CN107305385B - 自动行走设备的对接方法及自动行走设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动行走设备的对接方法及自动行走设备，所述对接方法可以根据对接装置的位置坐标使自动行走设备向对接装置移动，在移动至对接区域时移动至对接装置，并根据对接角度使自动行走设备与对接装置进行对接，从而方便自动行走设备返回至对接装置，减少返回时间并节约资源。

Description

自动行走设备的对接方法及自动行走设备

技术领域

本发明涉及移动控制领域，特别是涉及一种自动行走设备的对接方法及自动行走设备。

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。

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。自动割草机在边界线内工作，边界线上设置有充电站。当自动割草机电量不足需要返回充电站对接充电时，常规的方法中，自动割草机通常只能沿着边界线返回对接充电。但自动割草机在返回时，有可能沿着较远的一侧沿边界线返回，延长返回时间，浪费能源。同时，常规的自动割草机只能适用于有边界线的回归。

发明内容

基于此，有必要提供一种自动行走设备的对接方法及自动行走设备，不通过边界线即可直接返回，减少返回的时间，节约资源。

一种自动行走设备的对接方法，自动行走设备在规定区域内移动，所述规定区域内设置有对接装置，所述对接装置设置有可发射信号波以限定所述自动行走设备与所述对接装置对接时的对接区域的发射模块，所述对接方法包括：

获取所述自动行走设备的位置坐标并根据所述自动行走设备的位置坐标获取所述自动行走设备与对接装置之间沿水平方向的偏移角度；

控制所述自动行走设备根据所述偏移角度向所述对接装置移动，并实时检测所述自动行走设备是否移动至所述对接区域；

若所述自动行走设备移动至所述对接区域，则控制所述自动行走设备与所述对接装置进行对接。

以上所述自动行走设备的对接方法，在与对接装置对接时，可直接将自动行走设备移动至对接装置，避免常规的只能沿边界线才可以返回至对接装置，减少返回时间并节约资源。

在其中一个实施例中，控制所述自动行走设备根据所述偏移角度向所述对接装置移动时，若所述自动行走设备识别到障碍物，则控制所述自动行走设备沿水平方向偏移预设角度避开障碍物移动，当所述自动行走设备识别到障碍物的次数达到预定次数或者当所述自动行走设备与水平方向的夹角与所述偏移角度差的绝对值大于预设差值时，则重新获取所述自动行走设备的位置坐标并根据所述自动行走设备的位置坐标重新获取所述自动行走设备与对接装置之间沿水平方向的偏移角度。

在其中一个实施例中，控制所述自动行走设备与所述对接装置进行对接的步骤之前还包括：

获取所述对接装置的位置图像；

根据所述位置图像分析所述自动行走设备与所述对接装置的位置关系；

根据所述位置关系使所述自动行走设备与所述对接装置相互对应。

在其中一个实施例中，所述发射模块为超声波发射模块。

一种自动行走设备，自动行走设备在规定区域内移动，所述规定区域内设置有对接装置，所述对接装置设置有可发射信号波以限定所述自动行走设备与所述对接装置对接时的对接区域的发射模块，其特征在于，所述自动行走设备包括：

坐标获取模块，用于获取所述对接装置的位置坐标和所述自动行走设备的位置坐标；

偏移获取模块，用于根据所述对接装置的位置坐标和所述自动行走设备的位置坐标获取所述自动行走设备与对接装置之间沿水平方向的偏移角度；

控制检测模块，用于控制所述自动行走设备根据所述偏移角度向所述对接装置移动，并实时检测所述自动行走设备是否移动至所述对接区域；

对接模块，用于在所述自动行走设备移动至所述对接区域时，控制所述自动行走设备与所述对接装置进行对接。

以上所述自动行走设备，在与对接装置对接时，可直接移动至对接装置，避免常规的只能沿边界线才可以返回至对接装置，减少返回时间并节约资源。

在其中一个实施例中，所述坐标获取模块为GPS或北斗导航定位模块。

在其中一个实施例中，所述偏移获取模块为电子罗盘。

在其中一个实施例中，所述控制检测模块包括：

偏移单元，用于在所述自动行走设备根据所述偏移角度向所述对接装置移动时，若所述自动行走设备识别到障碍物，则控制所述自动行走设备沿水平方向偏移预设角度避开障碍物移动；

重新获取单元，用于在所述自动行走设备识别到障碍物的次数达到预定次数或者当所述自动行走设备与水平方向的夹角与所述偏移角度差的绝对值大于预设差值时，重新获取所述自动行走设备的位置坐标并根据所述自动行走设备的位置坐标重新获取所述自动行走设备与对接装置之间沿水平方向的偏移角度；

