CN111743450B - 可移动装置的回充方法及可移动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可移动装置的回充方法及可移动装置，该方法包括：调取被存储的充电基座的目标位置；将待充电的可移动装置导航至所述目标位置；若在导航过程中和/或在所述目标位置未发现目标，则进行局部搜索，搜索所述目标。本发明提供的技术方案相比现有技术，由于在可移动装置回充的过程中增加了对充电基座进行局部搜索的过程，即使充电基座位置出现偏差或者被移动，可移动装置也能大概率地自动搜索到充电基座，提高了可移动装置的回充成功率。

Description

可移动装置的回充方法及可移动装置
技术领域
本发明涉及可移动装置领域，具体涉及一种可移动装置的回充方法及可移动装置。
背景技术
自动回充技术已经广泛应用于各种可移动装置。可移动装置自动回充的过程，首先由充电基座不断发出回充引导信号，然后由可移动装置的接收器接收到所述回充引导信号并在回充引导信号的指引下移动到充电基座上进行充电。但在实际使用中，由于可移动装置经常找不到充电基座，导致回充失败的情况时有发生。
目前来看，可移动装置回充失败的原因主要有以下三种：
1、充电基座的插头未被拔下，即充电基座仍带电，但由于定位误差、坐标位置修正或遭外界物体踢碰等原因导致可移动装置存储的充电基座的位置与实际位置有偏差。
2、充电基座的插头被拔下，且充电基座被人为换到了其他供电位置后再被供电。
3、充电基座的插头被拔下，且充电基座被随意放到其他位置，没有供电。
发明内容
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本发明提供一种可移动装置的回充方法及可移动装置，以提高可移动装置的回充成功率。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种可移动装置的回充方法，包括：
调取被存储的充电基座的目标位置；
将待充电的可移动装置导航至所述目标位置；
若在导航过程中，和/或在所述目标位置，未发现目标，则进行局部搜索，搜索所述目标；
若在所述导航过程中，或者，在所述目标位置上，或者，在所述局部搜索过程中，发现所述目标，则移动至所述充电基座上充电；
所述目标包括：所述充电基座，和/或所述充电基座发射的回充引导信号；
所述目标位置包括：候选位置，和/或信号感应位置；
所述候选位置是被存储的所述充电基座的位置；
所述信号感应位置为能检测到所述回充引导信号的位置。
优选地，所述方法还包括：
将检测到充电基座发射的回充引导信号的位置存储为信号感应位置；和/或
若可移动装置自充电基座启动，存储可移动装置启动时的位置为候选位置。
优选地，所述移动至所述充电基座上充电，包括：
若发现的目标为所述充电基座，则直接移动至所述充电基座上充电；
或者，
若发现的目标为所述回充引导信号，则在所述回充引导信号的引导下移动至所述充电基座上充电。
优选地，所述进行局部搜索，包括：
以所述目标位置为中心，设定边界阈值，确定基本搜索区域；
沿所述基本搜索区域的边界搜索所述目标，若直至达到预设的第一结束条件仍没有发现所述目标，则结束对所述基本搜索区域的局部搜索；
其中，所述第一结束条件包括：达到预设时间，或所述基本搜索区域的边界已全部被搜索。
优选地，所述进行局部搜索，还包括：
若在达到预设的第一结束条件时仍没有发现所述目标，则以第二边界阈值确定第二搜索区域；所述第二搜索区域的周长大于所述基本搜索区域的周长；沿所述第二搜索区域的边界搜索所述目标。
优选地，所述方法，还包括：若在局部搜索后未发现所述目标，则在所述可移动装置的实际工作区域内沿边缘绕行一周，并搜索所述目标。
