CN100524135C - 移动自控仪和补偿路径转向的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种移动自控仪，使用来自一台观测摄像机拍摄图像的信息测量一个旋转角度。一种移动自控仪系统包括该自控仪的主体、用于驱动多个轮子的驱动部分；安装在主体上的观测摄像机，拍摄垂直于行进方向的一个上位图像；以及一个控制器，使用通过极性变换由观测摄像机相对一个工作区的天花板拍摄的天花板图像获得的极性变换图像数据来计算一个旋转角度。该控制器使用一个计算的旋转角度来驱动该驱动部分。通过该观测摄像机测量该旋转角度并且能够将该旋转角度用于补偿工作路径而不需提供例如加速计或陀螺仪的昂贵装置，从而节省制造成本。

Description

移动自控仪和补偿路径转向的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2004年5月14日在韩国知识产权局在先提交的韩国专利申请2004-34364的优先权，其公开内容结合在此作为参考。

发明领域

本发明一般涉及一种自动来回行进的移动自控仪(mobile robot)、移动自控仪系统以及补偿路径转向的一种方法。更具体地说，本发明涉及使用来自由观测摄像机拍摄的图像的信息来测量旋转角、从而补偿该自控仪的路径转向的一种移动自控仪，以及一种移动自控仪系统。

背景技术

通常，移动自控仪使用装置在其主体中的一个超声波检测器来限定由墙壁或障碍物围绕的一个工作区域，由此沿着事先编程的工作路径行进，因此执行例如清扫工作或巡逻工作的主操作。移动的同时，移动自控仪使用例如一个编码器的旋转检测传感器计算行进角和距离以及当前位置，检测轮子的转/分(RPM)和旋转角，并且驱动该轮子沿着编程的工作路径行进。

但是，当该编码器识别当前位置并且检测该旋转角时，由于轮子的滑动移动过程中地板表面的不均匀度，在借助编码器检测的信号计算的一个估计的行进角度和一个实际的行进角度之间可能出现误差。检测的旋转角误差将随着移动自控仪的行进而积累，并因此可能使得该移动自控仪偏离该编程的工作路径。结果是，该移动自控仪可能不能完全地执行其工作在该工作区域中的工作或仅在某一区域中重复工作，从而降低了工作效率。

为了克服上述问题，已被采用了一种移动自控仪，进一步装备有一个加速计或一个陀螺仪而不是编码器来检测旋转角。

装备有加速计或陀螺仪的移动自控仪能够改进检测旋转角中的出现的问题的解决。但是，该加速计或该陀螺仪将递增制造成本。

发明内容

本发明的一个方面于至少解决上述问题和/或缺点并且至少提供下面描述的优点。因此，本发明的一个方面是提供一种能够使用观测摄像机定位自身并且能够通过校正地检测旋转角而不需要检测该旋转角的专用设备的一种移动自控仪、一种移动自控仪系统以及一种用于补偿该路径的方法。

为了实现本发明的上述方面，提供了一种移动自控仪，包括：一个驱动部分，用于驱动多个轮子，安装在一个主体上的一台观测摄像机，拍摄实质上垂直于该自动仪行进方向的上位图像；以及一个控制器，使用通过对该观测摄像机相对于一个工作区的天花板拍摄的天花板图像进行极性变换获得的极性变换的图像数据来计算一个旋转角，并且使用该计算的旋转角驱动/控制该驱动部分。

该控制器通过把由观测摄像机拍摄的当前天花板图像进行极性变换获得的当前极性变换图像数据与先前存储的先前极性变换图像数据相比较来计算该旋转角。

该移动自控仪进一步包括一个真空吸尘器，具有用于从地板吸入灰尘或杂质的一种抽气部分。一个灰尘收集部分，存储吸入的灰尘或杂质。一个抽气电机，产生一种抽气力。

根据本发明的另一方面，提供了一种移动自控仪，具有：一个驱动部分，用于驱动多个轮子，以及安装在一个主体上的一台观测摄像机，拍摄实质上垂直于该自控仪行进方向的上位图像；以及一个遥控器，用于与该移动自控仪无线通信，并且使用通过对该观测摄像机相对于一个工作区的天花板拍摄的天花板图像进行极性变换获得的极性变换的图像数据来计算一个旋转角，并且使用该计算的旋转角控制该移动自控仪的工作路径。