检测单元，用于实时检测所述自动行走设备是否移动至所述对接区域。

在其中一个实施例中，还包括：

摄像模块，用于获取所述对接装置的位置图像；

分析模块，用于根据所述位置图像分析所述自动行走设备与所述对接装置的位置关系；

调整模块，用于根据所述位置关系使所述自动行走设备与所述对接装置相互对应。

附图说明

图1为一实施例的自动行走设备的对接方法的流程示意图；

图2为另一实施例的自动行走设备的对接方法的流程示意图；

图3为自动行走设备与对接装置对应的示意图；

图4为一实施例的自动行走设备的结构示意图；

图5为图4中控制检测模块的结构示意图；

图6为另一实施例的自动行走设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

自动行走设备通常在规定区域内移动，规定区域内设置有对接装置，对接装置可以是充电站等，自动行走设备在电量不足时，可以返回至对接装置进行充电，以循环工作。但通常自动行走设备只能沿着边界线回归至对接装置，如果自动行走设备返回时沿着较远的一侧边界线返回，导致返回时间较长且浪费能源。

为方便返回，本实施例中，对接装置设置有可发射信号波以限定自动行走设备与对接装置对接时的对接区域的发射模块，发射模块可以是超声波发射模块等，发射的超声波由于距离较短，超声波覆盖的区域即为对接区域，自动行走设备可以根据超声波识别对接区域，并进一步识别对接装置。

为方便返回对接，如图1所示，一实施例的自动行走设备的对接方法包括步骤S1100至步骤S1300。

步骤S1100，获取自动行走设备的位置坐标并根据自动行走设备的位置坐标获取自动行走设备与对接装置之间沿水平方向的偏移角度。

本步骤中，自动行走设备在移动过程中可以实时获取自身的位置坐标，根据其自身的位置坐标可以计算其与对接装置之间沿水平方向的偏移角度。具体的，可以根据反正切三角函数计算自动行走设备的位置坐标与对接装置的位置坐标之间的连线与水平方向的夹角，即为自动行走设备与对接装置之间沿水平方向的偏移角度。

步骤S1200，控制自动行走设备根据偏移角度向对接装置移动，并实时检测自动行走设备是否移动至对接区域。

本步骤中，自动行走设备根据偏移角度向对接装置移动时，可能会遇到障碍物，如树木、沙坑等，需要及时躲避。为此，控制自动行走设备根据偏移角度向对接装置移动时，若自动行走设备识别到障碍物，可控制自动行走设备沿水平方向偏移预设角度避开障碍物移动。预设角度的值比较小，通常远小于偏移角度，这样不会导致自动行走设备行走时严重偏离路线。但自动行走设备在移动时，如果碰到多次障碍物，则自动行走设备需要偏移多次，有可能导致严重偏移路线，为此，本实施例中，当自动行走设备识别到障碍物的次数达到预定次数或者当自动行走设备与水平方向的夹角与偏移角度差的绝对值大于预设差值时，则通过步骤S1100重新获取自动行走设备的位置坐标并根据自动行走设备的位置坐标重新获取自动行走设备与对接装置之间沿水平方向的偏移角度。

步骤S1300，若自动行走设备移动至对接区域，则控制自动行走设备与对接装置进行对接。

本步骤中，当自动行走设备可以接收到发射模块发射的信号波时，则表明自动行走设备已经移动至对接区域。当信号波如超声信号丢失时，自动行走设备可以原地旋转搜索信号波，并沿信号波的强度逐渐增强的方向移动至对接装置。自动行走设备移动至对接装置后，可以调整自身的姿态与对接装置对接进行充电或者完成其它动作等。以上所述自动行走设备的对接方法，在与对接装置对接时，可直接将自动行走设备移动至对接装置，避免常规的自动行走设备只能沿边界线才可以返回至对接装置，减少返回时间并节约资源。

如图2所示，另一实施例的对接方法还包括步骤S1410至步骤S1430。

步骤S1410，获取对接装置的位置图像。自动行走设备移动至对接区域后，可以获取对接装置的位置图像信息，以确定对接装置具体的位置。

步骤S1420，根据位置图像分析自动行走设备与对接装置的位置关系。自动行走设备可以根据获取的位置图像分析自动行走设备与对接装置的位置关系，例如，自动行走设备可能在对接装置的右侧、左侧、中间等。

步骤S1430，根据位置关系使自动行走设备与对接装置相互对应。自动行走设备可以根据位置关系调整自身的位置，使自身的位置与对接装置相互对应，方便进一步的对接。

如图3所示，自动行走设备A可以获取对接装置B的位置坐标P1(x1,y1)。当自动行走设备从图中所示的某个位置向对接装置B返回对接时，可以根据其自身的位置坐标P2(x2,y2)获取其与P1之间沿水平方向的夹角D，其中，D＝arct(y2-y1)/(x2-x1)。自动行走设备可以沿着夹角D向对接装置B移动，直到自动行走设备移动至对接区域C。在移动至对接区域C后，可以调整自动行走设备与对接装置的位置关系，与对接装置进行对接，进行充电或者完成其他事宜。

