移动机器人上的接近度感测-AGV吧

技术领域

本发明涉及用于移动机器人的接近度传感器。

背景技术

真空清洁器通常使用空气栗来形成用于通常从地板且任选地也从其它表面提升灰尘及尘埃的部分真空。真空清洁器通常将尘埃收集于灰尘袋或旋风集尘器中以供稍后处置。在家庭中以及在工业中使用的真空清洁器以多种大小及型号存在，例如小型电池操作手持式装置、家用中央真空清洁器、可在倒空之前处置数百公升灰尘的大型固定工业器具及用于回收大量溢出物或移除经污染土壤的自推进真空卡车。

自主机器人真空清洁器在正常操作条件下通常导航通过居住空间的地板表面同时在地板上进行真空吸尘。自主机器人真空清洁器通常包含允许其避开例如墙壁、家具或楼梯等障碍物的传感器。机器人真空清洁器可在其碰到障碍物时变更其行驶方向（例如，转弯或后退）。机器人真空清洁器还可在检测到地板上的异常污点时变更行驶方向或行驶模式。

发明内容

本发明的一个方面提供一种接近度传感器，其包含：传感器主体，由所述传感器主体装纳的第一发射器；由所述传感器主体装纳的第二发射器，其邻近于所述第一发射器；及接收器，其邻近所述第一发射器与所述第二发射器相对地安置。所述第一发射器具有第一视场，所述第二发射器具有第二视场，且所述接收器具有第三视场。所述第一与第三视场的相交界定第一体积；且所述第二与第三视场的相交界定第二体积。所述第一体积检测距感测参考点在第一阈值距离内的第一表面，且所述第二体积检测距所述感测参考点在第二阈值距离内的第二表面。所述第二阈值距离大于所述第一阈值距离。

本发明的实施方案可包含以下特征中的一或多者。在一些实施方案中，所述第一及第二发射器以及所述接收器界定相应视场轴，且所述传感器主体界定横向轴及纵向轴。所述第一及第二发射器以及所述接收器沿着所述横向轴安置，其中其视场轴相对于所述纵向轴以一角度布置。所述第一及第二发射器以及所述接收器中的一者的视场相对于所述传感器主体的纵向轴以0度与约10度之间的角度布置。所述传感器主体包含经布置以界定所述第一发射器、所述第二发射器或所述接收器中的至少一者的视场的至少一个壁。在一些实例中，所述第一阈值距离等于约1英寸与约3英寸之间。另外或替代地，所述第二阈值距离大于3英寸。

本发明的一个方面提供一种包含传感器主体以及第一、第二及第三传感器组件的接近度传感器。所述第一及第二传感器组件彼此邻近地由所述传感器主体装纳。所述第一传感器组件为发射器或接收器。所述第二传感器组件为发射器或接收器；所述第二传感器组件不与所述第一传感器组件相同。所述第三传感器组件邻近所述第二传感器与所述第一传感器相对地安置。如果所述第二传感器为发射器，那么所述第三传感器组件为发射器，或如果所述第二传感器为接收器，那么所述第三传感器组件为接收器。所述第一传感器组件具有第一视场，所述第二传感器组件具有第二视场且所述第三传感器组件具有第三视场。所述第一视场与所述第二视场及所述第三视场相交。所述第一与第二视场的相交界定第一体积，且所述第一与第三视场的相交界定第二体积。所述第一体积检测距感测参考点在第一阈值距离内的第一表面，且所述第二体积检测距所述感测参考点在第二阈值距离内的第二表面。所述第二阈值距离大于所述第一阈值距离。

在一些实施方案中，每一发射器发射红外光，且每一接收器接收所发射红外光的反射。所述传感器主体可包含经布置以界定至少一个传感器组件的视场的至少一个壁。另外或替代地，所述第一传感器组件与所述第二传感器组件之间的第一距离小于所述第二传感器组件与所述第三传感器组件之间的第二距离。

每一传感器组件可界定视场轴，且所述传感器主体可界定横向轴及纵向轴。所述传感器组件可沿着所述横向轴安置，其中其视场轴相对于所述纵向轴以一角度布置。所述第二传感器组件及所述第三传感器组件的视场轴可为平行的。另外或替代地，所述第二传感器组件及所述第三传感器组件的视场轴各自相对于所述传感器主体的所述纵向轴以0 度与约10度之间的角度布置。所述第一传感器组件的视场轴可相对于所述纵向轴以约5 度与约15度之间的角度布置。所述第一传感器组件的视场轴的角度可大于所述第二及第三传感器组件的视场轴的角度。

在一些实例中，所述第一阈值距离等于约1英寸与约10英寸之间。另外或替代地，所述第二阈值距离可大于10英寸。

本发明的另一方面提供一种感测物体的接近度的方法。所述方法包含在计算处理器处从第一传感器接收数据。所述第一传感器包含第一发射器及第一接收器。所述方法包含在计算处理器处从包含第二发射器及第二接收器的第二传感器接收数据。所述第一发射器及所述第二发射器为相同发射器，或所述第一接收器及所述第二接收器为相同接收器。所述方法包含使用计算处理器基于所接收数据而确定感测参考点与所感测物体之间的目标距离，且确定目标距离是否在第一阈值距离或第二阈值距离内。所述方法还包含基于目标距离是在第一阈值距离还是第二阈值距离内而从计算处理器发布命令。在一些实例中，计算处理器在确定目标距离是否在第一或第二阈值距离内与发布命令之间的处理时间等于或小于约8毫秒。