优选地，所述方法，还包括：
若在所述实际工作区域内沿边缘搜索所述目标时，在预设的搜索时间内未找到所述目标，则进行报警和/或运行到指定地点。
优选地，若所述目标位置为多个，所述将待充电的可移动装置导航至所述目标位置，包括：
根据各目标位置与可移动装置当前位置的距离，按距离从近到远的顺序，将待充电的可移动装置依次导航至每个目标位置；和/或
根据实际工作区域内障碍物的分布情况，将待充电的可移动装置依次导航至每个目标位置；和/或
根据各目标位置的置信度，按置信度从大到小的顺序，将待充电的可移动装置依次导航每个目标位置。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种可移动装置，包括：
用于使可移动装置在地面上运动的运动机构；
用于检测回充引导信号的接收器；
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器配置为：
调取被存储的充电基座的目标位置；
将待充电的可移动装置导航至所述目标位置；
若在导航过程中，和/或在所述目标位置，未发现目标，则进行局部搜索，搜索所述目标；
若在所述导航过程中，或者，在所述目标位置上，或者，在所述局部搜索过程中，发现所述目标，则移动至所述充电基座上充电；
所述目标包括：所述充电基座，和/或所述充电基座发射的回充引导信号；
所述目标位置包括：候选位置，和/或信号感应位置；
所述候选位置是被存储的所述充电基座的位置；
所述信号感应位置为能检测到所述回充引导信号的位置。
优选地，所述可移动装置为清洁机器人。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
由于在可移动装置回充的过程中，增加了对充电基座进行局部搜索的过程，从而使得即使充电基座位置出现偏差或者被移动，可移动装置也能大概率地自动搜索到充电基座，提高了可移动装置的回充成功率。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1a是本发明一个实施例的可移动装置的回充方法的流程图；
图1b是本发明一个实施例的可移动装置的回充方法的流程图；
图1c是本发明一个实施例的可移动装置的回充方法的流程图；
图1d是本发明一个实施例的回充方法的局部搜索的流程图；
图2a是本发明一个实施例的充电基座及其回充引导信号示意图；
图2b是本发明一个实施例的充电基座及其回充引导信号示意图；
图3a是本发明一个实施例的局部搜索示意图；
图3b是本发明一个实施例的局部搜索示意图；
图3c是本发明一个实施例的可移动装置运行示意图；
图3d是本发明一个实施例的可移动装置运行示意图；
图3e是本发明一个实施例的可移动装置运行示意图；
图3f是本发明一个实施例的局部搜索的示意图；
图3g是本发明一个实施例的局部搜索的示意图；
图3h是本发明一个实施例的局部搜索的示意图；
图4a是本发明一个实施例的搜索区域示意图；
图4b是本发明一个实施例的搜索区域示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
需要说明的是，本发明中的“回充”是指可移动装置返回充电基座进行充电。本发明提供的可移动装置的回充方法，适用于可移动装置。
所述可移动装置是指在设定区域内执行预定任务的智能移动设备，包括但不限于：清洁机器人(Robot Vacuum Cleaner，RVC)，例如：智能扫地机、智能擦地机、擦窗机器人等；物流机器人、搬运机器人等；除草机器人、铲冰机器人等；陪伴型移动机器人，例如：智能电子宠物、保姆机器人；服务型移动机器人，例如：酒店、旅馆、会晤场所的接待机器人；工业巡检智能设备，例如电力巡检机器人、智能叉车等；安防机器人，例如：家用或商用智能警卫机器人等。
