特許 7745008 ラインレーザモジュール及び自走機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-09-17

(45)【発行日】2025-09-26

(54)【発明の名称】ラインレーザモジュール及び自走機器

(51)【国際特許分類】

   G01C 3/06 20060101AFI20250918BHJP

   A47L 9/28 20060101ALI20250918BHJP

   G06T 7/00 20170101ALI20250918BHJP

   G06V 10/70 20220101ALI20250918BHJP

【ＦＩ】

G01C3/06 110A

A47L9/28 E

G06T7/00 350B

G06V10/70

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2023574566

(86)(22)【出願日】2022-02-25

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2024-06-21

(86)【国際出願番号】 CN2022077855

(87)【国際公開番号】W WO2022252712

(87)【国際公開日】2022-12-08

【審査請求日】2024-01-25

(31)【優先権主張番号】202110615607.0

(32)【優先日】2021-06-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】522152360

【氏名又は名称】北京石頭世紀科技股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｒｏｂｏｒｏｃｋ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

【住所又は居所原語表記】Ｒｏｏｍ １００１， Ｆｌｏｏｒ １０， Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ３， Ｙａｒｄ １７， Ａｎｊｕ Ｒｏａｄ， Ｃｈａｎｇｐｉｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(72)【発明者】

【氏名】于 光

(72)【発明者】

【氏名】龍 永吉

(72)【発明者】

【氏名】劉 丹

【審査官】▲高▼場 正光

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０１８６１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１９７４２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／０００１８４１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－１５６１０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１４０２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１５３２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１４６２９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／００８９０４０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第１０８４５８１７（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２００４－２８０４５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｃ ３／００ － Ｇ０１Ｃ ３／３２

Ａ４７Ｌ ９／２８

Ｇ０１Ｓ ７／００ － Ｇ０１Ｓ ７／６４

Ｇ０１Ｓ １３／００ － Ｇ０１Ｓ １７／９５

Ｈ０１Ｓ ５／００ － Ｈ０１Ｓ ５／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ラインレーザモジュールであって、
ボディ部と、第１画像収集アセンブリと、第２画像収集アセンブリとを備え、
前記第１画像収集アセンブリは、前記ボディ部に設けられ、清掃すべき表面を上から見下ろす第１カメラと、少なくとも１つのレーザ発光装置と、第１画像処理モジュールとを含み、前記レーザ発光装置は、前記第１カメラに近接して設けられ、投影が線形を呈するラインレーザ光を前記ボディ部の外へ発光するように構成され、前記第１カメラは、ラインレーザ光を含む第１環境画像を収集するように構成され、前記第１画像処理モジュールは、前記第１環境画像に基づいて障碍物距離情報を取得するように構成され、
前記第２画像収集アセンブリは、第２カメラと、第２画像処理モジュールとを含み、前記第２カメラは、第２環境画像を収集するように構成され、前記第２画像処理モジュールは、前記第２環境画像に基づいて障害物タイプ情報を取得するように構成され、
前記第１カメラと前記第２カメラとは、水平方向に沿って配置され、又は、鉛直方向に沿って配置され、
前記レーザ発光装置は、赤外光を発光するように構成され、前記第１カメラは、赤外カメラであり、前記第２カメラは、ＲＧＢカメラであり、
前記第１画像収集アセンブリは、第１フィルタレンズを更に含み、
前記第１フィルタレンズは、赤外光のみが前記第１カメラに進入するように構成され、
前記第２画像収集アセンブリは、第２フィルタレンズを更に含み、
前記第２フィルタレンズは、可視光のみが前記第２カメラに進入するように構成され、
前記第１カメラの第１光軸は、水平方向に対して下向きに傾斜している
ことを特徴とするラインレーザモジュール。

【請求項2】

前記第１画像処理モジュールは、三角測距法に基づいて前記障碍物距離情報を取得することを特徴とする請求項１に記載のラインレーザモジュール。

【請求項3】

前記第２画像処理モジュールは、
前記第２環境画像に対して特徴抽出を行って特徴情報を取得するように構成される特徴抽出モジュールと、
前記特徴情報を障害物認識モデルに入力することで障害物タイプ情報を認識するように構成される認識モジュールとを含むことを特徴とする請求項１に記載のラインレーザモジュール。

【請求項4】

前記第２画像処理モジュールは、
トレーニングデータを用いて前記障害物認識モデルを生成するように構成されるトレーニングモジュールを更に含むことを特徴とする請求項３に記載のラインレーザモジュール。

【請求項5】

前記第１フィルタレンズは、前記第１カメラにおいて前記ボディ部から離れる側に設けられ、
前記第２フィルタレンズは、前記第２カメラにおいて前記ボディ部から離れる側に設けられることを特徴とする請求項１に記載のラインレーザモジュール。

【請求項6】

前記ボディ部は、本体、第１端及び第１接続部を含み、前記第１接続部は、前記第１端を前記本体に接続するように構成され、
前記ラインレーザモジュールは、第１ラインレーザ発光装置を備え、前記第１ラインレーザ発光装置は、前記第１端に設けられ、前記第１カメラ及び前記第２カメラは、前記本体に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のラインレーザモジュール。

【請求項7】

前記ラインレーザモジュールは、スタンド帰還位置決め装置を更に備え、
前記スタンド帰還位置決め装置は、前記ボディ部に設けられ、充電スタンドに通信接続されるように構成されることを特徴とする請求項１に記載のラインレーザモジュール。

【請求項8】

前記スタンド帰還位置決め装置は、赤外発光装置と、少なくとも２つの赤外受光装置とを含み、前記赤外発光装置は、前記充電スタンドへ第１赤外信号を送信するように構成され、前記少なくとも２つの赤外受光装置は、前記充電スタンドからの第２赤外信号を受信するように構成されることを特徴とする請求項７に記載のラインレーザモジュール。

【請求項9】

マスタ制御手段を更に備え、前記第１画像収集アセンブリ及び前記第２画像収集アセンブリは、前記マスタ制御手段に接続され、前記マスタ制御手段は、操作指令を前記第１画像収集アセンブリ及び前記第２画像収集アセンブリへ送信するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のラインレーザモジュール。

【請求項10】

前記レーザ発光装置は、
ラインレーザ光を発生させるように構成されるラインレーザ光発生器と、
前記マスタ制御手段に接続され、且つ前記マスタ制御手段から送信された操作指令に基づいて前記ラインレーザ光発生器を制御するレーザ光駆動回路とを含むことを特徴とする請求項９に記載のラインレーザモジュール。

【請求項11】

前記レーザ光駆動回路は、第１増幅回路と、第２増幅回路とを含み、
前記第１増幅回路は、前記マスタ制御手段から送信された制御信号を受信し、前記制御信号を増幅した後で前記ラインレーザ光発生器へ送信することで前記ラインレーザ光発生器のオン及びオフを制御するように構成され、
前記第２増幅回路は、前記マスタ制御手段から送信された調節信号を受信し、前記調節信号を増幅した後で前記ラインレーザ光発生器へ送信することで前記ラインレーザ光発生器の発生電力を制御するように構成されることを特徴とする請求項１０に記載のラインレーザモジュール。

【請求項12】

前記第２カメラの第２光軸は、水平方向に対して上向きに傾斜することを特徴とする請求項１に記載のラインレーザモジュール。

【請求項13】

前記第１カメラの第１光軸と水平方向との第１角度は、７度であり、前記第２カメラの第２光軸と水平方向との第２角度は、５度であることを特徴とする請求項１２に記載のラインレーザモジュール。

【請求項14】

自走機器であって、
機器ボディと、
前記機器ボディに設けられる、請求項１に記載のラインレーザモジュールと、
前記障碍物距離情報及び前記障害物タイプ情報に基づいて前記自走機器の移動を制御するように構成される機器制御モジュールとを備えることを特徴とする自走機器。

【請求項15】

前記自走機器は、緩衝部品を更に備え、
前記緩衝部品は、前記第１画像収集アセンブリと前記第２画像収集アセンブリとにおいて前記ボディ部から離れる側に設けられ、前記第１画像収集アセンブリと前記第２画像収集アセンブリとにそれぞれ対向する開口を有し、
前記緩衝部品には、前記開口の外周に位置し環境光線を補光するための補光ランプが設けられていることを特徴とする請求項１４に記載の自走機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願）
本願は、２０２１年６月２日に提出された、出願番号が２０２１１０６１５６０７．０であって発明の名称が「ラインレーザモジュール及び自走機器」である中国特許出願の優先権を要求し、当該中国特許出願の全文が引用によって本願に組み込まれる。

【0002】

本発明の実施例は、ラインレーザモジュール及び自走機器に関する。

【背景技術】

【0003】

掃除ロボット等の自走機器は、清掃、地面拭き、吸塵等の動作を自動的に実行可能であるため、広く応用されている。自走機器は、クリーニング中に、現在稼働経路における衝突する可能性のある障害物をリアルタイムで検出し、且つ対応する障害物回避動作を実行する。しかし、現在の自走機器による障害物の認識の正確性が低いため、正確な回避が困難である。

【0004】

説明すべきことは、上記背景技術部分に公開された情報が単に本発明の背景に対する理解を強化するために用いられるため、当業者にとって既知の従来技術を構成しない情報が含まれてもよい。

