线激光模组和自移动设备的制作方法

本发明涉及清洁设备领域，具体而言涉及一种线激光模组和一种自移动设备。

背景技术：

随着技术的发展，出现了各种各样的具有智能系统的机器人，比如扫地机器人、拖地机器人、吸尘器、除草机等。这些机器人可以在无使用者操作的情况下，在某一区域自动行进并进行清洁或清除操作。机器人通常通过距离测量的方式进行避障，而目前通常采用激光发射器和摄像头相互配合工作来进行距离测量。

技术实现要素：

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的此部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明第一方面的实施例，提供了一种线激光模组，包括：固定座以及设置于固定座的摄像装置和线激光发射器，线激光发射器位于摄像装置的两侧，并用于发出投影呈线形的激光，摄像装置与线激光发射器相互配合工作，并用于采集环境图像；其中，线激光发射器与固定座活动连接，以使线激光发射器的方位朝向角和旋转角可调节。

可选地，固定座包括本体、端部和连接件，端部位于本体的两侧，摄像装置设置于本体，线激光发射器穿设于连接件，线激光发射器与连接件转动连接，能够对线激光发射器的旋转角进行调节，连接件与端部活动连接，能够对线激光发射器的方位朝向角进行调节。

可选地，端部设置有定位槽，连接件设置有与定位槽相适配的凸起结构，凸起结构能够在定位槽内水平转动以带动线激光发射器相对于端部转动。

可选地，固定座包括本体、端部和连接部，端部位于本体的两侧，并通过连接部与本体连接，摄像装置设置于本体，线激光发射器设置于端部；其中，连接部与本体枢转连接，能够对线激光发射器的方位朝向角进行调节，端部与连接部转动连接，能够对线激光发射器的旋转角进行调节。

可选地，固定座包括本体、端部和限位部，端部位于本体的两侧，摄像装置设置于本体，线激光发射器设置于端部；其中，端部与本体转动连接，能够对线激光发射器的旋转角和方位朝向角进行调节，限位部设于端部和本体之间并对端部相对于本体的转动进行限位。

可选地，固定座包括本体和位于本体两侧的端部，摄像装置设置于本体，线激光发射器活动地设置于端部；其中，端部与本体枢转连接，能够对线激光发射器的方位朝向角进行调节，线激光发射器与端部转动连接，能够对线激光发射器的旋转角进行调节。

可选地，固定座设置有安装腔，线激光发射器活动地设置于安装腔内，安装腔包括第一端和第二端，第一端的横截面面积小于第二端的横截面面积，且第一端的横截面面积大于线激光发射器的横截面面积；其中，线激光发射器的前端靠近第一端，线激光发射器相对于安装腔转动，能够对线激光发射器的旋转角进行调节，线激光发射器的后端相对于前端摆动，能够对线激光发射器的方位朝向角进行调节。

可选地，线激光发射器呈圆柱状，线激光发射器的外周侧设置有第一台阶结构；固定座设置有用于安装线激光发射器的安装槽，安装槽的内壁设置有第二台阶结构；其中，第一台阶结构和第二台阶结构相适配，用于对线激光发射器沿轴向方向的移动进行限位。

可选地，线激光模组还包括：回桩定位装置，用于接收充电桩发射的红外信号。

可选地，回桩定位装置还包括用于发射红外信号的红外发射装置。

本发明的第二方面的实施例，提供了一种自移动设备，包括：设备主体；控制器；以及如前所述的线激光模组，线激光模组设置于设备主体，控制器与摄像装置和线激光发射器电连接，并根据摄像装置捕获的环境图像对自移动设备进行功能控制。

可选地，自移动设备还包括：充电桩，与设备主体适于连接或分离，充电桩包括红外发射装置，用于发射红外信号；其中，控制器与线激光模组的回桩定位装置相连接，并根据回桩定位装置接收到的红外信号引导设备主体与充电桩进行对接，并在设备主体与充电桩成功对接时，向充电桩发射红外信号。

可选地，自移动设备还包括：缓冲部件，设置于设备主体的前侧，线激光模组位于缓冲部件与设备主体之间，缓冲部件与线激光模组的摄像装置、线激光发射器、回桩定位装置相对的位置处设置有窗口。

根据本发明前述实施例所提供的线激光模组和自移动设备，线激光发射器与固定座活动连接，和/或固定座为活动结构，使得通过调整线激光发射器相对于固定座的位置和角度，和/或调整固定座自身结构的相对位置，能够对线激光发射器的方位朝向角和旋转角进行调节，进而在将线激光发射器装配至固定座时，能够快速、方便地实现线激光发射器的自身校准以及与摄像装置的配合校准，操作简单方便，有利于提高装配效率。

本发明的第三方面的实施例，提供了一种线激光模组，用于自移动设备，其特征在于，包括：固定座以及设置于所述固定座的摄像装置和线激光发射器，所述线激光发射器位于所述摄像装置的至少一侧，并用于发出投影呈线形的激光，所述摄像装置与所述线激光发射器相互配合工作，并用于采集环境图像；所述摄像装置的前方设置有滤光片，用于使得仅仅红外光能够进入所述摄像装置；所述摄像装置在不同时间点下分别采集用于测距的第一环境图像和用于进行物体识别的第二环境图像。

可选地，线激光模组还包括：回桩定位装置，用于接收充电桩发射的红外信号。

可选地，所述回桩定位装置还包括用于发射红外信号的红外发射装置。

可选地，所述线激光发射器与所述固定座活动连接，和/或所述固定座为活动结构，以使所述线激光发射器的方位朝向角和旋转角可调节。

本发明的第四方面的实施例，提供了一种自移动设备，其特征在于，包括：设备主体；控制器；红外补光灯，所述控制器与所述红外补光灯相连接，用于控制所述红外补光灯的开启或者关闭；以及线激光模组，所述线激光模组设置于所述设备主体，包括摄像装置和线激光发射器，所述控制器与所述摄像装置和所述线激光发射器电连接，并根据所述摄像装置捕获的环境图像对所述自移动设备进行控制。

