CN105865406A - 扫地机定位系统及其定位方法 - Google Patents

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Abstract

一种扫地机定位系统及其定位方法，扫地机定位系统包括扫地机及定位装置，其中定位装置设置于天花板。扫地机上设置有发光元件，用以对外发出亮光。定位装置至少具有高度测量单元及多个感光单元。定位装置通过高度测量单元测量定位装置与地板间的垂直距离，并且通过多个感光单元接收扫地机发出的亮光，再依据多个感光单元分别接收到的光线强弱计算定位装置与扫地机间的斜角距离。据此，定位装置可依据垂直距离及斜角距离，计算定位装置与扫地机间的平行距离，并得出扫地机相对于定位装置的相对位置。

Description

扫地机定位系统及其定位方法
技术领域
本发明涉及扫地机，尤其涉及扫地机的定位系统，及该定位系统使用的定位方法。
背景技术
近年来，市场上提出了一种扫地机，可自动地对室内空间进行清扫，免除传统使用者需采用人工方式，以扫把或吸尘器进行清扫的麻烦。
此类扫地机为了能够有效率地清扫，必须具备有特定的定位系统。通过该定位系统，扫地机可以知道目前在什么位置，并且记录哪些位置已经清扫完成，而哪些位置尚未清扫。藉此，扫地机不会在清扫过程中迷失，或是重复清扫已经清扫完成的位置，因此可有效提高清扫效率。
一般来说，上述扫地机主要是通过内建的定位装置来实现上述的定位功能。然而，常见的定位装置(如全球定位系统(Global Positioning System,GPS))的价格较为昂贵，若扫地机内设置此类定位装置，则扫地机整体的价格会大幅提升，进而降低使用者的购买欲望。因此，市场上即有人提出以较低成本的方式来实现上述的定位功能。
参阅图1，为相关技术的定位系统示意图。图1揭露了一室内空间1，该室内空间1具有一地板11及一天花板12，并且该地板11上放置了传统使用的一发射器2及一扫地机4。
如图1所示，该发射器2的顶面设置有一发光元件21，该发光元件21垂直对外发射一道光线，并于该天花板12上形成一固定的定位点3。该扫地机4上设置有一检测元件41，该检测元件41用以检测该定位点3的亮光。
由于该定位点3固定不动的，因此在此相关技术中，该扫地机4是将该定位点3视为北极星，并采用类似人类观测北极星的方式来进行定位。藉此，无论该扫地机4位于何处，皆可通过对该定位点3的检测，约略判断目前所在的方位。
惟，采用上述的定位方式，该扫地机4只能通过该定位点3来判断约略的位置，而无法直接得知目前所在的位置为何，因而会有准确度不佳的问题。并且，若该发射器2要对该扫地机4的清扫动作进行记录(例如哪些位置已经清扫完成)，则只能被动等待该扫地机4判断完成后，再发送给该发射器2。这种方式对于需要记录该扫地机4的清扫动作的使用者来说，实不便利。
发明内容
本发明的目的在于提供一种扫地机定位系统及其定位方法，通过低成本的构件进行高准确度的定位动作，藉此提高扫地机的清扫效率并缩短清扫时间。
于本发明的一实施例中，该扫地机定位系统包括：
一扫地机，具有一发光元件；及
一定位装置，具有一高度测量单元及多个感光单元，该定位装置设置于一天花板，通过该高度测量单元测量与一地板之间的一垂直距离，通过该多个感光单元接收该发光元件发出的亮光，并以各该感光单元分别接收到的光线强弱计算与该扫地机之间的一斜角距离，其中该定位装置通过该垂直距离及该斜角距离计算与该扫地机之间的一平行距离。
如上所述，其中该斜角距离包括该定位装置与该扫地机之间的一直线距离，以及该扫地机相对于该定位装置的一方位，并且该定位装置通过该方位及该平行距离计算该扫地机相对于该定位装置的一相对位置。
如上所述，其中该扫地机具有一无线传输模块，该定位装置具有一无线传输单元，该定位装置通过该无线传输单元发送该相对位置至该扫地机。
如上所述，其中该扫地机具有一壳体，该发光元件设置于该壳体的顶面。
如上所述，其中该发光元件为发光二极管(Light Emitting Diode,LED)，并且当该发光元件的数量为多个时，该多个发光元件具有相同的波长。
如上所述，其中该扫地机的数量为多个，并且该多个扫地机上的该发光元件分别具有不同的波长。
如上所述，其中该扫地机的数量为多个，并且该多个扫地机上的该发光元件分别以不同的闪烁频率发出亮光。
如上所述，其中该定位装置还包括：
一记忆单元，储存有一计算程序；及
一处理单元，电性连接该高度测量单元、该多个感光单元及该记忆单元，通过该计算程序的执行以计算该垂直距离、该斜角距离、该平行距离、该方位及该相对位置，其中该计算程序依该垂直距离及该斜角距离进行一三角函数转换，以计算该平行距离。
如上所述，其中该定位装置具有一外壳，该高度测量单元设置于该外壳底面并且裸露于该外壳之外。