【発明の概要】

【0005】

本発明の１つの態様は、ラインレーザモジュールを提供する。当該ラインレーザモジュールは、ボディ部と、第１画像収集アセンブリと、第２画像収集アセンブリとを備え、
前記第１画像収集アセンブリは、前記ボディ部に設けられ、第１カメラ、少なくとも１ペアのレーザ発光装置及び第１画像処理モジュールを含み、前記１ペアのレーザ発光装置は、前記第１カメラの両側に設けられ、投影が線形を呈するラインレーザ光を前記ボディ部の外へ発光するように構成され、前記第１カメラは、ラインレーザ光を含む第１環境画像を収集するように構成され、前記第１画像処理モジュールは、第１環境画像に基づいて障碍物距離情報を取得するように構成され、
前記第２画像収集アセンブリは、第２カメラと、第２画像処理モジュールとを含み、前記第２カメラは、第２環境画像を収集するように構成され、前記第２画像処理モジュールは、前記第２環境画像に基づいて障害物タイプ情報を取得するように構成される。

【0006】

本発明の１種の例示的な実施例において、前記第１画像処理モジュールは、三角測距法に基づいて前記障碍物距離情報を取得する。

【0007】

本発明の１種の例示的な実施例において、前記第２画像処理モジュールは、
前記第２環境画像に対して特徴抽出を行って特徴情報を取得するように構成される特徴抽出モジュールと、
前記特徴情報を予めトレーニングされた障害物認識モデルに入力することで障害物タイプ情報を認識するように構成される認識モジュールとを含む。

【0008】

本発明の１種の例示的な実施例において、前記第２画像処理モジュールは、
収集されたトレーニングデータを用いて前記障害物認識モデルを生成するように構成されるトレーニングモジュールを更に含む。

【0009】

本発明の１種の例示的な実施例において、前記レーザ発光装置は、赤外光を発光するように構成され、前記第１カメラは、赤外カメラであり、前記第２カメラは、ＲＧＢカメラである。

【0010】

本発明の１種の例示的な実施例において、前記第１画像収集アセンブリは、第１フィルタレンズを更に含み、
前記第１フィルタレンズは、前記第１カメラにおいて前記ボディ部から離れる側に設けられ、且つ、赤外光のみが前記第１カメラに進入するように構成され、
前記第２画像収集アセンブリは、第２フィルタレンズを更に含み、
前記第２フィルタレンズは、前記第２カメラにおいて前記ボディ部から離れる側に設けられ、且つ、可視光のみが前記第２カメラに進入するように構成される。

【0011】

本発明の１種の例示的な実施例において、前記ボディ部は、第１端、第２端、及び、前記第１端と前記第２端とを接続する接続部を含み、
前記１ペアのレーザ発光装置は、前記第１端と前記第２端とにそれぞれ設けられ、前記第１カメラと前記第２カメラは、前記接続部に設けられている。

【0012】

本発明の１種の例示的な実施例において、前記ラインレーザモジュールは、スタンド帰還位置決め装置を更に備え、
前記スタンド帰還位置決め装置は、前記ボディ部に設けられ、充電スタンドに通信接続されるように構成される。

【0013】

本発明の１種の例示的な実施例において、前記スタンド帰還位置決め装置は、赤外発光装置と、少なくとも２つの赤外受光装置とを含み、前記赤外発光装置は、前記充電スタンドへ赤外信号を送信するように構成され、前記少なくとも２つの赤外受光装置は、前記充電スタンドからの赤外信号を受信するように構成される。

【0014】

本発明の１種の例示的な実施例において、前記第１画像収集アセンブリ及び前記第２画像収集アセンブリは、前記マスタ制御手段に接続され、前記マスタ制御手段は、操作指令を前記第１画像収集アセンブリ及び前記第２画像収集アセンブリへ送信するように構成される。

【0015】

本発明の１種の例示的な実施例において、前記ラインレーザ発光装置は、
ラインレーザ光を発生させるように構成されるラインレーザ光発生器と、
前記マスタ制御手段に接続され、且つ前記マスタ制御手段から送信された操作指令に基づいて前記ラインレーザ光発生器を制御するレーザ光駆動回路とを含む。

【0016】

本発明の１種の例示的な実施例において、前記レーザ光駆動回路は、第１増幅回路と、第２増幅回路とを含み、
前記第１増幅回路は、前記マスタ制御手段から送信された制御信号を受信し、前記制御信号を増幅した後で前記レーザ光発生器へ送信することで前記レーザ光発生器のオン及びオフを制御するように構成され、
前記第２増幅回路は、前記マスタ制御手段から送信された調節信号を受信し、前記調節信号を増幅した後で前記レーザ光発生器へ送信することで前記ラインレーザ光発生器の発生電力を制御するように構成される。

【0017】

本発明の１種の例示的な実施例において、前記第１カメラの第１光軸は、水平方向に対して下向きに交差し、前記第２カメラの第２光軸は、水平方向に対して上向きに交差する。

【0018】

本発明の１種の例示的な実施例において、前記第１カメラの光軸と水平方向との角度は、７度であり、前記第２カメラの光軸と水平方向との角度は、５度である。

【0019】

本発明の１つの態様は、自走機器を提供する。当該自走機器は、
機器ボディと、
前記機器ボディに設けられる、上記何れか一項に記載のラインレーザモジュールと、
前記障碍物距離情報及び前記障害物タイプ情報に基づいて前記自走機器の移動を制御するように構成される機器制御モジュールとを備える。

【0020】

本発明の１種の例示的な実施例において、前記自走機器は、緩衝部品を更に備え、
前記緩衝部品は、前記第１画像収集アセンブリと前記第２画像収集アセンブリとにおいて前記ボディ部から離れる側に設けられ、前記第１画像収集アセンブリと前記第２画像収集アセンブリとにそれぞれ対向する開口を有し、
前記緩衝部品には、前記開口の外周に位置する補光ランプが設けられている。

【0021】

上述した一般的な記述と後文の詳細記述が単に例示的なものと解釈的なものであり、本発明を制限するためのものではないことは、理解されるべきである。

【0022】

上述した一般的な記述と後文の詳細な記述が単に例示的なものと解釈的なものであり、本発明を制限するためのものではないことは、理解されるべきである。明らかに、以下の記述に係る図面が単に本発明の幾つかの実施例に過ぎず、当業者であれば、進歩性に値する労力を掛けずにこれらの図面から他の図面を取得可能である。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の１つの選択可能な実施例に係るラインレーザモジュールの局所構造模式図

【図2】本発明の別の選択可能な実施例に係るラインレーザモジュールの構造模式図

【図3】本発明の１つの選択可能な実施例に係る緩衝部品の局所構造模式図

【図4】本発明の１つの選択可能な実施例に係るラインレーザ光発生器の動作原理の模式図

【図5】本発明の１つの選択可能な実施例に係るラインレーザ光発生器と第１カメラとの画角関係の模式図

【図6】本発明の１つの選択可能な実施例に係るボディ部の局所構造模式図

【図7】本発明の別の選択可能な実施例に係るボディ部の局所構造模式図

【図8】本発明のラインレーザモジュールの１つの選択可能な実施例に係るブロック図

【図9】本発明のラインレーザモジュールの別の選択可能な実施例に係るブロック図

【発明を実施するための形態】

【0024】

現在、図面を参照しながら例示的な実施形態をより全面的に記述する。しかし、例示的な実施形態は、複数種の形式で実施されることができ、ここで説明される実施形態に限定されると理解されるべきではない。逆に、これらの実施形態の提供により、本発明が全面的且つ完全なものになり、例示的な実施形態の思想が全面的に当業者に伝えられる。図面において、同じ符号が同じ又は類似する構造を表すため、それらの詳細な記述を省略する。また、図面は、本発明の例示的な図解に過ぎず、必ずしも縮尺通りに描かれるとは限らない。

【0025】

用語「１つ」、「一」、「当該」、「前記」及び「少なくとも１つ」は、１つ又は複数の要素／構成要件／等が存在することを表すために使用される。用語「含む」及び「備える」は、開放的な包含を意味するために使用され、列挙された要素／構成要件／等の他に、別の要素／構成要件／等も存在可能であることを意味する。用語「第１」、「第２」等は、単にマークとして使用され、その対象の数の制限ではない。

【0026】

本発明の少なくとも１つの実施例は、ラインレーザモジュールを提供する。前記ラインレーザモジュールは、自走機器に適用可能である。本発明の少なくとも１つの実施例は、自走機器を更に提供する。前記自走機器は、上記ラインレーザモジュールを備える。本発明の１つの実施例において、前記自走機器は、掃除ロボット、モップロボット、床磨きロボット又は除草ロボットのようなスマートクリーニング機器である。記述の便宜上、本実施形態では、掃除ロボットを例として本発明の技術案を記述する。

【0027】

図１～図５に示すように、本発明の１つの選択可能な実施例において、自走機器は、機器ボディ２００、感知システム、機器制御モジュール、駆動システム、クリーニングシステム、エネルギーシステム及びヒューマンマシンインタラクションシステム等を備えてもよい。各システムは、協調して連携することにより、自走機器を自律移動させてクリーニング機能を実現する。自走機器における上記各システムは、機器ボディ２００内に集積して設けられている。