本发明一个实施例中，给出了可移动装置的回充方法，包括：
调取被存储的充电基座的目标位置；
将待充电的可移动装置导航至所述目标位置；
若在所述导航过程中，和/或在所述目标位置，未发现目标，则进行局部搜索；
若在所述导航过程中，或者，在所述目标位置上，或者，在所述局部搜索过程中，发现所述目标，则移动至所述充电基座上充电；
其中，所述目标包括：所述充电基座，和/或所述充电基座发射的回充引导信号；
所述候选位置是被存储的所述充电基座的位置；
所述信号感应位置为能检测到所述回充引导信号的位置。
需要说明的是，一些实施例中，上述的目标位置是指精确位置，比如，以二维坐标为例，则表示为(x0,y0)。或者，一些实施例中，上述的目标位置是广泛意义上的位置，即在一定误差范围的位置，比如用(x0±δx,y0±δy)表示，其中δx、δy表示误差，这个目标位置附近的位置在本发明中也归为目标位置。具体而言，候选位置也包括被存储的充电基座位置附近合理区域内的位置，比如在候选位置附近半径为20cm的圆形区域(在该附近区域内，对于携带摄像头和/或接近传感器的可移动装置，可以通过摄像头和/或接近传感器辅助确定充电基座的位置，因此，该附近区域内的位置也归为候选位置)；信号感应位置也包括能检测到所述回充引导信号的位置附近合理区域内的位置，比如信号感应位置附近半径为5cm的区域(由于回充引导信号的接收器的灵敏度依型号而不同，有的灵敏，可检测的范围要大些，有的不太灵敏，可检测的范围相对小些。本领域技术人员应当理解，不应以接收器本身特性对本发明的保护范围进行限定)。
需要说明的是，所述候选位置可以是可移动装置在充电基座上启动时、充电基座的初始位置，也可以是可移动装置在执行预定任务过程中遇到并存储的充电基座的位置。
所述信号感应位置为能检测到所述回充引导信号的位置，详细的说，信号感应位置可以是可移动装置在运行过程中检测到回充引导信号时的位置，也可以是其它设备存储了检测到回充引导信号时的位置，并将该信号感应位置信息通过移动存储设备、无线网络、云服务器等方式转存到可移动装置中。
由于充电基座在可移动装置工作过程中可能发生移动，因此可移动装置在其工作过程中可能在多个位置遇到充电基座或检测到回充引导信号，因此即使在只有一个充电基座的情况下，仍可能存储多个目标位置。在有多个充电基座的情况下，目标位置也可以是被存储的多个候选位置和/或多个信号感应位置。由于可移动装置不知道充电基座当前的实际位置，因此只能从其“记忆中的”，即其存储的曾经的目标位置中先尝试去找充电基座。
图1a至图1d是根据示例性实施例示出的可移动装置的回充方法，结合图1a至图1d、图3c至图3e，对本发明多个实施例进行说明如下。
实施例一：图1a是如图3c所示的可移动装置自充电基座启动的一个实施例的流程图。该实施例的可移动装置的回充方法包括：
步骤S110：可移动装置80自充电基座10上启动。
步骤S120：可移动装置存储启动时的位置(例如图3c中的充电基座的初始位置A点)为候选位置；然后，可移动装置80离开充电基座10执行预定任务。
所述预定任务是指可移动装置被设定应执行的主要功能及辅助功能，比如对于清洁机器人，其预定任务包括清洁房间、播放语音等；对于物流机器人，其预定任务包括按计划或调度搬运货物；对于服务型移动机器人，其预定任务包括进行相应的服务等。下同。
步骤S130：可移动装置判断电量是否满足回充条件。
所述回充条件可以有多种形式，比如电量低于某个电量数值或电量比例的阈值下限，或者运行时间、运行里程数达到某个阈值或某个比例，或者其它能衡量电量剩余量和/或电量剩余量与剩余运行里程数或时间之间关系的参数。下同。本实施例中，满足回充条件的可移动装置即可认为是待充电的可移动装置。在其它实施例中，所述待充电的可移动装置还可以是其当前要执行的任务是进行回充。