该遥控器通过把由观测摄像机拍摄的当前天花板图像进行极性变换获得的当前极性变换图像数据与先前存储的先前极性变换图像数据相比较来计算该旋转角。

该移动自控仪还包括一个真空吸尘器，具有用于吸入灰尘或杂质的抽气部分，用于储存吸入的灰尘或杂质的灰尘收集部分，以及用于产生一个抽气力的抽气电机部分。

根据本发明的再一个方面，提供了一种用于补偿一个移动自控仪的路径的方法，该方法包括步骤：储存通过极性变换由一台观测摄像机拍摄的初始天花板图像获得的初始的极性变换图像数据；改变该移动自控仪的行进角度，使得该移动自控仪至少根据事先编程的一个工作路径和一个障碍物两者之一而转向；以及，在改变该移动自控仪的行进角度之后，把该初始的极性变换图像数据与通过极性变换由该观测摄像机拍摄的该当前天花板图像获得的当前极性变换的图像数据相比较，从而调节该移动自控仪的旋转角。

该调整步骤包含步骤：通过极性变换由该观测摄像机拍摄的当前天花板图像来形成当前极性变换图像数据；在水平方向上循环匹配该当前极性变换图像数据和该初始极性变换图像数据；根据该当前极性变换图像数据被在该初始极性变换图像数据中的移位距离来计算该移动自控仪的旋转角；并且把该移动自控仪的计算的旋转角与下列方向至少之一相比较；根据一个预置工作路径的行进方向和用于回避一个障碍的行进方向，从而控制器该移动自控仪的一个驱动部分而调整该移动自控仪的行进角度。

根据本发明的再一个方面，提供了一种用于补偿一个移动自控仪的路径的方法，该方法包括步骤：储存通过极性变换由一台观测摄像机拍摄的初始天花板图像获得的初始极性变换图像数据；改变该移动自控仪的行进角度，使得该移动自控仪至少根据事先编程的一个工作路径和一个障碍物两者之一而转向；在该自控仪改变行进角度的同时，通过比较该初始极性变换图像数据与通过极性变换该由视觉摄像机实时或以规则的间隔拍摄的天花板图像而获得的实时极性变换图像数据，来确定该移动自控仪的旋转角是否对应于至少下列方向之一：根据一个预置工作路径的行进方向和用于回避一个障碍物的行进方向；以及当该移动自控仪的行进角度对应于下列方向至少之一时，停止改变该移动自控仪的行进角度；根据一个预置工作路径的行进方向和用于回避一个障碍物的行进方向。

该确定步骤包含步骤：通过极性变换由该观测摄像机实时拍摄的该实时天花板图像来形成实时极性变换图像数据；在水平方向上循环匹配该实时极性变换图像数据和该初始极性变换图像数据；根据该实时极性变换图像数据被在该初始极性变换图像数据中的移位来计算该移动自控仪的旋转角；并且把该移动自控仪的计算的旋转角与下列方向至少之一相比较；根据一个预置工作路径的行进方向和用于回避一个障碍物的行进方向，以便确定比较的值是否对应。

附图描述

通过参照附图的最佳实施例的详细描述，本发明的上述方面以及其它特征将变得显见，其中；

图1是去除上盖的应用根据本发明一个实施例的一个自动清扫器的透视图；

图2是应用根据本发明实施例的移动自控仪系统的一个自动清扫器系统的框图；

图3是图2的中心控制器的框图；

图4是用于表示一个实例的示意图，其中补偿由图1的自动清扫器的观测摄像机拍摄一个上位图象；

图5是用于表示图1的自动清扫器转动预定角度前与后的极性变换图像的循环匹配的原理示意图；

图6A和6B是用于表示从由图1的自动清扫器的上位观测摄像机拍摄一个天花板图像中提取一个极性变换的极性变换并予补偿的原理示意图；

图7是用于说明补偿采用根据本发明第一实施例的移动自控仪的一个自动清扫器的路径的方法的流程图；以及

图8是用于说明补偿采用根据本发明第二实施例的移动自控仪的一个自动清扫器的路径的方法的流程图。

具体实施方式

下面将参考附图描述本发明的一个实施例。

在下面的说明，即使在不同附图中，也以相同的附图参考数字表示相同的部件。在本说明书中限定的情况，例如详细结构和部件仅提供来辅助本发明的广泛理解。因此，很明显，本发明在没有那些定义的情况条件下也是可以实现的。而且，没有详细描述熟知的那些功能或结构，因为他们会以不必要的细节模糊本发明。

