Устройство обнаружения препятствий при помощи пересекающихся плоскостей и способ обнаружения с применением такого устройства - заявка 2016151183 на патент на изобретение в РФ

1. Устройство (10) обнаружения препятствий, предназначенное для оснащения подвижного аппарата (11), способного передвигаться параллельно опорной плоскости (12), отличающееся тем, что содержит:
- по меньшей мере два излучателя (14,16,19,32,34,35) электромагнитного пучка, выполненные с возможностью формирования двух виртуальных плоскостей (22,23,24,26,28,29) в двух разных направлениях, которые могут пересекаться между собой и с возможным препятствием,
- по меньшей мере один датчик (5,6,7) изображения, выполненный с возможностью создания изображения пересечения виртуальных плоскостей (22,23,24,26,28,29) и возможного препятствия,
- средство анализа изображения, выполненное с возможностью определения присутствия препятствия и с возможностью сравнения изображения с опорным изображением.
2. Устройство (10) по п. 1, отличающееся тем, что аппарат (11) имеет приоритетное направление перемещения в первом направлении вдоль оси Х, и тем, что дополнительно содержит:
- так называемый первый косой излучатель (34) первого косого пучка (30), проходящего в первой виртуальной косой плоскости (28) в первом направлении вдоль оси Х, пересекающейся с опорной плоскостью (12),
- так называемый второй косой излучатель (35) второго косого пучка (31), проходящего во второй виртуальной косой плоскости (29) в первом направлении вдоль оси Х, пересекающейся с опорной плоскостью (12),
- первый датчик (5) изображения, выполненный с возможностью создания изображения вокруг пересечения первой и второй виртуальных косых плоскостей (28,29) с опорной плоскостью (12).
3. Устройство (10) по п. 2, отличающееся тем, что содержит так называемый первый горизонтальный излучатель (14) первого горизонтального пучка (15), проходящего в первой виртуальной плоскости (22), по существу параллельной опорной плоскости (12), и тем, что первый датчик (5) изображения выполнен с возможностью создания изображения пересечения первой виртуальной плоскости (22) и препятствия.
4. Устройство (10) по п. 3, отличающееся тем, что первая виртуальная плоскость (22) образует угловой сектор вокруг оси Х, и тем, что устройство (10) дополнительно содержит:
- так называемый второй горизонтальный излучатель (16) второго горизонтального пучка (17), проходящего во второй виртуальной плоскости (23) в первом направлении, образующей угловой сектор вокруг оси Y, перпендикулярной к оси Х и по существу параллельной опорной плоскости (12),
- второй датчик (6) изображения, выполненный с возможностью создания изображения пересечения второй виртуальной плоскости (23) и препятствия,
- так называемый третий горизонтальный излучатель (19) третьего горизонтального пучка (20), проходящего в третьей виртуальной плоскости (24) во втором направлении, противоположном первому направлению, формирующей угловой сектор вокруг оси Y, по существу параллельной опорной плоскости (12),
- третий датчик (7) изображения, выполненный с возможностью создания изображения пересечения третьей виртуальной плоскости (24) и препятствия.
5. Устройство (10) по п. 4, отличающееся тем, что угловой сектор (22), сформированный первым горизонтальным пучком (15), отстоит от угловых секторов (23,24), образованных вторым и третьим горизонтальным пучками, на заранее определенный угол.
6. Устройство (10) по п. 5, отличающееся тем, что угловой сектор равен 120°.
7. Устройство (10) по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство позиционирования так называемой горизонтальной виртуальной плоскости (22), предназначенное для позиционирования упомянутой горизонтальной виртуальной плоскости (22) таким образом, чтобы она не пересекалась с опорной плоскостью (12).
8. Устройство (10) по п. 7, отличающееся тем, что средство позиционирования представляет собой схему обратной связи, выполненную с возможностью определения углового положения (73) так называемой горизонтальной виртуальной плоскости (22) относительно опорной плоскости (12) и передачи нового углового положения (74) в горизонтальный излучатель (14), формирующий так называемую горизонтальную виртуальную плоскость (22).
9. Устройство (10) позиционирования по п. 7, отличающееся тем, что средство позиционирования представляет собой ориентацию излучателя (14) пучка (15) таким образом, чтобы ориентировать так называемую горизонтальную виртуальную плоскость (22) так, чтобы формировать положительный угол (72) между так называемой горизонтальной виртуальной плоскостью (22) и опорной плоскостью (12).
10. Устройство (10) по одному из пп. 2-9, отличающееся тем, что дополнительно содержит:
- так называемый наклонный излучатель (32) наклонного пучка (27), проходящего в виртуальной плоскости (26), которая может пересекаться с опорной плоскостью (12) вдоль прямой, перпендикулярной к оси Х,
- средство анализа изображения,
тем, что первый датчик (5) изображения выполнен с возможностью создания изображения прямой линии, и тем, что средство анализа изображения выполнено с возможностью определения присутствия препятствия посредством обнаружения деформации прямой линии.
11. Устройство (10) по одному из пп. 2-9, отличающееся тем, что содержит средство (8) управления, выполненное с возможностью выборочной деактивации излучателей (14,16,19,32,34,35) и датчиков (5) согласно направлению перемещения аппарата (11).
12. Устройство (10) по одному из пп. 2-9, отличающееся тем, что дополнительно содержит схему (9) обработки, выполненную с возможностью упорядочивания излучений пучков (15,17,20,27,30,31) излучателями (14,16,19,32,34,35) и синхронизации излучений пучков (15,17,20,27,30,31) со съемками изображений датчиками (5,6,7).
13. Устройство (10) по одному из пп. 2-9, отличающееся тем, что пучок или пучки (15,17,20,27,30,31) являются лазерными пучками.
14. Аппарат (11), отличающийся тем, что содержит устройство (10) обнаружения препятствия по любому из пп. 1-13.
15. Способ обнаружения препятствий с применением устройства (10) по любому из пп. 1-13, отличающийся тем, что содержит следующие этапы:
- излучение пучка (15,17,20,27,30,31), формирующего виртуальную плоскость (22,23,24,26,28,29), которая может пересекаться с препятствием,
- съемка и создание изображения пересечения виртуальной плоскости (22,23,24,26,28,29) и препятствия,
- анализ изображения и определение препятствия.
16. Способ по п.15, отличающийся тем, что дополнительно содержит следующие этапы:
- запоминание первого изображения пересечения виртуальной плоскости (26), сформированной наклонным пучком (27), с опорной плоскостью (12),
- запоминание второго изображения пересечения виртуальной плоскости (26), сформированной наклонным пучком (27), с препятствием,
- сравнение первого и второго изображений, чтобы определить место нахождения препятствия.
Наверх