[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

说明书

本发明公开一种红外调制的障碍物检测装置、检测方法及机器人，该障碍物检测装置分为接收解调机构111和红外发射机构101两层结构，红外发射机构101位于接收解调机构111的上层结构或下层结构，接收解调机构111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接收解调机构111中的单个或两个红外接收头110；红外接收头110所在位置对应的上层结构或下层结构装设有红外发射机构101的红外发射管102，使得红外接收头110既能接收经障碍物反射的红外发射管102发出的已调制信号，又能接收充电座信号，从而在高检测灵敏度的基础上扩展检测装置的接收功能。

技术领域

本发明涉及自主行动机器人技术领域，具体涉及一种红外调制的障碍物检测装置、检测方法及机器人。

背景技术

随着技术发展和人们对舒适生活的追求，自主行动机器人越来越多进入到人们生活当中，如陪伴机器人、扫地机器人等。机器人的基本功能是环境感知、指令接收和行为控制。机器人难点首先是环境的感知，机器人需要知道哪些地方可以去，前面有哪些障碍物，侧面是否是墙等等。环境的感知依赖于各种传感器数据的获取，目前常见的传感器包括：红外光强传感器、红外距离传感器、超声波传感器、视觉传感器、激光传感器等等。从精度上看，红外测距传感器、超声波传感器、激光传感器都可以获得比较高的精度，但是成本比较高，其中激光传感器外覆盖的角度比较小，需要比较多的数目才能够减小检测的盲区，并且激光传感器只能感知一个很窄的二维平面，其垂直方向存在盲区。视觉传感器如果需要做到测距，则需要至少两个摄像头，成本比较高，精度欠佳，模具上也需要专门的孔洞来放置。从成本上和外观考虑，红外光强传感器无疑是最为便宜和应用最广的。故调制的红外信号已经获得了广泛的应用，主要应用于家庭里面各种家电的控制，体现为很多的红外遥控器就是基于调制的红外信号发射。其遥控器通过信号的调制可以做的很灵敏，使得家电的接收距离一般都可以超过5米；甚至于如果把遥控器对着天花板或者一侧的墙面，家电都可以接收到。

但目前的机器人都是基于单光强的红外检测障碍物，不同的材质对红外的发射不同；由于红外检测结构为单层结构，故发出的光束到达障碍物时在纵向上照射空间有限，因此当障碍物接近地面或高于检测装置的时候就很难对障碍物进行检测，在这种情况下对障碍物方位的检测信息不全面，容易形成对机器人的遮挡，导致碰撞事故。实用新型CN201453155U虽然采用两层或多层红外检测结构克服上述技术缺陷，实现横向上的全面检测，在纵向空间上的检测范围扩大，但红外检测结构的功能单一，实用性有待提高。

发明内容

针对上述问题，本发明提供技术方案如下：。

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，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单个或两个红外接收头；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。

进一步地，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。

进一步地，所述预定距离范围设置为大于3厘米而小于5厘米。

进一步地，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。