專(zhuān)利名稱(chēng)：自動(dòng)充電式自律移動(dòng)機(jī)器人裝置及其自動(dòng)充電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及自律移動(dòng)機(jī)器人裝置及其充電方法，詳細(xì)地說(shuō)涉及移 動(dòng)機(jī)器人利用電池中的充電電能自動(dòng)行走完成特定的作業(yè)，在電池放電 結(jié)束后對(duì)接到充電座接受供電的自律移動(dòng)機(jī)器人裝置及其自動(dòng)充電方 法。
背景技術(shù)：
自律行走型移動(dòng)機(jī)器人是自動(dòng)行走而完成特定作業(yè)的機(jī)器人，公知 的有保潔機(jī)器人、監(jiān)視機(jī)器人等，這種機(jī)器人的特征是具有可以執(zhí)行按 指示執(zhí)行的作業(yè)，例如保潔作業(yè)、監(jiān)視作業(yè)等的功能。
最近在所述移動(dòng)機(jī)器人中保潔機(jī)器人開(kāi)辟了新的市場(chǎng)，而且其規(guī)模 曰益增大。
所述保潔機(jī)器人是可以自動(dòng)在住宅或辦公室等恒定保潔區(qū)域移動(dòng)而 吸入灰塵或雜質(zhì)的機(jī)器人，除了吸入灰塵或雜質(zhì)的通常的真空吸塵器外，
還追加包含使機(jī)器人行走的行走裝置；防止與存在于保潔區(qū)域內(nèi)的多 種障礙物碰撞的感應(yīng)障礙物的障礙物感應(yīng)傳感器；供應(yīng)電源的電池及控
制所有裝置的微計(jì)算機(jī)等。
這種結(jié)構(gòu)的保潔機(jī)器人通過(guò)多種障礙物感應(yīng)傳感器，可以判斷與保 潔區(qū)域內(nèi)所設(shè)的如家具、墻壁等障礙物的距離，利用判斷出的信息，防 止與障礙物發(fā)生碰撞。
但保潔機(jī)器人等現(xiàn)有的移動(dòng)機(jī)器人在利用電池來(lái)動(dòng)作而導(dǎo)致電池放 電時(shí)，為了使電池以后提供動(dòng)作所需的電能，需要由用戶(hù)親自把電池連 接到另設(shè)的充電座進(jìn)行充電。
由此，現(xiàn)有的移動(dòng)機(jī)器人具有用戶(hù)不在時(shí)無(wú)法自動(dòng)充電的缺點(diǎn)。
8為了解決這樣的缺點(diǎn)，最近提出了把移動(dòng)機(jī)器人引導(dǎo)到充電座的方
式和接點(diǎn)嘗試對(duì)接的方式，但引導(dǎo)方式不僅需要機(jī)器人的高難度技術(shù)，
還需另外安裝高價(jià)的裝備，有增加大量費(fèi)用的缺點(diǎn)。
而且接點(diǎn)嘗試對(duì)接的方法具有需要準(zhǔn)確控制姿勢(shì)的缺點(diǎn)。
同時(shí)，為了能夠使所述的自律行走型移動(dòng)機(jī)器人在一定空間內(nèi)自由
移動(dòng)，需要準(zhǔn)確識(shí)別自己當(dāng)前的位置后，從當(dāng)前位置無(wú)誤差地移動(dòng)到目
標(biāo)位置。
為了能夠使移動(dòng)機(jī)器人識(shí)別自己當(dāng)前的位置，作為位置信息提供手
段使用預(yù)定標(biāo)志(Landmark)，利用該標(biāo)志識(shí)別自己位置的方法有移動(dòng)機(jī)器 人使用攝像機(jī)拍攝一定作業(yè)空間內(nèi)設(shè)置的標(biāo)志，然后通過(guò)對(duì)外部影像的 影像信號(hào)處理過(guò)程對(duì)此進(jìn)行識(shí)別，再利用識(shí)別出的標(biāo)志獲得能夠確認(rèn)自 己當(dāng)前位置的信息、或向標(biāo)志照射光后，利用感應(yīng)反射光而識(shí)別的標(biāo)志 以確認(rèn)自己位置的方法。
這些標(biāo)志可以設(shè)計(jì)為多種形狀，通常使用圓、鏈等幾何特征的圖案。 在所述方法中，利用攝像機(jī)拍攝而確認(rèn)位置的方法需要從作業(yè)空間 的影像信號(hào)中提取特定圖案，而這時(shí)在從外部影像信號(hào)中提取標(biāo)志的圖 案時(shí)，受到用攝像機(jī)進(jìn)行拍攝的作業(yè)空間的照明狀況等外部環(huán)境因素的 影響很大。
艮P，照明或照度引起的明暗情況、造型物或壁紙的樣式等對(duì)識(shí)別攝 像機(jī)拍攝的外部影像的標(biāo)志圖案產(chǎn)生巨大的影響，由此會(huì)出現(xiàn)識(shí)別標(biāo)志 圖案所需的運(yùn)算過(guò)程變得復(fù)雜問(wèn)題。
相反，通過(guò)投影儀向所述標(biāo)志照射光后接收反射光的形式設(shè)定移動(dòng) 機(jī)器人的當(dāng)前位置及移動(dòng)路線(xiàn)的測(cè)繪方法如下經(jīng)過(guò)移動(dòng)機(jī)器人在測(cè)繪 空間內(nèi)移動(dòng)的同時(shí)，以一個(gè)全局坐標(biāo)系為基準(zhǔn)登記各個(gè)標(biāo)志的過(guò)程后， 設(shè)定路徑使機(jī)器人向目的地移動(dòng)。
這種測(cè)繪方法的缺點(diǎn)是，在登記各個(gè)標(biāo)志的過(guò)程中，如果由于驅(qū)動(dòng) 輪的滑動(dòng)等而出現(xiàn)距離誤差，則以后按順序登記的標(biāo)志將會(huì)持續(xù)積累誤 差。為了解決這種缺點(diǎn)，需要追加更多的標(biāo)志或另外的傳感器，而且為 了保持標(biāo)志的一貫性，還應(yīng)算出具有高相關(guān)度的協(xié)方差矩陣。
這樣，根據(jù)測(cè)繪空間內(nèi)的路面情況，移動(dòng)機(jī)器人的測(cè)繪設(shè)定不穩(wěn)定， 從而給行走或作業(yè)目的的執(zhí)行帶來(lái)不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
由此，本發(fā)明是為了解決上述缺點(diǎn)而提出，其目的在于提供如下的 自動(dòng)充電式自律機(jī)器人裝置及其自動(dòng)充電方法從充電座發(fā)送紅外線(xiàn)信 號(hào)，由移動(dòng)機(jī)器人接收充電座發(fā)出的紅外線(xiàn)信號(hào)，檢測(cè)出與充電座的相 對(duì)位置信息，然后自動(dòng)引導(dǎo)而回歸到充電座而自動(dòng)完成電池充電，從而 通過(guò)對(duì)電池完成自動(dòng)充電以最大限度地減少作業(yè)者的干預(yù)，提高便利性。 另外，本發(fā)朋的目的還有提供如下的自動(dòng)充電式自律移動(dòng)機(jī)器人裝 置及其自動(dòng)充電方法對(duì)充電座上部的與充電座相應(yīng)的位置照射紅外線(xiàn)， 通過(guò)對(duì)該情況的感應(yīng)，使移動(dòng)機(jī)器人無(wú)需預(yù)先掌握對(duì)環(huán)境的知識(shí)就能掌 握與充電座的方向角和相對(duì)位置而進(jìn)行移動(dòng)，然后在接點(diǎn)附近通過(guò)充電 座中發(fā)生的弓i導(dǎo)束對(duì)接到充電座而完成電池自動(dòng)充電，從而減少作業(yè)者 干預(yù)。
另外本發(fā)明的目的還有提供如下的用于移動(dòng)機(jī)器人的地圖生成系統(tǒng) 及其地圖生成方法為了通過(guò)頂棚部所具備的多個(gè)標(biāo)志來(lái)識(shí)別移動(dòng)空間 內(nèi)的位置，在移動(dòng)空間內(nèi)設(shè)有投影儀，配備有接收被標(biāo)志反射的光所需 的受光部，而且生成僅僅利用行走路徑上的以前識(shí)別的標(biāo)志和當(dāng)前識(shí)別 的標(biāo)志雙方之間一對(duì)一的相對(duì)距離坐標(biāo)值就能識(shí)別所有標(biāo)志的地圖，在 求得標(biāo)志位置的過(guò)程中產(chǎn)生的誤差只以一對(duì)一適用，因此誤差不會(huì)累積。
為了解決所述技術(shù)性課題，作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例， 一種自律移 動(dòng)機(jī)器人裝置使移動(dòng)機(jī)器人利用充電電池的電能自動(dòng)行走而執(zhí)行特定的 作業(yè)，在電池放電時(shí)，將該移動(dòng)機(jī)器人對(duì)接到充電座而接收供電，該自 律移動(dòng)機(jī)器人裝置包括充電座，其具有對(duì)所述電池供電的連接端子和 用于提供位置信息的發(fā)送紅外線(xiàn)信號(hào)的紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生裝置；以及移動(dòng) 機(jī)器人，其包括紅外線(xiàn)信號(hào)接收裝置，其在所述電池的余量不足或輸
10入了充電命令時(shí)，接收所述紅外線(xiàn)信號(hào)；微計(jì)算機(jī)，其在根據(jù)從所述紅 外線(xiàn)信號(hào)接收裝置接收的信號(hào)，檢測(cè)出所述充電座的位置時(shí)，利用檢測(cè) 出的信息控制移動(dòng)行走；以及通過(guò)與所述連接端子進(jìn)行接觸而獲得電能 的充電端子。
在這里，所述紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生裝置包括第一紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生部，該 第一紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生部由用于精確地引導(dǎo)所述移動(dòng)機(jī)器人的多個(gè)紅外線(xiàn) 發(fā)光二極管(LED)構(gòu)成，所述多個(gè)的紅外線(xiàn)發(fā)光二極管設(shè)置在隔離狀結(jié)構(gòu) 體內(nèi)部或紅外線(xiàn)引導(dǎo)管內(nèi)部，以便防止產(chǎn)生相互干擾的信號(hào)。
而且所述紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生裝置還包括第2紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生部，該第 2紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生部由用于對(duì)所述充電座附近區(qū)域產(chǎn)生紅外線(xiàn)信號(hào)的近 距離用紅外線(xiàn)發(fā)光二極管(LED)構(gòu)成。
而且，所述紅外線(xiàn)信號(hào)接收裝置包括在所述移動(dòng)機(jī)器人主體正面、 左側(cè)面及右側(cè)面設(shè)置的多個(gè)紅外線(xiàn)引導(dǎo)管；以及在各所述紅外線(xiàn)引導(dǎo)管 內(nèi)部設(shè)置的紅外線(xiàn)接收器。