参见图1和2，自动清扫器10包括：抽气部分11、传感器12、前方观测摄像机13，上位观测摄像机14、驱动部分15、存储器16、收发信机17、控制器18和电池19。

该抽气部分11安装在一个主体10a上，从地板吸入空气。该抽气部分11包括一个抽气电机(没表示)、一个用于收集灰尘的灰尘收集腔，经过面对地板形成的一个抽气入口或抽气管吸入灰尘。

传感器12包括障碍物传感器12a(图2)，以规则的间隔沿主体10a的侧面周边放置，以便外部地发送信号和接收反射信号，以及用于检测该自动清扫器10的行进距离的距离传感器12b(图2)。

障碍物传感器12a包括发射红外线的红外发射器12a1，和接收反射红外线的光接收机12a2，沿着主体10a的侧面周边纵向分组放置。另外，能够接收反射的超声波的超声波传感器可被用于该障碍物传感器12a。该障碍物传感器12a还被用于测量到一个障碍物或墙壁61和61′的距离(图5)。

距离传感器12b可以采用一个或者多个旋转检测传感器，检测轮子15a到15d的转/分(RPM)的值。例如，编码器可被用于这旋转检测传感器，检测电机15e和15f的RPM。

正面观测摄像机13安装在主体10a上来拍摄前方的图像并把拍摄的前方图像输出到控制器18。

安装在主体10a上的上位观测摄像机14拍摄例如天花板62和62′的上部图像(图5)，把拍摄的上位图像输出到控制器18。该上位观测摄像机14可以使用一个鱼眼镜头(没示出)。

鱼眼镜头由一个像鱼眼的具有接近180°的广视角的镜头组成。由广角度鱼眼镜头拍摄的图像是失真图像，如图5所示，好像由天花板62和62、内壁61和61′限定的工作区域的一个空间被映像在一个半球表面上。因此，该鱼眼镜头的正确设计将考虑期望的视角或容许的失真程度。由于鱼眼镜头在韩国专利1996-7005245、1997-48669和1994-22112中公开，并且市场上已经有若干镜头制造厂商的产品，因而该鱼眼镜头的详细说明将被省略。

驱动部分15包括在前方两侧放置的一对前轮15a和15b、在后方两侧放置的一对后轮15c和15d、用于转动后轮15c和15d的电机15e和15f、以及把在后轮15c和15d的驱动力传送到前轮子15a和15b的定时带15g。由来自控制器18的信号控制的驱动部分15独立地分别驱动电机15c和15f顺时针方向和/或反时针方向转动。通过以不同的RPM驱动电机15e和15f，则能够转向该自动清扫器10的行进方向。

收发信机17发送通过天线17a发送的数据，并且把经过天线17a接收的信号发送到控制器18。

控制器18处理经过收发信机17接收的信号并且控制自动清扫器10的每一部分。如果该主体10a上提供有用于设置功能的多个密钥的一个密钥输入装置(未示出)，则该控制器18将处理从该密钥输入装置输入的一个密钥信号。

当自动清扫器10通过驱动部分15的前轮15a和15b开始行进时，该控制器18控制该驱动部分15的电机15e和15f，根据预先编程的工作路径驱动该自动清扫器10。

由采用鱼眼镜头的上位观测摄像机14拍摄的天花板图像60和60′(图5)被相对于该工作区域的天花板62和62′补偿。随后，使用由极性变换获得的极性变换图像数据在水平方向上相对于该天花板图像60和60′执行循环匹配，该极性变换把来自图像中心的平面天花板图像60和60′变换到极坐标(ρ，θ)上，由此计算该自动清扫器10的一个旋转角。

