專利名稱：機(jī)器人清潔器坐標(biāo)修正方法及機(jī)器人清潔器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動(dòng)工作的機(jī)器人清潔器，更具體地講，本發(fā)明涉及用于自動(dòng)機(jī)器人清潔器的坐標(biāo)修正方法。
背景技術(shù)：
機(jī)器人清潔器通常使用安裝在主體上的諸如超聲傳感器的傳感器或根據(jù)用戶的輸入信息確定目標(biāo)區(qū)域。然后，機(jī)器人計(jì)劃清潔工作的最有效路徑。根據(jù)計(jì)劃，機(jī)器人行駛并驅(qū)動(dòng)吸塵部件以從地面吸入灰塵。
一種使這種機(jī)器人清潔器沿計(jì)劃的路徑移動(dòng)的方式是機(jī)器人清潔器使用絕比對(duì)坐標(biāo)系計(jì)算當(dāng)前的位置。另一種方法是機(jī)器人清潔器根據(jù)使用相對(duì)于清潔區(qū)域的參考位置的行駛路徑和旋轉(zhuǎn)角度的相對(duì)坐標(biāo)系行駛。
根據(jù)使用絕對(duì)坐標(biāo)系的一個(gè)實(shí)例，機(jī)器人清潔器通過(guò)CCD攝像機(jī)捕獲諸如吊燈的天花板上的物體，或分離地安裝在天花板上的位置識(shí)別標(biāo)志的圖像，并根據(jù)所捕獲的圖像相應(yīng)地探測(cè)其當(dāng)前位置。然而，由于要求系統(tǒng)快速處理大量數(shù)據(jù)，使用CCD攝像機(jī)會(huì)導(dǎo)致成本較高的問題。
根據(jù)使用相對(duì)坐標(biāo)系的一個(gè)實(shí)例，機(jī)器人清潔器配置有一個(gè)行駛距離傳感器以及可以探測(cè)機(jī)器人清潔器旋轉(zhuǎn)角度的角度傳感器。編碼器通常被用作行駛距離傳感器以探測(cè)輪子的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，而能夠探測(cè)相對(duì)角度的陀螺儀傳感器通常被用作角度傳感器。由于機(jī)器人清潔器可以根據(jù)需要以精確的角度旋轉(zhuǎn)，所以當(dāng)使用陀螺儀傳感器時(shí)很容易進(jìn)行控制。然而，這種陀螺儀傳感器通常具有范圍為5％到10％的探測(cè)誤差，而隨著機(jī)器人清潔器重復(fù)旋轉(zhuǎn)操作，由于探測(cè)誤差的積累會(huì)出現(xiàn)問題。因此，機(jī)器人清潔器就不能精確地依照計(jì)劃的路徑行駛。
圖1以非常夸大的方式顯示了機(jī)器人清潔器由于陀螺儀傳感器誤差而偏離計(jì)劃的路徑。機(jī)器人清潔器1從開始點(diǎn)S出發(fā)而根據(jù)計(jì)算直接行駛到地點(diǎn)A。使用陀螺儀傳感器，機(jī)器人清潔器1旋轉(zhuǎn)了90°，按照計(jì)算直接行駛，而到達(dá)地點(diǎn)B。此時(shí)，機(jī)器人清潔器1錯(cuò)過(guò)了期望的目的地，即地點(diǎn)B，而到達(dá)地點(diǎn)B’。使用陀螺儀傳感器，機(jī)器人清潔器1旋轉(zhuǎn)了90°，按照計(jì)算直接行駛，而感知已到達(dá)地點(diǎn)C。然而，又由于陀螺儀傳感器的探測(cè)誤差，機(jī)器人清潔器1實(shí)際上并沒有按照計(jì)劃的路徑行駛，而到達(dá)了偏移的位置C’。隨著探測(cè)誤差的積累，在地點(diǎn)C，C’處的偏差比在地點(diǎn)B，B’處的更大。帶有增加的陀螺儀感器的探測(cè)誤差，該機(jī)器人清潔器1順序地運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)地點(diǎn)D，E，F(xiàn)和G。結(jié)果，隨著它進(jìn)一步地操作，機(jī)器人清潔器1偏離計(jì)劃的路徑越來(lái)越遠(yuǎn)。當(dāng)機(jī)器人清潔器1完成清潔操作時(shí)，則還會(huì)剩下未被清潔的特定區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的開發(fā)目的在于解決與傳統(tǒng)安排相關(guān)的上述缺點(diǎn)和其它問題。本發(fā)明一方面提供了修正機(jī)器人清潔器的坐標(biāo)系統(tǒng)的方法，以便機(jī)器人清潔器可以使用諸如陀螺儀傳感器(gyro sensor)的角度傳感器有效地按照計(jì)劃的行駛方向行駛。
