(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-01-20
(54)【発明の名称】自己移動機器及びその測距方法
(51)【国際特許分類】
G05D 1/02 20200101AFI20230113BHJP
G01S 7/481 20060101ALI20230113BHJP
【ＦＩ】
G05D1/02 H
G01S7/481 Z
G05D1/02 S
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022542773
(86)(22)【出願日】2020-11-28
(85)【翻訳文提出日】2022-07-12
(86)【国際出願番号】 CN2020132523
(87)【国際公開番号】W WO2021147511
(87)【国際公開日】2021-07-29
(31)【優先権主張番号】202010069251.0
(32)【優先日】2020-01-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】520441349
【氏名又は名称】追▲べき▼創新科技（蘇州）有限公司
【氏名又は名称原語表記】Ｄｒｅａｍｅ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （Ｓｕｚｈｏｕ） Ｃｏ．， Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】Ｂｌｄｇ． Ｅ３， Ｓｈａｎｇｊｉｎｗａｎ Ｈｅａｄｑｕａｒｔｅｒｓ Ｅｃｏｎｏｍｉｃ Ｐａｒｋ， ２２８８ Ｗｕｚｈｏｎｇ Ａｖｅ．， Ｙｕｅｘｉ Ｓｔ．， Ｗｕｚｈｏｎｇ Ｄｉｓｔ．， Ｓｕｚｈｏｕ Ｃｉｔｙ， Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｃｈｉｎａ
(74)【代理人】
【識別番号】110002262
【氏名又は名称】ＴＲＹ国際弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】孫 佳佳
【テーマコード（参考）】
5H301
5J084
【Ｆターム（参考）】
5H301AA01
5H301AA10
5H301BB01
5H301BB11
5H301BB14
5H301CC03
5H301CC06
5H301CC10
5H301DD01
5H301DD16
5H301GG08
5H301GG19
5H301GG23
5H301LL01
5H301LL06
5H301LL11
5J084AA05
5J084AC07
5J084BA05
5J084BA08
5J084BA20
5J084EA22
(57)【要約】
本出願は、自己移動機器及びその測距方法に関する。この自己移動機器は、車体（１）と、車体（１）上に配置された走行アセンブリと、車体（１）内に配置された制御システムとを含む。自己移動機器は、車体（１）上に配置された光学受信装置（２）及び少なくとも２つの光学発射装置（３）をさらに含む。少なくとも２つの光学発射装置（３）から発射される発射光線の経路は異なる。光学受信装置（２）は、少なくとも１つの光学発射装置（３）から放出される発射光線が障害物に当たった後に形成される反射光線を受信することができる。該自己移動機器及び測距方法は、異なる経路で発射できる発射光線を採用することにより、障害物に近づくにつれて受信される発射光線の面積が大きくなり、発射光線が鏡面反射と拡散反射によって重ね合わされるので、受信される光の強度が増加し、それにより、異なる反射率の障害物のフィードバック距離が一致しない問題を低減する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
自己移動機器であって、車体と、前記車体上に配置された走行アセンブリと、前記車体内に配置された制御システムとを含み、前記自己移動機器は、前記車体上に配置された光学受信装置及び少なくとも２つの光学発射装置をさらに含み、前記少なくとも２つの光学発射装置から発射される発射光線の経路は異なり、前記光学受信装置は、少なくとも１つの前記光学発射装置から放出される発射光線が障害物に当たった後に形成される反射光線を受信することができる、ことを特徴とする自己移動機器。
【請求項2】
各前記光学発射装置によって発射される発射光線は、前記光学受信装置の中心線と夾角θを形成し、前記夾角は０°より大きい、ことを特徴とする請求項１に記載の自己移動機器。
【請求項3】
隣接する２つの前記光学発射装置のうち、前記光学受信装置から比較的遠い光学発射装置は、前記光学受信装置の中心線と第１夾角を形成し、前記光学受信装置に比較的近い光学発射装置は、前記光学受信装置の中心線と第２夾角を形成し、前記第１夾角は第２夾角よりも小さい、ことを特徴とする請求項２に記載の自己移動機器。