可选地，摄像装置在所述线激光发射器开启时采集第一环境图像，在所述红外补光灯开启时采集第二环境图像；根据所述第一环境图像获得目标物体与所述摄像装置之间的距离；根据所述第二环境图像对所述目标物体进行识别。

可选地，在关闭所述线激光发射器和所述补光灯时，所述摄像装置采集第三环境图像；将所述第一环境图像中的像素点与所述第三环境图像中对应位置的像素点做差，获得修正激光图像；根据所述修正激光图像获得所述目标物体与所述摄像装置之间的距离。

可选地，所述第一环境图像由所述摄像装置在预设的第一曝光参数下采集获得；所述第二环境图像由所述摄像装置在第二曝光参数下采集获得，所述第二曝光参数根据采集的前一帧第二环境图像的成像质量并结合当时的曝光参数获得；其中，曝光参数包括曝光时间和/或曝光增益。

可选地，所述摄像装置的前方设置有滤光片，用于使得仅仅红外光能够进入所述摄像装置；可选地，所述线激光模组还包括：回桩定位装置，用于接收充电桩发射的红外信号。

可选地，所述回桩定位装置还包括用于发射红外信号的红外发射装置。

可选地，所述自移动设备还包括缓冲部件，设置于所述设备主体的前侧。

可选地，所述红外补光灯设置于所述缓冲部件上。

本发明实施例公开了一种线激光模组及自移动设备。其中，线激光模组，包括：固定座以及设置于固定座的摄像装置和线激光发射器，线激光发射器位于摄像装置的至少一侧，并用于发出投影呈线形的激光，摄像装置与线激光发射器相互配合工作，并用于采集环境图像；摄像装置的前方设置有红外滤光片，以使得仅仅红外光能够进入到所述摄像装置。自移动设备包括红外补光灯，摄像装置分别在不同的时间点下采集的用于测距的第一环境图像和用于物体识别的第二环境图像。本发明方案的优势在于，通过在不同时间点下采集不同的环境图像，将激光测距和物体识别的功能复用于同一摄像头，降低了硬件成本，提高了用户使用体验。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明实施例的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：

图1为根据本发明的一个可选实施例的线激光模组的部分结构示意图；

图2为根据本发明的另一个可选实施例的线激光模组的结构示意图；

图3为根据本发明的一个可选实施例的保护板的部分结构示意图；

图4为根据本发明的一个可选实施例的线激光发射器的工作原理示意图；

图5为根据本发明的一个可选实施例的线激光发射器与摄像装置视场角关系示意图；

图6为根据本发明的一个可选实施例的固定座的部分结构示意图；

图7为根据本发明的另一个可选实施例的固定座的部分结构示意图；

图8为根据本公开实施例中一种分时控制时间点图。

附图标记说明

110：线激光发射器111：第一台阶结构

120：摄像装置140：固定座

141：本体142：端部

143：连接件144：定位槽

145：凸起结构146：连接部

147：限位部148：限位孔

149：第二台阶结构150：红外发射装置

160：红外接收装置170：缓冲部件

171：窗口180：补光灯

190：回桩定位装置200：设备主体

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明所提供的技术方案更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明所提供的技术方案可以无需一个或多个这些细节而得以实施。

应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本发明的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。

现在，将参照附图更详细地描述根据本发明的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。

本发明的可选实施例提供了一种线激光模组，本发明另外的可选实施例提供了一种自移动设备，其中，线激光模组是应用于自移动设备的，具体地，自移动设备是智能清洁设备，如扫地机器人、拖地机器人、地面抛光机器人或除草机器人。为了便于描述，本实施方式以扫地机器人为例来描述本公开的技术方案。

在本发明的一个可选实施例中，自移动设备可以包括：设备主体200、感知系统、控制系统、驱动系统、清洁系统、能源系统和人机交互系统等。各个系统相互协调配合，使清洁设备能够自主移动以实现清洁功能。清洁设备中构成上述各系统的功能元件等集成地设置在设备主体200内。

设备主体200具有近似圆形的形状(前后都为圆形)，也可具有其他形状，包括但不限于前方后圆的近似d形形状。感知系统包括位于设备主体200上方或侧方的线激光模组，控制系统的控制器与线激光模组相连接，并根据线激光模组的感知结果对自移动设备进行功能控制。

在本发明提供的实施例中，并不限定线激光模组在设备主体200的具体位置。例如可以是但不限于设备主体200的前侧、后侧、左侧、右侧、顶部、中部以及底部等等。进一步，线激光模组设置在设备主体200高度方向上的中部位置、顶部位置或底部位置。

在本发明提供的一些可以实现的实施例中，自移动设备向前移动执行作业任务，为了更好的探测前方的环境信息，线激光模组设置于设备主体200的前侧；前侧是自移动设备向前移动过程中设备主体200朝向的一侧。

如图1和图2所示，线激光模组包括：固定座140以及设置于固定座140的摄像装置120和线激光发射器110，线激光发射器110位于摄像装置120的至少一侧，并用于发出投影呈线形的激光，摄像装置120与线激光发射器110相互配合工作，并用于采集环境图像；其中，线激光发射器110与固定座140活动连接，和/或固定座140为活动结构，以使线激光发射器110的方位朝向角和旋转角可调节。

本发明实施例提供的线激光模组，通过摄像装置120和线激光发射器110相互配合，能够对设备主体200前方的障碍物或地形进行识别，以进行对应的避障操作或清扫操作。通过线激光发射器110与固定座140活动连接，和/或固定座140为活动结构，使得通过调整线激光发射器110相对于固定座140的位置，和/或调整固定座140自身各部件的相对位置，能够对线激光发射器110的方位朝向角和旋转角进行调节，进而在将线激光发射器110装配至固定座140时，方便对线激光发射器110发射的线激光的照射角度和照射范围进行调节，以快速、方便地实现线激光发射器110的自身校准以及与摄像装置120的配合校准，操作简单方便，有利于提高装配效率。

