CN107153416A - 行走方向识别方法和智能移动车及智能移动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种行走方向识别方法和智能移动车及智能移动系统。一种行走方向识别方法，包括步骤：接收方向引导信号；分析所述方向引导信号的强度值在预设时间内的变化趋势；根据所述分析的结果识别行走方向是否正确。一种智能移动车，包括接收模块、处理模块和控制模块，接收模块用于接收方向引导信号；处理模块与所述接收模块连接，用于分析方向引导信号的强度值在预设时间内的变化趋势；控制模块与处理模块连接，控制模块用于接收所述处理模块的分析的结果，并根据结果识别行走方向是否正确。一种智能移动系统，包括：充电站、信号发生装置和上述智能移动车。上述行走方向识别方法、智能移动车以及智能移动系统，回归效果好。

Description

行走方向识别方法和智能移动车及智能移动系统

技术领域

本发明涉及智能移动技术，特别是涉及一种行走方向识别方法和智能移动车及包含该智能移动车的智能移动系统。

背景技术

随着科学技术的发展，智能移动机器人为人们所熟知，由于移动机器人可以按照预先设置的程序自动行走并执行相关任务，无须人为操作，因此在工业应用及家居产品上的应用非常广泛。工业上的应用如执行各种功能的机器人，家居产品上的应用如智能割草机、智能吸尘器等，这些智能移动机器人极大地节省了人们的时间，给工业生产及家居生活都带来了极大的便利。

智能移动机器人如智能割草机，通常具有工作模式和回归模式。在工作模式下，自移动机器人在预设的工作区域内移动并执行相关任务。在回归模式下，自移动机器人能够按照预设路线自动移动到充电站，进行充电或停泊。在回归技术中，充电站中设置有信号发射器，信号发射器发射引导信号，信号发射器包括开环引导线，开环引导线与引导信号的发射端相连，引导信号沿所述开环引导线发射。智能移动机器人沿着所述引导信号回归至充电站。

但是，无线电信号引导回归技术中，当智能移动机器人识别引导信号成功后，无法判断当前行走朝向是否正确正对充电站，导致智能移动机器人在一段时间内行走方向错误，影响智能移动机器人的工作效率。

发明内容

基于此，有必要针对无线电信号引导回归技术中，智能移动机器人无法判断当前行走朝向是否正确正对充电站，导致智能移动机器人在一段时间内行走方向错误的问题，提供一种行走方向识别方法和智能移动车及包含该智能移动车的智能移动系统。

一种行走方向识别方法，包括步骤：接收方向引导信号；分析所述方向引导信号的强度值在预设时间内的变化趋势；根据所述分析的结果识别行走方向是否正确。

上述行走方向识别方法，方向引导信号从其发射端向远处传播，在沿其传播路径远离该发射端的方向上信号强度逐渐减弱，反之，在沿其传播路径靠近该发射端的方向上信号强度逐渐增强。通过分析接收到的方向引导信号的强度值在预设时间内的变化趋势，再根据预先设置的正确的行走方向，即可判断当前行走方向是否正确，这样便能够及时地使设备根据该判断的结果及时地执行正确的操作，避免错误行走。

在其中一个实施例中，在步骤分析所述方向引导信号的强度值在预设时间内的变化趋势中，还包括步骤：若所述分析得到的所述方向引导信号的强度值在预设时间内逐渐增强，则所述分析的结果为1，反之，所述分析的结果为0。

在其中一个实施例中，在步骤根据所述分析的结果识别行走方向是否正确中，还包括步骤：若所述分析的结果为所述方向引导信号逐渐增强，则所述行走方向正确，反之，则所述行走方向错误。

在其中一个实施例中，在所述步骤根据所述分析的结果识别行走方向是否正确后，还包括步骤：若所述行走方向正确，则沿当前方向继续行走，若所述行走方向错误，则沿反方向行走。

