开的第一实施例的激光雷达传感器的局部结构的示意图。
图1B是示出了图1A中的激光雷达传感器的扫描转镜的立体示意图。
图1C~1F是用于说明扫描转镜在旋转过程中一个反射镜面扫描激光的过程的示意图。
图2A是示出了根据本公开的第二实施例的激光雷达传感器的局部结构的示意图。
图2B是示出了图2A中的激光雷达传感器的扫描转镜的立体示意图。
图2C是示出了图2A中的激光雷达传感器的工作过程的示意图。
图2D是示出了根据本公开的一实施例的激光雷达传感器的位置示意图。
图3A是示出了根据本公开的一实施例的自主移动设备的结构的示意图。
图3B是示出了图3A中的自主移动设备的局部结构的示意图。
图3C~3F是用于说明图3A中的自主移动设备的不同工作场景的示意图。
图3G是用于说明图3A中的自主移动设备的变型例的工作场景的示意图。
图4a是示出了根据本公开的一实施例的激光雷达传感器的布置示意图。
图4b是示出了传统类型的雷达传感器的布置示意图。
图4c和图5示出根据示例性实施例的自主移动设备的检测方法的流程图。
图6a示出根据示例性实施例的自主移动设备的检测方法的流程图。
图6b示出根据示例性实施例的检测为在自主移动设备的行进路线上存在目标物的流程图。
图7a示出根据示例性实施例的自主移动设备的检测方法的流程图。
图7b示出根据示例性实施例的基于与第二倾斜扫描线相对应的反射光线来检测自主移动设备转向后的行进路线上的目标物的相关参数的流程图。
图7c示出根据示例性实施例的自主移动设备的转向示意图。
图8示出根据示例性实施例的自主移动设备的框图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面,但是除非特别指出,不必按比例绘制附图。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。另外,为了更好的说明本公开,在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解,没有某些具体细节,本公开同样可以实施。在一些实例中,对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路没有作详细描述,以便于凸显本公开的主旨。
在本公开中,“前(前侧)”、“后(后侧)”、“左(左侧)”、“右(右侧)”、“上(上侧)”、“下(下侧)”均是相对于根据本公开的自主移动设备的工作状态而言的。具体地,“前(前侧)”、“后(后侧)”是指当根据本公开的自主移动设备在待清洁面上处于工作状态时,在该自主移动设备的通常前进方向上的前侧和后侧,“左(左侧)”、“右(右侧)”是指朝向通常前进方向的前侧观察时的左侧和右侧,上(上侧)”、“下(下侧)”是指当根据本公开的自主移动设备在待清洁面上处于工作状态时,在与待清洁面垂直的高度方向上的上侧和下侧。
根据本公开的自主移动设备能够根据预设的控制方案进行自主移动,并且在自主移动过程中对待清洁面进行有效的清洁作业。待清洁面可以是平面或者曲率半径较大的曲面,典型地例如建筑物中各房间内的地面。另外,清洁作业包括但不限于扫地、拖地、吸尘等。
以下结合说明书附图对根据本公开的第一实施例的激光雷达传感器进行说明。
(根据本公开的第一实施例的激光雷达传感器)
如图1A所示,根据本公开的第一实施例的激光雷达传感器LA包括发射部件1、扫描转镜2和接收部件(图中没有示出)。
在本实施例中,如图1A所示,发射部件1包括用于发射准直的激光的激光器。具体地,发射部件1可以包括仅一个激光器,该激光器能够发射一路激光;或者发射部件1也可以包括并排配置的多个激光器,每个激光器能够发射一路激光;或者发射部件1也可以包括仅一个激光器和分光***,分光***将该激光器发射的一路激光分成多路激光。因而,根据本公开的第一实施例的激光雷达传感器LA的发射部件1可以根据需要选择合适的结构。发射部件1无论是包括多个激光器还是通过分光***对一路激光进行分光处理,都有利于构造具有足够多的扫描线的激光雷达传感器LA,以在垂直视场中实现较高的角分辨率。
在本实施例中,如图1A至图1C所示,扫描转镜2用于扫描发射部件1发射的激光。扫描转镜2能够绕着其旋转轴线O进行旋转,并且形成为五面体。该扫描转镜包括绕着其旋转轴线O布置的三个反射镜面21、22、23(这三个反射镜面21、22、23构成扫描转镜2的反射部)以及顶面24和底面25,旋转轴线O穿过顶面24和底面25,旋转轴线O与三个反射镜面21、22、23形成不同的夹角。在扫描转镜2绕着旋转轴线O旋转的过程中,同一激光经由一个反射镜面21、22、23能够在激光雷达传感器LA的垂直视场中产生位于同一位置的扫描线,该扫描线随着扫描转镜2的旋转能够在激光雷达传感器LA的水平视场中进行扫描。参见图1D至图1E,这些图示出了一路激光经由扫描转镜2的第一反射镜面21产生的扫描线在水平视场中的扫描位置的变化过程。在这些图中,目标物TA的形状和位置均没有发生变化,通过扫描转镜2的旋转就能够带动扫描线在水平视场中扫描目标物TA的不同位置。可以理解,在扫描转镜旋转的过程中,一路激光通过同一反射镜面获得的一条扫描线在水平视场中可以得到所谓的扫描光幕(可以参见图1C至图1F),所以通过不同角度的反射镜面能够获得不同高度的扫描光幕。
进一步地,如图1B所示,在这三个反射镜面21、22、23中,第一反射镜面21与旋转轴线O之间形成第一夹角,第二反射镜面22与旋转轴线O之间形成第二夹角,第三反射镜面23与旋转轴线O之间形成第三夹角,其中第一反射镜面21可以与旋转轴线平行(也就是说第一夹角为0度,垂直于地面)。第一夹角、第二夹角和第三夹角两两之间不同,使得由发射部件1发射的同一激光经由第一反射镜面21和第二反射镜面22反射之后形成的扫描线在垂直视场中延伸方向不同(参见图3B至图3F)。
在本实施例中,扫描转镜2还用于接收目标物TA的反射光。进一步地,接收部件探测由扫描转镜2接收的目标物TA的反射光(该反射光是激光雷达传感器发射的激光入射到目标物TA之后被目标物TA反射的漫反射光)。接收部件可以包括数量与激光的数量相同的接收器。通过对应的接收器探测接收对应的激光,使得能够减小探测接收反射光受到的干扰。可以理解,接收部件可以包括与发射部件1的激光器一一对应的探测器,每个探测器设置在对应反射光的光路上。由于在本实施例中反射镜面21、22、23还起到接收反射光的接收镜面的作用,因此扫描转镜2的三个反射镜面21、22、23还用作扫描转镜的接收部。
