專利名稱：用于將機(jī)器人園林工具引導(dǎo)至預(yù)定位置的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)器人園林工具。特別地，本發(fā)明涉及用于將機(jī)器人園林工具引導(dǎo)至充電站的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
機(jī)器人園林工具(例如，但不限于機(jī)器人割草機(jī))廣泛地用于草地中的割草應(yīng)用。典型地，機(jī)器人割草機(jī)是ー種自治機(jī)器人工具，并用電池作為電源。在工作負(fù)載和持續(xù)時(shí)間的基礎(chǔ)上，需要對(duì)機(jī)器人割草機(jī)的電池定期再充電。當(dāng)進(jìn)行無人操作的自治機(jī)器人割草機(jī)工作時(shí)，在電池功率電平在操作過程中降至閾值功率電平之下的情況中，需要找到一條到達(dá)充電站的路徑。存在許多目前用來找到一條到達(dá)充電站的路徑的技術(shù)。首先，建造在充電站上的 天線可能用來將機(jī)器人割草機(jī)引導(dǎo)至充電站。然而，該天線在充電站附近可能具有有限的范圍，因此，機(jī)器人割草機(jī)可能花費(fèi)較長的時(shí)間來找到天線信號(hào)。另ー限制是在離充電板非常近的地方制造天線的復(fù)雜性。這可能増加充電板的成本，因此，系統(tǒng)的總成本也可能增カロ。另ー種用于克服上述缺點(diǎn)的技術(shù)是，機(jī)器人割草機(jī)可能跟隨一條或多條引導(dǎo)線或邊界線而到達(dá)充電站。然而，機(jī)器人割草機(jī)可能毎次跟隨相同的路徑，并且這可能在草地上導(dǎo)致不希望有的持久痕跡和/或蹤跡。另ー種找到到達(dá)充電站的路徑的技術(shù)可能使用全球定位系統(tǒng)(GPS)，但是，這種系統(tǒng)具有將GPS系統(tǒng)整合至機(jī)器人割草機(jī)的復(fù)雜性。除此之外，GPS系統(tǒng)昂貴且難以安裝，接著，這可能増加機(jī)器人割草機(jī)的總成本?；蛘?，可能利用本地定位系統(tǒng)，其使用本地服務(wù)，例如Wi-Fi或蜂窩網(wǎng)絡(luò)。在此情況中，機(jī)器人園林工具具有精確的定位數(shù)據(jù)，但是在需要増加至該系統(tǒng)的電路和接ロ方面具有更多的限制，這可能再次增加整個(gè)系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性?？紤]到以上內(nèi)容，需要有一種找到一條到達(dá)充電站的路徑的改進(jìn)的方法和系統(tǒng)，其將克服復(fù)雜的整合、増加成本以及草面上的持久痕跡的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到以上內(nèi)容，ー個(gè)目的是解決或至少減少以上討論的問題。特別地，ー個(gè)目的是，提供找到一條到達(dá)充電站的路徑以避免草面上的持久痕跡并保持相關(guān)電路簡單且節(jié)省成本的方法和系統(tǒng)。通過如權(quán)利要求I中描述的用于將機(jī)器人園林工具引導(dǎo)至預(yù)定位置的新穎方法來實(shí)現(xiàn)此目的。該機(jī)器人園林工具可能包括控制單元和至少ー個(gè)傳感器単元。該方法可能包括用傳感器單元檢測來自第一信號(hào)源的第一引導(dǎo)信號(hào)的步驟。此外，該方法可能包括，響應(yīng)于來自控制単元的命令，以離第一信號(hào)源可變的距離跟隨第一引導(dǎo)信號(hào)行進(jìn)的步驟。機(jī)器人園林工具以離第一信號(hào)源可變的距離的運(yùn)動(dòng)可能幫助避免草地上的任何持久痕跡。此外，當(dāng)機(jī)器人園林工具到達(dá)離預(yù)定位置預(yù)定距離處時(shí)，該方法可能包括檢測第二引導(dǎo)信號(hào)的步驟，該第二引導(dǎo)信號(hào)意味著其接近預(yù)定位置。最后，在離預(yù)定位置預(yù)定距離內(nèi)，該方法可能包括跟隨第一引導(dǎo)信號(hào)或第二引導(dǎo)信號(hào)中之ー以離對(duì)應(yīng)信號(hào)源預(yù)配置的距離(pre-configured distance)朝向預(yù)定位置行進(jìn)的步驟。根據(jù)權(quán)利要求2和3，第一引導(dǎo)信號(hào)源可能是第一引導(dǎo)線(guide wire，導(dǎo)絲)，并且該方法可能包括檢測來自第一引導(dǎo)線的第一引導(dǎo)信號(hào)。此外，該方法可能包括以離第一引導(dǎo)線可變的距離跟隨第一引導(dǎo)信號(hào)行迸。通過以可變的距離跟隨線行迸，園林工具不會(huì)在草地上留下痕跡。根據(jù)權(quán)利要求4和5，第二信號(hào)源可能是第二引導(dǎo)線，并且該方法可能包括，在離預(yù)定位置預(yù)定距離內(nèi)檢測來自第二引導(dǎo)線的第二引導(dǎo)信號(hào)。此外，該方法可能包括，當(dāng)機(jī)器人園林工具處于離預(yù)定位置預(yù)定距離內(nèi)時(shí)，響應(yīng)于第一和第二引導(dǎo)信號(hào)中之一，基于來自控制單元的命令，使機(jī)器人園林工具以離第一引導(dǎo)線或第二引導(dǎo)線中之ー預(yù)配置的距離移動(dòng)。