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移动机器人及其控制方法与流程

2022-07-30 12:54:51 来源:中国专利 TAG:


1.本公开涉及一种移动机器人及其控制方法,其中多个移动机器人在区域中行进并且彼此协作地操作。


背景技术:

2.通常,移动机器人使用充电电力自行行进以在区域内执行指定操作。
3.例如,清洁机器人通过从地板吸入诸如灰尘的异物来自动清洁。湿式清洁机器人通过在擦拭地板表面的同时在区域中移动来执行湿式清洁。在一些情况下,移动机器人可以通过其前侧吸入异物并通过安装在其后侧的清洁布擦拭来执行干式和湿式清洁。
4.移动机器人可以在相应区域中驱动时创建待清洁区域的地图。移动机器人可以在基于创建的地图驱动的同时执行清洁。
5.另外,多个移动机器人可以在一个区域中行进并执行指定操作。
6.在移动机器人的驱动中,作为确定移动机器人在区域内的位置的方法,韩国专利申请公开10-2014-0156933公开了通过经由指针将点照射到天花板上的特定位置来确定移动机器人的位置。由于指针是固定的,移动机器人甚至在移动时也基于指针确定其位置。
7.然而,当多个移动机器人在区域中驱动时,照射到天花板的固定位置的指针可用于基于指针来确定区域中的位置,但是存在多个移动机器人彼此结合操作的限制。
8.此外,韩国专利申请公开10-2006-0011822公开了当用户照射区域中的地板表面时,移动机器人沿着指针移动。指针由用户移动,并且移动机器人根据用户的意图沿着指针移动到特定位置。
9.然而,在移动指针的情况下,可以由用户等使用指针来引导移动机器人,但是由于需要为多个移动机器人中的每一个指定指针来移动移动机器人,因此难以应用于多个移动机器人。此外,可以确认照射到地板上并由用户移动的指针的相对距离以及该相对距离,但是由于不能确认该区域内的位置而存在限制。
10.因此,当多个移动机器人在一个区域中行进时,需要一种控制机器人以彼此结合操作而不碰撞的方法。


技术实现要素:

11.技术问题
12.本公开提供一种移动机器人及其控制方法,其中,通过在区域中行进的多个移动机器人之间的位置确认,多个移动机器人在该区域内彼此结合操作。
13.本公开提供一种移动机器人及其控制方法,其中移动机器人移动以跟随另一移动机器人的位置。
14.本公开提供一种移动机器人及其控制方法,其中不同清洁类型的移动机器人移动以通过协作模式跟随位置以执行干式清洁和湿式清洁。
15.本公开提供一种移动机器人及其控制方法,其中使用多种位置检测方法计算另一
移动机器人的位置。
16.技术方案
17.为了实现上述目的,根据本公开的一个实施方式的移动机器人及其控制方法的特征在于,在区域中行进的多个移动机器人通过确认其他移动机器人的位置而彼此结合操作,以通过协作来清洁该区域。
18.本公开的特征在于,不同清洁类型的移动机器人协作以清洁区域,使得一个移动机器人移动以跟随另一移动机器人的位置。
19.本公开的特征在于,当干式清洁型移动机器人行进并吸入异物时,湿式清洁型移动机器人移动以跟随干式清洁型移动机器人的位置并执行湿式清洁。
20.本公开的特征在于,移动机器人照射标记以指示位置,并且另一移动机器人通过所指示的标记来计算位置。
21.本公开的特征在于,通过接收从任何一个移动机器人传输的位置信号,计算相应移动机器人的位置。
22.本公开的特征在于,通过组合多种位置检测方法或改变位置检测方法来计算另一移动机器人的位置。
23.本公开的特征在于,通过使用多种位置检测方法计算另一移动机器人的位置,即使当由于移动机器人之间的距离或移动机器人之间的障碍物而不能确认位置时,也通过改变位置检测方法来计算位置。
24.本公开的特征在于,通过根据距另一移动机器人的距离、是否检测到标记或者是否接收到位置信号来改变位置检测方法来计算另一移动机器人的位置。
25.本公开包括:主体,所述主体在区域中行进;图像获取单元,所述图像获取单元被配置为捕获图像;通信单元,所述通信单元被配置为接收从第一移动机器人传输的位置信号以跟随;控制单元,所述控制单元被配置为根据由所述图像获取单元获取的图像或所述位置信号来确定所述第一移动机器人的位置,并且将所述第一移动机器人的位置作为目标点来设定行进路线;以及驱动单元,所述驱动单元被配置为使所述主体沿着所述行进路线移动以跟随所述第一移动机器人,其中,所述控制单元根据距所述第一移动机器人的距离,使用所获取的图像或所述位置信号来确定所述第一移动机器人的位置。
26.本公开包括:主体,所述主体在区域中行进;图像获取单元,所述图像获取单元被配置为捕获图像;通信单元,所述通信单元被配置为接收从第一移动机器人传输的位置信号以跟随;控制单元,所述控制单元被配置为根据由所述图像获取单元获取的图像或所述位置信号来确定所述第一移动机器人的位置,并且将所述第一移动机器人的位置作为目标点来设定行进路线;以及驱动单元,所述驱动单元被配置为使所述主体沿着所述行进路线移动以跟随所述第一移动机器人,其中,当距所述第一移动机器人的距离大于或等于设定距离时,所述控制单元根据所获取的图像确定所述第一移动机器人的位置,并且当距所述第一移动机器人的距离小于所述设定距离时,所述控制单元接收所述第一移动机器人的所述位置信号以确定所述第一移动机器人的位置。
27.本公开包括:第一移动机器人,所述第一移动机器人在向上输出标记并且传输位置信号的同时行进;以及第二移动机器人,所述第二移动机器人跟随所述第一移动机器人,其中,所述第二移动机器人根据所获取的包括所述标记的图像来计算所述第一移动机器人
的与所述标记的位置相对应的位置,根据所述位置信号来计算所述第一移动机器人的位置,并且根据距所述第一移动机器人的距离使用所获取的图像或所述位置信号来确定所述第一移动机器人的位置,以跟随所述第一移动机器人。
28.本公开包括:第一移动机器人,所述第一移动机器人在向上输出标记并且传输位置信号的同时行进;第二移动机器人,所述第二移动机器人跟随所述第一移动机器人,其中,当距所述第一移动机器人的距离大于或等于设定距离时,所述第二移动机器人根据所获取的包括所述标记的图像来计算所述第一移动机器人的与所述标记的位置相对应的位置,并且当距所述第一移动机器人的距离小于所述设定距离时,所述第二移动机器人通过根据距所述第一移动机器人的距离改变位置计算方法,根据所述位置信号来计算所述第一移动机器人的位置,以跟随第一移动机器人。
29.本公开包括:设定协作模式;确定用于协作的第一移动机器人的位置;使用包括从所述第一移动机器人输出的标记的图像或从所述第一移动机器人传输的位置信号来计算所述第一移动机器人的位置;将所述第一移动机器人的位置作为目标点来设定行进路线;以及使所述第二移动机器人沿着所述行进路线移动以跟随所述第一移动机器人。
30.本公开包括:由第二移动机器人检测第一移动机器人;当距所述第一移动机器人的距离大于或等于设定距离时,捕获包括从所述第一移动机器人输出的标记的图像,并且基于从所述图像提取的所述标记的位置来计算所述第一移动机器人的位置;当距所述第一移动机器人的距离小于设定距离时,通过接收所述第一移动机器人的所述位置信号来计算所述第一移动机器人的位置;将所述第一移动机器人的位置作为目标点来设定行进路线;以及使所述第二移动机器人沿着所述行进路线移动以跟随所述第一移动机器人。
31.有利效果
32.根据本公开的移动机器人及其控制方法即使当多个移动机器人在区域内行进时,也可以通过确认多个移动机器人的相对位置来彼此结合地执行操作。
33.根据本公开,多个移动机器人可以通过协作模式协作地执行清洁而不会在一个区域内碰撞。
34.根据本公开,通过组合多种位置检测方法或根据需要改变它们,可以容易地计算另一移动机器人的位置。
