CN118151641A - 避障模块、机器人、控制方法、避障方法和相关装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种避障模块、机器人、控制方法、避障方法和相关装置，其中避障模块包括：发射组件，所述发射组件用于发出至少两条激光，且至少有两条激光垂直设置；接收组件，所述接收组件用于采集所述激光在物体上的图像信息。本申请实施例提供的避障模块可以应用在移动的装置之上，两条垂直设置的激光可以为十字状，十字状的激光组合中，一条激光可以垂直设置，另外一条激光可以水平布置，在通过接收组件采集激光形成的图像信息可以对地面上的障碍物进行精准识别，可以识别到竖立在避让模块前方的立面障碍物，基于此可以高效识别障碍物。

Description

避障模块、机器人、控制方法、避障方法和相关装置

技术领域

本申请实施例涉及避障技术领域，尤其涉及一种避障模块、一种避障方法、一种计算机可读存储介质、一种控制装置、一种机器人和一种机器人的控制方法。

背景技术

随着技术的发展，服务机器人越来越遍及生活中方方面面，例如清洁机器人、送餐机器人、商用机器人。所有类型机器人都涉及主动避障的功能需求。以上功能都需要机器人可以精准避让复杂环境中的物品，如鞋子，椅子，体重秤等障碍物，目前机器人一般采用以下方案一种或多种结合：双目测距避障方案、3DTof避障方案、结构光避障方案，双目测距避障方案和3DTof避障方案测距精度低，结构光避障方案成本高。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的第一方面提供了一种避障模块。

本发明的第二方面提供了一种避障方法。

本发明的第三方面提供了一种计算机可读存储介质。

本发明的第四方面提供了一种控制装置。

本发明的第五方面提供了一种机器人。

本发明的第六方面提供了一种机器人的控制方法。

有鉴于此，根据本申请实施例的第一方面提出了一种避障模块，包括：

发射组件，所述发射组件用于发出至少两条激光，且至少有两条激光垂直设置；

接收组件，所述接收组件用于采集所述激光在物体上的图像信息。

在一种可行的实施方式中，所述发射组件包括：

驱动电路单元；

至少两个vcsel单元，所述驱动电路单元连接于所述vcsel单元，所述vcsel单元用于发出所述激光。

在一种可行的实施方式中，所述发射组件还包括：

基板，至少两个vcsel单元设置在所述基板上；

正极接入口，设置在所述基板上，每个所述vcsel单元连接有至少一个所述正极接入口；

负极接入口，设置在所述基板上，连接于所有的vcsel单元；

其中，所述驱动电路单元用于连接于所述正极接入口和所述负极接入口。

在一种可行的实施方式中，所述发射组件还包括：

聚焦镜单元，用于对经由所述vcsel单元发出的激光进行聚焦；

波浪镜单元，设置在所述聚焦镜单元背离于所述vcsel单元的一侧。

在一种可行的实施方式中，所述接收组件包括：

透镜单元；

传感器，用于通过所述透镜单元采集所述图像信息；

滤波单元，设置在所述透镜单元背离于所述传感器的一侧。

在一种可行的实施方式中，所述接收组件还包括：

信号处理单元，连接于所述传感器，用于将光电信号转换成数字信号。

根据本申请实施例的第二方面提出了一种避障方法，应用于如上述任一技术方案所述的避障模块，所述避障方法包括：

控制所述发射组件发出至少两条垂直的激光；

基于所述激光在物体上的图像信息，确定障碍物位置信息。

在一种可行的实施方式中，所述控制所述发射组件发出至少两条垂直的激光的步骤包括：

控制所述发射组件交替发出第一激光和第二激光；

在所述发射组件发出第一激光和第二激光的情况下，控制所述接收组件开启；

其中，所述第一激光水平布置，所述第二激光垂直布置。

在一种可行的实施方式中，所述基于所述激光在物体上的图像信息，确定障碍物位置信息的步骤包括：

通过如下公式确定障碍物与所述避障模块之间的距离：

q＝fs/x

其中，q为障碍物与避障模块之间的距离，f为接收组件的焦距，s为发射组件的中心和接收组件的中心之间的距离，x为所述避障模块的传感器上像素点距中心距离。

根据本申请实施例的第三方面提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，实现如上述任一技术方案所述的避障方法。

