一種機器人室內避障傳感裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種機器人室內避障傳感裝置。
【背景技術】
[0002]因室內環(huán)境復雜，障礙物分布非常不規(guī)則，對室內移動機器人的避障傳感系統(tǒng)提出了較高的要求。室內移動機器人需采用多個傳感器，合理布局，并融合處理各傳感器的反饋信息，才有可能實現室內復雜情況下的可靠避障運動，為機器人的室內自主運動提供條件。
[0003]目前，室內移動機器人避障傳感器系統(tǒng)，布局多較為簡單，采用前向分布式布局方式，或者前后分布式布局方式，未充分考慮室內家居的形狀特征，多數只能夠檢測到明顯的大體積障礙物，容易造成室內移動機器人發(fā)生碰撞事故，并且不利于移動機器人的自主運動實現。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型提出了一種機器人室內避障傳感裝置，能夠全方位、多層次地探測室內的障礙物，避免發(fā)生機器人碰撞事故。
[0005]本實用新型提供了一種機器人室內避障傳感裝置，包括一組紅外線傳感器和兩組超聲波傳感器，所述一組紅外線傳感器安裝在機器人正前方的下部，所述兩組超聲波傳感器分別安裝在機器人正前方的上部和中部。
[0006]進一步地，所述一組紅外線傳感器距離機器人底部8到12厘米。
[0007]進一步地，所述一組紅外線傳感器距離機器人底部10厘米。
[0008]進一步地，安裝在機器人正前方的上部的一組超聲波傳感器距離機器人底部72到74厘米，安裝在機器人正前方的中部的一組超聲波傳感器距離機器人底部40到44厘米。
[0009]進一步地，安裝在機器人正前方的上部的一組超聲波傳感器距離機器人底部73厘米，安裝在機器人正前方的中部的一組超聲波傳感器距離機器人底部42厘米。
[0010]進一步地，所述一組紅外線傳感器包括7個紅外線傳感器，其中中間5個紅外線傳感器均勻布置，相鄰間隔15到20度可調，探測面與地面平行，另外2個紅外線傳感器分別安裝在兩側，與相鄰的紅外傳感器間隔14到16度，探測面與地面垂直。
[0011]進一步地，所述中間5個紅外線傳感器相鄰間隔17.5度，另外2個紅外線傳感器與相鄰的紅外傳感器間隔15度。
[0012]進一步地，所述紅外線傳感器是有效探測角度為40到60度且取有效探測范圍3到40厘米的紅外線傳感器。
[0013]進一步地，所述兩組超聲波傳感器中，任何一組超聲波傳感器包括3個超聲波傳感器，相鄰間隔25到35度均勻布置。
[0014]進一步地，所述超聲波傳感器是收發(fā)一體、有效探測角度為30到50度且探測范圍0.1到6米的超聲波傳感器。
[0015]本實用新型技術方案由于針對不同高度的室內障礙物在機器人不同高度上布置了傳感器，而且每個層面上的傳感器布局合理，從而保證了能夠全方位、多層次地探測室內的障礙物，避免發(fā)生機器人碰撞事故，實現機器人在室內能夠自主運動。
[0016]本實用新型的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。本實用新型的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
[0017]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0018]附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的限制。在附圖中:
[0019]圖1是本實用新型實施例中機器人室內避障傳感裝置的整體結構示意圖。
[0020]圖2是本實用新型實施例中機器人室內避障傳感裝置中紅外線傳感器布置示意圖。
[0021]圖3是本實用新型實施例中機器人室內避障傳感裝置中超聲波傳感器布置示意圖。
【具體實施方式】
[0022]以下結合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0023]本實用新型技術方案的主要內容是通過合理布局超聲波傳感器和紅外線傳感器，組成避障傳感器裝置，其中超聲波傳感器采用分層等間距探測區(qū)域重疊布置，利用超聲波傳感器組合實現室內常用的70到76厘米高度(桌或其他)，40到44厘米(椅、凳或其他)高度障礙物的探測覆蓋。紅外線傳感器采用不等間距非定方向布置方式，利用紅外線傳感器實現接近地面障礙物檢測以及狹窄通道(如門廊、門等)的探測覆蓋。
[0024]圖1是本實用新型實施例中機器人室內避障傳感裝置的整體結構示意圖。如圖1所示，該機器人室內避障傳感裝置采用三層布局方式，包括一層紅外線傳感器和兩層超聲波傳感器，該一層紅外線傳感器安裝在機器人正前方的下部，該兩層超聲波傳感器分別安裝在機器人正前方的上部和中部。
[0025]該層紅外線傳感器中心布置在距離機器人底部(地面)8到12厘米的高度，其中10厘米最佳，兩層超聲波傳感器分別布置在距離機器人底部(地面)40到44厘米和72到74厘米高度處，其中42厘米和73厘米最佳。上述三層分別針對近地面5到20厘米高度障礙物、普通家用椅子/凳子40到44厘米高度障礙物、普通家用桌子70到76厘米高度障礙物，桌子等普通家具都有國家標準，該高度保證對高中低的家具均可以探測到。