還有，所述移動(dòng)機(jī)器人還包括檢測(cè)電池余量的電池余量檢測(cè)部和輸 入用戶(hù)的操作信號(hào)的操作信號(hào)輸入部，所述微計(jì)算機(jī)包括存儲(chǔ)有用于 驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用程序和用于驅(qū)動(dòng)的電池余量基準(zhǔn)值的存儲(chǔ)器；通過(guò)由所述紅 外線(xiàn)信號(hào)接收裝置感應(yīng)的信號(hào)來(lái)檢測(cè)所述充電座的位置的位置檢測(cè)部； 以及行走控制部，其根據(jù)從所述位置檢測(cè)部輸入的位置信息，控制移動(dòng) 行走。
而且，所述充電座在下端形成向前凸出的基座，所述連接端子安裝 在所述基座的上面，所述移動(dòng)機(jī)器人的充電端子安裝于移動(dòng)機(jī)器人的下 部的與所述充電座的連接端子相對(duì)應(yīng)的連接位置，在所述基座上從安裝 有連接端子的內(nèi)側(cè)位置到前方末端形成引導(dǎo)槽，以便安裝在所述移動(dòng)機(jī) 器人的充電端子內(nèi)側(cè)的移動(dòng)輪引導(dǎo)到所述引導(dǎo)槽內(nèi)，使所述移動(dòng)機(jī)器人 的充電端子與所述充電座的連接端子連接。
而且為了解決所述技術(shù)性課題的本發(fā)明的自律移動(dòng)機(jī)器人裝置的自 動(dòng)充電方法，作為一個(gè)實(shí)施例，包括執(zhí)行如下處理的步驟移動(dòng)機(jī)器人 根據(jù)用戶(hù)命令執(zhí)行任務(wù)；移動(dòng)機(jī)器人根據(jù)電池余量判斷是否為電池充電
11模式而感應(yīng)充電座發(fā)送的紅外線(xiàn)信號(hào)；在感應(yīng)到所述紅外線(xiàn)信號(hào)時(shí)，移 動(dòng)機(jī)器人檢測(cè)充電座的位置，利用檢測(cè)出的位置信息，控制移動(dòng)行走， 從而使移動(dòng)機(jī)器人位于充電座前面；以及移動(dòng)機(jī)器人對(duì)接到充電座而使 電池自動(dòng)充電，使所述移動(dòng)機(jī)器人在充電模式下停止執(zhí)行動(dòng)作，并在停 止位置旋轉(zhuǎn)，以便接收來(lái)自充電座的紅外線(xiàn)信號(hào)。
而且為了解決所述技術(shù)性課題的本發(fā)明，作為其他實(shí)施例的自律移 動(dòng)機(jī)器人裝置，使移動(dòng)機(jī)器人利用充電電池的電能自動(dòng)行走而執(zhí)行特定 的作業(yè)，在電池放電時(shí)，將該移動(dòng)機(jī)器人對(duì)接到充電座而接收供電，該
自律移動(dòng)機(jī)器人裝置包括充電座，其具有對(duì)所述電池供電的連接端 子；用于提供位置信息的產(chǎn)生紅外線(xiàn)引導(dǎo)束的引導(dǎo)束產(chǎn)生裝置；以及發(fā) 光部，其對(duì)與充電座相應(yīng)的特定位置照射紅外線(xiàn)，提供充電座與移動(dòng)機(jī)
器人的相對(duì)位置信息；移動(dòng)機(jī)器人，其包括紅外線(xiàn)感應(yīng)裝置，其在所 述電池的余量不足或輸入了充電命令時(shí)，感應(yīng)從所述發(fā)光部照射的紅外 線(xiàn)；對(duì)從所述引導(dǎo)束產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行感應(yīng)的弓I導(dǎo)束感應(yīng)裝置； 微計(jì)算機(jī)，其根據(jù)利用所述紅外線(xiàn)感應(yīng)裝置和引導(dǎo)束感應(yīng)裝置感應(yīng)的信 號(hào)，檢測(cè)所述充電座的位置，利用檢測(cè)出的信息，控制移動(dòng)行走；以及 通過(guò)與所述連接端子進(jìn)行接觸而獲得供電的充電端子；以及位置識(shí)別器， 其具有發(fā)光部，該發(fā)光部對(duì)特定位置照射紅外線(xiàn)，以便所述移動(dòng)機(jī)器人 能夠掌握自己的相對(duì)位置。
而且為了解決所述技術(shù)性課題的本發(fā)明的自動(dòng)充電方法，作為其他 實(shí)施例，包括執(zhí)行如下處理的步驟移動(dòng)機(jī)器人根據(jù)用戶(hù)命令執(zhí)行任務(wù)； 移動(dòng)機(jī)器人根據(jù)電池余量判斷是否為電池充電模式；在移動(dòng)機(jī)器人判斷 為電池充電模式時(shí)，停止執(zhí)行動(dòng)作，并使所述移動(dòng)機(jī)器人在停止位置旋 轉(zhuǎn)，以便感應(yīng)從充電座或位置識(shí)別器產(chǎn)生的紅外線(xiàn)；移動(dòng)機(jī)器人利用感 應(yīng)到的紅外線(xiàn)檢測(cè)與所述充電座的相對(duì)位置，利用檢測(cè)出的位置信息， 控制移動(dòng)行走，從而使該移動(dòng)機(jī)器人向充電座的引導(dǎo)位置移動(dòng)；移動(dòng)機(jī) 器人在充電座引導(dǎo)位置接收由充電座產(chǎn)生的引導(dǎo)束，利用接收到的引導(dǎo) 束與充電座連接，從而實(shí)現(xiàn)電池充電；以及在與充電座接觸的狀態(tài)下， 使移動(dòng)機(jī)器人的電池自動(dòng)充電。移動(dòng)機(jī)器人裝置包括用于移動(dòng)機(jī)器人的地圖生 成系統(tǒng)，而為達(dá)到上述目的這種地圖生成系統(tǒng)具有如下的特征。
本發(fā)明的地圖生成系統(tǒng)包括形成有用于在移動(dòng)空間內(nèi)行走的驅(qū)動(dòng) 部的移動(dòng)機(jī)器人；投影儀，其設(shè)置在所述移動(dòng)空間內(nèi)的固定地點(diǎn)，向頂 棚部照射光；多個(gè)標(biāo)志，其設(shè)置于頂棚部，且所述多個(gè)標(biāo)志使移動(dòng)機(jī)器 人感應(yīng)由所述投影儀照射的光所反射的光，從而識(shí)別出移動(dòng)機(jī)器人在移 動(dòng)空間內(nèi)的位置；受光部，其安裝于所述移動(dòng)機(jī)器人的外側(cè)，接收被標(biāo) 志反射的光；以及控制部，其存儲(chǔ)有一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo)值，在向特定 標(biāo)志移動(dòng)時(shí)，對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行控制，使其利用所述一對(duì)一相 對(duì)距離坐標(biāo)值來(lái)計(jì)劃路徑而進(jìn)行移動(dòng)，其中，所述一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo) 值為，在用于設(shè)定移動(dòng)機(jī)器人在移動(dòng)空間內(nèi)路徑的測(cè)繪的過(guò)程中，由所 述受光部檢測(cè)的多個(gè)各標(biāo)志中的、相互錯(cuò)開(kāi)排列而連接的、根據(jù)行走的 機(jī)器人的行走路徑連續(xù)排列的兩個(gè)標(biāo)志之間的一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo)值。
在這里，所述一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo)值由角度和移動(dòng)距離來(lái)表現(xiàn)，所 述角度和移動(dòng)距離是以測(cè)定相對(duì)距離的兩個(gè)標(biāo)志中、行走通過(guò)的標(biāo)志為 基準(zhǔn)標(biāo)志，以當(dāng)前識(shí)別的標(biāo)志與設(shè)定的基準(zhǔn)軸形成的角度和移動(dòng)距離。
由此，本發(fā)明的移動(dòng)機(jī)器人的地圖生成系統(tǒng)的地圖生成方法，其中， 所述地圖生成系統(tǒng)包括在移動(dòng)空間內(nèi)自律行走的移動(dòng)機(jī)器人；投影儀， 其設(shè)置在所述移動(dòng)空間內(nèi)的固定地點(diǎn)，向頂棚部照射光；標(biāo)志，其設(shè)置 于頂棚部，以使移動(dòng)機(jī)器人感應(yīng)由所述投影儀照射的光所反射的光，從 而識(shí)別出移動(dòng)機(jī)器人在移動(dòng)空間內(nèi)的位置；受光部，其安裝于所述移動(dòng) 機(jī)器人的外側(cè)，接收被標(biāo)志反射的光；以及控制部，其僅存儲(chǔ)有一對(duì)一 相對(duì)距離坐標(biāo)值，在向特定標(biāo)志移動(dòng)時(shí)，對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行控 制，使其利用所述一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo)值來(lái)計(jì)劃路徑而進(jìn)行移動(dòng)，其中， 所述一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo)值為，多個(gè)各標(biāo)志中相互錯(cuò)開(kāi)排列而連接的、 根據(jù)行走的機(jī)器人的行走路徑連續(xù)排列的兩個(gè)標(biāo)志之間的一對(duì)一相對(duì)距 離坐標(biāo)值，所述地圖生成方法包括執(zhí)行如下處理的步驟設(shè)定移動(dòng)機(jī)器 人行走路徑而生成移動(dòng)空間內(nèi)地圖的方法中，所述移動(dòng)機(jī)器人位于移動(dòng) 空間內(nèi)，為設(shè)定路線(xiàn)而隨機(jī)行走，從固定于移動(dòng)空間內(nèi)一定地點(diǎn)的投影
13儀照射光；以及多個(gè)標(biāo)志利用從投影儀照射的光而入射到所述移動(dòng)機(jī)器 人的受光部，并依次得到識(shí)別，且由移動(dòng)機(jī)器人的控制部存儲(chǔ)根據(jù)行走 機(jī)器人的行走路徑連續(xù)排列的兩個(gè)標(biāo)志之間形成的一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo) 值，生成地圖。
在這里，所述一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo)值由角度和移動(dòng)距離來(lái)表現(xiàn)，所 述角度和移動(dòng)距離是以?xún)蓚€(gè)標(biāo)志中的按照依次識(shí)別出的兩個(gè)標(biāo)志之間的 相對(duì)距離、行走通過(guò)的標(biāo)志為基準(zhǔn)標(biāo)志，以當(dāng)前識(shí)別的標(biāo)志與設(shè)定的基 準(zhǔn)軸形成的角度和移動(dòng)距離。