通过采用上述的方案,扫描转镜的三个反射镜面21、22、23与旋转轴线O之间夹角不同,使得同一激光通过这些反射镜面21、22、23反射之后在垂直视场中形成三条不同高度的扫描线,由此激光雷达传感器LA能够以较少的激光器且以相对简单的构造形成足够多的扫描线,有利于提高激光雷达传感器LA在垂直视场中的角分辨率(也就是垂直角分辨率)。
以下结合说明书附图对根据本公开的第二实施例的激光雷达传感器进行说明。
(根据本公开的第二实施例的激光雷达传感器)
根据本公开的第二实施例的激光雷达传感器的结构与根据本公开的第一实施例的激光雷达传感器的结构基本相同,以下主要说明两者之间的不同之处。
在本实施例中,如图2A至图2C所示,根据本公开的第二实施例的激光雷达传感器LA包括扫描转镜2’,该扫描转镜2’包括彼此分隔开的反射镜面和接收镜面,反射镜面用于扫描反射发射部件1的发射光,接收镜面用于接收目标物TA的反射光。每个接收镜面与对应的反射镜面成组布置且彼此平行。对于每组接收镜面和反射镜面,在旋转轴线O的延伸方向上,在接收镜面与反射镜面之间设置有挡光元件21’,由此接收镜面与反射镜面被挡光元件21’分隔开。在本实施例中,在扫描转镜2’上设置被挡光元件分隔开的反射镜面和接收镜面。而且可以将发射部件1的激光器和接收部件3的探测器成对并排设置,实际上激光器和探测器设置的位置以及与其它部件的相对关系只要满足激光器的激光能够被扫描转镜2’的反射镜面反射到预定区域且探测器能够探测到扫描转镜2’的接收镜面的反射光即可。另外,如图2A和图2B所示,在本实施例中,挡光元件21’采用沿着与扫描转镜2’的旋转轴线垂直的平面延展的挡光板的形式。该挡光板的外周部可以相对于反射镜面和接收镜面朝向外侧突出一定尺寸,从而更有效地减小发射光对反射光的干扰,改善激光雷达传感器的测量精准度。
这样,根据本公开的第二实施例的激光雷达传感器LA能够发挥与第一实施例中说明的作用相同的作用,而且在同一扫描转镜2’上构造通过挡光元件21’分隔开的反射镜面和接收镜面,能够减小发射光和反射光之间的干涉。进而,通过减小发射光干扰反射光,避免造成探测器接收到错误的信号而导致对障碍物的判断错误,这有利于改善本申请的激光雷达传感器的测量精准度。当然,本申请的激光雷达传感器LA中设置的挡光元件的形式不限于上述挡光板,而是可以采用其它形式的挡光元件。上述挡光元件21’为挡板,所述挡板沿垂直于所述旋转轴线(O)的平面延展。
(根据本公开的第三实施例的激光雷达传感器)
在本实施例中,请参阅图2D,激光雷达传感器可以包括至少三个激光雷达子传感器(为便于图示,图2D中仅示出三个激光雷达子传感器,然而,还可以设置更多数量的激光雷达子传感器),该至少三个激光雷达子传感器均设置在自主移动设备的前侧部的边缘,至少三个所述激光雷达子传感器所发射的激光所产生的扫描线相对于行进面的角度彼此不同,至少一个所述激光雷达子传感器所发射的激光所产生的扫描线平行于所述行进面。
由此,可以在自主移动设备的前部侧的边缘设置至少三个激光雷达子传感器,该至少三个激光雷达子传感器各自从不同角度(相对于行进面的角度不同)向前方发射激光,这样,通过在自主移动设备的前部侧的边缘所设置的包括至少三个激光雷达子传感器的激光雷达传感器,能够产生相对于行进面的角度彼此不同的多个扫描线,从而有利于构造具有足够多的扫描线的激光雷达传感器LA,以在垂直视场中实现较高的角分辨率。
以下结合说明书附图对根据本公开的一实施例的自主移动设备进行说明。
(根据本公开的一实施例的自主移动设备)
在本实施例中,如图3A至图3F所示,根据本公开的一实施例的自主移动设备为自移动清洁设备,其包括组装在一起的主体部MA、车轮WH和激光雷达传感器LA。具体地,主体部MA整体可以具有大致圆盘形状。当根据本公开的一实施例的自主移动设备处于正常工作状态时,主体部MA的底面与待清洁面S相对。主体部MA还包括控制组件、驱动组件和清洁组件。控制组件能够接收来自激光雷达传感器LA以及其它感测装置获得的参数,并通过存储在控制芯片内的预设程序能够对自主移动设备进行相关控制。驱动组件用于在控制组件的控制下驱动车轮WH,使得自主移动设备在待清洁面S上行进。清洁组件可以包括收纳于主体部MA内的吸尘组件以及设置于主体部MA的底部的清洁毛刷等,用于在控制组件的控制下对待清洁面进行清洁作业。进一步地,车轮WH可以包括主动轮以及位于主动轮的前侧的万向轮。通过使主动轮以相同的速度向同一方向转动(例如同时顺时针转动或者同时逆时针转动),能够驱动主体部MA沿着通常前进方向进行直线运动;通过使主动轮以不同的速度和/或不同的方向转动(例如一个主动轮顺时针转动而另一个个主动轮逆时针转动),能够驱动主体部MA沿着相对于通常前进方向不同的方向进行转向运动。进一步地,激光雷达传感器LA设置在主体部MA的前侧部分,用于实现自主移动设备的导航功能和防撞功能。本申请中所述的激光雷达传感器LA设置在自主移动设备,例如自移动清洁设备(扫地机)的主体部MA的侧部边缘(优选前侧部边缘,可以是正前外缘,也可以是侧前外缘)位置。这样,相比于传统的激光雷达传感器设置在自移动清洁设备的顶部的设计,降低了自移动清洁设备的厚度,有利于自移动清洁设备通过低矮障碍物与待清洁面之间的较小间隙。
进一步地,如图3B至图3F所示,当自主移动设备能够在待清洁面S上行进的过程中,发射部件1发射的激光能够始终产生用于自主移动设备在待清洁面S上导航的基准扫描线以及用于检测障碍物的其它扫描线(例如斜向下延伸的第一倾斜扫描线和第二倾斜扫描线、斜向上延伸的扫描线等)。具体地,在本实施例中,以采用根据本公开的第一实施例的激光雷达传感器LA为例,对于同一激光,在扫描转镜2旋转一周的过程中,同一激光通过扫描转镜2的不同的反射镜面21、22、23实现三条不同的扫描线。经由扫描转镜2的第一反射镜面21形成的基准扫描线与待清洁面S平行,经由扫描转镜2的第二反射镜面22和第三反射镜面23形成的其它两条扫描线(例如第一倾斜扫描线和第二倾斜扫描线)相对于基准扫描线朝向待清洁面S倾斜地延伸。基准扫描线主要用于自主移动设备的导航功能,其它扫描线主要用于检测自主移动设备的行进路线上不同形状,不同距离的障碍物。在其它扫描线中,不同的扫描线与基准扫描线之间所成的角度不同,从而能够检测到自主移动设备的前侧的不同高度的障碍物。
