CN106292651B - 自动工作系统、自动工作设备及其识别出发位置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动工作系统、自动工作设备及其识别出发位置的方法，所述自动工作系统、自动工作设备及其识别出发位置的方法，通过充电站与信号站的信号对接来识别信号站，自动工作设备再通过识别信号站的位置信号来最终识别出信号站所处的出发位置。这样的识别出发位置的方式与传统方式相比，自动工作设备的出发位置无需由机器系统内部程序预先设定或用户精确测量后输入，这样既可以实现自动工作设备充电后的出发位置识别的完全自动化，又使得自动工作设备更加人性化、便捷。

Description

自动工作系统、自动工作设备及其识别出发位置的方法

技术领域

本发明涉及智能控制领域，特别是涉及一种自动工作系统、自动工作设备及其识别出发位置的方法。

背景技术

随着科学技术的不断进步，各种自动工作设备已经开始慢慢的走进人们的生活，例如自动吸尘器和自动割草机等。这种自动工作设备具有行走装置、工作装置及自动控制装置，从而使得自动工作设备能够脱离人们的操作，在一定范围内自动行走并执行工作，在自动工作设备的储能装置能量不足时，其能够自动返回充电站装置进行充电，然后继续工作。这种自动工作设备将人们从房屋清洁、草坪修剪等枯燥且费时费力的家务工作中解放出来，节省了人们的时间，为人们生活带来了便利。

然而，当自动工作设备返回充电站装置进行充电后准备继续工作时，会沿着其工作区域的边界线行走，随机选择不同的距离来实现每次从不同位置出发开始工作。而其随机选择的出发距离都是由自动工作设备系统内部程序预先设定的，或者需要用户精确测量后输入进去的，这样的方式操作麻烦，且难以应对不同用户的不同需求。

发明内容

基于此，有必要针对上述随机选择或需要用户精确测量后输入的确定出发位置的方式操作过于麻烦的问题，提供一种自动工作系统、自动工作设备及其识别出发位置的方法。

一种自动工作设备，用于在边界线所限定的工作区域内行走并工作，包括：

壳体；行走模块，安装于壳体，所述行走模块带动自动工作设备行走和转向，行走模块包括轮组和驱动轮组行走的驱动马达；位置识别模块，用于接收工作区域内出发位置处发射的位置信号；控制模块，与所述行走模块及位置识别模块电性连接，用于当位置识别模块识别到出发位置时控制所述行走模块工作；其中，所述工作区域内设有至少两个信号站，所述信号站分别位于出发位置处，同一时刻最多一个信号站发射位置信号。

在其中一个实施例中，所述边界线上设有充电站，所述充电站可分别发射与所述信号站对应的边界线信号。

在其中一个实施例中，所述信号站与所述边界线相连接，所述边界线为所述信号站提供电能。

在其中一个实施例中，所述信号站包括蓄电池，所述蓄电池连接有微功耗无线通信模块和电池充电电路模块，所述电池充电电路模块连接有整流滤波电路模块，所述整流滤波电路模块连接有电感器，所述电感器的出线端连接于边界线上。

在其中一个实施例中，所述微功耗无线通信模块用于接收边界线信号和发射位置信号。

在其中一个实施例中，所述位置信号为超声波、红外线或Zigbee信号。

在其中一个实施例中，所述位置识别模块为传感器。

一种自动工作系统，包括上述的自动工作设备，还包括所述边界线。

一种自动工作设备识别出发位置的方法，所述自动工作设备为上述的自动工作设备，所述自动工作设备用于在由边界线所限定的工作区域内行走并工作，所述自动工作设备识别出发位置的方法包括如下步骤：信号站接收充电站发射的边界线信号；感应到边界线信号的信号站发射位置信号；自动工作设备接收信号站发射的位置信号，并记录所述信号站所在位置为出发位置；自动工作设备行走至出发位置。

在其中一个实施例中，所述自动工作设备识别出发位置的方法还包括如下步骤：根据预先设定的充电站发射各边界线信号的频率发射边界线信号。

在其中一个实施例中，所述根据预先设定的充电站发射各边界线信号的频率发射边界线信号步骤为：预先设定充电站在一定时间段内发射各边界线信号的次数，发射边界线信号前，获取所述边界线信号在所述时间段内已发射的次数是否超过预设预先设定次数，若已发射次数小于预先设定次数，则发射所述边界线信号。