本發(fā)明的另一方面在于提供使用坐標(biāo)修正方法的機(jī)器人清潔器，以便機(jī)器人清潔器可以使用諸如陀螺儀傳感器的角度傳感器有效地按照計(jì)劃的行駛方向行駛。
通過(guò)提供機(jī)器人清潔器坐標(biāo)修正方法，實(shí)質(zhì)上可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述方面與/或其它特征，該方法包括待用或待機(jī)步驟，其中機(jī)器人清潔器在充電站處于待用模式；操作步驟，其中機(jī)器人清潔器運(yùn)動(dòng)到工作區(qū)域以執(zhí)行給定的工作；返回步驟，其中當(dāng)確定累積的角度超過(guò)預(yù)定的水平時(shí)，機(jī)器人清潔器停止給定的工作，并返回充電站；坐標(biāo)修正步驟，其中利用充電站的參考坐標(biāo)修正機(jī)器人清潔器的當(dāng)前坐標(biāo)；以及工作再繼續(xù)步驟，其中機(jī)器人清潔器運(yùn)動(dòng)到它返回充電站前所在的先前地點(diǎn)，并繼續(xù)給定的工作。
該坐標(biāo)修正步驟包括如下步驟使用多個(gè)距離傳感器，根據(jù)充電站的參考坐標(biāo)對(duì)機(jī)器人清潔器進(jìn)行定位；以及將機(jī)器人清潔器的當(dāng)前坐標(biāo)修正為機(jī)器人清潔器的原點(diǎn)。
該充電站包括以相對(duì)于機(jī)器人清潔器在其上運(yùn)動(dòng)的地板實(shí)質(zhì)上垂直的關(guān)系設(shè)置的參考板。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種機(jī)器人清潔器系統(tǒng)，包括充電站；以及機(jī)器人清潔器，包括多個(gè)距離傳感器；以及通過(guò)使用多個(gè)距離傳感器，用于將其坐標(biāo)修正充電站的參考坐標(biāo)。
多個(gè)距離傳感器被并排設(shè)置，其發(fā)射部沿實(shí)質(zhì)上相對(duì)于機(jī)器人清潔器的驅(qū)動(dòng)軸垂直關(guān)系被校準(zhǔn)。多個(gè)距離傳感器沿直線設(shè)置，其前側(cè)實(shí)質(zhì)平行于驅(qū)動(dòng)輪的軸。
該充電站包括以實(shí)質(zhì)上相對(duì)于機(jī)器人清潔器在其上運(yùn)動(dòng)的地板垂直的關(guān)系設(shè)置的參考板。
該控制部控制以便當(dāng)確定積累的角度超過(guò)預(yù)定的水平時(shí)，機(jī)器人清潔器停止給定的工作，并返回充電站；以及通過(guò)使用多個(gè)距離傳感器，以充電站的參考坐標(biāo)校準(zhǔn)機(jī)器人清潔器的當(dāng)前坐標(biāo)；而機(jī)器人清潔器的當(dāng)前坐標(biāo)被修正為原點(diǎn)。
采用根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人清潔器的坐標(biāo)修正方法，當(dāng)積累的角度傳感器誤差超過(guò)預(yù)定水平時(shí)，機(jī)器人清潔器的原點(diǎn)參照充電站的坐標(biāo)系被重新校準(zhǔn)。相應(yīng)地，角度傳感器的積累誤差可以被周期性地修正為“0”，而因此改善了機(jī)器人清潔器依路徑行駛能力。
因此，采用根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人清潔器，因?yàn)楫?dāng)積累的角度傳感器誤差超過(guò)預(yù)定水平時(shí)，利用機(jī)器人清潔器的距離傳感器，機(jī)器人清潔器的原點(diǎn)能夠參照充電站的坐標(biāo)系被重新校準(zhǔn)，因此改善了機(jī)器人清潔器依路徑行駛能力。


參照附圖，通過(guò)對(duì)本發(fā)明的特定實(shí)施例的描述，本發(fā)明上述方面和特性將會(huì)更加清楚，其中
圖1為顯示為機(jī)器人清潔器計(jì)劃的工作路徑以及隨著機(jī)器人清潔器運(yùn)動(dòng)而按其行駛的偏移路徑；圖2為使用根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的坐標(biāo)修正方法的機(jī)器人清潔器的框圖；圖3為圖2的機(jī)器人清潔器的仰視圖。