步骤S130既可以是按某个时间间隔判断电量，也可以是实时判断电量，还可以是在满足某个设定的条件下判断电量(比如在检测到已存储了候选位置和/或存储了信号感应位置之后，才判断电量)，本领域技术人员应理解，不应以判断电量的时机、方式以及执行该步骤与可移动装置的各功能和/或其它步骤或其任意组合的顺序、时机、触发条件和次数等作为对本发明保护范围的限制。下同。
本领域技术人员应理解，上述步骤S120与S130的执行顺序可以有多种方式，既可以是先执行S120，再执行S130，也可以是先执行S130，再执行S120，还可以是同时执行S120和S130。实际上，本领域技术人员很容易理解，S130的“判断电量”步骤独立于可移动装置执行其主要功能及辅助功能，也独立于可移动装置存储候选位置信息、检测回充引导信号、存储信号感应位置等功能。本发明不限制执行“判断电量”步骤的顺序。因此，不应以S130的“判断电量”步骤与其它步骤的顺序作为对本发明的限制。下同。
自步骤S110以后的各步骤都可以是在正常执行预定任务的同时进行的，因此都可归为“巡航阶段”，如图1a“巡航阶段”虚线框所示。
步骤S210：若可移动装置的电量满足回充条件，则待充电的可移动装置移动(也可称为导航)至其存储的所述候选位置或其附近位置。
步骤S220：在可移动装置移动至所述候选位置上或其附近位置上和/或在其移动路程中，搜索充电基座发射的回充引导信号和/或寻找充电基座。若发现充电基座(比如通过接近传感器或摄像头直接检测到充电基座，或通过信号接收器接收到近距回充信号等方式)，则直接移动到充电基座上充电；或若检测到回充引导信号，则在回充引导信号的指引下找到充电基座，进行充电。否则执行下述步骤S230。
步骤S230：若在所述候选位置或其附近位置，未发现所述充电基座和/或未检测到充电基座发射的回充引导信号，则可移动装置进行局部搜索，搜索回充引导信号和/或充电基座。
步骤S240：若在所述局部搜索过程中发现所述充电基座，则直接移动至所述充电基座上；或若检测到回充引导信号，则在所述回充引导信号的指引下移动至充电基座。
步骤S300：可移动装置在充电基座上进行充电。
实施例二：若可移动装置启动时的初始位置不在充电基座上，则该实施例的流程图如图1b所示。在此实施例中，可移动装置可以是从任何非充电基座的位置启动，此时的可移动装置的回充方法包括：
步骤S110：可移动装置自非充电基座的任何位置上启动。
步骤S140：可移动装置80执行预定任务，并搜索充电基座10发射的回充引导信号。
可移动装置搜索回充引导信号，可以是在执行预定任务的全程或某个时间段的同时执行；也可以是与执行预定任务依次执行，比如执行第一时间t1的预定任务，与执行第二时间t2的搜索回充引导信号，依一定的顺序依次执行。
本领域技术人员很容易理解，可移动装置执行搜索回充引导信号的步骤独立于可移动装置执行其主要功能及辅助功能，也独立于存储候选位置信息、存储信号感应位置、判断电量等步骤。本发明不限制执行搜索回充引导信号步骤的顺序、时机、触发条件和次数，因此不应以可移动装置执行搜索回充引导信号的步骤与可移动装置执行各功能和/或其它步骤或其任意组合的顺序、时机、触发条件和次数等作为对本发明的限制。本发明所有包括执行“搜索回充引导信号”的步骤，除非逻辑上有矛盾之处，否则均适应于此处的说明。
步骤S150：若可移动装置80检测到充电基座发射的回充引导信号，则将检测到回充引导信号的位置存储为信号感应位置。如图3d及图3e所示，可移动装置沿101方向运动时在B点检测到图3d中的回充引导信号62和/或64，或检测到图3e中的回充引导信号60，则可移动装置将图3d或图3e中的B点位置存储为信号感应位置。
