CN106444736B - 自动返回系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动返回系统及其控制方法。该方法包括以下步骤：所述自动行走设备启动返回时，所述自动行走设备侦测引导信号；所述自动行走设备根据所述引导信号生成第一路径，并沿所述第一路径朝向所述停靠站行走；所述自动行走设备沿第二路径远离所述停靠站行走；所述自动行走设备根据所述第二路径生成第三路径，并沿所述第三路径行走至边界线的返回区域；所述自动行走设备沿所述边界线返回所述停靠站。该系统和方法根据停靠站发射的引导信号，有效规划自动行走设备返回时行走的第一、二和三路径，使自动行走设备行走至工作范围的边侧区域然后沿边界线返回停靠站。如此使得自动行走设备能够较智能的就近返回停靠站，简单可靠。

Description

自动返回系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种自动返回系统及控制方法。

背景技术

随着计算机技术和人工智能技术的不断进步，类似于智能机器人的自动工作系统己经开始慢慢的走进人们的生活。其中，全自动吸尘器通常体积小巧，集成有环境传感器、自驱系统、吸尘系统、电池或充电系统，能够无需人工操控，自行在室内巡航，在能量低时自行返回充电站，对接并充电，然后继续巡航吸尘。自动割草机能够自动在用户的草坪中割草、充电，无需用户干涉。这种自动工作系统一次设置之后就无需再投入精力管理，将用户从清洁、草坪维护等枯燥且费时费力的家务工作中解放出来。

请参考图1，以自动割草机为例，在园林领域中，自动割草机被广泛地使用。现有的自动割草机100在由边界线10围成的封闭区域内工作，当其电量较低或其他原因需要返回到停靠站200时，自动割草机100跨过边界线10，并沿边界线10顺时针或逆时针返回停靠站200。

然而当自动割草机100本来就位于距离停靠站200较近的某些位置时，如图1中自动割草机100所处的位置，自动割草机100返回时寻找最接近的边界线10，并按逆时针返回停靠站200，返回路线不合理且浪费电能。因此有必要对现有的割草机返回停靠站的路线进行改进。

发明内容

基于此，有必要提供一种返回路线合理的自动返回系统及控制方法。

一种控制方法，所述控制方法控制自动行走设备自动返回停靠站，所述停靠站包括对接部，所述对接部与返回停靠站的自动行走设备对接，所述自动行走设备可在由边界线界定的工作范围内作业，所述停靠站发射引导信号，所述自动行走设备可接收所述引导信号，所述方法包括以下步骤：所述自动行走设备启动返回时，所述自动行走设备侦测所述引导信号；所述自动行走设备根据所述引导信号生成第一路径，并沿所述第一路径朝向所述停靠站行走；所述自动行走设备沿第二路径远离所述停靠站行走；所述自动行走设备根据所述第二路径生成第三路径，并沿所述第三路径行走至所述边界线上的返回区域；所述自动行走设备沿所述边界线返回所述停靠站。

在其中一个实施例中，所述方法还包括步骤：所述自动行走设备根据所述第二路径计算出转角量；所述自动行走设备在沿所述第三路径行走前，转动所述转角量。

在其中一个实施例中，所述第三路径包括圆弧形路径。

在其中一个实施例中，所述第二路径包括直线形路径，所述自动行走设备以后退方式沿所述第二路径行走。

在其中一个实施例中，所述自动行走设备沿着所述第一路径朝向所述停靠站行走，直至所述自动行走设备碰撞所述停靠站。

在其中一个实施例中，所述自动行走设备启动返回时，所述自动行走设备旋转，直至所述自动行走设备接收到所述引导信号。

在其中一个实施例中，所述引导信号包括超声波信号或红外线信号或蓝牙信号。

一种自动返回系统，包括自动行走设备以及停靠站，所述自动行走设备可在由边界线界定的工作范围内作业，所述停靠站包括对接部，所述对接部与返回停靠站的自动行走设备对接，所述停靠站包括用于发射引导信号的发生装置，所述自动行走设备包括控制器和用于接收所述引导信号的接收装置，所述控制器在所述自动行走设备启动返回时控制所述接收装置侦测所述引导信号，并根据所述引导信号生成第一路径，然后控制所述自动行走设备沿所述第一路径朝向所述停靠站行走；控制器控制所述自动行走设备沿第二路径远离所述停靠站行走；所述控制器根据所述第二路径生成第三路径，并控制所述自动行走设备沿所述第三路径行走至边界线上的返回区域，使得所述自动行走设备沿所述边界线返回所述停靠站。

在其中一个实施例中，所述控制器包括转角量生成器，所述转角量生成器根据所述第二路径计算出转角量，并由所述控制器控制所述自动行走设备在沿所述第三路径行走前，转动所述转角量。