【請求項4】
前記少なくとも２つの光学発射装置は、前記光学受信装置の同じ側に配置される、ことを特徴とする請求項２に記載の自己移動機器。
【請求項5】
前記少なくとも２つの前記光学発射装置から放出される発射光線の方向は、前記光学受信装置の中心線に向かってずれている、ことを特徴とする請求項２に記載の自己移動機器。
【請求項6】
前記少なくとも２つの光学発射装置及び光学受信装置は、一列に配置される、ことを特徴とする請求項３、４又は５に記載の自己移動機器。
【請求項7】
前記光学受信装置及び光学発射装置の検出範囲は、２ｃｍ以内である、ことを特徴とする請求項１に記載の自己移動機器。
【請求項8】
前記少なくとも２つの光学発射装置及び光学受信装置は、１つの光モジュール内に集積される、ことを特徴とする請求項１に記載の自己移動機器。
【請求項9】
少なくとも２つの光学発射装置から異なる発射経路の発射光線を発射するステップと、光学受信装置によって、前記光学発射装置から放出される発射光線が障害物に当たった後に形成される少なくとも１つの反射光線を受信するステップと、
を含む、ことを特徴とする自己移動機器の測距方法。
【請求項10】
各前記光学発射装置から発射される発射光線は、前記光学受信装置の中心線と夾角θを形成し、前記夾角は０°より大きい、ことを特徴とする請求項９に記載の自己移動機器の測距方法。
【請求項11】
自己移動機器であって、車体と、車体上に配置された走行アセンブリと、車体内に配置された制御システムとを含み、前記車体の前部には、光学発生装置及び少なくとも２つの光学発射装置が設けられ、前記少なくとも２つの光学発射装置は並列に配置され、前記光学受信装置から比較的遠い光学発射装置は、前記光学受信装置の中心線と第１夾角を形成し、前記光学受信装置に比較的近い光学発射装置は、前記光学受信装置の中心線と第２夾角を形成し、前記第１夾角は前記第２夾角よりも小さく、前記自己移動機器が障害物に近いほど、前記光学受信装置が受信する発射光線の面積が大きくなる、ことを特徴とする自己移動機器。
【請求項12】
前記光学発射装置は２つあり、前記光学受信装置から離れた光学発射装置から放出される発射光線が障害物に当たった後に形成される反射光線は、前記光学受信装置の中心線と重なる、ことを特徴とする請求項１１に記載の自己移動機器。
【請求項13】
前記少なくとも２つの前記光学発射装置は、前記光学受信装置の同じ側に位置し、前記少なくとも２つの前記光学発生装置によって放出される発射光線の方向は、前記光学受信装置の中心線に向かってずれている、ことを特徴とする請求項１１に記載の自己移動機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、自己移動機器及びその測距方法に関する。
【背景技術】
【0002】
掃除機などの自己移動機器は、反射率の低い障害物（黒い障害物など）の距離情報を検出することができないため、自己移動機器は、このタイプの障害物を迂回できず、衝突が発生する。
【0003】
現在、掃除機の測距センサは、単一の構造とシンプルな機能を備えており、反射率の高い障害物のみを迂回でき、反射率の低い障害物を直接衝突するため、ユーザ体験に深刻な影響を及ぼす。測距精度の激光センサは、コストが高く、普及が容易ではない。
【発明の概要】
【0004】
本出願の目的は、自己移動機器及びその測距方法を提供することである。
【0005】
上記の目的を達成するために、本出願は以下の技術的解決策を提供する。
第１態様では、自己移動機器を提供する。自己移動機器は、車体と、前記車体上に配置された走行アセンブリと、前記車体内に配置された制御システムとを含む。前記自己移動機器は、前記車体上に配置された光学受信装置及び少なくとも２つの光学発射装置をさらに含む。前記少なくとも２つの光学発射装置から発射される発射光線の経路は異なる。前記光学受信装置は、前記光学発射装置から放出される発射光線が障害物に当たった後に形成される少なくとも１つの反射光線を受信することができる。
第１態様では、自己移動機器を提供する。自己移動機器は、車体と、前記車体上に配置された走行アセンブリと、前記車体内に配置された制御システムとを含む。前記自己移動機器は、前記車体上に配置された光学受信装置及び少なくとも２つの光学発射装置をさらに含む。前記少なくとも２つの光学発射装置から発射される発射光線の経路は異なる。前記光学受信装置は、前記光学発射装置から放出される発射光線が障害物に当たった後に形成される少なくとも１つの反射光線を受信することができる。
【0006】
さらに、各前記光学発射装置から発射される発射光線は、光学受信装置の中心線と夾角θを形成し、前記夾角は０°より大きい。
【0007】