进一步地，通过合理调节线激光发射器110的方位朝向角，能够使线激光位于摄像装置120的视场角范围内，以确保摄像装置120能够准确、全面的捕获由线激光发射器110发射的光线经障碍物反射的反射光线，提高摄像装置120获取环境图像的准确性和全面性。可以理解的是，通过对摄像装置120两侧的线激光发射装置110分别调整方位朝向角，之后对两侧的线激光进行点胶固定。通过合理调节线激光发射器110的旋转角，使线激光与水平面垂直，有利于提高测距范围。

具体地，一方面，线激光发射器110与固定座140活动连接，使得通过调整线激光发射器110相对于固定座140的位置，能够对线激光发射器110的方位朝向角和旋转角进行调节；另一方面，固定座140为活动结构，使得通过调整固定座140自身各部件的相对位置，能够对线激光发射器110的方位朝向角和旋转角进行调节；再一方面，线激光发射器110与固定座140活动链接，且固定座140为活动结构，使得调整线激光发射器110相对于固定座140的位置、且调整固定座140自身各部件的相对位置，能够对线激光发射器110的方位朝向角和旋转角进行调节。本发明提供的实施例通过不同的方式对线激光发射器110的方位朝向角和旋转角进行调节，能够满足固定座140不同结构、线激光发射器110与固定座140不同连接方式的需求。

进一步地，线激光发射器110用于发出投影呈线形的激光，如线激光发射器110对外发射激光平面，激光平面到达障碍物后会在障碍物表面形成一条线激光，通过该线激光来探测环境图像。其中，图1所示的平面aob表征线激光发射器110的与线激光垂直的平面，图5所示的平面abf和平面cde表征线激光发射器110的激光平面，图5中的线段ab和线段cd表征线激光。具体地，线激光发射器110可以为激光管，可以理解的是，线激光发射器110也可以为满足要求的其他结构，本发明不做具体限定。可以理解的是，也可以在线激光发射器110的发射方向(如前方)设置波浪镜，具体地，波浪镜为凹透镜，如在激光管的前方设置凹透镜，激光管发射特定波长的光(如红外光)，经过凹透镜后，变成发散的光线，从而在垂直光路的平面上形成为一条直线。

如图4和图5所示，线激光发射器110分布在摄像装置120的两侧，摄像装置120与线激光发射器110相互配合工作，即摄像装置120采集的第一环境图像为线激光发射器110发射出的线激光经障碍物反射的反射光线，根据第一环境图像能够测量障碍物与设备主体200、或线激光模组之间的距离，进而进行对应的避障操作。

在本实施例中，通过合理调整线激光发射器110相对于固定座140的安装位置和安装角度，和/或调整固定座140自身各部件的相对位置，对线激光发射器110的旋转角和方位朝向角进行调节，其中，调整线激光发射器110的旋转角可以使线激光垂直于水平面，即实现线激光发射器110的自身校准。调整线激光发射器110的方位朝向角能够对线激光与摄像装置120的光轴之间的角度进行调整，进而使得线激光位于摄像装置120的视场角范围内，即实现线激光发射器110与摄像装置120的配合校准。然后合理调节位于摄像装置120两侧的线激光发射器110的方位朝向角，确定两侧的线激光发射器110发射出去的线激光在摄像装置120的视场角内的交点，即对两侧的线激光进行点胶固定，进而能够实现对设备主体200前方的障碍物的距离的测量。

在本实施例中，如图4所示为线激光发射器的工作原理示意图，其中，字母p表示摄像装置120，字母e和f表示位于摄像装置120两侧的线激光发射器110；直线pm和pn表示摄像装置120的水平视场的两个边界，即∠mpn表示摄像装置120的水平视场角。线激光发射器110对外发射激光平面fab和激光平面ecd，激光平面到达障碍物后会在障碍物表面形成一条线激光，即图4中所示线段ab和线段cd。由于线激光发射器发射出去的线激光线段ab和线段cd位于摄像装置的视场范围内，使得线激光可帮助探测摄像装置视场角内的物体的轮廓、高度和/或宽度等信息，摄像装置可采集由线激光探测到的环境图像。

进一步地，控制器根据摄像装置120采集的第一环境图像，可以计算出线激光模组或线激光模组所在的设备主体200到前方障碍物的距离，具体地，利用三角测距法即可计算线激光模组或设备主体200与其前方障碍物的距离。具体地，如图5所示，图5为图4所示实施例的一个视角的示意图。其中，字母p表示摄像装置120，字母e和f表示位于摄像装置120两侧的线激光发射器110；a点表示线段ab在水平面内的投影，d点表示线段cd在水平面内的投影，∠mpn表示摄像装置120的水平视场角，o点表示线激光发射器110发射的线激光与摄像装置120的光轴的交点。以线激光发射器f为例，当线激光发射器110和摄像装置120均固定安装至固定座140后，摄像装置120的焦距是已知的，线激光发射器f的发射角是已知的，即直线fa与光轴po之间的夹角是已知的，线段op之间的距离是已知的；线激光发射器f与摄像装置120在水平面内的中心垂直距离是已知的，定义由摄像装置120采集到的由障碍物a点反射的环境图像为a’点，由于a’点会较摄像装置120的光轴直线po发生一定偏移，且该偏移量已知，根据三角形相似原理，结合上述已知条件，即可测量a与f之间的距离，即能够得到障碍物与线激光发射器110之间的距离。可以理解的是，也可以根据摄像装置120采集的由线激光经障碍物反射后的线段的变形特征，来确定前方的地形情况，以确定具体的功能操作，如进行避障操作或继续清扫操作。

在本发明提供的一些可能实现的实施例中，对摄像装置120的数量不做具体限定，如第一摄像120头可以为一个、两个、三个或满足要求的其他数量个。具体地，摄像装置120可以为单目摄像头，也可以为双目摄像头。可以理解的是，在本实施例中，对线激光发射器110的总数量也不做具体限定，例如线激光发射器110可以是两个或者两个以上。对于分布于摄像装置120的每一侧的线激光发射器110的数量也不做限定，摄像装置120每一侧的线激光发射器110的数量可以是一个、两个或多个；另外，摄像装置120两侧的线激光发射器110的数量可以相同，也可以不相同。可以理解的是，当摄像装置120任一侧的线激光发射器110的数量为多个时，多个线激光发射器110可以均匀分布也可以非均匀分布，本发明不做具体限定。