在一些实施方案中，如果第一发射器及第二发射器为相同的，那么所述方法进一步包含沿着第一视场从第一发射器发射光及沿着第二视场在第一接收器处接收所述光的反射。另外，所述方法包含沿着第三视场在第二接收器处接收所述光的反射。所述第一视场与所述第二及第三视场相交。第一与第二视场的相交界定第一体积，且第一与第三视场的相交界定第二体积。所述第一体积检测距感测参考点在第一阈值距离内的第一表面，且所述第二体积检测距感测参考点在第二阈值距离内的第二表面。所述第二阈值距离大于所述第一阈值距离。第一、第二及第三视场可分别界定第一、第二及第三视场轴，其中第二及第三视场轴为平行的。另外或替代地，所述方法可包含相对于共同纵向感测轴以约5度与约15度之间的角度布置由第一视场界定的视场轴，且相对于共同纵向感测轴以0度与约10 度之间的角度布置由第二及第三视场界定的视场轴。

在一些实施方案中，如果第一接收器及第二接收器为相同的，那么所述方法进一步包含沿着第一视场接收光的反射且沿着第二视场从第一发射器发射光。所述方法还包含沿着第三视场从第二发射器发射光。第一视场与第二及第三视场相交，其中第一与第二视场的相交界定第一体积。第一与第三视场的相交界定第二体积。第一体积检测距感测参考点在第一阈值距离内的第一表面，且第二体积检测距感测参考点在第二阈值距离内的第二表面。所述第二阈值距离大于所述第一阈值距离。第一、第二及第三视场分别界定第一、第二及第三视场轴，其中第二及第三视场轴为平行的。另外或替代地，所述方法可包含相对于共同纵向感测轴以约5度与约15度之间的角度布置由第一视场界定的视场轴，且相对于共同纵向感测轴以0度与约10度之间的角度布置由第二及第三视场界定的视场轴。

所述第一发射器与所述第一接收器之间的第一距离可小于所述第二发射器与所述第二接收器之间的第二距离。所述第一阈值距离可等于约1英寸与约10英寸之间，及/ 或所述第二阈值距离大于10英寸。

本发明的另一方面提供一种自主机器人，其具有机器人主体、驱动系统、传感器系统及控制器。所述机器人主体界定前向驱动方向。所述驱动系统支撑所述机器人主体且经配置以在地板表面上操纵所述机器人。所述传感器系统安置于所述机器人主体上且包含至少一个接近度传感器。所述接近度传感器包含传感器主体以及第一、第二及第三传感器组件。所述第一及第二传感器组件彼此邻近地由所述传感器主体装纳。所述第一传感器组件为发射器及接收器中的一者，且所述第二传感器组件为发射器及接收器中的另一者。所述第三传感器组件邻近所述第二传感器与所述第一传感器相对地安置，且如果所述第二传感器为发射器，那么所述第三传感器组件为发射器，或如果所述第二传感器为接收器，那么所述第三传感器组件为接收器。所述第一传感器组件具有第一视场，所述第二传感器组件具有第二视场，且所述第三传感器组件具有第三视场。所述第一视场与所述第二视场及所述第三视场相交。所述第一与第二视场的相交界定第一体积，且所述第一与第三视场的相交界定第二体积。所述第一体积检测距感测参考点在第一阈值距离内的第一表面，且所述第二体积检测距所述感测参考点在第二阈值距离内的第二表面。所述第二阈值距离大于所述第一阈值距离。所述控制器与所述驱动系统及所述传感器系统通信。所述控制器包含处理从所述传感器系统接收的数据的计算处理器，且基于所述所接收数据而发布命令。所述传感器主体可包含经布置以界定至少一个传感器组件的视场的至少一个壁。

在一些实例中，所述机器人包含两个或两个以上接近度传感器。所述控制器循序地启用及停用每一接近度传感器，其中在停用一个传感器与启用另一传感器之间具有阈值时间周期。

所述控制器可确定感测参考点与所感测物体之间的目标距离，且如果到所述物体的所述目标距离在所述第二阈值距离内，那么向所述驱动系统发布反向驱动命令。所述反向驱动命令将所述机器人的方向从前向驱动方向改变为反向驱动方向。另外或替代地，所述第一传感器组件与所述第二传感器组件之间的第一距离小于所述第二传感器组件与所述第三传感器组件之间的第二距离。

在一些实施方案中，每一传感器组件界定视场轴，且所述传感器主体界定横向轴及纵向轴。所述传感器组件沿着所述横向轴安置，其中其视场轴相对于所述纵向轴以一角度布置。所述第二传感器组件及所述第三传感器组件的视场轴可为平行的。所述第二传感器组件及所述第三传感器组件的视场轴可各自相对于所述传感器主体的所述纵向轴以0 度与约10度之间的角度布置。另外或替代地，所述第一传感器组件的视场轴可相对于所述纵向轴以约5度与约15度之间的角度布置。所述第一传感器组件的视场轴的角度可大于所述第二及第三传感器组件的视场轴的角度。在一些实例中，所述第一阈值距离为约1英寸到10英寸，及/或所述第二阈值距离大于10英寸。

在附图及以下描述中陈述本发明的一或多个实施方案的细节。依据描述及图式且依据权利要求书，其它方面、特征及优点将显而易见。