さらに、隣接する２つの前記光学発射装置のうち、前記光学受信装置から比較的遠い光学発射装置は、前記光学受信装置の中心線と第１夾角を形成し、前記光学受信装置に比較的近い光学発射装置は、前記光学受信装置の中心線と第２夾角を形成し、前記第１夾角は第２夾角よりも小さい。
【0008】
さらに、前記少なくとも２つの光学発射装置は、前記光学受信装置の同じ側に配置される。
【0009】
さらに、前記少なくとも２つの前記光学発射装置から放出される発射光線の方向は、前記光学受信装置の中心線に向かってずれている。
【0010】
さらに、前記少なくとも２つの光学発射装置及び光学受信装置は、一列に配置される。
【0011】
さらに、前記光学受信装置及び光学発射装置の検出範囲は、２ｃｍ以内である。
【0012】
さらに、前記少なくとも２つの光学発射装置及び光学受信装置は、１つの光モジュール内に集積される。
【0013】
第２態様では、自己移動機器の測距方法を提供する。この方法は、
少なくとも２つの光学発射装置から異なる発射経路の発射光線を発射するステップと、
光学受信装置によって、前記光学発射装置から放出される発射光線が障害物に当たった後に形成される少なくとも１つの反射光線を受信するステップと、を含む。
少なくとも２つの光学発射装置から異なる発射経路の発射光線を発射するステップと、
光学受信装置によって、前記光学発射装置から放出される発射光線が障害物に当たった後に形成される少なくとも１つの反射光線を受信するステップと、を含む。
【0014】
さらに、各前記光学発射装置から発射される発射光線は、光学受信装置の中心線と夾角θを形成し、前記夾角は０°より大きい。
【0015】
本出願の有益な効果は次のとおりである。本出願の自己移動機器及び測距方法は、異なる経路で発射できる発射光線を採用することにより、障害物に近づくにつれて受信される発射光線の面積が大きくなり、発射光線が鏡面反射と拡散反射によって重ね合わされるので、受信される光の強度が増加し、それにより、異なる反射率の障害物のフィードバック距離が一致しない問題を低減する。その結果、反射率の低い障害物を効果的に検出して、反射率の低い障害物への迂回を実現することができる。
上述の説明は、本願の技術的解決策の概要に過ぎない。本願の技術的手段をより明確に理解し、明細書の内容に従ってそれらを実施するために、本願の好ましい実施例及び添付の図面を参照しながら、以下で詳しく説明する。
上述の説明は、本願の技術的解決策の概要に過ぎない。本願の技術的手段をより明確に理解し、明細書の内容に従ってそれらを実施するために、本願の好ましい実施例及び添付の図面を参照しながら、以下で詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本出願の一実施例で示される自己移動機器の構造模式図である。
【図2】本出願の一実施例で示される自己移動機器の測距方法のフローチャートである。
【図3】本出願の一実施例で示される自己移動機器が障害物に遭遇するときの反射模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、添付の図面及び実施例を参照しながら、本願の具体的な実施形態をさらに詳細に説明する。以下の実施例は、本願を説明するためのものであり、本願の範囲を制限するものではない。
【0018】
まず、本出願に関連する幾つかの用語を紹介する。
【0019】
自己移動機器は、例えば、掃除ロボット、床拭きロボット、除塵ロボット、障害物除去ロボット、草刈りロボット、及び描画ロボットなどであり得る。幾つかの実施例では、実施中に、自己移動装置に経路計画システムを設けることができ、自己移動装置は、システムによって設定された経路に従って移動して、掃除、除塵、拭き取り、描画などの操作を実行する。自己移動機器には、自己移動機器と障害物との間の距離を測定するための測距ユニットがさらに設けられる。自己移動機器は、作業中に必然的に障害物と衝突する。自己移動機器は、インテリジェント端末と接続され、ユーザがインテリジェント端末を使用して送信した操作指示を、無線通信モジュールにより受信するように、ＷＩＦＩモジュールやブルートゥース(登録商標)モジュールなどの無線通信モジュールをさらに備えることができる。
【0020】
赤外線受信機などの光学受信装置は、光信号を受信するために使用される。
【0021】
赤外線発射機などの光学発射装置は、光信号を送信するために使用される。
【0022】
本出願の自己移動機器は、例として掃除ロボットである。本出願の測距方法は、自己移動機器が走行中に、障害物の存在を感知することを実現する。該測距方法はまた、自己移動制御を実現できる他の自己移動機器にも使用でき、自己移動機器への用途は特に限定されない。
【0023】
