自動行走設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種自動行走設備，用于在地面自動行走和工作，包括：殼體、安裝于殼體的行走模塊、拍攝目標區(qū)域并形成圖像的圖像采集裝置、連接行走模塊和圖像采集裝置以控制自動行走設備工作的主控模塊，所述自動行走設備還包括：安裝在所述殼體上的遮光罩，所述遮光罩包括罩體，所述罩體具有面向地面的開口；設置在所述罩體內(nèi)的光源；所述圖像采集裝置設置在所述罩體內(nèi)，所述遮光罩用于阻擋外界光進入所述罩體內(nèi)。如此使得自動行走設備設置簡單、人性化，且工作區(qū)域識別準確、方便。
【專利說明】自動行走設備

【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及一種自動行走設備。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著計算機技術(shù)和人工智能技術(shù)的不斷進步，類似于智能機器人的自動行走設備已經(jīng)開始慢慢的走進人們的生活。三星、伊萊克斯等公司均開發(fā)了全自動吸塵器并已經(jīng)投入市場。這種全自動吸塵器通常體積小巧，集成有環(huán)境傳感器、自驅(qū)系統(tǒng)、吸塵系統(tǒng)、電池和充電系統(tǒng)，能夠無需人工操控，自行在室內(nèi)巡航，在能量低時自動返回停靠站，對接并充電，然后繼續(xù)巡航吸塵。同時，哈斯科瓦納等公司開發(fā)了類似的智能割草機，其能夠自動在用戶的草坪中割草、充電，無需用戶干涉。由于這種自動割草系統(tǒng)一次設置之后就無需再投入精力管理，將用戶從清潔、草坪維護等枯燥且費時費力的家務工作中解放出來，因此受到極大歡迎。
[0003]現(xiàn)有的自動割草機的工作區(qū)域一般是通過設置物理的邊界線，如導線或籬笆，自動割草機偵測物理的邊界線以確定工作區(qū)域。邊界布線的過程比較麻煩，耗時費力，并且在邊界線內(nèi)可能還存在非草區(qū)域，或者邊界線外還存在需割草的區(qū)域，采用物理邊界線的方法不準確、不方便。
[0004]因此有必要對現(xiàn)有的自動行走設備進行改進，使得工作系統(tǒng)設置簡單、人性化，且工作區(qū)域的識別更加準確、方便。
實用新型內(nèi)容
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型提供一種具有圖像采集裝置的自動行走設備，圖像采集裝置不受外界光干擾，工作區(qū)域識別準確、方便的自動行走設備。
[0006]本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:一種自動行走設備，用于在地面自動行走和工作，包括:殼體、安裝于殼體的行走模塊、拍攝目標區(qū)域并形成圖像的圖像采集裝置、連接行走模塊和圖像采集裝置以控制自動行走設備工作的主控模塊，所述自動行走設備還包括:安裝在所述殼體上的遮光罩，所述遮光罩包括用于阻擋外界光進入的罩體，所述罩體具有面向地面的開口 ；設置在所述罩體內(nèi)的光源；所述圖像采集裝置設置在所述罩體內(nèi)。
[0007]優(yōu)選的，所述目標區(qū)域位于所述殼體的正前方。
[0008]優(yōu)選的，所述圖像采集裝置離所述地面的距離范圍為10(3111-1111。
[0009]優(yōu)選的，所述圖像采集裝置的視角范圍為50度至135度。
[0010]優(yōu)選的，所述罩體具有頂部，所述圖像采集裝置設置在所述頂部中心位置。
[0011]優(yōu)選的，所述光源包括主光源，所述主光源有兩個或多個，所述主光源繞所述圖像采集裝置對稱設置。
[0012]優(yōu)選的，所述光源還包括補光源，所述頂部的形狀為多邊形，所述補光源設置在所述多邊形的至少一個角上。
