CN106125736B - 一种机器人的回航方法、机器人及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例提供一种机器人的回航方法、机器人及系统，涉及机器人技术领域，可通过较少的红外收发装置实现机器人自动回航，降低机器人的结构复杂度和成本。该方法包括：若确定需要机器人回航，则获取第一红外接收管接收到红外信号源的第一强度，和第二红外接收管接收到红外信号源的第二强度；根据第一强度和第二强度确定机器人的当前姿态；若机器人的当前姿态为第一姿态，则沿引航线移动机器人至红外信号源，第一姿态为：机器人位于任意一条引航线上，且面向红外信号源；其中，每条引航线为以红外信号源为顶点的一条射线，当机器人处于第一姿态时，第一强度和第二强度均小于预设的第一阈值。该方法可应用于机器人的自动充电过程中。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人的回航方法、机器人及系统。
背景技术
随着机器人技术以及人工智能技术的快速发展，越来越多的机器人作为产品进入到大众生活，并为用户带来了诸多便利。
具有自主行为的可移动机器人，其能量的主要来源为可充电的电池(例如，锂电池、镍氢电池、铅酸电池等),但是由于电池容量有限，导致机器人续航时间较短，普通机器人的续航时间一般为2-4小时，当电量快要耗尽时，需引导机器人回航至充电器处对其进行充电。
传统的回航方法，可利用充电插座上设置的红外发射器和机器人上设置的红外接收器对机器人实现定位和引导，但通常需要安装三个或三个以上的红外发射器和红外接收器，才能实现对机器人的精准定位和回航线路规划功能。
近年来，在上述红外回航方法的基础上，还可以通过无线通信、图像处理、陀螺仪定位等方法实现机器人的自动回航，但是，这些方法需要额外在机器人中设置无线通信模块、图像处理模块或陀螺仪等设备，其实现结构较为复杂且成本较高。
发明内容
本发明的实施例提供一种机器人的回航方法、机器人及系统，可通过较少的红外收发装置实现机器人自动回航，降低机器人以及充电插座的结构复杂度和成本。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一方面，本发明的实施例提供一种机器人的回航方法，所述机器人内设置有对接机构，所述对接机构包括挡板，以及位于所述挡板两侧对称设置的第一红外接收管和第二红外接收管。
所述方法包括：若确定需要机器人回航，则获取第一红外接收管接收到红外信号源的第一强度，和第二红外接收管接收到所述红外信号源的第二强度；根据所述第一强度和所述第二强度确定所述机器人的当前姿态；若所述机器人的当前姿态为第一姿态，则沿引航线移动所述机器人至所述红外信号源，所述第一姿态为：所述机器人位于任意一条引航线上，且面向所述红外信号源；其中，每条引航线为以所述红外信号源为顶点的一条射线，当所述机器人处于所述第一姿态时，所述第一强度和所述第二强度均小于预设的第一阈值。
进一步地，在根据所述第一强度和所述第二强度确定所述机器人的当前姿态之后，还包括：若所述机器人的当前姿态为第二姿态，则将所述机器人的当前姿态从所述第二姿态调整为所述第一姿态；其中，当所述机器人处于所述第二姿态时，所述第一强度位于第一强度范围内，所述第二强度位于第二强度范围内，所述第一强度范围的最小值大于所述第二强度范围的最大值。
进一步地，在根据所述第一强度和所述第二强度确定所述机器人的当前姿态之后，还包括：若所述机器人的当前姿态为第三姿态，则将所述机器人的当前姿态从所述第三姿态调整为所述第二姿态；将所述机器人的当前姿态从所述第二姿态调整为所述第一姿态；其中，当所述机器人处于所述第三姿态时，所述第一强度位于所述第二强度范围内，所述第二强度位于所述第一强度范围内。
进一步地，在根据所述第一强度和所述第二强度确定所述机器人的当前姿态之后，还包括：若所述机器人的当前姿态为第四姿态，则将所述机器人的当前姿态从所述第四姿态调整为所述第二姿态；将所述机器人的当前姿态从所述第二姿态调整为所述第一姿态；其中，所述第四姿态为：所述机器人背向所述红外信号源。
进一步地，根据所述第一强度和所述第二强度确定所述机器人的当前姿态，包括：若所述第一强度和所述第二强度均小于预设的第一阈值，则按照顺时针或逆时针的方向旋转所述机器人；在旋转过程中，若所述第一红外接收管或所述第二红外接收管在预设时间段内获取到的所述红外信号源的强度大于第二阈值，则确定所述机器人的当前姿态为第一姿态。
进一步地，在旋转过程中，若所述第一红外接收管或所述第二红外接收管在预设时间段内获取到的所述红外信号源的强度小于所述第二阈值，则确定所述机器人的当前姿态为第四姿态。
进一步地，将所述机器人的当前姿态从所述第二姿态调整为所述第一姿态，包括：C1、控制所述机器人按第一方向旋转指定角度，所述第一方向为顺时针或逆时针方向；D、控制所述机器人直行指定距离；E、检测所述第一红外接收管和所述第二红外接收管获取到的红外信号的强度；若步骤E中获取到的至少一个红外信号的强度大于所述第一阈值，则循环执行所述步骤C1、D和E，直至所述第一红外接收管和所述第二红外接收管获取到的红外信号的强度均小于所述第一阈值。