35.根据本公开,通过使用多种位置检测方法,移动机器人可以计算另一移动机器人的位置,并且即使当无法通过障碍物确认位置或由于距另一移动机器人的距离大于充电等特定值而无法接收位置信号时,移动机器人可以通过改变位置检测方法移动以跟随另一移动机器人。
36.根据本公开,通过以一个移动机器人跟随另一移动机器人移动的方式使用多个移动机器人,可以提高清洁效率。
37.根据本公开,多个移动机器人可以在一个区域中同时执行清洁,这提高了清洁速度。
38.根据本公开,多个移动机器人使用不同的清洁方法通过相互定位跟踪移动来执行清洁,这通过协同效应提高了清洁效率。
39.根据本公开,可以提高清洁效率并提供舒适的室内环境。
附图说明
40.图1是示出根据本公开的一个实施方式的移动机器人的立体图。
41.图2是示出图1的(b)所示的移动机器人的底表面的视图。
42.图3是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的移动机器人的配置的框图。
43.图4是用于解释根据本公开的一个实施方式的多个移动机器人的操作的参考图。
44.图5是示出用于解释根据本公开的一个实施方式的多个移动机器人的操作的另一示例的示图。
45.图6是用于解释关于图3和图4的移动机器人的操作流程的参考图。
46.图7是示出根据本公开的一个实施方式的改变用于移动机器人的位置检测方法的示例的示例图。
47.图8是示出根据本公开的一个实施方式的用于移动机器人的控制方法的示图。
48.图9是示出根据本公开的一个实施方式的改变用于移动机器人的位置检测方法的方法的流程图。
具体实施方式
49.参考以下结合附图详细描述的实施方式,本公开的优点和特征以及实现它们的方法将变得显而易见。然而,本公开不限于以下公开的实施方式,而是可以以各种不同的形式实现,并且提供本实施方式仅是为了使得本公开的公开内容完整,并且为了将本公开的范围完全告知本公开所属领域的普通技术人员,本公开由权利要求的范围限定。在整个说明书中,相同的附图标记表示相同的部件。本公开的控制配置可配置有至少一个处理器。
50.图1是示出根据本公开的一个实施方式的移动机器人的立体图。
51.图1的(a)是示出配置为通过吸入空气来去除异物的干式清洁型移动机器人11的示图。
52.如图1的(a)所示,移动机器人1、11可以包括主体、形成外观并在其中具有用于容纳构成主体的部件的空间的壳体(未示出)、以及能旋转地设置在壳体处的左轮(未示出)和右轮(未示出)。另外,移动机器人包括设置在壳体中并形成为面向地板表面的抽吸单元185,以抽吸诸如灰尘和垃圾的异物以执行清洁。
53.此外,移动机器人1、11将从充电站(未示出)供应的充电电力存储在电池(未示出)中并在区域中行进。
54.当移动机器人1、11的左轮和右轮旋转时,主体在该区域中沿着底部移动。主体10可以包括用于驱动左轮和右轮的驱动单元(未示出)。驱动单元可包括至少一个驱动马达。
55.移动机器人1、11包括执行指定操作的主体、设置在主体的前表面上以检测障碍物的障碍物检测单元(未示出)、以及用于捕获图像的图像获取单元170a。
56.抽吸单元185可以包括用于产生抽吸力的抽吸风扇(未示出)和抽吸端口(未示出),通过抽吸端口抽吸由抽吸风扇的旋转产生的空气流。抽吸单元可包括用于从通过抽吸端口抽吸的空气流中收集异物的过滤器(未示出)以及由过滤器收集的异物积聚在其中的异物收集容器189。
57.抽吸单元185包括旋转刷(未示出),并且旋转和吸收空气流以帮助收集异物。抽吸单元被配置为能根据需要拆卸。主体10位于壳体底表面的前侧,并且可以设置有多个刷(未
示出),刷具有径向延伸的多个叶片。
58.此外,湿拖把清洁单元可以能拆卸地附接到抽吸单元。湿拖把清洁单元可安装在抽吸端口的后表面处。在一些情况下,湿拖把清洁单元可以与抽吸单元分离地配置,并且可以被替换和安装在供湿拖把清洁单元紧固和固定到抽吸单元的位置处。湿拖把清洁单元在移动时沿行进方向擦拭地板表面。
59.图1的(b)是示出用于通过清洁布90的旋转来清洁地板表面的湿式清洁型移动机器人12的示图。相同的附图标记用于与上述图1的(a)所示相同的部件,并且将省略对相同部件的描述。
60.如图1的(b)所示,根据本公开的一个实施方式的移动机器人1、12在区域内移动并且在行进时从地板表面去除异物。另外,移动机器人12将从充电站供应的充电电力存储在电池(未示出)中并在该区域中行进。
61.主体包括:壳体(未示出),其形成外观并且其中具有用于容纳构成主体10的部件的空间;旋转拖把80,其能旋转地设置;辊,其用于辅助主体的移动和清洁;以及充电端子,充电电力从充电站供应到充电端子。清洁布90附接到旋转拖把80以通过旋转拖把80的旋转操作清洁地板表面。
62.主体通过旋转拖把80的旋转操作而行进。主体可以向前或向后移动,或者根据旋转拖把的旋转方向旋转,并且可以沿对角线方向行进。
63.此外,移动机器人12还可以包括设置在主体内部以存储水的水箱(未示出)、用于将存储在水箱中的水供应到旋转拖把80的泵(未示出)、以及形成连接泵和旋转拖把的连接流动路径的连接软管(未示出)。在一些情况下,可以进一步提供用于控制供水的阀。
64.移动机器人1、11和12可以在壳体的上表面上设置有控制面板,该控制面板包括从用户接收用于控制移动机器人1的各种命令的操作单元(未示出)。
65.移动机器人1、11和12包括执行指定操作的主体、设置在主体的前表面上以感测障碍物的障碍物检测单元(未示出)、以及用于捕获图像的图像获取单元170a和170b。图像获取单元170a和170b以及障碍物检测单元(未示出)也设置在主体的前表面或上表面上。
66.障碍物检测单元检测位于行进方向上或主体10周围的障碍物。
67.图像获取单元170a和170b捕获室内区域的图像。基于通过图像获取单元捕获的图像,可以检测主体周围的障碍物并监视室内区域。图像获取单元可以设置成以预定角度面向向前和向上方向,以拍摄移动机器人的前侧和上侧。
68.图像获取单元170a和170b可包括分别用于拍摄前侧和上侧的多个相机。图像获取单元可以具有分别设置在主体的前表面和主体的上部上的相机。另外,图像获取单元可以设置有用于拍摄地板表面的单独的相机。
69.移动机器人1还可以包括用于获得当前位置信息的位置获取单元(未示出)。移动机器人1可以包括gps(全球定位系统)和uwb(超宽带)并确定当前位置。此外,移动机器人1可以使用图像来确定当前位置。
70.主体10设置有可再充电电池(未示出),并且电池的充电端子连接到商业电源(例如,家庭中的电源插座),或者主体对接到连接到商业电源的充电站,并且充电端子可以通过与充电站的端子接触而电连接到商业电源。这样,可以通过向主体供应充电电力来对电池充电。
71.构成移动机器人1的电气部件可以从电池接收电力,因此,移动机器人1可以在其与商用电源电分离的状态下利用充电的电池自行行进。
72.在下文中,以干式清洁型移动机器人和湿式清洁型移动机器人作为示例来描述移动机器人1,但是可以应用任何机器人,只要其自主地在区域中行进并感测声音即可,而不限于此。
73.图2是示出图1的(b)所示的移动机器人的底表面的视图。
74.如图2的(a)所示,移动机器人12的旋转拖把80设置在壳体处,以面向地板,使得清洁布90附接到旋转拖把80并从旋转拖把80拆卸。旋转拖把左右对称地设置在主体10的下侧。旋转拖把80设置在水箱32的前面。
75.主体10形成外观,并且包括:壳体(未示出),该壳体在其中形成用于容纳构成主体10的部件的空间;旋转拖把80,该旋转拖把能旋转地设置;辊89,该辊用于辅助主体10的移动和清洁;以及充电端子99,从充电站向该充电端子供应充电电力。
76.当移动机器人对接到充电站时,充电端子99电连接到设置在充电站中的用于充电的端子,并且从充电站接收充电电流。电池由所供应的充电电流充电。
