CN105467983B - 自动行走设备导引系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动行走设备导引技术，特别是涉及一种自动行走设备导引系统和方法。一种自动行走设备导引系统，该系统包括：边界电缆、信号发生器、位于所述自动行走设备上的信号检测单元、信号处理单元、控制单元、充电站以及第一引导电缆；通过所述信号发生器仅向所述第一引导电缆发送电流信号，所述系统确定所述自动行走设备所处的区域，并沿所述边界电缆选择最短路径返回所述充电站充电。本发明还涉及自动行走设备导引方法。本发明的自动行走设备导引系统和方法可以实现自动行走设备沿最短路径返回充电站充电，不但节省能源，而且高效。

Description

自动行走设备导引系统和方法

技术领域

本发明涉及自动行走设备导引技术，特别是涉及一种自动行走设备导引系统和方法。

背景技术

自动行走设备，如自动割草机、吸尘器等越来越被广泛地使用。这些自动行走设备按预设程序运行，完成指派的任务，从而节省大量的人力，为人们的生活带来极大便利。

自动行走设备通常采用例如充电电池作为驱动电源在规定的工作区域内运行，并且在电池电量不足需要充电或者工作完成时被导引返回充电站进行充电以备下一次运行。

现有的一种导引系统实现为沿限定其工作区域的边界电缆朝充电站导引自动行走设备。为了朝着该充电站导引自动行走设备，该自动行走设备在其正常移动期间需要频繁地与边界电缆交互信息从而实现沿边界电缆返回充电站。这种导引系统存在以下缺点：导引路径有时候会较长，从而耗时耗能；自动行走设备通常被引导沿同一路径返回，因此自动行走设备的行走机构，如轮子，会磨损经过的表面，如草皮。

中国专利申请CN1659490A涉及一种用于自驱动设备特别是剪草机器人的过程和电导引控制系统。该系统包括连接到至少一个信号发生器的至少一个导引控制站和设置在自驱动设备上的一个传感单元。该传感单元感测至少一个在空气介质中传播、随时间和空间变化的磁场，至少经导引控制站传输，并将至少一个由传感单元处理的信号又转发给至少一个驱动源，该驱动源用于驱动设备经过一表面的运动。该系统包括这样的装置，通过该装置使信号发生器发送一通过导引控制站的电流，电流产生一个随时间和空间变化的磁场，其中，传感单元包括用于根据所感测磁场的特性来操纵该设备的装置。该电导引控制系统虽然解决了前述沿边界电缆固定路径返回充电站的问题，但该系统结构复杂，例如包括但不限于在各个方向都需要设置充电触点以连接返回的自驱动设备进行充电等。

因此，在该领域内仍然需要一种能够方便、快捷地将自动行走设备导引返回充电站的导引系统和方法。

针对使自动行走设备在规定区域内运行已存在一些现有技术。一般采用边界系统对自动行走设备的工作范围进行限定。现有的边界系统包括铺设在地表的边界线，与边界线连接的信号发生器，自动行走设备上的信号检测单元以及对信号进行处理并控制自动行走设备行走路径的控制单元。信号发生器发送的边界信号电流流经边界线时，会产生以边界线为中心向四周传播的磁场。自动行走设备上的信号检测单元将其所处位置处的磁场信息转换为相应的电信号传递给控制单元，而控制单元根据所传递的电信号判断其所处位置，并在自动行走设备接近边界线时及时控制自动行走设备改变行走方向，防止自动行走设备越过边界线，从而保证自动行走设备始终在边界线限定的工作范围内运行。

中国专利申请CN 102187289A涉及用于对移动的自主工具进行工作区域识别的方法，其中分配给该工具的工作区域通过可作为导电线环而使用的边框来限定，并且该工具探测该线环的信号，以识别该工作区域。该发明采用附加的、非受制于导线的外部信号（Sync）来控制该工具，即通过把由圈定工作面的线环所发射的至少一个信号与提供时间信息的至少一个无线电信号相结合来实现对自主或半自主工具的工作面的限定。该申请的全部公开内容以引证方式并入本申请。