在其中一个实施例中，所述方向引导信号为无线电波形式。

在其中一个实施例中，所述方向引导信号为具有指向性的信号。

在其中一个实施例中，所述方向引导信号的波形为方波、三角波和梯形波中的一种。

在其中一个实施例中，所述方向引导信号的频率范围为500Hz至300kHz。

在其中一个实施例中，所述方向引导信号的波形上升沿时间的范围为500ns至2000ns。

一种智能移动车，所述智能移动车接收沿引导线向空间辐射的方向引导信号，并且在所述方向引导信号的引导下沿所述引导线行走，包括接收模块、处理模块和控制模块，所述接收模块用于接收所述方向引导信号；所述处理模块与所述接收模块连接，用于分析所述方向引导信号的强度值在预设时间内的变化趋势；所述控制模块与所述处理模块连接，所述控制模块用于接收所述处理模块的所述分析的结果，并根据所述结果识别行走方向是否正确。

上述智能移动车，接收模块接收到方向引导信号，方向引导信号从其发射端沿着引导线向空间辐射，在沿其传播路径远离该发射端的方向上信号强度逐渐减弱，反之，在沿其传播路径靠近该发射端的方向上信号强度逐渐增强。处理模块分析方向引导信号的强度值在预设时间内的变化趋势，控制模块接收到处理模块的分析结果，即可判断智能移动车当前的行走方向与预先设置的路径方向相比是否正确，这样控制模块便能够及时地控制智能移动车根据该判断的结果执行正确的操作，避免沿错误路径行走，提高工作效率。

在其中一个实施例中，所述处理模块分析得到的所述方向引导信号的强度值在预设时间内逐渐增强，则所述分析的结果为1，反之，所述分析的结果为0。

在其中一个实施例中，所述控制模块接收到的所述分析的结果为所述方向引导信号逐渐增强，则所述控制模块判断得出所述行走方向正确，反之，则所述控制模块判断得出所述行走方向错误。

在其中一个实施例中，智能移动车还包括行走组件，所述行走组件与所述控制模块电连接，当所述控制模块判断得出的所述行走方向正确，则控制所述行走组件沿当前方向继续行走，反之，所述控制模块控制所述行走组件立即掉头沿反方向行走。

在其中一个实施例中，所述方向引导信号为无线电波形式的信号。

在其中一个实施例中，所述方向引导信号为具有指向性的信号。

在其中一个实施例中，所述方向引导信号的波形为方波、三角波和梯形波中的一种。

在其中一个实施例中，所述方向引导信号的频率范围为500Hz至300kHz。

在其中一个实施例中，所述方向引导信号的波形上升沿时间的范围为500ns至2000ns。

一种智能移动系统，包括：充电站、信号发生装置和上述任意一实施例所述的智能移动车；所述充电站用于给所述智能移动车提供电能和/或停靠；所述信号发生装置设置于所述充电站内，所述信号发生装置发射所述方向引导信号。

上述智能移动系统，在充电站内设置了信号发生装置，由信号发生装置发射方向引导信号。当智能移动车根据需求要回归充电站时，智能移动车在该方向引导信号的指引下行走沿着引导线行走。智能移动车根据接收到的方向引导信号的强度值的变化趋势，判断其当前的行走方向与预先设置的回归路径方向相比是否正确，这样便能够及时地使智能移动车根据该判断的结果执行正确的操作，避免沿错误路径行走，提高工作效率。

在其中一个实施例中，所述信号发生装置包括信号线，所述信号线作为所述引导线，所述信号线的一端与所述方向引导信号的发射端相连，另一端单向延长，不构成电路学回路，所述方向引导信号沿所述信号线发射。

在其中一个实施例中，所述信号线为直线型，用于使所述方向引导信号沿特定的方向传播。

附图说明

图1为本发明一实施例的行走方向识别方法的流程示意图；

图2为本发明另一实施例的行走方向识别方法的流程示意图；

图3为本发明一实施例的智能移动车的结构示意图；

图4为本发明一实施例的智能移动系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

请参照图1，为本发明一实施例的行走方向识别方法的流程示意图。如图1所示，一种行走方向识别方法，包括步骤S110，接收方向引导信号。该方向引导信号用于引导智能移动设备沿着正确的方向的行走。