其中，在控制所述机器人直行指定距离之后，还包括：若所述机器人移动至红外信号的覆盖范围外，则后退至红外信号的覆盖范围内；C2、控制所述机器人按第二方向旋转指定角度，所述第二方向为与所述第一方向相反的方向；循环执行所述步骤C2、D和E，直至所述第一红外接收管和所述第二红外接收管获取到的红外信号的强度均小于所述第一阈值。
进一步地，将所述机器人的当前姿态调整为所述第二姿态，包括：按照顺时针或逆时针的方向旋转所述机器人，直至所述第一红外接收管获取到所述红外信号源的强度位于所述第一强度范围内，且所述第二红外接收管获取到所述红外信号源的强度位于所述第二强度范围内。
进一步地，沿引航线移动所述机器人至所述红外信号源，包括：A、在预设时间长度内控制所述机器人执行向前直行操作；B、旋转所述机器人，直至所述第一红外接收管和所述第二红外接收管获取到所述红外信号源的强度均小于所述第一阈值；循环执行所述步骤A和B，直至所述机器人至所述红外信号源。
另一方面，本发明的实施例提供一种机器人，所述机器人内设置有对接机构，所述对接机构包括挡板，以及位于所述挡板两侧对称设置的第一红外接收管和第二红外接收管。
所述机器人包括：获取单元，用于若确定需要机器人回航，则获取第一红外接收管接收到红外信号源的第一强度，和第二红外接收管接收到所述红外信号源的第二强度；确定单元，用于根据所述第一强度和所述第二强度确定所述机器人的当前姿态；引航单元，用于若所述机器人的当前姿态为第一姿态，则沿引航线移动所述机器人至所述红外信号源，所述第一姿态为：所述机器人位于任意一条引航线上，且面向所述红外信号源；其中，每条引航线为以所述红外信号源为顶点的一条射线，当所述机器人处于所述第一姿态时，所述第一强度和所述第二强度均小于预设的第一阈值。
进一步地，所述机器人还包括：姿态调整单元，用于若所述机器人的当前姿态为第二姿态，则将所述机器人的当前姿态从所述第二姿态调整为所述第一姿态；其中，当所述机器人处于所述第二姿态时，所述第一强度位于第一强度范围内，所述第二强度位于第二强度范围内，所述第一强度范围的最小值大于所述第二强度范围的最大值。
进一步地，所述姿态调整单元，还用于：若所述机器人的当前姿态为第三姿态，则将所述机器人的当前姿态从所述第三姿态调整为所述第二姿态；将所述机器人的当前姿态从所述第二姿态调整为所述第一姿态；其中，当所述机器人处于所述第三姿态时，所述第一强度位于所述第二强度范围内，所述第二强度位于所述第一强度范围内。
进一步地，所述姿态调整单元，还用于：若所述机器人的当前姿态为第四姿态，则将所述机器人的当前姿态从所述第四姿态调整为所述第二姿态；将所述机器人的当前姿态从所述第二姿态调整为所述第一姿态；其中，所述第四姿态为：所述机器人背向所述红外信号源。
进一步地，所述确定单元，具体用于：若所述第一强度和所述第二强度均小于预设的第一阈值，则按照顺时针或逆时针的方向旋转所述机器人；在旋转过程中，若所述第一红外接收管或所述第二红外接收管在预设时间段内获取到的所述红外信号源的强度大于第二阈值，则确定所述机器人的当前姿态为第一姿态。
进一步地，所述确定单元，还用于在旋转过程中，若所述第一红外接收管或所述第二红外接收管在预设时间段内获取到的所述红外信号源的强度小于所述第二阈值，则确定所述机器人的当前姿态为第四姿态。
进一步地，所述调整单元，具体用于：C1、控制所述机器人按第一方向旋转指定角度，所述第一方向为顺时针或逆时针方向；D、控制所述机器人直行指定距离；E、检测所述第一红外接收管和所述第二红外接收管获取到的红外信号的强度；若步骤E中获取到的至少一个红外信号的强度大于所述第一阈值，则循环执行所述步骤C1、D和E，直至所述第一红外接收管和所述第二红外接收管获取到的红外信号的强度均小于所述第一阈值。
进一步地，所述调整单元，还用于：若所述机器人移动至红外信号的覆盖范围外，则后退至红外信号的覆盖范围内；C2、控制所述机器人按第二方向旋转指定角度，所述第二方向为与所述第一方向相反的方向；循环执行所述步骤C2、D和E，直至所述第一红外接收管和所述第二红外接收管获取到的红外信号的强度均小于所述第一阈值。
进一步地，所述调整单元，具体用于：按照顺时针或逆时针的方向旋转所述机器人，直至所述第一红外接收管获取到所述红外信号源的强度位于所述第一强度范围内，且所述第二红外接收管获取到所述红外信号源的强度位于所述第二强度范围内。
进一步地，所述引航单元，具体用于：A、在预设时间长度内控制所述机器人执行向前直行操作；B、旋转所述机器人，直至所述第一红外接收管和所述第二红外接收管获取到所述红外信号源的强度均小于所述第一阈值；循环执行所述步骤A和B，直至所述机器人至所述红外信号源。
另一方面，本发明的实施例提供一种机器人的回航系统，所述系统包括红外信号源和接收所述红外信号源的机器人，其中，所述机器人内设置有对接机构，所述对接机构包括挡板，以及位于所述挡板两侧对称设置的第一红外接收管和第二红外接收管。