當(dāng)兩個(gè)信號(hào)源都是引導(dǎo)線且草地上設(shè)置有兩條引導(dǎo)線時(shí)，草地上的兩條引導(dǎo)線用作第一或第二引導(dǎo)線。當(dāng)朝向預(yù)定位置移動(dòng)時(shí)，機(jī)器人園林工具開始跟隨兩條引導(dǎo)線中的哪條并不重要。園林工具開始跟隨的引導(dǎo)線可能用作第一引導(dǎo)線，然后，另一條引導(dǎo)線可能用作 第二引導(dǎo)線。 可替代地，根據(jù)權(quán)利要求6，可能從該預(yù)定位置產(chǎn)生第二弓I導(dǎo)信號(hào)。此外，在ー個(gè)實(shí)施方式中，該方法可能包括，從預(yù)定位置處的天線在離預(yù)定位置預(yù)定距離內(nèi)檢測第二引導(dǎo)信號(hào)。在此情況中，該方法還可能包括，響應(yīng)于第一和第二引導(dǎo)信號(hào)中之一，基于來自控制単元的命令，使機(jī)器人園林工具在離第一引導(dǎo)線預(yù)配置的距離朝向預(yù)定位置移動(dòng)。此布置對(duì)于更簡單地建造和節(jié)省成本地制造充電站來說可能是特別有幫助的。根據(jù)權(quán)利要求9，該預(yù)定距離可能處于離預(yù)定位置大約0. 5米到大約4米的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方式中，可能基于將引導(dǎo)線形式的第一信號(hào)源和第二信號(hào)源定位在預(yù)定位置附近，來確定該預(yù)定距離的范圍。在另ー實(shí)施方式中，可能基于在預(yù)定位置處的天線的范圍，來確定該預(yù)定距離的范圍。此外，根據(jù)權(quán)利要求10，可能在預(yù)定位置處設(shè)置充電站。然后，引導(dǎo)線可能用于當(dāng)需要對(duì)園林工具充電時(shí)，將機(jī)器人園林工具引導(dǎo)至充電站。來自控制単元的命令可能基于需要對(duì)機(jī)器人園林工具充電的事實(shí)。權(quán)利要求11描述了ー種用于執(zhí)行上述方法的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可能包括控制單元和至少ー個(gè)傳感器単元。在機(jī)器人園林工具中，該控制単元可能被具體化為用于將機(jī)器人園林工具引導(dǎo)至預(yù)定位置。此外，該傳感器単元可能適于分別檢測來自第一信號(hào)源和第二信號(hào)源的第一引導(dǎo)信號(hào)和第二引導(dǎo)信號(hào)。根據(jù)該系統(tǒng)，機(jī)器人園林工具可能適于，響應(yīng)于來自控制單元的命令，跟隨第一引導(dǎo)信號(hào)以離第一信號(hào)源可變的距離朝向預(yù)定位置行進(jìn)。此外，機(jī)器人園林工具可能適于，在處于離預(yù)定位置預(yù)定距離內(nèi)時(shí)，響應(yīng)于來自控制單元的命令，跟隨第一引導(dǎo)信號(hào)和第二引導(dǎo)信號(hào)中之ー以離對(duì)應(yīng)信號(hào)源預(yù)配置的距離行進(jìn)到達(dá)預(yù)定位置。根據(jù)權(quán)利要求12和13，該系統(tǒng)可能包括用作第一信號(hào)源的第一引導(dǎo)線和用作第ニ信號(hào)源的第二引導(dǎo)線。根據(jù)權(quán)利要求14，可能將第一引導(dǎo)線和第二引導(dǎo)線在離預(yù)定位置預(yù)定距離內(nèi)被放置在一起?？商鎿Q地，根據(jù)權(quán)利要求15，可能將第二信號(hào)源安裝在預(yù)定位置處。此外，根據(jù)權(quán)利要求16，第二信號(hào)源可能是安裝在預(yù)定位置處的天線。根據(jù)權(quán)利要求17，該預(yù)定距離可能處于離預(yù)定位置大約0. 5米到大約4米的范圍內(nèi)。此外，根據(jù)權(quán)利要求18，可能將充電站定位在預(yù)定位置處。此外，根據(jù)權(quán)利要求19，機(jī)器人園林工具可能是電池供電的自治機(jī)器人割草機(jī)。


下文中將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，附圖中圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于將機(jī)器人園林工具引導(dǎo)至預(yù)定位置的系統(tǒng)的框圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于機(jī)器人園林工具的引導(dǎo)系統(tǒng)的示 意圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另ー實(shí)施方式的用于機(jī)器人園林工具的引導(dǎo)系統(tǒng)的示意圖；以及圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于將機(jī)器人園林工具引導(dǎo)至預(yù)定位置的示例性方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參照附圖更充分地描述本發(fā)明，其中，示出了包含本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的本發(fā)明的實(shí)例實(shí)施方式。