如上所述，其中该高度测量单元为一红外线收发单元，该定位装置通过该红外线收发单元发射红外线至该地板，并依据反射信息计算该垂直距离。
如上所述，其中该定位装置具有一外壳，该外壳侧面设置有至少一分隔机构，该分隔机构为该定位装置区分出多个感测区块，该多个感光单元分别对应该多个感测区块设置，并且对应至该多个感测区块的数量。
于本发明的一实施例中，该定位方法包括：
a)通过该高度测量单元测量该定位装置与一地板之间的一垂直距离；
b)通过该多个感光单元接收该发光元件发出的亮光；
c)依据该多个感光单元分别接收到的光线强弱计算该定位装置与该扫地机之间的一斜角距离；及
d)依据该垂直距离与该斜角距离计算该定位装置与该扫地机之间的一平行距离。
如上所述，其中该斜角距离包括该定位装置与该扫地机之间的一直线距离，以及该扫地机相对于该定位装置的一方位，并且该定位方法更包括一步骤e：依据该方位及该平行距离计算该扫地机相对于该定位装置的一相对位置。
如上所述，其中更包括一步骤f：该定位装置发送该相对位置至该扫地机。
如上所述，其中更包括一步骤g：该定位装置发送一工作数据至该扫地机，其中该工作数据包括该扫地机已完成与未完成的工作。
如上所述，其中该定位装置具有一外壳，该外壳侧面设置有至少一分隔机构，该分隔机构为该定位装置区分出多个感测区块，该多个感光单元分别对应该多个感测区块设置，并且对应至该多个感测区块的数量。
本发明相对于本领域相关技术所能达到的技术功效在于，定位装置可依据扫地机发出的亮光，计算出扫地机相对于定位装置的相对位置。通过此相对位置，可令扫地机不会迷失方向或是重复清扫已完成清扫的区域。因此，可实现更有效率的清扫动作，以缩短清扫时间，进而降低扫地机的电池使用量，大幅降低因清扫时间长于电池的使用时间，而使扫地机需要经过多次充电程序才能完成整个空间的清扫工作的问题。
另外，本发明主要通过设置在扫地机上的发光元件，以及设置在定位装置上的感光单元的互动，计算出上述的该扫地机的相对位置。与相关技术直接在扫地机中内建定位单元的技术方案相比，本发明具有成本低廉的特点，相当有利于市场开拓。
再者，本发明将定位装置设置欲清扫的空间的天花板上，因此可在干扰最小的情况下接收扫地机发出的亮光并对扫地机进行定位。同时，因为定位装置设置在天花板上，可涵盖空间中的最大范围，因此还可在同一空间中使用多台的扫地机进行清扫动作，并以单一定位装置同时为多台的扫地机进行定位，藉此降低使用者的成本。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为相关技术的定位系统示意图；
图2为本发明的第一具体实施例的扫地机定位系统示意图；
图3为本发明的第一具体实施例的扫地机方框图；
图4为本发明的第一具体实施例的定位装置方框图；
图5A为本发明的第一具体实施例的扫地机外观示意图；
图5B为本发明的第二具体实施例的扫地机外观示意图；
图5C为本发明的第三具体实施例的扫地机外观示意图；
图6为本发明的第一具体实施例的光线强弱示意图；
图7为本发明的第一具体实施例的平面阵列示意图；
图8为本发明的第一具体实施例的定位流程图；
其中，附图标记：
1…室内空间；
11…地板；
12…天花板；
13…墙壁；
2…光源发射器；
21…发光元件；
3…定位点；
4…扫地机；
41…检测元件；
5、7、8、9…定位装置；
50…外壳；
51、71、81、91…感光单元；
52…高度测量单元；
53…处理单元；
54…无线传输单元；
55…记忆单元；
551…计算程序；
552…工作数据；
6…扫地机；
60…壳体；
61…发光元件；
62…处理器；
63…运动机构；
64…无线传输模块；
70、80、90…外壳；
700、800、900…分隔机构；
711、811、911…第一感光单元；
712、812、912…第二感光单元；
813…第三感光单元；
814…第四感光单元；
L1…垂直距离；
L2…斜角距离；
L3…平行距离；
S10～S22…定位步骤。
具体实施方式
兹就本发明的一较佳实施例，配合附图，详细说明如后。
首请参阅图2，为本发明的第一具体实施例的扫地机定位系统示意图。本发明揭露了一种扫地机定位系统，包括一定位装置5及一扫地机6，该系统主要运用于欲清扫的一室内空间1，其中该定位装置5设置于该室内空间1的一天花板12，而该扫地机6则放置在该室内空间1的一地板11上，用以于该地板11上自动进行清扫动作。
如图2所示，该定位装置5上至少设置有多个感光单元51及一高度测量单元52。该高度测量单元52用以测量该定位装置5与该地板11之间的一垂直距离L1，该多个感光单元51则用以测量该定位装置5与该扫地机6之间的一斜角距离L2。如此一来，该定位装置5内的一处理单元(如图4所示的处理单元53)可依据该垂直距离L1及该斜角距离L2，计算该定位装置5与该扫地机6之间的一平行距离L3。