本实施例还提供了一种自动行走设备，自动行走设备在规定区域内移动，规定区域内设置有对接装置，对接装置设置有可发射信号波以限定自动移动设备与对接装置对接时的对接区域的发射模块，如图4所示，自动行走设备包括坐标获取模块110、偏移获取模块130、控制检测模块140和对接模块150。

坐标获取模块110用于获取对接装置的位置坐标和自动行走设备的位置坐标。本实施例中，坐标获取模块110可以为GPS或北斗导航定位模块，在自动行走设备与对接装置对接时，坐标获取模块110可以定位对接装置的坐标位置，同时，坐标获取模块110可以实时获取自动行走设备的坐标位置。

偏移获取模块130用于根据对接装置的位置坐标和自动行走设备的位置坐标获取自动行走设备与对接装置之间沿水平方向的偏移角度。自动行走设备在移动过程中可以通过坐标获取模块110实时获取自身的位置坐标，根据其自身的位置坐标可以计算其与对接装置之间沿水平方向的偏移角度。具体的，可以根据反正切三角函数计算自动行走设备的位置坐标与对接装置的位置坐标之间的连线与水平方向的夹角，即为自动行走设备与对接装置之间沿水平方向的偏移角度。其中，偏移获取模块130可以为电子罗盘等。

控制检测模块140，用于控制自动行走设备根据偏移角度向对接装置移动，并实时检测自动行走设备是否移动至对接区域。自动行走设备根据偏移角度向对接装置移动时，可能会遇到障碍物，如树木、沙坑等，需要及时躲避。为此，控制自动行走设备根据偏移角度向对接装置移动时，若自动行走设备识别到障碍物，可控制自动行走设备沿水平方向偏移预设角度避开障碍物移动。预设角度的值比较小，通常远小于偏移角度，这样不会导致自动行走设备行走时严重偏离路线。但自动行走设备在移动时，如果碰到多次障碍物，则自动行走设备需要偏移多次，有可能导致严重偏移路线，为此，当自动行走设备识别到障碍物的次数达到预定次数或者当自动行走设备与水平方向的夹角与偏移角度差的绝对值大于预设差值时，可以重新获取自动行走设备的位置坐标并根据自动行走设备的位置坐标重新获取自动行走设备与对接装置之间沿水平方向的偏移角度。具体的，如图5所示，控制检测模块140包括偏移单元141、重新获取单元142和检测单元143。偏移单元141用于在自动行走设备根据偏移角度向对接装置移动时，若自动行走设备识别到障碍物，则控制自动行走设备沿水平方向偏移预设角度避开障碍物移动。重新获取单元142用于在自动行走设备识别到障碍物的次数达到预定次数或者当自动行走设备与水平方向的夹角与偏移角度差的绝对值大于预设差值时，重新获取自动行走设备的位置坐标并根据自动行走设备的位置坐标重新获取自动行走设备与对接装置之间沿水平方向的偏移角度。检测单元143用于实时检测自动行走设备是否移动至对接区域。

对接模块150用于在自动行走设备移动至对接区域时，控制自动行走设备与对接装置进行对接。当自动行走设备可以接收到发射模块发射的信号波时，则表明自动行走设备已经移动至对接区域。当信号波如超声信号丢失时，自动行走设备可以原地旋转搜索信号波。自动行走设备移动至对接装置后，可以调整自身的姿态，与对接装置对接进行充电或者完成其它动作等。

以上所述自动行走设备，在与对接装置对接时，可直接移动至对接装置，避免常规的只能沿边界线才可以返回至对接装置，减少返回时间并节约资源。

如图6所示，另一实施例的自动行走设备还包括摄像模块170、分析模块180和调整模块190。

摄像模块170用于获取对接装置的位置图像。自动行走设备移动至对接区域后，可以获取对接装置的位置图像信息，以确定对接装置具体的位置。

分析模块180用于根据位置图像分析自动行走设备与对接装置的位置关系。自动行走设备可以根据获取的位置图像分析自动行走设备与对接装置的位置关系，例如，自动行走设备可能在对接装置的右侧、左侧、中间等。

调整模块190用于根据位置关系使自动行走设备与对接装置相互对应。自动行走设备可以根据位置关系调整自身的位置，使自身的位置与对接装置相互对应，方便进一步的对接。

如图3所示，自动行走设备A可以获取对接装置B的位置坐标P1(x1,y1)。当自动行走设备从图中所示的某个位置向对接装置B返回对接时，可以根据其自身的位置坐标P2(x2,y2)获取其与P1之间沿水平方向的夹角D，其中，D＝arct(y2-y1)/(x2-x1)。自动行走设备可以沿着夹角D向对接装置B移动，直到自动行走设备移动至对接区域C。在移动至对接装置后，可以调整自动行走设备与对接装置的位置关系，控制自动行走设备与对接装置进行对接，进行充电或者完成其他事宜。