另外,如图3G所示,在上述实施例的一个变型例中,对于同一激光,在扫描转镜2旋转一周的过程中,同一激光通过扫描转镜2的不同的反射镜面21、22、23也实现三条不同的扫描线。具体地,经由扫描转镜2的第一反射镜面21形成的基准扫描线与待清洁面S平行,经由扫描转镜2的第二反射镜面22形成的扫描线相对于基准扫描线斜向上延伸,经由扫描转镜2的第三反射镜面23形成的扫描线相对于基准扫描线斜向下延伸。在该变型例中,基准扫描线仍然主要用于自主移动设备的导航功能,而斜向上延伸的扫描线主要用于检测高度较高障碍物的相关参数(例如悬吊物品与待清洁面S之间的间隙大小),斜向下延伸的扫描线主要用于检测自主移动设备的行进路线上高度较低的障碍物的相关参数(例如待清洁面S上的凹凸结构)。
发射部件1发射的准直激光经由扫描转镜2的反射部的其中一个反射镜面反射到目标位置,准直激光在传播过程中形成一条直径基本不变的光束(该光束在目标位置形成一个光点),光束被目标位置处的目标物漫反射之后的光线又经过扫描转镜2中接收部的接收镜面反射至接收部件,接收部件接收光信号,完成对目标位置的检测。当扫描转镜2旋转至下一个角度时,在当前工作位置的反射部和接收部的镜面角度与之前处于工作位置的镜面角度不同,故此可以反射出角度不同的另一条光束,由此能够对不同高度的目标物进行检测。
应当理解,上述实施例仅是示例性的,不用于限制本公开。本领域技术人员可以在本公开的教导下对上述实施例做出各种变型和改变,而不脱离本公开的范围。对于本公开的技术方案,进行如下补充说明。
i.本公开的激光雷达传感器还可以应用于其它的自主移动设备中。上述自主移动设备一般指自主执行预设任务的智能移动设备,包括与上述实施例中说明的自主移动设备实现类似功能的清洁机器人(例如智能扫地机、智能擦地机、擦窗机器人)、陪伴型移动机器人(例如智能电子宠物、保姆机器人)、服务型移动机器人(例如酒店、旅馆、会晤场所的接待机器人)、工业巡检智能设备(例如电力巡检机器人、智能叉车等)、安防机器人(例如家用或商用智能警卫机器人)等的以轮组或履带作为驱动单元的二维平面移动机器人。当然,本公开的激光测距装置还可以应用于其它领域,对此不进行穷举说明了。
ii.在本公开中,自主移动设备可以将来自电机的驱动力(和扭矩)经由传动机构传递到激光雷达传感器LA,以驱动扫描转镜进行转动。
iii.在本公开中,激光雷达传感器LA的反射镜面的数量不限于上述实施例中说明的三个,而是可以根据实际需要设置所需数量的反射镜面。通过调节不同反射镜面与扫描转镜的旋转轴线O之间的夹角,同一激光在激光雷达传感器LA的垂直视场中能够得到沿着不同方向延伸的扫描线。即使设置一个激光器,也能够利用扫描转镜的不同反射镜面获得足够多的扫描线。而且,利用除了与待清洁面S平行的基准扫描线以外的其它扫描线,能够有效获取自主移动设备行进方向上的较矮的障碍物甚至凹陷或台阶的距离信息。
下文将描述设置有上述激光雷达传感器的自主移动设备的检测方法。
如前文所描述的,亟需提供一种无需向自主移动设备增加用于实现障碍物检测的传感器即可实现导航功能和障碍物检测功能的检测方法。
为此,考虑到在自主移动设备行进于行进面上的过程中,自主移动设备所设置的激光雷达传感器发射激光所产生的与行进面相平行的扫描线(简称基准扫描线)可以用于导航,并且该激光雷达传感器发射激光所产生的与行进面相倾斜的扫描线(简称第一倾斜扫描线)可以用于障碍物检测,因此,只要在自主移动设备行进于行进面上的过程中使激光雷达传感器发射激光以产生前述基准扫描线和第一倾斜扫描线这两条扫描线,即可利用这两条扫描线分别进行导航和障碍物检测,由于利用激光雷达传感器发射激光所产生的第一倾斜扫描线即可实现障碍物检测,因此无需向自主移动设备增加用于实现障碍物检测的传感器,因而能够解决前文所描述的问题。
基于上述构思,提出图4c所示的自主移动设备的检测方法,该检测方法由自主移动设备执行。其中,所述自主移动设备可以包括:用于导航避障的激光雷达传感器(例如为第一实施例至第三实施例中描述的任一激光雷达传感器),所述激光雷达传感器设置在所述自主移动设备的侧部边缘;用于清洁地面的滚刷,所述滚刷设置在所述自主移动设备的底部;以及用于驱动所述自主移动设备在待清洁表面行进的驱动部。
请参阅图4a,本申请的激光雷达传感器(简称雷达)布置在自主移动设备的主体的侧部边缘,相对地,由于结构的原因,请参阅图4b的左侧所示出的雷达的布置示意图,传统的雷达传感器布置在自主移动设备的主体的顶部,通过图4b示出的本申请的激光雷达传感器的布置方式与传统的雷达传感器的布置方式的比较可知,采用本申请的雷达传感器的布置方式的自主移动设备的高度明显低于采用传统的雷达传感器的布置方式的自主移动设备的高度,因此,通过本申请的激光雷达传感器的上述布置方式,可以降低自主移动设备的高度,从而可以增加自主移动设备在诸如沙发下、床下等缝隙处的通过性。
第四实施例:
请参阅图4c,本示例性实施例的检测方法可以包括如下步骤:
在步骤S110中,在所述自主移动设备在行进面(待清洁面S)上行进的过程中,所述激光雷达传感器发射激光以产生基准扫描线和第一倾斜扫描线,其中,所述基准扫描线与所述行进面平行,所述第一倾斜扫描线相对于所述基准扫描线朝向所述行进面倾斜地延伸。步骤S110对应于发射步骤。
请参阅图3B~3F,在自主移动设备行进于行进面上的过程中,设置于自主移动设备的激光雷达传感器发射激光,以产生与行进面相平行的基准扫描线和与行进面相倾斜的第一倾斜扫描线。关于激光雷达传感器发射激光以产生这两条扫描线的描述可以参阅前文关于激光雷达传感器的详细描述,在此不再赘述。
在步骤S120中,基于所述激光雷达传感器所接收到的与所述基准扫描线相对应的反射光线来进行所述行进面上的导航。步骤S120对应于导航步骤。
本实施例中,请参阅图3B~3F,在自主移动设备行进于行进面上的过程中,激光雷达传感器可产生与行进面平行的基准扫描线;若自主移动设备的前方存在环境物体,则该基准扫描线会被该环境物体反射并产生反射光线,相应地,激光雷达传感器会接收到反射光线;若自主移动设备的前方不存在环境物体,则该基准扫描线没有被反射,也就不会产生反射光线,激光雷达传感器自然不会接收到反射光线。因此,可以根据激光雷达传感器是否接收到反射光线来确定自主移动设备的前方是否存在环境物体。