図１を参照されたい。本出願の実施例により提供される掃除ロボット１０は、車体１と、車体１上に配置された走行アセンブリ（図示せず）と、車体１内に配置された制御システム（図示せず）と、車体１上に配置された光学受信装置２及び少なくとも２つの光学発射装置３とを含む。少なくとも２つの光学発射装置３から発射される発射光線の経路は異なる。光学受信装置２は、光学発射装置３から放出される発射光線が障害物に当たった後に形成される少なくとも１つの反射光線を受信することができる。本実施例では、光学受信装置２及び光学発射装置３は、車体の上面に配置される。制御システムは、光学受信装置２及び光学発射装置３に信号接続される。制御システムは、光学発射装置３を制御して発射光線（発光信号）を放出する。光学受信装置２は、発射光線（受光信号）を受信した後に、この発射光線を受光信号に変換して制御システムに送信する。制御システムは、掃除ロボット１０と障害物との間の距離を分析し算出する。その後、制御システムは、掃除ロボットがプリセットの動作を実行するように制御する。当然のことながら、他の実施形態では、光学受信装置２は、発射光線を受信した後に、掃除ロボットと障害物との間の距離を独立して分析して算出し、次に、結果を制御システムに送信してもよい。
【0024】
オプションで、各光学発射装置３から発射される発射光線は、光学受信装置２の中心線と夾角θを形成し、夾角は０°より大きい。
【0025】
オプションで、隣接する２つの光学発射装置３のうち、光学受信装置２から比較的遠い光学発射装置３は、光学受信装置２の中心線と第１夾角を形成し、光学受信装置に比較的近い光学発射装置３は、光学受信装置２の中心線と第２夾角を形成し、第１夾角は第２夾角よりも小さい。
【0026】
オプションで、少なくとも２つの光学発射装置３は、光学受信装置２の同じ側に配置される。
【0027】
オプションで、少なくとも２つの光学発射装置３から放出される発射光線の方向は、光学受信装置２の中心線に向かってずれている。
【0028】
オプションで、少なくとも２つの光学発射装置３及び光学受信装置２は、一列に配置される。
オプションで、光学受信装置２及び光学発射装置３の検出範囲は、２ｃｍ以内である。
オプションで、光学受信装置２及び光学発射装置３の検出範囲は、２ｃｍ以内である。
【0029】
オプションで、少なくとも２つの光学発射装置３及び光学受信装置２は、１つの光モジュール内に集積される。
【0030】
図１と併せて図２を参照されたい。本出願の掃除ロボット１０の測距方法は、
Ｓ１、少なくとも２つの光学発射装置３から異なる発射経路の発射光線を発射するステップと、
Ｓ２、光学受信装置２によって、少なくとも１つの光学発射装置３から放出される発射光線が障害物に当たった後に形成される反射光線を受信するステップと、を含む。
Ｓ１、少なくとも２つの光学発射装置３から異なる発射経路の発射光線を発射するステップと、
Ｓ２、光学受信装置２によって、少なくとも１つの光学発射装置３から放出される発射光線が障害物に当たった後に形成される反射光線を受信するステップと、を含む。
【0031】
オプションで、各光学発射装置３から発射される発射光線は、光学受信装置２の中心線と夾角θを形成し、夾角は０°より大きい。隣接する２つの光学発射装置３のうち、光学受信装置２から比較的遠い光学発射装置３は、光学受信装置２の中心線と第１夾角を形成し、光学受信装置に比較的近い光学発射装置３は、光学受信装置２の中心線と第２夾角を形成し、第１夾角は第２夾角よりも小さい。
【0032】
要約すると、掃除ロボット１０及びその測距方法は、異なる経路で発射できる発射光線を採用することにより、障害物に近づくにつれて受信される発射光線の面積が大きくなり、発射光線が鏡面反射と拡散反射によって重ね合わされるので、受信される光の強度が増加し、それにより、異なる反射率の障害物のフィードバック距離が一致しない問題を低減する。その結果、反射率の低い障害物を効果的に検出して、反射率の低い障害物への迂回を実現することができ、且つ迂回距離を一定にすることができる。
【0033】
下記では、具体的な実施形態で、本発明を説明する。図１を参照されたい。本実施例では、光学発射装置３の数は、第１光学発射装置３１と第２光学発射装置３２の２つに選択され、光学受信装置２の数は１つである。第１光学発射装置３１及び第２光学発射装置３２から発射される発射光線の経路は異なるが、両方とも光学受信装置２に偏っている。第１光学発射装置３１及び第２光学発射装置３２は、光学受信装置２の同じ側に配置される。第１光学発射装置３１、第２光学発射装置３２及び光学受信装置２は、一列に配置される。第１光学発射装置３１は、第２光学発射装置３２よりも光学受信装置２から離れて配置される。図１の方向を例にとると、図１の矢印ａの方向は左右方向であり、矢印ｂの方向は掃除ロボット１０の移動方向であり、前後方向と定義される。