在其中一个实施例中，所述根据预先设定的充电站发射各边界线信号的频率发射边界线信号步骤为：预先设定充电站发射各个不同的边界线信号的时间段，发射边界线信号前，将当前时间与各个边界线信号发射的时间段进行匹配，信号站发射匹配的时间段对应的边界线信号。

上述自动工作系统、自动工作设备及其识别出发位置的方法，通过充电站与信号站的信号对接来识别信号站，自动工作设备再通过识别信号站的位置信号来最终识别出信号站所处的出发位置。这样的识别出发位置的方式与传统方式相比，自动工作设备的出发位置无需由机器系统内部程序预先设定或用户精确测量后输入，这样既可以实现自动工作设备充电后的出发位置识别的完全自动化，又使得自动工作设备更加人性化、便捷。

附图说明

图1为本发明一实施例中自动工作设备的原理框架图；

图2为本发明一实施例中边界线给信号站提供电能电路示意图；

图3为本发明一实施例中自动工作系统示意图；

图4为本发明一实施例中自动工作设备识别出发位置的方法流程图。

自动工作设备100 行走模块120 位置识别模块130

自动工作系统200 边界线210 充电站220

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案进行清楚和完整的描述。

本发明的自动工作设备100可以是自动割草机，或者自动吸尘器等，它们自动行走于工作区域的地面或表面上，进行割草和吸尘工作。当然，自动工作设备100不限于自动割草机和自动吸尘器，也可以为其它设备，如喷洒设备、监视设备等等无人值守的设备，本实施例中，自动工作设备100为割草机。

边界线210上设有充电站220。当自动工作设备100工作到能量低需要充电时，自动工作设备100自动行走至充电站220，与充电站220对接充电。当自动工作设备100充完电后，需要重新回到工作区域内继续工作。

请参照图1，本发明较佳的实施例提供一种自动工作设备100，该自动工作设备100用于在边界线210所限定的工作区域内行走并工作，包括壳体、行走模块110、控制模块120、位置识别模块130。

行走模块110，安装于壳体内，能够带动自动工作设备100行走和转向，行走模块110还包括轮组和驱动轮组行走的驱动马达。驱动马达为轮组提供驱动力量，以满足自动工作设备100进行工作的需求。

位置识别模块130，用于接收工作区域内出发位置处发射的位置信号。工作区域内设置有至少两个信号站，每个信号站均对应于一个出发位置。亦即每个出发位置上均设有一个信号站。信号站发射可供自动工作设备100感应识别的位置信号。当某一出发位置上的信号站发射位置信号时，其他出发位置上的信号站均处于关闭状态。即同一时刻，只能有一个信号站发射位置信号。位置信号如超声波、红外线或Zigbee信号等。位置识别模块130为至少一个传感器，且传感器均可以接收如超声波、红外线或Zigbee信号等的位置信号。对于位置信号的选择，此处不做具体限定，只要自动工作设备100能够感应识别到对应的信号即可。当自动工作设备100感应到位置信号，则以发射该位置信号的信号站所在的出发位置为行走目的地向其行走。

请参照图2，信号站所需的电能是通过边界线210的信号感应得到的。也就是说，信号站不需要额外的给电池充电或者更换电池，其电能来自于边界线210，利用边界线210上的信号获取电能，整流滤波后给电池充电。具体的，信号站包括蓄电池。蓄电池连接有微功耗武安县通信模块和电池充电电路模块。电池充电电路模块连接有整流滤波电路模块。整流滤波电路模块连接有电感器。电感器的出线端连接于边界线210上。微功耗无线通信模块用于接收边界线信号和发射位置信号。

充电站220可发射至少两种不同的边界线信号，每一种边界线信号均对应有一个信号站接收。每个信号站只能接收一种边界线信号，且每个信号站能够接收的边界线信号各不相同。当自动工作设备100在充电站220充电完成后，充电站220即会发射一种边界线信号，而能够接收此种边界线信号的信号站则接收到此种边界线信号。此时，信号站即会发射位置信号。

充电站220所发射的边界线信号需要进行限定。如，将每天的24小时候平均分为若干时间段，将充电站220所能够发送的若干种边界线信号均一一对应到若干个时间段内，即当充电站220需要发射边界线信号时，先根据当前时间查找到当前时间所在时间段，再发射该时间段所对应的边界线信号。这样即可以控制每种边界线信号被发射的频率，从而控制自动工作设备100从各个出发位置出发开始执行工作任务的频率。也可以设定每种边界线信号在一定时间段内的发射频率，当在该时间段内，某一中边界线信号的发射次数已经达到最大时，则重新发射另一种边界线信号，通过这样的方式来控制每种边界线信号被发射的频率。