本实施例中，该斜角距离L2主要包括该定位装置5与该扫地机6间的一直线距离，以及该扫地机6相对于该定位装置5的方位。该定位装置5可依据所得的方向以及平行距离L3，得出该扫地机6相对于该定位装置5的一相对位置。该定位装置5得出该相对位置后，可藉由无线传输方式将该相对位置发送至该扫地机6，藉此该扫地机6可依据该相对位置进行清扫动作(例如前往尚未清扫的区域)。
该扫地机6上设置有至少一发光元件61，用以对外发出亮光。该定位装置5主要是通过其上的该多个感光单元51分别接收该发光元件61发出的亮光，并以各该感光单元51分别得到的光线强弱，判断出上述的该斜角距离L2(包括该直线距离以及该方位)。
值得一提的是，于图2的本实施例中该发光元件61主要是以一个为例，然而该扫地机6亦可视实际的亮度需求，于其上设置多个该发光元件61。另外，该扫地机6可控制该发光元件61持续发出亮光，以便于该定位装置5持续为该扫地机6进行定位。再者，该扫地机6亦可控制该发光元件61间歇性地发出亮光(例如只在需要定位时发出亮光)，以节省该扫地机6的耗电量。
一般来说，该发光元件61较佳可为发光二极管(Light Emitting Diode,LED)，并且设置于该扫地机6的一壳体60表面。较佳地，该发光元件61设置在该扫地机6的该壳体60顶面，藉此，无论该扫地机6位于该室内空间1中的何处，该定位装置5皆可接收到该发光元件61发出的亮光，进而可提高定位准确度。值得一提的是，当该扫地机6上设置有多个该发光元件61时，该多个发光元件61的波长必须相同，藉此该定位装置5可以得知该多个发光元件61发出的亮光属于同一台该扫地机6。
参阅图3，为本发明的第一具体实施例的扫地机方框图。如图3所示，该扫地机6主要具有该发光元件61、一处理器62、一运动机构63及一无线传输模块64，其中该处理器62电性连接该发光元件61、该运动机构63及该无线传输模块64。
该处理器62控制该发光元件61持续或于必要时发出亮光，以令该定位装置5为该扫地机6进行定位。并且，该处理器62控制该运动机构63，以令该扫地机6进行特定的清扫动作。其中，该运动机构63包括轮子、马达、刷毛、吸吸尘模块等本技术领域的常用机构，于此不再赘述。
该扫地机6通过该无线传输模块64与该定位装置5进行无线连接，以从该定位装置5无线接收该扫地机6的该相对位置。藉此，该扫地机6可藉由该相对位置来移动，并进行有效率的清扫动作。本实施例中，该无线传输模块64可为蓝牙(Bluetooth)传输模块、紫蜂(Zigbee)传输模块、射频(RadioFrequency,RF)传输模块、近场通信(Near Field Communication,NFC)传输模块等，不加以限定。
参阅图4，为本发明的第一具体实施例的定位装置方框图。该定位装置5主要包括该多个感光单元51、该高度测量单元52、该处理单元53及一无线传输单元54，其中该处理单元53电性连接该多个感光单元51、该高度测量单元52及该无线传输单元54。
当该定位装置5开机启动时，由该处理单元53控制该高度测量单元52测量该垂直距离L1，并控制该多个感光单元51接收该扫地机6发出的亮光，以测量该斜角距离L2。并且，该处理单元53依据该垂直距离L1及该斜角距离L2计算出该扫地机6的该相对位置(包括该平行距离L3及该扫地机6的该方位)后，通过该无线传输单元54将该相对位置无线传输至该扫地机6。本实施例中，该无线传输单元54是采用与该扫地机6上的该无线传输模块64相同的通信协定，例如可为蓝牙传输单元、紫蜂传输单元、射频传输单元、近场通信传输单元等，不加以限定。
该高度测量单元52主要可为一红外线收发单元。具体而言，该高度测量单元52主要设置于该定位装置5的一外壳(如图2所示的外壳50)的底面，并裸露于该外壳50之外。当该定位装置5欲测量该垂直距离L1时，控制该高度测量单元52向下发射红外线至该地板11，并依据反射信息(例如从该地板11反射回来的红外线强度及反射时间等)计算该垂直距离L1。
值得一提的是，该定位装置5还可包括一记忆单元55，电性连接该处理单元53。该记忆单元55中储存有一计算程序551，该处理单元53主要是通过该计算程序551的执行来计算该垂直距离L1、该斜角距离L2、该平行距离L3、该方位及该相对位置。其中，该计算程序551主要是利用该垂直距离L1及该斜角距离L2进行一三角函数转换，以计算出该平行距离L3。
该记忆单元55中还可储存有一工作数据552，该工作数据552可记录该扫地机6已完成与未完成的工作，例如已清扫区域、未清扫区域等等。当该定位装置5传送该相对位置至该扫地机6时，可一并传送该工作数据552至该扫地机6，以令该扫地机6可以清楚知道该如何执行该清扫动作。然而，上述仅为本发明的一具体实施例，但不以此为限。