由此，本發(fā)明因由充電座發(fā)送紅外線(xiàn)信號(hào)，由移動(dòng)機(jī)器人接收充電 座發(fā)出的紅外線(xiàn)信號(hào)而檢測(cè)出與充電座之間的相對(duì)位置信息，并自動(dòng)引 導(dǎo)回歸到充電座而使電池自動(dòng)充電，從而通過(guò)電池自動(dòng)充電來(lái)最大限度 降低作業(yè)者的干預(yù)，提高使用便利性。
而且，本發(fā)明因由充電座與位置檢測(cè)器向頂棚照射紅外線(xiàn)，移動(dòng)機(jī) 器人通過(guò)感應(yīng)出投射到頂棚的紅外線(xiàn)，檢測(cè)與充電座的相對(duì)位置，無(wú)需 事前掌握對(duì)環(huán)境的知識(shí)，然后在接點(diǎn)附近，所述移動(dòng)機(jī)器人利用從充電 座產(chǎn)生的引導(dǎo)束對(duì)接到充電座，完成電池自動(dòng)充電，從而可以最大限度 減少作業(yè)者干預(yù)，而且由于需要少量的運(yùn)算負(fù)荷，具有降低費(fèi)用的優(yōu)點(diǎn)。
而且本發(fā)明無(wú)需使用大型而高相關(guān)度的協(xié)方差矩陣，在求得標(biāo)志位 置的過(guò)程中發(fā)生的誤差也只適用一對(duì)一的比例，具有不積累誤差的效果。
而且，因?yàn)楸景l(fā)明無(wú)需增加高準(zhǔn)確度運(yùn)算法則或裝置，可以節(jié)省費(fèi) 用，并簡(jiǎn)化機(jī)器人結(jié)構(gòu)。


圖la~圖lc為示出本發(fā)明實(shí)施例的圖。 圖la是充電座正面立體圖。 圖lb是移動(dòng)機(jī)器人背面立體圖。 圖lc是移動(dòng)機(jī)器人正面立體圖。
圖2是示出圖lb及圖lc的移動(dòng)機(jī)器人的紅外線(xiàn)信號(hào)接收裝置的一 例的立體圖。圖3是示出圖lb及圖lc的移動(dòng)機(jī)器人結(jié)構(gòu)的框圖。
圖4是示出圖la的充電座中的第1紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生部的一例的結(jié)構(gòu)圖。
圖5是在圖la的充電座中的第2紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生部的具體結(jié)構(gòu)圖。
圖6是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的紅外線(xiàn)信號(hào)接收范圍的圖。
圖7是示出本發(fā)明的自律移動(dòng)機(jī)器人自動(dòng)充電方法的一例的流程圖。
圖8是示出本發(fā)明的另一實(shí)施例的紅外線(xiàn)信號(hào)接收范圍的圖。 圖9是示出本發(fā)明的另一實(shí)施例的移動(dòng)機(jī)器人的自動(dòng)充電裝置的結(jié) 構(gòu)圖。
圖10是圖9的充電座的正面立體圖。 圖11是圖9的移動(dòng)機(jī)器人的背面立體圖。 圖12是圖9的移動(dòng)機(jī)器人的正面立體圖。 圖13是示出圖12的紅外線(xiàn)感應(yīng)裝置的一例的截面圖。 圖14是示出圖12的引導(dǎo)束感應(yīng)裝置的一 例的立體圖。 圖15是圖9的移動(dòng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)框圖。 圖16是示出圖9的第2引導(dǎo)束產(chǎn)生部的圖。 圖17是示出本發(fā)明的另一實(shí)施例的紅外線(xiàn)信號(hào)接收范圍的圖。 圖18是示出本發(fā)明的另一實(shí)施例的移動(dòng)機(jī)器人的自動(dòng)充電方法的 一例的流程圖。
圖19是示出本發(fā)明的自律移動(dòng)機(jī)器人裝置中的移動(dòng)機(jī)器人用的地 圖生成系統(tǒng)的概略圖。
圖20是示出本發(fā)明的地圖生成過(guò)程的結(jié)構(gòu)圖。
圖21是本發(fā)明中的存儲(chǔ)到控制部的位置信息的例示圖。
圖22是示出本發(fā)明的地圖生成過(guò)程的流程圖。
具體實(shí)施方式
通過(guò)參照附圖而后述的優(yōu)選實(shí)施例，會(huì)更加明了本發(fā)明。為了本領(lǐng) 域技術(shù)人員更加容易地理解和再現(xiàn)本發(fā)明，以下將通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例詳 細(xì)說(shuō)明發(fā)明的內(nèi)容。
圖la 圖lc為示出本發(fā)明實(shí)施例的圖，是示出包含充電座和移動(dòng)機(jī) 器人的自動(dòng)充電式自律移動(dòng)機(jī)器人裝置的各個(gè)組成部分的圖，其中，圖 la是充電座的正面立體圖、圖lb是移動(dòng)機(jī)器人的背面立體圖、圖lc是 移動(dòng)機(jī)器人的正面立體圖。
參照附圖可知，本發(fā)明涉及通過(guò)電池中的充電電能自動(dòng)行走執(zhí)行特 定的作業(yè)，在電池放電時(shí)，對(duì)接到充電座而獲得充電電能的自律移動(dòng)機(jī) 器人自動(dòng)充電裝置，大體上由充電座1和移動(dòng)機(jī)器人2組成。
所述充電座1具備主體10所具有的連接端子U和紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生 裝置12，從而可以通過(guò)輸出紅外線(xiàn)信號(hào)而引導(dǎo)移動(dòng)機(jī)器人2，并使被引 導(dǎo)的移動(dòng)機(jī)器人2對(duì)接，使連接端子11與后敘的移動(dòng)機(jī)器人2的充電端 子22接觸，由此對(duì)內(nèi)置于移動(dòng)機(jī)器人2的電池(未圖示)供應(yīng)充電電能， 完成電池充電。
如圖所示，在這里所述充電座l在下端形成向前凸出的基座30，而 所述連接端子11安裝在基座30的上面。這時(shí)所述移動(dòng)機(jī)器人2的充電 端子22安裝在移動(dòng)機(jī)器人2的下面，尤其所述充電端子22安裝在移動(dòng) 機(jī)器人2下面的與連接端子11相對(duì)應(yīng)的位置。而且所述基座30在安裝 有連接端子11的內(nèi)側(cè)位置開(kāi)始到前方末端形成引導(dǎo)槽31。
這樣，基座30可以使移動(dòng)機(jī)器人2的一側(cè)向基座30上面移動(dòng)，使 連接端子11和充電端子22上下連接，從而在移動(dòng)機(jī)器人2的負(fù)重下使 連接狀態(tài)維持堅(jiān)固。尤其是，移動(dòng)機(jī)器人2到達(dá)充電座1的基座30附近 時(shí)，所述引導(dǎo)槽31可以引導(dǎo)安裝在移動(dòng)機(jī)器人2下面的充電端子22內(nèi) 側(cè)的移動(dòng)輪40到達(dá)引導(dǎo)槽31內(nèi)，從而幫助移動(dòng)機(jī)器人2迅速而安全地 到達(dá)充電位置。
在這里，紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生裝置12包括第1紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生部121， 其由精確引導(dǎo)移動(dòng)機(jī)器人2的多個(gè)紅外線(xiàn)發(fā)光二極管121a、 121b、 121c、
16121d、 121e組成，而且多個(gè)紅外線(xiàn)發(fā)光二極管在分布上不應(yīng)發(fā)生相互的 信號(hào)干擾。
艮口，在紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生裝置12上，根據(jù)多個(gè)紅外線(xiàn)發(fā)光二極管121a、 121b、 121c、 121d、 121e的束幅容易出現(xiàn)紅外線(xiàn)信號(hào)的相互干擾，導(dǎo)致 在不期望的區(qū)域接收到信號(hào)，因此為了防止以上的現(xiàn)象，各個(gè)紅外線(xiàn)發(fā) 光二極管應(yīng)安裝在隔離狀結(jié)構(gòu)體內(nèi)部或紅外線(xiàn)引導(dǎo)管內(nèi)部。
同時(shí)，移動(dòng)機(jī)器人2包括紅外線(xiàn)信號(hào)接收裝置21，其在位于所述 主體20內(nèi)部的電池(未圖示)的余量不足或輸入了充電命令時(shí)，接收所 述紅外線(xiàn)信號(hào)；微計(jì)算機(jī)(未圖示)，其通過(guò)從紅外線(xiàn)信號(hào)接收裝置21 接收的信號(hào)，檢測(cè)出所述充電座的位置后，利用檢測(cè)出的信息，控制移 動(dòng)行走；以及充電端子22，其通過(guò)與所述連接端子11的連接而獲得電能， 對(duì)應(yīng)于連接端子11安裝在主體20的背面。
紅外線(xiàn)信號(hào)接收裝置21固定在移動(dòng)機(jī)器人2的主體20的正面、左 側(cè)面及右側(cè)面內(nèi)部，而且通過(guò)在主體20形成的適當(dāng)大小的貫通孔26而 露出，接收外部的紅外線(xiàn)信號(hào)，如圖2所示，可以由在貫通孔26內(nèi)部具 有的多個(gè)紅外線(xiàn)引導(dǎo)管211和所述各個(gè)紅外線(xiàn)引導(dǎo)管內(nèi)部所具備的紅外 線(xiàn)接收器212構(gòu)成，而接收范圍可以通過(guò)調(diào)節(jié)紅外線(xiàn)引導(dǎo)管211的距離 而進(jìn)行調(diào)整。
而且，如圖3所示，移動(dòng)機(jī)器人2包括檢測(cè)電池余量的電池余量檢 測(cè)部23和輸入用戶(hù)的操作信號(hào)的操作信號(hào)輸入部24，微計(jì)算機(jī)25包括 存儲(chǔ)有用于驅(qū)動(dòng)應(yīng)用程序和用于驅(qū)動(dòng)的電池余量基準(zhǔn)值的存儲(chǔ)器251和 通過(guò)由紅外線(xiàn)信號(hào)接收裝置21感應(yīng)的信號(hào)來(lái)檢測(cè)所述充電座位置的位置 檢測(cè)部252及根據(jù)從位置檢測(cè)部252輸入的位置信息控制移動(dòng)行走的行 走控制部253。
在這里電池余量檢測(cè)部23使用比較驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電壓值的電壓檢測(cè) 單元，行走控制部253具有控制移動(dòng)方向及移動(dòng)速度的作用。