[0013]優(yōu)選的，所述光源選自120燈或熒光燈。
[0014]優(yōu)選的，所述罩體具有內(nèi)壁，所述內(nèi)壁上設置有漫反射層。
[0015]優(yōu)選的，所述遮光罩還包括環(huán)繞所述罩體設置的柔性件，所述柔性件向地面延伸并與地面接觸。
[0016]優(yōu)選的，所述自動行走設備為自動割草機。
[0017]本實用新型中的自動行走設備通過圖像采集裝置拍攝目標區(qū)域的圖像，遮光罩阻擋外界光進入罩體內(nèi)從而對圖像采集拍攝目標區(qū)域的圖像產(chǎn)生干擾，設置在罩體內(nèi)的光源提供穩(wěn)定的光線，如此使得工作區(qū)域的識別更加準確、方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明:
[0019]圖1是本實用新型實施例的自動工作系統(tǒng)圖。
[0020]圖2是圖1所示的自動工作系統(tǒng)的自動行走設備的立體圖。
[0021]圖3是圖2所示的自動行走設備的遮光罩的立體圖。
[0022]圖4是圖2所示的自動行走設備的模塊圖。
[0023]圖5是圖2所示的自動行走設備的拍攝區(qū)域示意圖。
[0024]圖6是本實用新型的遮光罩頂部為四邊形的示意圖。
[0025]圖7是本實用新型的遮光罩頂部為六邊形的示意圖。
[0026]圖8是本實用新型的遮光罩頂部為三角形的示意圖。
[0027]其中，
[0028]1、自動行走設備； 4、?？空?；5、工作區(qū)域；
[0029]6、邊界；71、孤島；11、殼體；
[0030]13、輪組；15、圖像采集裝置；17、行走模塊；
[0031]19、工作模塊；33、能量模塊；31、主控模塊；
[0032]131、左輪；132、右輪；133、輔助輪；
[0033]20、遮光罩22、罩體26、光源
[0034]30、頂部32、開口261、主光源
[0035]262、補光源

【具體實施方式】
[0036]圖1所示為本實用新型一實施例的自動工作系統(tǒng)。自動工作系統(tǒng)設置在地面或其他表面上。在本實施例中，地面劃分為工作區(qū)域5和非工作區(qū)域，被工作區(qū)域5包圍的部分非工作區(qū)域形成孤島71，工作區(qū)域5和非工作區(qū)域的交界線形成邊界6。工作區(qū)域5和非工作區(qū)域在視覺上具有差異。
[0037]自動工作系統(tǒng)包括自動行走設備1和?？空?。自動行走設備1可以為自動吸塵器、自動割草機、自動修剪機等。在本實施例中，自動行走設備1為自動割草機，?？空?布置在工作區(qū)域的外圍邊界6上。
[0038]結(jié)合圖2至圖4所示，自動行走設備1具有殼體11以及安裝在殼體11上的遮光罩20，遮光罩20包括罩體22，罩體22具有面向地面的開口 32，遮光罩20的罩體22內(nèi)設置有光源26和圖像采集裝置15。圖像采集裝置15拍攝自動行走設備前方目標區(qū)域的圖像。
[0039]自動行走設備1還包括主控模塊31、行走模塊17、工作模塊19、能量模塊33。所述主控模塊31與行走模塊17、工作模塊19、能量模塊33、圖像采集裝置15均相連。
[0040]工作模塊19用于執(zhí)行特定的工作。本實施例中，工作模塊19具體為切割模塊，包括用于割草的切割部件(圖未示)和驅(qū)動切割部件的切割馬達(圖未示)。
[0041]能量模塊33用于給自動行走設備1的運行提供能量。能量模塊33的能源可以為汽油、電池包等，在本實施例中能量模塊33包括在殼體2內(nèi)設置的可充電電池包。在工作的時候，電池包釋放電能以維持自動行走設備1工作。在非工作的時候，電池可以連接到外部電源以補充電能。特別地，出于更人性化的設計，當探測到電池的電量不足時，自動行走設備1會自行的尋找停靠站4進行充電以補充電能。
