CN105334850A - 自动移动设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够自动对准目标物的自动移动设备以及与该自动移动设备相对应的对接系统。该自动移动设备包括，用于采集实时图像的图像采集装置，用于控制自动移动设备工作的控制模块，控制模块还包括，用于识别图像采集装置所采集到的实时图像中是否出现目标物的图像识别单元，以及偏移判断单元，所述偏移判断单元将图像采集装置采集到的目标物的实时图像与自动移动设备位于一标准方向时所能采集到的目标物的标准图像进行比对，根据实时图像相对于标准图像的形状的改变，判断自动移动设备相对于标准方向的偏移。该自动移动设备可以自动快速地对准目标物，从而能够高效地回归至带有目标物的停靠站或者带有目标物的其他领地。

Description

自动移动设备

技术领域

本发明涉及一种自动移动设备,尤其涉及一种能够自动对准目标物的自动移动设备，本发明还涉及一种与该自动移动设备相对应的对接系统。

背景技术

自动移动设备无需人工操作便可以实现自动工作，比如自动割草机或自动吸尘器，实现了在用户上班或娱乐的时间进行割草或清除灰尘，给用户带来了极大的便利。自动移动设备通常在预定的工作区域内行走，并在电量较低时返回至特定的领地(如停靠站等)补充能量，或者在完成工作或下雨时返回特定的领地。

现有的自动移动设备一般是按照预定的方向沿边界线返回停靠站，回归效率较低。由于停靠站的充电端子是朝向特定的方向设置的，如果在任意地点均控制自动移动设备直接朝向停靠站回归，则可能导致自动移动设备无法与停靠站成功对接。

发明内容

本发明提供一种自动移动设备，该自动移动设备能够自动对准目标物，通过自动对准目标物从而可以高效地回归至带有目标物的充电站或者带有目标物的领地。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种自动移动设备，包括：图像采集装置，用于采集实时图像；控制模块，连接所述图像采集装置，用于控制自动移动设备工作；所述控制模块包括：图像识别单元，用于识别图像采集装置所采集到的实时图像中是否出现目标物；偏移判断单元，将图像采集装置采集到的目标物的实时图像与自动移动设备位于一标准方向时所能采集到的目标物的标准图像进行比对，根据实时图像相对于标准图像的形状的改变，判断自动移动设备相对于标准方向的偏移。

优选的，所述标准方向为所述目标物所在表面的中垂线方向。

优选的，所述偏移判断单元通过提取目标物的实时图像和标准图像的形状特征进行比对，判断实时图像相对于标准图像的形状改变。

优选的，所述目标物为多边形图案时，所述形状特征包括多边形图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的的特定边的边长比例关系。

优选的，所述判断包括：实时图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值小于标准图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值，自动移动设备相对于标准方向偏向所述另一侧；实时图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值大于标准图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值，自动移动设备相对于标准方向偏向所述一侧；实时图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值等于标准图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值，自动移动设备位于标准方向。

优选的，所述多边形为矩形时，标准图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值等于1；所述判断包括：实时图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值小于1，自动移动设备相对于标准方向偏向所述另一侧；实时图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值大于1，自动移动设备相对于标准方向偏向所述一侧；实时图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值等于1，自动移动设备位于标准方向。

优选的，所述偏移判断单元若判断自动移动设备相对于标准方向偏移，所述控制模块调整自动移动设备的行走方向，直至其行走方向对准标准方向。

优选的，调整自动移动设备的行走方向对准标准方向后，控制模块控制自动行走朝向标准方向行走，直至行走至目标物处。

优选的，所述控制模块还包括距离计算单元，所述偏移判断单元在进行相对标准方向偏移判断之前，距离计算单元计算自动移动设备与目标物之间的距离，并且由控制模块控制自动移动设备行走至离目标物预设的距离范围之内。