根据本申请实施例的第四方面提出了一种控制装置，包括：

存储器，存储有计算机程序；

处理器，执行所述计算机程序；

其中，所述处理器在执行所述计算机程序时，实现如上述任一技术方案所述的避障方法。

根据本申请实施例的第五方面提出了一种机器人，包括：

机器人本体；

如上述任一技术方案所述的避障模块，所述避障模块设置在所述机器人本体上；

其中，所述避障模块发出的激光中至少一条与所述机器人本体的底座平行设置。

在一种可行的实施方式中，机器人还包括：

如上述任一技术方案所述的控制装置。

根据本申请实施例的第六方面提出了一种机器人的控制方法，应用于如上述任一技术方案所述的机器人，所述控制方法包括：

基于所述避障模块，确定障碍物位置信息；

在所述障碍物位置信息为水平方向障碍物时，变更所述机器人的行进路径，以使所述机器人本体绕开障碍物；

在所述障碍物位置信息为垂直方向障碍物时，控制所述机器人本体掉头行驶。

相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：本申请实施例提供的避障模块包括了发射组件和接收组件，发射组件用于发出至少两条激光，且至少有两条激光垂直设置，基于此在使用过程中，本申请实施例提供的避障模块可以应用在移动的装置之上，两条垂直设置的激光可以为十字状，十字状的激光组合中，一条激光可以垂直设置，另外一条激光可以水平布置，水平射出的激光可以水平投射在移动装置的行进方向的前方的行进面上，随着移动装置的行进，水平投射的激光可以历遍行进面，而垂直射出的激光可以垂直投射在移动物体的行进方向的前方的垂直面上；接收装置采集激光在物体之上的图像信息，通过图像比对即可确认出障碍物的位置，进一步即可控制移动装置避让障碍物。本申请实施例提供的避障模块，通过发射组件发出至少两条垂直布置的激光，发出的激光可以覆盖在水平方向和垂直方向，可以对地面上的障碍物进行精准识别，同时可以识别到竖立在避让模块前方的立面障碍物，基于此可以高效识别障碍物。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请提供的一种实施例的避障模块的示意性结构框图；

图2为本申请提供的一种实施例的避障模块的发射组件的示意性结构框图；

图3为本申请提供的一种实施例的避障模块的波浪镜单元的工作原理图；

图4为本申请提供的一种实施例的避障模块的滤波单元的滤波状态的网格图；

图5为本申请提供的一种实施例的避障方法的示意性步骤流程图；

图6为本申请提供的一种实施例的避障方法的避障原理示意图；

图7为本申请提供的一种实施例的避障方法的第一激光和第二激光交替发射的工作原理图；

图8为本申请提供的一种实施例的计算机可读存储介质的结构框图；

图9为本申请提供的一种实施例的控制装置的结构框图；

图10为本申请提供的一种实施例的机器人的示意性结构框图；

图11为本申请提供的一种实施例的机器人的控制方法的示意性步骤流程图；

图12为本申请提供的另一种实施例的机器人的控制方法的示意性步骤流程图。

其中，图1至图3、图6和图11中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100避障模块；

110发射组件、120接收组件；

111驱动电路单元、112vcsel单元、113基板、114正极接入口、115负极接入口、116聚焦镜单元、117波浪镜单元、121透镜单元、122传感器、123滤波单元、124信号处理单元；

1161第一聚焦镜、1162第二聚焦镜、1171第一波浪镜、1172第二波浪镜；

210机器人本体。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请实施例技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

如图1至图4所示，根据本申请实施例的第一方面提出了一种避障模块100，包括：发射组件110，发射组件110用于发出至少两条激光，且至少有两条激光垂直设置；接收组件120，接收组件120用于采集激光在物体上的图像信息。