步骤S130：可移动装置判断电量是否满足回充条件。本实施例中，满足回充条件的可移动装置即可认为是待充电的可移动装置。还可以将进行回充作为其当前要执行的主要任务的可移动装置认为是所述待充电的可移动装置。关于判断电量、满足回充条件等步骤的描述如上所述，不再赘述。
自步骤S110以后的各步骤都可以是在正常执行预定任务的同时进行的，因此都可以归为“巡航阶段”，如图2a“巡航阶段”虚线框所示。
步骤S210：若可移动装置的电量满足回充条件，则待充电的可移动装置移动(也可称为导航)至其存储的所述信号感应位置或其附近位置。
步骤S220：在可移动装置移动至所述信号感应位置上或其附近位置上和/或在其移动路程中，搜索充电基座发射的回充引导信号和/或寻找充电基座。若发现充电基座(比如通过接近传感器或摄像头直接检测到充电基座，或通过信号接收器接收到近距回充信号等方式)，则直接移动到充电基座上充电；或若检测到回充引导信号，则在回充引导信号的指引下找到充电基座，进行充电。否则执行下述S230。
步骤S230：若在所述信号感应位置或其附近位置，未发现所述充电基座和/或未检测到充电基座发射的回充引导信号，则可移动装置进行局部搜索，搜索回充引导信号和/或充电基座。
步骤S240：若在所述局部搜索过程中发现所述充电基座，则直接移动至所述充电基座上；或若检测到回充引导信号，则在所述回充引导信号的指引下移动至充电基座，
步骤S300：可移动装置在充电基座上进行充电。
需要说明的是，所述充电基座的候选位置为充电基座可能在的位置；所述充电基座的信号覆盖范围是指充电基座的回充引导信号能被可移动装置检测到的范围。由于充电基座的回充引导信号通常会覆盖充电基座的位置，因此充电基座的信号覆盖范围通常会覆盖所述候选位置。所述信号覆盖范围的形状可以是圆形、椭圆形或其它任何由回充引导信号的覆盖范围可能形成的形状。比如，在图2b的实施例中，充电基座10的信号发射器20发出的回充引导信号62和64为定向信号，其信号覆盖范围为如图3d所示的椭圆形；可移动装置80在执行预定任务时若电量充足，此时并不急于充电，该阶段可称为“巡航阶段”，因此只要可移动装置在其信号覆盖范围内的任何一点，即可搜索到所述的回充引导信号62或64，知道充电基座在这个位置附近的较小区域内即可，而不需要明确知道充电基座的实际确切位置；因此此时将可移动装置搜索到回充引导信号时的可移动装置的当前位置存储为信号感应位置；根据上述对“信号覆盖范围”的定义，则该“信号感应位置”一定在“信号覆盖范围”内，且搜索不到所述回充引导信号的位置一定不在信号覆盖范围内，也就不是所述的“信号感应位置”。因此，可以认为所述“信号覆盖范围”是“信号感应位置”的集合。
可移动装置通常会实时监测其电量，当其电量较低时，比如电量已低于设定的10％的低电量阈值，则可移动装置需要立即充电，该阶段可称为“回充阶段”，则可移动装置需要立即移动到其在“巡航阶段”存储的信号感应位置，即移动到存储的信号覆盖范围内；若在此信号感应位置又一次搜索到所述的回充引导信号62或64，则沿该回充引导信号找到充电基座，进行充电。
若回充引导信号是如图2a的全向信号60，此时的回充引导信号的信号覆盖范围为图3e所示的圆形阴影区域，由于该全向信号没有方向性，则可移动装置移动到信号覆盖范围内的某个位置，即使检测到回充引导信号，可能仍不能确定充电基座的具体方向，因此需要通过可移动装置在运动过程中(也可称为移动过程或导航过程)，对比前后两个时刻搜索到的回充引导信号的强弱对比来确定可移动装置是移向充电基座还是背离充电基座，从而确定是在向充电基座靠近，保证其能够顺利充电。