然而，本發(fā)明可能被具體化為許多不同的形式，并且不應(yīng)被解釋為限制于這里闡述的實(shí)施方式；相反，提供這些實(shí)施方式，使得本公開將是充分且完全的，并將把本發(fā)明的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。例如，在其他實(shí)施方式中，甚至在其他類型的裝置中，可利用本發(fā)明的ー個(gè)或多個(gè)方面。在圖中，同樣的數(shù)字指的是同樣的元件。圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的系統(tǒng)100的框圖。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，系統(tǒng)100可能被具體化于電池供電的機(jī)器人園林工具中，用于將機(jī)器人園林工具引導(dǎo)至預(yù)定位置。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，機(jī)器人園林工具可能是在園藝應(yīng)用中使用的電池供電的機(jī)器人割草機(jī)，系統(tǒng)100可能用于將機(jī)器人割草機(jī)引導(dǎo)至充電站。然而，在不背離本發(fā)明的本質(zhì)的前提下，系統(tǒng)100還可能被具體化于任何另ー種設(shè)備中，例如，電池供電的自治真空吸塵器或任何其他自治的電池供電的機(jī)器人工具。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，系統(tǒng)100包括傳感器單元102和控制單元104。在機(jī)器人園林工具的運(yùn)行過程中，傳感器単元102無線檢測來自第一信號(hào)源106和第二信號(hào)源108的一個(gè)或多個(gè)引導(dǎo)信號(hào)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，第一信號(hào)源106適于發(fā)送第ー引導(dǎo)信號(hào)110，而第二信號(hào)源108適于發(fā)送第二引導(dǎo)信號(hào)112。在特殊原因的情況中，傳感器單元102響應(yīng)于來自控制単元104的命令而檢測第一引導(dǎo)信號(hào)110和/或第二引導(dǎo)信號(hào)112。該特殊原因可以是，機(jī)器人園林工具的電池的功率電平降至閾值功率電平之下、達(dá)到定時(shí)器間隔、給出外部命令或機(jī)器人園林工具檢測到下雨。此外，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，控制單元104還產(chǎn)生朝向預(yù)定位置引導(dǎo)機(jī)器人園林工具的命令。在本發(fā)明的ー個(gè)實(shí)施方式中，該預(yù)定位置是用于機(jī)器人園林工具的充電站。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，傳感器單元102可能包括一個(gè)或多個(gè)傳感器，例如但不限于，磁場傳感器或電流傳感器，以檢測來自第一信號(hào)源106和/或第二信號(hào)源108對(duì)應(yīng)的磁場信號(hào)或電流信號(hào)。可能將這些傳感器定位在機(jī)器人園林工具的前部。在本發(fā)明的另ー實(shí)施方式中，可能將這些傳感器定位在機(jī)器人園林工具上的適當(dāng)位置處。如對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說將是顯而易見的，傳感器単元102將從第一信號(hào)源106和第二信號(hào)源108檢測到的信號(hào)110和/或112轉(zhuǎn)換成等效電信號(hào)。此外，傳感器単元102向控制單元104提供所轉(zhuǎn)換的等效電信號(hào)。控制單元104進(jìn)ー步包括存儲(chǔ)裝置114和處理單元116。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，存儲(chǔ)裝置114可能是隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、閃存或任何適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)設(shè)備。存儲(chǔ)裝置114包括各種用于儲(chǔ)存控制単元104的操作指令和其他軟件的模塊。這些操作指令是ー組用于控制控制單元104的全部操作的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。存儲(chǔ)裝置114還儲(chǔ)存基于從傳感器單元102接收的ー個(gè)或多個(gè)信號(hào)對(duì)機(jī)器人園林工具發(fā)送命令所需的參數(shù)的數(shù)據(jù)庫。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，這些參數(shù)還可能包括草地或場地的幾何形狀、所檢測的信號(hào)的強(qiáng)度、所檢測的信號(hào)的類型，等等。將來自存儲(chǔ)裝置114的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)傳送至處理單元116。