【0028】

機器ボディ２００は、略円形の形状(前後ともに円形である)を有し、他の形状を有してもよく、当該他の形状は、前方後円の略Ｄ字形状を含むが、それに限定されない。感知システムは、機器ボディ２００の上方又は側方に位置するラインレーザモジュールを含み、機器制御モジュールは、ラインレーザモジュールに接続され、ラインレーザモジュールの感知結果に基づいて自走機器に対して機能制御を行う。

【0029】

本発明の実施例において、ラインレーザモジュールの機器ボディ２００における具体的な位置について限定しない。例えば、機器ボディ２００の前側、後側、左側、右側、頂部、中部及び底部等であってもよいが、それらに限定されない。更に、ラインレーザモジュールは、機器ボディ２００の高さ方向における中部位置、頂部位置又は底部位置に設けられている。

【0030】

本発明の幾つかの実施例において、自走機器は、前へ移動して作業タスクを実行する。前方の環境情報をより良好に探知するために、ラインレーザモジュールは、機器ボディ２００の前側に設けられ、前側は、自走機器が前へ移動する過程における、機器ボディ２００が向かう側である。

【0031】

本発明の幾つかの実施例において、自走機器は、充電スタンドを更に備えてもよい。充電スタンドは、機器ボディ２００に対して接続したり分離したりする。例えば、機器ボディ２００が充電を必要とするとき、充電スタンドに接続されて充電され、機器ボディ２００が清掃を行うとき、充電スタンドから分離して清掃操作を行う。充電スタンドは、赤外信号例えば近接場赤外信号を発するように構成される赤外発光装置を含む。ラインレーザモジュールは、充電スタンドに通信接続されるスタンド帰還位置決め装置１９０を更に備える。理解できるように、スタンド帰還位置決め装置１９０は、ボディ部１４０に設けられ、スタンド帰還位置決め装置１９０は、充電スタンドから発された赤外信号を受信するように構成される。

【0032】

本発明の幾つかの実施例において、ラインレーザモジュールは、スタンド帰還位置決め装置１９０を備え、ラインレーザモジュールが取り付けられた機器ボディ２００が戻って充電しようとするとき、前記機器制御モジュールは、スタンド帰還位置決め装置１９０が充電スタンドの近傍に赤外信号をサーチするように制御し、スタンド帰還位置決め装置１９０が赤外信号を受信したときに、赤外信号に基づいて機器ボディ２００を案内して充電スタンドに接続させる。更に、スタンド帰還位置決め装置１９０は、赤外信号を発するように構成される赤外発光装置１５０を更に含み、機器ボディ２００が充電スタンドに成功に接続されたとき、機器制御モジュールは、赤外発光装置１５０が充電スタンドへ赤外信号を発することで機器ボディ２００に充電するように制御する。

【0033】

例えば、スタンド帰還位置決め装置１９０は、赤外受光装置１６０及び赤外発光装置１５０を含み、赤外受光装置１６０は、赤外信号を受信するように構成され、赤外発光装置１５０は、赤外信号を発するように構成される。本発明の幾つかの実施例において、赤外受光装置１６０、赤外発光装置１５０、第１カメラ１２０、第２カメラ１３０及びラインレーザ発光装置１１０が何れもボディ部１４０に設けられたため、感知システムのモジュール化設計が実現され、組み付け及びメンテナンスが便利になる。

【0034】

更に、スタンド帰還位置決め装置１９０の赤外受光装置１６０は、少なくとも２つの赤外検出器を含み、前記少なくとも２つの赤外検出器は、機器ボディの横方向において機器ボディの頂部に均一に設けられている。このように設置すると、赤外受光装置１６０が近接場赤外信号を受信する信頼性の確保と、機器ボディ２００と充電スタンドとの通信接続の信頼性の確保とに有利になる。本発明の幾つかの実施例において、前記赤外受光装置は、任意数の赤外検出器を含んでもよい。スタンド帰還位置決め装置１９０の赤外発光装置１５０は、少なくとも１つの赤外ランプを含む。理解できるように、赤外受光装置１６０及び赤外発光装置１５０は、要求を満たす他の位置に設けられてもよく、本発明では具体的に限定しない。

【0035】

本発明の幾つかの実施例において、前記機器制御モジュールは、障碍物距離情報及び障害物タイプ情報に基づいて自走機器の移動を制御するように構成される。前記障碍物距離情報は、障碍物が自走機器から離れた距離を表す。機器制御モジュールは、直接マスタ制御手段００３に接続されてもよく、マスタ制御手段００３が第１環境画像及び第２環境画像を処理した後で得られた障碍物距離情報及び障害物タイプ情報を直接取得してもよい。又は、機器制御モジュールは、１つのメモリを介してマスタ制御手段００３に接続されてもよく、マスタ制御手段００３で得られた障碍物距離情報及び障害物タイプ情報は、当該メモリに記憶されてもよく、機器制御モジュールは、メモリに記憶された障碍物距離情報及び障害物タイプ情報を直接呼び出してもよい。

【0036】

本発明の幾つかの実施例において、機器制御モジュールとマスタ制御手段００３とは、それぞれ独立する２つの回路であってもよい。例えば、機器制御モジュールとマスタ制御手段００３とは、２つの独立するチップであってもよい。本発明の幾つかの実施例において、機器制御モジュールとマスタ制御手段００３とは、同一回路に集積されてもよい。例えば、機器制御モジュールとマスタ制御手段００３は、同一チップに集積されてもよい。当該チップのタイプは、ここで特に限定されず、各自の機能を実現できればよい。

【0037】

本発明の幾つかの実施例において、機器ボディ２００には、ローラ、クローラ等の移動機構が更に設けられてもよく、機器制御モジュールは、移動機構を制御して自走機器の移動を実施させてもよい。

【0038】

本発明の幾つかの実施例において、図３に示すように、自走機器は、緩衝部品１７０を更に備え、緩衝部品１７０は、機器ボディ２００の前側に設けられ、ラインレーザモジュールは、緩衝部品１７０と機器ボディ２００の間に位置し、即ち、第１カメラ１２０、第２カメラ１３０、ラインレーザ発光装置１１０、スタンド帰還位置決め装置１９０は、緩衝部品１７０と機器ボディ２００の間に位置する。このように、緩衝部品１７０は、第１カメラ１２０、第２カメラ１３０、ラインレーザ発光装置１１０及びスタンド帰還位置決め装置１９０に対して一定の保護作用を果たし、第１カメラ１２０、第２カメラ１３０、ラインレーザ発光装置１１０、スタンド帰還位置決め装置が外力によって破壊されないように保護し、第１カメラ１２０、第２カメラ１３０、ラインレーザ発光装置１１０、スタンド帰還位置決め装置１９０の使用寿命の向上に有利になる。緩衝部品１７０の第１カメラ１２０及び第２カメラ１３０に対向する位置に窓１７１を設けることにより、外部環境光が第１カメラ１２０及び第２カメラ１３０に進入可能である。緩衝部品１７０のラインレーザ発光装置１１０に対向する位置に窓を設けることにより、ラインレーザ発光装置１１０から発されたレーザ光は、緩衝部品１７０から外へ発光され得る。緩衝部品１７０のスタンド帰還位置決め装置１９０に対向する位置に窓を設けることにより、スタンド帰還位置決め装置１９０が赤外信号を受信したり赤外信号を発したりすることができ、更にラインレーザモジュールの動作の信頼性を確保する。

【0039】

理解できるように、緩衝部品１７０は、機器ボディ２００のパネルに相当可能である。ボディ部にラインレーザモジュールを取り付ける際、まず、第１カメラ１２０と第２カメラ１３０とラインレーザ発光装置１１０とが取り付けられたボディ部１４０を機器ボディ２００に取り付け、次に、緩衝部品１７０（例えば、パネル）をボディ部１４０又は機器ボディ２００に接続する。

【0040】

本発明の幾つかの実施例において、緩衝部品１７０は、パネル１７２及び弾性部材を含み、パネル１７２とボディ部１４０とは、弾性部材を介して互いに接続され、ラインレーザモジュールは、パネル１７２の内側に位置する。弾性部材の設置により、緩衝部品１７０が障害物に衝突したときに、パネル１７２が機器ボディ２００、ラインレーザモジュールに作用する力を減少可能であり、緩衝作用をある程度果たし、更に障害物による機器ボディ及びラインレーザモジュールへの損傷を低減する。パネル１７２の外部にゴムパット層を設けることにより、緩衝部品１７０が障害物に衝突したときに、ゴムパット層は、障害物に直接接触する。即ち、ゴムパット層は、パネル１７２に対して良好な保護作用を果たす。また、ゴムパット層は、弾性部材であり、更に緩衝作用を果たすことができる。つまり、本発明では、弾性部材及びゴムパット層により、緩衝部品１７０は、２層の緩衝作用を有し、障害物による機器ボディ２００及びラインレーザモジュールへの損傷の可能性を大きく低減し、自走機器の信頼性を向上させる。具体的に、弾性部材は、弾性柱及び／又はばねであるが、要求を満たす他の弾性部材であってもよい。

