1.本实用新型涉及扫地机器人领域，特别是涉及一种搭载高光谱相机的扫地机器人设备。
背景技术：2.在现代日益舒适的家居生活中，从家务中解放双手离不开扫地机器人。扫地机器人可以利用激光雷达基于slam(simultaneous localization and mapping)技术自动扫描家居环境地图，并完成路径规划、定位、避障、清扫拖洗以及自动充电等功能。
3.因为家庭环境经常是变化的，完成目标识别有助于在变化环境中实现上述功能，但普通rgb相机无法有效识别/区别电线、木棍等细长状目标，导致扫地机器人经常被电线缠住而无法工作。因此如何准确识别目标物体十分重要。
技术实现要素：4.为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种搭载高光谱相机的扫地机器人。
5.一种搭载高光谱相机的扫地机器人，具有扫地和移动模块、电源模块、信息处理和控制模块，还包括高光谱相机模块、rgb相机模块、异型相机标定模块；
6.所述的高光谱相机模块与信息处理和控制模块相连，用于用来获取目标物体的高光谱信息；
7.所述的rgb相机模块与信息处理和控制模块相连，用于获取目标物体的rgb图像；
8.所述的异型相机标定模块分别与高光谱相机和rgb相机相连，用于高光谱相机和rgb相机的外参标定。
9.所述的扫地机器人，设有移动端无线传输模块。
10.所述的扫地机器人设有配套的固定基站式充电桩。
11.所述的固定基站式充电桩设有固定端无线传输模块。
12.所述的固定基站式充电桩设有信息处理模块。
13.所述的高光谱相机模块包括一个电光可调谐滤波片和一个ccd相机。
14.所述的高光谱相机模块和rgb相机模块相连。
15.所述的扫地机器人，还设有语音控制模块。
16.所述的扫地机器人，还设有配套的遥控器。
17.所述的扫地机器人，通过固定基站式充电桩相连，多个协同工作。
18.本实用新型的有益效果：
19.现有的扫地机器人很难识别地上的细电线(普通图像的空间分辨率不够)而被缠住，高光谱相机可以用来区别这些地板上的目标，如区别电线材料(有塑料荧光光谱特征)和细木棍材料等，为扫地机器人智能避障提供决策依据。
20.本实用新型将高光谱相机和普通rgb相机标定后可组成异型相机双目系统，扫地
机器人的rgb图片流和高光谱图像流信息可在本地机载的信息处理和控制模块处理，也可以无线传输到设有信息处理模块的固定基站式充电桩进行计算，计算结果实时返回给扫地机器人。相比于本地机载处理，这种前轻后重式的方案降低了扫地机器人端的运算和供电压力，保证了扫地机器人长时间续航；该方案总体上增强了整个系统的计算能力，保障了基于高光谱图片和rgb图片的更高级感知应用。
21.固定基站式充电桩的信息处理模块可为多个扫地机器人提供计算服务，保证了系统的扩展便利性。形成网络的多个扫地机器人尤其适合多房间、大空间等应用场景，比如工业和公共场合（如机场）等。
附图说明
22.图1为本实用新型的模块示意图。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.如图1所示，一种搭载高光谱相机的扫地机器人，具有扫地和移动模块、电源模块、信息处理和控制模块（常规的扫地和移动模块、电源模块、信息处理和控制模块等未在图1示出），还包括高光谱相机模块、rgb相机模块、异型相机标定模块；
25.所述的高光谱相机模块与信息处理和控制模块相连，用于用来获取目标物体的高光谱信息；高光谱相机可以对目标材质属性进行成像，这对目标物体精确定位识别具有重大益处。高光谱相机单独也可以用来导航，但受限于目前的高光谱相机采集速度较慢，一般可实现秒级导航。
26.所述的rgb相机模块与信息处理和控制模块相连，用于获取目标物体的rgb图像。rgb相机用于导航在现有技术中已有比较成熟的技术方案。
27.所述的异型相机标定模块分别与高光谱相机和rgb相机相连，用于高光谱相机和rgb相机的外参标定。将高光谱相机和rgb相机标定后，可实现异型相机双目系统，完成普通相机无法完成的多维信息采集，这十分有助于目标识别、三维重建、精确定位等上层高级应用。
28.普通rgb相机模块与高光谱相机模块组成异形相机双目系统，用于对目标物体精确识别。该双目系统可组成两种工作模式：模式一，普通rgb相机与高光谱相机独立工作，普通rgb图像用于粗略地对目标分类，高光谱图像用于对目标物体精确识别；模式二，普通rgb图像与高光谱图像双目重建得到高光谱三维点云，再利用高光谱三维点云实现智能应用。模式一对于降低电力消耗有助益，比如相机的分时工作，另外如果一个相机出了故障，另外一个也能进行工作。
29.所述的扫地机器人，设有移动端无线传输模块。
30.所述的扫地机器人设有配套的固定基站式充电桩。
31.所述的固定基站式充电桩设有固定端无线传输模块。