同時(shí)，圖4是示出圖la的充電座中的第1紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生部的一 例的結(jié)構(gòu)圖，構(gòu)成第1紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生部121的多個(gè)紅外線(xiàn)發(fā)光二極管121a、 121b、 121c、 121d、 121e可以如圖4所示地分布，而各個(gè)紅外線(xiàn) 發(fā)光二極管使用開(kāi)/關(guān)的時(shí)間差等方法來(lái)識(shí)別。
在這里，第l、第2及第3紅外線(xiàn)發(fā)光二極管121a、 121b、 121c用 于移動(dòng)機(jī)器人2位于充電座1附近時(shí)用于感應(yīng)，因?yàn)槲挥诟浇鼤r(shí)需要精 密的感應(yīng)，所以紅外線(xiàn)發(fā)光二極管相互接近地分布。
第1紅外線(xiàn)發(fā)光二極管121a分布在充電座1前面中央?yún)^(qū)域，第2及 第3紅外線(xiàn)發(fā)光二極管121b、121c分別分布在第1紅外線(xiàn)發(fā)光二極管121a 的左側(cè)和右側(cè)。
而且第4紅外線(xiàn)發(fā)光二極管121d分布在充電座1前面左側(cè)區(qū)域，第 5紅外線(xiàn)發(fā)光二極管121e分布在充電座1的前面右側(cè)。
而且，各個(gè)紅外線(xiàn)發(fā)光二極管121a、 121b、 121c、 121d、 121e的感
應(yīng)信號(hào)發(fā)送強(qiáng)度可以根據(jù)近距離或遠(yuǎn)距離感應(yīng)等感應(yīng)范圍進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)
同時(shí)，如圖5所示，所述紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生裝置12還應(yīng)包括由在所述 充電座臨近區(qū)域產(chǎn)生紅外線(xiàn)信號(hào)用的近距離用紅外線(xiàn)LED構(gòu)成的第2紅 外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生部122。
艮P，如圖6所示，當(dāng)移動(dòng)機(jī)器人2如B位置或E位置那樣、位于與 充電座前面保持充分的感應(yīng)距離的位置時(shí)，容易被感應(yīng)，但如果像C位 置或D位置那樣位于感應(yīng)信號(hào)接收較難的位置時(shí)，即便是與充電座保持 很近的距離也很難感應(yīng)而對(duì)接。
而且如果像A位置那樣，位于過(guò)近的位置也很難對(duì)接，因此移動(dòng)到 E位置后再?lài)L試對(duì)接。
這種情況下，如圖5所示，由倒置安裝的近距離用紅外線(xiàn)發(fā)光二極 管122a形成的第2紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生部122所發(fā)送的感應(yīng)信號(hào)擴(kuò)散，該信 號(hào)可以在圍繞充電座1的附近區(qū)域接收紅外線(xiàn)信號(hào)。
艮P，如果感應(yīng)到由第2紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生部122發(fā)出的感應(yīng)信號(hào)就說(shuō) 明位于充電座1的附近位置。
現(xiàn)按如下說(shuō)明這種本發(fā)明的利用自律移動(dòng)機(jī)器人的自動(dòng)充電裝置的 自動(dòng)充電方法。
18圖7是示出本發(fā)明實(shí)施例的自律移動(dòng)機(jī)器人的自動(dòng)充電方法的一例
的流程圖，包括接收用戶(hù)命令執(zhí)行作業(yè)的步驟S10;判斷是否為電池充 電模式的步驟S20;經(jīng)判斷所述充電模式的結(jié)果為充電模式時(shí)，停止執(zhí)行 動(dòng)作，為接收充電座的紅外線(xiàn)信號(hào)而在停止位置旋轉(zhuǎn)的步驟S30;感應(yīng)到 所述紅外線(xiàn)信號(hào)時(shí)，檢測(cè)充電座的位置，利用檢測(cè)出的位置信息，控制 移動(dòng)機(jī)器人的移動(dòng)行走，使移動(dòng)機(jī)器人位于充電座前面的步驟S40;以及
使所述移動(dòng)機(jī)器人對(duì)接到充電座而自動(dòng)充電的步驟S50。
在這里，判斷是否為充電模式的步驟S20中，充電模式相當(dāng)于測(cè)定
電池的余量或判斷是否輸入了用戶(hù)命令的結(jié)果為檢測(cè)出電量不足信號(hào)或 輸入有充電命令的情況。
參考圖6和圖8，如下進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的利用自律移動(dòng)機(jī)器人的 自動(dòng)充電裝置的自動(dòng)充電方法。
首先，檢測(cè)電池余量或判斷是否有用戶(hù)操作的充電命令后，決定是 否為充電模式。電池余量檢測(cè)是通過(guò)檢測(cè)電池電壓來(lái)完成。即，如果檢 測(cè)的電壓為存儲(chǔ)器251中所存儲(chǔ)的基準(zhǔn)值以下，就相當(dāng)于是充電模式。
接著，如果是充電模式，就結(jié)束作業(yè)，在相應(yīng)的位置旋轉(zhuǎn)，并通過(guò) 紅外線(xiàn)信號(hào)接收裝置21接收從充電座的紅外線(xiàn)產(chǎn)生裝置發(fā)出的紅外線(xiàn)信 號(hào)，通過(guò)位置檢測(cè)部252檢測(cè)與充電座的相對(duì)位置。
這時(shí)通過(guò)接收紅外線(xiàn)發(fā)光二極管121、 122所發(fā)出的感應(yīng)信號(hào)而可以 判斷充電座的大概位置，但如果沒(méi)有感應(yīng)到感應(yīng)信號(hào)，則通過(guò)隨機(jī)移動(dòng) 或順著墻移動(dòng)等方法一直移動(dòng)到感應(yīng)出來(lái)自充電座的感應(yīng)信號(hào)為止。
還有，掌握了與充電座1的相對(duì)位置后，根據(jù)接收的紅外線(xiàn)發(fā)光二 極管信號(hào)適當(dāng)調(diào)整方向，向充電座l靠近，而越接近充電座l，速度越減 緩，以達(dá)到精密的行走。
比如，如果在B位置只感應(yīng)到來(lái)自第4紅外線(xiàn)發(fā)光二極管121d的 信號(hào)，則增加左側(cè)輪的旋轉(zhuǎn)速度，同時(shí)減少右側(cè)輪的旋轉(zhuǎn)速度，將前進(jìn) 方向轉(zhuǎn)向右側(cè)，相反，如果只感應(yīng)到來(lái)自第5紅外線(xiàn)發(fā)光二極管121e的 信號(hào)，則將進(jìn)行方向變更為左側(cè)，如果感應(yīng)到來(lái)自第4及第5紅外線(xiàn)發(fā) 光二極管121d、 121e的感應(yīng)信號(hào)，則直行靠近充電座l。隨著接近充電座1可接收到來(lái)自其他紅外線(xiàn)發(fā)光二極管的感應(yīng)信 號(hào)，如果判斷出在甲區(qū)域，則使移動(dòng)速度減小到小于乙區(qū)域的移動(dòng)速度，
以達(dá)到精確的行走。這時(shí)如果接收到第1紅外線(xiàn)發(fā)光二極管121a的感應(yīng) 信號(hào)，則直行，如果接收到第2紅外線(xiàn)發(fā)光二極管121b的感應(yīng)信號(hào)，則 右轉(zhuǎn)，如果接收到第3紅外線(xiàn)發(fā)光二極管121c的感應(yīng)信號(hào)，則左轉(zhuǎn)，由 此向充電座1靠近。
像這樣，移動(dòng)機(jī)器人2與充電座1前面區(qū)域保持充分的距離時(shí)，使 移動(dòng)機(jī)器人2以垂直方向靠近充電座。
但是，即便像C或D位置那樣位于靠近充電座1的位置，如果處于 無(wú)法接收感應(yīng)信號(hào)的位置時(shí)，也很難對(duì)接到充電座l。
而且位于A位置時(shí)，雖然其與B位置位于同一區(qū)域的邊界，但由于 是太靠近充電座的位置，所以必須移動(dòng)到E位置嘗試對(duì)接。
為了解決以上的缺點(diǎn)，采用的就是第2紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生部122，在A 位置可以接收第2紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生部122發(fā)出的感應(yīng)信號(hào)及第4紅外線(xiàn) 發(fā)光二極管121d發(fā)出的感應(yīng)信號(hào)，這時(shí)按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)直至左側(cè)紅外 線(xiàn)接收器感應(yīng)到紅外線(xiàn)感應(yīng)信號(hào)的位置，并直行適當(dāng)?shù)木嚯x，向E位置 移動(dòng)。
比如，如果位于F位置，可以接收第2紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生部122發(fā)出 的信號(hào)和第5紅外線(xiàn)發(fā)光二極管121e發(fā)出的感應(yīng)信號(hào)，而這時(shí)向逆時(shí)針 方向旋轉(zhuǎn)直至右側(cè)紅外線(xiàn)接收器無(wú)法接收到紅外線(xiàn)感應(yīng)信號(hào)，并直行適 當(dāng)?shù)木嚯x，向E位置移動(dòng)。
比如，如果位于C和D位置，因只能感應(yīng)第2紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生部 122發(fā)生的感應(yīng)信號(hào)，所以在移動(dòng)機(jī)器人2感應(yīng)信號(hào)的狀態(tài)下按逆時(shí)針?lè)?向旋轉(zhuǎn)90度后直行適當(dāng)?shù)木嚯x。
而且，如果是C位置，由于無(wú)法行走指定的距離就碰到墻面，因此 可以得知機(jī)器人在C狀態(tài)的信息，所以使移動(dòng)機(jī)器人旋轉(zhuǎn)1S0度，直行 適當(dāng)?shù)木嚯x，移動(dòng)到E位置后，通過(guò)垂直進(jìn)入而對(duì)接到充電座，完成自 動(dòng)充電。以下，圖9是示出本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的移動(dòng)機(jī)器人的自動(dòng)充電 裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖9的實(shí)施例的自律移動(dòng)機(jī)器人裝置及其自動(dòng)充電方法如下在充 電座上部的與充電座相應(yīng)的位置安裝照射紅外線(xiàn)的位置識(shí)別器，移動(dòng)機(jī) 器人通過(guò)感應(yīng)所述位置識(shí)別器的紅外線(xiàn)而無(wú)需事前掌握對(duì)環(huán)境的知識(shí)就 能確認(rèn)與充電座的相對(duì)位置，然后在接點(diǎn)附近通過(guò)充電座中發(fā)生的引導(dǎo) 束對(duì)接到充電座，完成電池的自動(dòng)充電。