优选的，所述控制模块还包括回归方向确认单元，所述偏移判断单元在进行相对标准方向偏移判断之前，回归方向确认单元判断并且控制自动移动设备的朝向指向目标物。

优选的，当图像采集装置采集到的目标物的实时图像位于图像采集装置成像区域的预设范围内时，所述回归方向确认单元确定自动移动设备的行走方向朝向目标物。

优选的，图像识别单元通过比对图像采集装置采集到的实时图像和目标物的标准图像的颜色特征，识别图像采集装置采集到的实时图像是包含目标物的图像。

一种自动移动设备，包括：图像采集装置，用于采集实时图像；控制模块，连接所述图像采集装置，用于控制自动移动设备工作；所述控制模块包括：图像识别单元，用于识别图像采集装置所采集到的实时图像中是否出现目标物；偏移判断单元，将图像采集装置采集到的目标物的实时图像的形状特征与自动移动设备位于一标准方向时所能采集到的目标物的标准图像的形状特征进行比对，根据实时图像相对于标准图像的形状的改变，判断自动移动设备相对于标准方向的偏移。

本发明还提供一种自动移动设备的对接系统，该自动移动设备的对接系统可以实现快速且准确的对接。

为实现上述目标，本发明的技术方案为：一种自动移动设备的对接系统，包括：充电站，用于给自动移动设备提供电能，设有用于引导自动移动设备回归充电的目标物；自动移动设备，包括：图像采集装置，用于采集实时图像；控制模块，连接所述图像采集装置，用于控制自动移动设备工作；所述控制模块包括：图像识别单元，用于识别图像采集装置所采集到的实时图像中是否出现目标物；回归方向确认单元，用于确保自动移动设备朝向目标物；偏移判断单元，将图像采集装置采集到的目标物的实时图像的形状特征与自动移动设备位于一标准方向时所能采集到的目标物的标准图像的形状特征进行比对，根据实时图像相对于标准图像的形状的改变，判断自动移动设备相对于标准方向的偏移；当图像识别单元识别出图像采集装置采集到的实时图像包含目标物图像之后，回归方向确认单元控制自动移动设备朝向目标物，在回归方向确认单元确认自动移动设备朝向目标物后，偏移判断单元启动判断自动移动设备相对标准方向的偏移，从而根据判断结果控制自动移动设备对接至充电站。

优选的，所述标准方向为所述目标物所在表面的中垂线方向。

优选的，图像识别单元通过比对图像采集装置采集到的实时图像和目标物的标准图像的颜色特征，识别图像采集装置采集到的实时图像是否包含目标物的图像。

优选的，所述目标物的外轮廓形状为矩形，且具有至少两种不同的颜色。

优选的，所述控制模块还包括距离计算单元，所述偏移判断单元在进行相对于标准方向偏移判断之前，距离计算单元计算自动移动设备与目标物之间的距离，并且控制自动移动设备行走至离目标物预设的距离范围之内。

优选的，所述目标物为多边形时，形状特征包括多边形图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比例关系。

优选的，其特征在于，所述判断包括：实时图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值小于标准图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值，自动移动设备相对于标准方向偏向所述另一侧；实时图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值大于标准图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值，自动移动设备相对于标准方向偏向所述一侧；实时图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值等于标准图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值，自动移动设备处于标准方向。

与现有技术相比，本发明自动移动设备能够自动对准目标物，从而提高自动移动设备回归至特定领地的效率。本发明自动移动设备的对接系统，能够快速且准确地进行回归对接。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

