光點(diǎn)指示機(jī)器人及其光點(diǎn)指示方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光點(diǎn)指示機(jī)器人及其光點(diǎn)指示方法，屬于家用小電器制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]導(dǎo)購(gòu)機(jī)器人是常用的多種自移動(dòng)機(jī)器人中的一種，與使用者的互動(dòng)性強(qiáng)?，F(xiàn)有的導(dǎo)購(gòu)機(jī)器人通常采用的光點(diǎn)指示物體，一般是通過(guò)設(shè)置在機(jī)體上的激光筆將激光點(diǎn)打到指定物體上，從而完成光點(diǎn)指示物體的導(dǎo)購(gòu)動(dòng)作。具體過(guò)程包括:光點(diǎn)指示物體導(dǎo)購(gòu)機(jī)器人首先需要獲取目標(biāo)物體的三維坐標(biāo)，然后控制單元根據(jù)所獲得的三維坐標(biāo)控制激光筆運(yùn)動(dòng)，使激光點(diǎn)移動(dòng)到目標(biāo)物體的三維坐標(biāo)處，即可完成導(dǎo)購(gòu)機(jī)器人光點(diǎn)指示物體的完整動(dòng)作。然而，目標(biāo)物體的三維坐標(biāo)實(shí)際上時(shí)很不容易獲取的；另外，根據(jù)目標(biāo)物體的三維坐標(biāo)控制激光筆沿一定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，使激光點(diǎn)移動(dòng)到指定位置，整個(gè)動(dòng)作的控制過(guò)程計(jì)算量較大，且對(duì)控制單元的要求也比較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種光點(diǎn)指示機(jī)器人及其光點(diǎn)指示方法，本發(fā)明將目標(biāo)物體三維空間的定位轉(zhuǎn)化到二維空間，計(jì)算量小，指示位置快速準(zhǔn)確。
[0004]本發(fā)明的所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種光點(diǎn)指示機(jī)器人，包括機(jī)器人本體，所述本體上設(shè)有控制模塊、攝像模塊和激光指示模塊，所述激光指示模塊發(fā)射激光光束，攝像模塊拍攝待指示物體形成圖像平面，所述激光光束和待指示物體分別投影在所述圖像平面上，形成激光點(diǎn)投影位置和待指示物體投影位置，所述光點(diǎn)指示機(jī)器人還設(shè)有信號(hào)輸入模塊，根據(jù)攝像模塊拍攝到的待指示物體的圖像平面所顯示的內(nèi)容，通過(guò)所述信號(hào)輸入模塊輸入信息確定待指示物體中的目標(biāo)物體，所述控制模塊控制激光指示模塊移動(dòng)，使所述圖像平面上激光點(diǎn)投影位置與目標(biāo)物體投影位置重合。
[0006]根據(jù)使用者的不同需求，所述信號(hào)輸入模塊可以采用多種結(jié)構(gòu)，可以為鼠標(biāo)模塊或觸摸屏模塊，通過(guò)鼠標(biāo)或觸摸屏點(diǎn)擊確定待指示物體中的目標(biāo)物體；也可以為鍵盤(pán)模塊或音頻輸入模塊，所述圖像平面劃分為具有具體位置編碼的單元格，通過(guò)鍵盤(pán)或音頻輸入目標(biāo)物體所在單元格的編碼信息，確定待指示物體中的目標(biāo)物體。
[0007]更具體地，所述激光指示模塊包含激光筆和驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括第一電機(jī)和第二電機(jī)，所述第二電機(jī)固設(shè)在所述第一電機(jī)的輸出軸上，所述第一電機(jī)與第二電機(jī)輸出軸相互垂直共面設(shè)置；所述激光筆包括固定端與自由端，固定端以第一電機(jī)與第二電機(jī)輸出軸交點(diǎn)為固定點(diǎn)固設(shè)在所述第二電機(jī)輸出軸上，自由端以固定端為中心擺動(dòng)，所述激光筆的擺動(dòng)平面與所述第二電機(jī)輸出軸相互垂直。
[0008]為了保證激光指示模塊的正常工作，所述第一電機(jī)輸出軸與所述圖像平面垂直。
[0009]除了上述的驅(qū)動(dòng)方式之外，所述激光指示模塊還可以包含激光筆和驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括第三電機(jī)和第四電機(jī)，所述第三電機(jī)和第四電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)所述激光筆沿相互垂直的方向擺動(dòng)。
[0010]所述光點(diǎn)指示機(jī)器人為導(dǎo)購(gòu)機(jī)器人或指路機(jī)器人。
[0011]本發(fā)明還提供一種光點(diǎn)指示機(jī)器人的光點(diǎn)指示方法，該光點(diǎn)指示機(jī)器人包括攝像模塊、激光指示模塊和信號(hào)輸入模塊，所述光點(diǎn)指示方法包括如下步驟:
[0012]步驟1:激光指示模塊發(fā)射激光光束，攝像模塊拍攝待指示物體形成圖像平面，所述圖像平面上設(shè)有相互垂直的X軸和Y軸；
[0013]步驟2:根據(jù)攝像模塊拍攝到的待指示物體的圖像平面所顯示的內(nèi)容，通過(guò)信號(hào)輸入模塊輸入信息確定待指示物體中的目標(biāo)物體，獲取位于圖像平面上的目標(biāo)物體投影位置Q，；
[0014]步驟3:移動(dòng)激光指示模塊，使圖像平面上激光點(diǎn)實(shí)時(shí)投影位置P’和目標(biāo)物體投影位置Q’重合。