參考附圖，本發(fā)明涉及通過(guò)電池中的充電電能自動(dòng)行走而執(zhí)行特定
的作業(yè)，在電池放電時(shí)，對(duì)接到充電座而自動(dòng)完成充電的移動(dòng)機(jī)器人的 自動(dòng)充電裝置，大體上由充電座1和位置識(shí)別器4及移動(dòng)機(jī)器人3組成。 還有作為其他實(shí)施例，為了識(shí)別所述移動(dòng)機(jī)器人3的位置，在頂棚 或頂棚附近墻面設(shè)置以反射紅外線(xiàn)的材質(zhì)制作而形成、并具有固有ID的 標(biāo)簽，由移動(dòng)機(jī)器人3對(duì)此標(biāo)簽照射紅外線(xiàn)束而識(shí)別移動(dòng)機(jī)器人3的位 置。
這時(shí)，所述具有固有ID的各個(gè)標(biāo)簽設(shè)置在各個(gè)空間或廣闊空間的特 定位置中以便獲知各個(gè)空間或單一空間的特定位置，向該標(biāo)簽照射紅外 線(xiàn)束的移動(dòng)機(jī)器人3通過(guò)被各標(biāo)簽反射回的紅外線(xiàn)束引導(dǎo)各標(biāo)簽的固有 ID而完成位置識(shí)別。
如圖IO所示，充電座1具備主體IO所具備的連接端子11和引導(dǎo)束 產(chǎn)生裝置12a及向與充電座1相應(yīng)的特定位置照射紅外線(xiàn)而提供充電座 和移動(dòng)機(jī)器人的相對(duì)位置信息的發(fā)光部，通過(guò)輸出紅外線(xiàn)信號(hào)而引導(dǎo)移 動(dòng)機(jī)器人3，對(duì)接引導(dǎo)的移動(dòng)機(jī)器人3，使后敘的移動(dòng)機(jī)器人3的充電端 子33與連接端子11接觸，從而對(duì)內(nèi)置于移動(dòng)機(jī)器人3的電池(未圖示) 供應(yīng)充電電能，完成電池充電。
在這里，引導(dǎo)束產(chǎn)生裝置12a包括第1引導(dǎo)束產(chǎn)生部121'，該第1 引導(dǎo)束產(chǎn)生部121，由可以精確引導(dǎo)移動(dòng)機(jī)器人3的多個(gè)紅外線(xiàn)發(fā)光二極 管121a、 121b、 121c、 121d、 121e構(gòu)成，多個(gè)紅外線(xiàn)發(fā)光二極管在分布 上不應(yīng)發(fā)生相互的信號(hào)干擾。
21艮P，在引導(dǎo)束產(chǎn)生裝置12a上，根據(jù)多個(gè)紅外線(xiàn)發(fā)光二極管121a、 121b、 121c、 121d、 121e的束幅容易出現(xiàn)紅外線(xiàn)信號(hào)相互干擾，造成在 不期望的區(qū)域接收到信號(hào)，因此為了防止以上的現(xiàn)象，各個(gè)紅外線(xiàn)發(fā)光 二極管應(yīng)安裝在隔離狀結(jié)構(gòu)體內(nèi)部或光束引導(dǎo)管內(nèi)部。
位置識(shí)別器4與充電座1一樣具有用于提供移動(dòng)機(jī)器人2的相對(duì)位 置信息的發(fā)光部，雖然在這里沒(méi)有圖示，但應(yīng)包括發(fā)出紅外線(xiàn)的發(fā)光元 件和控制該發(fā)光元件驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)控制單元。
另外，如圖11及圖12所示，移動(dòng)機(jī)器人3包括所述主體30所內(nèi) 置的電池(未圖示)的余量不足或輸入了充電命令時(shí)，感應(yīng)從充電座1 或位置識(shí)別器4照射的紅外線(xiàn)的紅外線(xiàn)感應(yīng)裝置31;感應(yīng)引導(dǎo)束產(chǎn)生裝 置發(fā)出的信號(hào)的引導(dǎo)束感應(yīng)裝置32;微計(jì)算機(jī)(未圖示)，其利用從紅外 線(xiàn)感應(yīng)裝置31和引導(dǎo)束感應(yīng)裝置32接收的信號(hào)，檢測(cè)所述充電座1的 位置，利用檢測(cè)的信息，控制機(jī)器人的移動(dòng)行走；以及通過(guò)與所述連接 端子11的接觸而獲得供電的與所述連接端子11對(duì)應(yīng)地位于主體30背面 的充電端子33。
圖13是示出圖12的紅外線(xiàn)感應(yīng)裝置的一例的截面圖，但本發(fā)明的 紅外線(xiàn)感應(yīng)裝置不限于此。
如圖13所示，紅外線(xiàn)感應(yīng)裝置31是把感應(yīng)充電座1或位置識(shí)別器 4發(fā)出的紅外線(xiàn)而變更為電信號(hào)以檢測(cè)位置的光學(xué)系統(tǒng)，包括圓筒形狀 的、調(diào)整頂棚反射而輸入的紅外線(xiàn)的焦點(diǎn)的外部鏡筒311和前后游動(dòng)的 內(nèi)部鏡筒312;安裝在內(nèi)部鏡筒312前端而切斷可視光，只讓紅外線(xiàn)通過(guò) 而最大限度減少可視光干擾的紅外線(xiàn)濾波器313;安裝于內(nèi)部鏡筒312的 下端而匯聚通過(guò)了所述紅外線(xiàn)濾波器313的紅外線(xiàn)的凸透鏡314;位置檢 測(cè)元件315，其安裝于所述外部鏡筒311后側(cè)而感應(yīng)通過(guò)了紅外線(xiàn)濾波器 313和凸透鏡314而匯聚的紅外線(xiàn)，轉(zhuǎn)換為電模擬信號(hào)；以及將電模擬信 號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)而進(jìn)行控制的信號(hào)控制模塊(未圖示)。
這時(shí)，如果使用圖13中示出的紅外線(xiàn)感應(yīng)裝置，移動(dòng)機(jī)器人3的方 向角可以直接轉(zhuǎn)換為degree或radian,但沒(méi)有直接獲得距離信息的單位，只能獲得像素單位的距離值，因此獲得像素單位的值后，使移動(dòng)機(jī)器人
移動(dòng)，算出針對(duì)移動(dòng)距離的像素值變化，利用比率(ratio)獲得距離信息。
引導(dǎo)束感應(yīng)裝置32固定在移動(dòng)機(jī)器人3的主體30的正面、左側(cè)面 及右側(cè)面內(nèi)部，而且通過(guò)在主體30形成的適當(dāng)大小的貫通孔34而露出， 接收外部的紅外線(xiàn)信號(hào)，如圖14所示，可以由貫通孔34內(nèi)部所具備的 多個(gè)光束引導(dǎo)管321和所述各個(gè)光束引導(dǎo)管內(nèi)部所具備的引導(dǎo)束接收器 322組成，接收范圍可以通過(guò)光束引導(dǎo)管321的長(zhǎng)度調(diào)整。
而且，如圖15所示，移動(dòng)機(jī)器人3包括檢測(cè)電池余量的電池余量 檢測(cè)部34;輸入用戶(hù)操作信號(hào)的操作信號(hào)輸入部35，而微計(jì)算機(jī)37包 括存儲(chǔ)有用于驅(qū)動(dòng)的引用程序及用于驅(qū)動(dòng)的電池余量基準(zhǔn)值的存儲(chǔ)器 361;位置檢測(cè)部362，其通過(guò)紅外線(xiàn)信號(hào)接收裝置31及引導(dǎo)束感應(yīng)裝置 32感應(yīng)的信號(hào)，檢測(cè)所述充電座位置；以及行走控制部363，其根據(jù)從 位置檢測(cè)部362輸入的位置信息，控制移動(dòng)行走。
在這里，利用對(duì)用于驅(qū)動(dòng)電池余量檢測(cè)部33的基準(zhǔn)電壓值進(jìn)行比較 的電壓檢測(cè)單元，行走控制部363具有控制移動(dòng)方向及移動(dòng)速度的作用。
而且如圖16所示，所述引導(dǎo)束產(chǎn)生裝置12a還包括由在所述充電座 臨近區(qū)域發(fā)生紅外線(xiàn)信號(hào)的近距離用紅外線(xiàn)LED構(gòu)成的第2引導(dǎo)束產(chǎn)生 部122，。
艮P，如圖17所示，當(dāng)移動(dòng)機(jī)器人3如B位置或E位置那樣、位于 與充電座前面保持充分的感應(yīng)距離的位置時(shí)，容易被感應(yīng)，但如果像C 位置或D位置那樣位于感應(yīng)信號(hào)接收較難的位置時(shí)，即便是與充電座保 持很近的距離也很難感應(yīng)而對(duì)接。
而且如果像A位置那樣，位于過(guò)近的位置也很難對(duì)接，因此應(yīng)引導(dǎo) 到E位置后再?lài)L試對(duì)接。
這種情況下，如圖16所示，由倒置安裝的近距離用紅外線(xiàn)發(fā)光二極 管122a形成的第2引導(dǎo)束信號(hào)產(chǎn)生部122'所發(fā)送的感應(yīng)信號(hào)擴(kuò)散，該信 號(hào)可以在圍繞充電座1的附近區(qū)域接收紅外線(xiàn)信號(hào)。
艮口，如果感應(yīng)到由第2引導(dǎo)束信號(hào)產(chǎn)生部122，發(fā)出的感應(yīng)信號(hào)就說(shuō) 明位于充電座1的附近位置。
23現(xiàn)按如下說(shuō)明這種本發(fā)明的利用自律移動(dòng)機(jī)器人的自動(dòng)充電裝置的 自動(dòng)充電方法。
圖18是示出圖9的移動(dòng)機(jī)器人裝置執(zhí)行的自動(dòng)充電過(guò)程的流程圖，
包括接收用戶(hù)的命令執(zhí)行作業(yè)的步驟S10';判斷是否為電池充電模式 的步驟S20';經(jīng)判斷所述充電模式的結(jié)果為充電模式時(shí)，停止執(zhí)行動(dòng)作, 為接收位置識(shí)別器的紅外線(xiàn)信號(hào)而在停止位置旋轉(zhuǎn)的步驟S30';通過(guò)所 述感應(yīng)的紅外線(xiàn)，檢測(cè)充電座的相對(duì)位置，利用檢測(cè)出的位置信息，控 制移動(dòng)機(jī)器人的移動(dòng)行走，使移動(dòng)機(jī)器人向充電座的感應(yīng)位置移動(dòng)的步 驟S40';在所述充電座的感應(yīng)位置利用充電座發(fā)出的引導(dǎo)束，安置于充
電座的步驟S50';以及所述電池自動(dòng)充電的步驟S60'。
在這里，判斷是否為充電模式的步驟S30'中，充電模式相當(dāng)于測(cè)定
電池的余量或判斷是否輸入了用戶(hù)命令的結(jié)果為檢測(cè)出電量不足信號(hào)或 輸入有充電命令的情況。
參考圖16，如下進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的利用自律移動(dòng)機(jī)器人的自動(dòng)充 電裝置的自動(dòng)充電方法。
