[发明专利]一种空心保护罩激光雷达、避障方法及其应用

说明书

本发明公开了一种空心保护罩激光雷达、避障方法及其应用，包括均安装在机器人本体上的激光发生组件和激光接收组件，其特征在于：所述激光发生组件发出环绕机器人本体的环形激光网L，所述激光接收组件包括平行设置的镜面一和镜面二，所述镜面一和镜面二之间安装有摄像头，所述摄像头位于机器人本体的中轴上，所述镜面二面积小于镜面一，本发明提供了一种全新的探测避障方式，利用光的反射原理，再配合镜面一和镜面二一并使用，有效解决了激光雷达下视角小和被机器人本身结构阻挡而导致的探测失效的问题，真正实现机器人在狭小空间360°无死角上下探测，并且结构原理简单，成本低廉。

技术领域

本发明属于激光雷达技术领域，具体是一种空心保护罩激光雷达、避障方法及其应用。

背景技术

目前送餐机器人，服务机器人，工业AGV，机床人体保护器等一般是采用超声波，红外线，激光雷达来进行障碍物检测，这些技术在机器人近距离的范围内存在检测盲区和死角，没有办法进行全方位上下保护，特别是在送餐机器人，服务机器人，仓库机器人，其形状又高又细，活动的空间小，目前只能在其部分高度范围进行障碍物检测，没有办法进行全方位上下保护，即使使用360°的激光雷达，但是其下视角度小，而且其视觉容易被其本身的机械结构遮挡，没有办法在小的空间全方位检测到障碍物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空心保护罩激光雷达、避障方法及其应用，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种空心保护罩激光雷达，包括均安装在机器人本体上的激光发生组件和激光接收组件，其特征在于：所述激光发生组件发出环绕机器人本体的环形激光网L，所述激光接收组件包括平行设置的镜面一和镜面二，所述镜面一和镜面二之间安装有摄像头，所述摄像头位于机器人本体的中轴上，所述镜面二面积小于镜面一。

进一步的技术方案，所述激光发生组件位于激光接收组件的上方或下方。

进一步的技术方案，激光发生组件包括若干线激光发射器，围绕机器人本体均匀分布，若干线激光发射器斜向下所发出的激光共同形成环形激光网L。

进一步的技术方案，所述激光发生组件包括位于机器人本体中轴上的一个点激光发射器，所述点激光发射器上方设有反射罩，所述反射罩对应点激光发射器位置设有反射锥，所述点激光发射器向反射锥发出点激光，经反射锥反射后形成一个环状激光网L'，环状激光网L'再经反射罩的反射形成环绕机器人本体的环形激光网L。

进一步的技术方案，所述镜面一面积大于机器人本体上端面积。

进一步的技术方案，环形激光网L与地面的夹角为60°-80°。

一种激光雷达避障方法，包括上述激光雷达，具体步骤如下；

第一步，通过激光发生组件斜向下发出用于探测障碍物的环形激光网L；

第二步，环形激光网L照射到障碍物后，会在障碍物表面形成激光点A和漫反射激光L1；

第三步，漫反射激光L1先会照射到镜面一上，之后经过镜面一和镜面二多次反射而形成反射光路L2、L3、L4.....Ln，最终反射激光Ln会被摄像头捕捉，而在摄像头内形成一个像素坐标B；

第四步，B点可以通过图像处理器计算得出坐标X1和Y1，同时可以计算得出B点的方位角K1，通过镜面反射原理可知，反射激光L1与Ln平行且同在一个平面，因此A点的方位角K2与B点等方位角K1相等，从而得出A点的水平方位。

第五步，获得A点的方位后，控制器发出避障指令，使机器人本体绕开障碍物。