至此，本发明的实施例提供一种机器人的回航方法、机器人及系统，其中，该机器人内设置有对接机构，对接机构包括挡板，以及位于挡板两侧对称设置的第一红外接收管和第二红外接收管，由于挡板可以为第一红外接收管和第二红外接收管阻挡某些角度入射的红外线，因此，会在红外信号源的覆盖区域产生一条或多条以红外信号源为顶点的一条射线(即引航线)，当机器人处于第一姿态，即位于任意一条引航线上，且面向红外信号源时，第一红外接收管接收到的红外信号的第一强度，和第二红外接收管接收到的红外信号的第二强度，均小于预设的第一阈值(即趋近于0)，基于上述原理，在实现机器人自动回航的过程中，可以基于获取的上述第一强度和第二强度，确定机器人的当前姿态；若机器人的当前姿态为第一姿态，则可以沿着该引航线移动机器人至红外信号源处，这样，可通过较少的红外收发装置实现机器人自动回航，降低了机器人以及红外信号源的结构复杂度和成本。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种机器人的回航系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种红外信号源的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种对接机构的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种机器人的回航系统的应用场景示意图一；
图5为本发明实施例提供的一种机器人的回航方法的流程示意图一；
图6为本发明实施例提供的一种机器人的回航系统的应用场景示意图二；
图7为本发明实施例提供的一种机器人的回航系统的应用场景示意图三；
图8为本发明实施例提供的一种机器人的回航方法的流程示意图二；
图9为本发明实施例提供的一种机器人的结构示意图一；
图10为本发明实施例提供的一种机器人的结构示意图二。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
另外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本发明的实施例提供一种机器人的回航系统100，如图1所示，包括红外信号源11以及机器人12。
其中，如图2所示，红外信号源11可以包括红外发射管21和载波模块22，红外发射管21发出的红外信号经过载波模块22进行载波调制后发射，发射的红外信号可覆盖一定区域范围(例如成一定角度的扇形区域)。
示例性的，载波模块22可以由单片机组成，实现固定周期的38K载波调制。
具体的，该红外信号源11可以是一个充电插座，此时，仍如图2所示，红外信号源11还包括转换模块23，即将交流电转换为可用于机器人12充电使用的直流电，那么，通过红外信号源11发射的红外信号，可引导机器人12自动回航至红外信号源11处，并通过转换模块23为机器人12充电。
进一步地，机器人12内设置有对接机构31，该对接机构31用于引导机器人12与红外信号源11实现自动对接，其中，如图3所示，该对接结构31包括挡板41，以及位于挡板41两侧对称设置的第一红外接收管42和第二红外接收管43。
其中，本领域技术人员可以根据实际经验或者一定算法，设置挡板41的长度、宽度和高度，以及第一红外接收管42和/或第二红外接收管43与挡板41之间形成的角度，本发明实施例对此不作限定。
基于上述对接机构31的结构可以看出，挡板41可以为第一红外接收管42和第二红外接收管43阻挡某些角度入射的红外线，因此，当机器人12在红外信号的覆盖范围内的不同位置时，第一红外接收管42和第二红外接收管43感测到的红外信号的强度不相同，并且，如图4所示，当对接机构31位于引航线上时，第一红外接收管42和第二红外接收管43感测到的红外信号的强度均趋近于0，这是因为，当挡板41伸出的长度一定，且第一红外接收管42和第二红外接收管43与挡板41之间形成的角度一定时，红外信号源11在一个或多个角度上发射至对接机构31上的红外信号，在挡板41的遮挡作用下，可形成一定的红外接收盲区，即上述引航线上的区域，此时，第一红外接收管42和第二红外接收管43感测到的红外信号的强度均趋近于0。
因此，如图4所示，红外信号的覆盖范围可以被一条或多条引航线划分为：引航线上的区域，例如，图4中的E、F和G，以及引航线外的区域，例如，图4中的A、B、C和D。由于引航线是以红外信号源11为顶点的一条射线，其顶点均为红外信号源11，因此，对于任意姿态、处于任意区域的机器人12，最终都可以通过引航线引导机器人12回航至红外信号源11。
需要说明的是，本发明实施例中定义的引航线是具有一定宽度的路径，对于位于引航线上，且面向红外信号源11的机器人12，其对接机构31内第一红外接收管42接收到的红外信号的第一强度，和第二红外接收管43接收到的红外信号源的第二强度，均小于预设的第一阈值(即趋近于0)。