【0041】

本発明の幾つかの実施例において、自走機器は、補光ランプ１８０及び環境光センサを更に備え、環境光センサは、環境光線の輝度を検出するように構成され、補光ランプ１８０は、緩衝部品１７０上に設けられ、且つ第２カメラ１３０に対応する窓１７１に近接する。このように、環境光線が弱くて第２カメラ１３０が鮮明且つ正確に環境画像をキャプチャできない場合に、即ち、現在の環境光線が第２カメラ１３０の露光操作を満たさない場合に、補光ランプ１８０を介して補光することにより、第２カメラ１３０の撮影ニーズを満たし、第２カメラ１３０が鮮明且つ正確に環境画像をキャプチャすることを確保し、障害物に対する認識の正確性を向上させる。

【0042】

図８に示すように、ラインレーザモジュールは、ボディ部１４０と第１画像収集アセンブリ００１とを備える。ここで、第１画像収集アセンブリ００１は、ボディ部１４０に設けられる第１カメラ１２０と、少なくとも１つのラインレーザ発光装置１１０と、第１画像処理モジュール０１１とを含み、前記少なくとも１つのラインレーザ発光装置１１０は、第１カメラ１２０の近傍に位置し、投影が線形を呈するラインレーザ光を発光するように構成され、第１カメラ１２０と前記少なくとも１つのラインレーザ発光装置１１０とは、連携して動作し、第１環境画像を収集するように構成され、第１画像処理モジュール０１１は、第１環境画像に基づいて障碍物距離情報を取得するように構成される。前記障碍物距離情報は、前記第１環境画像を撮影するときに前記第１カメラが障害物から離れる距離を表す。前記少なくとも１つのラインレーザ発光装置１１０は、ボディ部１４０に可動接続され、及び／又は、ボディ部１４０は、ラインレーザ発光装置１１０の方位角及び回転角が調節可能となるように、可動構造である。

【0043】

本発明の実施例に係るラインレーザモジュール、第１カメラ１２０及び前記少なくとも１つのラインレーザ発光装置１１０は、連携して機器ボディ２００の前方の障害物又は地形を認識可能であることにより、対応する障害物回避操作又は清掃操作を行う。ラインレーザ発光装置をボディ部１４０に可動接続し、レーザ発光装置のボディ部１４０に対する位置を調整することにより、ラインレーザ発光装置の方位角及び回転角を調節することができる。ボディ部１４０は、可動構造であり、ボディ部１４０の各部品の相対位置を調整することにより、ラインレーザ発光装置の方位角及び回転角を調節することができる。また、ラインレーザ発光装置がボディ部１４０に可動接続され且つボディ部１４０が可動構造であるため、ラインレーザ発光装置のボディ部１４０に対する位置を調整し、ボディ部１４０の各部品の相対位置を調整することにより、ラインレーザ発光装置１１０の方位角及び回転角を調節することができる。これにより、ラインレーザ発光装置１１０をボディ部１４０に組み付けたときに、ラインレーザ発光装置１１０から発光されたラインレーザ光の照射角度及び照射範囲を調節することを容易にし、迅速且つ便利に、ラインレーザ発光装置１１０から発光されたラインレーザ光を水平面に垂直にさせ且つ前記ラインレーザ光を第１カメラ１２０の視野内に位置させる。このようなの構造は、組み付け操作の簡素化に寄与し、組み付け効率を向上させる。

【0044】

更に、前記少なくとも１つのラインレーザ発光装置１１０の方位角を合理的に調節することにより、ラインレーザ光を第１カメラ１２０の視野範囲内に位置させることができ、第１カメラ１２０がラインレーザ発光装置から発されて障害物によって反射された反射光線を正確且つ全面的にキャプチャできることを確保し、第１カメラ１２０が環境画像を取得する正確性及び全面性を向上させる。理解できるように、第１カメラ１２０に近接して設けられる前記少なくとも１つのラインレーザ発光装置１１０の方位角を調整することにより、その後、前記ラインレーザ発光装置に対してディスペンサーによる固定を行う。前記ラインレーザ発光装置の回転角を合理的に調節することにより、ラインレーザ光を水平面に垂直にさせ、測距範囲の向上に有利である。

【0045】

前記少なくとも１つのラインレーザ発光装置１１０は、ボディ部１４０に可動接続される。このように、ラインレーザ発光装置１１０のボディ部１４０に対する位置を調整することにより、ラインレーザ発光装置１１０の方位角及び回転角を調節することができる。ボディ部１４０は、可動構造である。このように、ボディ部１４０の各部品の相対位置を調整することにより、前記少なくとも１つのラインレーザ発光装置１１０の方位角及び回転角を調節することができる。前記少なくとも１つのラインレーザ発光装置１１０は、ボディ部１４０に可動接続され、且つボディ部１４０は、可動構造である。このように、前記少なくとも１つのラインレーザ発光装置１１０のボディ部１４０に対する位置を調整し、且つボディ部１４０の各部品の相対位置を調整することにより、前記少なくとも１つのラインレーザ発光装置１１０の方位角及び回転角を調節することができる。本発明に関わる実施例では、異なる方式で前記少なくとも１つのラインレーザ発光装置１１０の方位角及び回転角を調節することにより、ボディ部１４０の異なる構造、及び、前記少なくとも１つのラインレーザ発光装置１１０とボディ部１４０との異なる接続方式のニーズを満たすことができる。

【0046】

更に、前記少なくとも１つのラインレーザ発光装置１１０は、投影が線形を呈するラインレーザ光を発光するように構成される。例えば、前記少なくとも１つのラインレーザ発光装置は、外部へレーザ光平面を発し、レーザ光平面は、障害物に到達した後で障害物の表面に１本のラインレーザ光を形成し、当該ラインレーザ光によって環境画像を取得する。図１に示す平面ＡＯＢは、ラインレーザ発光装置１１０から発されたレーザ光平面を表し、鉛直面である。図４に示す平面ＡＢＦ及び平面ＣＤＥは、第１ラインレーザ発光装置１１０と第２ラインレーザ発光装置１１１とから発されたレーザ光平面をそれぞれ表す。線分ＡＢ及び線分ＣＤは、ラインレーザ光を表す。本発明の幾つかの実施例において、ラインレーザ発光装置は、レーザ管であってもよい。理解できるように、ラインレーザ発光装置は、要求を満たす他の構造であってもよく、本発明において具体的に限定しない。理解できるように、第１ラインレーザ発光装置１００と第２ラインレーザ発光装置１１０との発光方向（例えば、自走機器の行進方向）に波レンズが設けられてもよい。本発明の幾つかの実施例において、波レンズは、凹レンズである。例えば、レーザ管の前方に凹レンズが設けられ、レーザ管が特定波長の光（例えば、赤外光）を発光し、当該特定波長の光は、凹レンズを通過した後で発散する光線となるため、垂直光路の平面において１本の直線が形成される。

【0047】

図４と図５に示すように、前記ラインレーザモジュールは、第１カメラ１２０の両側にそれぞれ設けられる２つのラインレーザ発光装置１１０を含み、第１カメラ１２０とラインレーザ発光装置とは、連携して動作する。即ち、前記２つのラインレーザ発光装置１１０は、何れも、水平面に垂直であり且つ前記第１カメラ１２０の視野範囲内に位置するラインレーザ光を発光し、第１カメラ１２０で収集された第１環境画像は、前記２つのラインレーザ発光装置から発光されて障害物によって反射されたラインレーザ光である。第１環境画像に基づいて、障碍物距離情報を取得可能であるとともに、障害物と機器ボディ２００又はラインレーザモジュールとの間の距離を測定することができ、更に対応する障害物回避操作を行うことができる。

【0048】

本実施例において、前記２つのラインレーザ発光装置１１０のボディ部１４０に対する取付位置と取付角度を合理的に調整し、及び／又は、ボディ部１４０の各部品の相対位置を調整することにより、前記２つのラインレーザ発光装置１１０の回転角及び方位角を調節する。ここで、前記２つのラインレーザ発光装置１１０の回転角を調整することでラインレーザ光を水平面に垂直にさせ、前記２つのレーザ発光装置１１０の方位角を調整することで、前記２つのラインレーザ発光装置から発光されたラインレーザ光と第１カメラ１２０の光軸との間の角度を調整し、更にラインレーザ光を第１カメラ１２０の視野範囲内に位置させる。その後、第１カメラ１２０の両側に位置するラインレーザ発光装置１１０の方位角を調節し、両側のラインレーザ発光装置１１０から発光されたラインレーザ光の第１カメラ１２０の画角内における交点を特定し、即ち、両側のラインレーザ光に対してディスペンサーによる固定を行い、更に機器ボディ２００前方の障害物に対する距離の測定を行うことができる。