续请参阅图5A及图5B，分别为本发明的第一具体实施例的扫地机外观示意图及第二具体实施例的扫地机外观示意图。图5A揭露了另一定位装置7，该定位装置7具有与上述该定位装置5相同的元件，于此不再赘述。于图5A的实施例，该定位装置7具有两个感光单元71，包括一第一感光单元711与一第二感光单元712。
该定位装置7还具有一外壳70，用以包覆该定位装置7内的所有元件(如该些感光单元71及上述该定位装置5中的该高度测量单元52、该处理单元53、该无线传输单元54及该记忆单元55等)。该些感光单元71分别设置于该外壳70表面，并且裸露出该外壳70之外。本实施例中该些感光单元71设置于该外壳70的侧面上，但不加以限定。
该定位装置7还具有多个分隔机构700，本实施例中以两个为例，并且该两个分隔机构700设置于该外壳70的侧面上，但不加以限定。该两个分隔机构700是为该定位装置7区分出两个感测区块，并且该第一感光单元711与该第二感光单元712分别设置在该两个感测区块上。换句话说，该多个感光单元71是对应该些感测区块而设置，并且对应至该些感测区块的数量。
通过该二分隔机构700的设置，该二感光单元711、712将可分别代表两个不同的方位(例如左半部及右半部)，藉此在进行定位动作时，该定位装置7可通过该二感光单元711、712各自接收的光线强弱，判断该扫地机6位于该定位装置7的左半部或右半部。举例来说，若该扫地机6较靠近该定位装置7的左半部，则设置在左半部的该第一感光单元711所接收到的光线，必然比设置在右半部的该第二感光单元712所接收到的光线来得更强。
图5B揭露了又一定位装置8，该定位装置8内部具有与上述该定位装置5、7相同的元件，于此不再赘述。如图5B所示，该定位装置8具有一外壳80、多个感光单元81及多个分隔机构800。该定位装置8与前述该定位装置7的差异在于，该定位装置8的该外壳80侧面上设置有四个该分隔机构800，并且该四个分隔机构800为该定位装置8区分出四个感测区块。并且，该定位装置8的该外壳80侧面上设置有四个该感光单元81，分别为一第一感光单元811、一第二感光单元812、一第三感光单元813及一第四感光单元814，该四个感光单元811、812、813、814分别设置于该四个感测区块上，以代表四个不同的方位(例如前、后、左、右，或是东、西、南、北)。
本发明中，该定位装置5、7、8上所区分的感测区块越多，则可提供越精准的定位服务。并且，于本发明采用的技术方案中，仅需在该些定位装置5、7、8上设置该些分隔机构700、800以及该些感光单元51、71、81，即可实现感测区块的区分，并且再配合该扫地机6上设置的该发光元件61即可实现精准的定位。因此，制造商实可以最低的成本，达到最佳的定位效果。
请同时参阅图6，为本发明的第一具体实施例的光线强弱示意图。图6所示者，是以图5B中的该定位装置8所设置的该四个感光单元811、812、813、814为例，举例说明。于图6的实施例中，该第一感光单元811、该第二感光单元812与该第三感光单元813所接收到的光线强度较强，而该第四感光单元814几乎接收不到光线，因此，该定位装置8可判断该扫地机6目前位于该第一感光单元811、该第二感光单元812与该第三感光单元813所设置的方位(即，在该第四感光单元814的另一侧)。
并且，由于该第二感光单元812所接收到的光线强度，比该第一感光单元811及该第三感光单元813所接收到的光线强度来得更强，因此该定位装置8可判断该扫地机6比较靠近该第二感光单元812所设置的方位。据此，再配合该定位装置8计算所得的该平行距离L3，即可得到该扫地机6相对于该定位装置8的该相对位置。
于图5A及图5B的实施例中，该定位装置7、8主要呈圆形，并以多个的该分隔机构700、800为该定位装置7、8区分出多个感测区域。然而于其他实施例中，该分隔机构700、800的数量并不必然以多个为限。
参阅图5C，为本发明的第三具体实施例的扫地机外观示意图。图5C揭露了又一定位装置9，该定位装置9内部具有与上述该定位装置5、7、8相同的元件，于此不再赘述。如图5C所示，该定位装置9具有一外壳90、多个感光单元91及一分隔机构900。该定位装置9与前述该定位装置7、8的差异在于，该定位装置9主要呈扇形，并且设置于该天花板12与一墙壁13的交界处。该定位装置9的该外壳90侧面上仅设置有一个该分隔机构900，并且该分隔机构900为该定位装置8区分出两个感测区块。
该定位装置9具有两个该感光单元91，分别为一第一感光单元911及一第二感光单元912，该二感光单元911、912分别设置于该两个感测区块，以代表两个不同的方位(例如左半部及右半部)。