进一步地，仍如图3所示，对接机构31还可以包括信号处理模块44，该信号处理模块44可以将第一红外接收管42和第二红外接收管43接收到的红外信号转化为一个模拟量，该模拟量可以反映出接收到的红外信号的强度，例如，信号处理模块44通过AD(analogdigital模拟-数字)采样，便可以得到与接收到的红外信号对应的AD值，该AD值反映了接收到的红外信号的强度大小，这样，通过第一红外接收管42和第二红外接收管43与信号处理模块44的交互，便可以获取到第一红外接收管42接收到的红外信号的第一强度，和第二红外接收管43接收到的红外信号源的第二强度。
当然，上述信号处理模块44的功能也可以集成在机器人12内的其他功能模块中，例如集成在机器人12的处理芯片内，这样，第一红外接收管42和第二红外接收管43可以将接收到的红外信号发送到处理芯片，最终由处理芯片进行信号转换，得到上述第一强度和第二强度。
基于上述原理，如图5所示，本发明的实施例提供一种机器人的回航方法，包括：
101、若确定需要机器人回航，则机器人获取第一红外接收管接收到的红外信号的第一强度，和第二红外接收管接收到的红外信号的第二强度。
具体的，在任意需要机器人回航的场景下，例如，当机器人的电量小于电量阈值时，都可以触发机器人周期性或非周期性的检测第一红外接收管接收到的红外信号的第一强度，和第二红外接收管接收到的红外信号的第二强度。
其中，第一强度和第二强度的获取方法以在上述信号处理模块44的相关描述中详细阐述，故此处不再赘述。
另外，在当机器人的电量小于电量阈值时，还可以触发机器人保存当前工作状态，以便于后续充电完成后可以继续未完成的工作。
102、机器人根据第一强度和第二强度确定当前姿态。
具体的，如图6所示，以第一红外接收管42设置在挡板41的左侧，第二红外接收管43设置在挡板41的右侧为例，机器人在红外信号的覆盖范围内可划分为4种姿态，其中，第一姿态如图6中机器人P所示，机器人P位于任意一条引航线上，且面向红外信号源，此时，第一红外接收管42接收到的红外信号的第一强度，和第二红外接收管43接收到的红外信号的第二强度均小于第一阈值；第二姿态如图6中机器人M所示，机器人M可以在任意区域，并且，机器人M朝向红外信号源的右侧，此时，第一红外接收管42接收到的红外信号的第一强度，应大于第二红外接收管43接收到的红外信号的第二强度；第三姿态如图6中机器人N所示，机器人N也可以在任意区域，并且，机器人N朝向红外信号源的左侧，此时，第一红外接收管42接收到的红外信号的第一强度，应小于第二红外接收管43接收到的红外信号的第二强度；第四姿态如图6中机器人O所示，机器人O也可以在任意区域，并且，机器人O背向红外信号源，此时，第一红外接收管42接收到的红外信号的第一强度，和第二红外接收管43接收到的红外信号的第二强度也全部小于第一阈值。
这样，根据不同姿态与第一强度和第二强度之间的关系，可以准确的确定出机器人的当前姿态是否为第二姿态或第三姿态，但是，当第一强度和第二强度均小于第一阈值时，上述判断条件并不能区分出机器人处于第一姿态还是第四姿态。
那么，当第一强度和第二强度均小于第一阈值时，机器人可以按照顺时针或逆时针的方向旋转；此时，对于处于第一姿态的机器人，由于该姿态的机器人是面向红外信号源11的，因此，在旋转过程中，第一红外接收管42和/或第二红外接收管43接收到的红外信号强度，应该可以在较短的时间(即预设时间段)内达到第二阈值，相应的，对于处于第四姿态的机器人，由于该姿态的机器人是背向红外信号源11的，因此，在旋转过程中，第一红外接收管42和/或第二红外接收管43接收到的红外信号强度，在该预设时间段内无法达到第二阈值，这样，便可以进一步地区分出机器人的当前姿态为第一姿态还是第四姿态。
103、若机器人的当前姿态为第一姿态，则机器人沿引航线移动至发出红外信号的红外信号源，第一姿态为：机器人位于任意一条引航线上，且面向红外信号源。
具体的，在步骤103种，若确定机器人的当前姿态为第一姿态，即机器人位于任意一条引航线上，且面向红外信号源，那么，由于引航线的顶点即为红外信号源，因此，机器人可直接沿着所在的引航线，移动至该红外信号源。
后续，机器人可以直接与红外信号源上设置的充电插头对接，实现机器人的自动回航充电功能。
进一步地，由于机器人在实际运动中很难保持沿直线运动，因此，以图6中的机器人P为例，在沿引航线移动的过程中，可以每次先直行预设时间长度，例如，先直行3秒，然后，可以左右分别旋转机器人，直至第一红外接收管和第二红外接收管获取到的红外信号的强度均小于第一阈值，即对机器人的前进方向进行校准，使机器人能够朝引航线的方向直行；这样，循环执行上述步骤，如图7所示，可得到一条沿引航线方向的阶梯形移动路径，直至机器人移动至红外信号源。
进一步地，如图8所示，在步骤102之后，若机器人的当前姿态为第二姿态，则执行下述步骤201；若机器人的当前姿态为第三姿态，则执行下述步骤202-203；若机器人的当前姿态为第四姿态，则执行下述步骤204-205。
201、若机器人的当前姿态为第二姿态，则将机器人的当前姿态从第二姿态调整为第一姿态。
