CN102262407A

CN102262407A - 引导装置及操作系统

Info

Publication number: CN102262407A
Application number: CN2010101947373A
Authority: CN
Inventors: 洪士哲; 刘弘伦; 叶宜治
Original assignee: MSI Computer Shenzhen Co Ltd
Current assignee: MSI Computer Shenzhen Co Ltd
Priority date: 2010-05-31
Filing date: 2010-05-31
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2030-05-31
Also published as: CN102262407B

Abstract

一种引导装置，可控制一扫地机器人的行进方向，并包括一接收单元、一发射单元以及一控制单元。接收单元用以接收一超音波编码信号。超音波编码信号是由扫地机器人所发射。发射单元发射至少一无线信号。当接收单元接收到超音波编码信号时，控制单元致能发射单元，使发射单元发射一第一引导无线信号。扫地机器人根据第一引导无线信号而移动。

Description

引导装置及操作系统

技术领域

本发明是有关于一种操作系统，特别是有关于一种具有扫地机器人的操作系统。

背景技术

随着科技的进步，电子产品的种类愈来愈多，其中机器人(robot)就是其中一种。在许多可移动的机器人装置中，为了达到自动移动的功能，机器人通常会具有一驱动装置、一检测器以及一移动控制器。举例而言，清扫机器人就是一种清扫装置，不需使用者操作，便可自动移动，并吸取地板上的灰尘。

发明内容

本发明提供一种引导装置，可控制一扫地机器人的行进方向，并包括一接收单元、一发射单元以及一控制单元。接收单元用以接收一超音波编码信号。超音波编码信号是由扫地机器人所发射。发射单元发射至少一无线信号。当接收单元接收到超音波编码信号时，控制单元致能发射单元，使发射单元发射一第一引导无线信号。扫地机器人根据第一引导无线信号而移动。

本发明还提供一种操作系统，包括一扫地机器人以及一引导装置。扫地机器人用以进行一清洁工作，并包括一第一发射单元。第一发射单元发射一第一超音波编码信号。引导装置包括，一接收单元、一第二发射单元以及一控制单元。接收单元接收第一超音波编码信号。第二发射单元发射至少一无线信号。当接收单元接收到超音波编码信号时，控制单元致能第二发射单元，使第二发射单元发射一第一引导无线信号。扫地机器人根据第一引导无线信号而移动。

为让本发明的特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的操作系统的示意图。

图2A～2C为本发明的操作系统的运作示意图。

图3为本发明的操作系统的另一可能实施例。

[主要元件标号说明]

100、300：操作系统； 110、310：扫地机器人；

130、330：引导装置； 111、131：发射单元；

113、133：接收单元； 135：控制单元；

137：充电端； 139：充电单元；

115：可充电单元； 117：电量检测单元；

119：存储单元。

具体实施方式

图1为本发明的操作系统的示意图。如图所示，操作系统100包括，扫地机器人110以及引导装置130。扫地机器人110用以进行一清洁工作。在本实施例中，引导装置130可控制扫地机器人110的移动方向，并且可同时或分别扮演一基地台(dock)、一光引导(light house)以及一虚拟墙(virtualwall)的角色。

如图所示，扫地机器人110包括发射单元111及接收单元113。发射单元111及接收单元113分别发射及接收无线信号。本发明并不限定无线信号的种类。在一可能实施例中，无线信号可为超音波(Ultrasonic Wave)信号或是红外线(Infrared Ray)信号。

在一可能实施例中，发射单元111及接收单元113发射或接收相同种类的无线信号。举例而言，发射单元111发射超音波信号，而接收单元113接收超音波信号，或是发射单元111发射红外线信号，而接收单元113接收红外线信号。

在另一实施例中，发射单元111及接收单元113分别发射及接收不同种类的无线信号。举例而言，发射单元111发射红外线信号，而接收单元113接收超音波信号，或是发射单元111发射超音波信号，而接收单元113接收红外线信号。

在本实施例中，发射单元111为超音波发射器，而接收单元113为红外线接收器。发射单元111发射一超音波编码信号(如UW₁或UW₂)，其中超音波编码信号UW₁的编码值不同于超音波编码信号UW₂的编码值。由于超音波信号的编码方式为本领域技术人员所深知，故不再赘述。

超音波信号的优点在于，传送距离远，并可克服遮蔽的问题，故可提高清扫的效率。再者，通过发射超音波信号，便得知前方是否具有障碍物，以避免直接碰撞障碍物。因此，扫地机器人110在执行清洁动作时，不会产生太大的噪音。另外，超音波具有较高的稳定度及准确度，并且不受光线(太阳光)的干扰。

