光點指示機器人及其光點指示方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光點指示機器人及其光點指示方法，屬于家用小電器制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]導購機器人是常用的多種自移動機器人中的一種，與使用者的互動性強?，F(xiàn)有的導購機器人通常采用的光點指示物體，一般是通過設(shè)置在機體上的激光筆將激光點打到指定物體上，從而完成光點指示物體的導購動作。具體過程包括:光點指示物體導購機器人首先需要獲取目標物體的三維坐標，然后控制單元根據(jù)所獲得的三維坐標控制激光筆運動，使激光點移動到目標物體的三維坐標處，即可完成導購機器人光點指示物體的完整動作。然而，目標物體的三維坐標實際上時很不容易獲取的；另外，根據(jù)目標物體的三維坐標控制激光筆沿一定的方向轉(zhuǎn)動一定的角度，使激光點移動到指定位置，整個動作的控制過程計算量較大，且對控制單元的要求也比較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種光點指示機器人及其光點指示方法，本發(fā)明將目標物體三維空間的定位轉(zhuǎn)化到二維空間，計算量小，指示位置快速準確。
[0004]本發(fā)明的所要解決的技術(shù)問題是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]一種光點指示機器人，包括機器人本體，所述本體上設(shè)有控制模塊、攝像模塊和激光指示模塊，所述激光指示模塊發(fā)射激光光束，攝像模塊拍攝待指示物體形成圖像平面，所述激光光束和待指示物體分別投影在所述圖像平面上，形成激光點投影位置和待指示物體投影位置，所述光點指示機器人還設(shè)有信號輸入模塊，根據(jù)攝像模塊拍攝到的待指示物體的圖像平面所顯示的內(nèi)容，通過所述信號輸入模塊輸入信息確定待指示物體中的目標物體，所述控制模塊控制激光指示模塊移動，使所述圖像平面上激光點投影位置與目標物體投影位置重合。
[0006]根據(jù)使用者的不同需求，所述信號輸入模塊可以采用多種結(jié)構(gòu)，可以為鼠標模塊或觸摸屏模塊，通過鼠標或觸摸屏點擊確定待指示物體中的目標物體；也可以為鍵盤模塊或音頻輸入模塊，所述圖像平面劃分為具有具體位置編碼的單元格，通過鍵盤或音頻輸入目標物體所在單元格的編碼信息，確定待指示物體中的目標物體。
[0007]更具體地，所述激光指示模塊包含激光筆和驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置包括第一電機和第二電機，所述第二電機固設(shè)在所述第一電機的輸出軸上，所述第一電機與第二電機輸出軸相互垂直共面設(shè)置；所述激光筆包括固定端與自由端，固定端以第一電機與第二電機輸出軸交點為固定點固設(shè)在所述第二電機輸出軸上，自由端以固定端為中心擺動，所述激光筆的擺動平面與所述第二電機輸出軸相互垂直。
[0008]為了保證激光指示模塊的正常工作，所述第一電機輸出軸與所述圖像平面垂直。
[0009]除了上述的驅(qū)動方式之外，所述激光指示模塊還可以包含激光筆和驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置包括第三電機和第四電機，所述第三電機和第四電機分別驅(qū)動所述激光筆沿相互垂直的方向擺動。
[0010]所述光點指示機器人為導購機器人或指路機器人。
[0011]本發(fā)明還提供一種光點指示機器人的光點指示方法，該光點指示機器人包括攝像模塊、激光指示模塊和信號輸入模塊，所述光點指示方法包括如下步驟:
[0012]步驟1:激光指示模塊發(fā)射激光光束，攝像模塊拍攝待指示物體形成圖像平面，所述圖像平面上設(shè)有相互垂直的X軸和Y軸；
[0013]步驟2:根據(jù)攝像模塊拍攝到的待指示物體的圖像平面所顯示的內(nèi)容，通過信號輸入模塊輸入信息確定待指示物體中的目標物體，獲取位于圖像平面上的目標物體投影位置Q，；
[0014]步驟3:移動激光指示模塊，使圖像平面上激光點實時投影位置P’和目標物體投影位置Q’重合。