77.当从上方观察时,旋转拖把80通过使用由顺时针或逆时针旋转产生的与地板表面的摩擦力而移动,并且用清洁布擦拭地板以清洁地板。旋转拖把80设置成绕基本上沿上下方向延伸的旋转轴线旋转。
78.旋转拖把80包括第一旋转板81和第二旋转板82,使得主体10通过旋转在该区域中沿着底部移动。
79.当旋转拖把80的第一旋转板81和第二旋转板82绕旋转轴线旋转时,主体10向前、向后、向左和向右行进。此外,当第一旋转板和第二旋转板旋转时,主体10通过所附接的清洁布从地板表面去除异物以执行湿式清洁。
80.主体10可以包括用于驱动第一旋转板81和第二旋转板82的驱动单元(未示出)。驱动单元可包括至少一个马达。
81.旋转拖把80可设置成使得下表面分别倾斜。
82.第一旋转板81的下表面倾斜以整体上在左方向上形成向下倾斜。第二旋转板82的下表面倾斜以整体上在右方向上形成向下倾斜。第一旋转板81的下表面具有形成在左侧的最低点。第一旋转板81的下表面具有形成在右侧的最高点。第二旋转板82的下表面具有形成在右侧的最低点。第二旋转板82的下表面具有形成在左侧的最高点。例如,当第一旋转板81以第一旋转速度在第一方向上旋转,并且第二旋转板82以第一旋转速度在第二方向上旋转时,主体10可以前后移动。此外,通过将第一旋转板和第二旋转板的旋转速度设定为不同,或者通过将第一旋转板和第二旋转板的旋转方向设定为相同,主体10可以左右移动。
83.此外,主体10还可以包括倾斜框架(未示出)。倾斜框架设置成相对于旋转拖把80在预定角度范围内倾斜。倾斜框架允许根据地板的状况改变倾斜角。倾斜框架可以执行用于旋转拖把80的悬挂功能(其支撑重量并减少竖直振动)。
84.辊89旋转,收集地板表面上的异物并在行进时将它们容纳在集尘器(未示出)中。
85.如图2的(b)所示,第一旋转板81和第二旋转板82可以附接到清洁布91、92、90。
86.旋转拖把80被配置为使清洁布能拆卸地附接到其上。旋转拖把80可以设置有安装构件,用于将清洁布分别附接到第一旋转板81和第二旋转板82。例如,旋转拖把80可设置有
维可牢尼龙搭扣(velcro)、装配构件等作为安装构件,使得清洁布附接并固定到其上。此外,旋转拖把80还可以包括清洁布工具(未示出),作为用于将清洁布固定到第一旋转板81和第二旋转板82的单独的辅助装置。
87.清洁布90吸收水并通过与地板表面的摩擦去除异物。清洁布90可以包括微纤维或织物形式的垫,并且可以使用诸如棉织物或棉混纺物的材料。只要清洁布含有一定比例或更多的水分并具有预定的密度,可以使用任何材料,并且规定材料不受限制。
88.清洁布90通过连接通道从水箱32接收水。通过泵的操作,水可以通过连接通道从水箱32供应到清洁布90。
89.清洁布90形成为圆形。
90.清洁布90的形状不限于附图中所示的形状,并且可以形成为矩形形状或多边形形状,但是考虑到第一旋转板和第二旋转板的旋转操作,可以优选地配置为不干扰第一旋转板和第二旋转板的旋转操作的形状。另外,清洁布的形状可以通过单独设置的清洁布工具改变为圆形。
91.旋转拖把80被配置为使得当清洁布90安装到其上时,清洁布接触地板表面。旋转拖把80被配置为使得考虑到清洁布的厚度,壳体与第一旋转板和第二旋转板中的每一个之间的分离距离根据清洁布的厚度而变化。
92.旋转拖把80还包括用于调节壳体和每个旋转板之间的分离距离的构件,使得清洁布与地板表面接触,并将第一旋转板和第二旋转板压靠在地板表面上。
93.图3是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的移动机器人的配置的框图。
94.如图3所示,移动机器人1包括清洁单元180、数据单元120、障碍物检测单元100、图像获取单元170、传感器单元150、通信单元130、操纵单元160、输出单元190、驱动单元140和用于控制整体操作的控制单元110。
95.此外,移动机器人1还可以包括从主体向上照射标记的标记输出单元195。
96.移动机器人的这种配置可以应用于干式清洁型移动机器人和湿式清洁型移动机器人两者,并且可以应用于在区域中自主驱动的任何其他移动机器人,包括草坪机器人。
97.操纵单元160包括至少一个输入装置,例如按钮、开关和触摸板,以接收用户命令。如上所述,操作单元可以设置在主体10的上部处。
98.输出单元190包括诸如led和lcd的显示器,并显示移动机器人1的操作模式、预定信息、电池状态、操作状态、错误状态等。另外,输出单元190包括扬声器或蜂鸣器,以输出对应于操作模式、预定信息、电池状态、操作状态和错误状态的预定声音效果、警告声音或语音引导。
99.在一些情况下,移动机器人1还可以包括音频输入单元(未示出)。音频输入单元包括至少一个麦克风,并且接收在距主体10的预定距离内或在区域中产生的声音。音频输入单元还可以包括对接收到的声音进行滤波、放大和转换的信号处理单元(未示出)。移动机器人1可以通过识别通过音频输入单元输入的语音命令来操作。
100.数据单元120存储从图像获取单元170输入的获取图像、障碍物识别单元111基于其确定障碍物的参考数据、以及关于检测到的障碍物的障碍物信息和该区域的地图数据。
101.通信单元130以无线通信方法与终端300通信。此外,通信单元130可以通过家庭内网络连接到因特网,以与外部服务器(未示出)或用于控制移动机器人的终端300通信。
102.通信单元130将生成的地图传输到终端300,从终端接收清洁命令,并将关于移动机器人的操作状态和清洁状态的数据传输到终端。另外,通信单元130可以将关于在行进期间检测到的障碍物的信息传输到终端300或服务器。通信单元130包括诸如紫蜂(zigbee)和蓝牙的短距离无线通信以及诸如wi-fi和wibro的用于传输和接收数据的通信模块。
103.此外,通信单元130向其他移动机器人传输uwb信号和从其他移动机器人接收uwb信号。
104.移动机器人1可以使用gps和uwb信号来确定位置。此外,移动机器人1可以使用通过图像获取单元170获取的图像来确定位置。
105.通信单元130可以与充电站通信并且接收返回充电站的信号或用于对接在充电站上的引导信号。移动机器人1基于通过通信单元130接收的信号搜索充电站并对接在充电站上。此外,通信单元130可以将由控制单元产生的信号传输到充电站。
106.同时,移动机器人1可以连接到终端(未示出)。终端可以接收移动机器人1的数据,监视移动机器人的操作状态,并通过控制命令来控制移动机器人1。终端300可以直接一对一地连接到移动机器人1,并且还可以连接到服务器,例如家用电器管理服务器。
107.终端可以根据从移动机器人1接收的数据输出预定警告声音或显示接收的图像。
108.终端是这样的设备,即:安装有用于实现网络访问的通信模块,安装有用于控制移动机器人的程序或用于控制移动机器人的应用,并且诸如计算机、膝上型计算机、智能电话、pda和平板pc的设备可用作终端。此外,诸如智能手表的可穿戴设备也可用作终端。
109.在湿式清洁型移动机器人12的情况下,驱动单元140传输驱动力以使旋转拖把80旋转。当清洁单元180的第一旋转板81和第二旋转板82通过驱动单元140的驱动力旋转时,主体10移动。
110.在湿式清洁型移动机器人12的情况下,清洁单元180通过驱动单元140的驱动力使旋转拖把80的第一旋转板81和第二旋转板82旋转,以通过所附接的清洁布90的旋转操作从地板表面去除异物。在湿式清洁型移动机器人12中,清洁单元和驱动单元可以形成为一个单元。
111.此外,清洁单元180还可包括连接到旋转拖把80的供水单元(未示出),以向附接到第一旋转板和第二旋转板中的每一个的清洁布以及水箱32供水。供水单元可包括泵或阀。