處理單元116執(zhí)行將機(jī)器人園林工具引導(dǎo)至預(yù)定位置所需的所有計(jì)算。處理單元116包括輸入/輸出(I/O)接ロ(未示出)，其可操作的用于從存儲(chǔ)裝置114接收參數(shù)和計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，處理單元116還通過I/O接ロ從傳感器単元102獲得所轉(zhuǎn)換的電信號(hào)。處理單元116還包括產(chǎn)生用于將機(jī)器人園林工具引導(dǎo)至預(yù)定位置的命令的計(jì)算模塊(未示出)。命令引導(dǎo)機(jī)器人園林工具跟隨第一引導(dǎo)信號(hào)110以離第一信號(hào)源106可變的距離朝向預(yù)定位置行迸。在本發(fā)明的另ー實(shí)施方式中，命令可能引導(dǎo)機(jī)器人園林工具跟隨來自對(duì)應(yīng)信號(hào)源106和108的第一引導(dǎo)信號(hào)110和第二引導(dǎo)信號(hào)112中之一朝向預(yù)定位置行迸。在本發(fā)明的又ー實(shí)施方式中，計(jì)算模塊可能確定額外的參數(shù)，例如但不限于，機(jī)器人園林工具離第一信號(hào)源106和/或第二信號(hào)源108的距離。此外，處理單元116基于所檢測到的信號(hào)110和/或112調(diào)用來自存儲(chǔ)裝置114的命令。包含在處理單元116中的計(jì)算模塊將所檢測到的信號(hào)110和/或112的特性與儲(chǔ)存于存儲(chǔ)裝置114中的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較，并由此確定從存儲(chǔ)裝置114將調(diào)用的所需命令。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于機(jī)器人割草機(jī)202的引導(dǎo)系統(tǒng)200的示意圖。機(jī)器人割草機(jī)202用作機(jī)器人園林工具，并被構(gòu)造為切割有限區(qū)域內(nèi)的植物。該有限區(qū)域可能是具有植物的任何地帯，例如草地、花園、院子、高爾夫球場、耕地等等。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，用邊界線204劃分該有限區(qū)域的界限。將邊界線204固定在地面上方或埋在地面下方并連接至信號(hào)發(fā)生器，該信號(hào)發(fā)生器由電源供電，或直接連接至電源。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，邊界線204還在該有限區(qū)域內(nèi)不希望切割的區(qū)域周圍形成環(huán)，例如但不限于，如花棚、樹、墻、大石頭、灌木或灌木叢、花園或菜園、高架噴泉等的固定物體。引導(dǎo)系統(tǒng)200進(jìn)ー步包括第一引導(dǎo)線206和第二引導(dǎo)線208，其中，第一引導(dǎo)線206和第二引導(dǎo)線208分別用作第一信號(hào)源106和第二信號(hào)源108。此外，第一引導(dǎo)線206和第二引導(dǎo)線208適于分別發(fā)送第一引導(dǎo)信號(hào)110和第二引導(dǎo)信號(hào)112。在本發(fā)明的ー個(gè)實(shí)施方式中，也將第一引導(dǎo)線206和第二引導(dǎo)線208固定在地面上方或埋在地面下方，并連接至邊界線204和充電站210。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，充電站210位于預(yù)定位置處。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，在離充電站210預(yù)定距離D內(nèi)，第一引導(dǎo)線206和第ニ引導(dǎo)線208放置在基本上平行的構(gòu)造中。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，預(yù)定距離D的范圍可能是離充電站210大約0. 5米到大約4米。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中,超過預(yù)定距離D，第一引導(dǎo)線206和第二引導(dǎo)線208分開，位于不同的方向上，并在不同的位置與邊界線204連接。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，如果機(jī)器人割草機(jī)202需要為電池充電,或由于其他原因而應(yīng)該轉(zhuǎn)到預(yù)定位置，那么，機(jī)器人割草機(jī)202跟隨第一引導(dǎo)信號(hào)110朝向充電站210行進(jìn)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，機(jī)器人割草機(jī)202以離第一引導(dǎo)線206可變的距離跟隨第一引導(dǎo)信號(hào)110行迸。