本实施例中，由于该定位装置9设置在该天花板12与该墙壁13的交界处，因此仅需于该外壳90上设置单一个该分隔机构900，即可为该定位装置9区分出该两个感测区块，并分别于该两个感测区块上设置该二感光单元911、912。换句话说，于本发明采用的技术方案中，该些感光单元51、71、81、91的数量必须为多个，但该些分隔机构700、800、900的数量可为单数亦可为多个，不加以限定。
参阅图7，为本发明的第一具体实施例的平面阵列示意图。图7所示的实施例中，是以上述该定位装置8为例，举例说明。如图7所示，该定位装置8主要是依据该四个分隔机构800以及该四个感光单元81，将该室内空间1区分为四个感测区域，并且再依据该室内空间1的实际大小，将该室内空间1以阵列方式规划成多个清扫区域。图7中是以十六个清扫区域为例，但不加以限定。
当该定位装置8依据该垂直距离L1、该斜角距离L2及该平行距离L3计算出该扫地机6目前的相对位置时，可进一步将该相对位置转换为该多个清扫区域的其中之一，并告知该扫地机6目前位于哪个清扫区域。如此一来，有利于提高该地机6的清扫效率，避免重复同一个区域的清扫动作。
再者，该扫地机6中亦可储存有对应至该室内空间1的该些清扫区域，藉此，该扫地机6从该定位装置8接收了该相对位置后，可自动判断目前位于哪个清扫区域。然而，上述仅为本发明的具体实施例，不应以此为限。
值得一提的是，该定位装置8可同时为多个的该扫地机6进行定位动作，并且分别计算该多个扫地机6相对于该定位装置8的该相对位置。具体而言，若该室内空间1中设置有多台该扫地机6，则该定位装置8可分别告知各该扫地机6目前所在的清扫区域为何，并且指示各该扫地机6接下来要清扫的清扫区域为何。如此一来，可有效令多台的该扫地机6达到确实分工的目的，不会有不同的扫地机6重复清扫相同的清扫区域，导致清扫时间无法缩短的问题。
值得一提的是，若该定位系统具有多台的该扫地机6，则该些扫地机6可分别设置波长不同的该发光元件61。藉此，该些定位装置5、7、8、9可在接收到光线后，依据光线的波长判断是哪一台扫地机6发出的亮光，进而能够区分出不同的该扫地机6所发出的亮光。于另一实施例中，该些扫地机6亦可设置波长相同的该发光元件61，并且通过该处理器62的控制，令该发光元件61以不同的频率进行闪烁。藉此，该些定位装置5、7、8、9可在接收到光线后，依据闪烁频率判断是哪一台扫地机6发出的亮光，进而能够区分出不同的该扫地机6所发出的亮光。
参阅图8，为本发明的第一具体实施例的定位流程图。图8揭露了本发明的一定位方法，该定位方法运用于前述的该扫地机6及该些定位装置5、7、8、9(下面将以该定位装置8为例进行说明)。
首先，该定位装置8开机启动后，通过该高度测量单元51测量与该地板11之间的该垂直距离L1(步骤S10)，并且通过该些感光单元51接收该扫地机6的该发光元件61发出的亮光(步骤S12)。本实施例中，该步骤S10与该步骤S12并没有执行上的顺序关系，该定位装置8可先执行该步骤S10后再执行该步骤S12，亦先执行该步骤S12后再执行该步骤S10，或者亦可同时执行该二步骤，不加以限定。
该步骤S10与该步骤S12后，该定位装置8再依据该些感光单元81所分别接收到的光线强弱，计算与该扫地机6之间的该斜角距离L2(步骤S14)。本实施例中，该斜角距离L2包括该定位装置8与该扫地机6间的该直线距离，以及该扫地机6相对于该定位装置8的该方位。
该定位装置8得到该垂直距离L1与该斜角距离L2后，即可依据该垂直距离L1及该斜角距离L2计算出与该扫地机6之间的该平行距离L3(步骤S16)。并且，再依据该平行距离L3及该扫地机6相对于该定位装置8的该方向，计算该扫地机6相对于该定位装置8的该相对位置(步骤S18)。
最后，该定位装置8发送该相对位置至该扫地机6(步骤S20)，藉此，该扫地机6可依据该相对位置来进行接续的清扫动作。或者，该定位装置8亦可直接转换并发送上述的该清扫区域至该扫地机6，不加以限定。并且，视实际所需，该定位装置8还可在定位完成后，传送该工作数据552至该扫地机6(步骤S22)，以通知该扫地机6哪些清扫区域已清扫完成，哪些清扫区域尚未清扫。
通过本发明的定位系统及定位方法，可通过发光元件、感光单元及分隔机构等低成本的材料，达到高准确度的定位效果，藉此提高扫地机的清扫效率，并缩短所需的清扫时间。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (16)

1.一种扫地机定位系统，其特征在于，包括：
一扫地机，具有一发光元件；及
一定位装置，具有一高度测量单元及多个感光单元，该定位装置设置于一天花板，通过该高度测量单元测量与一地板之间的一垂直距离，通过该多个感光单元接收该发光元件发出的亮光，并以各该感光单元分别接收到的光线强弱计算与该扫地机之间的一斜角距离，其中该定位装置通过该垂直距离及该斜角距离计算与该扫地机之间的一平行距离。