图1是本发明自动工作系统的示意图。

图2是图1所示的自动工作系统的停靠站的立体图。

图3是图2所示停靠站的主视图。

图4是目标物的第一种设计的主视图。

图5是目标物的第二种设计的主视图。

图6是目标物的第三种设计的主视图。

图7是第一实施例的自动移动设备的框图。

图8是自动移动设备偏移目标物左侧时的示意图。

图9是图8所示情况下目标物在成像区域中的成像示意图。

图10是自动移动设备对准目标物时的示意图。

图11是图10所示情况下目标物在成像区域中的成像示意图。

图12是自动移动设备偏移目标物右侧时的示意图。

图13是图12所示情况下目标物在成像区域中的成像示意图。

图14是自动移动设备的前进方向不是回归方向的一种示意图。

图15是图14所示情况下目标物在成像区域中的成像示意图。

图16是自动移动设备的前进方向时回归方向的一种示意图。

图17是图16所示情况下目标物在成像区域中的成像示意图。

图18是自动移动设备的前进方向不是回归方向的另一种示意图。

图19是图18所示情况下目标物在成像区域中的成像示意图。

图20是第一实施例自动移动设备回归停靠站的流程图。

图21是第二实施例自动移动设备的框图。

图22是第二实施例自动移动设备回归停靠站的流程图。

1、自动移动设备；2、停靠站；3、边界；

4、工作区域；21、目标物；22、充电端子；

211、第一部分；212、第二部分；23、平板；

11、图像采集装置；13、控制模块；131、图像识别单元；

133、回归方向确认单元；135、距离计算单元；137、偏移判断单元；

139、控制单元；12、壳体；14、轮子；

21′、目标物的实时图像21″、目标物的标准图像△H、中心区域

A、成像区域a、目标物一侧的边长b、目标物另一侧的边长

a′、实时图像一侧的边长b′、实时图像另一侧的边长

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚和明确的界定。所附附图仅提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

如图1，本具体实施方式的自动移动设备1为自动工作系统的一部分。

该自动工作系统包括自动移动设备1，如自动割草机或自动吸尘器，及停靠站2。自动移动设备1在预定的边界3所限定的工作区域4内行走和工作，并在电量较低时返回停靠站2补充能量，在完成工作或下雨时返回停靠站2。

自动移动设备1的前部具有用于进行能量传输的对接端子(图未示)，所述对接端子的数量和停靠站2供给能量的充电端子22的数量相对应，在本实施例中该对接端子的数量至少两个，停靠站2具有至少两个充电端子22，当自动移动设备1与停靠站2对接时，对接端子与对应的充电端子22连接。

本实施方式中，停靠站2位于工作区域4的边界3上，充电端子22朝向特定的方向设置，如朝向工作区域4设置。

图2为本实施方式中停靠站2的立体图，图3为本实施方式中的停靠站2的主视图，该停靠站设有目标物21。所述目标物21竖直设置于停靠站2的一侧且所述充电端子22垂直地设置于目标物21上，从而所述充电端子22垂直于所述目标物21的所在平面。在本发明中，定义了标准方向，所述标准方向即为自动移动设备1与停靠站2进行对接时的对接方向。由上述目标物21的位置设定方式可知，所述标准方向为目标物21的所在表面的中垂线。

目标物21的表面可以设计为平面，也可以设计成带有一定弧度的凸面或者凹面，从而目标物21的表面具有微拱或者微凹。

目标物21形状为多边形图案，如此，在一定水平面内从不同的方向进行观察，所观察到的目标物21的实时图像会产生不同的形变。自动移动设备1可以根据所观察到的目标物21的实时图像的形变不同，而判断自动移动设备1相对于目标物21所处的方位，即自动移动设备1相对于标准方向是否偏移及所偏移的方位。在本实施例中，优选目标物21的形状为矩形。当然，在本发明具体的实施过程中，目标物21的形状不仅仅限于矩形，也不仅仅限于多边形，只需要从不同的方向进行观察时，目标物21能够发生一定的形变，可以根据该形变判断出自动移动设备1相对于目标物21所处的方位即可，例如目标物21的形状也可设置成圆形。