若步骤101获取的第一强度位于第一强度范围内，且第二强度位于第二强度范围内，该第一强度范围的最小值大于第二强度范围的最大值，则可确定机器人的当前姿态为第二姿态。
此时，为了将机器人的当前姿态从第二姿态调整为第一姿态，仍以图6为例，可以控制机器人M沿顺时针(即沿第一方向)旋转指定角度，例如15°，然后直行指定距离，例如2米，若此时第一红外接收管和第二红外接收管获取到的红外信号的强度均小于第一阈值，则说明已调整为第一姿态，否则，则循环执行上述旋转指定角度、直行指定距离，以及判断获取到的红外信号的强度是否均小于第一阈值的操作，直至第一红外接收管和第二红外接收管获取到红外信号的强度均小于第一阈值，以使得机器人M从第二姿态调整为第一姿态。
另外，当机器人M位于图中的中区域D时，在执行上述直行指定距离之后，可能会移动至红外信号的覆盖范围外，此时，控制机器人M后退至红外信号的覆盖范围内，然后，改变机器人M旋转指定角度的方向为第二方向，即与第一方向相反的逆时针方向，继续循环执行上述旋转指定角度、直行指定距离，以及判断获取到的红外信号的强度是否均小于第一阈值的操作，直至第一红外接收管和第二红外接收管获取到红外信号的强度均小于第一阈值，以使得机器人M从第二姿态调整为第一姿态。
后续，当机器人调整为第一姿态后，可以沿用上述步骤103-104所述的回航方法移动至红外信号源。
202、若机器人的当前姿态为第三姿态，则将机器人的当前姿态从第三姿态调整为上述第二姿态。
203、将机器人的当前姿态从第二姿态调整为上述第一姿态。
由于第三姿态与第二姿态是对称的，因此，当步骤101获取的第一强度位于上述第二强度范围内，且第二强度位于上述第一强度范围内时，可确定机器人的当前姿态为第三姿态。
此时，可先将机器人的当前姿态从第三姿态调整为上述第二姿态，即按照顺时针或逆时针的方向旋转机器人，直至第一红外接收管获取到的红外信号的强度位于第一强度范围内，且第二红外接收管获取到的红外信号的强度位于第二强度范围内时，确认机器人的当前姿态调整为上述第二姿态。
进而，可按照上述步骤201的方法，将机器人的当前姿态再从第二姿态调整为上述第一姿态，后续，仍沿用上述步骤103-104所述的回航方法使机器人移动至红外信号源。
204、若机器人的当前姿态为第四姿态，则将机器人的当前姿态从第四姿态调整为上述第二姿态。
205、将机器人的当前姿态从第二姿态调整为上述第一姿态。
当机器人的当前姿态为第四姿态时，与上述步骤202-203类似的，可以先将机器人的当前姿态从第四姿态调整为上述第二姿态，即按照顺时针或逆时针的方向旋转机器人，直至第一红外接收管获取到的红外信号的强度位于第一强度范围内，且第二红外接收管获取到的红外信号的强度位于第二强度范围内时，确认机器人的当前姿态调整为上述第二姿态。
进而，按照上述步骤201的方法，将机器人的当前姿态再从第二姿态调整为上述第一姿态，后续，仍沿用上述步骤103-104所述的回航方法使机器人移动至红外信号源。
至此，本发明的实施例提供一种机器人的回航方法，该机器人内设置有对接机构，对接机构包括挡板，以及位于挡板两侧对称设置的第一红外接收管和第二红外接收管，由于挡板可以为第一红外接收管和第二红外接收管阻挡某些角度入射的红外线，因此，会在红外信号源的覆盖区域产生一条或多条以红外信号源为顶点的一条射线(即引航线)，当机器人处于第一姿态，即位于任意一条引航线上，且面向红外信号源时，第一红外接收管接收到红外信号源的第一强度，和第二红外接收管接收到红外信号源的第二强度，均小于预设的第一阈值(即趋近于0)，基于上述原理，在实现机器人自动回航的过程中，可以基于获取的上述第一强度和第二强度，确定机器人的当前姿态；若机器人的当前姿态为第一姿态，则可以沿着该引航线移动机器人至红外信号源处，这样，可通过较少的红外收发装置实现机器人自动回航，降低了机器人以及红外信号源的结构复杂度和成本。
图9为本发明实施例提供的一种机器人12的结构示意图，本发明实施例提供的机器人可以用于实施上述图1-图8所示的本发明各实施例实现的方法，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照图1-图8所示的本发明各实施例。
具体的，该机器人12内设置有如图3所示的对接机构31，所述对接机构31包括挡板41，以及位于所述挡板41两侧对称设置的第一红外接收管42和第二红外接收管43，
其中，所述机器人12具体包括：
获取单元51，用于若确定需要机器人回航，则获取第一红外接收管接收到的红外信号的第一强度，和第二红外接收管接收到的红外信号的第二强度；
确定单元52，用于根据所述第一强度和所述第二强度确定所述机器人的当前姿态；
引航单元53，用于若所述机器人的当前姿态为第一姿态，则沿引航线移动所述机器人至发出红外信号的红外信号源，所述第一姿态为：所述机器人位于任意一条引航线上，且面向红外信号源；
其中，每条引航线为以所述红外信号源为顶点的一条射线，当所述机器人处于所述第一姿态时，所述第一强度和所述第二强度均小于预设的第一阈值。
进一步地，如图10所示，所述机器人12还包括：