[0042]行走模塊17包括輪組13和驅(qū)動輪組13的行走馬達。輪組13可以有多種設置方法。通常輪組13包括由行走馬達驅(qū)動的驅(qū)動輪和輔助支撐殼體11的輔助輪133，驅(qū)動輪的數(shù)量可以為1個，2個或者更多。如圖3所示，以自動行走設備1的移動方向作為前側(cè)，與前側(cè)相對的一側(cè)為后側(cè)，與前后側(cè)相鄰的兩邊分別為左右兩側(cè)。在本實施例中，自動行走設備1的驅(qū)動輪為2個，分別為位于左側(cè)的左輪131和位于右側(cè)的右輪132。左輪131和右輪132關(guān)于自動行走設備1的中軸線對稱設置。左輪131和右輪132優(yōu)選的位于殼體11的后部，輔助輪133位于前部，當然在其他實施例中也可以替換設置。
[0043]在本實施例中，左輪131和右輪132各自配接一個驅(qū)動馬達，以實現(xiàn)差速輸出以控制轉(zhuǎn)向。驅(qū)動馬達可以直接連接驅(qū)動輪，但也可以在驅(qū)動馬達和驅(qū)動輪之間設傳動裝置，如本【技術(shù)領域】內(nèi)常見的行星輪系等。在其他的實施例中，也可設置驅(qū)動輪2個，驅(qū)動馬達1個，這種情況下，驅(qū)動馬達通過第一傳動裝置驅(qū)動左輪131，通過第二傳動裝置驅(qū)動右輪132。即同一個馬達通過不同的傳動裝置驅(qū)動左輪131和右輪132。
[0044]結(jié)合圖2、圖3和圖5所示，遮光罩20安裝在殼體11的前方，優(yōu)選的居中設置。遮光罩20包括一個罩體22，遮光罩20用于阻擋外界光進入到所述罩體22內(nèi)。罩體22具有頂部30和面向地面的開口 32，遮光罩20的罩體22的形狀沒有特殊限定，只要能夠?qū)崿F(xiàn)阻擋外界光進入到罩體22內(nèi)即可，示例的，罩體的形狀可以是長方體或圓錐臺。具體到本實施例中，罩體22的形狀為長方體。
[0045]圖像采集裝置15設置在罩體22內(nèi)，優(yōu)選的，圖像采集裝置15設置在罩體22頂部30的中心位置，采集殼體11前方區(qū)域的圖像，該前方區(qū)域至少包括前方地面的目標區(qū)域。具體的，前方區(qū)域為將開口 32投影在地面所形成的區(qū)域。在本實施例中，圖像采集裝置15的取景范圍為一固定區(qū)域，圖像采集裝置15的視角范圍為50度至135度。
[0046]優(yōu)選的，目標區(qū)域為開口 32投影在地面的區(qū)域，即圖5中所示的區(qū)域，優(yōu)選的，目標區(qū)域位于殼體11的正前方。這樣設置，使得圖像采集裝置15采集到的圖像能夠及時、真實的反應自動行走設備1前方區(qū)域的情況，以便判斷前方區(qū)域為工作區(qū)域還是非工作區(qū)域。
[0047]優(yōu)選的，為了能夠更好的采集到地面上目標區(qū)域的圖像，圖像采集裝置15離地面的距離范圍為川挪-加。具體到本實施例中，圖像采集裝置15為攝像頭，攝像頭面向地面垂直設置在遮光罩20罩體22頂部30，距離地面高度為25(^1。
[0048]遮光罩20阻擋外界光進入到罩體22內(nèi)，從而干擾圖像采集裝置15采集圖像的質(zhì)量，如日間光照過強時造成圖像采集裝置15曝光過度，陰天或夜間光線不足時圖像采集裝置15無法采集與地面實際情況對應的圖像，因此，罩體22內(nèi)設置有光源26，為圖像采集裝置15提供穩(wěn)定的光線，使圖像采集裝置15不會受外界光線或環(huán)境的影響，采集到目標區(qū)域的圖像能夠真實反映地面的工況。
[0049]優(yōu)選的，圖像采集裝置15離地面的高度小于光源26離地面的高度，這樣設置，可以避免光源26中發(fā)出的光直射圖像采集裝置15，從而保證圖像采集裝置15采集的圖像的質(zhì)量。
[0050]具體的，光源26中發(fā)出的光的色溫范圍為45001(-90001(,優(yōu)選的，光源26中發(fā)出的光的色溫范圍為50001(-75001(,即光源26發(fā)出的光為白色。