进一步地，在一些可能实现的实施例中，摄像装置120既能够对实现对设备主体200前方障碍物的距离测量，同时，也能够对障碍物的种类进行识别。如利用时间点的不同，利用摄像装置120分别进行障碍物的距离测量和障碍物的种类识别。举例而言，控制器先根据摄像装置120采集的环境图像中的一部分，确定障碍物的种类，根据障碍物的种类确定设备主体200是否需要进行避障操作，并在设备主体200需要进行避障操作时，控制器根据摄像装置120采集的环境图像中的另一部分，来确定障碍物的距离，以进行对应的避障操作，在设备主体200不需要进行避障操作时，则直接进行清扫操作，从而减少了自移动设备避障误操作的可能性。

在本发明提供的一些可能实现的实施例中，如图1所示，线激光发射器110与固定座140活动连接，固定座140为活动结构。具体地，固定座140包括本体141、端部142和连接件143，摄像装置120设置于本体141，线激光发射器110通过连接件143与端部142相连接，其中，连接件143设置有通孔，线激光发射器110通过通孔穿设于连接件143，且线激光发射器110与连接件143转动连接，即线激光发射器110能够在连接件143的通孔内转动，进而对线激光发射器110的旋转角进行调整，以使线激光垂直于水平面，扩大测距范围。通过连接件143与端部142活动连接，如连接件143相对于端部142可水平转动，具体地，连接件143相对于端部142在平行于水平面的平面内转动，即连接件143相对于端部142旋转的转轴为竖直方向的直线，使得连接件143带动线激光发射器110相对于端部142进行转动，能够对线激光发射器110的方位朝向角进行调节，以使线激光发射器110发射的线激光位于摄像装置120的视场角内。

可以理解的是，由于线激光发射器110相对于连接件143可转动，连接件143相对于端部142可活动，使得在校准过程中，通过将线激光发射器110在连接件143的通孔内转动至合适位置，即可实现对线激光发射器110旋转角的校准，即实现线激光发射器110的自我校准。通过将连接件143相对于端部142转动至合适位置，即可实现对线激光发射器110的方位朝向角的校准，即实现线激光发射器110与摄像装置120的配合校准，操作简单，校准方便。可以理解的是，当线激光发射器110的旋转角和方位朝向角校准完成后，可以利用固定装置将连接件143、端部142、线激光发射器110固定连接，如利用粘结剂、胶水等将端部142、本体141、线激光发射器110固定住，操作简单。

在本实施例中，进一步地，端部142设置有定位槽144，连接件143设置有与定位槽144相适配的凸起结构145，通过凸起结构145在定位槽144内水平转动，具体地，凸起结构145沿竖直方向凸起，使得连接件143相对于端部142在平行于水平面的平面内旋转，即连接件143相对于本体141旋转的转轴为竖直方向的直线，因此，连接件143的凸起结构145在端部142的定位槽144内水平转动，能够带动线激光发射器110相对于端部142以凸起结构145为转轴进行水平转动，进而能够使线激光发射器110发射的线激光位于摄像装置120的视场角内，以实现线激光发射器110与摄像装置120的配合校准，结构简单，操作方便。可以理解的是，定位槽144可以为圆形定位槽，凸起结构145为圆柱状凸起结构，通过圆形定位槽和圆柱状凸起结构相配合，有利于提高连接件143相对于本体141转动的灵活性和可靠性。可以理解的是，定位槽144也可以为满足要求的其他形状的槽结构。

在本发明提供的一些可能实现的实施例中，固定座140为活动结构。如图6所示，其中，固定座140包括本体141、端部142和连接部146，端部142位于本体141的两侧，摄像装置120设置于本体141，线激光发射器110设置于端部142，如线激光发射器110固定或可拆卸地安装在端部142。通过连接部146与本体141枢转连接，而端部142与连接部146相连接，进而连接部146相对于本体141摆动能够对线激光发射器110的方位朝向角进行调节，以使线激光发射器110发射的线激光位于摄像装置120的视场角内。通过端部142与连接部146转动连接，当端部142相对于连接部146转动，能够对线激光发射器110的旋转角进行调整，以使线激光垂直于水平面，进而扩大测距范围。

具体地，连接部146与本体141铰接，连接部146朝向端部142的一侧设置有圆柱形凹槽，端部142设置有与圆柱形凹槽相适配的圆柱凸起，当线激光发射器110装配至端部142后，将端部142的圆柱凸起放置在圆柱形凹槽，并相对于圆柱形凹槽转动以调节线激光发射器110的旋转角，当线激光垂直于水平面后，将端部142与连接部146固定住，如利用胶水或其他限位结构固定，即可实现线激光发射器110的自我校准。然后，调整连接部146相对于本体141的摆动位置，即可对线激光发射器110的方位朝向角进行调节，当线激光发射器110发射的线激光位于摄像装置120的视场角内的合适位置后，将本体141与连接部146固定住，如利用胶水或其他限位结构固定，即可实现线激光发射器110与摄像装置120的配合校准。可以理解的是，由于固定座140为活动结构，即端部142通过连接部146与本体141活动连接，使得在校准过程中，通过合理调节端部142、连接部146、本体141的相对位置，即可实现对安装在端部142的线激光发射器110的旋转角和方位朝向角的校准，操作简单，校准方便。可以理解的是，当线激光发射器110的旋转角和方位朝向角校准完成后，可以利用固定装置将端部142、连接部146、本体141固定连接，如利用粘结剂、胶水、限位部147等将端部142、连接部146、本体141固定住，操作简单。