如上所述，當(dāng)檢測到第一引導(dǎo)信號(hào)110吋，控制單元104為機(jī)器人割草機(jī)202的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生以離第一引導(dǎo)線206隨機(jī)和/或連續(xù)變化的距離跟隨第一引導(dǎo)信號(hào)110行進(jìn)的命令。這確保，機(jī)器人割草機(jī)202在毎次跟隨第一引導(dǎo)線206到達(dá)充電站210時(shí)，不會(huì)跟隨相同的路徑行迸。因此，在機(jī)器人割草機(jī)202的大量工作循環(huán)之后， 可以避免由于輪子而在草地上產(chǎn)生的任何持久痕跡和/軌跡。在本發(fā)明的另ー實(shí)施方式中，機(jī)器人割草機(jī)202以離第二引導(dǎo)線208可變的距離跟隨第二引導(dǎo)信號(hào)112行迸。在本發(fā)明的又ー實(shí)施方式中，機(jī)器人割草機(jī)202還可能部分地跟隨邊界線204行迸，以定位充電站 210。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，通過跟隨第一引導(dǎo)線206行迸，當(dāng)機(jī)器人割草機(jī)202到達(dá)離充電站210預(yù)定距離D處時(shí)，傳感器単元102還檢測到由第二引導(dǎo)線208產(chǎn)生的第ニ引導(dǎo)信號(hào)112。如上所述，在檢測到第二引導(dǎo)信號(hào)112吋，控制單元104為機(jī)器人割草機(jī)202的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生跟隨分別來自第一引導(dǎo)線206和第二引導(dǎo)線208的第一引導(dǎo)信號(hào)110或第二引導(dǎo)信號(hào)112中之一行進(jìn)的命令。此外，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，通過跟隨第一引導(dǎo)信號(hào)110或第二引導(dǎo)信號(hào)112并且還以分別離第一引導(dǎo)線206或第二引導(dǎo)線208固定的預(yù)定距離移動(dòng)，朝向充電站210引導(dǎo)機(jī)器人割草機(jī)202。在本發(fā)明的另ー實(shí)施方式中,機(jī)器人割草機(jī)202跨騎在第一引導(dǎo)線206和/或第二引導(dǎo)線208上，并跨接至(deck to)充電站210。在本發(fā)明的各種實(shí)施方式中，還可能使用多于兩個(gè)引導(dǎo)線，以覆蓋更大的切割面積。這對(duì)于更快地找到至少ー個(gè)引導(dǎo)線來說可能是特別有幫助的。此外，由于機(jī)器人割草機(jī)202采用固定路徑，同時(shí)處于離充電站210預(yù)定距離D內(nèi)，所以機(jī)器人割草機(jī)202可能在草地上形成持久軌跡。為了避免這一點(diǎn)，在草地上放置保護(hù)板(未示出)。該保護(hù)板可能由這樣的材料制成，例如但不限于，不同的塑料成分、金屬合
今坐坐
-T^ O圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另ー實(shí)施方式的用于機(jī)器人割草機(jī)302的引導(dǎo)系統(tǒng)300的示意圖。該引導(dǎo)系統(tǒng)300包括邊界線304、引導(dǎo)線306和天線308。引導(dǎo)線306用作第一信號(hào)源106，并適于發(fā)送第一引導(dǎo)信號(hào)110。天線308用作第二信號(hào)源108，并適于發(fā)送第二弓丨導(dǎo)信號(hào)112。此外，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，將引導(dǎo)線306的一端連接至邊界線304，同時(shí)，將另一端連接至充電站310。此外，將天線308安裝在充電站310上，并且第二引導(dǎo)信號(hào)112可能是超聲信號(hào)、紅外信號(hào)、電磁信號(hào)等中之一，但不限于此。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，如果機(jī)器人割草機(jī)302需要對(duì)電池充電,或由于其他原因而應(yīng)該轉(zhuǎn)到預(yù)定位置，那么機(jī)器人割草機(jī)302跟隨第一引導(dǎo)信號(hào)110朝向充電站310行迸。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，機(jī)器人割草機(jī)302以離引導(dǎo)線306可變的距離跟隨第ー引導(dǎo)信號(hào)110行進(jìn)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，通過跟隨引導(dǎo)線306行進(jìn)，當(dāng)機(jī)器人割草機(jī)302到達(dá)離充電站310預(yù)定距離D處時(shí)，安裝于機(jī)器人割草機(jī)302上的傳感器単元102也檢測到由天線308產(chǎn)生的第二引導(dǎo)信號(hào)112。