步骤S130，分析方向引导信号的强度值在预设时间内的变化趋势。如果预先设置的正确的行走方向是靠近方向引导信号的发射端的方向，向靠近该发射端的方向行走时，智能移动设备接收到的方向引导信号的强度值逐渐增大；反之，智能移动设备接收到的方向引导信号的强度值逐渐减小。

需要说明的是，在其它实施例中，预先设置的正确的行走方向不局限于此。比如，如果预先设置的正确的行走方向是远离方向引导信号的发射端的方向也可以。这样可以根据实际需要预先设置正确的行走方向。

步骤S150，根据分析的结果识别行走方向是否正确。具体地，沿着预先设置的正确的行走方向，方向引导信号的强度值具有特定变化趋势，将该特定变化趋势与上述分析的结果与相比较，即可识别行走方向是否正确。

上述行走方向识别方法，方向引导信号从其发射端向远处传播，在沿其传播路径远离该发射端的方向上信号强度逐渐减弱，反之，在沿其传播路径靠近该发射端的方向上信号强度逐渐增强。通过分析接收到的方向引导信号的强度值在预设时间内的变化趋势，再根据预先设置的正确的行走方向，即可判断当前行走方向是否正确，这样便能够及时地使设备根据该判断的结果及时地执行正确的操作，避免错误行走。

请参见图2，为本发明另一实施例的行走方向识别方法的流程示意图。在步骤S150之后还包括步骤：

步骤S170，若行走方向正确，则沿当前方向继续行走，若行走方向错误，则沿反方向行走。这样，当识别方向引导信号后，实时确定行走方向是否正确，如果行走方向错误，及时调整行走方向，避免走反后直到方向引导信号的末端才能识别到行走方向错误，以便提高工作效率。

在其中一个实施例中，通过如下步骤分析智能移动设备接收到的方向引导信号的强度值在预设时间内的变化趋势中：若分析得到的方向引导信号的强度值在预设时间内逐渐增强，则分析的结果为1，反之，分析的结果为0。这样便可以快捷地得出在当前行走方向上方向引导信号的强度值的变化趋势，快速方便。

在其中一个实施例中，通过如下步骤根据分析的结果识别行走方向是否正确：若分析的结果为方向引导信号逐渐增强，则行走方向正确，反之，则行走方向错误。即在此步骤中，预先设置的正确的行走方向是方向引导信号的强度值逐渐增强的方向。这样，在当前行走方向上，可以方便直接地根据接收到的方向引导信号的增强或者减弱来判断当前行走方向是否正确。

在其中一个实施例中，方向引导信号为无线电波形式。无线电信号在自由空间传播，且覆盖范围广，能够作为智能移动设备的方向引导信号，这样智能移动设备在其工作范围内灵活移动的同时，还能方便地接收该方向引导信号。

在其中一个实施例中，方向引导信号为具有指向性的信号。具体地，方向引导信号从其发射端指向一特定的方向，并沿该方向向空间传播，方向引导信号引导智能移动设备在该方向上行走。

在其中一个实施例中，方向引导信号的波形为方波、三角波和梯形波中的一种。方向引导信号的波形上升沿时间的范围为500ns至2000ns。实际工作中，根据需要设定方向引导信号的波形上升沿时间，既能满足智能移动设备对方向引导信号的需求，也可以合理控制成本。当然，在其它实施例中，还可以根据其它需求设定方向引导信号的波形上升沿时间。

在其中一个实施例中，方向引导信号的频率范围为500Hz至300kHz。具体地，智能移动设备可以预先设定的可识别的方向引导信号的频率值，且该频率值在范围500Hz至300kHz内。这样可以根据实际需要设定方向引导信号的频率。

在其中一个实施例中，方向引导信号可以同时具有特定的波形、上升沿时间和频率，以满足不同的智能移动设备的需求。例如，智能移动设备预先设定的可识别的方向引导信号的频率为10kHz、上升沿时间为500ns的方波信号。那么，智能移动设备回归时，便识别频率为10kHz、上升沿时间为500ns的方波信号。需要说明的是，方向引导信号的参数设置不局限于此，可以根据实际需要设定。