32.所述的固定基站式充电桩设有信息处理模块。无线传输模块将扫地机器人的rgb图片流和高光谱图像流信息无线传输到固定基站式充电桩的信息处理模块进行计算，比如目标识别，三维重建，目标定位等，计算结果实时返回给扫地机器人。扫地机器人根据该结果进行路径规划、避障等动作。这是考虑到扫地机器人的体积、算力、电力供应一般比较有限，而在固定基站式充电桩可进行更多的存储和运算，前轻后重式的配置，在模式二场景下可令整个系统工作在较佳状态；另外一个固定基站式充电桩可为多个扫地机器人提供服务，甚至多个扫地机器人可并网进行协作。但是在一般简单的地面环境场合，扫地机器人机载的信息处理和控制模块可以独立完成任务，以便节省通讯造成的电力消耗；或者是在无线通讯不佳的场合，扫地机器人的独立性显得尤为重要。
33.所述的信息处理模块可具有隐私保护功能。比如信息处理模块只会在磁盘中保存与任务相关的信息(如slam任务中只保存关键点位置及其特征)，原始图像信息在ram中完成计算后即被丢弃，而ram掉电后信息无法恢复。除此之外，所述的rgb相机和高光谱相机安装角度更加倾斜于地面，减少直接拍摄人正面照片的几率，也是用来保障隐私安全的重要手段。
34.但是另外一个方面，rgb相机和高光谱相机获得的信息可作为多方面的用途，比如用于获得历史数据，改进扫地的算法。甚至，扫地机器人可以作为一个安防监控巡逻的装置。
35.所述的高光谱相机模块包括一个电光可调谐滤波片和一个ccd相机。
36.所述的扫地机器人，还设有语音控制模块。
37.所述的扫地机器人，还设有配套的遥控器。
38.所述的扫地机器人，通过固定基站式充电桩相连，多个协同工作。
39.对于本领域技术人员来说高光谱相机和rgb相机的外参标定可以采取多种方式。
40.以下举例说明异型相机标定模块的工作步骤：首先用这两个相机拍摄多幅棋盘格标定板的图像，然后将高光谱图像积分转换为对应的rgb图像，这些rgb图像与原有的rgb相机拍摄的rgb图像可组成多个图像对，最后利用通用的双目相机标定方法对其进行标定，得到异型相机双目系统的外参。
41.上述描述中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施方案仅仅是对本实用新型的优选实施例进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变化和改进，均属于本实用新型的保护范围。本实用新型的保护范围由所附权利要求及其任何等同物给出。
技术特征：1.一种搭载高光谱相机的扫地机器人，具有扫地和移动模块、电源模块、信息处理和控制模块，其特征在于：还包括高光谱相机模块、rgb相机模块、异型相机标定模块；所述的高光谱相机模块与信息处理和控制模块相连，用于用来获取目标物体的高光谱信息；所述的rgb相机模块与信息处理和控制模块相连，用于获取目标物体的rgb图像；所述的异型相机标定模块分别与高光谱相机和rgb相机相连，用于高光谱相机和rgb相机的外参标定。2.根据权利要求1所述的扫地机器人，其特征在于：设有移动端无线传输模块。3.根据权利要求1或者2所述的扫地机器人，其特征在于：设有配套的固定基站式充电桩。4.根据权利要求3所述的扫地机器人，其特征在于：所述的固定基站式充电桩设有固定端无线传输模块。5.根据权利要求4所述的扫地机器人，其特征在于：所述的固定基站式充电桩设有信息处理模块。6.根据权利要求1所述的扫地机器人，其特征在于：所述的高光谱相机模块包括一个电光可调谐滤波片和一个ccd相机。7.根据权利要求1所述的扫地机器人，其特征在于：所述的高光谱相机模块和rgb相机模块相连。8.根据权利要求1所述的扫地机器人，其特征在于：还设有语音控制模块。9.根据权利要求1所述的扫地机器人，其特征在于：还设有配套的遥控器。10.根据权利要求5所述的扫地机器人，其特征在于：通过固定基站式充电桩相连，多个协同工作。
技术总结本实用新型公开一种搭载高光谱相机的扫地机器人，具有扫地和移动模块、电源模块、信息处理和控制模块，还包括高光谱相机模块、RGB相机模块、异型相机标定模块；高光谱相机模块与信息处理和控制模块相连，用于用来获取目标物体的高光谱信息；RGB相机模块与信息处理和控制模块相连，用于获取目标物体的RGB图像；异型相机标定模块分别与高光谱相机和RGB相机相连，用于高光谱相机和RGB相机的外参标定。扫地机器人，设有移动端无线传输模块。扫地机器人设有配套的固定基站式充电桩。固定基站式充电桩设有固定端无线传输模块。固定基站式充电桩设有信息处理模块。本实用新型可实现多维信息采集，有助于目标识别、三维重建、精确定位等应用。用。用。
技术研发人员：何赛灵 马腾飞
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2022.01.13
技术公布日：2022/7/5