本申请实施例提供的避障模块100包括了发射组件110和接收组件120，发射组件110用于发出至少两条激光，且至少有两条激光垂直设置，基于此在使用过程中，本申请实施例提供的避障模块100可以应用在移动的装置之上，两条垂直设置的激光可以为十字状，十字状的激光组合中，一条激光可以垂直设置，另外一条激光可以水平布置，水平射出的激光可以水平投射在移动装置的行进方向的前方的行进面上，随着移动装置的行进，水平投射的激光可以历遍行进面，而垂直射出的激光可以垂直投射在移动物体的行进方向的前方的垂直面上；接收装置采集激光在物体之上的图像信息，通过图像比对即可确认出障碍物的位置，进一步即可控制移动装置避让障碍物。本申请实施例提供的避障模块100，通过发射组件110发出至少两条垂直布置的激光，发出的激光可以覆盖在水平方向和垂直方向，可以对地面上的障碍物进行精准识别，同时可以识别到竖立在避让模块前方的立面障碍物，基于此可以高效识别障碍物。

本申请考虑到传统技术中的避障方式一般采用以下方案一种或多种结合：双目测距避障方案、3DTof避障方案、结构光避障方案。

双目测距避障方案的基本原理类似人眼，是利用两个平行的摄像头进行拍摄，然后根据两幅图像之间的差异(视差)，利用一系列复杂的算法计算出特定点的距离，当数据足够时还能生成深度图，进而测算出障碍物距离机器位置，实现智能避障。但是双目避障对两颗摄像头相对位置要求高，双目位置标定需要达到像素级精度，生产制造难度大；双目原理需要找到2个摄像头所拍摄图片的特征点匹配后做三角测距，但对类似白墙等无特征点的障碍物无法实现匹配，导致测距失败，无法满足精准避障的要求。本申请实施例提供的避障模块100，通过发出至少两条激光，且至少有两条激光垂直设置，如此设置可以在水平和垂直两个方向上进行激光投射，而后通过接收组件120采集激光行程的图像信息，通过图像比对即可确定障碍物的位置，本申请实施例对障碍物位置的识别无需依赖于双目位置标定，故而可以降低避障模块100在移动装置上的安装精度，只需要一般的安装精度即可满足高精度的避障，且本申请实施例提供的避障模块100的接收组件120仅需要对激光在物体上的图像信息进行采集，可以降低接收组件120的要求，成本低。

3DTof避障方案的原理是采用红外光源发射高频光脉冲到物体上，然后接收从物体反射回去的光脉冲，通过探测光脉冲的飞行(往返)时间和光速来计算被测物体离相机的距离。然而TOF传感器122成本高，满足机器人避障需求的分辨率一般百元以上；且受限于计时器TDC精度(nS级别)，近距离测距精度差，一般为10mm左右，容易在反光环境将反射光误测为实际光线，导致光程不一致，计算时间不准确，测距误差大。而本申请实施例提供的避障模块100，通过发出至少两条激光，且至少有两条激光垂直设置，如此设置可以在水平和垂直两个方向上进行激光投射，而后通过接收组件120采集激光行程的图像信息，通过图像比对即可确定障碍物的位置，本申请实施例提供的避障模块100无需依赖于射线飞行时间，测距精度高。

结构光避障方案，普通的双目测距中，光源是环境光或者白光这种没有经过编码的光源，图像识别完全取决于被拍摄的物体本身的特征点，因此匹配一直是双目的一个难点；而结构光测距的不同是在于对投射光源进行了编码或特征化。这样，拍摄的是被编码的光源投影到物体上被物体表面的深度调制过的图像，因为结构光光源带有很多特征点或者编码，因此提供了很多的匹配角点或者直接的码字，可以很方便的进行特征点的匹配。然而这种方案结构光容易受阳光干扰，在满足人眼安全前提下功率有限，所以当环境太阳光很强容易将散斑淹没，测距失效；且结构光相当于在双目基础上增加散斑投射器，成本高。本申请实施例则是采用两条垂直布置的激光，形成十字状的激光组件，在人眼安全功率限制前提下可以将功率集中到2条线激光上，可以提升激光的功率密度，提升信噪比，提升抗强光能力，检测精度高。