112.清洁单元180可以包括用于将清洁布安装到旋转拖把的单独的清洁布工具。
113.在干式清洁型移动机器人11的情况下,驱动单元140控制左轮和右轮以移动主体。在干式清洁型移动机器人11的情况下,清洁单元180包括抽吸单元185以抽吸异物。
114.电池(未示出)不仅为马达而且为移动机器人1的整个操作供应所需的电力。当电池没电时,移动机器人1可以驱动回到充电站用于充电,并且当行进返回时,移动机器人1可以自己检测充电站的位置。
115.充电站(未示出)可以包括用于传输返回信号的信号传输器(未示出)。返回信号可以是超声波信号或红外信号,但不限于此。
116.障碍物检测单元100对预定形状的图案进行照射,并获取照射后的图案作为图像。障碍物检测单元可以包括至少一个图案照射单元(未示出)和图案获取单元(未示出)。图案照射单元可以向行进方向照射图案,并且图案获取单元可以获取包括所照射的图案的图像。
117.另外,障碍物检测单元100可以包括诸如超声波传感器、激光传感器、红外传感器或3d传感器的传感器,并且可以检测位于行进方向上的障碍物的位置和距离。另外,障碍物检测单元100也可以通过行进方向的图像来检测障碍物。在一些情况下,传感器单元和图像获取单元可以包括在障碍物检测单元中。
118.传感器单元150包括用于检测障碍物的多个传感器。传感器单元150通过使用超声波传感器、激光传感器和红外传感器中的至少一个来检测前方即行进方向上的障碍物。传感器单元150可以用作用于检测未被障碍物检测单元检测到的障碍物的辅助装置。
119.此外,传感器单元150还可以包括用于感测行进区域中的地板上是否存在落差的落差检测传感器。当反射并接收到传输信号时,传感器单元150将关于障碍物是否存在或距障碍物的距离的信息作为障碍物检测信号输入到控制单元110。
120.传感器单元150包括至少一个倾斜传感器以检测主体的倾斜。当主体在前、后、左和右方向上倾斜时,倾斜传感器计算倾斜方向和倾斜角。倾侧传感器、加速度传感器等可以用作倾斜传感器,并且对于加速度传感器,可以应用陀螺仪型、惯性型和硅半导体型中的任何一种。
121.传感器单元150可以检测主体10的旋转角和移动距离。可以通过陀螺仪传感器测量角度,并且可以通过激光器ofs(光纤传感器)测量移动距离。
122.此外,传感器单元150可以通过安装在移动机器人1内部的传感器来检测操作状态或异常。
123.图像获取单元170包括至少一个相机。
124.图像获取单元170可以包括相机,该相机将对象的图像转换为电信号,然后将其转换为数字信号,并将该数字信号存储在存储设备中。相机包括至少一个光学透镜和图像传感器(例如,cmos图像传感器),图像传感器包括由通过光学透镜的光成像的多个光电二极管(例如,像素)和基于从光电二极管输出的信号配置图像的数字信号处理器(dsp)。数字信号处理器不仅可以产生静止图像,而且可以产生包括由静止图像组成的帧的视频图像。
125.图像传感器是将光学图像转换为电信号的装置,并且包括具有多个集成光电二极管的芯片,并且光电二极管的示例是像素。电荷通过由穿过透镜的光在芯片上形成的图像累积在每个像素中,并且累积在像素中的电荷被转换为电信号(例如,电压)。电荷耦合器件(ccd)和互补金属氧化物半导体(cmos)作为图像传感器是公知的。
126.当移动机器人操作时,图像获取单元170连续地捕获图像。此外,图像获取单元170可以以给定周期或以距离为单位捕获图像。图像获取单元170可以根据移动机器人的移动速度来设定拍摄周期。
127.图像获取单元170不仅可以获取行进方向上的前侧的图像,还可以获取向上的天花板形状的图像。图像获取单元170将主体在行进时捕获的图像存储在数据单元120中作为图像数据。
128.图像获取单元170可以使用一个相机获取向前的向上图像,并且当相机安装在主体的前表面和上部中的每一个处时,可以分别获取向前图像和向上图像。
129.障碍物检测单元100将关于检测到的障碍物的位置或移动的信息输入到控制单元110。传感器单元150可以向控制单元输入由所提供的传感器感测到的障碍物的检测信号。图像获取单元170将捕获的图像输入到控制单元。
130.标记输出单元195设置在主体上部的一侧,并从主体向上照射特定形状的标记。标记输出单元195沿垂直于主体上部的方向照射标记。标记输出单元195可以包括标记和光源。光源优选为激光器,但光源可以是任何一种而不限于此。
131.从移动机器人照射的标记显示在天花板上。标记由点、线和平面中的至少一个的组合形成,并且优选地配置为能够区分向前、向后、向左和向右方向的形式。另外,优选地,所述标记形成为指示主体的移动方向。移动机器人可以输出相同类型的标记,但是为了识别多个移动机器人,每个移动机器人可以包括不同类型的唯一标记。
132.控制单元110控制移动机器人在行进区域中的指定区域内行进。
133.控制单元110处理通过操纵单元160的操纵输入的数据以设定移动机器人的操作模式,通过输出单元190输出操作状态,并允许通过输出单元的扬声器输出取决于操作状态、错误状态或障碍检测的警告声音、声音效果和语音引导。
134.控制单元110基于从图像获取单元170获得的图像和从传感器单元150或障碍物检测单元100检测到的障碍物信息,来生成驱动区域的地图。控制单元110可以在区域内行进时基于障碍物信息来生成地图,并且可以通过基于来自图像获取单元的图像确定驱动区域的形状来生成地图。
135.控制单元110识别由图像获取单元170或障碍物检测单元100检测到的障碍物,并响应于此控制移动机器人执行特定操作或改变移动路径。
136.另外,控制单元可以根据需要通过输出单元输出声音效果或警告声音,并且可以控制图像获取单元以捕获图像。
137.控制单元110基于特定目的地来设定移动路径,并控制移动机器人在沿着移动路径行进时避开障碍物。
138.此外,控制单元110控制清洁单元180根据清洁命令操作,并控制移动机器人在清洁地板表面的同时移动。在湿式清洁型移动机器人的情况下,控制单元110控制移动机器人通过左轮和右轮的驱动而移动,同时使用清洁布从地板表面去除异物,而在干式清洁型移动机器人的情况下,控制单元110控制移动机器人通过抽吸单元抽吸异物。
139.控制单元110通过将设定的移动路径与主体10实际移动所沿着的行进路线进行比较来确定行进状态。当主体10移动时,控制单元110根据主体10是沿着指定的行进路线移动还是正常行进来确定行进状态。
140.控制单元110通过确定主体10是否沿着基于移动时的位置改变而设定的移动路径行进来确定行进状态。控制单元110可以在主体正远离设定的移动路径行进预设距离或更多时确定行进状态存在异常。
141.在湿式清洁型移动机器人的情况下,当行进状态存在异常时,控制单元110可以确定异常的原因,例如设置在清洁单元中的驱动单元的异常、地板状态的异常或清洁布的未安装。
142.控制单元110可以基于马达的电流值来确定地板表面的材料。当异常行进连续发生时,确定是由于地板材料,并且行进可以根据地板表面的材料而改变。
143.如果行进状态存在异常,则控制单元110产生警告消息、警告声音等作为与其对应的通知,并通过输出单元190将其输出。
144.控制单元110可以在设置在主体10的上部上的控制面板上结合消息、图标和图像
中的至少一个来显示警告,可以打开警告灯,并且还可以输出语音引导。
145.当移动机器人正常行进时,控制单元110根据输入的清洁命令控制移动机器人在指定区域中行进的同时清洁地板表面。
146.当行进状态存在异常时,控制单元110根据异常的原因设定移动机器人以执行重新清洁。控制单元110通过输出单元输出重新清洁的通知。
147.此外,当行进状态存在异常时,控制单元110可以停止移动机器人的操作。在湿式清洁型移动机器人的情况下,当确定未安装清洁布或者马达或驱动单元异常时,控制单元110停止操作。在干式清洁型移动机器人的情况下,控制单元110可以响应于进气口的堵塞等来控制移动机器人的操作。