请参照图3，为本发明一实施例的智能移动车100的结构示意图。智能移动车100接收沿引导线(未示出)向空间辐射的方向引导信号，并且在方向引导信号的引导下沿该引导线行走。需要说明的是，方向引导信号的发射端发射该方向引导信号，引导线与方向引导信号的发射端相连接，方向引导信号经由该引导线向自由空间辐射。

该智能移动车100包括接收模块110、处理模块120和控制模块130。接收模块110用于接收方向引导信号。处理模块120与接收模块110连接，处理模块120处理接收模块110接收到的方向引导信号，处理模块120用于分析方向引导信号的强度值在预设时间内的变化趋势。控制模块130与处理模块120连接，用于接收处理模块120的分析的结果，并根据结果识别行走方向是否正确。

上述智能移动车100，接收模块110接收到方向引导信号，方向引导信号从其发射端沿着引导线向空间传播，在其传播路径远离该发射端的方向上信号强度逐渐减弱，反之，在沿其传播路径靠近该发射端的方向上信号强度逐渐增强。处理模块120分析方向引导信号的强度值在预设时间内的变化趋势，控制模块130接收到处理模块120的分析结果，再根据预先设置的正确的行走方向，即可判断智能移动车100当前的行走方向与预先设置的路径方向相比是否正确。这样控制模块130便能够及时地控制智能移动车100根据该判断的结果执行正确的操作，避免沿错误路径行走，提高工作效率。

处理模块120用于处理接收模块110接收到的方向引导信号，紧接着分析该方向引导信号的强度值在预设时间内的变化趋势。当智能移动车100接收到方向引导信号时，智能移动车100会沿着引导线行走一段时间，在这过程中，处理模块120会实时对方向引导信号的强度进行分析。在预先设置的正确的行走方向是靠近方向引导信号的发射端的情况下，方向引导信号的强度值逐渐增大；反之，方向引导信号的强度值逐渐减小。

需要说明的是，在其它实施例中，预先设置的正确的行走方向不局限于此。比如，如果预先设置的正确的行走方向是远离方向引导信号的发射端的方向也可以。这样可以根据实际需要预先设置正确的行走方向。

在其中一个实施例中，处理模块分析得到的方向引导信号的强度值在预设时间内逐渐增强，则分析的结果为1，反之，分析的结果为0。这样用户便可以快捷直观的得出在当前行走方向上方向引导信号的强度值的变化趋势，简单方便。具体地，处理模块还具有结果显示功能，比如处理模块具备数字显示屏，这样，处理模块的分析结果可以直观地在该显示屏上显示，方便读取。

控制模块130根据处理模块120的分析结果识别行走方向是否正确。具体地，智能移动车100沿着预先设置的正确的行走方向，方向引导信号的强度值具有特定变化趋势，将该特定变化趋势与上述分析的结果相比较，即可识别行走方向是否正确。本实施例中，如果预先设置的正确的行走方向是方向引导信号的强度值逐渐增强的方向，那么，控制模块130接收到的分析的结果为方向引导信号逐渐增强，则控制模块130判断得出行走方向正确，反之，则控制模块130判断得出行走方向错误。这样，在当前行走方向上，可以方便直接地根据方向引导信号的增强或者减弱来判断当前行走方向是否正确。

智能移动车100还包括行走组件140，行走组件140与控制模块130电连接，当控制模块130判断得出的行走方向正确，则控制行走组件140沿当前方向继续行走，反之，控制模块130控制行走组件140立即掉头沿反方向行走。这样，当识别方向引导信号后，实时确定行走方向是否正确，如果行走方向错误，及时调整行走方向，避免走反后直到方向引导信号的末端才能识别到行走方向错误，以便提高工作效率。