在自主移动设备接收到反射光线的情况下,自主移动设备可利用该反射光线和该基准扫描线进一步计算出环境物体与自主移动设备之间的距离。在一种可能的实现方式中,自主移动设备可以通过“飞行时间”(time of flight)法或三角测距法,基于该反射光线和该基准扫描线来计算环境物体与自主移动设备之间的距离。因此,在确定为存在环境物体的情况下,还可以进一步根据反射光线和基准扫描线来确定所存在的环境物体与自主移动设备之间的距离。
由此,可以根据自主移动设备的前方是否存在环境物体、所存在的环境物体与自主移动设备之间的距离和/或结合其它环境参数,来进行自主移动设备在行进面上的导航。因此,基准扫描线主要用于自主移动设备的导航功能。
在步骤S130中,基于所述激光雷达传感器所接收到的与所述第一倾斜扫描线相对应的反射光线来检测所述自主移动设备的行进路线上的目标物的相关参数。
本实施例中,请参阅图3B~3F,在自主移动设备行进于行进面上的过程中,激光雷达传感器还可以产生斜向下延伸的第一倾斜扫描线;该第一倾斜扫描线会被自主移动设备的行进路线上的目标物反射并产生反射光线,相应地,激光雷达传感器会接收到反射光线;自主移动设备可利用该反射光线和该第一倾斜扫描线进一步计算出目标物与自主移动设备之间的距离。计算距离所采用的方法可以参见步骤S120的描述。
考虑到若自主移动设备的行进路线上存在目标物(障碍物,例如行进面上的凹凸结构等),则自主移动设备和目标物之间的距离会随着自主移动设备在行进路线上的行进而发生改变,因此可以根据自主移动设备和目标物之间的距离是否改变来确定行进路线上是否存在目标物。
因此,可以根据与第一倾斜扫描线相对应的反射光线来检测自主移动设备的行进路线上的目标物的相关参数,示例性的,该相关参数包括但不限于该行进路线上是否存在目标物和/或目标物与自主移动设备之间的距离。由此,第一倾斜扫描线主要用于检测自主移动设备的行进路线上的不同距离的障碍物,即,第一倾斜扫描线主要用于障碍物检测功能。
因此,在本实施例中,在自主移动设备行进于行进面上的过程中,基于设置于自主移动设备的激光雷达传感器发射激光所产生的与行进面相平行的基准扫描线所对应的反射光线来进行行进面上的导航,并且基于该激光雷达传感器发射激光所产生的与行进面相倾斜的第一倾斜扫描线所对应的反射光线来检测自主移动设备的行进路线上的目标物的相关参数,由此,利用激光雷达传感器所产生的基准扫描线和第一倾斜扫描线即可进行导航和障碍物检测,而无需向自主移动设备增加用于实现障碍物检测的传感器。
对步骤S120即导航步骤进行具体展开即可得到第五实施例。
第五实施例:
请参阅图5,本示例性实施例的检测方法可以包括如下步骤:
在步骤S110中,在所述自主移动设备在行进面(待清洁面S)上行进的过程中,所述激光雷达传感器发射激光以产生基准扫描线和第一倾斜扫描线,其中,所述基准扫描线与所述行进面平行,所述第一倾斜扫描线相对于所述基准扫描线朝向所述行进面倾斜地延伸。关于步骤S110的描述可以参阅第四实施例,在此不再赘述。
在步骤S121中,判断所述激光雷达传感器是否接收到所述基准扫描线经过环境物体反射产生的反射光线。若判断为激光雷达传感器接收到该反射光线,则步骤S121为“是”,执行下述步骤S122;否则,步骤S121为“否”,执行下述步骤S124。
在步骤S122中,基于所述基准扫描线和所述反射光线来获得所述环境物体距所述自主移动设备的距离。
在一种可能的实现方式中,自主移动设备可以通过“飞行时间”法或三角测距法,基于基准扫描线和基准扫描线所对应的反射光线来获得环境物体与自主移动设备之间的距离。
本实施例中,可以根据激光雷达传感器接收到与基准扫描线相对应的反射光线来确定为自主移动设备的前方存在环境物体;在确定为自主移动设备的前方存在环境物体的情况下,可以根据反射光线和基准扫描线来确定环境物体和自主移动设备之间的距离。
在步骤S124中,判断所述自主移动设备与作为所述环境物体的障碍物之间的安全距离是否超过安全距离阈值(例如5cm)。
本实施例中,自主移动设备存在一个安全距离比如5cm;若超过安全距离,则自主移动设备正常前进(运行);若没有超过(低于)安全距离,则自主移动设备判断为前方有障碍物,然后自主移动设备停止前进或者转向。因此,若判断为安全距离超过安全距离阈值,则步骤S124为“是”,执行下述步骤S125;否则,确定为自主移动设备的前方存在障碍物。
在步骤S125中,确定为所述自主移动设备的前方不存在所述障碍物。然后,执行步骤S123。
本实施例中,可以根据激光雷达传感器没有接收到与基准扫描线相对应的反射光线、以及自主移动设备与作为环境物体的障碍物之间的安全距离是否超过为了保证自主移动设备的安全作业而预设的安全距离阈值来确定自主移动设备的前方是否存在障碍物;若没有接收到反射光线且安全距离超过安全距离阈值,则确定为自主移动设备的前方不存在障碍物(自主移动设备可继续正常前进);若没有接收到反射光线且安全距离没有超过安全距离阈值,则确定为自主移动设备的前方存在障碍物(自主移动设备可停止前进或者转向)。
在步骤S123中,根据所确定的所述自主移动设备的前方是否存在所述环境物体以及所述距离来进行所述行进面上的导航。
本实施例中,可以根据自主移动设备的前方是否存在环境物体以及该环境物体与自主移动设备之间的距离、以及自主移动设备的前方是否存在障碍物、和/或结合其它环境信息来进行行进面上的导航。
在步骤S130中,基于所述激光雷达传感器所接收到的与所述第一倾斜扫描线相对应的反射光线来检测所述自主移动设备的行进路线上的目标物的相关参数。关于步骤S130的描述可以参阅第四实施例,在此不再赘述。
因此,在本实施例中,在自主移动设备行进于行进面上的过程中,基于设置于自主移动设备的激光雷达传感器发射激光所产生的与行进面相平行的基准扫描线所对应的反射光线来确定自主移动设备的前方是否存在环境物体以及该环境物体与自主移动设备之间的距离、以及自主移动设备的前方是否存在障碍物来进行行进面上的导航,并且基于该激光雷达传感器发射激光所产生的与行进面相倾斜的第一倾斜扫描线所对应的反射光线来检测自主移动设备的行进路线上的目标物的相关参数,由此,利用激光雷达传感器所产生的基准扫描线和第一倾斜扫描线即可进行导航和障碍物检测,而无需向自主移动设备增加用于实现障碍物检测的传感器。