[0026]下面具體介紹這三層傳感器的具體布置。
[0027]圖2是本實用新型實施例中機器人室內避障傳感裝置中紅外線傳感器布置示意圖。如圖2所示，該層紅外線傳感器包括7個紅外線傳感器，每個紅外傳感器的有效探測角度為40到60度，其中50度最佳，取有效探測范圍3到40厘米以內為有效值。7個紅外線傳感器采用5+2的布局方式，根據紅外傳感器探測角度的不同，可達到是80到110度的探測范圍。中間位于正前面5個紅外線傳感器的探測面與地面平行，左右兩側的2個紅外線傳感器探測面與地面垂直。中間的5個紅外線傳感器均勻布置，相鄰兩個紅外線傳感器的沿機器人機體外沿面呈間隔15到20度可調，其中17.5度最佳，在機器人機體外沿面10到40厘米范圍內形成全覆蓋的探測區(qū)域。兩邊最外側豎直方向安裝的兩個紅外線傳感器，與鄰近紅外線傳感器的角度距離為14到16度，其中15度最佳，主要用于檢測豎直方向有一定長度的障礙物，特別對于機器人通過門/狹窄通道時有益。
[0028]圖3是本實用新型實施例中機器人室內避障傳感裝置中超聲波傳感器布置示意圖。如圖3所示，該兩層超聲波傳感器采用相同的布局方式，每層由三個收發(fā)一體的超聲波傳感器組成，每個超聲波傳感器有效探測角度為30到50度，其中40度最佳，探測范圍0.1到6米，探測最遠有效距離范圍為4到6米可選，其中5米最佳；三個超聲波傳感器沿機器人外輪廓圓弧呈25到35度間隔可調均勻布置，其中30度最佳。此種布置方式，可在距離機器人機體外殼65厘米以外形成封閉的扇形探測區(qū)域，且在機器人前面形成了超過機器人機體寬度的傳感器信號覆蓋區(qū)域。
[0029]上述實施例中技術方案由于針對不同高度的室內障礙物在機器人不同高度上布置了傳感器，而且每個層面上的傳感器布局合理，從而保證了能夠全方位、多層次地探測室內的障礙物，避免發(fā)生機器人碰撞事故，實現機器人在室內能夠自主運動。
[0030]顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。
【主權項】
1.一種機器人室內避障傳感裝置，其特征在于，包括一組紅外線傳感器和兩組超聲波傳感器，所述一組紅外線傳感器安裝在機器人正前方的下部，所述兩組超聲波傳感器分別安裝在機器人正前方的上部和中部。2.根據權利要求1所述的一種機器人室內避障傳感裝置，其特征在于，所述一組紅外線傳感器距離機器人底部8到12厘米。3.根據權利要求2所述的一種機器人室內避障傳感裝置，其特征在于，所述一組紅外線傳感器距離機器人底部10厘米。4.根據權利要求1所述的一種機器人室內避障傳感裝置，其特征在于，安裝在機器人正前方的上部的一組超聲波傳感器距離機器人底部72到74厘米，安裝在機器人正前方的中部的一組超聲波傳感器距離機器人底部40到44厘米。5.根據權利要求1所述的一種機器人室內避障傳感裝置，其特征在于，安裝在機器人正前方的上部的一組超聲波傳感器距離機器人底部73厘米，安裝在機器人正前方的中部的一組超聲波傳感器距離機器人底部42厘米。6.根據權利要求1或者2所述的一種機器人室內避障傳感裝置，其特征在于，所述一組紅外線傳感器包括7個紅外線傳感器，其中中間5個紅外線傳感器均勻布置，相鄰間隔15到20度可調，探測面與地面平行，另外2個紅外線傳感器分別安裝在兩側，與相鄰的紅外傳感器間隔14到16度，探測面與地面垂直。7.根據權利要求6所述的一種機器人室內避障傳感裝置，其特征在于，所述中間5個紅外線傳感器相鄰間隔17.5度，另外2個紅外線傳感器與相鄰的紅外傳感器間隔15度。8.根據權利要求7所述的一種機器人室內避障傳感裝置，其特征在于，所述紅外線傳感器是有效探測角度為40到60度且取有效探測范圍3到40厘米的紅外線傳感器。9.根據權利要求1或者4所述的一種機器人室內避障傳感裝置，其特征在于，所述兩組超聲波傳感器中，任何一組超聲波傳感器包括3個超聲波傳感器，相鄰間隔25到35度均勻布置。10.根據權利要求9所述的一種機器人室內避障傳感裝置，其特征在于，所述超聲波傳感器是收發(fā)一體、有效探測角度為30到50度且探測范圍0.1到6米的超聲波傳感器。
【專利摘要】本實用新型公開了一種機器人室內避障傳感裝置，包括一組紅外線傳感器和兩組超聲波傳感器，所述一組紅外線傳感器安裝在機器人正前方的下部，所述兩組超聲波傳感器分別安裝在機器人正前方的上部和中部。本實用新型技術方案由于針對不同高度的室內障礙物在機器人不同高度上布置了傳感器，而且每個層面上的傳感器布局合理，從而保證了能夠全方位、多層次地探測室內的障礙物，避免發(fā)生機器人碰撞事故，實現機器人在室內能夠自主避障運動。
【IPC分類】G05D1/02
【公開號】CN205121339
【申請?zhí)枴緾N201520874470
【發(fā)明人】蔡月日, 李明博, 陶文成
【申請人】北京進化者機器人科技有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年11月4日