姿态调整单元54，用于若所述机器人的当前姿态为第二姿态，则将所述机器人的当前姿态从所述第二姿态调整为所述第一姿态；
其中，当所述机器人处于所述第二姿态时，所述第一强度位于第一强度范围内，所述第二强度位于第二强度范围内，所述第一强度范围的最小值大于所述第二强度范围的最大值。
进一步地，所述姿态调整单元54，还用于：若所述机器人的当前姿态为第三姿态，则将所述机器人的当前姿态从所述第三姿态调整为所述第二姿态；将所述机器人的当前姿态从所述第二姿态调整为所述第一姿态；
其中，当所述机器人处于所述第三姿态时，所述第一强度位于所述第二强度范围内，所述第二强度位于所述第一强度范围内。
进一步地，所述姿态调整单元54，还用于：若所述机器人的当前姿态为第四姿态，则将所述机器人的当前姿态从所述第四姿态调整为所述第二姿态；将所述机器人的当前姿态从所述第二姿态调整为所述第一姿态；
其中，所述第四姿态为：所述机器人背向所述红外信号源。
进一步地，所述确定单元52，具体用于：若所述第一强度和所述第二强度均小于预设的第一阈值，则按照顺时针或逆时针的方向旋转所述机器人；在旋转过程中，若所述第一红外接收管或所述第二红外接收管在预设时间段内获取到的红外信号的强度大于第二阈值，则确定所述机器人的当前姿态为第一姿态。
进一步地，所述确定单元52，还用于在旋转过程中，若所述第一红外接收管或所述第二红外接收管在预设时间段内获取到的红外信号的强度小于所述第二阈值，则确定所述机器人的当前姿态为第四姿态。
进一步地，所述调整单元54，具体用于：C1、控制所述机器人按顺时针或逆时针的第一方向旋转指定角度；D、控制所述机器人直行指定距离；E、检测所述第一红外接收管和所述第二红外接收管获取到的红外信号的强度；若步骤E中获取到的至少一个红外信号的强度大于所述第一阈值，则循环执行所述步骤C1、D和E，直至所述第一红外接收管和所述第二红外接收管获取到的红外信号的强度均小于所述第一阈值。
进一步地，所述调整单元54，还用于：若所述机器人移动至红外信号的覆盖范围外，则后退至红外信号的覆盖范围内；C2、控制所述机器人按第二方向旋转指定角度，所述第二方向为与所述第一方向相反的方向；循环执行所述步骤C2、D和E，直至所述第一红外接收管和所述第二红外接收管获取到的红外信号的强度均小于所述第一阈值。
进一步地，所述调整单元54，具体用于：按照顺时针或逆时针的方向旋转所述机器人，直至所述第一红外接收管获取到的红外信号的强度位于所述第一强度范围内，且所述第二红外接收管获取到的红外信号的强度位于所述第二强度范围内。
进一步地，所述引航单元53，具体用于：A、在预设时间长度内控制所述机器人执行向前直行操作；B、旋转所述机器人，直至所述第一红外接收管和所述第二红外接收管获取到的红外信号的强度均小于所述第一阈值；循环执行所述步骤A和B，直至所述机器人至所述红外信号源。
至此，本发明的实施例提供一种机器人，该机器人内设置有对接机构，对接机构包括挡板，以及位于挡板两侧对称设置的第一红外接收管和第二红外接收管，由于挡板可以为第一红外接收管和第二红外接收管阻挡某些角度入射的红外线，因此，会在红外信号源的覆盖区域产生一条或多条以红外信号源为顶点的一条射线(即引航线)，当机器人处于第一姿态，即位于任意一条引航线上，且面向红外信号源时，第一红外接收管接收到红外信号源的第一强度，和第二红外接收管接收到红外信号源的第二强度，均小于预设的第一阈值(即趋近于0)，基于上述原理，在实现机器人自动回航的过程中，可以基于获取的上述第一强度和第二强度，确定机器人的当前姿态；若机器人的当前姿态为第一姿态，则可以沿着该引航线移动机器人至红外信号源处，这样，可通过较少的红外收发装置实现机器人自动回航，降低了机器人以及红外信号源的结构复杂度和成本。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (19)
1.一种机器人，其特征在于，所述机器人内设置有对接机构，所述对接机构包括挡板，以及位于所述挡板两侧对称设置的第一红外接收管和第二红外接收管，所述机器人包括：
获取单元，用于当确定需要机器人回航时，则获取第一红外接收管接收到的红外信号的第一强度，和第二红外接收管接收到的红外信号的第二强度；
确定单元，用于根据所述第一强度和所述第二强度确定所述机器人的当前姿态；
引航单元，用于若所述机器人的当前姿态为第一姿态，则沿引航线移动所述机器人至发出红外信号的红外信号源，所述第一姿态为：所述机器人位于任意一条引航线上，且面向红外信号源；
其中，每条引航线为以所述红外信号源为顶点的一条射线，当所述机器人处于所述第一姿态时，所述第一强度和所述第二强度均小于预设的第一阈值；
所述确定单元，具体用于：若所述第一强度和所述第二强度均小于预设的第一阈值，则按照顺时针或逆时针的方向旋转所述机器人；在旋转过程中，若所述第一红外接收管或所述第二红外接收管在预设时间段内获取到的红外信号的强度大于第二阈值，则确定所述机器人的当前姿态为第一姿态。