如上所述，在檢測到第二引導(dǎo)信號(hào)112吋，控制單元104為機(jī)器人割草機(jī)302的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生跟隨分別來自引導(dǎo)線306和天線308的第一引導(dǎo)信號(hào)110和第二引導(dǎo)信號(hào)112中之一行進(jìn)的命令。此外，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，通過跟隨第一引導(dǎo)信號(hào)110或第二引導(dǎo)信號(hào)112并且還以離引導(dǎo)線306固定的距離移動(dòng)，朝向充電站310引導(dǎo)機(jī)器人割草機(jī)302。在本發(fā)明的另ー實(shí)施方式中,機(jī)器人割草機(jī)302跨騎在引導(dǎo)線306上，并跨接至充電站310。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，為了避免草面上的任何持久軌跡，還可能使用保護(hù)板。此外，在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式中，預(yù)定距離D可能處于離預(yù)定位置大約
0.5米到大約4米的范圍中。此外，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，預(yù)定距離D可能由來自天線308的第二引導(dǎo)信號(hào)112限定。引導(dǎo)系統(tǒng)300特別消除了對(duì)與充電板一起制造大范圍天線的復(fù)雜エ藝的需求。這降低了充電板的成本，并且引導(dǎo)系統(tǒng)的總成本較低。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式中，天線308的范圍可能延伸至大約8米。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于將機(jī)器人園林工具引導(dǎo)至預(yù)定位置的方法400的流程圖。在方法400的步驟402中，機(jī)器人園林工具檢測第一引導(dǎo)信號(hào)110。如上所述，安裝于機(jī)器人園林工具上的傳感器単元102檢測第一引導(dǎo)信號(hào)110。第一引導(dǎo)信號(hào)110可能是，例如，磁場或電流。此外，第一引導(dǎo)信號(hào)110可能具有特殊的特性，例如但不限于，頻率、相位和強(qiáng)度。在步驟402之后，在步驟404中，機(jī)器人園林工具以離第一信號(hào)源106可變的距離跟隨第一引導(dǎo)信號(hào)110行迸。在各種其他實(shí)施方式中，用第一引導(dǎo)線206或引導(dǎo)線306來發(fā)送第一引導(dǎo)信號(hào)110。如上所述，控制単元104響應(yīng)于所檢測到的第一引導(dǎo)信號(hào)110而產(chǎn)生朝向預(yù)定位置引導(dǎo)機(jī)器人園林工具的命令。該命令引導(dǎo)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連續(xù)地或隨機(jī)地改變離第一信號(hào)源(例如引導(dǎo)線206和306)的距離。此外，在方法400的步驟406中，機(jī)器人園林工具檢測第二引導(dǎo)信號(hào)112。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，第二引導(dǎo)信號(hào)112具有其自己的特殊特性，以將其與第一引導(dǎo)信號(hào)110區(qū)分開。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，從第二引導(dǎo)線208檢測到第二引導(dǎo)信號(hào)112。在本發(fā)明的另ー實(shí)施方式中，在離預(yù)定位置預(yù)定距離D內(nèi)檢測到第二引導(dǎo)信號(hào)112。在本發(fā)明的各種實(shí)施方式中，將天線308安裝在預(yù)定位置上，并且其適于發(fā)送第二引導(dǎo)信號(hào)112。如上所述，機(jī)器人園林工具在離預(yù)定位置預(yù)定距離D內(nèi)檢測第二引導(dǎo)信號(hào)112。在步驟408中，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，機(jī)器人園林工具跟隨第一引導(dǎo)信號(hào)110或第二引導(dǎo)信號(hào)112中之一朝向預(yù)定位置行迸。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，在預(yù)定距離D內(nèi)，機(jī)器人園林工具以離ー個(gè)引導(dǎo)線206或306預(yù)配置的距離移動(dòng)。在另ー實(shí)施方式中，機(jī)器人園林工具跨騎在ー個(gè)引導(dǎo)線206或306上。在又ー實(shí)施方式中，機(jī)器人園林工具以靠近ー個(gè)引導(dǎo)線206或306固定的距離跟隨固定路徑行迸。雖然上述發(fā)明說明了機(jī)器人園林工具的工作，但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可能知道，這種系統(tǒng)可以輕松地在其他工具上實(shí)現(xiàn)，例如但不限干，自動(dòng)真空吸塵器。