进一步地，目标物21具有特定的颜色，如：将目标物21分为上下两个部分，第一部分211具有第一颜色如蓝色，第二部分212具有不同于第一颜色的第二颜色如红色。如图4、图5、图6所示，展示了目标物21的三种不同的设计。目标物21也可分为左右两部分，或者内外圈两部分，不同的部分具有不同的颜色。当然，也可以将目标物分为大于2个部分的多个部分，每个部分具有不同的颜色，或者仅仅是相邻的部分具有不同的颜色。当然，在目标物21的不同部分内，也可以设置有标识图像或者是文字或者仅仅是条纹。目标物21也可以仅仅设置为具有两种或者多种不同颜色的区域。目标物21具有特定的颜色，是为了提高图像识别单元131识别目标物21图像的匹配率，实际上是一种优选的实施方式，目标物21也可以仅仅只具有一种颜色。在本实施例中，目标物21设置为上下两个部分，且第一部分211具有第一颜色，第二部分212具有不同于第一颜色的第二颜色。

停靠站2具有供自动移动设备停靠的平板23，平板23平铺于地面或者草地上。自动移动设备1整体位于平板23上时，可以防止地面或者草地不平导致自动移动设备1歪斜使得对接端子无法与充电端子22对接。

自动移动设备1包括壳体12、位于壳体12底部的若干轮子14，位于壳体12内部、用于驱动轮子14的动力系统(图未示)，位于壳体12内部的控制模块13，及位于壳体12上的图像采集装置11。动力系统包括电池包或者汽油、传动机构等。

图像采集装置11用于获取目标物21的图像，控制模块13用于对图像采集装置11获取的图像进行处理分析并控制自动移动设备1行走和工作。本实施方式中，图像采集装置11为摄像机。

请参考图7，本发明自动移动设备1的控制模块包括以下工作单元：图像识别单元131，偏移判断单元137及控制单元139。

控制单元139用于控制自动移动设备1工作是否启动以及工作模式的选择，和控制轮子14的速度以及转向等。

图像识别单元131用于判断图像采集装置11获取的实时图像中是否出现目标物21。图像识别单元131根据实时图像中物体的形状、图案、颜色，或者综合其形状与图案、或者形状与颜色等，以识别其是否为目标物21。

在本实施例中，图像识别单元131判断图像采集装置11获取的实时图像中是否出现目标物21的过程具体如下：控制模块13存储有与目标物21的颜色相对应的像素值，如上所述，若目标物21具有第一部分211和第二部分212，则控制模块13中存储有与第一部分211对应的第一颜色的像素值，和与第二部分212对应的第二颜色的像素值。图像识别单元131对图像采集装置11所采集到的实时图像进行扫描，若扫描出实时图像中有一部分图像具有一部分和第一颜色像素值匹配，另一部分和第二颜色像素值匹配，则识别单元131判断该部分图像即为目标物21的实时图像。

偏移判断单元137通过图像采集装置11采集到的目标物21的实时图像21′和目标物21的标准图像21″进行比对，根据实时图像21′相对于标准图像21″的形状改变，判断自动移动设备1相对于标准方向的偏移，从而能够判断出自动移动设备1处于目标物21的左方位、右方位或者对准位置。

如图8～图13所示，展示了当自动移动设备1位于目标物21不同的方位时，其目标物实时图像21′在成像区域A内的成像情况。

如图10所示，自动移动设备1对准目标物21(即自动移动设备1的前进方向位于标准方向)；如图11所示，此时，目标物21的实时图像21′的形状相对于目标物21的形状没有发生形变。目标物21外轮廓一侧特定边a与另一侧特定边b的边长比值a/b等于实时图像21′外轮廓一侧特定边a′和另一侧特定边b′的边长比值a′/b′(即a/b＝a′/b′)。此时，成像区域A内的目标物21的实时图像21′即为目标物21的标准图像21″，标准图像21″相对于目标物21是不会发生形状畸变的。目标物的标准图像21″是自动移动设备1位于标准方向时采集到的目标物图像。