在本实施例中，引导装置130包括，接收单元131、发射单元133以及控制单元(MCU)135。接收单元131接收发射单元111所发出的超音波编码信号(如UW₁及UW₂)。由于发射单元111所发出的超音波信号具有特定的编码值，故接收单元131可根据所接收到的超音波信号的编码值，得知超音波信号是否由扫地机器人110所发出，而不会将其它环境装置所发出的超音波信号，误认为扫地机器人110所发出的信号。

发射单元133发射至少一无线信号(如IR_ID、IR₁、IR₂)。本发明并不限定无线信号的种类。在一些实施例中，无线信号可为一超音波信号或是一红外线信号。在本实施例中，发射单元133发射具有不同编码值的红外线信号(如IR_ID、IR₁、IR₂)。由于红外线的编码方法亦为本领域技术人员所深知，故不再赘述。

控制单元135用以控制接收单元131以及发射单元133。当接收单元131接收到超音波编码信号UW₁时，控制单元135致能发射单元133，使发射单元133发射引导无线信号IR₁。扫地机器人110根据引导无线信号IR₁而移动。

在一可能实施例中，在发射单元133发射引导无线信号IR₁后，扫地机器人110便往引导装置130移动。因此，接收单元133便可准确地接收到扫地机器人110所发出的超音波编码信号UW₁。

当接收单元133接收到扫地机器人110所发出的超音波编码信号UW₁后，控制单元135根据接收单元131所接收到的超音波编码信号UW₁的强度或是编码值，再次致能发射单元133，使发射单元133发射引导无线信号IR₂，用以控制扫地机器人110移动的方向。

在本实施例中，扫地机器人110具有全向式镜面，故可轻易地接收到引导无线信号IR₁及IR₂。另外，引导无线信号IR₁及IR₂具有不同的编码值或强度。

在另一可能实施例中，当接收单元131尚未接收到超音波编码信号UW₁时，控制单元135不致能发射单元133，因而，使得发射单元133不发射无线信号(如IR_ID、IR₁、IR₂)，直到接收单元131接收到超音波编码信号UW₁后，控制单元135才会致能发射单元133。由于引导装置130仅在接收到超音波编码信号UW₁后，才发射无线信号，因此，操作系统100具有省电的功能。

在其它可能实施例中，在接收单元131尚未接收到超音波编码信号UW₁时，控制单元135致能发射单元133，使发射单元133发射一辨识无线信号IR_ID。当扫地机器人110接收到辨识无线信号IR_ID后，便可得知引导装置130并非一障碍物。因此，扫地机器人110便可根据引导装置130所发出的无线信号而动作。

举例而言，在扫地机器人110接收到辨识无线信号IR_ID后，扫地机器人110便开始往引导装置130移动，进而使得接收单元131接收到扫地机器人110所发出的超音波编码信号UW₁。

当接收单元131接收到超音波编码信号UW₁时，发射单元133发射引导无线信号IR₁。扫地机器人110便可根据引导无线信号IR₁，得知本身与引导装置130之间的距离，进而执行功能的切换。

在此例中，由于扫地机器人110可根据辨识无线信号IR_ID，得知引导装置130的存在，故当扫地机器人110的电量不足时，可实时根据引导无线信号IR₁，回到引导装置130，并通过引导装置130进行充电动作。

举例而言，若引导装置130具有充电功能，则扫地机器人110可根据引导无线信号IR₁，连接引导装置130，用以进行充电动作。倘若引导装置130不具有充电功能，则引导装置130可通过引导无线信号IR₁，将扫地机器人110引导至可充电的地方。

在另一可能实施例中，若扫地机器人110的电量仍足够，则引导装置130可通过引导无线信号IR₁，使扫地机器人110往其它空间进行清洁动作。

举例而言，引导装置130可设置在两区域之间，用以控制扫地机器人，使其分别清扫两区域。请参考图2A，当扫地机器人110在区域210内进行清洁动作时，引导装置130A发出引导无线信号IR₁，让扫地机器人110认为引导装置130A为一虚拟墙(virtual wall)。因此，扫地机器人110不会离开区域210。在此实施例中，扫地机器人110会持续在区域210内进行清洁动作。

请参考图2B，当扫地机器人110清洁完区域210后，扫地机器人110的发射单元111会发出另一超音波编码信号UW₂。当引导装置130A接收到超音波编码信号UW₂后，发射另一引导无线信号IR₂。扫地机器人110便可根据引导无线信号IR₂离开区域210，并进入区域220，开始进行清洁工作。