【0049】

本発明の１つの実施例において、図４は、ラインレーザ光発生器の動作原理の模式図を示す。アルファベットＰは、第１カメラ１２０を示し、アルファベットＥ及びＦは、第１カメラ１２０の両側（又は周側）に位置するラインレーザ光発生器１１０を示し、直線ＰＭ及びＰＮは、第１カメラ１２０の水平視野の２つの境界を示し、即ち∠ＭＰＮは、第１カメラ１２０の水平画角を示す。第１ラインレーザ発光装置１００は、外へレーザ光平面ＦＡＢを発し、第２レーザ発光装置１１０は、外へレーザ光平面ＥＣＤを発し、レーザ光平面ＦＡＢ及びＥＣＤが障害物に到達した後で障害物の表面に１本のラインレーザ光、即ち、図４に示す線分ＡＢと線分ＣＤを形成する。ラインレーザ光発生器から発されたラインレーザ光線分ＡＢと線分ＣＤが第１カメラの視野範囲内に位置するため、ラインレーザ光が第１カメラ画角内の物体の輪郭、高さ及び／又は幅等の情報の検知に寄与し、第１カメラ１２０は、ラインレーザ光で検知された第１環境画像を収集可能である。

【0050】

更に、マスタ制御手段００３は、第１画像収集アセンブリ００１へ操作指令を送信するように構成される。例えば、マスタ制御手段００３は、第１カメラ１２０によって収集された第１環境画像に基づいて、ラインレーザモジュール又はラインレーザモジュールの所在する機器ボディ２００から前方障害物までの距離を算出可能であり、例えば、三角測距法によってラインレーザモジュール又は機器ボディ２００とその前方障害物との距離を算出可能である。本発明の１つの実施例において、図５に示すように、図５は、図４に示す実施例の１つの画角の模式図である。ここで、アルファベットＰは、第１カメラ１２０を示し、アルファベットＥ及びＦは、第１カメラ１２０の両側に位置するラインレーザ発光装置１１０を示し、Ａ点は、線分ＡＢの水平面内における投影を示し、Ｄ点は、線分ＣＤの水平面内における投影を示し、∠ＭＰＮは、第１カメラ１２０の水平画角を示し、Ｏ点は、ラインレーザ発光装置１１０から発光されたラインレーザ光と第１カメラ１２０の光軸との交点を示す。点Ｆに位置する第２ラインレーザ光発生器１１０を例とすると、ラインレーザ発光装置１１０と第１カメラ１２０が何れもボディ部１４０に固定取付された後、第１カメラ１２０の焦点距離は、既知であり、ラインレーザ光発生器Ｆの発射角は、既知であり、即ち、直線ＦＡと光軸ＰＯとの間の角度は、既知であり、線分ＯＰの長さは、既知であり、第２ラインレーザ光発生器１１０と第１カメラ１２０の像平面との間の距離は、既知である。障害物上のＡ点の、第１カメラ１２０で収集された第１環境画像における像をＡ’として定義すると、Ａ’点が第１カメラ１２０の光軸ＰＯに対してある程度のオフセットを発生し、且つ当該オフセット量が既知であり、三角形の相似原理に基づいて、上記既知の条件と組み合わせて、ＡとＦとの間の距離を測定可能であり、即ち、障害物とラインレーザ発光装置１１０との間の距離を取得することができる。理解できるように、第１カメラ１２０で収集された、ラインレーザ光が障害物によって反射された後の線分の変形特徴に基づいて、前方の地形状況を特定することにより、何の操作を実行するか、例えば、障害物回避操作を行うか、又は清掃操作を継続するかを特定する。

【0051】

本発明に関わる幾つかの実現可能な実施例において、第１カメラ１２０の数について具体的に限定しない。例えば、第１カメラ１２０は、１つ、２つ、３つ又は要求を満たす他の数であってもよい。理解できるように、本発明の実施例において、ラインレーザ発光装置１１０の数についても具体的に限定しない。例えば、ラインレーザ発光装置１１０は、２つ又は２つ以上であってもよい。第１カメラ１２０の各側に分布されるラインレーザ発光装置１１０の数についても限定しない。第１カメラ１２０の各側のラインレーザ発光装置１１０の数は、１つ、２つ又は複数であってもよい。また、第１カメラ１２０の両側のラインレーザ発光装置１１０の数は、同じであってもよく、異なってもよい。理解できるように、第１カメラ１２０の何れか一側のラインレーザ発光装置１１０の数が複数であるとき、複数のラインレーザ発光装置１１０は、左右に分布されてもよく、上下に分布されてもよく、本発明では具体的に限定しない。

【0052】

更に、幾つかの実現可能な実施例において、第１カメラ１２０は、機器ボディ２００の前方障害物に対する距離測定を実施して障碍物距離情報を取得するとともに、障害物のタイプを認識して障害物タイプ情報を取得することができる。例えば、シーケンスの相違を利用し、第１カメラ１２０を用いて障害物の距離測定と障害物のタイプ認識とをそれぞれ行う。例を挙げると、マスタ制御手段００３は、第１カメラ１２０で収集された第１環境画像に基づいて障害物のタイプを特定し、障害物のタイプに基づいて、機器ボディ２００が障害物回避操作を行う必要があるか否かを特定し、機器ボディ２００が障害物回避操作を行う必要があるときに、マスタ制御手段００３は、第１カメラ１２０で収集された第２環境画像に基づいて障害物の距離を特定して障碍物距離情報を取得することにより、対応する障害物回避操作を行い、機器ボディ２００が障害物回避操作を行う必要がないときに、自走機器が前の操作を継続する。このように、自走機器が障害物回避を誤って操作する可能性は、低減される。

【0053】

本発明の幾つかの実施例において、図１に示すように、ラインレーザ発光装置１１０は、ボディ部１４０に可動接続され、ボディ部１４０は、可動構造である。本発明の幾つかの実施例において、ボディ部１４０は、本体１４１及び接続部材１４３を含み、第１カメラ１２０は、本体１４１に設けられ、ラインレーザ発光装置１１０は、接続部材１４３を介して本体１４１に接続されている。ここで、接続部材１４３には、スルーホールが設けられ、ラインレーザ発光装置１１０は、スルーホールを介して接続部材１４３に穿設され、且つラインレーザ発光装置１１０は、接続部材１４３に回動接続される。即ち、ラインレーザ発光装置１１０は、接続部材１４３のスルーホール内で回動可能であり、更にラインレーザ発光装置１１０の回転角を調整することにより、ラインレーザ光を水平面に垂直にさせ、測距範囲を拡大する。接続部材１４３は、本体１４１に可動接続され、例えば、接続部材１４３は、本体１４１に対して水平回動可能であり、即ち、接続部材１４３が本体１４１に対して回転する回転軸は、鉛直方向に沿う直線である。このように、接続部材１４３は、ラインレーザ発光装置１１０が水平面内で本体１４１に対して回動するように駆動し、ラインレーザ発光装置１１０の方位角を調節することにより、ラインレーザ発光装置１１０から発光されたラインレーザ光を第１カメラ１２０の画角内に位置させることができる。

【0054】

理解できるように、ラインレーザ発光装置１１０が接続部材１４３に対して回動可能であり、接続部材１４３が本体１４１に対して移動可能であるため、組み付け過程において、ラインレーザ発光装置１１０を接続部材１４３のスルーホール内で適切な位置まで回動させることにより、ラインレーザ発光装置１１０の回転角に対する調整を実現可能であり、即ち、ラインレーザ発光装置１１０に対する調整を実現可能である。接続部材１４３を本体１４１に対して適切な位置まで回転させることにより、ラインレーザ発光装置１１０の方位角に対する調整を実現可能であり、即ち、ラインレーザ発光装置１１０及び第１カメラ１２０の調整を実現可能であり、操作が簡単である。理解できるように、ラインレーザ発光装置１１０の回転角及び方位角の調整が完了された後、固定装置を用いて接続部材１４３、本体１４１、ラインレーザ発光装置１１０を固定接続してもよい。例えば、接着剤、糊等を利用して端部１４２、本体１４１、ラインレーザ発光装置１１０を固定し、操作が簡単である。

【0055】

本発明の一実施例において、更に、本体１４１には、位置決め溝１４４が設けられ、接続部材１４３には、位置決め溝１４４に合わせる突起構造１４５が設けられ、接続部材１４３は、突起構造１４５を介して位置決め溝１４４内で水平回動する。例えば、突起構造１４５が鉛直方向に沿って突起することにより、接続部材１４３は、本体１４１に対して水平方向において回転可能である。即ち、接続部材１４３が本体１４１に対して回転する回転軸は、鉛直方向の直線である。したがって、接続部材１４３の突起構造１４５は、本体１４１の位置決め溝１４４内で水平回動し、ラインレーザ発光装置１１０が本体１４１に対して突起構造１４５を回転軸として水平回動するように駆動可能であり、更にラインレーザ発光装置１１０から発光されたラインレーザ光を第１カメラ１２０の画角内に位置させることができ、それによってラインレーザ光発生器１１０及び第１カメラ１２０のデバッグを実現し、構造が簡単であり、操作が便利である。理解できるように、位置決め溝１４４は、円形位置決め溝であってもよく、突起構造１４５は、円柱状突起構造であってもよい。円形位置決め溝と円柱状突起構造との合わせにより、接続部材１４３が本体１４１に対して回動する柔軟性及び信頼性を向上させることに有利になる。理解できるように、位置決め溝１４４は、要求を満たす他の形状の溝構造であってもよい。