中国专利申请CN 102890505A公开了一种边界系统，所述边界系统包括：边界线；信号发生装置，产生预设边界信号并发送给所述边界线，所述边界信号流经所述边界线时产生磁场；信号检测单元，设置在所述自动行走设备内，用于检测所述磁场，并生成检测信号；控制单元，设置在所述自动行走设备内，接收所述检测信号，并判断自动行走设备是否位于工作区域内，所述预设边界信号为一个具有交替出现的第一状态和第二状态的信号，在第一状态和第二状态交界处存在突变。在具体实施时，所述第二状态信号包括第一特征部分和第二特征部分，所述第一特征部分的幅值大于第一状态信号的最大幅值，所述第二特征部分的幅值小于第一状态信号的最小幅值，处理信号携带表示第一特征部分和第二特征部分出现的时间点的信息；所述信号处理单元包括第一比较器和第二比较器，第一比较器设置为高电平比较器，第二比较器设置为低电平比较器，第一比较器具有第一基准电压，第二比较器具有第二基准电压；所述处理信号包括第一比较器输出的信号和第二比较器输出的信号，当第一特征部分出现时第一比较器输出高电平信号，否则第一比较器输出低电平信号；当第二特征部分出现时第二比较器输出低电平信号，否则输出高电平信号。优选地，当第一比较器输出高电平信号的时间点先于第二比较器输出低电平信号的时间点时，微处理器确认自动行走设备位于工作区域内。反之，微处理器确认自动行走设备位于工作区域外并通过控制单元改变其行走方向，从而回到工作区域内。上述申请的全部公开内容也以引证方式并入本申请。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种自动行走设备导引系统，该系统包括：

边界电缆，用于限定所述自动行走设备的工作区域；

信号发生器，用于与所述边界电缆形成闭合回路并向所述边界电缆发送电流信号；

位于所述自动行走设备上的信号检测单元、信号处理单元、控制单元，所述信号检测单元检测所述电流信号流过所述边界电缆时产生的磁场，并转换成电信号，所述信号处理单元用于判断所述自动行走设备是否在工作区域内，所述控制单元用于控制所述自动行走设备的行走方向；

充电站，所述充电站至少靠近所述信号发生器设置；

第一引导电缆，用于将所述工作区域基本上均分为两部分，所述第一引导电缆与所述信号发生器和边界电缆电连接；

通过所述信号发生器仅向所述第一引导电缆发送电流信号，所述系统确定所述自动行走设备所处的区域，并沿所述边界电缆选择最短路径返回所述充电站充电。

在一种优选的实施例中，所述自动行走设备导引系统还包括第二引导电缆，所述第二引导电缆靠近所述信号发生器和充电站并与所述信号发生器形成闭合回路，已完成工作或因电量不足需要充电的所述自动行走设备通过指令所述信号发生器按时间顺序向所述边界电缆和所述第二引导电缆发送不同的电流信号，形成不同磁场的分界线；若所述自动行走设备在所述分界线附近，首先被引导沿所述磁场的分界线返回，然后再沿所述边界电缆线返回所述充电站充电。

上述系统至少具有下述优点：1、通过指令信号发生器按时间顺序向所述边界电缆和所述第二引导电缆发送不同的电流信号，形成不同磁场的分界线，使得自动行走设备在探测到该磁场分界线时（即在充电站附近时），受控首先被导引沿所述磁场的分界线返回，然后再沿所述边界电缆线返回所述充电站充电，从而相比现有技术大大缩短返回路径；2、若通过1不能探测到所述磁场分界线时，通过所述信号发生器仅向所述第一引导电缆发送电流信号，所述系统确定所述自动行走设备所处的区域，并沿所述边界电缆选择最短路径返回所述充电站充电。

因此，本发明的自动行走设备导引系统可以实现自动行走设备沿最短路径返回充电站充电，不但节省能源，而且高效。

本发明还提供了一种自动行走设备导引方法，包括：

提供限定所述自动行走设备工作区域的边界电缆;