对步骤S130即第一检测步骤进行具体展开即可得到第六实施例。
第六实施例:
请参阅图6a,本示例性实施例的检测方法可以包括如下步骤:
在步骤S110中,在所述自主移动设备在行进面上行进的过程中,所述激光雷达传感器发射激光以产生基准扫描线和第一倾斜扫描线,其中,所述基准扫描线与所述行进面平行,所述第一倾斜扫描线相对于所述基准扫描线朝向所述行进面倾斜地延伸。
在步骤S120中,基于所述激光雷达传感器所接收到的与所述基准扫描线相对应的反射光线来进行所述行进面上的导航。
关于步骤S110~S120的描述可以参阅第四实施例,在此不再赘述。
在步骤S131中,在所述自主移动设备行进于平面上的期间,基于所述第一倾斜扫描线和所述激光雷达传感器所接收到的与所述第一倾斜扫描线相对应的反射光线来获得所述目标物距所述自主移动设备的距离。
在一种可能的实现方式中,自主移动设备可以通过“飞行时间”法或三角测距法,基于第一倾斜扫描线和第一倾斜扫描线所对应的反射光线来获得目标物与自主移动设备之间的距离。
在步骤S132中,判断所获得的目标物距自主移动设备的距离是否发生改变。
若自主移动设备和目标物之间的距离发生改变,则步骤S132为“是”,执行下述步骤S133;否则,步骤S132为“否”,执行下述步骤S134。
在步骤S133中,检测为在所述自主移动设备的行进路线上存在所述目标物。
在步骤S134中,检测为在所述自主移动设备的行进路线上不存在所述目标物。
本实施例中,自主移动设备和目标物之间的距离会随着自主移动设备在行进路线上的行进而发生改变,因此可以根据自主移动设备和目标物之间的距离是否发生改变来确定行进路线上是否存在目标物;若自主移动设备和目标物之间的距离发生改变,则确定为行进路线上存在目标物;否则,确定为行进路线上不存在目标物。
因此,在本实施例中,在自主移动设备行进于行进面上的过程中,基于设置于自主移动设备的激光雷达传感器发射激光所产生的与行进面相平行的基准扫描线所对应的反射光线来进行行进面上的导航,并且基于该激光雷达传感器发射激光所产生的与行进面相倾斜的第一倾斜扫描线所对应的反射光线来获得目标物和自主移动设备之间的距离、并根据该距离是否发生改变来检测行进路线上是否存在目标物,由此,利用激光雷达传感器所产生的基准扫描线和第一倾斜扫描线即可进行导航和障碍物检测,而无需向自主移动设备增加用于实现障碍物检测的传感器。
在一种可能的实现方式中,请参阅图6b,检测为在自主移动设备的行进路线上存在目标物可以包括如下步骤:
在步骤S1331中,判断所获得的距离的变化趋势是否为在预定时刻之前变短然后在所述预定时刻之后变长。
若目标物和自主移动设备之间的距离在预定时刻之前变短然后在预定时刻之后变长,则步骤S1331为“是”,执行下述步骤S1332;否则,步骤S1331为“否”,执行下述步骤S1333。
在步骤S1332中,检测为所述目标物是比所述自主移动设备矮的凸起。
在步骤S1333中,判断所获得的距离的变化趋势为在预定时间内保持不变然后在预定时间之后的时刻变长。
若目标物和自主移动设备之间的距离在预定时间内保持不变然后在预定时间之后的时刻变长,则步骤S1333为“是”,执行下述步骤S1334。
在步骤S1334中,检测为所述目标物是下行的台阶。
本实施例中,考虑到:请参阅图3E~3F,如果目标物是一个下行的台阶,则目标物和自主移动设备之间的距离的变化趋势是先保持不变(此时第一倾斜扫描线在平面上)、然后突然变长(简称第一变化趋势);相对地,如果目标物是一个相比于自主移动设备更为低矮的凸起,则目标物和自主移动设备之间的距离的变化趋势是先变短然后变长(简称第二变化趋势)。因此可以根据目标物和自主移动设备之间的距离的变化趋势来检测目标物到底是下行的台阶还是比自主移动设备矮的凸起。
具体地,可以判断目标物和自主移动设备之间的距离的变化趋势是第一变化趋势还是第二变化趋势;若判断为目标物和自主移动设备之间的距离的变化趋势是第一变化趋势,则确定为目标物是下行的台阶;若判断为目标物和自主移动设备之间的距离的变化趋势是第二变化趋势,则确定为目标物是比自主移动设备矮的凸起。
因此,在本实施例中,可以根据目标物和自主移动设备之间的距离的变化趋势来确定目标物到底是下行的台阶还是比自主移动设备矮的凸起。
在第四实施例的基础上,将步骤S110进一步调整为步骤S410并且进一步包括第二检测步骤(步骤S420),即可得到第七实施例。
第七实施例:
请参阅图7a,本示例性实施例的检测方法可以包括如下步骤:
在步骤S410中,在所述自主移动设备在行进面上行进的过程中,所述激光雷达传感器发射激光以产生基准扫描线、第一倾斜扫描线和至少一条第二倾斜扫描线,其中,所述基准扫描线与所述行进面平行,所述第一倾斜扫描线相对于所述基准扫描线朝向所述行进面倾斜地延伸,所述第二倾斜扫描线相对于所述基准扫描线朝向所述行进面倾斜地延伸,并且所述第二倾斜扫描线相对于所述基准扫描线朝向所述行进面倾斜的角度大于所述第一倾斜扫描线相对于所述基准扫描线朝向所述行进面倾斜的角度。
本实施例中,意识到:自主移动设备在直线运动的过程中,向下的扫描线会依次向前扫描地面(行进面)的信息,此时不会对地面信息有所遗漏。但是,由于扫描角度不可能是180°的原因,此时自主移动设备仅产生基准扫描线和第一倾斜扫描线会有扫描盲区。当自主移动设备转向时,在第一倾斜扫描线的下方,就会存在扫描盲区,即,第一倾斜扫描线高于目标物,因此利用第一倾斜扫描线无法检测该目标物,从而容易导致自主移动设备坠落悬崖等情况。
为此,请参阅图3B~3F,自主移动设备除了产生基准扫描线和第一倾斜扫描线以外,还产生第二倾斜扫描线(向下延伸且与基准扫描线的夹角大于第一倾斜扫描线与基准扫描线的夹角),由此,可以结合第一倾斜扫描线和第二倾斜扫描线来共同检测行进路线上的目标物的相关参数,以避免由于仅使用第一倾斜扫描线所导致的扫描盲区而引发的诸如自主移动设备坠落悬崖等问题。
其中,为便于图示,图3B~3F中仅示出一条第二倾斜扫描线,然而,本实施例中,第二倾斜扫描线至少包括一条,其中,第二倾斜扫描线的条数越多,分辨率越高。因此,可以根据实际应用需要来选择激光雷达传感器发射激光所产生的第二倾斜扫描线的条数。