基于本申请实施例提供的避障模块100，较比传统技术中的双目测距避障方案、3DTof避障方案和结构光避障方案，兼顾了测距精度和成本。

可以理解的是，本申请实施例提供的避障模块100，特别适用于装配在机器人之上，尤其是适用于装配在服务机器人上。

如图1至图4所示，在一种可行的实施方式中，发射组件110包括：驱动电路单元111；至少两个vcsel单元112，驱动电路单元111连接于vcsel单元112，vcsel单元112用于发出激光。

在该技术方案中，进一步提供了发射组件110的结构组成，发射组件110可以包括驱动电路单元111和至少两个vcsel单元112(垂直腔表面发射激光器)，每个vcsel单元112可以发出一条激光，通过一个驱动电路单元111驱动至少两个vcsel单元112，可以实现多线分时发射线激光，同时兼顾水平和垂直方向视场，减小避障盲区范围。

可以理解的是，驱动电路单元111用于为vcsel单元112供合适的驱动电压和电流以使vcsel单元112进行光电转换，发射组件110发光强度和驱动电流呈线性关系，因此通过控制驱动电路单元111的驱动电流可以有效控制发射组件110和接收组件120的响应距离，以实现机器人远距离障碍物检测的功能。

如图1至图4所示，在一种可行的实施方式中，发射组件110还包括：基板113，至少两个vcsel单元112设置在基板113上；正极接入口114，设置在基板113上，每个vcsel单元112连接有至少一个正极接入口114；负极接入口115，设置在基板113上，连接于所有的vcsel单元112；其中，驱动电路单元111用于连接于正极接入口114和负极接入口115。

在该技术方案中，发射组件110还可以包括基板113，基板113可以起到集成多个vcsel单元112的作用，使得一个避障模块100可以发出至少两条激光，每个机器人配备一个避障模块100即可实现避障，可以进一步降低机器人的避障成本。

多个vcsel单元112共用一个负极接入口115，每个vcsel单元112配置有至少一个正极接入口114，使得vcsel单元112的上电更加便捷，同时便于控制每个vcsel单元112的启停。

在一些示例中，发射装置包含两个vcsel单元112。vcsel单元112可以为940nm，850nm，808nm等红外波段，vcsel单元112的关键指标包括额定电流下的发光强度，发散角度FOV，外形尺寸。其中发光强度影响感应距离，发散角度影响线激光的线宽，如果线宽过细无法在图像中占1个以上像素，无法准确计算质心；如果过宽容易使能量密度降低，当检测深色障碍物时容易导致反射能量较低，无法有效探测，故而vcsel单元112的线宽在对焦位置为1～5mm，可以提高检测精度。vcsel单元112的外形尺寸主要影响结构设计，结构越小越容易将器件小型化，且可以间接提升发射和接收的距离，进而提升三角测距的精度。本实施例采用波长850nm，FOV18°，Vcsel芯片尺寸φ5mm圆形陶瓷基板排列，能够兼顾响应距离，能量密度和避障模块100小型化。

如图1至图4所示，在一种可行的实施方式中，发射组件110还包括：聚焦镜单元116，用于对经由vcsel单元112发出的激光进行聚焦；波浪镜单元117，设置在聚焦镜单元116背离于vcsel单元112的一侧。

在该技术方案中，发射组件110还可以包括聚焦镜单元116，聚焦镜单元116可以对经由vcsel单元112发出的激光进行聚焦，通过聚焦镜单元116的焦距可以调节vcsel单元112发出的激光的线宽，能够提高避障模块100的适用范围。

在该技术方案中，聚焦镜单元116可以将vcsel单元112发出的圆形光斑尺寸进一步聚焦，通过聚焦镜单元116的焦距设置和vcsel的物距调整灵活控制线激光的线宽，聚焦镜单元116可以是球面也可以是非球面，进一步考虑到，由于vcsel单元112发散角较小，聚焦镜单元116优选为球面镜，可以提高避障模块100的适用范围，同时提高性价比。

在该技术方案中，发射组件110还可以包括波浪镜单元117，经过聚焦之后的激光通过波浪镜单元117投射而出，波浪镜单元117可以将点状激光进行线状化，使得激光可以以线状投射而出，具体在包括了至少两条垂直设置的激光的前提下，两条垂直布置的激光，可以投射在机器人行进方向的行进面和立面上，可以更好地探测障碍物。