提供信号发生器向所述边界电缆发送电流信号；

设置在所述自动行走设备上的信号检测单元检测所述电流信号流过所述边界电缆时产生的磁场，并转换成电信号；

设置在所述自动行走设备上的信号处理单元判断所述自动行走设备是否在工作区域内；

设置在所述自动行走设备上的控制单元控制所述自动行走设备在工作区域内工作；

提供第一引导电缆，用于将所述工作区域基本上均分为两部分，通过所述信号发生器仅向所述第一引导电缆发送电流信号，所述系统确定所述自动行走设备所处的区域，并沿所述边界电缆选择最短路径返回所述充电站充电。

进一步优选地，所述自动行走设备导引方法还包括：提供第二引导电缆，所述自动行走设备通过指令所述信号发生器按时间顺序向所述边界电缆和所述第二引导电缆发送不同的脉冲信号，形成不同磁场的分界线；若所述自动行走设备在所述分界线附近，首先被引导沿所述磁场的分界线返回，然后再沿所述边界电缆线返回所述充电站充电。

附图说明

图1为本发明的自动行走设备导引系统的原理示意图；

图2为本发明的自动行走设备导引系统的原理示意图；

图3为本发明的自动行走设备导引系统的总体原理示意图；

图4为本发明的自动行走设备导引系统的工作流程图；

图5为本发明的使自动行走设备在工作区域内工作的系统的一种边界电流信号的示意图；

图6为本发明的使自动行走设备在工作区域内工作的系统的信号检测单元和信号处理单元的结构原理示意图；

图7为本发明的使自动行走设备在工作区域内工作的系统的输出信号示意图，根据该输出信号可确定自动行走设备是位于工作区域内；

图8为本发明的使自动行走设备在工作区域内工作的系统的输出信号示意图，根据该输出信号可确定自动行走设备是位于工作区域外；

图9为本发明的使自动行走设备在工作区域内工作的系统的信号处理单元的处理流程示意图；

图10为本发明的使自动行走设备在工作区域内工作的系统的信号发生器的处理流程示意图。

具体实施方式

为更清楚地理解本发明，现结合附图对本发明作进一步说明。应该理解，附图中所描述的本发明的具体实施方式仅为说明本发明用，并不构成对本发明的限制。本发明的保护范围由所附的权利要求书进行限定。

图1为本发明的自动行走设备导引系统的原理示意图。如图1所示，本发明的自动行走设备导引系统包括信号发生器1、边界电缆2、自动行走设备9。在本实施例中，所述自动行走设备9为智能割草机，但并不局限于此。在所述自动行走设备9上设置有信号检测单元4、信号处理单元5和驱动装置6。

智能割草机9的工作原理是：利用设置在智能割草机9上的第一无线通讯单元8发送信号，而信号发生器1利用设置在其上的第二无线通讯单元7接受该信号，并向边界电缆2发送电流信号3。电流信号3可为单一特征或调制的电流信号。此电流信号3流经边界电缆2时产生磁场，磁场沿所述边界电缆2并通过空间向区域内外传播。信号检测单元4检测磁场信号，信号处理单元5处理信号，据此产生相应的控制信号，通过驱动装置6控制智能割草机9的运动。如图1所示，如果电流I沿逆时针方向流动，则限定区域内磁场的方向垂直地面向上（10），区域外磁场方向垂直入地(10’)。

如何使自动行走设备9在限定的工作区域工作的系统和方法在一些文献里已经描述过，如但不限于中国专利申请CN 102187289 A和CN 102890505 A描述的那些。本发明中还采用了一种不同于现有技术的使自动行走设备9在限定的工作区域内工作的系统和方法，这种系统和方法将在下面作进一步描述。

如图1所示，本发明的自动行走设备导引系统包括第一引导电缆12（虚线表示）以引导自动行走设备沿边界电缆上的最短路径返回充电站进行充电。

具体地，智能割草机9在正常割草模式工作时，其利用第一无线通讯单元8发送信号，信号发生器1利用第二无线通讯单元7接受信号，并向边界电缆2发送电流信号3（单一特征或调制的），此电流产生磁场，磁场沿边界电缆并通过空间向区域内外传播。信号检测单元4检测磁场信号，信号处理单元5识别磁场方向，据此产生相应的控制信号，通过驱动装置6控制智能割草机9的运动。