在圖中和說明書中，已經(jīng)公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式和實(shí)例，盡管使用特定術(shù)語，但是其僅在通用性及描述性意義上使用，并非用于限制目的，在以下權(quán)利要求中闡述了 本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于將機(jī)器人園林工具引導(dǎo)至預(yù)定位置的方法(400)，其中，所述機(jī)器人園林工具包括控制單元(104)和用于無線檢測引導(dǎo)信號(hào)的至少ー個(gè)傳感器単元(102)，所述方法包括以下步驟 檢測(402)來自第一信號(hào)源(106)的第一引導(dǎo)信號(hào)(110); 響應(yīng)于來自所述控制單元(104)的命令，跟隨(404)所述第一引導(dǎo)信號(hào)(110)以離所述第一信號(hào)源(106)可變的距離朝向所述預(yù)定位置行進(jìn)； 檢測(406)來自第二信號(hào)源(108)的第二引導(dǎo)信號(hào)(112)，其中，在離所述預(yù)定位置預(yù)定距離(D)內(nèi)檢測所述第二引導(dǎo)信號(hào)(112);以及 跟隨(408)所述第一和第二引導(dǎo)信號(hào)(110或112)中之ー以離對(duì)應(yīng)信號(hào)源(106或108)預(yù)配置的距離朝向所述預(yù)定位置行迸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法(400)，其中，檢測(420)來自所述第一信號(hào)源的所述第ー引導(dǎo)信號(hào)(110)包括檢測來自第一引導(dǎo)線(206)的所述第一引導(dǎo)信號(hào)(110)的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法(400)，其中，跟隨(404)所述第一引導(dǎo)信號(hào)(110)行進(jìn)包括使所述機(jī)器人園林工具以離所述第一引導(dǎo)線(206)可變的距離沿著所述第一引導(dǎo)線(206)移動(dòng)的步驟。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法(400)，其中，檢測(406)所述第二引導(dǎo)信號(hào)(112)包括在離所述預(yù)定位置所述預(yù)定距離(D)內(nèi)檢測來自第二引導(dǎo)線(208)的所述第二引導(dǎo)信號(hào)(112)的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法(400)，其中，跟隨(408)所述第一和第二引導(dǎo)信號(hào)(110和112)中之一行進(jìn)包括以下步驟基于響應(yīng)于所述第一和第二引導(dǎo)信號(hào)(110和112)中之一的來自所述控制單元(104)的命令，使所述機(jī)器人園林工具以離所述第一引導(dǎo)線(206)或所述第二引導(dǎo)線(208)中之ー預(yù)配置的距離移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至3中的任一項(xiàng)所述的方法(400)，其中，所述第二信號(hào)源(108)被定位于所述預(yù)定位置處。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法(400)，其中，在所述預(yù)定距離(D)內(nèi)檢測(406)所述第ニ引導(dǎo)信號(hào)(112)包括檢測來自安裝在所述預(yù)定位置的天線(308)的所述第二引導(dǎo)信號(hào)(112)的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7中任一項(xiàng)所述的方法(400)，其中，跟隨(408)所述第一和第二引導(dǎo)信號(hào)(110和112)中之一行進(jìn)包括基于響應(yīng)于所述第一和第二引導(dǎo)信號(hào)(110和112)中之一的來自所述控制單元(104)的命令，使所述機(jī)器人園林工具以離第一引導(dǎo)線(306)預(yù)配置的距離移動(dòng)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法(400)，其中，所述預(yù)定距離(D)處于離所述預(yù)定位置大約0. 5米到大約4米的范圍中。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法(400)，在所述預(yù)定位置處提供充電站(210 和 310)。