在其中一个实施例中，所述第三路径包括圆弧形路径。

在其中一个实施例中，所述第二路径包括直线形路径，所述控制器控制所述自动行走设备以后退方式沿所述第二路径行走。

在其中一个实施例中，所述自动行走设备还包括碰撞感应装置，所述控制器控制所述自动行走设备沿着所述第一路径朝向所述停靠站行走，直至所述碰撞感应装置检测到所述自动行走设备碰撞所述停靠站。

在其中一个实施例中，所述自动行走设备启动返回时，所述控制器控制所述自动行走设备旋转，直至所述接收装置接收到所述引导信号。

在其中一个实施例中，所述发生装置包括超声波发生装置或红外线发生装置或蓝牙发生装置，所述接收装置为相应的接收装置。

上述自动返回系统及控制方法，当自动行走设备位于离停靠站较近的位置，但是其沿较近的边界线返回的话，返回路线较长的情况下，该系统和方法根据停靠站发射的引导信号，有效规划自动行走设备返回时行走的第一、二和三路径，使自动行走设备行走至边界线上的返回区域，然后沿边界线返回停靠站。如此使得自动行走设备能够较智能的就近返回停靠站，简单可靠。

附图说明

图1为现有的自动行走设备返回停靠站的示意图；

图2为本发明的自动返回系统中自动割草机旋转侦测超声波信号的示意图；

图3为本发明的自动返回系统中自动割草机接收到超声波信号的示意图；

图4为本发明的自动返回系统中自动割草机沿第一路径行走的示意图；

图5为本发明的自动返回系统中自动割草机与停靠站碰撞的示意图；

图6为本发明的自动返回系统中自动割草机沿第二路径远离停靠站的示意图；

图7为本发明的自动返回系统中自动割草机旋转转角量的示意图；

图8为本发明的自动返回系统中自动割草机沿第三路径行走的示意图；

图9为本发明的自动返回系统中自动割草机行走至边界线上的返回区域的示意图；

图10为本发明的自动返回系统中自动割草机调整姿势跨线的示意图；

图11为本发明的自动返回系统中自动割草机停靠在停靠站的示意图；

图12为本发明的自动行走设备控制方法的流程示意图。

其中，

100.自动割草机 200.停靠站 10.边界线

110.接收装置 201.充电端子 210.发生装置

310.第一路径 320.第二路径 330.第三路径

400.返回区域

具体实施方式

请参考图2，本发明披露的自动返回系统包括自动行走设备和停靠站200。自动行走设备在由边界线10围成的预设工作范围内行走，停靠站200用于供自动行走设备在不工作时停靠，停靠站200包括对接部，该对接部可与返回停靠站200的自动行走设备对接。优选的，停靠站上设有充电装置，以供自动行走设备在能源不足时补充能量，此处的对接部为充电端子。

停靠站200位于边界线10上，停靠站200上设有发生装置210。该发生装置210能够发射引导信号，在本实施方式中该发生装置210包括超声波发生装置，该超声波发生装置可以发射具有一定频率或振幅的超声波信号，该发生装置210可以包括至少一个发射器，本实施方式中，该发生装置210包括三个发射器，三个发射器分别设置在停靠站200的前方、左侧和右侧，这三个发射器分别可以向停靠站200的前方、左方和右方三个方向发射超声波信号，在本实施方式中，这三个发射器发射频率相同的超声波信号。由于超声波信号在空气中传播时衰弱比较严重，因此该发生装置210具有有限的发射范围。当然发生装置210还可以包括红外线发生装置或蓝牙发生装置等。

在本实施方式中，自动行走设备为自动割草机100，当然自动行走设备还可以为自动吸尘器或喷洒设备或监视设备等适合无人值守的设备。自动割草机100上设有用于接收超声波信号的接收装置110。在本实施方式中，接收装置110接收从自动割草机100前方传来的超声波信号。

自动割草机100还设有控制器和碰撞感应装置(图均未示)。碰撞感应装置可以包括碰撞感应器、霍尔开关、微动开关等，碰撞感应装置可以设置在自动割草机100的前方，当然，碰撞感应装置也可以设置在自动割草机100的其他部位，也可以在自动割草机100的多个部位设置碰撞感应装置。而控制器控制自动割草机100按照预定路线或随机路线行走。

停靠站200上设置有充电端子201，该充电端子201设置于停靠站200的右侧且正对边界线10，自动割草机100需要返回到停靠站200的右侧并且要与充电端子201对接，来实现停靠站200对自动割草机100的充电。当自动割草机100与充电端子201对接时，自动割草机100所处的位置即为停靠位置。当然，对于一些不具有充电功能的停靠站200，该停靠位置可以人为预先设定。

自动割草机100还设有边界线侦测装置(图未示)。边界线侦测装置在自动割草机100保持行走方向的同时侦测边界线信号。当边界线侦测装置侦测到边界线10时，控制器判断自动割草机100到达近边界线的区域，并控制自动割草机100沿边界线10按预定方向行走，如逆时针方向，以返回停靠站200的右侧进行充电对接。