2.根据权利要求1所述的扫地机定位系统，其特征在于，该斜角距离包括该定位装置与该扫地机之间的一直线距离，以及该扫地机相对于该定位装置的一方位，并且该定位装置通过该方位及该平行距离计算该扫地机相对于该定位装置的一相对位置。
3.根据权利要求2所述的扫地机定位系统，其特征在于，该扫地机具有一无线传输模块，该定位装置具有一无线传输单元，该定位装置通过该无线传输单元发送该相对位置至该扫地机。
4.根据权利要求2所述的扫地机定位系统，其特征在于，该扫地机具有一壳体，该发光元件设置于该壳体的顶面。
5.根据权利要求4所述的扫地机定位系统，其特征在于，该发光元件为发光二极管，并且当该发光元件的数量为多个时，该多个发光元件具有相同的波长。
6.根据权利要求5所述的扫地机定位系统，其特征在于，该扫地机的数量为多个，并且该多个扫地机上的该发光元件分别具有不同的波长。
7.根据权利要求5所述的扫地机定位系统，其特征在于，该扫地机的数量为多个，并且该多个扫地机上的该发光元件分别以不同的闪烁频率发出亮光。
8.根据权利要求2所述的扫地机定位系统，其特征在于，该定位装置还包括：
一记忆单元，储存有一计算程序；及
一处理单元，电性连接该高度测量单元、该多个感光单元及该记忆单元，通过该计算程序的执行以计算该垂直距离、该斜角距离、该平行距离、该方位及该相对位置，其中该计算程序依该垂直距离及该斜角距离进行一三角函数转换，以计算该平行距离。
9.根据权利要求2所述的扫地机定位系统，其特征在于，该定位装置具有一外壳，该高度测量单元设置于该外壳底面并且裸露于该外壳之外。
10.根据权利要求9所述的扫地机定位系统，其特征在于，该高度测量单元为一红外线收发单元，该定位装置通过该红外线收发单元发射红外线至该地板，并依据反射信息计算该垂直距离。
11.根据权利要求2所述的扫地机定位系统，其特征在于，该定位装置具有一外壳，该外壳侧面设置有至少一分隔机构，该分隔机构为该定位装置区分出多个感测区块，该多个感光单元分别对应该多个感测区块设置，并且对应至该多个感测区块的数量。
12.一种扫地机定位系统使用的定位方法，其特征在于，该扫地机定位系统包括具有一发光元件的一扫地机以及具有一高度测量单元及多个感光单元的一定位装置，其中该定位装置设置于一天花板，并且该定位方法包括：
a)通过该高度测量单元测量该定位装置与一地板之间的一垂直距离；
b)通过该多个感光单元接收该发光元件发出的亮光；
c)依据该多个感光单元分别接收到的光线强弱计算该定位装置与该扫地机之间的一斜角距离；及
d)依据该垂直距离与该斜角距离计算该定位装置与该扫地机之间的一平行距离。
13.根据权利要求12所述的定位方法，其特征在于，该斜角距离包括该定位装置与该扫地机之间的一直线距离，以及该扫地机相对于该定位装置的一方位，并且该定位方法更包括一步骤e：依据该方位及该平行距离计算该扫地机相对于该定位装置的一相对位置。
14.根据权利要求13所述的定位方法，其特征在于，更包括一步骤f：该定位装置发送该相对位置至该扫地机。
15.根据权利要求14所述的定位方法，其特征在于，更包括一步骤g：该定位装置发送一工作数据至该扫地机，其中该工作数据包括该扫地机已完成与未完成的工作。
16.根据权利要求13所述的定位方法，其特征在于，该定位装置具有一外壳，该外壳侧面设置有至少一分隔机构，该分隔机构为该定位装置区分出多个感测区块，该多个感光单元分别对应该多个感测区块设置，并且对应至该多个感测区块的数量。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108427098A (zh) * 2018-01-29 2018-08-21 深圳市富邦新科技有限公司 一种短距离定位系统
CN109031189A (zh) * 2018-06-22 2018-12-18 凌宇科技（北京）有限公司 一种定位基站、定位系统、游戏系统及其方法、存储介质
CN109752855A (zh) * 2017-11-08 2019-05-14 九阳股份有限公司 一种光斑发射装置和检测几何光斑的方法
CN109839102A (zh) * 2017-11-27 2019-06-04 灵踪科技（深圳）有限公司 光曲面定位方法和装置
CN110865335A (zh) * 2019-11-20 2020-03-06 武汉科技大学 一种室内定位系统及控制方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106353729A (zh) * 2016-08-23 2017-01-25 四川中电昆辰科技有限公司 测距方法及其装置及定位方法及其装置及基站和移动装置
