[发明专利]一种建图与导航定位用测距装置

说明书

本发明属于光电信息传感器技术领域，特别涉及一种建图与导航定位用测距装置。包括外壳支撑模块及设置于外壳支撑模块内的第一测距模块、第二测距模块及电子电路模块，第一测距模块和第二测距模块均与电子电路模块连接，第一测距模块包括结构光发射单元和结构光接收单元，结构光发射单元用于发射结构光至目标区域内的物体上，结构光接收单元用于接收目标区域内物体反射的反射光线、且将光信号变为电信号输送给电子电路模块，电子电路模块根据接收的电信号计算出物体上的点到装置的距离；第二测距模块用于弥补第一测距模块近处盲区的测试。本发明能够应用于室内机器人的定位及导航，具有安装方便、体积下、寿命长的特点。

技术领域

本发明属于光电信息传感器技术领域，特别涉及一种建图与导航定位用测距装置。

背景技术

随着智能家居的发展，家庭用、工厂用的清扫机器人越来越受到人们的重视和喜爱。现有的家庭清扫机器人中部分不具有地图构建和导航功能，在清扫过程中“乱跑”，难以实现全覆盖清扫；另一种清扫机器人则是依靠IMU惯性测量单元、电子罗盘传感器、里程计传感器、碰撞传感器实现了低精度的地图构建和导航，效果优于前者，但依旧难以实现全覆盖清扫；现阶段，能够实现较好的地图构建和导航的家庭用清扫机器人多采用旋转式激光雷达方案，该激光雷达采用三角测距的方式实现对距离的测量，但是该方案通过电机带动测量模块旋转会面临滑环寿命问题，尽管可通过无线供电和通信的方式解决该问题，但是也增加了该方案的成本。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种建图与导航定位用测距装置，其主要用途是为移动机器人提供经济的地图构建和导航的功能，能够应用于室内机器人的定位及导航，相比于旋转式的三角测距激光雷达具有安装方便、体积下、寿命长的特点。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种建图与导航定位用测距装置，包括外壳支撑模块及设置于所述外壳支撑模块内的第一测距模块、第二测距模块及电子电路模块，所述第一测距模块和第二测距模块均与电子电路模块连接，所述第一测距模块包括结构光发射单元和结构光接收单元，所述结构光发射单元用于发射结构光至目标区域内的物体上，所述结构光接收单元用于接收所述目标区域内物体反射的反射光线、且将光信号变为电信号输送给电子电路模块，所述电子电路模块根据接收的电信号计算出所述物体上的点到装置的距离；所述第二测距模块用于弥补第一测距模块近处盲区的测量。

所述第二测距模块为基于红外或超声波原理的测距模块。

所述外壳支撑模块为长方体结构，所述光发射单元和所述结构光接收单元分别布置在所述外壳支撑模块的长度方向上的两端；所述第二测距模块位于所述结构光发射单元和所述结构光接收单元的中间。

所述结构光发射单元发射的结构光为单点、单条线形、多条平行线形、螺旋线形、同心圆线形、网格线形或网格点形；

所述结构光发射单元固定于外壳支撑模块或电子电路模块上、且与所述电子电路模块电连接。

所述结构光接收单元包括传感器和光学透镜，所述光学透镜用于将所述目标区域内物体反射的反射光线聚焦至传感器上，所述传感器用于将光信号转化为电信号。

所述传感器可为线形CCD、线形CMOS、面阵CCD或面阵CMOS。

所述结构光接收单元固定于外壳支撑模块或电子电路模块上、且与所述电子电路模块电连接。

所述外壳支撑模块上设有对外的固定孔和数据传输孔。

本发明与现有技术相比，其优点及有益效果是：

本发明采用结构光发射和接受的方案，相比于旋转式雷达，无旋转机械零部件，从而具有使用寿命长、价格成本低的优势。

相比于已有的结构光传感器，本发明结合红外或超声波测距模块，大大减小了传感器的测距盲区。