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 (10)

1.一种自动行走设备的对接方法，自动行走设备在规定区域内移动，所述规定区域内设置有可与所述自动行走设备对应的对接装置，所述对接装置设置有可发射信号波以限定所述自动行走设备与所述对接装置对接时的对接区域的发射模块，其特征在于，所述对接方法包括：

当所述自动行走设备需要从当前位置向所述对接装置返回对接时，获取所述自动行走设备的当前位置的位置坐标，并根据所述自动行走设备的当前位置的位置坐标获取所述自动行走设备的当前位置与对接装置之间沿水平方向的偏移角度；

控制所述自动行走设备根据所述偏移角度向所述对接装置移动，并实时检测所述自动行走设备是否移动至所述对接区域；

若所述自动行走设备移动至所述对接区域，则控制所述自动行走设备沿所述信号波的强度逐渐增强的方向移动至所述对接装置，以与所述对接装置进行对接。

2.根据权利要求1所述的对接方法，其特征在于，控制所述自动行走设备根据所述偏移角度向所述对接装置移动时，若所述自动行走设备识别到障碍物，则控制所述自动行走设备沿水平方向偏移预设角度避开障碍物移动，当所述自动行走设备识别到障碍物的次数达到预定次数或者当所述自动行走设备与水平方向的夹角与所述偏移角度差的绝对值大于预设差值时，则重新获取所述自动行走设备的位置坐标并根据所述自动行走设备的位置坐标重新获取所述自动行走设备与对接装置之间沿水平方向的偏移角度。

3.根据权利要求1所述的对接方法，其特征在于，控制所述自动行走设备与所述对接装置进行对接的步骤之前还包括：

获取所述对接装置的位置图像；

根据所述位置图像分析所述自动行走设备与所述对接装置的位置关系；

根据所述位置关系使所述自动行走设备与所述对接装置相互对应。

4.根据权利要求1所述的对接方法，其特征在于，所述发射模块为超声波发射模块。

5.一种自动行走设备，自动行走设备在规定区域内移动，所述规定区域内设置有对接装置，所述对接装置设置有可发射信号波以限定所述自动行走设备与所述对接装置对接时的对接区域的发射模块，其特征在于，所述自动行走设备包括：

坐标获取模块，用于当所述自动行走设备需要从当前位置向所述对接装置返回对接时，获取所述对接装置的位置坐标和所述自动行走设备的当前位置的位置坐标；

偏移获取模块，用于根据所述对接装置的位置坐标和所述自动行走设备的当前位置的位置坐标，获取所述自动行走设备的当前位置与对接装置之间沿水平方向的偏移角度；

控制检测模块，用于控制所述自动行走设备根据所述偏移角度向所述对接装置移动，并实时检测所述自动行走设备是否移动至所述对接区域；

对接模块，用于在所述自动行走设备移动至所述对接区域时，控制所述自动行走设备沿所述信号波的强度逐渐增强的方向移动至所述对接装置，以与所述对接装置进行对接。

6.根据权利要求5所述的自动行走设备，其特征在于，所述坐标获取模块为GPS或北斗导航定位模块。

7.根据权利要求5所述的自动行走设备，其特征在于，所述偏移获取模块为电子罗盘。

8.根据权利要求5所述的自动行走设备，其特征在于，所述控制检测模块包括：

偏移单元，用于在所述自动行走设备根据所述偏移角度向所述对接装置移动时，若所述自动行走设备识别到障碍物，则控制所述自动行走设备沿水平方向偏移预设角度避开障碍物移动；

重新获取单元，用于在所述自动行走设备识别到障碍物的次数达到预定次数或者当所述自动行走设备与水平方向的夹角与所述偏移角度差的绝对值大于预设差值时，重新获取所述自动行走设备的位置坐标并根据所述自动行走设备的位置坐标重新获取所述自动行走设备与对接装置之间沿水平方向的偏移角度；

检测单元，用于实时检测所述自动行走设备是否移动至所述对接区域。

9.根据权利要求5所述的自动行走设备，其特征在于，还包括：

摄像模块，用于获取所述对接装置的位置图像；

分析模块，用于根据所述位置图像分析所述自动行走设备与所述对接装置的位置关系；

调整模块，用于根据所述位置关系使所述自动行走设备与所述对接装置相互对应。

10.根据权利要求5所述的自动行走设备，其特征在于，所述对接装置为充电站。

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