如图3所示，在一些示例中，聚焦后的激光圆形光斑经过波浪镜，多条经过波峰、波谷的光线，垂直出射至线中心。经过0.5峰谷深度的光线，出射角度最大，出射至线边缘。经过波峰(波谷)与0.5峰谷深度的光线，多个波浪叠加依位置不同出射至线中心和边缘，即可形成线。只要同时在波浪镜上设计垂直90°的波浪面型即可实现垂直与水平十字双线激光。

在该技术方案中，通过透镜单元121的设置，可以将用于将被障碍物反射的线激光成像在上，便于采集到清晰的图像。

在一些示例中，每个vcsel单元对应有至少一个聚焦镜和至少一个波浪镜，如图2所示，聚焦镜单元116包括了第一聚焦镜1161和第二聚焦镜1162，波浪镜单元117包括了第一波浪镜1171和第二波浪镜1172，如此设置能够更好地为发出的激光进行聚焦，并将点状激光进行线状化。

如图1所示，在一种可行的实施方式中，接收组件120包括：透镜单元121；传感器122，用于通过透镜单元121采集图像信息；滤波单元123，设置在透镜单元121背离于传感器122的一侧。

在该技术方案中，进一步提供了接收组件120的结构组成，接收组件120可以包括透镜单元121、传感器122和滤波单元123，在通过接收组件120采集图像信息时，光线先经过滤波单元123，滤波单元123可以仅允许对应波长的光通过，其他波长的光被截止，防止环境光被接收导致图像中杂散光严重，可以提升***信噪比。

在一些示例中，如图4所示，其中图4中横坐标为波长，纵坐标为信号接收强度，滤波单元123可以为窄带滤波片，可以进行滤波，优选地为850nm±10nm窄带滤波片，更加适配于vcsel单元112发出的激光。

在一些示例中，传感器122可以为sensor芯片，透镜单元121用于将被障碍物反射的线激光成像在sensor芯片上。透镜单元121的关键指标包括视场角，F#，焦距，畸变等，本实施例的透镜单元121包括视场角大于或等于120°的透镜，可以更多的探测障碍物范围，透镜单元121的焦距可以为1mm至2mm，优选为1.6mm，根据三角形测距公式，焦距越大测距精度越高。F#为1.5至3，优选为2.2，如此设置是考虑到在焦距一定情况下其中F#越小镜头口径越大，进光量越大，通过F#为1.5至3可以保障进光量，可以提高图像信息的采集精度；畸变小于或等于2.5％，其中畸变越小越好，畸变过大容易影响***边缘测距精度，若原始畸变过大，也可以通过内参标定将畸变校准，但会牺牲有效FOV。

在该技术方案中，传感器122可以为sensor感光芯片，sensor感光芯片的主要指标包括分辨率，曝光方式，像素尺寸，感光效率等。根据三角测距公式，分辨率越高测距精度越高，但成本也会增加。曝光方式分为rolling逐行曝光和global全局曝光，global更适合快速移动场景，本发明应用于移动机器人且需要与线激光严格配合时序，因此本实施例采用VGA分辨率global曝光模式的sensor。像素尺寸越大感光性能越好，本实施例中sensor感光芯片采用3至5um像素尺寸，优选为3.75um像素尺寸的sensor感光芯片。感光效率越高相同发射功率的情况想光电转化效率越高在图像中呈现的线激光越亮，越有利于深色材质和远距离测距的实现，因此本实施例采用感光效率大于或等于40％的sensor。

如图1所示，在一种可行的实施方式中，接收组件120还包括：信号处理单元124，连接于传感器122，用于将光电信号转换成数字信号。

在该技术方案中，接收组件120还可以包括信号处理单元124，通过信号处理单元124的设置可以将光电信号转换成数字信号，便于处理器基于接收组件120接收到的信息进行距离的测算。