在步骤S120中,基于所述激光雷达传感器所接收到的与所述基准扫描线相对应的反射光线来进行所述行进面上的导航。
在步骤S130中,基于所述激光雷达传感器所接收到的与所述第一倾斜扫描线相对应的反射光线来检测所述自主移动设备的行进路线上的目标物的相关参数。
关于步骤S120~S130,具体可以参阅第四实施例的描述,在此不再赘述。
在步骤S420中,在所述自主移动设备转向期间,基于所述激光雷达传感器所接收到的与所述第二倾斜扫描线相对应的反射光线来检测所述自主移动设备转向后的行进路线上的目标物的相关参数。步骤S420对应于第二检测步骤。
本实施例中,请参阅图3B~3F,激光雷达传感器发射激光以产生斜向下延伸的第二倾斜扫描线;该第二倾斜扫描线会被自主移动设备的行进路线上的目标物反射并产生反射光线,相应地,激光雷达传感器会接收到反射光线;自主移动设备可利用该反射光线和该第二倾斜扫描线进一步计算出目标物与自主移动设备之间的距离。
在一种可能的实现方式中,自主移动设备可以通过“飞行时间”法或三角测距法,基于第二倾斜扫描线和第二倾斜扫描线所对应的反射光线来获得目标物与自主移动设备之间的距离(简称第二距离)。
考虑到在自主移动设备的转向期间,若第一倾斜扫描线与自主移动设备之间存在目标物(例如低矮障碍物,在开机时第一倾斜扫描线下有盲区),则由于第一倾斜扫描线可能无法检测到该目标物,因此第一距离不会随着自主移动设备在行进路线上的行进而发生改变,相对地,由于第二倾斜扫描线应能够检测到该目标物,因此第二距离会随着自主移动设备在行进路线上的行进而发生改变,因而可以根据第一距离没有发生改变而第二距离发生改变来检测第一倾斜扫描线与自主移动设备之间存在目标物,由此可以避免由于仅使用第一倾斜扫描线所导致的扫描盲区而引发的诸如自主移动设备坠落悬崖等问题。另外,还可以根据第一距离没有发生改变且第二距离也没有发生改变来检测转向后的行进路线上不存在目标物,由此可以提高目标物的检测精度。
因此,可以根据与第二倾斜扫描线相对应的反射光线来检测自主移动设备的行进路线上的目标物的相关参数,示例性的,目标物的相关参数可以包括但不限于第一倾斜扫描线与自主移动设备之间是否存在目标物、在自主移动设备转向后的行进路线上是否存在目标物和/或目标物距自主移动设备的距离。由此,第二倾斜扫描线主要用于检测自主移动设备转向后的行进路线上的不同距离的障碍物、以及用于协助检测第一倾斜扫描线与自主移动设备之间是否存在障碍物。
因此,在本实施例中,在自主移动设备行进于行进面上的过程中,基于设置于自主移动设备的激光雷达传感器发射激光所产生的与行进面相平行的基准扫描线所对应的反射光线来进行行进面上的导航,基于该激光雷达传感器发射激光所产生的与行进面相倾斜的第一倾斜扫描线所对应的反射光线来检测自主移动设备的行进路线上的目标物的相关参数,并且基于该激光雷达传感器发射激光所产生的与行进面相倾斜的第二倾斜扫描线所对应的反射光线来检测自主移动设备转向后的行进路线上的目标物的相关参数,由此,利用激光雷达传感器所产生的基准扫描线、第一倾斜扫描线和第二倾斜扫描线即可进行导航和障碍物检测,而无需向自主移动设备增加用于实现障碍物检测的传感器。
请参阅图7b,基于激光雷达传感器所接收到的与第二倾斜扫描线相对应的反射光线来检测自主移动设备转向后的行进路线上的目标物的相关参数可以包括如下步骤:
在步骤S421中,在所述自主移动设备转向期间,基于所述第二倾斜扫描线和所述激光雷达传感器所接收到的与所述第二倾斜扫描线相对应的反射光线来获得所述目标物距所述自主移动设备的距离。
在步骤S422中,判断基于所述第二倾斜扫描线所获得的距离(第二距离)是否发生改变以及基于所述第一倾斜扫描线所获得的距离(第一距离)是否发生改变。
若判断为第二距离发生改变并且第一距离没有发生改变,则步骤S422为“是”,执行下述步骤S423;否则,执行下述步骤S424。
在步骤S423中,判断为所述第一倾斜扫描线与所述自主移动设备之间存在所述目标物。
在步骤S424中,判断基于所述第二倾斜扫描线所获得的距离是否发生改变以及基于所述第一倾斜扫描线所获得的距离是否发生改变。
若判断为第二距离没有发生改变并且第一距离也没有发生改变,则步骤S424为“是”,执行下述步骤S425。
在步骤S425中,判断为在所述自主移动设备转向后的行进路线上不存在所述目标物。
根据本实施例,在自主移动设备的转向期间,判断第二距离是否发生改变以及第一距离是否发生改变,若第二距离发生改变而第一距离没有发生改变,则判断为第一倾斜扫描线与自主移动设备之间存在目标物;若第二距离和第一距离均没有发生改变,则判断为自主移动设备转向后的行进路线上不存在目标物。
示例性的,请参阅图7c,作为自主移动设备的扫地机产生扫描线A、B、A’和B’,其中扫描线A和B为扫地机转向前的扫描线,扫描线A’和B’为扫地机转向后的扫描线,在扫地机的转向过程中,在从扫描线B变化到扫描线B’的期间,可以经由扫描线B和B’来检测经由扫描线A和A’无法检测到的低矮障碍物(例如,比自主移动设备矮的凸起),在从扫描线A变化到扫描线A’的期间,可以经由扫描线B和B’、或者可以经由扫描线A和A’来检测悬崖(或向下的台阶)。
因此,在本实施例中,在自主移动设备的转向期间,可以根据第二距离是否发生改变以及第一距离是否发生改变来判断第一倾斜扫描线与自主移动设备之间是否存在目标物、或者判断自主移动设备转向后的行进路线上是否存在目标物。
本公开实施例还提出一种自主移动设备的检测装置,所述自主移动设备包括激光雷达传感器,在所述自主移动设备在行进面上行进的过程中,所述激光雷达传感器发射激光以产生基准扫描线和第一倾斜扫描线,其中,所述基准扫描线与所述行进面平行,所述第一倾斜扫描线相对于所述基准扫描线朝向所述行进面倾斜地延伸;所述检测装置包括:导航模块,用于基于所述激光雷达传感器所接收到的与所述基准扫描线相对应的反射光线来进行所述行进面上的导航;以及第一检测模块,用于基于所述激光雷达传感器所接收到的与所述第一倾斜扫描线相对应的反射光线来检测所述自主移动设备的行进路线上的目标物的相关参数。
在一种可能的实现方式中,所述导航模块被配置为:判断所述激光雷达传感器是否接收到所述基准扫描线经过环境物体反射产生的反射光线;若判断为没有接收到所述反射光线,则确定为所述自主移动设备的前方不存在所述环境物体;若判断为接收到所述反射光线,则基于所述基准扫描线和所述反射光线来获得所述环境物体距所述自主移动设备的距离;根据所确定的所述自主移动设备的前方是否存在所述环境物体以及所述距离来进行所述行进面上的导航。