该天花板图像60和60′的补偿包括拉平(flattening)步骤，其中把偏离信息和低频成分从由上位观测摄像机14拍摄的天花板图像60和60′中去除，并且从该拉平的图像中去除光线改变的最小-最大伸缩。图4示出由该上位观测摄像机14拍摄的一个循环光点图象的补偿实例。当相对于由极性变换获得的极性变换图像60A和60A′执行该循环匹配以便随后计算该旋转角时，执行该天花板图像的补偿以便容易地提取该图像的相似部分。因此，补偿该图像的一个图像补偿部分(没示出)最好安装在该控制器18中。

在补偿了天花板图像60和60之后，控制器18把由上位观测摄像机14储存的极性变换图像60A与由极性变换该补偿的天花板图像获得的极性变换图像60A′相比较，从而计算在高相似部分之间的一个移位距离S。因此，该控制器18计算该旋转角，其计算的方法将在图5中更详细地描述。

图5示出相对于两个极性变换图像60A和60A’的在水平方向中的循环匹配的方法，以便测量在自动清扫器10转动一个确定的角度之前的极性变换图像60A和转动之后的极性变换图像60A’之间的相似性，而且计算在该高相似部分之间的移位距离S。

更具体地说，如图6A和6B所示，控制器18相对于由上位观测摄像机14拍摄的而且使用后面的表达式1补偿的天花板图像60和60′的整个屏幕中的包括构造图像63和63′的确定区域A和A′从中心65和65′开始执行极性变换，表达式1中由X轴和Y轴构成的笛卡儿坐标(x，y)被转换为一个极坐标参数(.，.)，并且把区域A和A′投射在Y轴方向上，从而提取该极性变换图像60A和60A′。

表达式1

P(.，.)

其中， $\·=\sqrt{x^2+y^2},$ 并且.＝arctan(y/x)

用于提取极性变换图像60A和60A′的确定区域A和A′被设置为天花板图像60和60′的整个屏幕中的相同部分而不考虑它们的大小。为了方便起见，在示出的该天花板图像60和60′中，只示出除去其它例如发光图像以外的构造图像63和63′。

如图5所示，控制器18执行相对于两个极性变换图像60A和60A′执行水平方向的循环匹配，以便测量在自动清扫器10转动一个确定角度之前的该天花板图像60的极性变换图像60A和转动之后的极性变换图像60A′之间的相似性，并且计算在高相似部分之间的移位距离S，从而获得该自动清扫器10的旋转角。

在测量旋转角的同时，如果没有从该上位观测摄像机14拍摄的当前天花板图像60′中俘获该极性变换图像60A′，则控制器18能够暂时使用由该距离传感器12b的编码器计算的移动距离和方向信息来控制该自动清扫器10的驱动。

在一个已被描述的实施例中，自动清扫器10的控制器18使用由该上位观测摄像机14拍摄的天花板图像60和60′的极性变换图像60A和60A′来测量本身的旋转角。

根据本发明的另一方面，介绍的一个自动清扫器系统在外部执行该自动清扫器10的天花板图像60和60′的极性变换和循环匹配，以便降低在该天花板图像60和60′的极性变换和循环匹配中需要的操作加载。

在上述自动清扫器系统中，自动清扫器10把关于拍摄图像的信息无线地发送到外部，并且根据从外部接收的控制信号操作，而且一个遥控器40无线地控制和驱动该自动清扫器10。

遥控器40包括一个无线电中继41和一中心的控制器50。

该无线电中继41处理从该自动清扫器10接收的一个无线信号，并且把该信号通过线路发送给该中心控制器50。另外，该无线电中继41经过天线42把从该中心控制器50接收的信号无线地发送到自动清扫器10。

中心控制器50可被通过如图3所示的通用计算机实现。参见图3，中心控制器50包括中央处理单元(CPU)51、只读存储器(ROM)52、随机存取存储器(RAM)53、显示器54、输入装置55、存储器56和通信装置57。