首先，檢測(cè)電池余量或判斷是否有用戶(hù)操作的充電命令后，決定是 否為充電模式。電池余量檢測(cè)是通過(guò)檢測(cè)電池電壓來(lái)完成。即，如果檢 測(cè)到的電壓為存儲(chǔ)器351中所存儲(chǔ)的基準(zhǔn)值以下，就相當(dāng)于是充電模式。
接著，如果是充電模式，就結(jié)束作業(yè)，在相應(yīng)的位置旋轉(zhuǎn)，并通過(guò) 紅外線(xiàn)感應(yīng)裝置31感應(yīng)對(duì)充電座的上部照射紅外線(xiàn)的位置識(shí)別器4所發(fā) 出的紅外線(xiàn)，然后通過(guò)位置檢測(cè)部352檢測(cè)與充電座的相對(duì)位置，根據(jù) 檢測(cè)的位置信息控制移動(dòng)機(jī)器人3的移動(dòng)。
然后，通過(guò)引導(dǎo)束感應(yīng)裝置32感應(yīng)從引導(dǎo)束產(chǎn)生裝置12a發(fā)出的感 應(yīng)信號(hào)，根據(jù)感應(yīng)結(jié)果，利用位置撿測(cè)部352檢測(cè)出充電座的位置。
這時(shí)通過(guò)接收多個(gè)紅外線(xiàn)發(fā)光二極管121a、 121b、 121c， 121d, 121e 發(fā)出的感應(yīng)信號(hào)而判斷以充電座為基準(zhǔn)是位于左側(cè)還是右側(cè)，但如果沒(méi) 有感應(yīng)到信號(hào)，則通過(guò)隨機(jī)移動(dòng)或順著墻移動(dòng)等方法一直移動(dòng)到感應(yīng)出 來(lái)自充電座的感應(yīng)信號(hào)為止，從而位于接點(diǎn)。像這樣，本發(fā)明無(wú)需事前獲知對(duì)環(huán)境的知識(shí)也可以通過(guò)位置識(shí)別器 和充電座發(fā)出的引導(dǎo)束，識(shí)別和控制相對(duì)位置，以使機(jī)器人安裝于充電 座，因此具有低的運(yùn)算負(fù)荷。
而且，本發(fā)明的自律移動(dòng)機(jī)器人裝置包括用于移動(dòng)機(jī)器人的地圖生 成系統(tǒng)。
本發(fā)明的自律移動(dòng)機(jī)器人裝置的地圖生成系統(tǒng)用于在移動(dòng)空間內(nèi)識(shí) 別移動(dòng)機(jī)器人的位置，在移動(dòng)空間內(nèi)設(shè)有投影儀，以便通過(guò)頂棚上所設(shè) 的多個(gè)標(biāo)志來(lái)識(shí)別移動(dòng)空間內(nèi)的位置，而且配備有用于接收標(biāo)志反射的 光的受光部，只用在行走路徑上的、以前識(shí)別的標(biāo)志和當(dāng)前識(shí)別的標(biāo)志 雙方之間的一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo)值就可生成識(shí)別所有標(biāo)志的地圖，從而 在求得標(biāo)志位置的過(guò)程中產(chǎn)生的誤差只以一對(duì)一適用，不累積誤差。
圖19是示出本發(fā)明的自律移動(dòng)機(jī)器人裝置的地圖生成系統(tǒng)的概略 圖，圖20是示出地圖生成過(guò)程的結(jié)構(gòu)圖，圖21是存儲(chǔ)到控制部的位置 信息的例示圖。
參考附圖，本發(fā)明的地圖生成系統(tǒng)包括移動(dòng)機(jī)器人100，其形成 有驅(qū)動(dòng)部，以在移動(dòng)空間內(nèi)行走；投影儀40，其固定在所述移動(dòng)空間內(nèi) 的固定地點(diǎn)，向頂棚照射光；多個(gè)標(biāo)志200，其設(shè)置于頂棚部，且使移動(dòng) 機(jī)器人感應(yīng)所述投影儀40照射的光的反射光，從而識(shí)別移動(dòng)機(jī)器人在移 動(dòng)空間內(nèi)的位置；受光部50，其安裝于所述移動(dòng)機(jī)器人IOO外側(cè)，接收 被標(biāo)志200反射的光；以及控制部60，其存儲(chǔ)有一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo)值， 在向特定標(biāo)志200移動(dòng)時(shí)，對(duì)移動(dòng)機(jī)器人100的驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行控制，使其 利用所述一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo)值來(lái)計(jì)劃路徑而進(jìn)行移動(dòng)，其中，所述一 對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo)值為，在用于設(shè)定移動(dòng)機(jī)器人在移動(dòng)空間內(nèi)路徑的測(cè) 繪的過(guò)程中，由所述受光部50檢測(cè)的多個(gè)各標(biāo)志200中的、相互錯(cuò)開(kāi)排 列而連接的、根據(jù)行走的機(jī)器人的行走路徑連續(xù)排列的兩個(gè)標(biāo)志之間的 一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo)值。
在這里，所述移動(dòng)機(jī)器人IOO是可以自律行走的機(jī)器人，而且不僅 可以具有驅(qū)動(dòng)部，還安裝有控制部60而可以控制移動(dòng)機(jī)器人向特定位置 移動(dòng)，這種移動(dòng)機(jī)器人100可以是家庭服務(wù)機(jī)器人或是保潔機(jī)器人等。而且，所述投影儀40安裝在移動(dòng)空間內(nèi)的固定位置上，是為向頂棚 照射光而設(shè)置的，用于照射光，以便后敘的移動(dòng)機(jī)器人100的受光部50 識(shí)別標(biāo)志200。
在這里，所述投影儀40的發(fā)光源優(yōu)選使用一對(duì)光源，這樣，受光部 50識(shí)別的一個(gè)標(biāo)志200所對(duì)應(yīng)的位置是兩個(gè)，而這里正確的標(biāo)志200位 置是所述兩個(gè)位置的中間位置。
像這樣，通過(guò)具有一對(duì)發(fā)光源的投影儀40，由受光部50識(shí)別標(biāo)志 200的結(jié)構(gòu)是為達(dá)到相對(duì)于具有一個(gè)發(fā)光源的投影儀40減少識(shí)別誤差的 目的使用的，從而可以獲得更加準(zhǔn)確的標(biāo)志200的位置值。
而且，所述標(biāo)志200用于提供使移動(dòng)機(jī)器人100生成移動(dòng)空間內(nèi)行 走的路徑的位置信息的基準(zhǔn)，頂棚中形成多個(gè)標(biāo)志200，而后敘的控制部 60存儲(chǔ)各個(gè)標(biāo)志200的各自位置數(shù)據(jù)及固有編號(hào)。
當(dāng)然，所述位置數(shù)據(jù)是以在行走路徑上連接的各一對(duì)標(biāo)志200之間 的一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo)值的形式存儲(chǔ)的。
還有，所述標(biāo)志200優(yōu)選按有必要在移動(dòng)空間內(nèi)移動(dòng)的各個(gè)位置進(jìn) 行設(shè)置，而且標(biāo)志200優(yōu)選使用紅外線(xiàn)標(biāo)記。
另外，所述控制部60存儲(chǔ)受光部50中識(shí)別的標(biāo)志200位置信息， 通過(guò)這些形成地圖，在移動(dòng)吋設(shè)定最短路徑，控制驅(qū)動(dòng)部，在這里，所 述標(biāo)志200的位置信息以行走路徑上連接的兩個(gè)標(biāo)志200之間的一對(duì)一 相對(duì)距離坐標(biāo)值來(lái)表現(xiàn)。
所述一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo)值是，在以?xún)蓚€(gè)標(biāo)志200中、先移動(dòng)的標(biāo) 志200為基準(zhǔn)，向后識(shí)別的標(biāo)志200行走的過(guò)程中發(fā)生的移動(dòng)距離和移 動(dòng)角度值。
圖20所示的A位置和B位置之間的一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo)值(a,山) 是在A位置以北側(cè)(N)方向?yàn)榛鶞?zhǔn)軸，以(x。移動(dòng)山就成為B位置的意 思。
如圖21所示，所述一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo)值按照所有標(biāo)志200的每個(gè) 固有編號(hào)存儲(chǔ)在控制部60，從A位置移動(dòng)到C位置的移動(dòng)路徑為
26A—B—C (direction: 105， distance: 128), (direction: 120, distance: 112)即可。
相反，從C位置移動(dòng)到A位置時(shí)，釆用C—B—A的路徑移動(dòng) (direction: 60, distance: 112), (direction: 75, distance: 128)艮卩可。
本發(fā)明的地圖生成系統(tǒng)可以讓所述移動(dòng)機(jī)器人100通過(guò)移動(dòng)空間內(nèi) 多個(gè)標(biāo)志200識(shí)別多種區(qū)域，根據(jù)需要移動(dòng)到特定區(qū)域或位置時(shí)，可以 減少移動(dòng)誤差以最短的路徑移動(dòng)。
為此本發(fā)明沒(méi)有采用現(xiàn)有的通過(guò)基于標(biāo)志200的全局坐標(biāo)系生成地 圖并按此移動(dòng)的絕對(duì)坐標(biāo)系方式，而是釆用了如下方式只根據(jù)行走路 徑上連接的各個(gè)標(biāo)志200雙方之間的相對(duì)于移動(dòng)距離及基準(zhǔn)軸形成的角 度來(lái)識(shí)別、存儲(chǔ)所有標(biāo)志200，向特定位置移動(dòng)時(shí)的最短路徑利用通過(guò)一 定的標(biāo)志200向特定位置移動(dòng)的相對(duì)坐標(biāo)系來(lái)運(yùn)算。
作為這種位置識(shí)別技術(shù)的其他實(shí)施方式，分布在所述頂棚等的標(biāo)志 200可以以前述的標(biāo)簽形式構(gòu)成。即，所述標(biāo)志200采用反射紅外線(xiàn)的材 質(zhì)制作，并賦予固有的ID，以便識(shí)別移動(dòng)機(jī)器人100的位置。
由此，所述具有固有ID的各個(gè)標(biāo)志200分布于各個(gè)空間或廣闊空間 的特定位置上，以便識(shí)別各個(gè)空間或單一空間的特定位置。向該標(biāo)簽照 射紅外線(xiàn)束的移動(dòng)機(jī)器人100根據(jù)紅外線(xiàn)束發(fā)射到各個(gè)標(biāo)簽后反射的紅 外線(xiàn)束引導(dǎo)各個(gè)標(biāo)簽固有的ID的情況，獲知位置。