以一个实施例进行解释说明，如图3f所示，可移动装置在第一时刻t1搜索到回充引导信号(比如在D点)后，将该第一时刻t1的回充引导信号的强度记为SI1；在继续运行过程中，比如在第二时刻t2运行到F点记录此处的回充引导信号强度为SI2，由于F点相较于D点离充电基座10更近，回充引导信号强度SI2较SI1更强，因此可移动装置80以F点位置作为新的信号感应位置代替t1时刻存储的信号感应位置D点；若在继续运行过程中，比如可移动装置80在第三时刻t3运行到G点，记录此处的回充引导信号强度为SI3，由于G点相较于F点，离充电基座10更远，回充引导信号强度SI3较SI2弱，因此可移动装置不存储t3时刻的G点而仍以F点位置作为信号感应位置；由此可见，并不是每一个信号感应位置都被存储，比如G点未被存储。按上述方式，可移动装置逐步逼近充电基座10，从而实现成功回充。
实施例三：实际上，可以将上述实施例一与实施例二结合，作为一个优选实施例。其流程图如图1c所示，该实施例的可移动装置的回充方法包括：
步骤S110：可移动装置80自充电基座10上启动，如图3c所示。
步骤S120：可移动装置80存储启动时的位置(图3c的A点)为候选位置。
步骤S140：可移动装置执行预定任务，并搜索充电基座发射的回充引导信号。
步骤S150：若可移动装置检测到充电基座发射的回充引导信号，则将检测到回充引导信号的位置存储为信号感应位置。如图3d或图3e中的B点。
由于可移动装置自充电基座位置启动，一般情况下应该能检测到回充引导信号。可选的，可以存储多个信号感应位置，也可以以最后一次接收到回充引导信号的位置或检测到最大强度的回充引导信号的位置作为唯一的信号感应位置。
步骤S130：可移动装置判断电量是否满足回充条件。本实施例中，满足回充条件的可移动装置即可认为是待充电的可移动装置。还可以将进行回充作为其当前要执行的主要任务的可移动装置认为是所述待充电的可移动装置。关于判断电量、满足回充条件等步骤的描述如上所述，不再赘述。
自步骤S110以后的各步骤都可以是在正常执行预定任务的同时进行的，因此都可归为“巡航阶段”，如图3a“巡航阶段”虚线框所示。
步骤S210：若可移动装置的电量满足回充条件，则待充电的可移动装置移动(也可称为导航)至其存储的所述候选位置和/或信号感应位置和/或其附近位置(统称为目标位置。所述目标位置包括：候选位置，和/或信号感应位置，当然也包括候选位置、和/或信号感应位置相应的附近位置)。
步骤S220：在可移动装置移动至其目标位置上和/或在其移动路程中，搜索充电基座发射的回充引导信号和/或寻找充电基座(统称为目标。所述目标包括：所述充电基座，和/或所述充电基座发射的回充引导信号)。若发现充电基座(比如通过接近传感器或摄像头直接检测到充电基座，或通过信号接收器接收到近距回充信号等方式)，则直接移动到充电基座上充电；或若检测到回充引导信号，则在回充引导信号的指引下找到充电基座，进行充电。否则执行下述S230。
步骤S230：若在所述目标位置，未发现所述目标，则可移动装置进行局部搜索，搜索所述目标。
步骤S240：若在所述局部搜索过程中发现所述充电基座，则直接移动至所述充电基座上；或若检测到回充引导信号，则在所述回充引导信号的指引下移动至充电基座，
步骤S300：可移动装置在充电基座上进行充电。
对比上述实施例一、实施例二和实施例三，可以发现其中编号相同的步骤，其内容基本相同，区别仅在于存储的位置是候选位置还是信号感应位置。可以将其统一定义为“目标位置”，即在可移动装置自充电基座启动时存储的候选位置或在工作过程中遇到并存储的充电基座的候选位置为“目标位置”，而可移动装置在运行中检测到回充引导信号时的信号感应位置也是“目标位置”，因此上述三个实施例各相应步骤的编号可以统一，因此在本发明中未对这三个实施例的步骤编号加以区别，因为其本质是相同的。