存储器56包括用于控制该自动清扫器10并且处理从自动清扫器10发送的信号的一个自动清扫器驱动器56a。

自动清扫器驱动器56a通过显示器54和处理而提供用于设置自动清扫器10的控制的一个菜单，使得通过一个用户选择的一个菜单被该自动清扫器10执行。该菜单可以分成例如包括清扫工作和监视工作的主菜单和包括工作区域选择表与操作方法的子菜单。

使用通过极性变换从上位观测摄像机14接收的当前天花板图像60′获得的当前极性变换图像60A′和预先储存的天花板图像60的极性变换图像60A，自动清扫器驱动器56a控制该自动清扫器10以确定该自动清扫器10的旋转角。

根据通过该无线电中继41从该自动清扫器驱动器56a接收的控制信息，自动清扫器10的控制器18控制驱动部分15。省略了用于处理图象的操作负载。此外，控制器18把在自动清扫器10的行进过程中拍摄的天花板图像通过无线电中继41发送到中心控制器50。

在下文中将参照图7更详细地描述根据本发明第一实施例的用于补偿自动清扫器10的路径的方法。

步骤S1中，控制器18确定自动清扫器10是否接收了一个操作请求信号。

如果控制器18收到一个操作请求信号，则该控制器把一个行进命令和一个传感信号发送到驱动部分15和传感器12。

步骤S2中，上述的驱动部分15根据控制器18的信号驱动该电动机15e和15f，并且启动该自动清扫器沿着事先编程(programmed)的一个工作路径行进。

障碍物传感器12a和距离传感器12b把一个传感信号发送到该控制器18。

步骤S3中，在自动清扫器10行进的同时，控制器18确定该障碍物传感器12a是否检测到例如墙壁61和61′的任何障碍物，并且决定是否根据预先编程的工作路径转向该自动清扫器10(S3)。在本实施例中，该自动清扫器10根据事先编程的工作路径改变其移动方向。

如果需要该自动清扫器10的改向，步骤S4被作为步骤S3中执行的测试的结果来执行。步骤S4中，控制器18停止该驱动部分15的电机15e和15f，通过该上位观测摄像机14拍摄天花板图像60，通过补偿和极性变换该拍摄的天花板图像60而提取该极性变换图像60A，并且储存提取的极性变换图像数据作为一个缺省值(S4)。如果并不需要该自动机10的改向，则程序控制进到步骤S10，作出是否该编程的工作被结束的确定。

步骤S5中，该控制器18把一个命令发送到该驱动部分15的电机15e和15f，根据该编程的工作路径的行进角度而转向该自动清扫器10，并且改变该自动清扫器10的行进角度(S5)。

在自动清扫器10由驱动部分15改变行进角度之后，该控制器18再次通过上位观测摄像机14拍摄该天花板图像60′，通过补偿和极性变换该拍摄的天花板图像60′来提取该极性变换图像60A′，并且相对于该提取的极性变换图像数据和预先极性变换图像数据执行循环匹配，从而计算该自动清扫器10的行进角度(S6)。

在此之后，控制器18把该编程工作路径的行进方向与该自动清扫器10的计算的旋转角相比较(S7)。

步骤S7中，如果该行进方向和计算的旋转角不对应，并且因此需要行进角度的补偿，则该控制器18使用自动清扫器10的计算的旋转角信息控制驱动部分15的电机15e和15f，使得该自动清扫器10的旋转角按照需要补偿(S8)。

在该自动清扫器10通过驱动部分15补偿该行进角度之后，该控制器18驱动该电机15e和15f以便保持该自动清扫器10的进行(S9)。

控制器18确定例如进入一个目的地、清扫工作或监视工作的运行是否已被完成(S10)，并且当该运行没有结束时，重复S3到S10的处理直到运行全部完成为止。

在下文中将参照图8更详细地描述根据本发明第二实施例的用于补偿自动清扫器10的工作路径的方法。

步骤S1中，该控制器18确定已经处于一个确定位置的自动清扫器10是否通过密钥输入装置或无线地从外部接收了一个操作请求信号(S1)，并且如第一实施例的补偿方法那样执行S2到S4的处理。