如图8所示，自动移动设备1位于目标物21的左侧；如图9所示，此时，目标物21成像区域内的实时图像21′的形状相对于目标物21的形状有所变化。目标物21外轮廓一侧特定边a与另一侧特定边b的边长比值a/b大于实时图像21′外轮廓一侧特定边a′和另一侧特定边b′的边长比值a′/b′(即a/b＞a′/b′)。这主要是因为由于图像采集装置11在不同位置对采集到的物体会产生视觉差异性，在一定水平面内从不同的方向进行观察，所观察到的目标物21的实时图像会产生不同的形变。

如图12所示，自动移动设备1位于目标物21的右侧；如图13所示，此时，目标物21成像区域内的实时图像21′的形状相对于目标物21的形状有所变化。目标物21外轮廓一侧特定边a与另一侧特定边b的边长比值a/b小于实时图像21′外轮廓一侧特定边a′和另一侧特定边b′的边长比值a′/b′(即a/b＜a′/b′)。这主要是因为由于图像采集装置11在不同位置对采集到的物体会产生视觉差异性，在一定水平面内从不同的方向进行观察，所观察到的目标物21的实时图像会产生不同的形变。

偏移判断单元137根据实时图像21′相对于目标物21的形状的变化来判断自动移动设备1相对于标准方向的偏移，即判断自动移动设备1处于目标物21的左方位、右方位或者对准位置。在控制模块13中预存有目标物标准图像21″外轮廓一侧特定边a与另一侧特定边b的边长比例关系a/b。偏移判断单元137在进行判断时，将实时图像21′外轮廓一侧特定边a′和另一侧特定边b′的边长比值a′/b′与预存的边长比例关系a/b进行对比。若对比结果为a/b大于a′/b′，则偏移判断单元137判断自动自动移动设备1偏向特定边a′的一侧；若对比结果为a/b小于a′/b′，则偏移判断单元137判断自动自动移动设备1偏向特定边b′的另一侧；若对比结果为a/b等于a′/b′，则偏移判断单元137判断自动自动移动设备1位于标准方向。

在本实施例中，目标物21的形状为矩形，因此目标物标准图像21″外轮廓一侧特定边a与另一侧特定边b的边长比例关系a/b等于1。偏移判断单元137在进行判断时，可以直接将实时图像21′外轮廓一侧特定边a′和另一侧特定边b′的边长比值a′/b′与1进行比较。虽然在本实施例中，将目标物21的形状选为矩形，但是不能因此就限定目标物21的形状就为矩形。因为当目标物21选为其他多边形时(如平行四边形、梯形、六边形等)，只需设定和外轮廓一侧特定边与另一侧的特定边，上述对比方法仍然适用于判断出自动移动设备1相对于标准方向的偏移。

当偏移判断单元137判断出自动移动设备1相对于标准方向的偏移后，控制模块13中的控制单元139会调整自动移动设备1的行走方向，直至其对准标准方向。从而自动移动设备1能够按照标准方向前进，行走至设有目标物21的停靠站2内。或者，控制单元139根据当前实时图像外轮廓一侧特定边a′和另一侧特定边b′的边长比值a′/b′与预存的目标物标准图像21″外轮廓一侧特定边a与另一侧特定边b的边长比值a/b的变化情况，计算得出自动移动设备1相对标准方向的偏移角度，进而控制自动移动设备1以特定的左右轮差速以和偏移角度相应的弧线直接进入停靠站。

请参考图7，本发明自动移动设备1的控制模块13还可以包括：回归方向确认单元133。

回归方向确认单元133用于调整自动移动设备1的朝向，从而使得自动移动设备1在向目标物21前进的过程中(或者自动移动设备回归停靠站2的过程中)，目标物21不会偏离出图像采集装置11的图像成像区域范围。因而，能够确保自动移动设备1在前行或者判断相对标准方向是否偏移的过程中，不会偏离目标物。

