[发明专利]用于处理表面的装置

说明书

本发明涉及一种用于处理表面(2)的装置(1)，特别是清洁机器人。所述装置(1)具有用于确定表面类型(2)的光学测量装置(3)。本发明的目的是提供一种表面处理装置，所属表面处理装置允许以很少的技术复杂度可靠地检测表面的类型。这通过以下设置来实现：光学测量装置(3)具有光源(4)和至少两个光传感器(5、6)，所述光源(4)和第一光传感器(5)布置为使得由所述光源(4)发射的光以入射角(α)撞击表面(2)的反射点(7)并且然后以相应的反射角(β)反射到第一光传感器(5)。所述光源(4)、所述反射点(7)和所述第一光传感器(5)限定入射平面(8)，与所述反射点(7)相交并且具有第二光传感器(6)的次平面(9)限定为垂直横跨表面(2)，所述次平面(9)相对于入射平面(8)形成80°和100°之间的角(δ)。穿过反射点(7)和第二光传感器(6)的直线形成相对于表面(2)的角(γ)，所述角与入射角(α)或反射角(β)基本一样大。

技术领域

本发明涉及一种装置，具体涉及一种用于处理表面的清洁机器人，其中该装置具有用于确定该表面类型的光学测量装置。

背景技术

这种装置在现有技术中是充分已知的。例如，此处涉及的吸尘机器人或擦拭机器人可自主地横穿有待被清洁的表面，并且因此执行诸如吸尘、擦拭等清洁任务。为了将处理类型调整为对应的表面类型，提供了一种光学测量装置，其在处理操作之前首先确定表面类型。结果，例如，房间的特定区域被排除在处理之外，因为这些区域的表面不适用于该目的。例如，可以设置擦拭机器人为地毯被排除在湿法清洁之外。此外，例如，可以在吸尘机器人中将风扇功率和刷洗功率调整到对应的表面。以同样的方式，可以根据对应的表面调节密封唇口或支撑辊。

现有技术中已知用于确定表面类型的各种光学测量装置。通常使用成像测量装置，其利用相机系统来记录表面的图像，并将其与参考图像或参考特征比较。用于相机系统以及用于评估图像的图像处理的技术支出相应地高。还已知用于测量表面光泽度的光泽计。此处的缺点在于，仅当待被测量的表面已被完全地与环境光隔绝，这些测量装置才传递可靠的测量结果。就这点而言，这种测量装置需要更高的设备支出。

因此，本发明的目的在于创建具有用于确定表面类型的光学测量装置的表面处理装置，以使得可以以很少的技术支出可靠地确定表面类型。

发明内容

作为一种解决方案，本发明提出了一种用于处理表面的装置，在该装置中的光学测量装置具有光源和至少两个光传感器，其中光源和第一光传感器以由光源发射的光布置为使得入射角击中表面上的反射点并且然后以相应的反射角反射到第一光传感器，其中光源、反射点和第一光传感器横跨入射平面，并且其中与反射点相交并且具有第二光传感器的次平面垂直横跨该入射平面，并且该次平面相对于入射平面呈现80°至100°的角度，其中穿过反射点和第二光传感器的直线相对于该表面具有与入射角或反射角基本一样大小的角度。

根据本发明，第一光传感器和第二光传感器现用于测量各种光强度，其中第一光传感器测量由光源发射的光中被反射点反射的光分量，并且第二光传感器测量漫散射的光分量。散射的光分量此处可以是由光源辐射到反射点上的光的分量(特别是如果表面不光滑的情况下)以及环境光的分量(例如，房间中的天花板灯)二者。以这种方式设置的光学测量装置整体适用于实现根据所谓的Phong照明模型的测量方法，其评估在不同条件下由光传感器测量的强度。Phong照明模型是用于3D计算机图形学的照明模型以计算物体明亮度。Phong模型已知被用于计算光滑表面的明亮度，其中在本发明的框架内惊奇地发现，该模型也适用于区别光滑表面和非光滑表面。这种照明模型确实涉及基本上不基于物理原理的经验模型。然而，它适用于可靠地区分表面类型。