如图5所示，根据本申请实施例的第二方面提出了一种避障方法，应用于如上述任一技术方案的避障模块，避障方法包括：

步骤201：控制发射组件发出至少两条垂直的激光；

步骤202：基于激光在物体上的图像信息，确定障碍物位置信息。

本申请实施例提供的避障方法，通过避障模块发出至少两条垂直的激光，两条垂直设置的激光可以为十字状，十字状的激光组合中，一条激光可以垂直设置，另外一条激光可以水平布置，水平射出的激光可以水平投射在移动装置的行进方向的前方的行进面上，随着移动装置的行进，水平投射的激光可以历遍行进面，而垂直射出的激光可以垂直投射在移动物体的行进方向的前方的垂直面上；接收装置采集激光在物体之上的图像信息，通过图像比对即可确认出障碍物位置信息，整个避障过程中，无需依赖于双目位置标定、无需依赖于射线飞行时间，能够降低避障成本的同时，提高障碍物位置信息的精度。

在一种可行的实施方式中，控制发射组件发出至少两条垂直的激光的步骤包括：控制发射组件交替发出第一激光和第二激光；在发射组件发出第一激光和第二激光的情况下，控制接收组件开启；其中，第一激光水平布置，第二激光垂直布置。

在该技术方案中，进一步提供了控制发射组件发出至少两条垂直的激光的步骤，第一激光和第二激光垂直步骤，且交替发出，如此设置可以避免同时发射第一激光和第二激光，以避免水平激光和垂直激光产生混淆，能够进一步提高探测精度。

可以理解的是，在激光为多个时，多个激光同样时间隔发射的。

如图7所示，在一些示例中，第一激光和第二激光的发射间隔大于或等于33ms，且在发射组件发出激光的同时接收组件同步启动，第一激光、第二激光的发射时长和接收组件的开启时长大于或等于2.5ms，如此设置水平线激光和垂直线激光根据同步信号间隔发射，发射时间与接收组件的曝光时间可以做到严格匹配，既能保证图像中线激光的有效亮度，又能缩短线激光整体发射时间，满足激光对人眼安全的标准。

在一种可行的实施方式中，基于激光在物体上的图像信息，确定障碍物位置信息的步骤包括：

通过如下公式确定障碍物与避障模块之间的距离：

q＝fs/x

其中，q为障碍物与避障模块之间的距离，f为接收组件的焦距，s为发射组件的中心和接收组件的中心之间的距离，x为传感器上像素点距中心距离。

在该技术方案中，进一步提供了确定障碍物位置信息的具体步骤，以接收组件的焦距、发射组件和接收组件之间的距离以及传感器的检测结果为依据确定障碍物与避障模块之间的距离，可以准确确定障碍物的位置，便于装载有避障模块的设备或装载进行避障。

在一些示例中，本申请通过避障模块发出激光，结合三角测距计算障碍物的位置信息，具体原理如图6所示，根据相似三角形被测距离q＝fs/x，便于处理器对避障模块的检测结果进行处理，便于准确确定障碍物的位置。

如图8所示，根据本申请实施例的第三方面提出了一种计算机可读存储介质301，计算机可读存储介质301存储有计算机程序302，实现如上述任一技术方案的避障方法。

本申请实施例提供的计算机可读存储介质301，因实现了上述任一技术方案的避障方法，因此该计算机可读存储介质301，具备上述避障方法的全部有益效果。

本申请实施例提供的计算机可读存储介质301，通过避障模块发出至少两条垂直的激光，两条垂直设置的激光可以为十字状，十字状的激光组合中，一条激光可以垂直设置，另外一条激光可以水平布置，水平射出的激光可以水平投射在移动装置的行进方向的前方的行进面上，随着移动装置的行进，水平投射的激光可以历遍行进面，而垂直射出的激光可以垂直投射在移动物体的行进方向的前方的垂直面上；接收装置采集激光在物体之上的图像信息，通过图像比对即可确认出障碍物位置信息，整个避障过程中，无需依赖于双目位置标定、无需依赖于射线飞行时间，能够降低避障成本的同时，提高障碍物位置信息的精度。

基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施场景所述的方法。

如图9所示，根据本申请实施例的第四方面提出了一种控制装置400，包括：存储器401，存储有计算机程序；处理器402，执行计算机程序；其中，处理器402在执行计算机程序时，实现如上述任一技术方案的避障方法。