圖4為顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的機(jī)器人清潔器的坐標(biāo)修正方法的流程圖；圖5為顯示機(jī)器人清潔器的運(yùn)動(dòng)路徑的視圖，用于解釋根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的機(jī)器人清潔器的坐標(biāo)修正方法；圖6為顯示使用根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的坐標(biāo)修正方法的機(jī)器人清潔器系統(tǒng)的平面視圖；和圖7為圖6的機(jī)器人清潔器系統(tǒng)的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的特定實(shí)施例。
在下述描述中，即使在不同附圖中，同樣的附圖標(biāo)號(hào)用于同樣的部件。在描述中所說(shuō)明的內(nèi)容，例如詳細(xì)結(jié)構(gòu)和部件，僅用于輔助全面理解本發(fā)明。因此，很明顯，本發(fā)明在沒有這些確定的內(nèi)容的情況下也可以實(shí)現(xiàn)。此外，由于對(duì)已知功能或結(jié)構(gòu)進(jìn)行不必要的詳細(xì)描述會(huì)使本發(fā)明不清楚，所以未對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述。
參照?qǐng)D2和圖3，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的機(jī)器人清潔器10包括吸塵部20；傳感器部30；前攝像機(jī)41；上攝像機(jī)42；驅(qū)動(dòng)部50；發(fā)射/接收部60；電源70；存儲(chǔ)裝置81；以及控制部80，所有這些部分均設(shè)置在主體11上的適合位置。
只要可以有效地從正在清潔的表面吸入含塵空氣，吸塵部20可以被設(shè)置成多種形狀。在一個(gè)實(shí)例中，吸塵部20可包括吸氣電機(jī)；利用來(lái)自吸氣電機(jī)的吸力吸入含塵空氣的吸塵刷；和設(shè)置在吸氣電機(jī)與吸塵刷之間的灰塵室?；覊m室具有分別與吸塵刷和吸塵電機(jī)相互連接的吸入端口和排放端口。因此，空氣經(jīng)吸入端口被吸入，灰塵在灰塵室處被分離出來(lái)，而清潔的空氣經(jīng)排出端口被排出。
傳感器部30包括能夠探測(cè)出到充電站100(參見圖6)的距離的距離傳感器32；可以探測(cè)出機(jī)器人清潔器10已經(jīng)行駛距離的行駛距離傳感器33；以及能夠探測(cè)出機(jī)器人清潔器10的旋轉(zhuǎn)角度的角度傳感器31。
當(dāng)機(jī)器人清潔器10旋轉(zhuǎn)以改變行駛方向時(shí)，使用角度傳感器31。更具體地講，角度傳感器31探測(cè)相對(duì)于當(dāng)前行駛方向機(jī)器人清潔器10的旋轉(zhuǎn)角度。陀螺儀傳感器可以被優(yōu)選地用作角度傳感器31。
在主體11的前側(cè)上可以安裝多個(gè)距離傳感器32以測(cè)量到充電站100的距離。如圖3所示，所述多個(gè)距離傳感器32可被這樣安排其發(fā)射部32a實(shí)質(zhì)上垂直于連接輪軸的假想直線57，而更具體地講，垂直于連接兩個(gè)輪52的軸的中點(diǎn)的直線。從正視圖看，該多個(gè)距離傳感器32被以規(guī)則間隔平行安排。同樣優(yōu)選地，連接距離傳感器32的前側(cè)的假想直線37與連接輪52的軸的中點(diǎn)的假想直線57平行，以便距離傳感器32的發(fā)射部32a的發(fā)射側(cè)可以離輪52同樣的距離。在如圖3所示的具有兩個(gè)距離傳感器32的機(jī)器人清潔器10中，且其中輪52的軸與發(fā)射部32a為垂直關(guān)系；而連接發(fā)射部32a的前側(cè)的直線37與輪52的軸為平行的關(guān)系，當(dāng)兩個(gè)距離傳感器32相對(duì)于充電站100的參考板130(參見圖6)傳感的距離相同時(shí)，機(jī)器人清潔器10相對(duì)于充電站100的參考板130成直角。換言之，機(jī)器人清潔器10的x-y坐標(biāo)系15與充電站100的x-y坐標(biāo)系統(tǒng)105(參見圖6)為平行關(guān)系。