如图14～图19所示，自动移动设备1朝向目标物21不同情况下，目标物21的实时图像在图像采集装置11的成像区域A中不同位置情况。图像采集装置11的成像区域A为对称的矩形，在该对称线的相对称的左右两侧一段范围内形成一个中心区域△H,△H可以占整个成像区域长度的1％～40％，具体范围根据采集装置11的广角范围(成像区域)的大小来确定。一般广角范围(成像区域)越大，△H的占整个成像区域长度的比例就越大。如图15或图19所示，目标物21的实时图像21′处于△H区域范围之外，即目标物21所处位置不在图像采集装置11成像区域的中间或者偏中间位置，那么随着自动移动设备1按照目前既定的方向向前行走，目标物21会偏离出图像采集装置11的成像区域范围，从而自动移动设备1需要重新再进行目标物21的寻找，图像识别单元131需要再次判断成像区域内是否出现目标物21的实时图像21′，从而极大地降低了自动移动设备1回归至停靠站2的效率。如图17所示，目标物21的实时图像21′处于△H区域范围之内，即目标物21所处位置在图像采集装置11成像区域的中间或者偏中间位置，那么自动移动设备1按照既定的方向向前行走，目标物21会始终处于图像采集装置的成像范围之内。

回归方向确认单元133根据目标物21的实时图像21′是否处于成像区域A的中心区域△H之内，来判断自动移动设备1目前的行进的方向是否为回归方向。当实时图像21′处于中心区域△H之内时，回归方向确认单元133判断自动移动设备1的当前行进方向为回归方向，即自动移动设备1按照当前行进方向行走，目标物21会始终处于图像采集装置11的成像范围A之内。当实时图像21′处于中心区域△H之外时，回归方向确认单元133判断自动移动设备1的当前行进方向不为回归方向，即自动移动设备1若按照当前行进方向行走，目标物21会偏离出图像采集装置11的成像范围A之内。当回归方向确认单元133判断自动移动设备1当前的行走方向不为回归方向后，控制单元139根据实时图像21′处于中心区域△H的左侧或是右侧，相应的调整自动移动设备1的朝向。如图15所示，实时图像21′处于中心区域△H的右侧，则控制单元139控制自动移动设备的朝向往右偏，直至实时图像21′处于中心区域△H内。相应的，如图19所示，实时图像21′处于中心区域△H的左侧，则控制单元139控制自动移动设备的朝向往左偏，直至实时图像21′处于中心区域△H内。

如图20所示，本发明该实施例的自动移动设备1回归停靠站2的流程图，即自动移动设备的对接系统的整个对接过程。

步骤S11：图像采集装置11采集图像，并且由图像识别单元131识别出是否有目标物21的实时图像21′；在识别出图像成像区域A中出现实时图像21′后，进入步骤S12。

步骤S12：回归方向确认单元133根据目标物实时图像21′在成像区域A中所处的位置，判断出自动移动设备1是否朝向回归方向。若自动移动设备1不朝向回归方向，则控制单元139调整自动移动设备的朝向，直至其朝向回归方向。在自动移动设备1朝向回归方向后，进入步骤S13。

步骤S13：偏移判断单元137根据目标物实时图像21′与目标物标准图像21″的形状改变的情况，判断自动移动设备相对于标准方向的偏移。并且根据判断结果调整自动移动设备1行走至目标物21(即回归至停靠站2)。

如图21所示，为本发明的另一实施例。该自动移动设备1的控制模块13还包括一距离计算单元135。距离计算单元135用于计算自动移动设备1和目标物21之间的距离，控制单元139控制自动移动设备1按照回归方向行走至离目标物21预设的距离范围之内。

具体地，控制模块13中存储有预定长度值，控制模块13计算实时图像中21′至少一个特定边的边长，比较计算的侧边长与预定长度值，当计算的特定边的边长达到预定长度值时，即判断自动移动设备1与停靠站2之间的距离为预设的距离范围之内。