步骤S4之后，控制器18把一个根据该编程工作路径的行进角度而转向该自动清扫器10的命令发送到电机15e和15f，并且改变该自动清扫器10的行进角度。并且，在该自动清扫器10通过驱动部分15改变行进角度的同时，控制器18通过该上位观测摄像机14实时地或以规则的间隔地拍摄该天花板图像60′，通过补偿和极性变换该实时拍摄的天花板图像60′而提取该极性变换图像60A′，并且相对于该提取的实时极性变换图像数据和预先储存的极性变换图像数据执行循环匹配，从而实时或以规则的间隔地计算该自动清扫器10的旋转角度(S5′)。

在此之后，控制器18把该编程工作路径的行进方向与该自动清扫器10的实时或以规则的间隔计算的旋转角相比较(S6′)。

作为步骤S6′的结果，如果行进方向与旋转角度对应，则控制器18停止那驱动部分15的驱动，使得该自动清扫器10的行进角度不再被改变(S7′)。

在此之后，控制器18驱动该驱动部分15的电机15e和15f以便继续这自动清扫器10的行进(S8′)。

在进入一个目的地或沿着工作路径行进的同时，控制器18确定该清扫工作或监视工作是否已经结束(S9′)，并且当运行没有结束时将重复S3至S9′的处理，直到运行全部完成为止。

如能够从该移动自控仪的描述中理解的那样，根据本发明的实施例，移动自控仪系统和路径补偿方法，能够通过用于补偿该工作路径的观测摄像机13和14正确地测量该旋转角度而不必提供例如加速计或陀螺仪的昂贵装置，从而节省了制造成本。

虽然已经参照确定的实施例具体地展示和描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解，在不背离所附的权利要求定义的本发明的精神和范围的条件下可以作出各种形式和细节上的改变。

Claims (6)

1.一种移动自控仪，包括：

移动主体；

驱动部分，在该主体之内用于驱动多个轮子；

安装在该主体上的观测摄像机，拍摄与该移动主体能够行进的一个方向相垂直的一个上位图像；和

控制器，用于在相对于工作区域的天花板对所述观测摄像机拍摄的天花板图像进行补偿之后将二维平面(X，Y)上的所述天花板图像从转动前图像中心(65)和转动后图像中心(65′)转换到极坐标(ρ，θ)上，相对于所述天花板图像的整个屏幕中的包括转动前构造图像(63)和转动后构造图像(63′)的转动前确定区域(A)和转动后确定区域(A′)从转动前图像中心(65)和转动后图像中心(65′)开始执行极性变换，把转动前确定区域(A)和转动后确定区域(A′)投射在Y轴方向上从而提取转动前极性变换图像(60A)和转动后极性变换图像(60A′)，并相对于转动前和转动后极性变换图像在水平方向上执行循环匹配；所述控制器还相对于移动自控仪的转动前极性变换图像以及移动自控仪的转动后极性变换图像，在水平方向上执行循环匹配，并计算转动前和转动后构造图像之间的移位距离(S)，从而根据移位距离(S)计算移动自控仪的转动角度，所说的控制器使用该计算的转动角度来驱动该驱动部分。

2.权利要求1的移动自控仪，其中该移动自控仪还包括一个真空吸尘器，具有抽气部分，储存吸入的灰尘或杂质的灰尘收集部分，以及产生一个抽气力的抽气电机部分。

3.一种移动自控仪系统，包括：

移动自控仪，具有驱动多个轮子的一个驱动部分以及安装在该移动自控仪主体上以便拍摄垂直于一个行进方向的图像的一台观测摄像机；和

与该移动自控仪无线通信的控制器，其中该控制器在相对于工作区域的天花板对所述观测摄像机拍摄的天花板图像进行补偿之后将二维平面(X，Y)上的所述天花板图像从转动前图像中心(65)和转动后图像中心(65′)转换到极坐标(ρ，θ)上，相对于所述天花板图像的整个屏幕中的包括转动前构造图像(63)和转动后构造图像(63′)的转动前确定区域(A)和转动后确定区域(A′)从转动前图像中心(65)和转动后图像中心(65′)开始执行极性变换，把转动前确定区域(A)和转动后确定区域(A′)投射在Y轴方向上从而提取转动前极性变换图像(60A)和转动后极性变换图像(60A′)，并相对于转动前和转动后极性变换图像在水平方向上执行循环匹配；所述控制器还相对于移动自控仪的转动前极性变换图像以及移动自控仪的转动后极性变换图像，在水平方向上执行循环匹配，并计算转动前和转动后构造图像之间的移位距离(S)，从而根据移位距离(S)计算移动自控仪的转动角度，所说的控制器使用该计算的旋转角度来控制该移动自控仪的工作路径。