任何能夠向外部發(fā)送輸出信號(hào)、接收自一個(gè)對(duì)象反射的信號(hào)并根據(jù)所接收的信號(hào)測(cè)量到該對(duì)象的距離的傳感器，均可以用作距離傳感器32。例如，可以使用具有發(fā)射紅外光的發(fā)光元件和接收反射的紅外光的光接收元件的紅外傳感器。作為選擇，發(fā)射激光束和接收反射的激光束以測(cè)量距離的激光傳感器也可以被用作距離傳感器32。如果有多個(gè)用作障礙物傳感器的紅外傳感器或超聲傳感器，通過(guò)按照對(duì)距離傳感器32的要求安裝傳感器，這些傳感器中的一些可以被用作距離傳感器32。
旋轉(zhuǎn)傳感器也可被用作行駛距離傳感器33。例如，用于探測(cè)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)的編碼器可以被用作旋轉(zhuǎn)傳感器。因此，控制部80使用由編碼器傳感的旋轉(zhuǎn)數(shù)可以計(jì)算出機(jī)器人清潔器10的行駛距離。
前視攝像機(jī)或視攝像機(jī)41被安裝在主體11上以拍攝機(jī)器人清潔器10前的圖像，并將捕獲的圖像輸出到控制部80。上視攝像機(jī)或上攝像機(jī)42被安裝在主體11上以拍攝機(jī)器人清潔器10上方的圖像，并將捕獲的圖像輸出到控制部80。前和上攝像機(jī)41和42均可以優(yōu)選的為CCD攝像機(jī)。根據(jù)出現(xiàn)的需求，前和上攝像機(jī)41和42被有選擇地安裝。例如，通過(guò)探測(cè)充電站100上的識(shí)別標(biāo)志(未示出)，前攝像機(jī)41可以被用于檢查充電站100的位置，而通過(guò)探測(cè)充電站100上方的標(biāo)志(未示出)，上攝像機(jī)42可以被用于檢查充電站100的位置。
該驅(qū)動(dòng)部50包括形成在前側(cè)兩端的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪52；形成在后側(cè)兩端的兩個(gè)從動(dòng)輪53；用于分別驅(qū)動(dòng)前側(cè)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪52的一對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)51；以及將驅(qū)動(dòng)輪52的驅(qū)動(dòng)力傳送到從動(dòng)輪53而安裝的驅(qū)動(dòng)力傳送裝置55。該驅(qū)動(dòng)力傳送裝置55可包括牙輪皮帶(同步皮帶)和皮帶輪。此外，驅(qū)動(dòng)力傳送裝置55可以由齒輪形成。該驅(qū)動(dòng)輪52可被安裝以便其中心軸能成一直線。根據(jù)控制部80的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)部50的各個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)51獨(dú)立地向前或向后旋轉(zhuǎn)。通過(guò)分別可變地控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)51的旋轉(zhuǎn)數(shù)，可以改變行駛的方向。
該發(fā)射/接收部60經(jīng)天線61發(fā)出數(shù)據(jù)，并將來(lái)自天線61的信號(hào)傳送到控制部80。因此，經(jīng)發(fā)射/接收部60，機(jī)器人清潔器10可以與外部裝置90發(fā)送和接收信號(hào)。外部裝置90可包括安裝有能夠通過(guò)其對(duì)機(jī)器人清潔器10進(jìn)行監(jiān)控或控制的程序的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或遙控器。
電源70包括在其中存儲(chǔ)從充電站100的電力端子120供應(yīng)的電力的可充電電池。電源70將電力供應(yīng)到機(jī)器人清潔器10的各個(gè)部件，以便機(jī)器人清潔器10可以自動(dòng)行駛和工作。