在本发明提供的一些可能实现的实施例中，固定座140为活动结构。其中，固定座140包括本体141、端部142和限位部147，端部142位于本体141的两侧，摄像装置120设置于本体141，线激光发射器110设置于端部142。如图7所示，通过端部142与本体141转动连接，具体地，端部142与本体141球连接，使得端部142能够相对于本体141摆动，并能够相对于本体141转动，而线激光发射器110装配于端部142，进而通过端部142相对于本体141摆动和转动，即可实现对线激光发射器110的方位朝向角和旋转角进行调节，操作简单，校准方便。

具体地，端部142与本体141球连接，本体141设置有限位孔148，限位部147为紧定螺栓，通过端部142相对于本体141转动调整线激光发射器110的旋转角，当线激光垂直于水平面，即可实现线激光发射器110的自我校准，通过调整端部142相对于本体141的摆动位置，即可对线激光发射器110的方位朝向角进行调节，当线激光发射器110发射的线激光位于摄像装置120的视场角内的合适位置，即可实现对线激光发射器110与摄像装置120的配合校准，然后利用紧定螺栓穿过限位孔148，对端部142相对于本体141的位置进行限位固定，将端部142和本体141进行固定即可，操作简单。可以理解的是，本体141上的限位孔148的数量可以为一个、两个或多个，根据限位孔148的不同位置，设置不同数量的限位孔148，以满足端部142相对于本体141转动至不同位置，均可使紧定螺栓通过限位孔148将端部142和本体141进行固定。其中，紧定螺栓也可以为弹性件，即紧定螺栓与端部142抵接的一端为弹性件，利用弹性将端部142和本体141可靠连接。可以理解的是，端部142的球形面上也可以设置与紧定螺栓相适配的定位孔，使得紧定螺栓穿过限位孔148与定位孔配合后压紧，有利于提高端部142与本体141固定连接的可靠性。

在本发明提供的一些可能实现的实施例中，线激光发射器110与固定座140活动连接，固定座140为活动结构。如图2所示，其中，固定座140包括本体141和位于本体141两侧的端部142，摄像装置120设置于本体141，线激光发射器110设置于端部142。具体地，端部142与本体141枢转连接，如端部142与本体141铰接，使得端部142能够相对于本体141摆动，线激光发射器110与端部142转动连接，如线激光发射器110呈圆柱状，线激光发射器110能够相对于端部142中的安装槽转动，进而能够对线激光发射器110的旋转角进行调整，以使线激光垂直于水平面，扩大测距范围。由于线激光发射器110安装至端部142，而端部142能够相对于本体141摆动，进而能够对线激光发射器110的方位朝向角进行调节，以使线激光发射器110发射的线激光位于摄像装置120的视场角内。

可以理解的是，由于线激光发射器110相对于端部142可转动，端部142与本体141枢转连接，使得在校准过程中，通过将线激光发射器110转动至合适位置，即可实现对线激光发射器110旋转角的校准，即实现线激光发射器110的自我校准，通过将端部142相对于本体141摆动至合适位置，即可实现对线激光发射器110的方位朝向角的校准，即实现线激光发射器110与摄像装置120的配合校准，操作简单，校准方便。可以理解的是，当线激光发射器110的旋转角和方位朝向角校准完成后，可以利用固定装置将端部142、本体141、线激光发射器110固定连接，如利用粘结剂、胶水等将端部142、本体141、线激光发射器110固定住，操作简单。

在本发明提供的一些可能实现的实施例中，线激光发射器110与固定座140是活动连接的，具体地，固定座140设置有用于安装线激光发射器110的安装腔，线激光发射器110活动地设置于安装腔内，安装腔包括第一端和第二端，且第一端的横截面面积小于第二端的横截面面积，也就是说，安装腔为扩口结构，通过第一端的横截面面积大于线激光发射器110的横截面面积，说明线激光发射器110能够在安装腔内活动。其中，线激光发射器110的前端靠近安装腔的第一端，通过线激光发射器110相对于安装腔转动，能够对线激光发射器110的旋转角进行调整，以使线激光垂直于水平面，扩大测距范围。通过线激光发射器110的后端相对于前端摆动，能够对对线激光发射器110的方位朝向角进行调节，以使线激光发射器110发射的线激光位于摄像装置120的视场角内。

可以理解的是，由于线激光发射器110活动地设置在固定座140的安装腔内，线激光发射器110相对于本体141既可以转动又可以摆动，使得在校准过程中，通过合理调节线激光发射器110与固定座140的安装角度和安装位置，即可实现对线激光发射器110的旋转角和方位朝向角的校准，操作简单，校准方便。可以理解的是，当线激光发射器110的旋转角和方位朝向角校准完成后，可以利用固定装置将线激光发射器110与固定座140固定连接，如利用粘结剂、胶水等将线激光发射器110固定在固定座140上，即可完成线激光发射器110与固定座140的装配，操作简单。

在本发明提供的一些可能实现的实施例中，线激光发射器110呈圆柱状，线激光发射器110的外周侧设置有第一台阶结构111，固定座140设置有用于安装线激光发射器110的安装槽，安装槽的内壁设置有第二台阶结构149，通过第一台阶结构444和第二台阶结构149相适配，能够对线激光发射器110沿轴线方向的移动进行限位，有利于提高装配效率。

在本公开的一些实施例中，线激光发射装置110可包括线激光发射器和激光驱动电路，其中，线激光驱动电路可接收驱动信号，并根据驱动信号驱动线激光发射器发射线激光。

进一步的，激光驱动电路可包括放大电路，通过放大电路可对驱动信号进行放大，并将放大后的驱动信号向线激光发射器发送，以使线激光发射器发光。在本公开的一些实施方式中，驱动信号可包括控制信号和调节信号，可通过控制信号控制线激光发射器开或关，通过调节信号调节线激光发射器的发射功率。具体而言，放大电路可包括第一放大电路和第二放大电路，其中：