当智能割草机9工作完成或电量不足（如剩余电量低于或等于总电量的10%）时，其启动返回充电站模式。智能割草机9首先接近边界电缆2。当智能割草机9接近边界电缆2时，其利用位于其上的第一无线通讯单元8发送命令，停止向边界电缆2发送电流信号，然后向第一引导电缆12发送电流信号13。由于第一引导电缆12将工作区域分为基本上相等的A、B两个区域，电流只允许沿其中的一个区域A或B的电缆流过（例如，如图1所示，区域B的电缆有电流流过）。此时，智能割草机9识别出处于区域B的边界电缆2上，然后沿逆时针方向最短路径返回充电站。反之，智能割草机9识别出处于区域A的边界电缆2上，然后沿顺时针方向最短路径返回充电站。

在此说明，图1所示出的实施例中，虽然未示出充电站，但充电站至少靠近信号发生器1，如信号发生器1可设置在充电站上或两者紧靠设置。因此，本实施例通过设置第一引导电缆12，智能割草机9可以智能识别返回充电站的最短路径并沿该路径返回充电站充电。

智能割草机靠近充电站区域范围的情形如图2所示。智能割草机9在正常割草模式工作时，其利用第一无线通讯单元8发送信号，信号发生器1利用第二无线通讯单元7接收信号，并向电缆2发送电流信号3，此电流产生磁场，磁场沿边界电缆并通过空间向区域内外传播。信号检测单元4检测磁场信号，信号处理单元5识别磁场方向，据此产生相应的控制信号，通过驱动装置6控制智能割草机9的运动。

当智能割草机9工作完成或电量不足时，其启动返回充电站模式。智能割草机9用其上的第一无线通讯单元8发送命令，启动返回充电模式。信号发生器1向电缆2发送n₁个电流脉冲，当发送结束时，信号发生器再向第二引导电缆11发送一个电流脉冲（或者不止一个，但少于n₁）。由于第二引导电缆11产生的磁场较弱，因此整个工作区域被分为两个不同磁场信号的区域C、D，其中C区域磁场信号由边界电缆2产生，D区域磁场信号由边界电缆2和充电引导电缆11产生的磁场信号分时产生，使得C、D两个区域产生不同的磁场信号，从而产生一条无形的区域分界线14。智能割草机9首先沿区域分界线14被导引返回，而当智能割草机9行走到边界电缆2时，其将沿边界电缆2返回充电站进行充电。

为表达清晰起见，虽然图2中未示出第一引导电缆12，但第一引导电缆12实际上是存在的。

因此，图2中的实施例通过采用近距离第二引导电缆11，智能割草机9可以智能识别充电站是否与其靠近，若靠近，智能割草机9将沿区域分界线14被导引返回充电站充电。

现结合图3对充电引导模式作进一步说明。

如图3所示，智能割草机9正常割草模式工作时，其利用位于其上的第一无线通讯单元8发送信号，信号发生器1利用第一无线通讯单元7接收该信号，并向边界电缆2发送电流信号3，此电流信号3产生磁场，磁场沿边界电缆并通过空间向区域内外传播。信号检测单元4检测磁场信号，信号处理单元5识别磁场方向，据此产生相应的控制信号，通过驱动装置6控制智能割草机9的运动。

当智能割草机9工作完成或电量不足时，智能割草机启动返回充电站模式。智能割草机9利用其上的第一无线通讯单元8发送命令，启动返回充电模式，而信号发生器接收该命令信号并向电缆2发送n₁个（其中n₁ 为大于1的整数）电流脉冲。发送结束时，信号发生器1向第二引导电缆11发送一个电流脉冲（或者不止一个，但少于n₁）。这种交替发送不同数目电流脉冲可重复进行。当智能割草机9靠近充电站周围时，智能割草机9首先如上所述沿区域分界线14导引返回，然后沿边界电缆2返回充电站充电。当智能割草机9远离充电站时，其检测不到区域分界线的存在。这时，智能割草机9首先接近边界电缆2。当智能割草机9接近边界电缆2时，其利用其上的第一无线通讯单元8发送命令，停止向边界电缆2发送电流信号，然后向第一引导电缆12发送电流信号。通过利用第一引导电缆12，智能割草机可如上所述智能识别沿边界电缆返回充电站的最短路径。相应的软件流程图见图4。

