[发明专利]一种用于扫描家具底部轮廓的扫地机器人

说明书

本发明公开一种用于扫描家具底部轮廓的扫地机器人，该扫地机器人包括机体、运动驱动单元、建图处理电路板和四个单点测距传感器；建图处理电路板与四个不同方向上的单点测距传感器电性连接；四个单点测距传感器都固定安装在机体的侧面以避免被家具的底部卡住，其中，这四个单点测距传感器的固定安装位置关于机体的中心对称设置，且这四个单点测距传感器的探测光束方向所在的直线保持经过机体的中心；建图处理电路板与运动驱动单元电性连接，运动驱动单元以双驱动轮和一个万向轮的结构安装机体的底部，使得这四个单点测距传感器在随着扫地机器人在家具底部的中空区域直行过程中测量出家具底部的支撑部件的距离信息，以扫描出家具底部满足定位要求的轮廓。

技术领域

本发明涉及机器人测距的技术领域，特别是一种用于扫描家具底部轮廓的扫地机器人。

背景技术

具有自动行动的机器人，这几年发展迅速，例如常见的家居清洁类扫地机。目前常见的slam技术有视觉导航、激光导航、惯性导航。其中，旋转式激光雷达导航的用户体验较好，主要是在于它能够精准地把房间轮廓扫描出来，呈现在用户界面中，比较直观。但是扫地机需要在机顶开模安装一个动作旋转机构，从而让扫地机的顶面存在一个凸起，当扫地机进入沙发底部、茶几的底部时，容易被卡住而不能测量这些家具底部的轮廓信息，比如：当带激光雷达的扫地机卡在某一位置处时，激光雷达的动作旋转机构上的探头被遮挡，让部分测距方向无法扫描覆盖到，导致相距较远的家具支撑脚的位置分布信息难以被扫描获取。而且，激光雷达需要电机带动动作旋转机构不停旋转、功率较高、处理数据量大、还容易损坏、面临使用寿命的问题。

发明内容

针对上述技术缺陷，本发明在扫地机器人的侧面对称安装四个单点测距传感器，取代凸起的激光雷达去扫描家具底部轮廓，具体的技术方案如下：

一种用于扫描家具底部轮廓的扫地机器人，该扫地机器人包括机体、运动驱动单元、建图处理电路板和四个单点测距传感器；建图处理电路板的四个信号输入端分别与四个不同方向上的单点测距传感器的信号输出端电性连接；四个单点测距传感器都固定安装在机体的侧面以避免被家具的底部卡住，其中，这四个单点测距传感器的固定安装位置关于机体的中心对称设置，且这四个单点测距传感器的探测光束方向所在的直线保持经过机体的中心；建图处理电路板的信号输出端与运动驱动单元的信号输入端电性连接，运动驱动单元以双驱动轮和一个万向轮的结构安装机体的底部，使得这四个单点测距传感器在随着扫地机器人在家具底部的中空区域直行过程中测量出家具底部的支撑部件的距离信息，以扫描出家具底部满足定位要求的轮廓。

与现有技术相比，本技术方案同时采用不同侧面上的4个单点测距传感器发射出相交于机体的中心的探测光束，这一测距结构在不需要旋转机体的前提下也可以采用这4个单点测距传感器去获取沙发底部、茶几的底部的轮廓，由于这些家具的底部轮廓边界比较简单，所以这4个单点测距传感器扫描的效果就满足扫描定位轮廓的要求，从而，不需电机控制激光雷达旋转，节省扫地机器人的模具设计的成本。

进一步地，这四个单点测距传感器分别安装在机体侧面的左前方、机体侧面的右前方、机体侧面的左后方和机体侧面的右后方，且这四个单点测距传感器在机体上的固定安装位置左右对称布置，使得扫地机器人沿着同一方向在家具底部的中空区域内直行的过程中，用于同时测量扫地机器人的前后两侧的支撑部件的不同角度方向处的轮廓点的距离信息；其中，机体的侧面前方是扫地机器人的直行方向。

进一步地，机体侧面的左前方安装的单点测距传感器与扫地机器人的中心轴的夹角是45度，机体侧面的右前方安装的单点测距传感器与扫地机器人的中心轴的夹角是45度；机体侧面的左后方安装的单点测距传感器与扫地机器人的中心轴的夹角是45度，机体侧面的右后方安装的单点测距传感器与扫地机器人的中心轴的夹角是45度。该技术方案采用45度的传感器装配角度，使得机器人的建图处理电路板更容易处理这4个单点测距传感器采集的距离信息。

进一步地，这四个单点测距传感器的发射方向和接收方向都平行于扫地机的行进平面。满足扫地机器人建图导航的目的。