[发明专利]一种红外调制的障碍物检测装置、检测方法及机器人

权利要求书

1.一种红外调制的障碍物检测装置，该障碍物检测装置分为接收解调机构和红外发射机构两层结构，接收解调机构设置有红外接收头，红外发射机构设置有红外发射管，红外发射机构位于接收解调机构的上层结构或下层结构，其特征在于，所述接收解调机构复用扫地机器人接收充电座信号的双目，其中所述双目为装设在所述接收解调机构中的两个红外接收头，所述接收解调机构复用的红外接收头的数量是单个或两个；

所述红外接收头所在位置对应的上层结构或下层结构装设有所述红外发射机构的红外发射管，使得所述红外接收头既能接收经障碍物反射的红外发射管发出的已调制信号，又能接收充电座信号；

在每个工作周期内，形成的脉冲时序包括：所述红外发射管发射一段预设频率的连续脉冲串，相应地，所述红外接收头接收到检测区域内反射的所述连续脉冲串，经过解调输出低电平；所述红外发射管的发射信号中没有出现脉冲串，所述红外发射管的发射信号中没有出现脉冲串的时间段作为发射信号的空闲时间间隔，相应地，所述红外接收头接收到检测区域内反射的所述发射信号，经过解调输出高电平；

当所述红外接收头的解调输出信号不存在上述脉冲时序，所述检测区域不存在障碍物。

2.根据权利要求1所述障碍物检测装置，其特征在于，所述红外接收头的光轴线所在的平面和所述红外发射管的光轴线形成一个预定夹角，使得所述红外发射管的发射视角与所述红外接收头的接收视角交叉围成一个限定于所述障碍物检测装置正前方的预定距离范围内的检测区域，其中所述预定夹角是根据所述红外发射管所发出的已调制信号的功率和方向确定的。

3.根据权利要求2所述障碍物检测装置，其特征在于，所述预定距离范围设置为大于3厘米而小于5厘米。

4.根据权利要求1所述障碍物检测装置，其特征在于，发射自所述红外发射管的已调制信号是被调制成预设频率的间断脉冲串，该间断脉冲串是预设频率的载波信号和基于红外编码的调制信号相与得到；其中，所述预设频率设定为38KHz或者40KHz。

5.一种基于权利要求1至权利要求4任一项所述障碍物检测装置的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：

当所述红外发射管的发射信号与所述红外接收头的解调输出信号存在如下脉冲时序时，判断所述检测区域内存在障碍物，其中脉冲时序包括：

（1）t0时刻与t1时刻之间，所述红外发射管发射一段预设频率的连续脉冲串，相应地，所述红外接收头接收到所述检测区域内反射的所述连续脉冲串，经过解调输出低电平；其中，所述连续脉冲串是基于红外编码的调制信号的高电平脉冲与所述预设频率的载波信号相与得到的，所述红外编码是所述红外接收头所能识别的信号编码协议；

（2）t1时刻与t2时刻之间，所述红外发射管的发射信号中没有出现脉冲串，该时间段作为发射信号的空闲时间间隔，相应地，所述红外接收头接收到所述检测区域内反射的所述发射信号，经过解调输出高电平；

（3）t2时刻，进入下一个工作周期；

（4）t2时刻至t3时刻的时间段的工作时序重复步骤（1），t3时刻至t4时刻的时间段的工作时序重复步骤（2），然后在t4时刻进入下下一个工作周期，如此迭代，使得所述红外接收头持续接收到所述检测区域内反射的来自所述红外发射管发射的已调制红外信号；

当所述红外接收头的解调输出信号不存在上述脉冲时序，所述检测区域不存在障碍物，此时所述红外接收头还用于接收回座信号。

6.根据权利要求5所述检测方法，其特征在于，所述预设频率是根据所述红外接收头的频率适配特性而调制出来，以消除环境光强和回座信号的影响。

7.根据权利要求6所述检测方法，其特征在于，所述红外发射管的发射信号为已调制成所述预设频率的间断脉冲串，该间断脉冲串中的所述空闲时间间隔根据所述预设频率的载波信号的固定空闲周期确定的；其中，所述间断脉冲串为传输到所述红外发射管的调制信号与驱动红外发射的载波信号相与得到的，所述固定空闲周期的数值由所述红外编码确定的。