4.权利要求3的移动自控仪系统，其中该移动自控仪还包括一个真空吸尘器，具有用于吸入灰尘或杂质的抽气部分，用于储存吸入的灰尘或杂质的灰尘收集部分，以及用于产生一个抽气力的抽气电机部分。

5.一种用于补偿一个移动自控仪的路径的方法，该方法包括步骤：

储存初始极性变换图像数据，其中通过在相对于工作区域的天花板对所述观测摄像机拍摄的初始天花板图像进行补偿之后将二维平面(X，Y)上的所述天花板图像从转动前图像中心(65)转换到极坐标(ρ，θ)上，相对于所述天花板图像的整个屏幕中的包括转动前构造图像(63)的转动前确定区域(A)从转动前图像中心(65)开始执行极性变换，并把转动前确定区域(A)投射在Y轴方向上以被提取作为显示极坐标的图像，从而得到所述初始极性变换图像数据；

改变该移动自控仪的行进角度，使得该移动自控仪根据至少下述之一转换方向：一个事先编程的工作路径和一个障碍物；以及

在改变该移动自控仪的行进角度之后，相对于该初始极性变换图像数据和当前极性变换图像数据在Y轴方向上执行循环匹配，并在循环匹配后的极性变换图像数据之间进行比较，从而调节该移动自控仪的行进角度，其中通过在相对于工作区域的天花板对所述观测摄像机拍摄的当前天花板图像进行补偿之后将二维平面(X，Y)上的所述天花板图像从转动后图像中心(65′)转换到极坐标(ρ，θ)上，相对于所述天花板图像的整个屏幕中的包括转动后构造图像(63′)的转动后确定区域(A′)从转动后图像中心(65′)开始执行极性变换，并把转动后确定区域(A′)投射在Y轴方向上以被提取作为显示极坐标的图像，从而得到所述当前极性变换图像数据。

6.一种用于补偿移动自控仪的路径的方法，包括步骤：

储存初始极性变换图像数据，其中通过在相对于工作区域的天花板对安装在所述移动自控仪的主体上的观测摄像机拍摄的初始天花板图像进行补偿之后将二维平面(X，Y)上的所述天花板图像从转动前图像中心(65)转换到极坐标(ρ，θ)上，相对于所述天花板图像的整个屏幕中的包括转动前构造图像(63)的转动前确定区域(A)从转动前图像中心(65)开始执行极性变换，并把转动前确定区域(A)投射在Y轴方向上以被提取作为显示极坐标的图像，从而得到所述初始极性变换图像数据；

改变该移动自控仪的行进角度，使得该移动自控仪至少根据事先编程的一个工作路径和一个障碍物两者之一而转换方向；

在该自控仪改变行进角度的同时，通过相对于该初始极性变换图像数据与实时极性变换图像数据在Y轴方向上执行循环匹配，并在循环匹配后的极性变换图像数据之间进行比较，来确定该移动自控仪的行进角度是否对应于至少下列方向之一：根据一个预置工作路径的行进方向和避免一个障碍物的行进方向，其中通过在在相对于工作区域的天花板对所述观测摄像机实时或以规则间隔拍摄的实时天花板图像进行补偿之后将二维平面(X，Y)上的所述天花板图像从图像中心转换到极坐标(ρ，θ)上，相对于所述天花板图像的整个屏幕中的包括转动后构造图像(63′)的转动后确定区域(A′)从转动后图像中心(65′)开始执行极性变换，并把转动后确定区域(A′)投射在Y轴方向上以被提取作为显示极坐标的图像，从而得到所述初始极性变换图像数据；以及

当该移动自控仪的行进角度对应于下列方向至少之一时，停止改变该移动自控仪的行进角度：根据一个预置工作路径的行进方向和用于回避一个障碍物的行进方向。

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