148.另外,控制单元110通过通信单元130根据异常的发生产生警告,并将产生的警告传输到终端300。
149.当确定行进状态存在异常时,控制单元110存储发生异常的位置并在地图上显示对应的位置。控制单元110将发生异常行进的位置的数据传输到终端300,从而通过终端在地图上显示该位置。
150.终端300根据从控制单元110接收的数据在地图上显示发生异常行进的位置。此外,终端300可以基于接收到的数据显示用于更换清洁布的消息。
151.当移动机器人的操作停止时,在再次从操纵单元或终端300输入清洁命令的情况下,控制单元110可以重试行进并重新确定行进状态。
152.控制单元110可以通过分析通过音频输入单元(未示出)输入的声音来识别语音。在一些情况下,控制单元110可以通过将输入声音传输到语音识别服务器(未示出)来识别输入语音。当语音识别完成时,控制单元110执行对应于语音命令的操作。
153.另外,控制单元110通过输出单元190的扬声器(未示出)输出对应于语音命令的语音引导。
154.控制单元110检查电池的充电容量并确定到充电站的返回时间。
155.当充电容量达到预定值时,控制单元110停止正在执行的操作并且开始搜索充电站以返回到充电站。控制单元110可以向充电站输出电池的充电容量的通知和返回的通知。此外,当通过通信单元130接收到从充电站传输的信号时,控制单元110可以返回到充电站。
156.此外,当移动机器人返回到充电站时,控制单元110可以通过通信单元与充电站通信。控制单元110可以产生用于返回到充电站的信号或用于搜索充电站的信号,并且通过通信单元将信号传输到充电站。控制单元110可以产生用于充电状态的信号并且通过通信单元将该信号传输到充电站。
157.控制单元110可以确定在行进时通过障碍物识别单元感测到的障碍物的类型,以将充电站与其他障碍物区分开。
158.控制单元110包括障碍物识别单元111、地图生成单元112、行进控制单元113以及位置识别单元114。
159.地图生成单元112在初始操作期间在区域中行进时或在未存储区域的地图的情况下基于障碍物信息来生成区域的地图。另外,地图生成单元112基于行进期间获取到的障碍物信息来更新预先生成的地图。此外,地图生成单元112分析在行进期间获取的图像并确定区域的形状以生成地图。
160.在生成基本地图之后,地图生成单元112将清洁区域划分为多个区域,并且生成包括连接多个区域的连接路径和关于每个区域中的障碍物的信息的地图。
161.地图生成单元112针对每个划分的区域处理该区域的形状。地图生成单元112可以为每个划分的区域设定属性。
162.此外,地图生成单元112可以基于从图像提取的特征来区分区域。地图生成单元112可以基于特征的连接关系来确定门的位置,并且因此可以划分区域之间的边界以生成由多个区域组成的地图。
163.障碍物识别单元111通过从图像获取单元170或障碍物检测单元100输入的数据来确定障碍物,并且地图生成单元112生成行进区域的地图并且将关于检测到的障碍物的信息并入到地图中。
164.障碍物识别单元111通过分析从障碍物检测单元100输入的数据来确定障碍物。障碍物的朝向或距障碍物的距离根据障碍物检测单元的检测信号例如超声波信号或激光信号来计算。另外,障碍物识别单元可以分析所获取的包括图案的图像以提取图案并分析图案的形状以确定障碍物。
165.当使用超声波信号或红外信号时,障碍物识别单元111根据距障碍物的距离或障碍物的位置,基于接收到的超声波信号的形状和超声波信号接收时间的差异来确定障碍物。
166.障碍物识别单元111可以分析通过图像获取单元170捕获的图像以确定位于主体周围的障碍物。
167.障碍物识别单元111可以检测充电站。障碍物识别单元111可以基于其形状通过图像将充电站与其他障碍物区分开。
168.障碍物识别单元111可以检测人体。障碍物识别单元111分析通过障碍物检测单元100或图像获取单元170输入的数据,以基于轮廓、尺寸、面部形状等检测人体,并确定人体是否是注册用户。
169.通过分析图像数据,障碍物识别单元111提取障碍物的特征,基于障碍物的形状(形态)、大小和颜色来确定障碍物,并确定其位置。
170.在从图像数据中排除图像的背景之后,障碍物识别单元111可以通过基于预先存储的障碍物数据提取障碍物的特征来确定障碍物的类型。通过从服务器接收的新障碍物数据来更新障碍物数据。移动机器人1可以存储关于检测到的障碍物的障碍物数据,并且从服务器接收关于障碍物类型的关于其他数据的数据。
171.此外,障碍物识别单元111将关于所识别的障碍物的信息存储在障碍物数据中,并通过通信单元130将可识别的图像数据传输到服务器(未示出),以确定障碍物的类型。通信单元130将至少一个图像数据传输到服务器。
172.障碍物识别单元111基于由图像处理单元转换的图像数据来确定障碍物。
173.位置识别单元114计算主体的当前位置。
174.此外,位置识别单元114计算位于同一区域内的另一移动机器人的位置。
175.位置识别单元114可以基于通过提供给其的位置识别设备(例如gps、超宽带(uwb)等)接收的信号来确定主体的当前位置和另一移动机器人的位置。位置识别单元114可以基于通过通信单元接收的位置信号来计算另一移动机器人的位置。
176.此外,位置识别单元114可以基于包括在图像数据中的标记来确定另一移动机器人的位置。由于移动机器人从主体竖直向上照射标记,所以输出标记的移动机器人的位置可以通过天花板上的标记的位置来确定。当在图像数据中识别出多个标记时,位置识别单元114可以计算各个移动机器人的位置。
177.此外,位置识别单元114可以通过标记确定移动机器人和主体之间的距离和方向作为图像数据。位置识别单元114可以根据标记的形状确定相应移动机器人的行进方向。
178.位置识别单元114可以存储关于多个标记的数据,并且通过标记的形状来区分各个移动机器人。
179.另外,位置识别单元114可从图像获取单元170的图像提取特征(即,图像数据),并比较所述特征以确定当前位置。位置识别单元114可以使用图像中主体周围的结构、天花板的形状等从图像中确定当前位置。位置识别单元114相对于构成图像的像素检测诸如点、线和表面的特征,并基于检测到的特征分析该区域的特征以确定位置。位置识别单元114可以提取天花板的轮廓并提取诸如照明等的特征。
180.位置识别单元通过图像数据连续地确定区域中的当前位置,通过匹配特征并反映周围结构的变化来学习,并计算位置。
181.当通过位置信号或图像确定位置时,位置识别单元114可以通过将区域中的任何一个点设定为基准位置来收集位置信息。例如,位置识别单元可以将初始起点和充电站的位置中的任一个设定为基准位置。位置识别单元114可以设定区域中的基准位置,基于相应的基准位置生成并存储区域的坐标和地图。当生成地图时,移动机器人可以基于存储的地图移动。
182.行进控制单元113基于地图在区域中行进,并且通过响应于感测到的障碍物信息改变移动方向或行进路线来控制移动机器人穿过障碍物或避开障碍物。
183.行进控制单元113根据清洁命令控制清洁单元180,使得主体10在行进在清洁区域中的同时通过从地板表面去除异物来执行清洁。
184.行进控制单元113控制清洁单元180以独立地控制第一旋转板81和第二旋转板82的操作,使得主体10以直线或旋转方式行进。
185.行进控制单元113基于由地图生成单元112生成的地图来控制主体移动到设定区域或在设定区域内移动。另外,行进控制单元113基于由位置识别单元114计算出的当前位置来控制行进。