FR3072464B1 (fr) * 2017-10-12 2020-05-22 Lightdiction Systeme de detection angulaire et de profondeur d'une source lumineuse
CN112971634A (zh) * 2021-02-26 2021-06-18 北京享捷科技有限公司 一种扫地机器人的集成箱体

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1994689A (zh) * 2005-12-28 2007-07-11 松下电器产业株式会社 机器人及机器人检测自动化方法
CN102083352A (zh) * 2008-04-24 2011-06-01 进展机器人有限公司 用于机器人使能的移动产品的定位、位置控制和导航系统的应用
CN102805600A (zh) * 2011-05-31 2012-12-05 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 物品搜寻系统、方法及具有该系统之智能扫地机
US20130231819A1 (en) * 2012-03-02 2013-09-05 Msi Computer (Shenzhen) Co., Ltd. Cleaning robot and control method thereof
EP2473890B1 (en) * 2009-08-31 2014-03-12 Neato Robotics, Inc. Method and apparatus for simultaneous localization and mapping of mobile robot environment

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4996468A (en) * 1987-09-28 1991-02-26 Tennant Company Automated guided vehicle
US7571511B2 (en) * 2002-01-03 2009-08-11 Irobot Corporation Autonomous floor-cleaning robot
KR100480144B1 (ko) * 2003-07-23 2005-04-07 엘지전자 주식회사 이동로봇의 위치검출장치 및 방법
US7720554B2 (en) * 2004-03-29 2010-05-18 Evolution Robotics, Inc. Methods and apparatus for position estimation using reflected light sources
US8306662B2 (en) * 2005-04-23 2012-11-06 Lg Electronics Inc. Position detection device for mobile robot and robot cleaner including the same
DE102005046813A1 (de) * 2005-09-30 2007-04-05 Vorwerk & Co. Interholding Gmbh Verfahren zum Betreiben eines selbsttätig verfahrbaren Haushaltsgerätes sowie Verfahren zum Betreiben einer Basisstation
CN101358714A (zh) * 2007-07-31 2009-02-04 上海申杰保洁管理有限公司 一种清扫机器人的照明灯
DE102008014912B4 (de) * 2008-03-19 2023-01-19 Vorwerk & Co. Interholding Gmbh Selbsttätig verfahrbares Bodenstaub-Aufsammelgerät
US8961695B2 (en) * 2008-04-24 2015-02-24 Irobot Corporation Mobile robot for cleaning
US8427632B1 (en) * 2009-12-23 2013-04-23 Trimble Navigation Ltd. Image sensor with laser for range measurements
US8892251B1 (en) * 2010-01-06 2014-11-18 Irobot Corporation System and method for autonomous mopping of a floor surface