[0051〕 優(yōu)選的，光源26選自[￡0燈或熒光燈。
[0052]優(yōu)選的，光源26包括主光源261，主光源261安裝在罩體22頂部30中間區(qū)域，具體的，主光源261有兩個或多個，主光源261繞圖像采集裝置15對稱設置。在本實施例中，圖像采集裝置15安裝在頂部30中心位置，光源有8個，8個光源圍繞圖像采集裝置15呈對稱、圓周設置。
[0053]圖6至圖8示出了幾種具有不同形狀的罩體22頂部30，頂部30的形狀為多邊形。為了使罩體22內(nèi)的光線能夠充分并且均勻，更優(yōu)選的，光源26還包括補光源262，補光源262設置在罩體22頂部30靠近邊緣區(qū)域。具體的，具有多邊形的頂部30對應有多個角，補光源262設置在其中至少一個角上。
[0054]在本發(fā)明中，對補光源262的安裝位置“一個角上”有較寬泛的理解，而不僅限于在多邊形的任意兩條相鄰的邊形成的交點處，補光源262的安裝位置應理解為在頂部30多邊形的至少一個角落，角落包括多邊形任意兩條相鄰的邊形成的交點位置和靠近交點的位置。
[0055]具體在圖6中，罩體22頂部30為四邊形，圖像采集裝置15設置在頂部30中心位置，8個光源261圍繞圖像采集裝置15對稱分布。為了保證罩體22內(nèi)各位置光線充足均勻沒有暗區(qū)，在頂部30四邊形的四個角仏，比0, (1)上分別安裝補光源262。
[0056]具體在圖7中，罩體22頂部30為六邊形，同樣的，為了保證罩體22內(nèi)各位置光線充足均勻沒有暗區(qū)，在頂部30六邊形的離圖像采集裝置15較遠的角(6, 上分別安裝補光源262。
[0057]具體在圖8中，罩體22頂部30為三角形，同樣的，為了保證罩體22內(nèi)各位置光線充足均勻沒有暗區(qū)，除了在頂部30三角形的三個角匕，匕1)上分別安裝補光源262，更優(yōu)選的，同時在靠近頂部30三角形的三個角的位置分別安裝兩個補光源262。
[0058]優(yōu)選的，罩體22具有內(nèi)壁，內(nèi)壁上設置有漫反射層(未示出這樣，保證從地面反射進入到圖像采集裝置15的光線更加均勻，從而使圖像采集裝置15采集到的圖像更加真實，貼近用肉眼觀察到的圖像。漫反射層的材料沒有特別限定，只要符合從地面反射到罩體22內(nèi)壁的光發(fā)生漫反射即可，具體的，漫反射層可以是貼合在內(nèi)壁22的一層白紙或白布。
[0059]優(yōu)選的，遮光罩20還包括環(huán)繞罩體22設置的柔性件(未示出)，柔性件向地面延伸并與地面接觸。柔性件用于完全隔斷外界光進入罩體22內(nèi)從而避免對圖像采集裝置15造成干擾，同時保證自動行走設備1在地面上行走時碰到小石頭等障礙物時能夠順利行走。具體的，柔性件的材料可以是橡膠、布料或尼龍。
[0060]主控模塊31通過分析圖像采集裝置15拍攝的圖像中的各項信息判斷取景區(qū)域中的各個部分的屬性，如分析其屬于工作區(qū)域或非工作區(qū)域，或分析其屬于已工作區(qū)域或待工作區(qū)域。具體在本實施例中，主控模塊31通過分析圖像中各個部分的顏色信息和紋理信息，判斷各個部分對應的位置是否是作為工作區(qū)域的草地。作為工作區(qū)域，草地的顏色為綠色，且紋理為天然的不規(guī)則圖案，而作為非工作區(qū)域，土地地面或水泥等其他地面顏色通常不是綠色，即使顏色為綠色，其通常為人工加工的物品，從而具有規(guī)則的紋理。因此，主控模塊31在識別出某部分顏色為綠色，且紋理不規(guī)則，則判斷該部分為草地，若顏色不是綠色或者紋理具有規(guī)則，則為非草地。
[0061]在判斷得到各個部分的屬性后，主控模塊31還控制自動行走設備1的行走方向，使得自動行走設備1始終位于工作區(qū)域中。