具体地，控制模块13也可存储预定面积值，控制模块13实时图像中21′至少部分的面积值，比较计算的面积值与预定面积值，当计算的面积值达到预定面积值时，即判断自动移动设备1与停靠站2之间的距离为预设的距离范围之内。

如图22所示，在本发明另一实施例的自动移动设备1回归停靠站2的流程图，即自动移动设备的对接系统的整个对接过程。

步骤S21：图像采集装置11采集图像，并且由图像识别单元131识别出是否有目标物21的实时图像21′；在识别出图像成像区域A中出现实时图像21′后，进入步骤S22。

步骤S22：回归方向确认单元133根据目标物实时图像21′在成像区域A中所处的位置，判断出自动移动设备1是否朝向回归方向。若自动移动设备1不朝向回归方向，则控制单元139调整自动移动设备的朝向，直至其朝向回归方向。在自动移动设备1朝向回归方向后，进入步骤S23。

步骤S23：自动移动设备1按照调整好的回归方向前行，距离计算单元135实时地计算自动移动设备1与目标物21之间的距离，当自动移动设备1行走至预设的距离范围之内时，控制单元139控制自动移动设备1停止前进并且进入步骤S24。

步骤S24：偏移判断单元137根据目标物实时图像21′与目标物标准图像21″的形状改变过情况，判断自动移动设备相对于标准方向的偏移。并且根据判断结果调整自动移动设备1行走至目标物21(即回归至停靠站2)。

本领域技术人员可以想到的是，本发明还可以有其他的实现方式，但只要其采用的技术精髓与本发明相同或相近似，或者任何基于本发明作出的变化和替换都在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种自动移动设备，包括：

图像采集装置，用于采集实时图像；

控制模块，连接所述图像采集装置，用于控制自动移动设备工作；

其特征在于，所述控制模块包括：

图像识别单元，用于识别图像采集装置所采集到的实时图像中是否出现目标物；

偏移判断单元，将图像采集装置采集到的目标物的实时图像与自动移动设备位于一标准方向时所能采集到的目标物的标准图像进行比对，根据实时图像相对于标准图像的形状的改变，判断自动移动设备相对于标准方向的偏移。

2.根据权利要求1所述的自动移动设备，其特征在于，所述标准方向为所述目标物所在表面的中垂线方向。

3.根据权利要求1所述的自动移动设备，其特征在于，所述偏移判断单元通过提取目标物的实时图像和标准图像的形状特征进行比对，判断实时图像相对于标准图像的形状改变。

4.根据权利要求3所述的自动移动设备，其特征在于，所述目标物为多边形图案时，所述形状特征包括多边形图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的的特定边的边长比例关系。

5.根据权利要求4所述的自动移动设备，其特征在于，所述判断包括：实时图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值小于标准图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值，自动移动设备相对于标准方向偏向所述另一侧；实时图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值大于标准图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值，自动移动设备相对于标准方向偏向所述一侧；实时图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值等于标准图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值，自动移动设备位于标准方向。

6.根据权利要求4所述的自动移动设备，其特征在于，所述多边形为矩形时，标准图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值等于1；所述判断包括：实时图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值小于1，自动移动设备相对于标准方向偏向所述另一侧；实时图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值大于1，自动移动设备相对于标准方向偏向所述一侧；实时图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值等于1，自动移动设备位于标准方向。

7.根据权利要求1所述的自动移动设备，其特征在于，所述偏移判断单元若判断自动移动设备相对于标准方向偏移，所述控制模块调整自动移动设备的行走方向，直至其行走方向对准标准方向。

8.根据权利要求7所述的自动移动设备，其特征在于，调整自动移动设备的行走方向对准标准方向后，控制模块控制自动行走朝向标准方向行走，直至行走至目标物处。

9.根据权利要求1所述的自动移动设备，其特征在于，所述控制模块还包括距离计算单元，所述偏移判断单元在进行相对标准方向偏移判断之前，距离计算单元计算自动移动设备与目标物之间的距离，并且由控制模块控制自动移动设备行走至离目标物预设的距离范围之内。