2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述机器人还包括：
姿态调整单元，用于若所述机器人的当前姿态为第二姿态，则将所述机器人的当前姿态从所述第二姿态调整为所述第一姿态；
其中，当所述机器人处于所述第二姿态时，所述第一强度位于第一强度范围内，所述第二强度位于第二强度范围内，所述第一强度范围的最小值大于所述第二强度范围的最大值。
3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，
所述姿态调整单元，还用于：若所述机器人的当前姿态为第三姿态，则将所述机器人的当前姿态从所述第三姿态调整为所述第二姿态；并将所述机器人的当前姿态从所述第二姿态调整为所述第一姿态；
其中，当所述机器人处于所述第三姿态时，所述第一强度位于所述第二强度范围内，所述第二强度位于所述第一强度范围内。
4.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，
所述姿态调整单元，还用于：若所述机器人的当前姿态为第四姿态，则将所述机器人的当前姿态从所述第四姿态调整为所述第二姿态；将所述机器人的当前姿态从所述第二姿态调整为所述第一姿态；
其中，所述第四姿态为：所述机器人背向所述红外信号源。
5.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，
所述确定单元，还用于在旋转过程中，若所述第一红外接收管或所述第二红外接收管在预设时间段内获取到的红外信号的强度小于所述第二阈值，则确定所述机器人的当前姿态为第四姿态。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的机器人，其特征在于，
所述调整单元，具体用于：C1、控制所述机器人按第一方向旋转指定角度，所述第一方向为顺时针或逆时针方向；D、控制所述机器人直行指定距离；E、检测所述第一红外接收管和所述第二红外接收管获取到的红外信号的强度；若步骤E中获取到的至少一个红外信号的强度大于所述第一阈值，则循环执行所述步骤C1、D和E，直至所述第一红外接收管和所述第二红外接收管获取到的红外信号的强度均小于所述第一阈值。
7.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，
所述调整单元，还用于：若所述机器人移动至红外信号的覆盖范围外，则后退至红外信号的覆盖范围内；C2、控制所述机器人按第二方向旋转指定角度，所述第二方向为与所述第一方向相反的方向；循环执行所述步骤C2、D和E，直至所述第一红外接收管和所述第二红外接收管获取到的红外信号的强度均小于所述第一阈值。
8.根据权利要求3-5中任一项所述的机器人，其特征在于，
所述调整单元，具体用于：按照顺时针或逆时针的方向旋转所述机器人，直至所述第一红外接收管获取到的红外信号的强度位于所述第一强度范围内，且所述第二红外接收管获取到的红外信号的强度位于所述第二强度范围内。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的机器人，其特征在于，
所述引航单元，具体用于：A、在预设时间长度内控制所述机器人执行向前直行操作；B、旋转所述机器人，直至所述第一红外接收管和所述第二红外接收管获取到的红外信号的强度均小于所述第一阈值；循环执行所述步骤A和B，直至所述机器人至所述红外信号源。
10.一种机器人的回航方法，其特征在于，所述机器人内设置有对接机构，所述对接机构包括挡板，以及位于所述挡板两侧对称设置的第一红外接收管和第二红外接收管，所述方法包括：
若确定需要机器人回航，则获取所述第一红外接收管接收到的红外信号的第一强度，和所述第二红外接收管接收到的红外信号的第二强度；
根据所述第一强度和所述第二强度确定所述机器人的当前姿态，包括：
若所述第一强度和所述第二强度均小于预设的第一阈值，则按照顺时针或逆时针的方向旋转所述机器人；
在旋转过程中，若所述第一红外接收管或所述第二红外接收管在预设时间段内获取到的红外信号的强度大于第二阈值，则确定所述机器人的当前姿态为第一姿态；
若所述机器人的当前姿态为第一姿态，则沿引航线移动所述机器人至发出红外信号的红外信号源，所述第一姿态为：所述机器人位于任意一条引航线上，且面向所述红外信号源；
其中，每条引航线为以所述红外信号源为顶点的一条射线，当所述机器人处于所述第一姿态时，所述第一强度和所述第二强度均小于预设的第一阈值。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在根据所述第一强度和所述第二强度确定所述机器人的当前姿态之后，还包括：
若所述机器人的当前姿态为第二姿态，则将所述机器人的当前姿态从所述第二姿态调整为所述第一姿态；
其中，当所述机器人处于所述第二姿态时，所述第一强度位于第一强度范围内，所述第二强度位于第二强度范围内，所述第一强度范围的最小值大于所述第二强度范围的最大值。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在根据所述第一强度和所述第二强度确定所述机器人的当前姿态之后，还包括：