现在请继续参考图2，自动割草机100位于停靠站200的左侧，该位置虽然离停靠站200的距离较近，但是根据现有技术中的返回方法，自动割草机100会侦测到离其最近的一段边界线10，该段边界线10位于停靠站200的左侧，而停靠站200的充电端子201位于停靠站200的右侧，此时自动割草机100达到该段边界线10后，会沿着边界线10逆时针行走从而与充电端子201连接。而在本实施方式中，优化了上述情况下的返回路径，自动割草机100由于电量低等原因需返回停靠站200，控制器控制接收装置110启动并开始侦测超声波信号，有时因为自动割草机100角度的问题，接收装置110并不能够接收到超声波信号，控制器控制自动割草机100调整方向，此时的自动割草机100可以逆时针或顺时针旋转，直至接收装置110接收到超声波信号。请参考图3，此时的自动割草机100已经旋转了一定的角度，接收装置110能够接收到发生装置210发出的超声波信号。

现在请参考图4，控制器根据接收装置110接收到的超声波信号，控制自动割草机100沿着第一路径310朝向停靠站200行走，控制器可以根据实际情况调整自动割草机100的方向使得自动割草机100始终朝向停靠站200行走。在本实施方式中，自动割草机100可以沿着第一路径310行走直至碰撞感应装置检测到自动割草机100与停靠站200发生碰撞，自动割草机100停止行走，如图5所示。在本实施方式中，自动割草机100可以行走到距离最近的发射器的附近，如此处的自动割草机100与停靠站200左侧的发射器相碰撞。当然，自动割草机100在沿着第一路径310行走时，可以在离停靠站200合理距离的位置处停止。

现在请参考图6，控制器控制自动割草机100沿着第二路径320远离停靠站200行走，优选为自动割草机100可以以直线后退，以使其远离停靠站200，当然，也可以为自动割草机100转动一定角度后，以直线前进的方式远离停靠站200。第二路径320也可以为其他形式的路径，并不一定为一直线。请参考图7，控制器根据第一路径的形状和距离计算出一转角量，控制器控制自动割草机100向右转动该转角量。然后，请参考图8，控制器根据第二路径规划出第三路径330，在本实施方式中，该第三路径300为一大致以停靠站200为圆心的弧形。控制器控制自动割草机100沿着第三路径330行走至边界线上的返回区域400，当自动割草机100位于该返回区域400时，自动割草机100即横跨了边界线10，该返回区域400位于充电端子210附近，并且该返回区域400与充电端子201位于停靠站200的同一侧。

请继续参考图9，控制器控制自动割草机100沿着第三路径330行走至返回区域400，自动割草机100遇到边界线10，边界线侦测装置侦测到边界线10，随之控制器控制自动割草机100旋转，使得自动割草机100的前进方向正对充电端子201，如图10所示。随后控制器控制自动割草机100跨线前进，直至自动割草机100与充电端子201对接，如图11所示。

本领域技术人员可以理解的是，当自动割草机100仍处于相同位置，而充电端子201位于停靠站200的左侧时，可以通过上述系统，侦测较近的边界线10，然后沿着边界线10顺时针行走即可较近的返回停靠站200，而无需通过上述方法来返回。当然，当自动割草机100处于不同位置，充电端子位于停靠站200的不同侧面时，本领域技术人员可以通过上述系统，调整自动割草机100相应的旋转角度以及行走路线来实现较智能的就近返回停靠站200，所以在此不再赘述自动割草机100返回的过程。

本发明还披露了一种控制方法。该控制方法控制自动行走设备自动返回停靠站，停靠站包括对接部，对接部与翻或停靠站的自动行走设备对接，自动行走设备可以在由边界线界定的工作范围内作业，停靠站发射引导信号，自动行走设备可以接受引导信号。在本实施方式中，引导信号为超声波信号，自动行走设备可以为自动割草机100。当然，停靠站200发射的引导信号还可以发射包括红外线信号或蓝牙信号等，自动行走设备还可以为自动吸尘器、自动巡逻设备等。

请参考图12，上述方法包括以下步骤：

S110：自动行走设备启动返回时，自动行走设备侦测超声波信号。具体的，可以使得自动行走设备旋转，直至自动行走设备接收到超声波信号。

S120：自动行走设备根据超声波信号生成第一路径，并沿第一路径朝向停靠站行走。在本实施方式中，自动行走设备根据超声波信号朝向停靠站行走，直至自动行走设备碰撞所述停靠站。当然，自动行走设备在沿着第一路径行走时，可以在离停靠站合理距离的位置处停止。