现结合附图对可用于本发明的使自动行走设备在限定的工作区域内工作的系统和方法作进一步说明。应当理解，本发明的实施例并不局限于附图中示出的实施例，任何可使自动行走设备在限定的工作区域内工作的系统和方法都可以用于本发明。

信号发生器1产生的一种边界电流信号如图5所示。该边界电流信号是随机的直流脉冲串，在t₁时间段，脉冲数n₁为随机数，脉冲的数目可随边界电缆2的长短调节。智能割草机9还产生随机时间t₂，使得信号发生器1能够产生随机间歇性直流脉冲串，即在每一包括随机脉冲数目的脉冲组之间间隔一随机时间t₂。智能割草机9利用第一无线通讯单元8发送信息，即随机脉冲数n₁，而信号发生器1利用第二无线通讯单元7接收该信息，并向边界电缆2发送电流脉冲串。每次发送的脉冲串数目n₁和随机时间t₂都可为不确定的参数，因此即使相邻两台设备同时工作时，两者发送的随机脉冲串数目n₁和随机时间t₂不同，两台设备所产生的信号频率和相位上不同，信号处理单元5能够识别自身系统的边界信号，从而避免其它设备信号或其它环境信号的干扰，保证智能割草机9按预定程序运行。

信号检测单元4和信号处理单元5的结构原理示意图如图6所示。磁场探测器L检测出与磁场强度B对时间的导数成比例的感应电势e_L，考虑到边界电缆的分布电感，e_L波形不是方波，如图7所示。这里，假定图7波形B与磁场方向10相对应。感应电势e_LA经放大后分为两路，一路进入第一正半周过零检波器，输出第一检波信号U_A；另一路感应电势e_LA经反相器后得到e_LB，然后进入第二正半周过零检波器，输出第二检波信号U_B。从图7可知, 第二检波信号U_B滞后于第一检波信号U_A。本实施例中，信号检测单元4检测到的信号经放大后分两路进入所述第一正半周过零检波器与和反相器串联连接的所述第二正半周过零检波器；所述第一正半周过零检波器和所述第二正半周过零检波器二者的结构实质上相同。

如果智能割草机9越过边界，如图8所示，则磁场改变方向（B’），得到新的感应电势e’_LA，感应电势e’_LA经放大后，进入第一正半周过零检波器，输出第一检波信号U’_A；感应电势e’_LA经反相器得到e’_LB ,然后进入第二正半周过零检波器，输出第二检波信号U’_B。从图8可知，第一检波信号U’_A滞后于第二检波信号U’_B。

所述第一正半周过零检波器和所述第二正半周过零检波器可采用本领域已知的过零检波器。

所述反相器可采用本领域已知的任何反相器，包括但不限于TTL反相器和CMOS反相器。

因此，信号处理单元5通过上述过零检波输出信号的先后顺序判断智能割草机9位于限定区域内或限定区域外。

上述使自动行走设备在限定区域工作的系统不需要采用任何其它额外的参考信号，仅基于边界电流信号就能便利地判断出智能割草机所处的位置。一旦智能割草机越过边界电缆，就能根据输出的检波信号时序的改变发送控制信号，从而控制智能割草机改变行走方向，确保在限定区域内运行。上述本发明的系统相比现有技术更为简单、可靠且有很好的抗干扰性。

本领域的技术人员应知道，本发明的边界电流信号并不局限于所述的随机的直流脉冲串，任何可实现本发明的边界电流信号均在本发明的范围内。

图9为本发明使自动行走设备在限定区域工作的系统的信号处理单元的处理流程示意图；图10为本发明使自动行走设备在限定区域工作的系统的信号发生器的处理流程示意图。根据图9示出的流程，本发明不但可以通过发送随机脉冲数消除环境噪声的影响，而且可以通过多次循环统计是否在圈（即限定区域）内，分别启动圈内程序和圈外程序，保证智能割草机在由边界电缆限定的区域内运行。由图9可以看出，通过智能割草机和信号发生器之间的通讯，可使信号发生器按照智能割草机确定的脉冲数向边界电缆发送电流信号。