第一放大电路用于接收主控单元发出的控制信号，并将控制信号放大后发送给线激光发射器，以控制线激光发射器开启和关闭。

第二放大电路用于接收主控单元发出的调节信号，将调节信号放大后发送给线激光发射器，以控制线激光发射器的发射功率。

第一放大电路和第二放大电路的具体结构在此不做特殊限定，只要能实现信号放大功能即可。

在本公开提供的一些可能实现的实施例中，线激光模组包括：主体部和第一环境图像采集组件，其中，第一环境图像采集组件包括设置于主体部的摄像装置、至少一对线激光发射装置和第一环境图像处理模块，一对线激光发射装置位于摄像装置的两侧，并用于发出投影呈线形的线激光，摄像装置与线激光发射装置相互配合工作，并用于采集第一环境图像；第一环境图像处理模块可根据第一环境图像获取障碍物位置信息。

在本实施例中，在线激光开启的情况下，摄像装置采集的第一环境图像用于对障碍物的距离进行测量；在线激光关闭和补光灯开启的情况下，摄像装置采集的第二环境图像用于对障碍物的种类进行识别。因此，根据摄像装置120捕获的第二环境图像能够确定障碍物的种类，根据障碍物的种类确定设备主体200是否需要进行避障操作，并在设备主体200需要进行避障操作时，通过摄像装置120和线激光发射器110相互配合确定障碍物的距离，以进行对应的避障操作，在设备主体200不需要进行避障操作时，则直接进行清扫操作，从而减少了自移动设备避障误操作的可能性。

具体地，第二环境图像的数量为多个，如500个、1000个或满足要求的其他数量个，如可以通过调整摄像装置120的曝光频率确定第二环境图像的数量。控制系统将摄像装置120拍摄的多个第二环境图像进行图像分割，然后将分割后的分割图像输入到训练好的障碍物模型中，然后对分割图像进行特征提取，将提取的特征信息与训练好的障碍物模型进行置信度匹配，根据置信度匹配结果，来确定障碍物的种类。

也就是说，本发明实施例提供的线激光模组，通过摄像装置120获取的第二环境图像能够确定障碍物的种类，进而使得自移动设备能够根据障碍物的种类确定避障操作或按原清扫路线进行清扫操作。并在需要进行避障操作时，控制器控制摄像装置120和线激光发射器110配合工作，并根据摄像装置120获取的第一环境图像确定障碍物与线激光模组或设备主体200之间的距离，以执行对应的避障操作。

例如，根据摄像装置120捕获的第二环境图像确定障碍物为气球，由于气球的重量较轻，驱动系统驱动设备主体200移动即可带动气球移动，即气球并不会影响清扫路线，因此，控制器控制设备主体200按照原清扫路线执行清扫操作，而不执行避障操作，能够对气球所在位置处进行清扫有利于扩大清扫范围。

又例如，根据摄像装置120捕获的第二环境图像确定障碍物为椅子，由于椅子的重量较重，如果按照原清扫路线进行清扫，设备主体200会与椅子发生碰撞存在损坏的可能性，即椅子影响了清扫路线，因此，控制器控制设备主体200进行避障操作以改变清扫路线。即控制器控制线激光发射器110工作发射线激光，摄像装置120捕获从椅子反射回来的反射光线的第一环境图像，控制器根据第一环境图像确定线激光模组或设备主体200到椅子之间的距离，进而根据该距离重新规划清扫路线以进行避障操作，提高了避障效果。

在本发明提供的一些可能实现的实施例中，摄像装置120为黑白摄像头，黑白摄像头的前方设置有红外透镜，只允许红外光通过，可以理解的是，与摄像装置120配合工作的线激光发射器110为红外激光管，发射的是红外激光。

进一步地，固定座140包括本体141和位于本体141两侧的端部142，摄像装置120装配在本体141上，线激光发射器110装配在端部142上，通过线激光发射器110与端部142活动连接，并相对于端部142可旋转和摆动，能够调节线激光的旋转角和方位朝向角。

在本公开的一些实施例中，还包括第二环境图像处理模块，该第二环境图像处理模块可包括特征提取模块和识别模块，其中：

特征提取模块用于对第二环境图像进行特征提取，得到特征信息。

举例而言，可将第二环境图像中满足一定条件的像素的灰阶信息和位置信息作为特征信息。具体而言，可通过特征提取模块对第二环境图像进行预处理，例如，对第二环境图像进行二值化等。然后，再获取预处理后的第二环境图像中各个像素的灰阶信息和位置信息。再将对预设的灰阶范围与每个像素的灰阶信息进行比较，得出位于灰阶范围内的灰阶信息和对应的像素的位置信息，作为特征信息。

当然，还可通过其它方式在第二环境图像中提取特征信息，在此不做特殊限定。

识别模块用于将特征信息输入预先训练的障碍物识别模型，以识别出障碍物类型信息。

障碍物识别模型可为预先通过障碍物图像的样本训练而得到，其可以是神经网络模型，也可以是分类器或其它模型，只要能根据特征信息判断出第二环境图像中是否存在障碍物即可。障碍物识别模型的训练方法，以及判断是否存在障碍物的具体工作过程，在此不做特殊限定。本公开中的障碍物可以是纸屑、书本、桌腿、门、冰箱、窗帘等在此不再一一列举。

识别模块可在判断第二环境图像中存在障碍物时，将特征信息输入至预先训练的障碍物分类模型中，识别障碍物类型信息。

障碍物分类模型可为预先通过障碍物分类的样本训练而得到，其可以是神经网络模型，也可以是分类器或其它模型，只要能根据特征信息判断出障碍物的类型即可。障碍物识别模型的训练方法，以及判断是否判断障碍物的类型具体工作过程，在此不做特殊限定。相应的，第二环境图像处理模块还包括训练模块，用于使用所收集的训练数据来生成障碍物识别模型。

本公开中，可根据障碍物的尺寸将障碍物分为三种类型，举例而言：

第一种是可以驶过，且能够清扫的障碍物，例如纸屑等。

第二种是无法驶过，但需要清扫的障碍物，例如书本等。

第三种是无法驶过，且无需清扫的障碍物，例如门、墙壁、桌腿等。

在本发明提供的一些可能实现的实施例中，自移动设备还可以包括充电桩，充电桩与设备主体200适于连接或分离，如设备主体200需要进行充电时，与充电桩对接充电，当设备主体200进行清扫是，与充电桩分离进行清扫操作。充电桩包括红外发射装置，用于发射红外信号，如近场红外信号。线激光模组还包括回桩定位装置190，可以理解的是，回桩定位装置190设置于固定座140，回桩定位装置190用于接收充电桩发射的红外信号。