S130：自动行走设备沿第二路径远离停靠站行走。具体的，本实施方式中，自动行走设备以直线后退的方式沿第二路径远离停靠站。当然，也可以为自动行走设备转动一定角度后，以直线前进的方式远离停靠站。第二路径也可以为其他形式的路径，并不一定为一直线。

S140：自动行走设备根据第二路径计算出转角量，并转动转角量。具体的，根据第一路径的形状和距离计算出一转角量，然后自动行走设备旋转该转角量。

S150：自动行走设备根据所述第二路径生成第三路径，并沿第三路径行走至边界线上的返回区域。具体的，该第三路径为一大致以停靠站为圆心的弧形状。并且该返回区域位于停靠站的附近，该返回区域和对接部处于停靠站的的同一侧，当自动行走设备位于该返回区域时，自动行走设备即横跨了边界线，自动行走设备和对接部位于停靠站的同一侧。

S160：自动行走设备沿边界线返回停靠站。具体的，该自动行走设备行走至边侧区域后，调整至合适的角度，使其沿着边界线移动至停靠站。

该方法使得自动行走设备在某些位置能够较智能的就近返回停靠站，方法简单可靠，并且大大节省了能源，减少浪费。

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 (15)

1.一种控制方法，所述控制方法控制自动行走设备自动返回停靠站，所述停靠站包括对接部，所述对接部与返回停靠站的自动行走设备对接，所述自动行走设备可在由边界线界定的工作范围内作业，所述停靠站发射引导信号，所述自动行走设备可接收所述引导信号，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

所述自动行走设备启动返回时，所述自动行走设备侦测所述引导信号；

所述自动行走设备根据所述引导信号生成第一路径，并沿所述第一路径朝向所述停靠站行走；

所述自动行走设备沿第二路径远离所述停靠站行走；

所述自动行走设备根据所述第二路径生成第三路径，并沿所述第三路径行走至返回区域，所述第三路径为大致以所述停靠站为圆心的圆弧形路径；

当所述自动行走设备在所述返回区域内侦测到边界线时，所述自动行走设备沿所述返回区域内的边界线返回所述停靠站。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：

所述自动行走设备根据所述第二路径计算出转角量；

所述自动行走设备在沿所述第三路径行走前，转动所述转角量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二路径包括直线形路径，所述自动行走设备以后退方式沿所述第二路径行走。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自动行走设备沿着所述第一路径朝向所述停靠站行走，直至所述自动行走设备碰撞所述停靠站。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自动行走设备启动返回时，所述自动行走设备旋转，直至所述自动行走设备接收到所述引导信号。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述引导信号包括超声波信号或红外线信号或蓝牙信号。

7.一种自动返回系统，包括自动行走设备以及停靠站，所述自动行走设备可在由边界线界定的工作范围内作业，所述停靠站包括对接部，所述对接部与返回停靠站的自动行走设备对接，所述停靠站包括用于发射引导信号的发生装置，所述自动行走设备包括控制器和用于接收所述引导信号的接收装置，其特征在于，所述控制器在所述自动行走设备启动返回时控制所述接收装置侦测所述引导信号；根据所述引导信号生成第一路径，然后控制所述自动行走设备沿所述第一路径朝向所述停靠站行走；所述控制器控制所述自动行走设备沿第二路径远离所述停靠站行走；所述控制器根据所述第二路径生成第三路径，并控制所述自动行走设备沿所述第三路径行走至返回区域，所述第三路径为大致以所述停靠站为圆心的圆弧形路径；当所述自动行走设备在所述返回区域内侦测到边界线时，所述控制器控制所述自动行走设备沿所述返回区域内的边界线返回所述停靠站。

8.根据权利要求7所述的自动返回系统，其特征在于，所述控制器包括转角量生成器，所述转角量生成器根据所述第二路径计算出转角量，并由所述控制器控制所述自动行走设备在沿所述第三路径行走前，转动所述转角量。

9.根据权利要求8所述的自动返回系统，其特征在于，所述第三路径包括圆弧形路径。

10.根据权利要求7所述的自动返回系统，其特征在于，所述第二路径包括直线形路径，所述控制器控制所述自动行走设备以后退方式沿所述第二路径行走。

11.根据权利要求7所述的自动返回系统，其特征在于，所述自动行走设备还包括碰撞感应装置，所述控制器控制所述自动行走设备沿着所述第一路径朝向所述停靠站行走，直至所述碰撞感应装置检测到所述自动行走设备碰撞所述停靠站。

12.根据权利要求7所述的自动返回系统，其特征在于，所述自动行走设备启动返回时，所述控制器控制所述自动行走设备旋转，直至所述接收装置接收到所述引导信号。

13.根据权利要求7所述的自动返回系统，其特征在于，所述发生装置包括超声波发生装置或红外线发生装置或蓝牙发生装置，所述接收装置为相应的接收装置。

14.一种自动行走设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。

15.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。

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