【0056】

本発明の幾つかの実施例において、図１に示すように、ラインレーザ発光装置１１０は、円柱状を呈し、ラインレーザ発光装置１１０の外周側には、第１段差構造１１１が設けられ、ボディ部１４０には、ラインレーザ発光装置１１０を取り付けるように構成される取付溝が設けられ、取付溝の内壁には、第２段差構造１４９が設けられている。第１段差構造１１１と第２段差構造１４９との協働により、ラインレーザ発光装置１１０の軸線方向に沿う移動を位置限定することができ、組み付け効率の向上に有利である。

【0057】

本発明の幾つかの実施例において、ラインレーザ発光装置１１０は、ボディ部１４０に可動接続され、ボディ部１４０は、可動構造である。図２に示すように、ボディ部１４０は、本体１４１と、本体１４１の両側に位置する端部１４２とを含み、第１カメラ１２０は、本体１４１に設けられ、ラインレーザ発光装置１１０は、端部１４２に設けられている。本発明の幾つかの実施例において、各端部１４２が本体１４１に枢着され、例えば、端部１４２が本体１４１にヒンジ接続されることにより、端部１４２が本体１４１に対して回転可能であり、ラインレーザ発光装置１１０が端部１４２に回動接続され、例えば、ラインレーザ発光装置１１０が円柱状を呈し、ラインレーザ発光装置１１０が端部１４２における取付溝に対して回動可能であり、更にラインレーザ発光装置１１０の回転角を調整することにより、ラインレーザ光を水平面に垂直にさせ、測距範囲を拡大することができる。ラインレーザ発光装置１１０が端部１４２に取り付けられ、端部１４２が本体１４１に対して回転可能であり、更にラインレーザ発光装置１１０の方位角を調節することにより、ラインレーザ発光装置１１０から発光されたラインレーザ光を第１カメラ１２０の画角内に位置させることができる。

【0058】

理解できるように、ラインレーザ発光装置１１０が端部１４２に対して回動可能であり、端部１４２が本体１４１に枢着されるため、組み付け中に、ラインレーザ発光装置１１０を適切な位置まで回動させることにより、ラインレーザ発光装置１１０の回転角に対する調整を実現可能であり、即ち、ラインレーザ発光装置１１０の調整を実現する。端部１４２を本体１４１に対して適切な位置まで回転させることにより、ラインレーザ発光装置１１０の方位角の校正を実現可能であり、即ち、ラインレーザ発光装置１１０と第１カメラ１２０との協同校正を実現し、操作が簡単であり、取付が便利である。理解できるように、ラインレーザ発光装置１１０の回転角及び方位角の調整が完了された後、固定装置を用いて端部１４２、本体１４１、ラインレーザ発光装置１１０を固定接続してもよい。例えば、接着剤、糊等を用いて端部１４２、本体１４１、ラインレーザ発光装置１１０を固定する。操作が簡単である。

【0059】

本発明の幾つかの実施例において、ラインレーザ発光装置１１０は、ボディ部１４０に可動接続される。例えば、ボディ部１４０には、ラインレーザ発光装置１１０を取り付けるように構成される取付キャビティが設けられ、ラインレーザ発光装置１１０は、取付キャビティ内に可動に設けられ、取付キャビティは、第１端及び第２端を含み、且つ第１端の横断面面積は、第２端の横断面面積よりも小さい。つまり、取付キャビティは、フレア構造である。第１端の横断面面積がラインレーザ発光装置１１０の横断面面積よりも大きいことは、ラインレーザ発光装置１１０が取付キャビティ内で活動可能であることを意味する。ここで、ラインレーザ発光装置１１０の前端は、取付キャビティの第１端に近接する。ラインレーザ発光装置１１０が取付キャビティの軸線に対して回動することにより、ラインレーザ発光装置１１０の回転角を調整可能である。このように、ラインレーザ光は、水平面に垂直であり、測距範囲は、拡大される。ラインレーザ発光装置１１０の後端が前端に対して回動することにより、ラインレーザ発光装置１１０の方位角を調節可能である。このように、ラインレーザ発光装置１１０から発光されたラインレーザ光は、第１カメラ１２０の画角内に位置する。

【0060】

理解できるように、ラインレーザ発光装置１１０がボディ部１４０の取付キャビティ内に可動に設けられるため、ラインレーザ発光装置１１０は、取付キャビティ内で取付キャビティの軸線周りに回転可能であるとともに点（前端）周りに回転可能である。このように、調整過程において、ラインレーザ発光装置１１０とボディ部１４０の取付角度及び取付位置を合理的に調節することにより、ラインレーザ発光装置１１０の回転角及び方位角に対する校正を実現可能であり、操作が簡単であり、校正が便利である。理解できるように、ラインレーザ発光装置１１０の回転角及び方位角の調整が完了された後、固定装置を用いてラインレーザ発光装置１１０をボディ部１４０に固定接続してもよい。例えば、接着剤、糊等を用いてラインレーザ発光装置１１０をボディ部１４０に固定することにより、ラインレーザ発光装置１１０とボディ部１４０との組み付けを完了可能であり、操作が簡単である。

【0061】

本発明の幾つかの実施例において、ボディ部１４０は、可動構造である。図６に示すように、ボディ部１４０は、本体１４１、端部１４２及び接続部１４６を含み、端部１４２は、本体１４１の両側に位置し、第１カメラ１２０は、本体１４１に設けられ、ラインレーザ発光装置１１０は、端部１４２に設けられ、例えば、ラインレーザ発光装置１１０は、端部１４２に固定され、又は取り外し可能に取り付けられている。接続部１４６は、本体１４１に枢着され、端部１４２は、接続部１４６に接続され、更に、接続部１４６は、本体１４１に対して旋回することにより、ラインレーザ発光装置１１０の方位角を調節可能である。このように、ラインレーザ発光装置１１０から発光されたラインレーザ光を第１カメラ１２０の視野内に位置させる。端部１４２が接続部１４６に回動接続されることにより、端部１４２が接続部１４６に対して回動すると、ラインレーザ発光装置１１０の回転角を調整可能であり、ラインレーザ光を水平面に垂直にさせ、更に測距範囲を拡大する。

【0062】

本発明の幾つかの実施例において、接続部１４６は、本体１４１にヒンジ接続され、接続部１４６の端部１４２へ向かう側には、穴が開設され、端部１４２には、前記穴に合わせる円柱突起が設けられ、ラインレーザ発光装置１１０が端部１４２に組み付けられた後、端部１４２の円柱突起を前記穴に挿入し、前記穴内で回動させてラインレーザ発光装置１１０の回転角を調節し、ラインレーザ光が水平面に直交した後、端部１４２と接続部１４６を固定し、例えば、糊又は他の固定構造を用いて固定すると、ラインレーザ発光装置１１０のデバッグを実現することができる。その後、接続部１４６の本体１４１に対する位置を調整することにより、ラインレーザ発光装置１１０の方位角を調節可能である。ラインレーザ発光装置１１０から発光されたラインレーザ光が第１カメラ１２０の画角内の適切な位置にあった後、本体１４１と接続部１４６を固定し、例えば、糊又は他のストッパ構造で固定すると、ラインレーザ発光装置１１０と第１カメラ１２０とで形成された光学システムの校正を実現することができる。理解できるように、ボディ部１４０が可動構造であり、即ち、端部１４２が接続部１４６を介して本体１４１に可動接続されるため、校正過程において、端部１４２、接続部１４６、本体１４１の相対位置を合理的に調節することにより、端部１４２に取り付けられたラインレーザ発光装置１１０の回転角及び方位角の調整を実現可能であり、操作が簡単であり、校正が便利である。理解できるように、ラインレーザ発光装置１１０の回転角及び方位角の校正が完了された後、固定装置を用いて端部１４２、接続部１４６、本体１４１を固定接続してもよい。例えば、接着剤、糊、ストッパ部１４７等を用いて端部１４２、接続部１４６、本体１４１を固定し、操作が簡単である。

【0063】

本発明の幾つかの実施例において、ボディ部１４０は、可動構造である。図７に示すように、本発明の一実施例において、ボディ部１４０は、本体１４１、端部１４２及びストッパ部１４７を含み、端部１４２は、本体１４１の両側に位置し、第１カメラ１２０は、本体１４１に設けられ、ラインレーザ発光装置１１０は、端部１４２に設けられている。図７に示すように、端部１４２が本体１４１に回動接続され、例えば、端部１４２が本体１４１にボール接続されることにより、端部１４２は、本体１４１に対して揺動可能であるとともに、本体１４１に対して回動可能である。ラインレーザ発光装置１１０が端部１４２に組み付けられ、更に端部１４２が本体１４１に対して揺動及び回動することにより、ラインレーザ発光装置１１０の方位角及び回転角に対する調節を実現可能であり、操作が簡単であり、校正が便利である。