在一种可能的实现方式中,所述导航模块被配置为:若判断为没有接收到所述反射光线,则判断所述自主移动设备与作为所述环境物体的障碍物之间的安全距离是否超过安全距离阈值,其中为了保证所述自主移动设备的安全作业而预设所述安全距离;若判断为所述安全距离超过所述安全距离阈值,则确定为所述自主移动设备的前方不存在所述障碍物。
在一种可能的实现方式中,所述第一检测模块被配置为:在所述自主移动设备行进于平面上的期间,基于所述第一倾斜扫描线和所述激光雷达传感器所接收到的与所述第一倾斜扫描线相对应的反射光线来获得所述目标物距所述自主移动设备的距离;若所获得的距离发生改变,则检测为在所述自主移动设备的行进路线上存在所述目标物;以及,若所获得的距离没有发生改变,则检测为在所述自主移动设备的行进路线上不存在所述目标物,其中,所述目标物的相关参数包括在所述自主移动设备的行进路线上是否存在所述目标物和/或所述目标物距所述自主移动设备的距离。
在一种可能的实现方式中,由所述激光雷达传感器发射的激光还产生至少一条第二倾斜扫描线,其中,所述第二倾斜扫描线相对于所述基准扫描线朝向所述行进面倾斜地延伸,并且所述第二倾斜扫描线相对于所述基准扫描线朝向所述行进面倾斜的角度大于所述第一倾斜扫描线相对于所述基准扫描线朝向所述行进面倾斜的角度,所述检测装置还包括:第二检测模块,用于在所述自主移动设备转向期间,基于所述激光雷达传感器所接收到的与所述第二倾斜扫描线相对应的反射光线来检测所述自主移动设备转向后的行进路线上的目标物的相关参数。
在一种可能的实现方式中,第二检测模块被配置为:在所述自主移动设备转向期间,基于所述第二倾斜扫描线和所述激光雷达传感器所接收到的与所述第二倾斜扫描线相对应的反射光线来获得所述目标物距所述自主移动设备的距离;在所述自主移动设备转向时,若基于所述第二倾斜扫描线所获得的距离发生改变,而基于所述第一倾斜扫描线所获得的距离没有发生改变,则判断为所述第一倾斜扫描线与所述自主移动设备之间存在所述目标物;以及,若基于所述第二倾斜扫描线所获得的距离没有发生改变,并且基于所述第一倾斜扫描线所获得的距离也没有发生改变,则判断为在所述自主移动设备转向后的行进路线上不存在所述目标物。
在一种可能的实现方式中,所述目标物的相关参数包括在所述自主移动设备转向后的行进路线上是否存在所述目标物和/或所述目标物距所述自主移动设备的距离。
请参阅图8,本公开实施例还提出一种自主移动设备800,该自主移动设备800包括激光雷达传感器700。关于激光雷达传感器700的描述,可以参阅前文关于第一实施例至第七实施例的描述,在此不再赘述。
关于上述实施例中的装置,其中各个单元执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述,此处将不做详细阐述说明。
在一些实施例中,本公开实施例提供的装置具有的功能或包含的模块可以用于执行上文方法实施例描述的方法,其具体实现可以参照上文方法实施例的描述,为了简洁,这里不再赘述。
本公开实施例还提出一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序指令,所述计算机程序指令被自主移动设备的处理器执行时实现上述检测方法。计算机可读存储介质可以是易失性或非易失性计算机可读存储介质。
本公开实施例还提出一种检测装置,包括:处理器;用于存储处理器可执行指令的存储器;其中,所述处理器被配置为在执行所述存储器存储的指令时,实现上述检测方法。
本公开实施例还提供了一种计算机程序产品,包括计算机可读代码,或者承载有计算机可读代码的非易失性计算机可读存储介质,当所述计算机可读代码在自主移动设备的处理器中运行时,所述自主移动设备中的处理器执行上述检测方法。
以上已经描述了本公开的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进,或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (21)
1.一种自主移动设备的检测方法,其特征在于,所述自主移动设备包括:
用于导航避障的激光雷达传感器,所述激光雷达传感器设置在所述自主移动设备的侧部边缘;
用于清洁地面的滚刷,所述滚刷设置在所述自主移动设备的底部;以及
用于驱动所述自主移动设备在待清洁表面行进的驱动部,
所述检测方法包括:
发射步骤,用于在所述自主移动设备在行进面上行进的过程中,所述激光雷达传感器发射激光以产生基准扫描线和第一倾斜扫描线,其中,所述基准扫描线与所述行进面平行,所述第一倾斜扫描线相对于所述基准扫描线朝向所述行进面倾斜地延伸;
导航步骤,用于基于所述激光雷达传感器所接收到的与所述基准扫描线相对应的反射光线来进行所述行进面上的导航;以及
第一检测步骤,用于基于所述激光雷达传感器所接收到的与所述第一倾斜扫描线相对应的反射光线来检测所述自主移动设备的行进路线上的目标物的相关参数。
2.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,所述导航步骤包括:
判断所述激光雷达传感器是否接收到所述基准扫描线经过环境物体反射产生的反射光线;
若判断为没有接收到所述反射光线,则确定为所述自主移动设备的前方不存在所述环境物体;
若判断为接收到所述反射光线,则基于所述基准扫描线和所述反射光线来获得所述环境物体距所述自主移动设备的距离;
根据所确定的所述自主移动设备的前方是否存在所述环境物体以及所述距离来进行所述行进面上的导航。
3.根据权利要求2所述的检测方法,其特征在于,若判断为没有接收到所述反射光线,则确定为所述自主移动设备的前方不存在所述环境物体包括:
若判断为没有接收到所述反射光线,则判断所述自主移动设备与作为所述环境物体的障碍物之间的安全距离是否超过安全距离阈值,其中为了保证所述自主移动设备的安全作业而预设所述安全距离阈值;
若判断为所述安全距离超过所述安全距离阈值,则确定为所述自主移动设备的前方不存在所述障碍物。
4.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,所述第一检测步骤包括:
在所述自主移动设备行进于平面上的期间,基于所述第一倾斜扫描线和所述激光雷达传感器所接收到的与所述第一倾斜扫描线相对应的反射光线来获得所述目标物距所述自主移动设备的距离;
若所获得的距离发生改变,则检测为在所述自主移动设备的行进路线上存在所述目标物;以及,若所获得的距离没有发生改变,则检测为在所述自主移动设备的行进路线上不存在所述目标物,
其中,所述目标物的相关参数包括在所述自主移动设备的行进路线上是否存在所述目标物和/或所述目标物距所述自主移动设备的距离。
5.根据权利要求4所述的检测方法,其特征在于,
若所获得的距离的变化趋势为在预定时刻之前变短然后在所述预定时刻之后变长,则检测为所述目标物是比所述自主移动设备矮的凸起;
若所获得的距离的变化趋势为在预定时间内保持不变然后在预定时间之后的时刻变长,则检测为所述目标物是下行的台阶。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的检测方法,其特征在于,
在所述发射步骤中,由所述激光雷达传感器发射的激光还产生至少一条第二倾斜扫描线,其中,所述第二倾斜扫描线相对于所述基准扫描线朝向所述行进面倾斜地延伸,并且所述第二倾斜扫描线相对于所述基准扫描线朝向所述行进面倾斜的角度大于所述第一倾斜扫描线相对于所述基准扫描线朝向所述行进面倾斜的角度,
所述检测方法还包括:
第二检测步骤,用于在所述自主移动设备转向期间,基于所述激光雷达传感器所接收到的与所述第二倾斜扫描线相对应的反射光线来检测所述自主移动设备转向后的行进路线上的目标物的相关参数。
7.根据权利要求6所述的检测方法,其特征在于,所述第二检测步骤包括:
在所述自主移动设备转向期间,基于所述第二倾斜扫描线和所述激光雷达传感器所接收到的与所述第二倾斜扫描线相对应的反射光线来获得所述目标物距所述自主移动设备的距离;
在所述自主移动设备转向时,若基于所述第二倾斜扫描线所获得的距离发生改变,而基于所述第一倾斜扫描线所获得的距离没有发生改变,则判断为所述第一倾斜扫描线与所述自主移动设备之间存在所述目标物;以及,若基于所述第二倾斜扫描线所获得的距离没有发生改变,并且基于所述第一倾斜扫描线所获得的距离也没有发生改变,则判断为在所述自主移动设备转向后的行进路线上不存在所述目标物。
8.根据权利要求7所述的检测方法,其特征在于,所述目标物的相关参数包括在所述自主移动设备转向后的行进路线上是否存在所述目标物和/或所述目标物距所述自主移动设备的距离。
9.一种激光雷达传感器,其特征在于,所述激光雷达传感器包括:
发射部件,其用于发射激光;
扫描转镜,其包括反射部,所述反射部包括绕着所述扫描转镜的旋转轴线布置的至少三个反射镜面,在所述至少三个反射镜面中,第一反射镜面与所述旋转轴线之间形成第一夹角且第二反射镜面与所述旋转轴线之间形成第二夹角,所述第一夹角与所述第二夹角不同,使得同一所述激光经由所述第一反射镜面和所述第二反射镜面反射之后形成的扫描线在垂直视场中延伸方向不同;以及
接收部件,所述接收部件探测由所述扫描转镜接收的目标物的反射光。
10.根据权利要求9所述的激光雷达传感器,其特征在于,所述第一反射镜面与所述旋转轴线平行。
11.根据权利要求10所述的激光雷达传感器,其特征在于,在所述至少三个反射镜面中,第三反射镜面与所述旋转轴线之间形成第三夹角,所述第三夹角与所述第一夹角和所述第二夹角均不同。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的激光雷达传感器,其特征在于,所述扫描转镜还包括接收部,所述接收部包括接收镜面,每个所述接收镜面与对应的所述反射镜面成组布置且彼此平行,所述接收镜面用于接收所述目标物的反射光,
在所述旋转轴线的延伸方向上,在所述反射部和所述接收部之间设置有挡光元件,使得所述反射部和所述接收部被所述挡光元件分隔开。
13.根据权利要求12所述的激光雷达传感器,其特征在于,所述挡光元件为挡板,所述挡板沿垂直于所述旋转轴线的平面延展。
14.根据权利要求9至11中任一项所述的激光雷达传感器,其特征在于,
所述发射部件包括仅一个激光器,所述激光器能够发射一路激光;或者
所述发射部件包括多个激光器,每个所述激光器能够发射一路激光;或者
所述发射部件包括一个激光器以及分光***,所述一个激光器发射的激光经过所述分光***分成多路激光。
15.根据权利要求14所述的激光雷达传感器,其特征在于,所述接收部件包括数量与所述激光的数量相同的接收器。
16.一种激光雷达传感器,其特征在于,包括至少三个激光雷达子传感器,设置在自主移动设备的前侧部的边缘,至少三个所述激光雷达子传感器所发射的激光所产生的扫描线相对于行进面的角度彼此不同,至少一个所述激光雷达子传感器所发射的激光所产生的扫描线平行于所述行进面。
17.一种自主移动设备,其特征在于,所述自主移动设备包括根据权利要求9至15中任一项所述的激光雷达传感器,所述激光雷达传感器设置在所述自主移动设备的侧部边缘。
18.根据权利要求17所述的自主移动设备,其特征在于,当所述自主移动设备在行进面上行进的过程中,所述发射部件发射的激光能够始终产生用于所述自主移动设备在所述行进面上导航的基准扫描线。
19.根据权利要求18所述的自主移动设备,其特征在于,在所述扫描转镜旋转一周的过程中,同一所述激光通过所述扫描转镜的不同的反射镜面实现至少三条不同的扫描线。
20.根据权利要求19所述的自主移动设备,其特征在于,对于同一所述激光,所述基准扫描线与所述行进面平行,其它扫描线相对于所述基准扫描线朝向所述行进面倾斜地延伸。
21.一种非临时性计算机可读存储介质,当所述存储介质中的指令由自主移动设备的处理器执行时,使得所述处理器能够执行根据权利要求1至8中任一项所述的自主移动设备的检测方法。
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CN202210811840.0A CN117434550A (zh) | 2022-07-11 | 2022-07-11 | 激光雷达传感器、自主移动设备及检测方法和存储介质 |
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