尽管如此，本发明并不排除智能割草机与信号发生器之间的其它通讯方式，如红外通讯、超声波通讯、激光通讯等。

本发明还提供了一种使自动行走设备在限定的工作区域工作的方法，该方法包括：

提供限定所述自动行走设备工作区域的边界电缆;

提供信号发生器向所述边界电缆发送直流脉冲电流信号；

设置在所述自动行走设备上的信号检测单元检测所述直流脉冲信号流过所述边界电缆时产生的磁场，并转换成电信号；

设置在所述自动行走设备上的信号处理单元采用第一正半周过零检波器对所述电信号进行检波并输出第一检波信号；

设置在所述自动行走设备上的信号处理单元同时采用与所述第一正半周过零检波器并行处理的以串联方式连接的反相器和第二正半周过零检波器对所述电信号进行检波并输出第二检波信号；

设置在所述自动行走设备上的处理器（信号处理单元的一部分）比较来自所述第一正半周过零检波器的第一检波信号和来自所述第二正半周过零检波器的第二检波信号，根据来自所述第一正半周过零检波器的第一检波信号和来自所述第二正半周过零检波器的第二检波信号发生的时序判断所述自动行走设备是否在限定的工作区域内；以及

设置在所述自动行走设备上的控制单元根据所述时序启动程序以使所述自动行走设备在限定的工作区域内工作。

所述信号发生器向所述边界电缆发送的边界电流信号是单一特征或调制的电流信号。

在一种实施例中，所述信号发生器向所述边界电缆发送的边界电流信号是随机的直流脉冲串。

优选地，所述随机直流脉冲信号为被不产生脉冲的随机时间t₂间隔的数目为n₁的直流脉冲组。其中n₁也可为随机的正整数。

在一种实施例中，所述反相器由运放构成，可为TTL反相器或CMOS反相器，但并不局限于此。

本发明还提供了一种自动行走设备导引方法，包括：

提供限定所述自动行走设备工作区域的边界电缆;

提供信号发生器向所述边界电缆发送电流信号；

设置在所述自动行走设备上的信号检测单元检测所述电流信号流过所述边界电缆时产生的磁场，并转换成电信号；

设置在所述自动行走设备上的信号处理单元判断所述自动行走设备是否在限定区域内；

设置在所述自动行走设备上的控制单元控制所述自动行走设备在限定区域工作；

提供第一引导电缆，用于将所述工作区域基本上一均分为两部分，通过所述信号发生器仅向所述第一引导电缆发送电流信号，所述系统确定所述自动行走设备所处的区域，并沿所述边界电缆选择最短路径返回所述充电站充电。

在一个更优选的实施例中，所述自动行走设备导引方法还进一步包括：

提供第二引导电缆，所述第二引导电缆靠近所述信号发生器并与所述信号发生器形成闭合回路；

已完成工作或因电量不足需要充电的所述自动行走设备指令所述信号发生器按时间顺序向所述边界电缆和所述第二引导电缆发送不同的脉冲信号，形成不同磁场的分界线；以及

位于所述分界线附近的所述自动行走设备首先被引导沿所述磁场的分界线返回，然后再沿所述边界电缆线返回所述充电站充电。

本发明中的信号发生器、信号检测单元、控制单元以及充电站对本领域的技术人员来说是已知的。信号处理单元可采用现有技术，也可以采用本发明实施例中描述的信号处理单元。

虽然本发明的实施例示出的都是智能割草机的情形，但应当理解，本发明的自动行走设备导引系统和方法适用于其它需要类似功能的自动行走设备，包括但不限于智能清洁机器人等。

基于对本发明优选实施方式的描述，应该清楚，由所附的权利要求书所限定的本发明并不仅仅局限于上面说明书中所阐述的特定细节，未脱离本发明宗旨或范围的对本发明的许多显而易见的改变同样可能达到本发明的目的。

Claims (8)

1.一种自动行走设备导引系统，包括：

边界电缆，用于限定所述自动行走设备的工作区域；

信号发生器，用于与所述边界电缆形成闭合回路并向所述边界电缆发送电流信号；

位于所述自动行走设备上的信号检测单元、信号处理单元、控制单元，所述信号检测单元检测所述电流信号流过所述边界电缆时产生的磁场，并转换成电信号，所述信号处理单元用于判断所述自动行走设备是否在工作区域内，所述控制单元用于控制所述自动行走设备的行走方向；