控制模块120，与行走模块110及位置识别模块130电性连接，用于当位置识别模块130识别到出发位置时控制行走模块110工作。该控制模块120为自动工作设备100的整个控制中心，与自动工作设备100中的其它相关结构电性连接，以接收相关信息，并下发相关指令，使自动工作设备100有条不紊地执行工作任务。当某一信号站接收到充电站220发射的边界线信号时，该信号站即发射位置信号。若自动工作设备100接收到对应的信号站发射的位置信号后，控制模块120则以该信号站所在位置为出发位置，向行走模块110下发相关行走命令，使自动工作设备100从当前位置行走至出发位置，并出发开始执行工作任务。

本发明的自动工作设备100在充完电后在识别到出发位置后，行走至出发位置，并从出发位置出发开始执行工作任务。与传统方式相比，自动工作设备100的出发位置无需由机器系统内部程序预先设定或用户精确测量后输入，只需用户将信号站设置于所需自动工作设备100出发的位置即可，这样既可以实现自动工作设备100充电后的出发位置识别的完全自动化，又使得自动工作设备100更加人性化、便捷。

请参照图3，本发明较佳的实施例还提供一种自动工作系统200，包括：

边界线210，用于限定自动工作系统200的工作区域，还包括前述的自动工作设备100。在该实施例中，自动割草机在边界线210内自动进行草坪切割。工作区域内设有至少一个出发位置，每个出发位置上均对应设有一个信号站。对于信号站的设置位置、设置方式等请参照上述论述，此处不再赘述。

该自动工作系统200能够在自动工作设备100充完电后，识别出出发开始执行工作任务的出发位置，这样既可以实现自动工作设备100充电后的出发位置识别的完全自动化，又使得自动工作设备100更加人性化、便捷。

请参照图4，本发明较佳的实施例还提供一种自动工作设备100识别出发位置的方法，自动工作设备100用于在由边界线210所限定的工作区域内行走并工作，包括如下步骤：

步骤S110：根据预先设定的充电站发射各边界线信号的频率发射边界线信号。预先设定充电站220发射各个不同的边界线信号的时间段，即每种边界线信号均对应于一个发射时间段。在发射边界线信号之前，先将当前时间与划分的各个时间段进行匹配，若当前时间匹配到具体的时间段时，启动充电站220发送该时间段所对应的边界线信号。当然，在其他实施例中，还可以采用其他的形式，来实现本步骤，例如，预先设定在一定时间段内发射不同的边界线信号的频率。而实际没发射一次边界线信号，则在该种边界线信号的发射次数上加1。在发射某种边界线信号前，先获取该边界线信号之前在该时间段内已经发射的次数，将该次数与预先设置的该种边界线信号的总次数进行对比，若实际发射的次数小于预设的总次数，则启动充电站220发射该种边界线信号；否则匹配另一种边界线信号的发射次数。

步骤S120：信号站接收充电站发射的边界线信号。自动工作设备100从充电站220充电完成后，充电站220即发射某个信号站可接收的边界线信号。而此时，信号站则均识别感应此边界线信号。当然，只有一个信号站能够感应出此种边界线信号。

步骤S130：感应到边界线信号的信号站发射位置信号。信号站感应出边界线信号后，则启动该信号站。启动该信号站时，该信号站则发射对应的如超声波、红外线、Zigbee信号等的位置信号。而信号站所发射出来的位置信号是自动工作设备100所能接收的信号。

步骤S140：自动工作设备接收信号站发射的位置信号，并记录所述信号站所在位置为出发位置。自动工作设备100接收到信号站所发射的位置信号，则认为信号站所在位置即为出发位置。

步骤S150：自动工作设备行走至出发位置。当自动工作设备100识别出出发位置后，随即出发行走至出发位置。当自动工作设备100达到该出发位置后，从该出发位置出发开始执行工作任务。

