[发明专利]侦测阻碍物的方法、系统以及其传感器子系统

说明书

申请书公开一种用于自主导航机器的侦测阻碍物侦测方法与系统，所述方法执行于一系统，系统具有光发射器、光传感器、图像处理器与一中央处理器，设置在装置上的光发射器与光传感器相距一个距离，当光发射器发射一指示光线，并投射于自主导航机器的行进路径上，光传感器感测到指示光线，于是产生包括此指示光线的影像。经分析此影像后，可以得到指示光线的至少一个特征，这个特征可用以得到自主导航机器与阻碍物之间的一空间关系，所述空间关系将让系统可以判断自主导航机器是否会碰撞一面墙或是掉落到悬崖下。

本申请是申请日为2018年05月23日、申请号为201810503115.0的发明专利申请《侦测阻碍物的方法、系统以及其传感器子系统》的分案申请。

技术领域

申请书公开一种侦测阻碍物的技术，特别是指侦测如悬崖等在移动机器行进路径上的阻碍物的方法、实现此方法的系统，以及相关传感器子系统。

背景技术

如自动车辆或自动扫地机器人等可自主决定行进路径的自主导航装置，在行进间需要回避与其他对象的碰撞事件，或是自一个高度掉落的危险。例如，为了回避碰撞到墙的问题，这个自主导航装置需要一个近接传感器，用以判断与墙的距离，以能回避碰撞。现有的近接传感器如同雷达、超音波传感器或光传感器，如红外光传感器，这类传感器可以在没有接触到物品的情况下判断出附近的物品。

举例来说，超音波传感器发射超音波，通过接收物品的反射音波判断前方的物品，可以通过发射超音波的时间与接收反射音波的时间差得出距离。若以悬崖侦测而言，一种设于自主导航装置下的悬崖传感器一般使用红外光或超音波，可以通过量测反射或散射的光线或音波感测到装置下方地面，因此悬崖传感器可以防止自主导航装置移动到悬崖而掉落。

当自主导航装置可以侦测到如上述墙或悬崖等的阻碍物，装置的控制器可以从感测数据得到结果，当自主导航装置接近或到达阻碍物时，可以指示装置中驱动系统停止或回避阻碍物。

发明内容

申请书中公开的阻碍物侦测方法与系统的目的的一个是要侦测到一自主导航机器行进路径上的阻碍物，当自主导航机器运行时，由自主导航机器本身的系统执行阻碍物侦测的方法，其中算法用以处理由装置中传感器子系统产生的数据。

根据传感器子系统的实施例的一个，执行侦测阻碍物方法的系统包括一光发射器与一光传感器，光发射器发射一种指示光线，再由光传感器在一时刻拍摄一张包括此指示光线的影像，或拍摄一段时间产生的一序列影像。在一实施例中，从影像撷取的信息可以用来估计与阻碍物的距离，在一方式中，从一序列影像中可以得到指示光线影像的变化，能以此估计是否自主导航机器接近了阻碍物，使得自主导航机器可以处理一避免碰撞的措施，以避免碰撞风险。

从光发射器发射的指示光线如一投射在自主导航机器前方区域的线性光线，于是装置上的光传感器可以拍摄包括此线性光线的影像，通过影像分析程序后，从线性光线影像可以产生出用以判断与阻碍物距离的信息，信息可以反映出自主导航机器如何接近阻碍物。

阻碍物侦测方法应用于具备光发射器与光传感器的自主导航机器上，光发射器与光传感器设置在自主导航机器上，较佳地相距一段距离，光发射器发射投射于自主导航机器行进路径上的指示光线，光传感器则用以感测此指示光线，能产生具有此指示光线的影像。

在分析影像之后，可得被感测到的指示光线中至少一个特征，使得系统可以根据这个指示光线的特征而得到自主导航机器与阻碍物之间的空间关系，这个空间关系让自主导航机器计算与阻碍物之间的距离，并根据与一碰撞门槛的比对结果判断自主导航机器是否会碰撞阻碍物，或是根据与一掉落门槛的比对结果来判断自主导航机器是否会掉落到这个阻碍物，也就是悬崖。

根据再一实施例，装设于自主导航机器的侦测阻碍物的系统包括有控制器、光发射器、光传感器、图像处理器以及一中央处理器，其中图像处理器用以产生包含投射在自主导航机器行进路径上的指示光线的影像，中央处理器用以执行阻碍物侦测方法相关计算机程序。