在其中一个实施例中，接收模块接收到的方向引导信号为无线电波形式的信号。这样智能移动车在其工作区域内的灵活移动的同时，还能方便地接收该方向引导信号，方便灵活。接收模块包括两个接收线圈，该接收线圈作为智能移动车的接收天线，用于接收该方向引导信号。

在其中一个实施例中，接收模块接收到的方向引导信号为具有指向性的信号。方向引导信号沿特定方向传播，从而引导智能移动车沿引导线行走。

在其中一个实施例中，方向引导信号的波形为方波、三角波和梯形波中的一种。方向引导信号的波形上升沿时间的范围为500ns至2000ns。实际工作中，根据需要设定方向引导信号的波形上升沿时间，既能满足智能移动车对方向引导信号的需求，也可以合理控制成本。当然，在其它实施例中，还可以根据其它需求设定方向引导信号的波形上升沿时间。

在其中一个实施例中，方向引导信号的频率范围为500Hz至300kHz。具体地，智能移动车可以预先设定的可识别的方向引导信号的频率值，且该频率值在范围500Hz至300kHz内。这样可以根据实际需要设定方向引导信号的频率。

在其中一个实施例中，方向引导信号可以同时具有特定的波形、上升沿时间和频率，以满足不同的智能移动车的需求。例如，智能移动车预先设定的可识别的方向引导信号的频率为10kHz、上升沿时间为500ns的方波信号。那么，智能移动车回归时，便识别频率为10kHz、上升沿时间为500ns的方波信号。需要说明的是，方向引导信号的参数设置不局限于此，可以根据实际需要设定。

请参见图4，为本发明一实施例的智能移动系统200的结构示意图。一种智能移动系统200，包括充电站210、信号发生装置211和智能移动车220。充电站210用于给智能移动车220提供电能和/或停靠。信号发生装置211设置于充电站210内，信号发生装置211发射方向引导信号。智能移动车220为上述任意一实施例的智能移动车220，在预先设定的工作区域内行走及工作。在智能移动车220返回充电站210时，智能移动车220在方向引导信号的引导下，沿着引导线(未示出)回归充电站210。智能移动车220通过分析方向引导信号的强度值在预设时间内的变化趋势，识别行走方向是否正确，从而能够在方向引导信号的指引下，回归充电站210。

上述智能移动系统200，在充电站210内设置了信号发生装置211，由信号发生装置211发射方向引导信号，当智能移动车220根据需求要回归充电站210时，智能移动车220在该方向引导信号的指引下沿着引导线行走。智能移动车220根据接收到的方向引导信号的强度值的变化趋势，判断其当前的行走方向与预先设置的回归路径方向相比是否正确，这样便能够及时地使智能移动车220根据该判断的结果执行正确的操作，避免沿错误路径行走，提高工作效率。

具体地，如果智能移动车220判断得出的行走方向正确，则智能移动车220沿当前方向继续行走，反之，智能移动车220立即掉头沿反方向行走。这样，当识别方向引导信号后，实时确定行走方向是否正确，如果行走方向错误，及时调整行走方向，避免走反后直到方向引导信号的末端才能识别到行走方向错误，提高工作效率。

在其中一个实施例中，信号发生装置包括信号线，信号线作为引导线，信号线的一端与方向引导信号的发射端相连，另一端单向延长，不构成电路学回路，方向引导信号沿信号线发射。发射端通过信号线发射方向引导信号。信号线为非闭合路线，信号线与信号源相连的一端为起点，信号线的另一端为自由端，这样，方向引导信号即沿着信号线向自由空间辐射。在本实施例中，信号线为直线型。这样，方向引导信号沿着特定的方向传播。具体地，信号线为具有预设长度的直线段，这样可以根据方向引导信号需要传播的距离设定信号线的长度，合理利用资源，控制成本。

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 (21)