[0015]其中，所述激光指示模塊包含激光筆和驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括第一電機(jī)和第二電機(jī)，所述第二電機(jī)固設(shè)在所述第一電機(jī)的輸出軸上，所述第一電機(jī)與第二電機(jī)輸出軸相互垂直共面設(shè)置；所述激光筆包括固定端與自由端，固定端以第一電機(jī)與第二電機(jī)輸出軸交點(diǎn)為固定點(diǎn)固設(shè)在所述第二電機(jī)輸出軸上，自由端以固定端為中心擺動(dòng)，所述激光筆的擺動(dòng)平面與所述第二電機(jī)輸出軸相互垂直；
[0016]設(shè)當(dāng)激光筆的中心線(xiàn)與第一電機(jī)輸出軸共線(xiàn)時(shí)，激光點(diǎn)在圖像平面上的投影位置為O，;定義第二電機(jī)輸出軸與X軸平行時(shí)，第二電機(jī)與X軸之間的夾角為0° ；
[0017]所述步驟3具體包含:
[0018]步驟3-1:在圖像平面A’中計(jì)算出直線(xiàn)O’ Q’與X軸之間夾角Θ的大小，第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)第二電機(jī)旋轉(zhuǎn)至Θ ±90°角位置；
[0019]步驟3-2:攝像模塊實(shí)時(shí)拍攝獲取激光點(diǎn)在圖像平面上的投影位置P’并與目標(biāo)物體投影位置Q’進(jìn)行比較，第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)激光筆的自由端以固定端為中心擺動(dòng)，直至激光點(diǎn)在圖像平面上的實(shí)時(shí)投影位置P’和目標(biāo)物體投影位置Q’重合。
[0020]在另一實(shí)施例中，所述激光指示模塊包含激光筆和驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括第一電機(jī)和第二電機(jī)，所述第二電機(jī)固設(shè)在所述第一電機(jī)的輸出軸上，所述第一電機(jī)與第二電機(jī)輸出軸相互垂直共面設(shè)置；
[0021]所述激光筆包括固定端與自由端，固定端以第一電機(jī)與第二電機(jī)輸出軸交點(diǎn)為固定點(diǎn)固設(shè)在所述第二電機(jī)輸出軸上，自由端以固定端為中心轉(zhuǎn)動(dòng)，所述激光筆的轉(zhuǎn)動(dòng)平面與所述第二電機(jī)輸出軸相互垂直；
[0022]設(shè)當(dāng)激光筆的中心線(xiàn)與第一電機(jī)輸出軸共線(xiàn)時(shí)，激光點(diǎn)在圖像平面上的投影位置為O’ ；攝像模塊中鏡頭的焦點(diǎn)N與圖像平面A’之間的距離為d ;定義第二電機(jī)輸出軸與X軸平行時(shí)，第二電機(jī)與X軸之間的夾角為0°，
[0023]所述步驟3具體包含:
[0024]步驟3-1’:在圖像平面A’中計(jì)算出直線(xiàn)O’Q’與X軸之間夾角Θ的大小；根據(jù)焦點(diǎn)N與圖像平面A’之間的距離為d，在平面O’ NQ’中計(jì)算出Z O’ NQ’的大小為α ；
[0025]步驟3-2’:分別或同時(shí)驅(qū)動(dòng)第一、第二電機(jī)，第二電機(jī)旋轉(zhuǎn)至Θ ±90°角，激光筆擺動(dòng)至α角，使激光點(diǎn)在圖像平面上的實(shí)時(shí)投影位置P’和目標(biāo)物體投影位置Q’重合。
[0026]另外，所述激光指示模塊包含激光筆和驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括第三電機(jī)和第四電機(jī)，第三電機(jī)和第四電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)激光筆沿相互垂直的X軸方向和Y軸方向擺動(dòng)，攝像模塊實(shí)時(shí)拍攝獲取激光點(diǎn)在圖像平面上的投影位置P’并與目標(biāo)物體投影位置Q’進(jìn)行比較，步驟3具體包含:
[0027]沿X軸方向擺動(dòng)激光筆，直至激光點(diǎn)在圖像平面上的投影位置P’點(diǎn)與目標(biāo)物體投影位置Q’點(diǎn)的X軸坐標(biāo)相同；
[0028]沿Y軸方向擺動(dòng)激光筆，直至激光點(diǎn)在圖像平面上的投影位置P’點(diǎn)與目標(biāo)物體投影位置Q’點(diǎn)的Y軸坐標(biāo)相同。
[0029]綜上所述，本發(fā)明將目標(biāo)物體三維空間的定位轉(zhuǎn)化到二維空間，計(jì)算量小，指示位置快速準(zhǔn)確。
[0030]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一中激光指示模塊的結(jié)構(gòu)示意圖之一；
[0032]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一中激光指示模塊的結(jié)構(gòu)示意圖之二 ；
[0033]圖3為本發(fā)明任一激光光束在圖像平面和實(shí)物平面上的投影關(guān)系示意圖；
[0034]圖4為本發(fā)明圖像平面上激光點(diǎn)實(shí)時(shí)投影位置P’和目標(biāo)物體投影位置Q’重合示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]實(shí)施例一
[0036]本發(fā)明提供一種光點(diǎn)指示機(jī)器人，包括機(jī)器人本體，在所述本體上設(shè)有控制模塊、攝像模塊