11.一種用于將機(jī)器人園林工具引導(dǎo)至預(yù)定位置的系統(tǒng)(100)，所述系統(tǒng)(100)包括 第一信號(hào)源(106)，適于發(fā)送用于朝向所述預(yù)定位置引導(dǎo)所述機(jī)器人園林工具的第一引導(dǎo)信號(hào)(110); 第二信號(hào)源(108)，適于發(fā)送用于朝向所述預(yù)定位置引導(dǎo)所述機(jī)器人園林工具的第二引導(dǎo)信號(hào)(112); 至少ー個(gè)傳感器単元(102)，設(shè)置在所述機(jī)器人園林工具上，以檢測所述第一引導(dǎo)信號(hào)(110)和所述第二引導(dǎo)信號(hào)(112);以及 控制單元(104)，設(shè)置在所述機(jī)器人園林工具上，以基于響應(yīng)于所述第一引導(dǎo)信號(hào)(110)和所述第二引導(dǎo)信號(hào)(112)中至少之一而產(chǎn)生命令； 其特征在干， 所述機(jī)器人園林工具適于響應(yīng)于來自所述控制単元(104)的所述命令跟隨所述第一引導(dǎo)信號(hào)(110)以離所述第一信號(hào)源(106)可變的距離朝向所述預(yù)定位置行進(jìn)；以及 所述機(jī)器人園林工具進(jìn)ー步適于，當(dāng)處于離所述預(yù)定位置預(yù)定距離(D)內(nèi)吋，響應(yīng)于來自所述控制單元(104)的所述命令，跟隨所述第一和第二引導(dǎo)信號(hào)(110或112)中之ー以離對(duì)應(yīng)信號(hào)源(106或108)預(yù)配置的距離行進(jìn)到達(dá)所述預(yù)定位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)(100)，其中，所述第一信號(hào)源(106)是第一引導(dǎo)線(206)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(100)，其中，所述第二信號(hào)源(108)是第二引導(dǎo)線(208)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(100)，其中，所述第一信號(hào)源(106)和所述第二信號(hào)源(106)在離所述預(yù)定位置所述預(yù)定距離(D)內(nèi)被放置在一起并且然后以不同方向定向。
15.根據(jù)權(quán)利要求11或12中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(100)，其中，所述第二信號(hào)源(108)被安裝在所述預(yù)定位置處。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)(100)，其中，所述第二信號(hào)源(108)是安裝在所述預(yù)定位置處的天線(308)。
17.根據(jù)權(quán)利要求11至16中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(100)，其中，所述預(yù)定距離(D)處于離所述預(yù)定位置大約0. 5米到大約4米的范圍內(nèi)。
18.根據(jù)權(quán)利要求11至16中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(100)，其中，所述預(yù)定位置是充電站(210或310)的位置。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(100)，其中，所述機(jī)器人園林工具是機(jī)器人割草機(jī)(202或302)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于將機(jī)器人園林工具引導(dǎo)至預(yù)定位置的方法(400)和系統(tǒng)(100)。機(jī)器人園林工具包括控制單元(104)和檢測引導(dǎo)信號(hào)的傳感器單元(102)。傳感器單元(102)檢測來自第一信號(hào)源(106)的第一引導(dǎo)信號(hào)(110)，且機(jī)器人園林工具跟隨第一引導(dǎo)信號(hào)(110)以離第一信號(hào)源(106)可變的距離朝向預(yù)定位置行進(jìn)。在處于離預(yù)定位置預(yù)定距離(D)內(nèi)時(shí)，傳感器單元(102)檢測來自第二信號(hào)源(108)的第二引導(dǎo)信號(hào)(112)。在預(yù)定距離(D)內(nèi)，機(jī)器人園林工具跟隨第一和第二引導(dǎo)信號(hào)(110或112)中之一以離對(duì)應(yīng)信號(hào)源預(yù)配置的距離朝向預(yù)定位置行進(jìn)。
文檔編號(hào)A01D34/00GK102811604SQ201080065419
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2010年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月17日
發(fā)明者奧勒·馬庫松, 貢納爾·安德松, 約翰·阿道爾夫松, 帕特里克·彼得森, 約翰·厄斯特, 帕特里克·耶金斯泰特 申請(qǐng)人:胡斯華納有限公司