在该实施例中，通过在固定座140设置回桩定位装置190，当线激光模组安装在设备主体200上并在设备主体200回充过程中，控制器控制回桩定位装置190在充电桩附近搜索红外信号，并在回桩定位装置190接收到红外信号时，根据近外信号引导设备主体200移动至与充电桩进行对接。进一步地，回桩定位装置还包括用于发射红外信号的红外发射装置150，当设备主体200与充电桩成功对接时，控制器控制红外发射装置150向充电桩发射红外信号，以对设备主体200进行充电。

具体地，回桩定位装置190包括红外接收装置160和红外发射装置150，其中，红外接收装置160用于接收红外信号，红外发射装置150用于发射红外信号，本实施例将红外接收装置160和红外发射装置150与摄像装置120、摄像装置120、线激光发射器110均设置在固定座140上，实现了感知系统的模块化设计，便于装配和维修。

进一步地，回桩定位装置190的红外接收装置160包括红外灯，红外接收装置160的数量为至少两个，如红外接收装置的数量可以为两个、三个、四个或满足要求的其他数量个。回桩定位装置190的红外发射装置150包括红外灯，红外发射装置150的数量为一个、两个、三个或满足要求的其他数量个。具体地，回桩定位装置190的红外接收装置160和红外发射装置150均为红外灯，多个红外灯沿固定座140的长度方向间隔地分布在固定座140的顶部，这样的设置，有利于确保红外接收装置160接收进场红外信号的可靠性，以及确保设备主体200与充电桩通讯连接的可靠性。可以理解的是，红外接收装置160和红外发射装置150也可以设置在满足要求的其他位置，本发明不做具体限定。

在本公开提供的一些可能实现的实施例中，自移动设备还包括设备控制模块，用于根据障碍物位置信息和障碍物类型信息控制自移动设备移动。设备控制模块可直接与主控单元连接，可直接获取主控单元对第一环境图像和第二环境图像处理后得到的障碍物位置信息和障碍物类型信息。或者，设备控制模块也可通过一存储器与主控单元连接，主控单元得到的障碍物位置信息和障碍物类型信息可存储于该存储器，设备控制模块可直接调用存储器中存储的障碍物位置信息和障碍物类型信息。

此外，设备控制模块与主控单元可以是分别独立的两个电路，也可以集成于同一电路中，例如，设备控制模块与主控单元可以是两个独立的芯片，也可以集成于同一芯片中。该芯片的类型在此不做特殊限定，只要能实现各自的功能即可。

设备主体200还可设有滚轮、履带等移动机构，设备控制模块可控制移动机构实现自移动设备移动。

在本公开的一些实施方式中，若第一环境图像和第二环境图像中仅一个存在障碍物，则识别结果为不存在障碍物。例如，未接收到障碍物位置信息，或障碍物类型信息中判断不存在障碍物。

若第一环境图像和第二环境图像中均存在出障碍物，则识别结果为存在障碍物，此时，可根据第二环境图像判断障碍物的类型。例如，接收到障碍物位置信息，且障碍物类型信息中判断存在障碍物。

对于第一种障碍物，则设备控制模块可控制自移动设备按照当前移动路径继续移动，并对障碍物进行清扫。

对于第二种和第三种障碍物，则可根据障碍物位置信息得出的障碍物的位置信息，并可通过设备控制模块确定自移动设备的转向距离信息、转向方向信息及转向角度信息，从而重新规划移动路线，即规划避障路线，再控制自移动设备按照避障路线执行自动避障动作，从而避让无法清扫的障碍物。

进一步的，在本公开的一些实施方式中，自移动设备可包括提醒装置，该提醒装置可与设备控制模块连接，设备控制模块可控制提醒装置通过发声和发光中至少一种方式发出警报。对于第二种障碍物，不仅可通过上述重新规划移动路线的方式避障，还可通过提醒装置发出提示音，从而在避障的同时，提醒用户及时清洗自移动设备无法清扫的障碍物。

在本发明提供的一些可能实现的实施例中，如图3所示，自移动设备还包括缓冲部件170，缓冲部件170设置在设备主体200的前侧，线激光模组位于缓冲部件170和设备主体200之间，即摄像装置120、线激光发射器110、回桩定位装置190位于缓冲部件170和设备主体200之间，使得缓冲部件170对摄像装置120、线激光发射器110和回桩定位装置190起到了一定的保护作用，保护摄像装置120、线激光发射器110、回桩定位装置不受外力的破坏，有利于提高摄像装置120、线激光发射器110、回桩定位装置的使用寿命。通过缓冲部件170与摄像装置120相对的位置处设置有窗口171，以使得外部环境光能够进入摄像装置120，通过缓冲部件170与线激光发射器110相对的位置处设置窗口，以使线激光发射器110发射的激光能够从缓冲部件170向外发射，通过缓冲部件170与回桩定位装置190相对的位置处设置有窗口，能够使回桩定位装置190接收红外信号和发射红外信号，进而确保线激光模组工作的可靠性。

可以理解的是，缓冲部件170可以相当于设备主体200的撞板，在安装线激光模组时，先将装配有摄像装置120和线激光发射器110的固定座140安装在设备主体200上，然后再将缓冲部件170(如撞板)与固定座140或设备主体200连接。

在本发明提供的一些可以实现的实施例中，缓冲部件170包括撞板172和弹性件，撞板172和设备本体141通过弹性件连接，线激光模组位于撞板172的内侧，弹性件的设置，能够在缓冲部件170与障碍物相撞时，减少撞板172作用于设备主体200、线激光模组的力，起到了一定的缓冲作用，进一步降低了障碍物对设置主体和线激光模组的损坏。通过在撞板172的外部设置橡胶垫层，使得在缓冲部件170与障碍物相撞时，橡胶垫层与障碍物直接接触，即橡胶垫层对撞板172起到了良好的保护作用，且橡胶垫层为弹性件，能够进一步起到缓冲的作用。也就是说，本发明通过弹性件和橡胶垫层，使得缓冲部件170具有双层缓冲的作用，大大降低了障碍物对设备主体200和线激光模组损坏的可能性，提高了自移动设备的可靠性。具体地，弹性件为弹性柱和/或弹簧，也可以为满足要求的其他弹性件。