B卩，如上所述的使用紅外線(xiàn)束和標(biāo)志200固有ID的位置識(shí)別技術(shù)， 比使用坐標(biāo)值控制移動(dòng)機(jī)器人100的移動(dòng)等技術(shù)方便設(shè)計(jì)，而且控制移 動(dòng)機(jī)器人100移動(dòng)也非常方便。
圖22是本發(fā)明的地圖生成過(guò)程的流程圖。
參考附圖，本發(fā)明的地圖生成方法包括移動(dòng)機(jī)器人100的投影儀 40向頂棚照射光的步驟S10";移動(dòng)機(jī)器人100為設(shè)定地圖而行走的步驟 S20";由受光部識(shí)別行走中識(shí)別的標(biāo)志200的步驟S30";以及由控制部 存儲(chǔ)行走路徑上連接的標(biāo)志200之間的一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo)值的步驟 S40"。首先，啟動(dòng)擁有一對(duì)發(fā)光源的投影儀40而照射光S10"，移動(dòng)機(jī)器 人100在移動(dòng)空間內(nèi)按一定的方式行走S20"，在行走的過(guò)程中采用另行 準(zhǔn)備的多種傳感器識(shí)別移動(dòng)空間內(nèi)的障礙物及墻面等而予以回避。
由此，在行走的過(guò)程中，受光部50識(shí)別由投影儀40照射的光被標(biāo) 志反射的光S30"，此時(shí)控制部60存儲(chǔ)在剛剛識(shí)別的標(biāo)志200和當(dāng)前識(shí)別 的標(biāo)志200之間的針對(duì)北向(N)基準(zhǔn)軸形成的移動(dòng)角度和移動(dòng)距離值 S40"。
經(jīng)過(guò)這樣的過(guò)程，識(shí)別所有標(biāo)志200，存儲(chǔ)其相對(duì)距離坐標(biāo)值，即 可結(jié)束地圖生成過(guò)程。
在要走向特定位置移動(dòng)時(shí)，控制部60根據(jù)這樣形成的標(biāo)志200之間 的相對(duì)距離坐標(biāo)值，選擇最短路徑，最大限度地減少誤差。
參考附圖，以?xún)?yōu)選的實(shí)施例為中心敘述了本發(fā)明，但對(duì)于本領(lǐng)域技 術(shù)人員都可根據(jù)上述記載在不脫離本發(fā)明的宗旨的范疇內(nèi)實(shí)現(xiàn)各種變形 及等效的其他實(shí)施例。因此，對(duì)本發(fā)明的范圍應(yīng)根據(jù)包括這些多種變形 例的權(quán)利要求進(jìn)行解釋。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)充電式自律移動(dòng)機(jī)器人裝置，該自動(dòng)充電式自律移動(dòng)機(jī)器人裝置使移動(dòng)機(jī)器人利用充電電池的電能自動(dòng)行走而執(zhí)行特定的作業(yè)，在電池放電時(shí)，將該移動(dòng)機(jī)器人對(duì)接到充電座而接收供電，該自動(dòng)充電式自律移動(dòng)機(jī)器人裝置的特征在于，該自動(dòng)充電式自律移動(dòng)機(jī)器人裝置包括充電座，其具有對(duì)所述電池供電的連接端子和用于提供位置信息的發(fā)送紅外線(xiàn)信號(hào)的紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生裝置；以及移動(dòng)機(jī)器人，其包括紅外線(xiàn)信號(hào)接收裝置，其在所述電池的余量不足或輸入了充電命令時(shí)，接收所述紅外線(xiàn)信號(hào)；微計(jì)算機(jī)，其在根據(jù)從所述紅外線(xiàn)信號(hào)接收裝置接收的信號(hào)，檢測(cè)出所述充電座的位置時(shí)，利用檢測(cè)出的信息控制移動(dòng)行走；以及通過(guò)與所述連接端子進(jìn)行接觸而獲得電能的充電端子。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)充電式自律移動(dòng)機(jī)器人裝置，其特征 在于，所述紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生裝置包括第一紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生部，該第一紅外 線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生部由用于精確地引導(dǎo)所述移動(dòng)機(jī)器人的多個(gè)紅外線(xiàn)發(fā)光二極 管構(gòu)成，所述多個(gè)紅外線(xiàn)發(fā)光二極管設(shè)置在隔離狀結(jié)構(gòu)體內(nèi)部，以便防止產(chǎn) 生相互干擾的信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)充電式自律移動(dòng)機(jī)器人裝置，其特征 在于，所述紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生裝置包括第一紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生部，該第一紅外 線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生部由用于精確地引導(dǎo)所述移動(dòng)機(jī)器人的多個(gè)紅外線(xiàn)發(fā)光二極 管構(gòu)成，所述多個(gè)紅外線(xiàn)發(fā)光二極管設(shè)置在紅外線(xiàn)引導(dǎo)管內(nèi)部，以便防止產(chǎn) 生相互干擾的信號(hào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)充電式自律移動(dòng)機(jī)器人裝置，其特征 在于，所述紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生裝置還包括第2紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生部，該第2紅 外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生部由用于對(duì)所述充電座附近區(qū)域產(chǎn)生紅外線(xiàn)信號(hào)的近距離 用紅外線(xiàn)發(fā)光二極管構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)充電式自律移動(dòng)機(jī)器人裝置，其特征 在于，所述紅外線(xiàn)信號(hào)接收裝置包括在所述移動(dòng)機(jī)器人主體正面、左側(cè)面及右側(cè)面設(shè)置的多個(gè)紅外線(xiàn)引 導(dǎo)管；以及在各所述紅外線(xiàn)引導(dǎo)管內(nèi)部設(shè)置的紅外線(xiàn)接收器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)充電式自律移動(dòng)機(jī)器人裝置，其特征 在于，所述移動(dòng)機(jī)器人還包括檢測(cè)電池余量的電池余量檢測(cè)部和輸入用戶(hù) 的操作信號(hào)的操作信號(hào)輸入部，所述微計(jì)算機(jī)包括存儲(chǔ)有用于驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用程序和用于驅(qū)動(dòng)的電池 余量基準(zhǔn)值的存儲(chǔ)器；通過(guò)由所述紅外線(xiàn)信號(hào)接收裝置感應(yīng)的信號(hào)來(lái)檢 測(cè)所述充電座的位置的位置檢測(cè)部；以及行走控制部，其根據(jù)從所述位 置檢測(cè)部輸入的位置信息，控制移動(dòng)行走。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)充電式自律移動(dòng)機(jī)器人裝置，其特征 在于，所述充電座在下端形成向前凸出的基座，所述連接端子安裝在所述 基座的上面，所述移動(dòng)機(jī)器人的充電端子安裝于移動(dòng)機(jī)器人的下部的與 所述充電座的連接端子相對(duì)應(yīng)的連接位置，在所述基座上從安裝有連接端子的內(nèi)側(cè)位置到前方末端形成引導(dǎo) 槽，以便安裝在所述移動(dòng)機(jī)器人的充電端子內(nèi)側(cè)的移動(dòng)輪引導(dǎo)到所述引 導(dǎo)槽內(nèi)，使所述移動(dòng)機(jī)器人的充電端子與所述充電座的連接端子連接。
8. —種自律移動(dòng)機(jī)器人裝置的自動(dòng)充電方法，其特征在于，該自律 移動(dòng)機(jī)器人裝置的自動(dòng)充電方法包括執(zhí)行如下處理的步驟移動(dòng)機(jī)器人根據(jù)用戶(hù)命令執(zhí)行任務(wù)；移動(dòng)機(jī)器人根據(jù)電池余量判斷是否為電池充電模式而感應(yīng)充電座發(fā) 送的紅外線(xiàn)信號(hào)；在感應(yīng)到所述紅外線(xiàn)信號(hào)時(shí)，移動(dòng)機(jī)器人檢測(cè)充電座的位置，利用 檢測(cè)出的位置信息，控制移動(dòng)行走，從而使移動(dòng)機(jī)器人位于充電座前面; 以及移動(dòng)機(jī)器人對(duì)接到充電座而使電池自動(dòng)充電，其中， 使所述移動(dòng)機(jī)器人在充電模式下停止執(zhí)行動(dòng)作，并在停止位置旋轉(zhuǎn)， 以便接收來(lái)自充電座的紅外線(xiàn)信號(hào)。
9. 一種自動(dòng)充電式自律移動(dòng)機(jī)器人裝置，該自動(dòng)充電式自律移動(dòng)機(jī)器人裝置使移動(dòng)機(jī)器人利用充電電池的電能自動(dòng)行走而執(zhí)行特定的作業(yè)，在電池放電時(shí)，將該移動(dòng)機(jī)器人對(duì)接到充電座而接收供電，該自動(dòng)充電式自律移動(dòng)機(jī)器人裝置的特征在于， 該自律移動(dòng)機(jī)器人裝置包括充電座，其具有對(duì)所述電池供電的連接端子；用于提供位置信息 的產(chǎn)生紅外線(xiàn)引導(dǎo)束的引導(dǎo)束產(chǎn)生裝置；以及發(fā)光部，其對(duì)與充電座相 應(yīng)的特定位置照射紅外線(xiàn)，提供充電座與移動(dòng)機(jī)器人的相對(duì)位置信息；移動(dòng)機(jī)器人，其包括紅外線(xiàn)感應(yīng)裝置，其在所述電池的余量不足 或輸入了充電命令時(shí)，感應(yīng)從所述發(fā)光部照射的紅外線(xiàn)；對(duì)從所述引導(dǎo) 束產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行感應(yīng)的引導(dǎo)束感應(yīng)裝置；微計(jì)算機(jī)，其根據(jù) 利用所述紅外線(xiàn)感應(yīng)裝置和弓I導(dǎo)束感應(yīng)裝置感應(yīng)的信號(hào)，檢測(cè)所述充電 座的位置，利用檢測(cè)出的信息，控制移動(dòng)行走；以及通過(guò)與所述連接端 子進(jìn)行接觸而獲得供電的充電端子；以及位置識(shí)別器，其具有發(fā)光部，該發(fā)光部對(duì)特定位置照射紅外線(xiàn)，以 便所述移動(dòng)機(jī)器人能夠掌握自己的相對(duì)位置。