本申请实施例提供的控制装置400，因实现了上述任一技术方案的避障方法，因此该控制装置400，具备上述避障方法的全部有益效果。

本申请实施例提供的控制装置400，通过避障模块发出至少两条垂直的激光，两条垂直设置的激光可以为十字状，十字状的激光组合中，一条激光可以垂直设置，另外一条激光可以水平布置，水平射出的激光可以水平投射在移动装置的行进方向的前方的行进面上，随着移动装置的行进，水平投射的激光可以历遍行进面，而垂直射出的激光可以垂直投射在移动物体的行进方向的前方的垂直面上；接收装置采集激光在物体之上的图像信息，通过图像比对即可确认出障碍物位置信息，整个避障过程中，无需依赖于双目位置标定、无需依赖于射线飞行时间，能够降低避障成本的同时，提高障碍物位置信息的精度。

在一些示例中，该控制装置400还可以包括用户接口、网络接口、摄像头、射频(Radio Frequency，RF)电路，传感器、音频电路、WI-FI模块等等。用户接口可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)等，可选用户接口还可以包括USB接口、读卡器接口等。网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)等。

在示例性实施例中，控制装置还可以包括、输入输出接口和显示设备，其中，各个功能单元之间可以通过总线完成相互间的通信。该存储器存储有计算机程序，处理器，用于执行存储器上所存放的程序，执行上述实施例中的方法。

上述存储介质中还可以包括操作***、网络通信模块。操作***是管理上述方法的实体设备硬件和软件资源的程序，支持信息处理程序以及其它软件和/或程序的运行。网络通信模块用于实现存储介质内部各组件之间的通信，以及与信息处理实体设备中其它硬件和软件之间通信。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现，也可以通过硬件实现。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

如图10所示，根据本申请实施例的第五方面提出了一种机器人，包括：机器人本体210；如上述任一技术方案的避障模块100，避障模块100设置在机器人本体210上；其中，避障模块100发出的激光中至少一条与机器人本体210的底座平行设置。

本申请实施例提供的机器人，因具备了上述技术方案的避障模块100，因此具备上述技术方案的避障模块100的全部有益效果。

本申请实施例提供的机器人，避障模块100发出的激光中至少一条与机器人本体210的底座平行设置，另外至少会有一条激光垂直于水平方向布置，即另外一条激光可以垂直布置，与底座方向平行设置的激光经由水平方向射出，水平方向射出的激光可以水平投射在机器人本体210的行进方向的前方的行进面上，随着移动装置的行进，水平投射的激光可以历遍行进面，而垂直射出的激光可以垂直投射在移动物体的行进方向的前方的垂直面上；接收装置采集激光在物体之上的图像信息，通过图像比对即可确认出障碍物的位置，进一步即可控制机器人本体210避让障碍物。本申请实施例提供的机器人，通过发射组件110发出至少两条垂直布置的激光，发出的激光可以覆盖在水平方向和垂直方向，可以对地面上的障碍物进行精准识别，同时可以识别到竖立在避让模块前方的立面障碍物，基于此可以高效识别障碍物，便于机器人本体210高效避让障碍物。

如图10所示，在一种可行的实施方式中，机器人还包括：如上述任一技术方案的控制装置400。

在该技术方案中，机器人还可以包括上述技术方案的控制装置，因此该机器人具备上述技术方案的控制装置的全部有益效果，在此不做赘述。

如图11所示，根据本申请实施例的第六方面提出了一种机器人的控制方法，应用于如上述任一技术方案的机器人，控制方法包括：

步骤601：基于避障模块，确定障碍物位置信息。可以理解的是，通过避障模块，可以从水平方向和垂直方向两个方向对障碍物进行识别。

步骤602：在障碍物位置信息为水平方向障碍物时，变更机器人的行进路径，以使机器人本体绕开障碍物。可以理解的是，当避障模块在水平方向上识别到障碍物时，说明该障碍物位于机器人本体行进方向的前方，且该障碍物的高度较低，这种情况下可以通过变更机器人的行进方向对障碍物进行避让。