在本实施例中，引导无线信号IR₁及IR₂具有不同的编码值。另外，超音波编码信号UW₁及UW₂亦具有不同的编码值。

在扫地机器人110进入区域210后，引导装置130A及130B均发射引导无线信号IR₁，使得扫地机器人110认为引导装置130A及130B均为虚拟墙。因此，扫地机器人110不会离开区域220，并持续在区域220内进行清洁动作。此时，扫地机器人110发射超音波编码信号UW₁。

请参考图2C，当扫地机器人110清洁完区域220后，扫地机器人110改发射超音波编码信号UW₂。当引导装置130B接收到超音波编码信号UW₂后，改发射引导无线信号IR₂。扫地机器人110便可根据引导无线信号IR₂离开区域220，并进入区域230，开始进行清洁工作。

在上述实施例中，由于引导装置130A已接收过超音波编码信号UW₂，故不会再根据超音波编码信号UW₂，而改发出引导无线信号IR₂。由于引导装置130A发射引导无线信号IR₁，故扫地机器人110不会从区域220进入区域210。

另外，不论扫地机器人110在哪个区域，当扫地机器人110电量不足时，扫地机器人110改发射另一超音波编码信号UW₃，用以回到最初的区域(如210)。

举例而言，当扫地机器人110正在区域220内进行清洁工作时，若扫地机器人110发现本身的电量不足时，扫地机器人110改发射超音波编码信号UW₃。由于引导装置130B从未发射过引导无线信号IR₂(因扫地机器人110尚未进入区域230)，而引导装置130A曾发射过引导无线信号IR₂(为了将扫地机器人110由区域210引导至区域220)，故只有引导装置130A会根据超音波编码信号UW₃，再次发射引导无线信号IR₂，用以将扫地机器人110由区域220引导回区域210，用以进行充电动作。

在上述实施例中，若引导装置130A具有充电功能，则扫地机器人110可通过引导装置130A，进行充电动作。

另外，扫地机器人110本身具有计时的功能。举例而言，当扫地机器人110清扫30分钟后，便会改发射超音波编码信号UW₂，用以进入另一区域清扫。

在其它实施例中，当扫地机器人110进入新的区域时，可先沿墙移动，用以计算出此区域的约略大小，以及计算出，清扫此区域所需的预估时间。当实际的清扫时间等于预估时间时，扫地机器人110便发射超音波编码信号UW₂，用以进入另一区域清扫。

图3为本发明的操作系统的另一可能实施例。图3相似图1，不同之处在于，图3的引导装置330多了充电端137以及充电单元139。充电单元139可通过充电端137，对扫地机器人310进行充电。

举例而言，当扫地机器人310接收到引导无线信号IR₁后，扫地机器人310便往充电端137前进。接着，发射单元133再发射引导无线信号IR₂，使得扫地机器人310根据引导无线信号IR₂，准确地接触充电端137，用以进行充电动作。此时，引导装置330作为一基地台。

在其它实施例中，当扫地机器人310接收到引导无线信号IR₁后，扫地机器人310先往充电端137前进。接着，发射单元133再发射引导无线信号I R₂。扫地机器人310可根据引导无线信号IR₂而转向，往引导装置330的左侧或右侧移动。此时，引导装置330作为一光引导装置。

另外，如图所示，扫地机器人310还包括，可充电单元115、电量检测单元117以及存储单元119。可充电单元115可为一充电电池，并可提供电源予发射单元111及接收单元113。

电量检测单元117检测可充电单元115的电量。当可充电单元115的电量小于一默认值时，若引导装置330具有充电功能，则扫地机器人310便往引导装置330移动。

存储单元119用以储存清洁工作的相关信息。当扫地机器人310接收到引导无线信号IR₁时，可重置或校正存储单元119所储存的信息。

举例而言，通过扫地机器人310的轮子311的转动圈数或方向，便可推得扫地机器人310的所在位置，而此位置是储存于存储单元119之中。根据存储单元119所储存的位置，便可提供清扫的覆盖率。

然而，轮子311的转动圈数或方向可能会因打滑而有所误差。因此，在一实施例中，当扫地机器人310接收到引导无线信号IR₁时，可重置或校正存储单元119，以提高清扫的准确度。