1.一种行走方向识别方法，其特征在于，包括步骤：

接收方向引导信号；

分析所述方向引导信号的强度值在预设时间内的变化趋势；

根据所述分析的结果识别行走方向是否正确。

2.根据权利要求1所述的行走方向识别方法，其特征在于，在步骤分析所述方向引导信号的强度值在预设时间内的变化趋势中，还包括步骤：

若所述分析得到的所述方向引导信号的强度值在预设时间内逐渐增强，则所述分析的结果为1，反之，所述分析的结果为0。

3.根据权利要求1所述的行走方向识别方法，其特征在于，在步骤根据所述分析的结果识别行走方向是否正确中，还包括步骤：

若所述分析的结果为所述方向引导信号逐渐增强，则所述行走方向正确，反之，则所述行走方向错误。

4.根据权利要求1所述的行走方向识别方法，其特征在于，在所述步骤根据所述分析的结果识别行走方向是否正确后，还包括步骤：

若所述行走方向正确，则沿当前方向继续行走，若所述行走方向错误，则沿反方向行走。

5.根据权利要求1所述的行走方向识别方法，其特征在于，所述方向引导信号为无线电波形式。

6.根据权利要求1所述的行走方向识别方法，其特征在于，所述方向引导信号为具有指向性的信号。

7.根据权利要求1所述的行走方向识别方法，其特征在于，所述方向引导信号的波形为方波、三角波和梯形波中的一种。

8.根据权利要求1所述的行走方向识别方法，其特征在于，所述方向引导信号的频率范围为500Hz至300kHz。

9.根据权利要求7所述的行走方向识别方法，其特征在于，所述方向引导信号的波形上升沿时间的范围为500ns至2000ns。

10.一种智能移动车，所述智能移动车接收沿引导线向空间辐射的方向引导信号，并且在所述方向引导信号的引导下沿所述引导线行走，其特征在于，包括接收模块、处理模块和控制模块，所述接收模块用于接收所述方向引导信号；所述处理模块与所述接收模块连接，用于分析所述方向引导信号的强度值在预设时间内的变化趋势；所述控制模块与所述处理模块连接，所述控制模块用于接收所述处理模块的所述分析的结果，并根据所述结果识别行走方向是否正确。

11.根据权利要求10所述的智能移动车，其特征在于，所述处理模块分析得到的所述方向引导信号的强度值在预设时间内逐渐增强，则所述分析的结果为1，反之，所述分析的结果为0。

12.根据权利要求10所述的智能移动车，其特征在于，所述控制模块接收到的所述分析的结果为所述变化趋势逐渐增强，则所述控制模块判断得出所述行走方向正确，反之，则所述控制模块判断得出所述行走方向错误。

13.根据权利要求12所述的智能移动车，其特征在于，还包括行走组件，所述行走组件与所述控制模块电连接，当所述控制模块判断得出的所述行走方向正确，则控制所述行走组件沿当前方向继续行走，反之，所述控制模块控制所述行走组件立即掉头沿反方向行走。

14.根据权利要求10所述的智能移动车，其特征在于，所述方向引导信号为无线电波形式的信号。

15.根据权利要求10所述的智能移动车，其特征在于，所述方向引导信号为具有指向性的信号。

16.根据权利要求10所述的智能移动车，其特征在于，所述方向引导信号的波形为方波、三角波和梯形波中的一种。

17.根据权利要求10所述的智能移动车，其特征在于，所述方向引导信号的频率范围为500Hz至300kHz。

18.根据权利要求16所述的智能移动车，其特征在于，所述方向引导信号的波形上升沿时间的范围为500ns至2000ns。

19.一种智能移动系统，其特征在于，包括：充电站、信号发生装置和权利要求10至18任意一项所述的智能移动车；所述充电站用于给所述智能移动车提供电能和/或停靠；所述信号发生装置设置于所述充电站内，所述信号发生装置发射所述方向引导信号。

20.根据权利要求19所述的智能移动系统，其特征在于，所述信号发生装置包括信号线，所述信号线作为所述引导线，所述信号线的一端与所述方向引导信号的发射端相连，另一端单向延长，不构成电路学回路，所述方向引导信号沿所述信号线发射。

21.根据权利要求20所述的智能移动系统，其特征在于，所述信号线为直线型，用于使所述方向引导信号沿特定的方向传播。