10.根据权利要求1所述的自动移动设备，其特征在于，所述控制模块还包括回归方向确认单元，所述偏移判断单元在进行相对标准方向偏移判断之前，回归方向确认单元判断并且控制自动移动设备的朝向指向目标物。

11.根据权利要求10所述的自动移动设备，其特征在于，当图像采集装置采集到的目标物的实时图像位于图像采集装置成像区域的预设范围内时，所述回归方向确认单元确定自动移动设备的行走方向朝向目标物。

12.根据权利要求1所述的自动移动设备，其特征在于，图像识别单元通过比对图像采集装置采集到的实时图像和目标物的标准图像的颜色特征，识别图像采集装置采集到的实时图像是包含目标物的图像。

13.一种自动移动设备，包括：

图像采集装置，用于采集实时图像；

控制模块，连接所述图像采集装置，用于控制自动移动设备工作；

其特征在于，所述控制模块包括：

图像识别单元，用于识别图像采集装置所采集到的实时图像中是否出现目标物；

偏移判断单元，将图像采集装置采集到的目标物的实时图像的形状特征与自动移动设备位于一标准方向时所能采集到的目标物的标准图像的形状特征进行比对，根据实时图像相对于标准图像的形状的改变，判断自动移动设备相对于标准方向的偏移。

14.一种自动移动设备的对接系统，包括：

充电站，用于给自动移动设备提供电能，设有用于引导自动移动设备回归充电的目标物；

自动移动设备，包括：

图像采集装置，用于采集实时图像；

控制模块，连接所述图像采集装置，用于控制自动移动设备工作；

其特征在于，所述控制模块包括：

图像识别单元，用于识别图像采集装置所采集到的实时图像中是否出现目标物；

回归方向确认单元，用于确保自动移动设备朝向目标物；

偏移判断单元，将图像采集装置采集到的目标物的实时图像的形状特征与自动移动设备位于一标准方向时所能采集到的目标物的标准图像的形状特征进行比对，根据实时图像相对于标准图像的形状的改变，判断自动移动设备相对于标准方向的偏移；

当图像识别单元识别出图像采集装置采集到的实时图像包含目标物图像之后，回归方向确认单元控制自动移动设备朝向目标物，在回归方向确认单元确认自动移动设备朝向目标物后，偏移判断单元启动判断自动移动设备相对标准方向的偏移，从而根据判断结果控制自动移动设备对接至充电站。

15.根据权利要求14所述的自动移动设备的对接系统，其特征在于，所述标准方向为所述目标物所在表面的中垂线方向。

16.根据权利要求14所述的自动移动设备的对接系统，其特征在于，图像识别单元通过比对图像采集装置采集到的实时图像和目标物的标准图像的颜色特征，识别图像采集装置采集到的实时图像是否包含目标物的图像。

17.根据权利要求14所述的自动移动设备的对接系统，其特征在于，所述目标物的外轮廓形状为矩形，且具有至少两种不同的颜色。

18.根据权利要求14所述的自动移动设备的对接系统，其特征在于，所述控制模块还包括距离计算单元，所述偏移判断单元在进行相对于标准方向偏移判断之前，距离计算单元计算自动移动设备与目标物之间的距离，并且控制自动移动设备行走至离目标物预设的距离范围之内。

19.根据权利要求14所述的自动移动设备的对接系统，其特征在于，所述目标物为多边形时，形状特征包括多边形图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比例关系。

20.根据权利要求19所述的自动移动设备的对接系统，其特征在于，其特征在于，所述判断包括：实时图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值小于标准图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值，自动移动设备相对于标准方向偏向所述另一侧；实时图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值大于标准图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值，自动移动设备相对于标准方向偏向所述一侧；实时图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值等于标准图像外轮廓一侧的特定边与另一侧的特定边的边长比值，自动移动设备处于标准方向。