综上所述，本发明的引导装置可具有基地台、光引导以及虚拟墙的功能。当引导装置具有充电功能时，则可作为扫地机器人的充电基地台。由于扫地机器人可根据引导装置所发射的引导信号而移动，故引导装置亦具有光引导功能。再者，通过引导装置所发射的引导信号，扫地机器人可将引导装置视为一虚拟墙。因此，引导装置具有虚拟墙的功能。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。

Claims

1.一种引导装置，可控制一扫地机器人的行进方向，该引导装置包括：

一接收单元，用以接收一超音波编码信号，该超音波编码信号是由该扫地机器人所发射；

一发射单元，发射至少一无线信号；

一控制单元，当该接收单元接收到该超音波编码信号时，该控制单元致能该发射单元，使该发射单元发射一第一引导无线信号，其中该扫地机器人根据该第一引导无线信号而移动。

2.根据权利要求1所述的引导装置，其中该无线信号为一超音波信号或是一红外线信号。

3.根据权利要求1所述的引导装置，其中在该接收单元尚未接收到该超音波编码信号时，该控制单元不致能该发射单元，使得该发射单元不发射该无线信号，或是在该接收单元尚未接收到该超音波编码信号时，该控制单元致能该发射单元，使该发射单元发射一辨识无线信号。

4.根据权利要求1所述的引导装置，其中在该发射单元发射该第一引导无线信号后，该控制单元根据该超音波编码信号的强度或是编码值，再次致能该发射单元，使该发射单元发射一第二引导无线信号，该第一及第二引导无线信号具有不同的编码值或强度。

5.一种操作系统，包括：

一扫地机器人，用以进行一清洁工作，并包括：

一第一发射单元，发射一第一超音波编码信号；

一引导装置，包括：

一接收单元，接收该第一超音波编码信号；

一第二发射单元，发射至少一无线信号；以及

一控制单元，当该接收单元接收到该超音波编码信号时，该控制单元致能该第二发射单元，使该第二发射单元发射一第一引导无线信号，该扫地机器人根据该第一引导无线信号而移动。

6.根据权利要求5所述的操作系统，其中该引导装置还包括：

一充电端；以及

一充电单元，通过该充电端，对该扫地机器人进行充电，其中当该扫地机器人接收到该第一引导无线信号后，该扫地机器人便往该充电端前进，接着，该第二发射单元再发射一第二引导无线信号，使得该扫地机器人根据该第二引导无线信号，准确地接触该充电端或是根据该第二引导无线信号而转向，往该引导装置的左侧或右侧移动。

7.根据权利要求5所述的操作系统，其中在该接收单元尚未接收到该超音波信号时，该控制单元不致能该第二发射单元，使得该第二发射单元不发射该无线信号，或是在该接收单元尚未接收到该超音波信号时，该控制单元致能该第二发射单元，使得该第二发射单元发射一辨识无线信号，该扫地机器人根据该辨识无线信号，开始往该引导装置移动，在该第二发射单元发射该第一引导无线信号后，该扫地机器人根据该第一引导无线信号，得知与该引导装置之间的距离。

8.根据权利要求5所述的操作系统，其中当该扫地机器人在一第一区域执行完清洁工作后，该第一发射单元发射出一第二超音波编码信号，该引导装置根据该第二超音波编码信号，发射出一第二引导无线信号，用以引导该扫地机器人进入一第二区域，该第一及第二引导无线信号具有不同的编码值，当该扫地机器人进入该第二区域后，该引导装置再次发射出该第一引导无线信号，并且该第一发射单元发射该第一超音波编码信号，当该扫地机器人在该第二区域执行完清洁工作后，该第一发射单元发射出该第二超音波编码信号，该引导装置根据该第二超音波编码信号，发射出该第二引导无线信号，用以引导该扫地机器人进入该第一区域。

9.根据权利要求8所述的操作系统，其中该无线信号为一超音波信号或是一红外线信号，该扫地机器人还包括：

一可充电单元；以及

一电量检测单元，用以检测该可充电单元的电量，当该可充电单元的电量小于一默认值时，则该第一发射单元发射出该第二超音波编码信号，该引导装置根据该第二超音波编码信号，发射出该第二引导无线信号，用以引导该扫地机器人进入该第一区域。

10.根据权利要求5所述的操作系统，其中该扫地机器人还包括一存储单元，用以储存清洁工作的相关信息，当该扫地机器人接收到该第一引导无线信号时，重置或校正该存储单元所储存的信息，其中当该扫地机器人接收到该第一引导无线信号时，该扫地机器人将该引导装置视为一虚拟墙。