[0062]本實用新型的提供的自動行走設備1，通過設置在遮光罩20罩體22內(nèi)的圖像采集裝置15拍攝自動行走設備1前方的圖像，罩體22排除外界光對圖像采集裝置造成的影響，由設置在罩體22內(nèi)的光源26為圖像采集裝置15提供穩(wěn)定、充足的光線，使得圖像采集裝置15采集的圖像更加清晰真實的反應目標區(qū)域的工況，主控模塊31結(jié)合顏色識別及紋理分析，判斷目標區(qū)域的至少部分區(qū)域是否為工作區(qū)域，如此使得工作系統(tǒng)設置簡單、人性化，且工作區(qū)域識別準確、方便。
[0063]本領域技術(shù)人員可以想到的是，本實用新型中的遮光罩的結(jié)構(gòu)可以有其他的變化形式，自動行走設備的具體結(jié)構(gòu)也可以有很多的變化形式，但其采用技術(shù)方案的主要技術(shù)特征與本實用新型相同或相似，均應涵蓋于本實用新型保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種自動行走設備，用于在地面自動行走和工作，包括:殼體、安裝于殼體的行走模塊、拍攝目標區(qū)域并形成圖像的圖像采集裝置、連接行走模塊和圖像采集裝置以控制自動行走設備工作的主控模塊，其特征在于:所述自動行走設備還包括: 安裝在所述殼體上的遮光罩，所述遮光罩包括用于阻擋外界光進入的罩體，所述罩體具有面向地面的開口； 設置在所述罩體內(nèi)的光源； 所述圖像采集裝置設置在所述罩體內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動行走設備，其特征在于:所述目標區(qū)域位于所述殼體的正前方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動行走設備，其特征在于:所述圖像采集裝置離所述地面的距離范圍為10cm-lm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動行走設備，其特征在于:所述圖像采集裝置的視角范圍為50度至135度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動行走設備，其特征在于:所述罩體具有頂部，所述圖像采集裝置設置在所述頂部中心位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動行走設備，其特征在于:所述光源包括主光源，所述主光源有兩個或多個，所述主光源繞所述圖像采集裝置對稱設置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動行走設備，其特征在于:所述光源還包括補光源，所述頂部的形狀為多邊形，所述補光源設置在所述多邊形的至少一個角上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動行走設備，其特征在于:所述光源選自LED燈或熒光燈。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動行走設備，其特征在于:所述罩體具有內(nèi)壁，所述內(nèi)壁上設置有漫反射層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動行走設備，其特征在于:所述遮光罩還包括環(huán)繞所述罩體設置的柔性件，所述柔性件向地面延伸并與地面接觸。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動行走設備，其特征在于:所述自動行走設備為自動割草機。
【文檔編號】G05D1/02GK204143255SQ201420548665
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】邵勇, 傅睿卿, 郭會文, 吳新宇 申請人:蘇州寶時得電動工具有限公司