控制部80用于處理經(jīng)發(fā)射/接收部60接收的信號(hào)，并控制機(jī)器人清潔器10的各部以根據(jù)指示工作。該控制部80控制以便機(jī)器人清潔器10使用障礙物傳感器(未示出)沿墻壁或障礙物運(yùn)動(dòng)，確定清潔工作的區(qū)域，并將確定的區(qū)域存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置81中。機(jī)器人清潔器的工作區(qū)域也可以通過(guò)用戶輸入存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置81中。對(duì)于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置81中的操作區(qū)域，控制部80計(jì)算機(jī)器人清潔器10能夠最有效地行駛并進(jìn)行被指示的操作的行駛路線。然后，該控制部80使用行駛距離傳感器33和角度傳感器31控制驅(qū)動(dòng)部50和灰塵吸入部20，以便機(jī)器人清潔器10沿行駛路徑行駛，并進(jìn)行諸如清潔的被指示的操作。當(dāng)完成所指示的操作時(shí)，或當(dāng)需要充電時(shí)，控制部80控制驅(qū)動(dòng)部50，以便機(jī)器人清潔器10可以返回到充電站100。使用通常已知的位置識(shí)別方法和前攝像機(jī)、上攝像機(jī)或超聲攝像機(jī)，控制部80控制以便機(jī)器人清潔器10可以返回到充電站100。由于這已為人所知，這里將不再詳細(xì)描述。
在機(jī)器人清潔器10根據(jù)指示行駛和工作的同時(shí)，該控制部80將機(jī)器人清潔器10的旋轉(zhuǎn)角度相加，以獲得累積總和，而當(dāng)累積的總和超過(guò)預(yù)定值時(shí)，該控制部80停止工作。然后，該控制部80控制驅(qū)動(dòng)部50將機(jī)器人清潔器10返回到充電站100，并使用多個(gè)距離傳感器32，控制以便機(jī)器人清潔器10被定位在對(duì)應(yīng)于由充電站100的x-y坐標(biāo)系105設(shè)置的參考坐標(biāo)的坐標(biāo)中。然后，該控制部80將機(jī)器人清潔器10的當(dāng)前坐標(biāo)修正到原點(diǎn)。
如上構(gòu)造的機(jī)器人清潔器10與充電站100共同組成了機(jī)器人清潔器系統(tǒng)。參照?qǐng)D6和圖7，充電站100包括被固定到地板101上的外殼110；被安裝在外殼110一側(cè)并與普通電源連接以供應(yīng)電力的電源端子120；以及以與充電站100被安裝處的地板101實(shí)質(zhì)上垂直關(guān)系設(shè)置的參考板130。該參考板130的尺寸可以反射來(lái)自機(jī)器人清潔器10的多個(gè)距離傳感器32的所有信號(hào)。安裝充電站100處的地板101優(yōu)選為平坦的，以便機(jī)器人清潔器10可以使用距離傳感器32測(cè)量出到參考板130的距離，并精確地修正坐標(biāo)。
現(xiàn)在，將參照?qǐng)D4到圖7詳細(xì)地描述機(jī)器人清潔器的坐標(biāo)修正方法。更具體地講，坐標(biāo)修正方法將參照特定實(shí)例進(jìn)行描述，其中機(jī)器人清潔器10在清潔工作期間進(jìn)行坐標(biāo)修正。
首先，機(jī)器人清潔器10在充電站100處于待用狀態(tài)(步驟S10)；該機(jī)器人清潔器10存儲(chǔ)清潔操作的區(qū)域，并已完成對(duì)指定區(qū)域進(jìn)行有效清潔工作的行駛路徑的計(jì)算。
一接收到啟動(dòng)信號(hào)，機(jī)器人清潔器10便從充電站100出發(fā)，沿計(jì)劃的路徑行駛，并進(jìn)行清潔工作(步驟S20)。通過(guò)使用行駛距離傳感器33和角度傳感器31，控制部80控制驅(qū)動(dòng)部50，以便機(jī)器人清潔器10可以按照計(jì)劃行駛的路徑行駛。參照?qǐng)D5，從充電站100出發(fā)的機(jī)器人清潔器10移向地點(diǎn)A，利用行駛距離傳感器33感應(yīng)機(jī)器人清潔器10是否到達(dá)地點(diǎn)A。當(dāng)機(jī)器人清潔器10到達(dá)地點(diǎn)A時(shí)，通過(guò)使用角度傳感器31，機(jī)器人清潔器旋轉(zhuǎn)90°以對(duì)應(yīng)下一條行駛路徑。接下來(lái)，機(jī)器人清潔器10直接向地點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)行駛距離傳感器33，檢驗(yàn)它是否到達(dá)地點(diǎn)B。當(dāng)?shù)竭_(dá)地點(diǎn)B時(shí)，通過(guò)使用角度傳感器31，機(jī)器人清潔器旋轉(zhuǎn)90°以面對(duì)下一目標(biāo)地點(diǎn)C。然后，通過(guò)使用行駛距離傳感器33和角度傳感器31，控制部80控制驅(qū)動(dòng)部50，以按照計(jì)劃行駛的路徑行駛。