186.当位置识别单元114不仅计算当前位置而且计算另一移动机器人的位置时,行进控制单元113通过设定行进路线来控制驱动单元以跟随另一移动机器人。
187.行进控制单元113设定其位置被计算为目标点的其他移动机器人中的特定移动机器人的位置,并控制移动机器人跟随相应移动机器人。
188.行进控制单元113根据障碍物检测单元100的检测信号控制移动机器人响应于障碍物执行预定操作或改变行进路线。
189.行进控制单元113控制移动机器人以响应于检测到的障碍物执行避开、接近、设定接近距离以及停止、减速、加速、倒车、进行u形转弯和改变行进方向中的至少一个。
190.行进控制单元113基于从位置识别单元施加的位置改变的信息来确定驱动状态,在异常行进的情况下,产生与异常行进对应的错误。
191.当驱动状态存在异常时,行进控制单元113可以确定异常的原因并响应于异常的原因来维持操作、停止操作或者进行补偿驱动。例如,当由于未附接清洁布而发生驱动状态异常时,可以停止操作,输出没有清洁布的通知。此外,当由于地板的材料或地板上的异物而发生预设大小或更大的位置改变时,例如,当发生滑动时,存储关于位置的信息,并且执行用于滑动的补偿行进。
192.当发生异常驱动时,行进控制单元113可以确定是否可以行进,并且当可以行进时,行进控制单元113控制移动机器人返回到移动路径并行进,并且当不可能行进时停止操作。
193.另外,行进控制单元113可以输出错误,并且可以根据需要输出预设的警告声音或语音引导。
194.当设定协作模式时,移动机器人1可以检查另一移动机器人在该区域中的位置,并且在移动的同时执行指定操作以跟随该另一移动机器人。此外,当检测到该区域中的另一移动机器人时,移动机器人1可以设定协作模式。
195.当在该区域中存在多个移动机器人时,第一移动机器人11可以根据设定行进,并且第二移动机器人12可以移动以跟随第一移动机器人。
196.例如,当干式清洁型移动机器人在区域中行进的同时吸入异物时,湿式清洁型移动机器人可以跟随干式清洁型移动机器人来执行拖把清洁。干式清洁型移动机器人可以设定为第一移动机器人11,湿式清洁型移动机器人可以设定为第二移动机器人12。
197.此外,当第三移动机器人存在于该区域中时,可以基于第三移动机器人的位置来设定避免与第三移动机器人碰撞,并且在一些情况下,可以将该区域划分为多个区域,并且设定移动机器人来清洁各个区域。如果需要,第二移动机器人可以在该区域中行进以跟随第一移动机器人,然后基于第三移动机器人的位置跟随第三移动机器人。
198.第一移动机器人11在驱动时传输位置信号或输出标记,以向第二移动机器人12提供关于其位置的信息。第二移动机器人12可以接收第一移动机器人的位置信号,或者通过拍摄标记基于标记的位置来计算第一移动机器人的位置,以跟随第一移动机器人。
199.第二移动机器人12计算在将第一移动机器人11的位置设定为目标点时要行进的第一移动机器人11的位置,并且通过随着第一移动机器人的位置改变而改变目标点来行进。第二移动机器人可以跟随第一移动机器人,同时保持它们之间的预定距离。
200.在跟随第一移动机器人11的同时,第二移动机器人12可以收集障碍物信息并确定其是否是可行进路径,并且第二移动机器人12可以通过沿着与第一移动机器人的运动轨迹不同的路径行进来避开障碍物。移动机器人可以存储所收集的关于障碍物的信息,并且可以通过在设定驱动区域时反映该信息来行进。
201.因此,在第一移动机器人的运动轨迹和跟随第一移动机器人的第二移动机器人的运动轨迹之间可能出现差异。
202.第二移动机器人可以跟随作为目标的第一移动机器人的位置,但是可以通过考虑清洁模式、障碍物等规划移动位置和移动距离来移动。
203.以下提及的“跟随”或“主动跟随”被定义为由移动机器人1的主动移动引起。
204.图4是用于解释根据本公开的一个实施方式的多个移动机器人的操作的参考图。
205.如图4所示,多个移动机器人11和12可以在区域中操作。
206.例如,第一移动机器人11可以是吸入异物的干式清洁型移动机器人,而第二移动机器人12可以是执行湿拖把清洁的湿式清洁型移动机器人。可以提供多个干式清洁型移动机器人或多个湿式清洁型移动机器人,并且移动机器人不限于干式或湿式清洁型,并且可以被设定为在区域中自主行进的任何移动机器人。
207.移动机器人1不仅根据它自己的位置而且根据其他移动机器人的位置来清洁该区域。第一移动机器人11可以在根据设定的区域中行进的同时进行清洁,并且第二移动机器人12可以在跟随第一移动机器人11移动的同时进行清洁。这是一个示例,第一移动机器人可以移动以跟随第二移动机器人。
208.第一移动机器人11在根据设定行进的同时朝向主体的上侧即天花板输出标记。设置在主体上部的标记输出单元195输出具有特定形状的标记9,并且标记9显示在天花板c上。
209.第二移动机器人12通过图像获取单元170获取相对于主体的前表面的前上侧或上侧的图像。第二移动机器人12分析由图像获取单元获取的图像以提取标记9,并基于标记在天花板上的位置计算第一移动机器人11的位置。此外,第二移动机器人12基于所获取的图像中的标记的位置或标记的形状来计算主体的位置。位置识别单元114可以计算第一移动机器人和第二移动机器人在该区域中的坐标。
210.第二移动机器人12通过将第一移动机器人的位置设定为目标点来移动,连续地或以预定周期获取图像,并根据标记的位置改变来改变目标点以跟随第一移动机器人行进。
211.第二移动机器人12还可以输出标记。第二移动机器人可以通过将第一移动机器人的标记与其自己的来自所获取图像的标记进行比较来计算位置。在一些情况下,当第二移动机器人跟随另一移动机器人(即,第一移动机器人)时,第二移动机器人可以不输出标记。
212.标记9可以以各种识别图案形成,并且在下文中,诸如构成图案的点、线和平面的要素被定义为标记成分。
213.标记需要具有与背景清晰对比的区别性,并且如果该区别不受环境照明的影响,则该区别更好。标记可以具有诸如点、线、轮廓、区域或其组合的特征作为标记成分。在下文中,为了便于描述,假设标记成分是点(圆)。
214.标记可以由多个点组成,并且可以由多条线组成,并且特定类型的图形或图片可以用作标记。
215.考虑到与背景的区别性,优选地,标记m比背景更亮,并且在该方面,标记m可以以与周围光不同的亮度或颜色投影。
216.标记输出单元195具有电发光的光源,使得特定类型的标记可被投射到天花板或墙壁表面上,并且光源可包括发光二极管(led)、红外照射或激光器。
217.在激光器的情况下,特定图案的标记被投影在天花板上以区分前侧和后侧,并且因此,可以检测要跟随的目标(例如,第一移动机器人)的中心或行进方向。激光器可以投射标记而不管天花板的高度。在激光器的情况下,可以投射激光束以覆盖360度的整个墙壁。
218.在ir(红外照射)中,可以区分正面和背面的图案的标记被投影在天花板上以区分它。ir可以设计成具有能够区分方向的模式或工作频率。可以使用ir的数量或工作频率来区分标记。
219.标记输出单元195被示出为邻近图像获取单元安装在主体的上表面中的示例,但
这仅是示例,并且如果标记输出单元195可朝向主体的上侧(即,从上表面的天花板)竖直地照射标记,则标记输出单元195可安装在上表面中的任何位置,而不限于附图。在一些情况下,还可以以预定角度朝向天花板照射标记,但是在这种情况下,位置识别单元基于关于标记输出单元向天花板照射标记的角度的信息来计算主体的位置。
220.标记输出单元195基本上将标记投射在天花板上,但是在一些情况下,也可以投射在前壁或侧壁上。
221.随着放置标记的部分的自由度(dof)的增加,在所获取的图像中示出的标记的位置或形状的改变变得更加复杂。因此,当设计标记的图案时,需要考虑放置标记的部分的自由度。