在本发明提供的一些可能实现的实施例中，自移动设备还包括红外补光灯180和环境光传感器，环境光传感器用于检测环境光线的亮度，红外补光灯180设置在缓冲部件170上并靠近摄像装置120所对应的窗口171，使得在环境光线较弱不能满足摄像装置120清晰、准确捕获环境图像的情况下，即当前的环境光线不满足摄像装置120的曝光操作的情况下，利用红外补光灯180进行补光，以满足摄像装置120的拍摄需求，确保摄像装置120能够清晰、准确捕获环境图像，提高对障碍物识别的准确性。

进一步地，自移动设备的控制器与红外补光灯180和环境光传感器相连接，并根据环境光传感器的检测信号控制红外补光灯180的工作状态，以对摄像装置120的曝光操作进行补光。例如，当环境光传感器检测到环境光线较暗、环境光线不足，无法满足摄像装置120的曝光操作要求，或者在该环境光线情况下，通过摄像装置120拍摄的第二环境图像无法准确、清晰地确认障碍物的种类时，环境光传感器发送信号至控制器，控制器根据接收到的信号控制红外补光灯180工作，增加光照，以使补光后的环境光线满足摄像装置120的拍摄需求，根据摄像装置120拍摄的较为清晰的第二环境图像能够准确、快速地确认障碍物的种类。可以理解的是，当环境光传感器检测到环境光线较亮满足摄像装置120的曝光操作的要求时，环境光传感器发送信号至控制器，控制器根据接收到的信号控制红外补光灯180停止工作，有利于节约能源。在可选的实施例中，自移动设备的控制器可基于摄像头所采集的图像的明暗度，来确定环境光线的强弱，从而控制补光灯的开启或关闭。

进一步地，一方面，环境光传感器设置在固定座140，另一方面，环境光传感器设置在缓冲部件170上，再一方面，环境光传感器设置在固定座140和缓冲部件170上，环境光传感器的不同设置位置能够满足环境光传感器不同结构、缓冲部件170不同结构、固定座140不同结构的需求。可以理解的是，将环境光传感器设置在固定座140和缓冲部件170中的至少一个上，实现了自移动设备的感知系统的模块化设计，便于装备和维修。可以理解的是，环境光传感器也可以设置在设备主体200上。

可以理解的是，红外补光灯180的数量为一个、两个或多个，以及满足要求的其他数量个，本发明不做具体限定。具体地，红外补光灯180设置在摄像装置120所对应的窗口171的下方、和/或侧方、和/或上方，并位于缓冲部件上，本发明对红外补光灯180的具体设置位置不做具体限定。具体地，红外补光灯180为led红外补光灯180，也可以为满足要求的其他红外补光灯180。

本发明的第三方面的实施例，提供了一种自移动设备，包括：设备主体；

控制器；线激光模组，所述线激光模组包括摄像装置和线激光发射器，所述线激光模组设置于所述设备主体，所述控制器与所述摄像装置和所述线激光发射器电连接，并根据所述摄像装置捕获的环境图像对所述自移动设备进行控制。

可选地，移动设备还包括：红外补光灯，设置于所述缓冲部件；所述控制器与所述补光灯相连接，用于控制所述红外补光灯的开启或者关闭。

可选地，摄像装置在所述线激光发射器开启时采集第一环境图像，在所述补光灯开启时采集第二环境图像；根据所述第一环境图像获得目标物体与所述摄像装置之间的距离；根据所述第二环境图像对所述目标物体进行识别。

可选地，在关闭所述线激光发射器和所述补光灯时，所述摄像装置采集第三环境图像；将所述第一环境图像中的像素点与所述第三环境图像中对应位置的像素点做差，获得修正激光图像；根据所述修正激光图像获得所述目标物体与所述摄像装置之间的距离。

可选地，所述第一环境图像由所述摄像装置在预设的第一曝光参数下采集获得；所述第二环境图像由所述摄像装置在第二曝光参数下采集获得，所述第二曝光参数根据采集的前一帧第二环境图像的成像质量并结合当时的曝光参数获得；其中，曝光参数包括曝光时间和/或曝光增益。

可选地，所述摄像装置的前方设置有滤光片，用于使得仅仅红外光能够进入所述摄像装置。

图8为根据本公开实施例中一种分时控制时间点图，t1时刻摄像装置使用固定曝光，左线激光发射器打开时间和摄像装置曝光时间一致，t2时刻摄像装置使用固定曝光，右线激光打开时间和摄像装置曝光时间一致，t3时刻补光装置开启，摄像装置使用自动曝光，曝光参数参考的是上一个进行物体识别的帧。曝光参数包括曝光时间和/或曝光增益，即第一环境图像由摄像装置在预设的第一曝光参数下采集获得，第二环境图像由摄像装置在第二曝光参数下采集获得，第二曝光参数可根据采集的前一帧第二环境图像的成像质量并结合当时的曝光参数获得。

在一些实施例中，摄像装置可采集获得第三环境图像，采集第三环境图像时停止发射第一预定波长的激光和第二预定波长的光，目标物体不受激光或补光的照射。第三环境图像是用来和第一环境图像和第二环境图像做运算，用以去掉背景噪声，进一步降低如灯光、强光等的影响，保证所有激光发射装置和补光装置关闭时拍摄一张即可)，拍摄的目的是将第一环境图像中的像素点与第三环境图像中对应位置的像素点做差，获得修正激光图像，以尽可能的减少外部光源对线激光的影响。例如此时目标物体受自然光照射，则获得自然光图像，优化阳光下的场景中对目标物体的激光测距结果，然后可根据修正激光图像获得目标物体与摄像装置之间的距离。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。