[发明专利]可增加台阶距离判断精度的移动机器人

说明书

一种包含投射光源、图像传感器以及处理单元的移动机器人。所述投射光源朝向行进方向投射垂直光线段。所述图像传感器朝向所述行进方向获取包含所述垂直光线段相关的光线段图像的图像帧。所述处理单元根据所述图像帧计算台阶距离及线段特征、根据所述线段特征输出旗标信号表示所计算的台阶距离是否可信并在计算台阶距离时进行像素内差以增加判断精度。

技术领域

本发明有关一种移动机器人，更特别有关一种即使在不平整的行进表面仍能正确判断台阶距离并通过像素内插提高判断精度的移动机器人。

背景技术

清洁机器人已成为智慧家庭的众多家电制品中的重要产品之一。运作时，清洁机器人可通过判断各种障碍物的距离以建立工作地图。

在使用图像传感器做为检测手段的清洁机器人中，除了磁砖或木板地面等平整地面，清洁机器人还会行进于其他特殊表面，例如长毛地毯。这种操作环境下，当根据图像传感器获取的图像帧判断行进前方的台阶距离时，就时常会出现误判断的情形。因此，可能无法正确绘制出完整的工作地图。

此外，为了降低整体成本，可选择使用低分辨率的图像传感器获取图像帧来判断距离，但如此会导致输出距离值出现跳动的情形。虽然通过使用高分辨率的图像传感器则可解决此问题，但如此又背离了节省成本的目的。

有鉴于此，有需要提出一种可适用于不平整的行进表面并可使用低分辨率图像传感器的移动机器人。

发明内容

本发明提供一种适用于不平整行进表面的移动机器人，其可判断所获取的图像帧中的光线段图像是否出现宽度太宽或断线的情形并据以选择适合的距离判断方法，藉以增加移动机器人的可适用表面。

本发明还提供一种可通过只要在所获取的图像帧中的一部分区域进行像素内插即可提升判断精度的移动机器人。

本发明提供一种包含投射光源、图像传感器以及第一处理单元的移动机器人。所述投射光源用于朝向行进方向投射垂直光线段。所述图像传感器用于获取包含所述垂直光线段相关的光线段图像的图像帧。所述第一处理单元用于根据所述图像帧中的所述光线段图像计算图像特征，并根据所述图像特征输出旗标信号表示所述图像帧的可信度。

本发明还提供一种包含投射光源、图像传感器以及第一处理单元的移动机器人。所述投射光源用于朝向行进方向投射垂直光线段。所述图像传感器用于获取包含所述垂直光线段相关的光线段图像的图像帧。所述第一处理单元用于根据所述图像帧中的所述光线段图像计算图像特征及台阶距离，及输出所述台阶距离及表示所述台阶距离的可信度的旗标信号。

本发明还提供一种包含存储、投射光源、图像传感器以及处理单元的移动机器人。所述存储用于储存灰阶阈值。所述投射光源用于朝向行进方向投射垂直光线段。所述图像传感器用于获取包含所述垂直光线段相关的光线段图像的图像帧。所述处理单元用于计算所述图像帧的多个像素列的每个像素列的灰阶值总和，判断所述灰阶值总和最接近所述灰阶阈值的两个像素位置，对所述两个像素列及最接近所述灰阶阈值的两个像素行进行像素内插，及根据内插后的次像素列位置对应的线段高度计算目前台阶距离。

本发明还提供一种包含投射光源、图像传感器、第二传感器以及处理单元的移动机器人。所述投射光源用于朝向行进方向投射光条纹。所述图像传感器用于获取包含所述光条纹相关的光条纹图像的图像帧。所述处理单元用于根据所述图像帧中的所述光条纹图像计算图像特征。所述移动机器人用于当所述图像特征不介于预定范围内时，利用所述第二传感器检测所述行进方向上的区域。

一种实施方式中，所述预定范围是指所述光条纹图像的宽度范围和/或所述光条纹图像的低点数目的范围。所述行进方向上的区域根据所述第二传感器的检测范围决定。当所述图像传感器正在撷取所述图像帧时，所述第二传感器开启或关闭。当所述移动机器人使用所述第二传感器检测时，所述图像传感器开启或关闭。