【0064】

本発明の幾つかの実施例において、端部１４２は、本体１４１にボール接続され、本体１４１には、位置制限穴１４８が設けられ、ストッパ部１４７は、クランプボルトである。端部１４２が本体１４１に対して回動することにより、ラインレーザ発光装置１１０の回転角を調整する。ラインレーザ光が水平面に垂直であると、ラインレーザ発光装置１１０の校正を実現可能である。端部１４２の本体１４１に対する揺動位置を調整することにより、ラインレーザ発光装置１１０の方位角を調節可能である。ラインレーザ発光装置１１０から発光されたラインレーザ光を第１カメラ１２０の画角内の適切な位置に存在させることにより、ラインレーザ発光装置１１０及び第１カメラ１２０のデバッグを実現可能である。その後、クランプボルトを用いて位置制限穴１４８を通過させ、端部１４２の本体１４１に対する位置について位置制限固定を行い、端部１４２と本体１４１を固定すればよく、操作が簡単である。理解できるように、本体１４１上の位置制限穴１４８の数は、１つ、２つ又は複数であってもよい。位置制限穴１４８の異なる位置に応じて、異なる数の位置制限穴１４８を開設することにより、端部１４２を本体１４１に対して異なる位置まで回動させると、何れもクランプボルトを位置制限穴１４８を通過させて端部１４２と本体１４１とを固定することができる。クランプボルトは、弾性部材であってもよく、即ち、クランプボルトの端部１４２に当接する一端は、弾性部材であり、弾性を利用して端部１４２と本体１４１とを確実に接続する。理解できるように、端部１４２の球形面には、クランプボルトに係合する位置決め穴が設けられてもよい。このように、クランプボルトが位置制限穴１４８を通過して位置決め穴に係合された後で押圧され、端部１４２と本体１４１との固定接続の信頼性の向上に有利である。

【0065】

本発明の幾つかの実施例において、前記ラインレーザモジュールは、２つのラインレーザ発光装置を備える。このような場合に、ボディ部は、２つの端部を含み、２つの接続部も含み、２つの接続部は、それぞれ２つの端部をボディ部に接続し、前記２つのラインレーザ発光装置は、前記２つの端部にそれぞれ設けられている。前記２つの端部のそれぞれが１つの接続部を介して前記ボディ部に接続される詳細は、上文を参照可能であるため、ここで繰り返し説明しない。

【0066】

本発明の幾つかの実施例において、図９に示すように、ラインレーザ発光装置１１０は、ラインレーザ光発生器１１０１及びレーザ光駆動回路１１０２を備える。ラインレーザ光駆動回路１１０２は、駆動信号を受信可能であり、駆動信号に基づいてラインレーザ光発生器１１０１を駆動してラインレーザ光を発生させる。

【0067】

更に、レーザ光駆動回路１１０２は、増幅回路を含んでもよい。前記増幅回路は、駆動信号を増幅し、増幅後の駆動信号をラインレーザ光発生器１１０１へ送信することでラインレーザ光発生器１１０１を発光させるように構成される。本発明の幾つかの実施形態において、駆動信号は、制御信号及び調節信号を含んでもよい。制御信号によってラインレーザ光発生器１１０１のオン又はオフを制御可能であり、調節信号によってラインレーザ光発生器１１０１で発生されたレーザ光電力を調節可能である。

【0068】

本発明の幾つかの実施例において、図９に示すように、増幅回路は、第１増幅回路１１０２ａ及び第２増幅回路１１０２ｂを含んでもよい。

【0069】

第１増幅回路１１０２ａは、マスタ制御手段００３から送信された制御信号を受信し、制御信号を増幅した後でラインレーザ光発生器１１０１へ送信することにより、ラインレーザ光発生器１１０１のオン及びオフを制御するように構成される。

【0070】

第２増幅回路１１０２ｂは、マスタ制御手段００３から送信された調節信号を受信し、調節信号を増幅した後でラインレーザ光発生器１１０１へ送信することにより、ラインレーザ光発生器１１０１の送信電力を制御するように構成される。

【0071】

第１増幅回路１１０２ａ及び第２増幅回路１１０２ｂの具体的な構造は、ここで特に限定されず、信号増幅機能を実現できればよい。

【0072】

本発明の幾つかの実施例において、図８と図９に示すように、ラインレーザモジュールは、第２画像収集アセンブリ００２を更に備え、第２画像収集アセンブリ００２は、ボディ部１４０に設けられる第２カメラ１３０及び第２画像処理モジュール０２１を含み、第２カメラ１３０は、第２環境画像をキャプチャするように構成される。第２画像収集アセンブリ００２は、マスタ制御手段００３に接続可能であり、マスタ制御手段００３からの操作指令を受信する。例を挙げると、第２カメラ１３０は、自走機器のマスタ制御手段００３に接続され、マスタ制御手段００３は、第２カメラ１３０に対して露光制御を行うことができ、第２カメラ１３０は、前記マスタ制御手段の露光指令に従って第２環境画像を取得し、マスタ制御手段は、第２環境画像に対して分析及び処理を行い、障害物のタイプを認識することができる。

【0073】

本発明の幾つかの実施例において、第１カメラ１２０、第２カメラ１３０及びラインレーザ発光装置１１０は、連携して動作し、第１カメラ１２０で収集された第１環境画像に基づいて障碍物距離情報を認識し、第２カメラ１３０で収集された第２環境画像に基づいて障害物タイプ情報を認識する。したがって、第２カメラ１３０でキャプチャされた第２環境画像に基づいて障害物のタイプを特定可能であり、障害物のタイプに基づいて、機器ボディ２００が障害物回避操作を行う必要があるか否かを特定し、機器ボディ２００が障害物回避操作を行う必要があるときに、第１カメラ１２０とラインレーザ発光装置１１０とが互いに連携して障害物の距離を特定することにより、対応する障害物回避操作を行い、機器ボディ２００が障害物回避操作を行う必要がないときに、前の操作を継続する。これにより、自走機器が誤って障害物回避操作を実行する可能性は、低減される。

【0074】

本発明の幾つかの実施例において、第２環境画像の数は、複数であり、例えば、５００個、１０００個又は要求を満たす他の数である。例えば、第２カメラ１３０の露光周波数を調整することで第２環境画像の数を特定してもよい。マスタ制御手段は、第２カメラ１３０で撮影された複数の第２環境画像に対して画像分割を行い、障害物タイプ情報がマーキングされた分割画像を取得する。その後、分割された分割画像をトレーニング済の障害物モデルに入力してから、分割画像に対して特徴抽出を行い、抽出された特徴情報とトレーニング済の障害物モデルとに対して信頼度マッチングを行い、信頼度マッチング結果に基づいて障害物のタイプを特定する。

【0075】

つまり、本発明の実施例に係るラインレーザモジュールでは、第２カメラ１３０で取得された第２環境画像により、障害物のタイプを特定可能であり、更に、自走機器が障害物のタイプに応じて、障害物回避操作を実行する又は前の操作を実行すると特定することができる。また、障害物回避操作を行う必要があるときに、機器制御モジュールは、第１カメラ１２０とラインレーザ発光装置１１０とが連携して動作するように制御し、第１カメラ１２０で取得された第１環境画像に基づいて障害物とラインレーザモジュール又は機器ボディ２００との間の距離を特定することにより、障害物回避操作を実行する。

【0076】

例えば、第２カメラ１３０でキャプチャされた第２環境画像に基づいて障害物が風船として特定されると、風船の重量が軽いため、駆動システムが機器ボディ２００を駆動して移動させるだけで、風船を移動させることができる。即ち、風船は、清掃ルートへ影響を与えない。したがって、コントローラは、機器ボディ２００が障害物回避操作を実行せず、元の清掃ルートに沿って清掃操作を行うように制御する。このように、風船の所在する位置に対して清掃可能であり、障害物回避の正確性を向上させつつ、清掃範囲の拡大にも有利である。つまり、このような場合に、コントローラは、ラインレーザ発光装置１１０及び第１カメラ１２０を制御して動作させる必要がない。

【0077】

更に例えば、第２カメラ１３０でキャプチャされた第２環境画像に基づいて障害物が椅子として特定されると、椅子の重量が重いため、元の清掃ルートに沿って清掃すれば、機器ボディ２００が椅子に衝突して損傷する可能性がある。即ち、椅子は、清掃ルートへ影響を与える。したがって、機器制御モジュールは、機器ボディ２００が障害物回避操作を行うことで清掃ルートを変更するように制御する。即ち、機器制御モジュールは、ラインレーザ発光装置１１０が動作してラインレーザ光を発光するように制御し、第１カメラ１２０は、椅子から反射された反射光線の第１環境画像をキャプチャし、機器制御モジュールは、第１環境画像に基づいてラインレーザモジュール又は機器ボディ２００から椅子までの距離を特定し、更に当該距離に応じて清掃ルートを再計画することで障害物回避操作を行い、障害物回避効果を向上させる。

【0078】

更に、本発明の実施例において、第２カメラ１３０の数について具体的に限定しない。例えば、第２カメラ１３０は、１つ、２つ、３つ又は要求を満たす他の数であってもよい。理解できるように、第２カメラ１３０は、単眼カメラ又は両眼カメラであってもよい。幾つかの実現可能な実施例において、第１カメラ１２０と第２カメラ１３０は、別々に設置され、又は、第１カメラ１２０と第２カメラ１３０は、カメラユニットを構成してもよい。第１カメラ１２０及び第２カメラ１３０の設置モードについて、本発明では具体的に限定しない。