該控制部80控制驅(qū)動(dòng)部50，以便機(jī)器人清潔器10沿計(jì)劃的路徑行駛，并周期性地檢驗(yàn)機(jī)器人清潔器10的累積旋轉(zhuǎn)角度是否超過(guò)預(yù)定程度。該累積旋轉(zhuǎn)角度是指，在工作期間，隨著機(jī)器人清潔器10旋轉(zhuǎn)，經(jīng)角度傳感器31傳感的機(jī)器人清潔器10的旋轉(zhuǎn)角度的總和。例如，參照?qǐng)D5，在地點(diǎn)C處，機(jī)器人清潔器10的累積旋轉(zhuǎn)角度為180°，該值為在地點(diǎn)A處的90°與地點(diǎn)B處的另一個(gè)90°相加的結(jié)果。
相應(yīng)地，該控制部80累加每次機(jī)器人清潔器10旋轉(zhuǎn)時(shí)使用角度傳感器31感應(yīng)到的機(jī)器人清潔器10的旋轉(zhuǎn)角度；存儲(chǔ)所獲得的旋轉(zhuǎn)角度的累積總和；以及將旋轉(zhuǎn)角度的累積總和與預(yù)定累積旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行比較。該預(yù)定累積旋轉(zhuǎn)角度可以由使用者設(shè)置。然而，只要不使角度傳感器31的累積誤差影響到機(jī)器人清潔器10的工作，而后來(lái)會(huì)導(dǎo)致要被清潔的區(qū)域的特定地點(diǎn)未被清潔，該預(yù)定累積旋轉(zhuǎn)角度被優(yōu)選地盡可能高地設(shè)置。因此，需要根據(jù)角度傳感器31的精度和吸塵部30的清潔效率合適地設(shè)置預(yù)定累積旋轉(zhuǎn)角度。
當(dāng)累積的旋轉(zhuǎn)角度超過(guò)預(yù)定值時(shí)，控制部80停止清潔工作，并控制驅(qū)動(dòng)部50以將機(jī)器人清潔器10返回到充電站100(步驟S30)。例如參照?qǐng)D5，如果預(yù)定累積旋轉(zhuǎn)角度為630°，當(dāng)機(jī)器人清潔器10到達(dá)地點(diǎn)H時(shí)，控制部80就停止清潔工作，并控制機(jī)器人清潔器10以返回充電站100。此時(shí)，該控制部80使用主體11的超聲波傳感器或上攝像機(jī)或前攝像機(jī)以將機(jī)器人清潔器10返回到充電站100。
當(dāng)機(jī)器人清潔器10到達(dá)并在充電站100中時(shí)，控制部80修正坐標(biāo)，以便機(jī)器人清潔器10的x-y坐標(biāo)系15能夠與充電站100的x-y坐標(biāo)系105平行；而x-y坐標(biāo)系15的原點(diǎn)能夠與自充電站100的x-y坐標(biāo)系105的原點(diǎn)預(yù)定距離處的參考坐標(biāo)對(duì)應(yīng)或一致(步驟S40)；該參考坐標(biāo)為以充電站100的位置作為原點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)系。該參考坐標(biāo)可以由使用者事先設(shè)置。上述操作包括操作，其中通過(guò)使用多個(gè)距離傳感器32，機(jī)器人清潔器10的控制部80控制以與充電站100的參考板130垂直的關(guān)系校準(zhǔn)機(jī)器人清潔器10；以及操作，其中機(jī)器人清潔器10的當(dāng)前坐標(biāo)被修正為充電站100的參考坐標(biāo)。
以下，將更詳細(xì)地描述通過(guò)使用兩個(gè)距離傳感器32，控制部80以與充電站100的參考板130垂直的關(guān)系校準(zhǔn)機(jī)器人清潔器10的操作。
當(dāng)機(jī)器人清潔器10返回到充電站100時(shí)，使用兩個(gè)距離傳感器32，控制部80探測(cè)到參考板130的距離d1和d2，并確定所探測(cè)的距離d1和d2是否相同。如果兩個(gè)距離傳感器32所探測(cè)的距離d1和d2彼此不同時(shí)，控制部80控制驅(qū)動(dòng)部50，以便由兩個(gè)距離傳感器32感應(yīng)的距離d1和d2能夠相同。因此，機(jī)器人清潔器10的x-y坐標(biāo)系15變得與充電站100的x-y坐標(biāo)系統(tǒng)105平行。接下來(lái)，控制部80控制驅(qū)動(dòng)部50，以便探測(cè)的距離d1和d2能夠如預(yù)定。因此，機(jī)器人清潔器10的x-y坐標(biāo)系15的原點(diǎn)0與充電站100的x-y坐標(biāo)系統(tǒng)105的參考坐標(biāo)對(duì)準(zhǔn)。相應(yīng)地，由于控制部80重新將機(jī)器人清潔器10設(shè)置到原點(diǎn)，坐標(biāo)修正結(jié)束。由于機(jī)器人清潔器10返回到充電站100，而參照用作絕對(duì)坐標(biāo)系的充電站100的坐標(biāo)系統(tǒng)，重新校準(zhǔn)了原點(diǎn)，所以由于角度傳感器31的錯(cuò)誤探測(cè)而累積旋轉(zhuǎn)角度的誤差變?yōu)?。