10. —種自律移動(dòng)機(jī)器人裝置的自動(dòng)充電方法，其特征在于，該自律 移動(dòng)機(jī)器人裝置的自動(dòng)充電方法包括執(zhí)行如下處理的步驟-移動(dòng)機(jī)器人根據(jù)用戶(hù)命令執(zhí)行任務(wù)； 移動(dòng)機(jī)器人根據(jù)電池余量判斷是否為電池充電模式；在移動(dòng)機(jī)器人判斷為電池充電模式時(shí)，停止執(zhí)行動(dòng)作，并使所述移 動(dòng)機(jī)器人在停止位置旋轉(zhuǎn)，以便感應(yīng)從充電座或位置識(shí)別器產(chǎn)生的紅外 線(xiàn)；移動(dòng)機(jī)器人利用感應(yīng)到的紅外線(xiàn)檢測(cè)與所述充電座的相對(duì)位置，利 用檢測(cè)出的位置信息，控制移動(dòng)行走，從而使該移動(dòng)機(jī)器人向充電座的 引導(dǎo)位置移動(dòng)；移動(dòng)機(jī)器人在所述充電座引導(dǎo)位置接收由充電座產(chǎn)生的引導(dǎo)束，利 用接收到的引導(dǎo)束與充電座連接，從而實(shí)現(xiàn)電池充電；以及在與充電座接觸的狀態(tài)下，使移動(dòng)機(jī)器人的電池自動(dòng)充電。
11. 一種移動(dòng)機(jī)器人的地圖生成系統(tǒng)，其特征在于， 該移動(dòng)機(jī)器人的地圖生成系統(tǒng)包括-形成有用于在移動(dòng)空間內(nèi)行走的驅(qū)動(dòng)部的移動(dòng)機(jī)器人；投影儀，其設(shè)置在所述移動(dòng)空間內(nèi)的固定地點(diǎn)，向頂棚部照射光； 多個(gè)標(biāo)志，其設(shè)置于頂棚部，且所述多個(gè)標(biāo)志使移動(dòng)機(jī)器人感應(yīng)由所述投影儀照射的光所反射的光，從而識(shí)別出移動(dòng)機(jī)器人在移動(dòng)空間內(nèi)的位置；受光部，其安裝于所述移動(dòng)機(jī)器人的外側(cè)，接收被所述標(biāo)志反射的 光；以及控制部，其存儲(chǔ)有一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo)值，在向特定標(biāo)志移動(dòng)時(shí)， 對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行控制，使其利用所述一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo)值 來(lái)計(jì)劃路徑而進(jìn)行移動(dòng)，其中，所述一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo)值為，在用于 設(shè)定移動(dòng)機(jī)器人在移動(dòng)空間內(nèi)路徑的測(cè)繪的過(guò)程中，由所述受光部檢測(cè) 的多個(gè)各標(biāo)志中的、相互錯(cuò)開(kāi)排列而連接的、根據(jù)行走的機(jī)器人的行走 路徑連續(xù)排列的兩個(gè)標(biāo)志之間的一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo)值。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的移動(dòng)機(jī)器人的地圖生成系統(tǒng)，其特征在于，所述一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo)值由角度和移動(dòng)距離來(lái)表現(xiàn)，所述角度和 移動(dòng)距離是以測(cè)定相對(duì)距離的兩個(gè)標(biāo)志中的行走通過(guò)的標(biāo)志為基準(zhǔn)標(biāo) 志，以當(dāng)前識(shí)別的標(biāo)志與設(shè)定的基準(zhǔn)軸形成的角度和移動(dòng)距離。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的移動(dòng)機(jī)器人的地圖生成系統(tǒng)，其特 征在于，所述標(biāo)志形成為標(biāo)簽，設(shè)置在頂棚或頂棚附近墻面，并以反射紅外 線(xiàn)的材質(zhì)制作而成，且具有固有ID，以識(shí)別所述移動(dòng)機(jī)器人的位置，移動(dòng)機(jī)器人根據(jù)在接收對(duì)該標(biāo)簽照射紅外線(xiàn)束而反射的光時(shí)輸入的 標(biāo)志所固有的ID信息，識(shí)別移動(dòng)機(jī)器人的位置。
14. 一種移動(dòng)機(jī)器人的地圖生成方法，該移動(dòng)機(jī)器人的地圖生成方法 用于通過(guò)地圖生成系統(tǒng)來(lái)生成移動(dòng)空間內(nèi)的地圖，以設(shè)定移動(dòng)機(jī)器人行 走的路經(jīng)，其中，所述地圖生成系統(tǒng)包括形成有用于在移動(dòng)空間內(nèi)自律行走的驅(qū)動(dòng)部的移動(dòng)機(jī)器人； 投影儀，其設(shè)置在所述移動(dòng)空間內(nèi)的固定地點(diǎn)，向頂棚部照射光； 多個(gè)標(biāo)志，其設(shè)置于頂棚部，以使移動(dòng)機(jī)器人感應(yīng)由所述投影儀照射的光所反射的光，從而識(shí)別出移動(dòng)機(jī)器人在移動(dòng)空間內(nèi)的位置；受光部，其安裝于所述移動(dòng)機(jī)器人的外側(cè)，接收被所述標(biāo)志反射的光；以及控制部，其存儲(chǔ)有一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo)值，在向特定標(biāo)志移動(dòng)時(shí)， 對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行控制，使其利用所述一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo)值 來(lái)計(jì)劃路徑而進(jìn)行移動(dòng)，其中，所述一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo)值為，所述移 動(dòng)機(jī)器人在用于設(shè)定移動(dòng)空間內(nèi)的路徑的測(cè)繪過(guò)程中由所述受光部檢測(cè) 出的多個(gè)各標(biāo)志中相互錯(cuò)開(kāi)排列而連接的、根據(jù)行走的機(jī)器人的行走路 徑連續(xù)排列的兩個(gè)標(biāo)志之間的一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo)值， 該移動(dòng)機(jī)器人的地圖生成方法的特征在于， 所述移動(dòng)機(jī)器人的地圖生成方法包括執(zhí)行如下處理的步驟 設(shè)定移動(dòng)機(jī)器人行走路徑而生成移動(dòng)空間內(nèi)地圖的方法中，所述移 動(dòng)機(jī)器人位于移動(dòng)空間內(nèi)，為設(shè)定路線(xiàn)而隨機(jī)行走，從固定于移動(dòng)空間 內(nèi)一定地點(diǎn)的投影儀照射光；以及多個(gè)標(biāo)志利用從投影儀照射的光而入射到所述移動(dòng)機(jī)器人的受光 部，并依次得到識(shí)別，且由移動(dòng)機(jī)器人的控制部存儲(chǔ)根據(jù)行走的機(jī)器人的行走路徑連續(xù)排列的兩個(gè)標(biāo)志之間形成的一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo)值，生 成地圖。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的移動(dòng)機(jī)器人的地圖生成方法，其特征在于，所述一對(duì)一相對(duì)距離坐標(biāo)值作為依次識(shí)別出的兩個(gè)標(biāo)志之間的相對(duì) 距離由角度和移動(dòng)距離來(lái)表現(xiàn)，所述角度和移動(dòng)距離是以?xún)蓚€(gè)標(biāo)志中的 行走通過(guò)的標(biāo)志為基準(zhǔn)標(biāo)志，以當(dāng)前識(shí)別的標(biāo)志與設(shè)定的基準(zhǔn)軸形成的 角度和移動(dòng)距離。
全文摘要
本發(fā)明提供自動(dòng)充電式自律移動(dòng)機(jī)器人裝置及其自動(dòng)充電方法。本發(fā)明的自律移動(dòng)機(jī)器人裝置使移動(dòng)機(jī)器人利用充電電池的電能自動(dòng)行走而執(zhí)行特定的作業(yè)，在電池放電時(shí)，將該移動(dòng)機(jī)器人對(duì)接到充電座而接收供電，該自律移動(dòng)機(jī)器人裝置包括充電座，其具有對(duì)所述電池供電的連接端子和用于提供位置信息的發(fā)送紅外線(xiàn)信號(hào)的紅外線(xiàn)信號(hào)產(chǎn)生裝置；以及移動(dòng)機(jī)器人，其包括紅外線(xiàn)信號(hào)接收裝置，其在所述電池的余量不足或輸入了充電命令時(shí)，接收所述紅外線(xiàn)信號(hào)；微計(jì)算機(jī)，其在根據(jù)從所述紅外線(xiàn)信號(hào)接收裝置接收的信號(hào)，檢測(cè)出所述充電座的位置時(shí)，利用檢測(cè)出的信息控制移動(dòng)行走；以及通過(guò)與所述連接端子進(jìn)行接觸而獲得電能的充電端子。
文檔編號(hào)B25J9/16GK101648377SQ20081013138
公開(kāi)日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2008年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月11日
發(fā)明者姜福炫, 樸性州, 申慶澈 申請(qǐng)人:悠進(jìn)機(jī)器人股份公司