【0079】

本発明の幾つかの実施例において、前記第１カメラの光軸は、水平方向に下向きに交差し、前記第２カメラの光軸は、水平方向に上向きに交差する。つまり、第１カメラは、清掃すべき表面を上から見下ろす。このように設置するのは、より低い障害物を見るためである。第２カメラは、より多くの空間特徴が見られ且つユーザビデオ体験が向上するように、下から見上げる。前記第１カメラの光軸と水平方向との角度は、７度であり、前記第２カメラの光軸と水平方向との角度は、５度である。つまり、第２カメラは、下から見上げる。このように、より多くの空間特徴を見ることができ、ユーザビデオ体験を向上させる。

【0080】

本発明の幾つかの実施例において、ボディ部は、第１端、第２端、及び、第１端と前記第２端とを接続する接続部を含んでもよく、前記ラインレーザモジュールは、第１端と第２端とにそれぞれ設けられる２つのレーザ発光装置を含み、第１カメラと第２カメラは、前記接続部に設けられている。

【0081】

本発明の幾つかの実施例において、第１カメラ１２０は、モノクロカメラ、即ち赤外カメラであり、モノクロカメラの前方には、第１フィルタレンズが設けられ、第１フィルタレンズは、赤外光のみの通過を許容する赤外レンズであってもよい。理解できるように、第１カメラ１２０と連携動作するラインレーザ発光装置１１０は、赤外レーザ光を発光する赤外レーザ管である。第２カメラ１３０は、ＲＧＢカメラであり、ＲＧＢカメラの前方には、第２フィルタレンズが設けられ、第２フィルタレンズは、可視光レンズであり、例えば、可視レンズは、可視光のみの通過を許容する白色光レンズである。理解できるように、第１カメラ１２０と第２カメラ１３０は、要求を満たす他の構造であってもよく、本発明では具体的に限定しない。

【0082】

本発明の幾つかの実施例において、第１カメラ１２０と第２カメラ１３０は、水平方向に沿って並列に配置され、即ち、第１カメラと第２カメラ１３０は、左右に分布され、例えば、第１カメラ１２０は、第２カメラ１３０の左側に位置し、又は、第１カメラ１２０は、第２カメラ１３０の右側に位置する。当該構造により、ラインレーザモジュールの鉛直方向の距離の減少に有利であり、鉛直方向サイズの小さい機器ボディ２００に適用可能であり、製品の使用範囲を拡大する。理解できるように、このような場合に、ラインレーザ発光装置１１０は、第１カメラ１２０と第２カメラ１３０の両側に分布され、即ち、第１カメラ１２０と第２カメラ１３０は、両側のラインレーザ発光装置１１０の間に位置する。

【0083】

本発明の幾つかの実施例において、第１カメラ１２０と第２カメラ１３０は、鉛直方向に沿って並列に配置され、即ち、第１カメラと第２カメラ１３０は、上下に分布され、例えば、第１カメラ１２０は、第２カメラ１３０の上方に位置し、又は、第１カメラ１２０は、第２カメラ１３０の下方に位置する。当該構造により、ラインレーザモジュールの水平方向の距離の減少に有利であり、水平方向サイズの小さい機器ボディ２００に適用可能であり、製品の使用範囲を拡大する。理解できるように、このような場合に、ラインレーザ発光装置１１０は、第１カメラ１２０と第２カメラ１３０の両側に分布され、即ち、第１カメラ１２０と第２カメラ１３０は、両側のラインレーザ発光装置１１０の間に位置する。

【0084】

更に、ボディ部１４０は、本体１４１と、本体１４１の両側に位置する端部１４２とを含み、第１カメラ１２０と第２カメラ１３０は、本体１４１に取り付けられ、ラインレーザ発光装置１１０は、端部１４２に取り付けられている。ラインレーザ発光装置１１０が端部１４２に可動接続され、且つ端部１４２に対して回転及び揺動可能であることにより、ラインレーザ光の回転角及び方位角を調節することができる。

【0085】

本発明の幾つかの実施例において、図９に示すように、第２画像処理モジュール０２１は、特徴抽出モジュール０２１１及び認識モジュール０２１２を含んでもよい。

【0086】

特徴抽出モジュール０２１１は、第２環境画像に対して特徴抽出を行って特徴情報を取得するように構成され、且つ、認識モジュール０２１２は、特徴情報を障害物認識モデルに入力することにより、障害物タイプ情報を認識するように構成される。

【0087】

例を挙げると、第２環境画像における、一定の条件を満たす画素の階調情報及び位置情報を特徴情報としてもよい。例えば、特徴抽出モジュール０２１１を介して第２環境画像に対して前処理を行ってもよく、例えば、第２環境画像に対して二値化等を行ってもよい。その後、前処理後の第２環境画像における各画素の階調情報及び位置情報を取得する。予め設定された階調範囲を各画素の階調情報と照合し、階調範囲内に位置する階調情報と対応する画素の位置情報とを特徴情報として取得する。

【0088】

無論、他の方式によって第２環境画像から特徴情報を抽出してもよく、ここで特に限定しない。

【0089】

障害物認識モデルは、事前の障害物画像のサンプルトレーニングによって取得されることができ、ニューラルネットワークであってもよく、分類器又は他のモデルであってもよく、特徴情報に基づいて第２環境画像に障害物が存在するか否かを判断できればよい。障害物認識モデルのトレーニング方法、及び障害物が存在するか否かを判断する具体的な動作過程は、ここで特に限定されない。本発明における障害物は、紙粉、書籍、テーブル脚、ドア、冷蔵庫、カーテン等であってもよく、ここで一々挙げない。

【0090】

認識モジュール０２１２は、第２環境画像に障害物が存在すると判断されたときに、特徴情報を障害物分類モデルに入力して障害物タイプ情報を認識してもよい。

【0091】

障害物分類モデルは、事前の障害物分類のサンプルトレーニングによって取得されることができ、ニューラルネットワークであってもよく、分類器又は他のモデルであってもよく、特徴情報に基づいて障害物のタイプを判断できればよい。障害物認識モデルのトレーニング方法、及び障害物のタイプを判断する具体的な動作過程は、ここで特に限定されない。それ相応に、第２画像処理モジュール０２１は、収集されたトレーニングデータを用いて障害物認識モデルを生成するように構成されるトレーニングモジュール０２１３を更に含む。

【0092】

障害物タイプ情報は、障害物が清掃される必要があるか否か且つ通過可能であるか否かを示す。本発明では、障害物のサイズに応じて障害物を３種のタイプに分けてもよい。例を挙げると、
第１種は、通過可能であり且つ清掃できる障害物、例えば、紙粉等である。

【0093】

第２種は、通過不可能であるが清掃される必要がある障害物、例えば、書籍等である。

【0094】

第３種は、通過不可能でありながら清掃される必要もない障害物、例えば、ドア、壁、テーブル脚等である。本発明の幾つかの実施例において、第１環境画像と第２環境画像とのうちの一方の環境画像のみに障害物が検出された場合に、認識結果は、障害物が存在しないこととなる。例えば、第１環境画像に障碍物距離情報が検出されておらず、又は第２環境画像に障害物タイプ情報が検出されていない場合に、障害物が存在しないと判断する。

【0095】

第１環境画像と第２環境画像との何れにも障害物が存在する場合に、認識結果は、障害物が存在することとなり、その際、第２環境画像に基づいて障害物のタイプを判断してもよい。例えば、障碍物距離情報が受信され、且つ障害物タイプ情報から、障害物が存在すると判断される。

【0096】

第１種の障害物について、機器制御モジュールは、自走機器が現在移動経路に従って移動し続け、障害物を清掃するように制御してもよい。

【0097】

第２種及び第３種の障害物について、障碍物距離情報から得られた障害物の位置情報に基づいて、機器制御モジュールを介して自走機器のステアリング距離情報、ステアリング方向情報及びステアリング角度情報を特定可能であるため、移動ルートを再計画し、即ち、障害物回避ルートを計画し、自走機器が障害物回避ルート従って障害物回避操作を実行するように制御し、それによって清掃不可能な障害物を回避する。

【0098】

更に、本発明の幾つかの実施形態において、自走機器は、注意喚起装置を備えてもよい。当該注意喚起装置は、機器制御モジュールに接続されてもよく、機器制御モジュールは、注意喚起装置が発声と発光とのうちの少なくとも１種の方式によってアラームを発するように制御してもよい。第２種の障害物について、移動ルートを再計画する上記方式によって障害物回避を行うことができるだけでなく、注意喚起装置を介して報知音を発することができるため、障害物回避を行うとともに、ユーザに対して自走機器で清掃できない障害物をタイムリーに洗浄するようリマインドする。

【0099】

本発明が上記実施例で説明されたが、上記実施例が単に例示及び説明の目的のためであり、本発明を記述された実施例の範囲内に制限することを意図しないことは、理解されるべきである。また、当業者であれば理解できるように、本発明が上記実施例に限定されず、本発明の示唆からより多くの変形及び修正を行うことができ、これらの変形及び修正は、何れも本発明の保護請求する範囲内に含まれる。本発明の保護範囲は、付属する特許請求の範囲及びその均等な範囲によって規定される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】