當(dāng)完成坐標(biāo)修正時(shí)，控制部80控制驅(qū)動(dòng)部50，以便機(jī)器人清潔器10可以運(yùn)動(dòng)到它在運(yùn)動(dòng)到充電站100前所處的位置。例如，參照?qǐng)D5中的實(shí)例，其被控制以便機(jī)器人清潔器10可以返回到地點(diǎn)H。更具體地講，根據(jù)其位置信息，控制部80重新計(jì)算到先前工作地點(diǎn)的路徑，并通過(guò)使用行駛距離傳感器33和角度傳感器31，返回機(jī)器人清潔器10。當(dāng)機(jī)器人清潔器10返回到先前的工作地點(diǎn)時(shí)，機(jī)器人清潔器10按照最初計(jì)劃的路徑再繼續(xù)過(guò)去停止的工作。利用以幾個(gè)典型實(shí)施例描述的本發(fā)明，在角度傳感器31的累積誤差產(chǎn)生不被清潔的區(qū)域前，機(jī)器人清潔器10返回到充電站100并修正到原點(diǎn)。相應(yīng)地，當(dāng)機(jī)器人清潔器執(zhí)行清潔工作時(shí)，角度傳感器31的積累誤差可以保持在預(yù)定水平之下。因此，由于機(jī)器人清潔器10無(wú)偏差地在計(jì)劃行駛的路徑中執(zhí)行清潔工作，就能夠完全清潔整個(gè)工作區(qū)域。
前述實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)僅用于說(shuō)明，而不是限制本發(fā)明。本發(fā)明的思想能夠容易地應(yīng)用于其它類型的設(shè)備。并且，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的描述只是為了說(shuō)明，而不是限制權(quán)利要求的范圍，許多變動(dòng)、修改和變化對(duì)本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員而言是很明顯的。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)器人清潔器的坐標(biāo)修正方法，包括控制機(jī)器人清潔器以在充電站處于待用模式；將機(jī)器人清潔器從充電站運(yùn)動(dòng)到工作區(qū)域以執(zhí)行給定的工作；當(dāng)確定積累的角度超過(guò)預(yù)定的水平時(shí)，中止機(jī)器人清潔器執(zhí)行給定的工作，并將機(jī)器人清潔器返回到充電站；以充電站的參考坐標(biāo)，修正機(jī)器人清潔器的當(dāng)前坐標(biāo)；以及將機(jī)器人清潔器移動(dòng)到它返回充電站前所在的先前地點(diǎn)，并繼續(xù)給定的工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坐標(biāo)修正方法，其中所述修正步驟包括以下步驟通過(guò)使用多個(gè)距離傳感器，將機(jī)器人清潔器定位在充電站的參考坐標(biāo)；和將機(jī)器人清潔器的當(dāng)前坐標(biāo)修正到機(jī)器人清潔器的原點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的坐標(biāo)修正方法，其中所述充電站包括以相對(duì)于機(jī)器人清潔器在其上運(yùn)動(dòng)的地板實(shí)質(zhì)上垂直的關(guān)系設(shè)置的參考板。