在障碍物位置信息为垂直方向障碍物时，控制机器人本体掉头行驶。可以理解的是，当避障模块在垂直方向上识别到障碍物时，说明该障碍物位于机器人本体行进方向的前方，且该障碍物的高度较高，这种情况下如若机器人继续向前行驶，则容易撞击障碍物，因此可以控制机器人本体进行掉头以实现障碍物的避让。

如图12所示，在一些示例中，机器人的控制方法可以包括：

步骤701：基于避障模块，确定障碍物位置信息；

步骤702：基于障碍物位置信息判断机器人前方是否有障碍物，若是则执行步骤703，如否则执行步骤706；

步骤703：判断机器人前方水平方向左侧是否有障碍物，若是则执行步骤707，若否则执行步骤704；

步骤704：判断机器人前方水平方向右侧是否有障碍物，若是则执行步骤708，若否则执行步骤705；

步骤705：判断机器人前方垂直方向右侧是否有障碍物，若是则执行步骤709，若否则执行步骤701；

步骤706：控制机器人沿当前方向行驶；

步骤707：控制机器人向右调整姿态；

步骤708：控制机器人向左调整姿态；

步骤709：控制机器人掉头调整质态。

通过本申请实施例提供的机器人的控制方法与避障模块相结合，通过发射组件发出至少两条垂直布置的激光，发出的激光可以覆盖在水平方向和垂直方向，可以对地面上的障碍物进行精准识别，同时可以识别到竖立在避让模块前方的立面障碍物，基于此可以高效识别障碍物。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种避障模块，其特征在于，包括：

发射组件，所述发射组件用于发出至少两条激光，且至少有两条激光垂直设置；

接收组件，所述接收组件用于采集所述激光在物体上的图像信息。

2.根据权利要求1所述的避障模块，其特征在于，所述发射组件包括：

驱动电路单元；

至少两个vcsel单元，所述驱动电路单元连接于所述vcsel单元，所述vcsel单元用于发出所述激光。

3.根据权利要求2所述的避障模块，其特征在于，所述发射组件还包括：

基板，至少两个vcsel单元设置在所述基板上；

正极接入口，设置在所述基板上，每个所述vcsel单元连接有至少一个所述正极接入口；

负极接入口，设置在所述基板上，连接于所有的vcsel单元；

其中，所述驱动电路单元用于连接于所述正极接入口和所述负极接入口。

4.根据权利要求2所述的避障模块，其特征在于，所述发射组件还包括：

聚焦镜单元，用于对经由所述vcsel单元发出的激光进行聚焦；

波浪镜单元，设置在所述聚焦镜单元背离于所述vcsel单元的一侧。

5.一种避障方法，其特征在于，应用于如权利要求1至4中任一项所述的避障模块，所述避障方法包括：

控制所述发射组件发出至少两条垂直的激光；

基于所述激光在物体上的图像信息，确定障碍物位置信息。

6.根据权利要求5所述的避障方法，其特征在于，所述控制所述发射组件发出至少两条垂直的激光的步骤包括：

控制所述发射组件交替发出第一激光和第二激光；

在所述发射组件发出第一激光和第二激光的情况下，控制所述接收组件开启；

其中，所述第一激光水平布置，所述第二激光垂直布置。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，

所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，实现如权利要求5至6中任一项所述的避障方法。

8.一种控制装置，其特征在于，包括：

存储器，存储有计算机程序；

处理器，执行所述计算机程序；

其中，所述处理器在执行所述计算机程序时，实现如权利要求5至6中任一项所述的避障方法。

9.一种机器人，其特征在于，包括：

机器人本体；

如权利要求1至4中任一项所述的避障模块，所述避障模块设置在所述机器人本体上；

其中，所述避障模块发出的激光中至少一条与所述机器人本体的底座平行设置。

10.一种机器人的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求9所述的机器人，所述控制方法包括：

基于所述避障模块，确定障碍物位置信息；

在所述障碍物位置信息为水平方向障碍物时，变更所述机器人的行进路径，以使所述机器人本体绕开障碍物；

在所述障碍物位置信息为垂直方向障碍物时，控制所述机器人本体掉头行驶。