[0015]其中，所述激光指示模塊包含激光筆和驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置包括第一電機和第二電機，所述第二電機固設(shè)在所述第一電機的輸出軸上，所述第一電機與第二電機輸出軸相互垂直共面設(shè)置；所述激光筆包括固定端與自由端，固定端以第一電機與第二電機輸出軸交點為固定點固設(shè)在所述第二電機輸出軸上，自由端以固定端為中心擺動，所述激光筆的擺動平面與所述第二電機輸出軸相互垂直；
[0016]設(shè)當激光筆的中心線與第一電機輸出軸共線時，激光點在圖像平面上的投影位置為O，;定義第二電機輸出軸與X軸平行時，第二電機與X軸之間的夾角為0° ；
[0017]所述步驟3具體包含:
[0018]步驟3-1:在圖像平面A’中計算出直線O’ Q’與X軸之間夾角Θ的大小，第一電機驅(qū)動第二電機旋轉(zhuǎn)至Θ ±90°角位置；
[0019]步驟3-2:攝像模塊實時拍攝獲取激光點在圖像平面上的投影位置P’并與目標物體投影位置Q’進行比較，第二電機驅(qū)動激光筆的自由端以固定端為中心擺動，直至激光點在圖像平面上的實時投影位置P’和目標物體投影位置Q’重合。
[0020]在另一實施例中，所述激光指示模塊包含激光筆和驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置包括第一電機和第二電機，所述第二電機固設(shè)在所述第一電機的輸出軸上，所述第一電機與第二電機輸出軸相互垂直共面設(shè)置；
[0021]所述激光筆包括固定端與自由端，固定端以第一電機與第二電機輸出軸交點為固定點固設(shè)在所述第二電機輸出軸上，自由端以固定端為中心轉(zhuǎn)動，所述激光筆的轉(zhuǎn)動平面與所述第二電機輸出軸相互垂直；
[0022]設(shè)當激光筆的中心線與第一電機輸出軸共線時，激光點在圖像平面上的投影位置為O’ ；攝像模塊中鏡頭的焦點N與圖像平面A’之間的距離為d ;定義第二電機輸出軸與X軸平行時，第二電機與X軸之間的夾角為0°，
[0023]所述步驟3具體包含:
[0024]步驟3-1’:在圖像平面A’中計算出直線O’Q’與X軸之間夾角Θ的大小；根據(jù)焦點N與圖像平面A’之間的距離為d，在平面O’ NQ’中計算出Z O’ NQ’的大小為α ；
[0025]步驟3-2’:分別或同時驅(qū)動第一、第二電機，第二電機旋轉(zhuǎn)至Θ ±90°角，激光筆擺動至α角，使激光點在圖像平面上的實時投影位置P’和目標物體投影位置Q’重合。
[0026]另外，所述激光指示模塊包含激光筆和驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置包括第三電機和第四電機，第三電機和第四電機分別驅(qū)動激光筆沿相互垂直的X軸方向和Y軸方向擺動，攝像模塊實時拍攝獲取激光點在圖像平面上的投影位置P’并與目標物體投影位置Q’進行比較，步驟3具體包含:
[0027]沿X軸方向擺動激光筆，直至激光點在圖像平面上的投影位置P’點與目標物體投影位置Q’點的X軸坐標相同；
[0028]沿Y軸方向擺動激光筆，直至激光點在圖像平面上的投影位置P’點與目標物體投影位置Q’點的Y軸坐標相同。
[0029]綜上所述，本發(fā)明將目標物體三維空間的定位轉(zhuǎn)化到二維空間，計算量小，指示位置快速準確。
[0030]下面結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細地說明。
【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明實施例一中激光指示模塊的結(jié)構(gòu)示意圖之一；
[0032]圖2為本發(fā)明實施例一中激光指示模塊的結(jié)構(gòu)示意圖之二 ；
[0033]圖3為本發(fā)明任一激光光束在圖像平面和實物平面上的投影關(guān)系示意圖；
[0034]圖4為本發(fā)明圖像平面上激光點實時投影位置P’和目標物體投影位置Q’重合示意圖。
【具體實施方式】
[0035]實施例一
[0036]本發(fā)明提供一種光點指示機器人，包括機器人本體，在所述本體上設(shè)有控制模塊、攝像模塊