4.一種機(jī)器人清潔系統(tǒng)，包括充電站；和機(jī)器人清潔器，包括多個(gè)距離傳感器；和用于通過(guò)使用多個(gè)距離傳感器，將其坐標(biāo)修正到充電站的參考坐標(biāo)的控制部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)器人清潔器系統(tǒng)，其中所述多個(gè)距離傳感器被并排設(shè)置，其發(fā)射部以相對(duì)于機(jī)器人清潔器的驅(qū)動(dòng)輪的軸實(shí)質(zhì)上垂直的關(guān)系被對(duì)準(zhǔn)或成一直線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)器人清潔器系統(tǒng)，其中多個(gè)距離傳感器沿直線布置，其前側(cè)實(shí)質(zhì)平行于驅(qū)動(dòng)輪的軸。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)器人清潔器系統(tǒng)，其中所述充電站包括以相對(duì)于機(jī)器人清潔器在其上運(yùn)動(dòng)的地板實(shí)質(zhì)上垂直的關(guān)系設(shè)置的參考板。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)器人清潔器系統(tǒng)，其中所述控制部控制機(jī)器人清潔器，以當(dāng)確定累積的角度超過(guò)預(yù)定水平時(shí)，停止給定的工作；返回充電站；通過(guò)使用多個(gè)距離傳感器，以充電站的參考坐標(biāo)校準(zhǔn)機(jī)器人清潔器的當(dāng)前坐標(biāo)；將機(jī)器人清潔器的當(dāng)前坐標(biāo)被修正到原點(diǎn)。
9.一種用于機(jī)器人清潔器的坐標(biāo)修正方法，包括移動(dòng)機(jī)器人清潔器以執(zhí)行給定的工作；和當(dāng)機(jī)器人清潔器的運(yùn)動(dòng)的累積角度超過(guò)預(yù)定水平時(shí)，將機(jī)器人清潔器返回到充電站。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的坐標(biāo)修正方法，還包括一旦機(jī)器人清潔器返回到充電站，修正機(jī)器人清潔器的當(dāng)前坐標(biāo)到充電站的參考坐標(biāo)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的坐標(biāo)修正方法，還包括在修正到參考坐標(biāo)后，將機(jī)器人清潔器移動(dòng)到它返回充電站前所在的先前地點(diǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的坐標(biāo)修正方法，還包括重新開始給定的工作。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的坐標(biāo)修正方法，其中修正機(jī)器人清潔器的當(dāng)前坐標(biāo)到充電站的參考坐標(biāo)，包括控制多個(gè)距離傳感器以將機(jī)器人清潔器定位在充電站的參考坐標(biāo)；和將機(jī)器人清潔器的當(dāng)前坐標(biāo)修正到機(jī)器人清潔器的原點(diǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的坐標(biāo)修正方法，其中所述多個(gè)距離傳感器被并排設(shè)置，其發(fā)射部以相對(duì)于機(jī)器人清潔器的驅(qū)動(dòng)輪的軸實(shí)質(zhì)上垂直的關(guān)系被對(duì)準(zhǔn)或成一直線。
全文摘要
一種參照充電站的絕對(duì)坐標(biāo)，使用角度傳感器的機(jī)器人清潔器的坐標(biāo)修正方法，修正機(jī)器人清潔器的坐標(biāo)，以改進(jìn)機(jī)器人清潔器按路徑行駛。該機(jī)器人清潔器在充電站處于待用模式；而移動(dòng)到工作區(qū)域以執(zhí)行給定的工作。當(dāng)確定積累的角度超過(guò)預(yù)定的水平時(shí)，機(jī)器人清潔器停止給定的工作，并返回充電站。機(jī)器人清潔器的當(dāng)前坐標(biāo)以充電站的參考坐標(biāo)被校準(zhǔn)，而機(jī)器人清潔器移動(dòng)到它返回充電站前所在的先前地點(diǎn)，并從停止處繼續(xù)給定的工作。
文檔編號(hào)B25J13/00GK1759797SQ200510059069
公開日2006年4月19日 申請(qǐng)日期2005年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月12日
發(fā)明者宋貞坤, 丁參鐘, 金祺萬(wàn), 李周相, 高將然, 林廣洙 申請(qǐng)人:三星光州電子株式會(huì)社