若所述机器人的当前姿态为第三姿态，则将所述机器人的当前姿态从所述第三姿态调整为所述第二姿态；
将所述机器人的当前姿态从所述第二姿态调整为所述第一姿态；
其中，当所述机器人处于所述第三姿态时，所述第一强度位于所述第二强度范围内，所述第二强度位于所述第一强度范围内。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在根据所述第一强度和所述第二强度确定所述机器人的当前姿态之后，还包括：
若所述机器人的当前姿态为第四姿态，则将所述机器人的当前姿态从所述第四姿态调整为所述第二姿态；
将所述机器人的当前姿态从所述第二姿态调整为所述第一姿态；
其中，所述第四姿态为：所述机器人背向所述红外信号源。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在按照顺时针或逆时针的方向旋转所述机器人之后，还包括：
在旋转过程中，若所述第一红外接收管或所述第二红外接收管在预设时间段内获取到的红外信号的强度小于所述第二阈值，则确定所述机器人的当前姿态为第四姿态。
15.根据权利要求11-14中任一项所述的方法，其特征在于，将所述机器人的当前姿态从所述第二姿态调整为所述第一姿态，包括：
C1、控制所述机器人按第一方向旋转指定角度，所述第一方向为顺时针或逆时针方向；
D、控制所述机器人直行指定距离；
E、检测所述第一红外接收管和所述第二红外接收管获取到的红外信号的强度；
若步骤E中获取到的至少一个红外信号的强度大于所述第一阈值，则循环执行所述步骤C1、D和E，直至所述第一红外接收管和所述第二红外接收管获取到的红外信号的强度均小于所述第一阈值。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在控制所述机器人直行指定距离之后，还包括：
若所述机器人移动至红外信号的覆盖范围外，则后退至红外信号的覆盖范围内；
C2、控制所述机器人按第二方向旋转指定角度，所述第二方向为与所述第一方向相反的方向；
循环执行所述步骤C2、D和E，直至所述第一红外接收管和所述第二红外接收管获取到的红外信号的强度均小于所述第一阈值。
17.根据权利要求12-14中任一项所述的方法，其特征在于，将所述机器人的当前姿态调整为所述第二姿态，包括：
按照顺时针或逆时针的方向旋转所述机器人，直至所述第一红外接收管获取到的红外信号的强度位于所述第一强度范围内，且所述第二红外接收管获取到的红外信号的强度位于所述第二强度范围内。
18.根据权利要求10-14中任一项所述的方法，其特征在于，沿引航线移动所述机器人至红外信号源，包括：
A、在预设时间长度内控制所述机器人执行向前直行操作；
B、旋转所述机器人，直至所述第一红外接收管和所述第二红外接收管获取到的红外信号的强度均小于所述第一阈值；
循环执行所述步骤A和B，直至所述机器人至所述红外信号源。
19.一种机器人的回航系统，其特征在于，所述系统包括红外信号源以及如权利要求1-9中任一项所述的机器人，其中，所述机器人内设置有对接机构，所述对接机构包括挡板，以及位于所述挡板两侧对称设置的第一红外接收管和第二红外接收管。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1876336A (zh) * | 2005-06-07 | 2006-12-13 | Lg电子株式会社 | 使自行机器人自动返回到充电站的系统和方法 |
| KR20120062462A (ko) * | 2010-12-06 | 2012-06-14 | 삼성전자주식회사 | 로봇 및 로봇의 경로생성방법 |
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Patent Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| CN1876336A (zh) * | 2005-06-07 | 2006-12-13 | Lg电子株式会社 | 使自行机器人自动返回到充电站的系统和方法 |
| US8438695B2 (en) * | 2007-05-09 | 2013-05-14 | Irobot Corporation | Autonomous coverage robot sensing |
| KR20120062462A (ko) * | 2010-12-06 | 2012-06-14 | 삼성전자주식회사 | 로봇 및 로봇의 경로생성방법 |
| CN102736622A (zh) * | 2011-03-31 | 2012-10-17 | 泰怡凯电器(苏州)有限公司 | 多功能机器人系统及机器人本体寻找模块部的控制方法 |
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