充电站，所述充电站至少靠近所述信号发生器设置；

第一引导电缆，用于将所述工作区域基本上均分为两部分，所述第一引导电缆与所述信号发生器和边界电缆电连接；

通过所述信号发生器仅向所述第一引导电缆发送电流信号，所述系统确定所述自动行走设备所处的区域，并沿所述边界电缆选择最短路径返回所述充电站充电；

第二引导电缆，所述第二引导电缆靠近所述信号发生器和充电站并与所述信号发生器形成闭合回路，已完成工作或因电量不足需要充电的所述自动行走设备通过指令控制所述信号发生器按时间顺序向所述边界电缆和所述第二引导电缆发送不同的电流信号，形成不同磁场的分界线；若所述自动行走设备在所述分界线附近，首先被引导沿所述磁场的分界线返回，然后再沿所述边界电缆线返回所述充电站充电。

2.根据权利要求1所述的自动行走设备导引系统，所述自动行走设备上设置有第一无线通讯单元，所述信号发生器设置有第二无线通讯单元；所述第一无线通讯单元用于发送指令，而所述第二无线通讯单元用于接收所述指令并通过所述信号发生器执行所述指令。

3.根据权利要求1或2所述的自动行走设备导引系统，所述电流信号为随机直流脉冲信号。

4.根据权利要求3所述的自动行走设备导引系统，所述随机直流脉冲信号为被不产生脉冲的随机时间t₂间隔的数目为n₁的直流脉冲组。

5.根据权利要求1所述的自动行走设备导引系统，所述信号处理单元包括第一正半周过零检波器、第二正半周过零检波器、反相器和处理器，所述检测单元将检测到的电信号放大后分两路，一路进入所述第一正半周过零检波器进行检波，而来自所述信号检测单元的第二路电信号进入所述反相器反相，然后进入所述第二正半周过零检波器进行检波；所述处理器比较来自所述第一正半周过零检波器的第一检波信号和来自所述第二正半周过零检波器的第二检波信号，根据来自所述第一正半周过零检波器的第一检波信号和来自所述第二正半周过零检波器的第二检波信号发生的时序判断所述自动行走设备是否在所述工作区域内，并且所述控制单元根据所述时序启动程序以使所述自动行走设备在工作区域内工作。

6.根据权利要求5所述的自动行走设备导引系统，所述反相器由运放构成，为TTL反相器或CMOS反相器。

7.一种自动行走设备导引方法，包括：

提供限定所述自动行走设备工作区域的边界电缆；

提供信号发生器向所述边界电缆发送电流信号；

设置在所述自动行走设备上的信号检测单元检测所述电流信号流过所述边界电缆时产生的磁场，并转换成电信号；

设置在所述自动行走设备上的信号处理单元判断所述自动行走设备是否在所述工作区域内；

设置在所述自动行走设备上的控制单元控制所述自动行走设备在所述工作区域工作；

提供第一引导电缆，用于将所述工作区域基本上均分为两部分，通过所述信号发生器仅向所述第一引导电缆发送电流信号，确定所述自动行走设备所处的区域，并沿所述边界电缆选择最短路径返回充电站充电，所述充电站至少靠近所述信号发生器设置；

提供第二引导电缆，所述第二引导电缆靠近所述信号发生器并与所述信号发生器形成闭合回路；

已完成工作或因电量不足需要充电的所述自动行走设备指令控制所述信号发生器按时间顺序向所述边界电缆和所述第二引导电缆发送不同的脉冲信号，形成不同磁场的分界线；以及

位于所述分界线附近的所述自动行走设备首先被引导沿所述磁场的分界线返回，然后再沿所述边界电缆线返回所述充电站充电。

8.根据权利要求7所述的自动行走设备导引方法，其中向所述边界电缆和所述第二引导电缆发送不同的脉冲信号为：所述信号发生器向所述边界电缆发送n₁个电流脉冲，当发送结束时，所述信号发生器再向第二引导电缆发送一个电流脉冲，其中n₁ 为大于1的整数。