【0034】
第１光学発射装置３１は、光学受信装置２の中心線と０°より大きい第１夾角θ１を形成し、第２光学発射装置３２は、光学受信装置２の中心線と０°より大きい第２夾角θ２を形成し、第１夾角θ１は第２夾角θ２よりも小さい。なお、図１において点線ｘは光学受信装置２の中心線を表しており、本実施例では、光学受信装置２が受信した反射光線は、第１光学発射装置３１から放出される発射光線が障害物に当たった後に形成される反射光線であるため、図１において、中心線は、第１光学発射装置３１の反射線と重なっている。
【0035】
上記実施例の各技術的特徴は任意に組み合わせることができ、記述を簡潔にするために、上記実施例における各技術的特徴のすべての可能な組合せを記述していないが、これらの技術的特徴の組合せは矛盾しない限り、本明細書に記載されている範囲に属すると考えられる。
【0036】
以上の実施例は本願の幾つかの実施形態のみを詳細且つ具体的に示しているが、本発明の保護範囲を限定するものではないと理解すべきである。当業者にとって、本出願の創造的構想から逸脱しない前提で、幾つかの変形や改善を行うことができ、これらはすべて本出願の保護範囲に属するべきであると理解しなければならない。従って、本出願の保護範囲は、特許請求の範囲に指定された内容を基準とする。
【図1】
【図2】
【図3】
【手続補正書】
【提出日】2022-07-12
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
自己移動機器であって、車体と、前記車体上に配置された走行アセンブリと、前記車体内に配置された制御システムとを含み、前記自己移動機器は、前記車体上に配置された光学受信装置及び少なくとも２つの光学発射装置をさらに含み、前記少なくとも２つの光学発射装置から発射される発射光線の経路は異なり、前記光学受信装置は、少なくとも１つの前記光学発射装置から放出される発射光線が障害物に当たった後に形成される反射光線を受信することができる、ことを特徴とする自己移動機器。
【請求項2】
各前記光学発射装置によって発射される発射光線は、前記光学受信装置の中心線と夾角θを形成し、前記夾角は０°より大きい、ことを特徴とする請求項１に記載の自己移動機器。
【請求項3】
隣接する２つの前記光学発射装置のうち、前記光学受信装置から比較的遠い光学発射装置は、前記光学受信装置の中心線と第１夾角を形成し、前記光学受信装置に比較的近い光学発射装置は、前記光学受信装置の中心線と第２夾角を形成し、前記第１夾角は第２夾角よりも小さい、ことを特徴とする請求項２に記載の自己移動機器。
【請求項4】
前記少なくとも２つの光学発射装置は、前記光学受信装置の同じ側に配置される、ことを特徴とする請求項２に記載の自己移動機器。
【請求項5】
前記少なくとも２つの前記光学発射装置から放出される発射光線の方向は、前記光学受信装置の中心線に向かってずれている、ことを特徴とする請求項２に記載の自己移動機器。
【請求項6】
前記少なくとも２つの光学発射装置及び光学受信装置は、一列に配置される、ことを特徴とする請求項３、４又は５に記載の自己移動機器。
【請求項7】
前記光学受信装置及び光学発射装置の検出範囲は、２ｃｍ以内であり、及び/または、前記少なくとも２つの光学発射装置及び光学受信装置は、１つの光モジュール内に集積される、ことを特徴とする請求項１に記載の自己移動機器。
【請求項8】
少なくとも２つの光学発射装置から異なる発射経路の発射光線を発射するステップと、光学受信装置によって、前記光学発射装置から放出される発射光線が障害物に当たった後に形成される少なくとも１つの反射光線を受信するステップと、
を含む、ことを特徴とする自己移動機器の測距方法。
【請求項9】
自己移動機器であって、車体と、車体上に配置された走行アセンブリと、車体内に配置された制御システムとを含み、前記車体の前部には、光学発生装置及び少なくとも２つの光学発射装置が設けられ、前記少なくとも２つの光学発射装置は並列に配置され、前記光学受信装置から比較的遠い光学発射装置は、前記光学受信装置の中心線と第１夾角を形成し、前記光学受信装置に比較的近い光学発射装置は、前記光学受信装置の中心線と第２夾角を形成し、前記第１夾角は前記第２夾角よりも小さく、前記自己移動機器が障害物に近いほど、前記光学受信装置が受信する反射光線の面積が大きくなる、ことを特徴とする自己移動機器。
【請求項10】
前記少なくとも２つの前記光学発射装置は、前記光学受信装置の同じ側に位置し、前記少なくとも２つの前記光学発生装置によって放出される発射光線の方向は、前記光学受信装置の中心線に向かってずれている、ことを特徴とする請求項９に記載の自己移動機器。
【国際調査報告】