222.图像获取单元170根据设置在其上的透镜的类型和视角α获取前上侧的图像。当图像获取单元170安装在主体的上表面上以面向上天花板时,图像获取单元170可获取天花板的图像。
223.图像获取单元220可以包括相机,并且优选地包括能够获取数字图像的数码相机。在数码相机中,透镜的光轴o可以朝向主体10的上方,即朝向天花板。数码相机包括至少一个光学透镜、包括多个光电二极管(例如,像素)的图像传感器(例如,cmos图像传感器)和数字信号处理器(dsp),所述多个光电二极管由穿过光学透镜的光成像,所述数字信号处理器基于从光电二极管输出的信号来配置图像。数字信号处理器不仅可以产生静止图像,而且可以产生包括由静止图像组成的帧的运动图像。
224.位置识别单元114基于通过图像获取单元170获取的图像中示出的标记9的位置来获取标记9在实际空间中的位置信息,并且基于图像中示出的标记9的位置改变来获取标记9在实际空间中的移动信息。
225.位置识别单元114基于位置信息和标记的位置改变来计算要跟随的目标(即,第一移动机器人11)的位置。
226.位置识别单元114基于存储在数据单元120中的数据,基于主体10的行进方向来获取标记9的方向信息。移动信息可以包括从主体10到标记9的距离的改变和标记9的移动方向的改变中的至少一个。
227.位置识别单元114基于构成标记的元素的特征来识别标记,并且基于所获取的图像中的标记的位置、移动和形状改变来确定位置。此外,由于所投影的标记可以根据环境而变化,所以作为确定标准的标记的形状被存储为参考数据,并在主动跟踪期间用于标记识别。
228.位置识别单元114可以基于所获取的图像中示出的标记9的形状改变来获取关于标记9在实际空间中的姿态改变的信息。例如,当第一移动机器人11爬过障碍物时,标记的位置可能由于主体的倾斜而改变,并且当主体倾斜时,标记的形状可能大大改变,因此,基于此,可以得出第一移动机器人的位置和当前状态。
229.行进控制单元113基于由位置识别单元114计算的标记9的位置信息或移动信息来设定主体10可以访问标记9(即,第一移动机器人)的行进操作或行进路线,并且设定主体10跟随第一移动机器人。由于位置信息可以包括从主体10到标记9的距离信息和/或标记9相对于主体10定位的方向信息,所以在行进操作中,可以基于距离信息和/或方向信息来设定主体10要移动的距离和/或要移动的方向。
230.当通过位置识别单元114计算第一移动机器人的位置时,行进控制单元113通过以计算的位置作为目标点设定移动路径来控制行进单元140。在干式清洁型移动机器人的情况下,其通过左轮和右轮的旋转而行进,而在湿式清洁型移动机器人的情况下,其通过旋转拖把的旋转运动而移动。轮和旋转拖把的旋转方向相对于地板表面是不同的。
231.主体10可以由传递到轮或旋转拖把的马达的驱动力主动地移动。
232.在行进时,行进控制单元113可以考虑天花板或墙壁的结构特征在预定时间段执行用于位置校正的视觉里程,并且将移动轮或旋转拖把的实际移动距离与根据所获取的图像计算的移动距离进行比较以执行校正。
233.第二移动机器人可以不仅使用标记而且基于第一移动机器人的位置信号来计算第一移动机器人的位置。
234.此外,第二移动机器人12可以改变根据距第一移动机器人11的距离d1或者是否可以从所获取的图像中检测到标记来计算位置的方法。
235.图5是示出用于解释根据本公开的一个实施方式的多个移动机器人的操作的另一示例的示图。
236.如图5所示,第二移动机器人12可以通过接收从第一移动机器人11传输的位置信号s来计算第一移动机器人11的位置。第二移动机器人12可以通过基于位置信号s得出距第一移动机器人的距离d2和方向来跟随第一移动机器人。
237.位置信号可以以超声波、超宽带(uwb)和红外线中的任何一种传输,并且也可以使用gps。作为参考,uwb无线技术不使用无线电载波(rf载波),而是在基带中使用几ghz或更大的非常宽的频带。uwb无线技术使用几纳秒或几皮秒的非常窄的脉冲。由于从uwb传感器发射的脉冲是几纳秒或几皮秒,所以该脉冲具有极好的穿透性,因此即使附近存在障碍物,uwb传感器也可以接收从其他uwb传感器发射的非常短的脉冲。uwb传感器可以包括作为一个模块的传输单元和接收单元。
238.当移动机器人移动以跟随另一移动机器人时,两个移动机器人中的每一个都具有uwb传感器并且彼此进行无线通信。也就是说,第一移动机器人11可以传输来自uwb传感器的信号,并且第二移动机器人12可以基于通过uwb传感器接收的位置信号s来确定第一移动机器人11的位置,以跟随第一移动机器人11。
239.由于uwb传感器的信号可能穿透障碍物而被传输,所以信号传输在移动期间不受障碍物等的影响。然而,在预定尺寸或更大尺寸的障碍物的情况下,即使信号穿透障碍物,也可能不传输信号或者可能减小传输距离。
240.此外,设置在第一移动机器人和第二移动机器人中的每一个中的uwb传感器测量传感器之间的距离,并且因此第二移动机器人控制行进,使得第一移动机器人和第二移动机器人在根据所计算的距离保持预定距离的同时彼此分离不超过预设距离。
241.移动机器人可以设置有多个uwb传感器。例如,当设置两个uwb传感器时,它们分别设置在主体的左侧和右侧以接收信号,从而可以通过比较接收的信号来精确地计算位置。例如,当由左传感器和右传感器测量的距离根据第一移动机器人和第二移动机器人的位置而不同时,第一移动机器人和第二移动机器人之间的相对位置以及第一移动机器人的方向可以基于不同的测量距离来确定。
242.此外,第一移动机器人可以传输超声波,而第二移动机器人可以接收超声波并行
进以跟随第一移动机器人。
243.图6是用于解释关于图3和图4的移动机器人的操作流程的参考图。
244.如图6的(a)所示,多个移动机器人可以各自使用位置信号来检查另一移动机器人的位置以跟随该另一移动机器人。
245.第一移动机器人11可以朝向天花板输出标记(s1),并且还传输位置信号(s2)。
246.当设定协作模式时,第一移动机器人11可以输出标记或位置信号。
247.第一移动机器人11可以选择性地执行标记的输出或位置信号的传输,并且可以执行这两者。标记的输出和位置信号的传输与顺序无关地操作。
248.在距第一移动机器人11第一距离d11的位置处的第二移动机器人12接收第一移动机器人11的位置信号。例如,位置信号可以是uwb信号。在一些情况下,红外线或超声波可用于位置信号,且可使用gps信号。
249.第二移动机器人12基于接收到的第一移动机器人11的位置信号来计算第一移动机器人的位置和第一移动机器人的移动方向,并且还计算第一移动机器人的位置改变。
250.第二移动机器人12基于第一移动机器人11的位置来设定用于移动的目标点并移动(s4)。第二移动机器人12移动以跟随第一移动机器人11,从而不与第一移动机器人11分开超过预设距离。
251.此外,如图6的(b)所示,第二移动机器人12可以移动以跟随第一移动机器人。
252.在协作模式下,第一移动机器人11可以朝向天花板输出标记(s11),并且还传输位置信号(s12)。可以传输位置信号,然后可以输出标记。
253.第二移动机器人12搜索第一移动机器人11的位置信号(s13),并且当不能接收到位置信号时,第二移动机器人12通过图像获取单元170捕获图像。
254.第二移动机器人12从所获得的图像中提取标记并基于该标记计算第一移动机器人11的位置(s15)。
255.第二移动机器人12基于第一移动机器人11的位置来设定用于移动的目标点以移动(s16)。第二移动机器人12移动以跟随第一移动机器人11,从而不与第一移动机器人11分开超过预设距离。
256.此外,第二移动机器人12可以分别使用所获取的图像的标记和位置信号来计算第一移动机器人的位置,并且比较这两个位置值以确定第一移动机器人的位置。