下面详细描述本实施例中，自动工作设备100识别出发位置的方法步骤：

请参照图3，本实施例中，工作区域内工设有3个出发位置，分别为A、B、C，且每个出发位置上均设有信号站，分别为a、b、c。充电站220能够发射三种不同的边界线信号，分别为a1、b1、c1，且每种边界线信号对应的发射时间段分别为每天00:00～08:00、08:00～16:00、16:00～24:00。某天上午10:00整自动工作设备100自充电站220充电完成。此时，充电站220将当前时间10:00与三个时间段进行匹配，匹配到10:00在边界线信号b1的发射时间段08:00～16:00内，则充电站220发射边界线信号b1。而此时一直在搜索位置信号的三个信号站a、b、c中，信号站b搜索到边界线信号b1。此时，信号站b则启动，开始发射位置信号。一直在搜索位置信号的自动工作设备100搜索到位置信号，且获知该位置信号为信号站b所发送的，则识别出信号站b所在的出发位置B为本次执行工作任务的出发位置。自动工作设备100行走至出发位置B，当达到出发位置B时，从出发位置B出发开始执行工作任务。

上述自动工作设备100识别出发位置的方法，通过充电站220与信号站的信号对接来识别信号站，自动工作设备100再通过识别信号站的位置信号来最终识别出信号站所处的出发位置。这样的识别出发位置的方式与传统方式相比，自动工作设备100的出发位置无需由机器系统内部程序预先设定或用户精确测量后输入，这样既可以实现自动工作设备100充电后的出发位置识别的完全自动化，又使得自动工作设备100更加人性化、便捷。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种自动工作设备，其特征在于，用于在边界线所限定的工作区域内行走并工作，包括：

壳体；

行走模块，安装于壳体，所述行走模块带动自动工作设备行走和转向，行走模块包括轮组和驱动轮组行走的驱动马达；

位置识别模块，用于接收工作区域内出发位置处发射的位置信号；

控制模块，与所述行走模块及位置识别模块电性连接，用于当位置识别模块识别到出发位置时控制所述行走模块工作；

其中，所述工作区域内设有至少两个信号站，所述信号站分别位于出发位置处，同一时刻最多一个信号站发射位置信号。

2.根据权利要求1所述的自动工作设备，其特征在于，所述边界线上设有充电站，所述充电站可分别发射与至少两个所述信号站一一对应的边界线信号。

3.根据权利要求1所述的自动工作设备，其特征在于，所述信号站与所述边界线相连接，所述边界线为所述信号站提供电能。

4.根据权利要求3所述的自动工作设备，其特征在于，所述信号站包括蓄电池，所述蓄电池连接有微功耗无线通信模块和电池充电电路模块，所述电池充电电路模块连接有整流滤波电路模块，所述整流滤波电路模块连接有电感器，所述电感器的出线端连接于边界线上。

5.根据权利要求4所述的自动工作设备，其特征在于，所述微功耗无线通信模块用于接收边界线信号和发射位置信号。

6.根据权利要求1所述的自动工作设备，其特征在于，所述位置信号为超声波、红外线或Zigbee信号。

7.根据权利要求1所述的自动工作设备，其特征在于，所述位置识别模块为传感器。

8.一种自动工作系统，其特征在于，包括如权利要求1～7中任一项所述的自动工作设备，还包括所述边界线。

9.一种自动工作设备识别出发位置的方法，其特征在于，所述自动工作设备为权利要求1～7中任一项所述的自动工作设备，所述自动工作设备用于在由边界线所限定的工作区域内行走并工作，所述自动工作设备识别出发位置的方法包括如下步骤：

信号站接收充电站发射的边界线信号；

感应到边界线信号的信号站发射位置信号；

自动工作设备接收信号站发射的位置信号，并记录所述信号站所在位置为出发位置；

自动工作设备行走至出发位置。

10.根据权利要求9所述的自动工作设备识别出发位置的方法，其特征在于，所述自动工作设备识别出发位置的方法还包括如下步骤：

根据预先设定的充电站发射各边界线信号的频率发射边界线信号。

11.根据权利要求10所述的自动工作设备识别出发位置的方法，其特征在于，所述根据预先设定的充电站发射各边界线信号的频率发射边界线信号步骤为：

预先设定充电站在一定时间段内发射各边界线信号的次数，发射边界线信号前，获取所述边界线信号在所述时间段内已发射的次数是否超过预设预先设定次数，若已发射次数小于预先设定次数，则发射所述边界线信号。

12.根据权利要求10所述的自动工作设备识别出发位置的方法，其特征在于，所述根据预先设定的充电站发射各边界线信号的频率发射边界线信号步骤为：

预先设定充电站发射各个不同的边界线信号的时间段，发射边界线信号前，将当前时间与各个边界线信号发射的时间段进行匹配，信号站发射匹配的时间段对应的边界线信号。

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