US8237375B2 (en) * 2010-03-10 2012-08-07 Capella Microsystems (Taiwan) Ltd. Illuminating system and method thereof
US20140025233A1 (en) * 2012-07-17 2014-01-23 Elwha Llc Unmanned device utilization methods and systems
CN103399298B (zh) * 2013-07-30 2015-12-02 中国科学院深圳先进技术研究院 一种基于光强度的多传感器室内定位装置与方法
WO2015036912A1 (en) * 2013-09-10 2015-03-19 Koninklijke Philips N.V. Methods and apparatus for automated commissioning of coded light sources
CN103543434B (zh) * 2013-10-18 2016-09-07 中国科学院深圳先进技术研究院 室内定位系统、手机及定位方法
CN103983945A (zh) * 2014-05-04 2014-08-13 苏州昭创光电技术有限公司 一种用于清洁机器人的光定位系统及其定位方法
CN104224062B (zh) * 2014-09-03 2017-09-15 深圳市大疆创新科技有限公司 Uav及其清洁墙体的方法、采用该uav的墙体清洁系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1994689A (zh) * 2005-12-28 2007-07-11 松下电器产业株式会社 机器人及机器人检测自动化方法
CN102083352A (zh) * 2008-04-24 2011-06-01 进展机器人有限公司 用于机器人使能的移动产品的定位、位置控制和导航系统的应用
EP2473890B1 (en) * 2009-08-31 2014-03-12 Neato Robotics, Inc. Method and apparatus for simultaneous localization and mapping of mobile robot environment
CN102805600A (zh) * 2011-05-31 2012-12-05 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 物品搜寻系统、方法及具有该系统之智能扫地机
US20130231819A1 (en) * 2012-03-02 2013-09-05 Msi Computer (Shenzhen) Co., Ltd. Cleaning robot and control method thereof

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109752855A (zh) * 2017-11-08 2019-05-14 九阳股份有限公司 一种光斑发射装置和检测几何光斑的方法
CN109839102A (zh) * 2017-11-27 2019-06-04 灵踪科技（深圳）有限公司 光曲面定位方法和装置
CN109839102B (zh) * 2017-11-27 2021-05-04 灵踪科技（深圳）有限公司 光曲面定位方法和装置
CN108427098A (zh) * 2018-01-29 2018-08-21 深圳市富邦新科技有限公司 一种短距离定位系统
CN109031189A (zh) * 2018-06-22 2018-12-18 凌宇科技（北京）有限公司 一种定位基站、定位系统、游戏系统及其方法、存储介质
CN109031189B (zh) * 2018-06-22 2024-05-28 凌宇科技（北京）有限公司 一种定位基站、定位系统、游戏系统及其方法、存储介质
CN110865335A (zh) * 2019-11-20 2020-03-06 武汉科技大学 一种室内定位系统及控制方法

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Publication number Publication date
US20160198919A1 (en) 2016-07-14
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TW201625978A (zh) 2016-07-16

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