257.因此,第一移动机器人11在吸入异物的同时执行清洁,并且第二移动机器人12跟随第一移动机器人11移动并执行湿拖把清洁。也就是说,当沿着第一移动机器人的运动轨迹移动时,第二移动机器人12可以在第一移动机器人11吸入灰尘的区域中执行拖把清洁。
258.图7是示出根据本公开的一个实施方式的改变用于移动机器人的位置检测方法的示例的示例图。
259.如图7所示,当不能识别第一移动机器人11的位置时,第二移动机器人12可以通过改变用于计算第一移动机器人11的位置的方法来跟踪第一移动机器人11的位置以移动。
260.例如,当第一移动机器人11在诸如台或椅子的家具下方移动时,标记可以不显示在天花板c上,即,标记9-1可以显示在台的顶板的底表面上。
261.当标记显示在台的顶板的底表面上时,远离台定位的第二移动机器人不能确认第一移动机器人的位置,因为即使图像被捕获,标记也不包括在所获取的图像中。
262.第二移动机器人12可以通过改变用于搜索第一移动机器人的位置的方法,使用位置信号来计算第一移动机器人的位置。
263.此外,当距第一移动机器人11的距离d3大于设定距离并且因此不能接收位置信号时,第二移动机器人12可以使用标记计算第一移动机器人11的位置。例如,在第一移动机器人正在移动的同时,当第二移动机器人想要返回充电站进行充电或者第二移动机器人的位置被用户改变时,第二移动机器人从所获取的图像中提取标记并计算第一移动机器人的位置。
264.在第二移动机器人接近第一移动机器人预定距离或更远之后,第二移动机器人可以跟随第一移动机器人。
265.同时,当在所获取的图像中不包括标记并且没有接收到位置信号时,第二移动机器人12等待预定时间,然后再次尝试。例如,当位于台下方的第一移动机器人离开台区域时,标记再次显示在天花板上,使得第二移动机器人可以确认第一移动机器人的位置。
266.当即使在用于计算位置的方法已经改变多于设定次数之后也不能确认第一移动机器人的位置时,可以输出警告。另外,第二移动机器人12可以向通过网络连接的终端或服务器传输警告信号,以输出关于不能执行协作模式的通知。
267.当第二移动机器人不能确认第一移动机器人的位置时,第二移动机器人可以取消协作模式并执行自主行进。当第二移动机器人在自主行进期间检测到第一移动机器人时,第二移动机器人可以接近第一移动机器人并且再次执行协作模式。
268.此外,当第三移动机器人位于该区域中时,第二移动机器人可以计算第三移动机器人的位置以避免碰撞或移动以跟随第三移动机器人。
269.图8是示出根据本公开的一个实施方式的用于移动机器人的控制方法的示图。
270.如图8所示,当设定协作模式时(s310),移动机器人1检测另一移动机器人。此外,当在该区域内检测到另一移动机器人时,移动机器人1可以以协作模式操作。
271.第一移动机器人11根据设定行进,第二移动机器人12检测第一移动机器人,计算第一移动机器人的位置,并在执行指定操作的同时移动以跟随第一移动机器人。
272.当设定协作模式时,第一移动机器人输出位置信息。第一移动机器人输出标记或传输位置信号。此外,第一移动机器人可以同时输出标记和位置信号。例如,uwb、红外线、超声波和gps中的至少一个可以用作位置信号。
273.第二移动机器人12搜索并接收第一移动机器人的位置信号(s320)。
274.当没有接收到第一移动机器人的位置信号时,第二移动机器人12通过图像获取单元获取前上侧或上侧的图像(s330)。
275.第二移动机器人12从所获取的图像中检测标记(s340),并且基于标记在天花板上的位置来计算第一移动机器人11的位置(s350)。
276.第二移动机器人12可以将第一移动机器人在该区域内的位置计算为坐标。
277.同时,当接收到第一移动机器人11的位置信号时,第二移动机器人12使用该位置信号计算第一移动机器人的位置(s360)。
278.第二移动机器人12将第一移动机器人的位置设定为目标点(s370),移动到目标点(s380),并执行清洁。
279.当第一移动机器人是干式清洁型移动机器人时,其在吸入灰尘的同时移动,并且
当第二移动机器人是湿式清洁型移动机器人时,在跟随第一移动机器人的同时,可以对从其去除灰尘的区域执行湿拖把清洁。
280.当第一移动机器人和第二移动机器人都是干式清洁型移动机器人或都是湿式清洁型移动机器人时,可以通过在同一区域执行两次清洁来有效地去除在一次清洁期间未去除的所有异物。
281.图9是示出根据本公开的一个实施方式的改变用于移动机器人的位置检测方法的方法的流程图。
282.如图9所示,当第二移动机器人12不能确认第一移动机器人11的位置时,第二移动机器人12可以通过改变用于计算第一移动机器人11的位置的方法来计算第一移动机器人11的位置,并且移动以跟随第一移动机器人。
283.当距第一移动机器人的距离变得大于或等于设定距离时,第二移动机器人12可以不接收位置信号(s410)。
284.当没有接收到第一移动机器人11的位置信号时,第二移动机器人12通过图像获取单元捕获图像(s420)并检测包括在图像中的标记(s430)。
285.当标记被包括在图像中时,第二移动机器人使用标记计算位置(s440)。
286.当标记不包括在图像中时,第二移动机器人可以通过再次捕获图像来从新图像中检测标记。
287.第二移动机器人可以通过捕获图像预定次数来检测标记,并且当标记不包括在图像中时,用于计算位置的方法可以从标记改变为位置信号。
288.当距第一移动机器人的距离在设定距离内时或者当标记不包括在投影中时,第二移动机器人搜索第一移动机器人的位置信号(s450)。
289.例如,在第一移动机器人正在移动的同时,当第二移动机器人想要返回充电站进行充电时,或者第二移动机器人的位置被用户改变时,第二移动机器人从所获取的图像中提取标记以计算第一移动机器人的位置。
290.当接收到位置信号时(s460),第二移动机器人根据位置信号计算第一移动机器人的位置(s470)。
291.当没有接收到位置信号时,第二移动机器人可以在等待预定时间之后重新检查是否接收到位置信号。
292.当没有接收到位置信号时,第二移动机器人可以获取图像并重试标记的检测(s420、s430)。
293.第二移动机器人根据距第一移动机器人的距离、是否接收到位置信号或者标记是否包括在图像中,来改变用于计算位置的方法。
294.第二移动机器人可以使用两种方法来计算第一移动机器人的位置。
295.当计算第一移动机器人的位置时,第二移动机器人以第一移动机器人的位置作为目标点移动,接近第一移动机器人一定距离或更远,并在跟随第一移动机器人的同时执行指定的清洁。
296.当即使在将用于计算第一移动机器人的位置的方法改变设定次数或更多次之后也不能确认第一移动机器人的位置时,第二移动机器人可以输出警告。另外,第二移动机器人12可以向通过网络连接的终端或服务器传输警告信号,以输出关于不能执行协作模式的
通知。
297.当释放协作模式时,第二移动机器人自主地驱动并执行指定的清洁。当在行进的同时检测到第一移动机器人时,第二移动机器人可以再次设定协作模式。
298.因此,多个移动机器人可以通过相互协作提高区域中的清洁效率。
299.如上所述操作的根据本实施方式的移动机器人可以以独立硬件设备的形式实现,并且可以被驱动为包括在诸如微处理器或通用计算机系统的另一硬件设备中的至少一个或多个处理器。
300.以上描述仅仅是对本公开的技术精神的说明,并且本公开所属领域的技术人员可以在不脱离本公开的基本特征的情况下进行各种改变和修改。因此,在本公开中公开的实施方式不旨在限制本公开的技术精神,而是解释本公开的技术精神,并且本公开的技术精神的范围不受实施方式的限制。
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