当然，除了上述通过可移动装置自主感应回充引导信号之外，还可以通过人或其它设备主动输入充电基座坐标并存储为候选位置，比如通过可移动装置自带的IO设备，比如功能按钮或者触控屏，由用户或其它设备将充电基座当前的位置信息人工输入到可移动装置中，可移动装置接收到该位置信息后，将该位置信息存储为充电基座的候选位置。比如用户将充电基座在可移动装置坐标系下的坐标位置输入可移动装置，或用户在可移动装置的IO设备或其充电基座的IO设备上显示的地图中进行划区选定充电基座的位置，或用户在与可移动装置连接的智能终端(比如PC机、平板电脑或手机等)显示的地图中进行划区选定充电基座的位置，均可存储为充电基座的候选位置。
在一些实施例中，所述回充引导信号是由充电基座10的信号发射器18发出的全向信号60，如图2a、图3e所示；或者是由充电基座10的信号发射器20发出的定向信号62、64，如图2b、图3d所示；所述回充引导信号可以为至少一个，当然也可以更多，如图2b所示为两个回充引导信号62和64且二者有重叠66的情况；在有些实施例中，其重叠区66也可被当作第三个回充引导信号。进一步地，本发明的可移动装置的回充技术方案可以与其它条件配合使用，使得可移动装置的充电更合理，比如，可以设置全向信号60以及定向信号62和64，同时可以设置包括高电量阈值和低电量阈值的至少二级电量阈值，当可移动装置的电量高于高电量阈值时，设定可移动装置在执行预定任务过程中若发现回充引导信号60、62或64，存储可移动装置此时的位置作为充电基座的信号感应位置(即所述的“巡航阶段”)；当可移动装置的电量低于高电量阈值但高于低电量阈值时，设定可移动装置进行预定任务的同时寻找回充引导信号，若找到回充引导信号，则在回充引导信号的引导下进入充电基座进行充电(既进行预定任务，又在找到回充引导信号时执行回充，属于本发明上述实施例中所述的“巡航阶段”与“回充阶段”重合的阶段)；当可移动装置的电量低于低电量阈值时，设定可移动装置停止执行预定任务，全力直接寻找回充引导信号60、62或64，尽快充电(即所述的“回充阶段”)。该实施例中仍然包括“巡航阶段”和“回充阶段”。当然上述实施例仅用于解释说明本发明的技术方案，实际上还可以是其它任意形式，比如较简单的，充电基座发射单一的全向信号或定向信号，用以引导可移动装置返回充电基座进行充电。实际上，在带有摄像头或激光测距仪的可移动装置上，可以通过摄像头拍摄的照片通过SLAM方法、或通过激光测距仪发现充电基座的粗略或精确位置，从而定位出充电基座的候选位置或信号覆盖范围。
可移动装置中存储的充电基座的候选位置可以只有一个。但在具体实践中，充电基座的实际位置有可能会变动，而不同于候选位置，甚至不在信号覆盖范围内，例如，人为搬运或意外触碰，导致充电基座的位置发生较大改变；再例如，用户的其他设备需要充电，将可移动装置的可通用的充电基座的插头拔下后，换到了其他位置再通电等。当充电基座的实际位置不同于候选位置且不在信号覆盖范围内时，由于现有技术中可移动机器装置存储的候选位置不会发生改变，经常会导致可移动装置充电失败，充电失败率高。
再者，由于可移动装置自身存在的定位误差，例如由于可移动装置的码盘和/或IMU(惯性测量单元)的累计误差，即使充电基座本身未发生位置变动，但可移动装置在累计误差的影响下以为移动到了充电基座的位置，但实际上未到达充电基座的实际位置，也会造成可移动装置自以为是的充电基座的“实际位置”(含有累计误差)不同于存储的候选位置或不在信号覆盖范围内，导致可移动装置回充失败。
为了解决现有技术中的这一技术问题，本发明实施例对充电基座的候选位置或信号覆盖范围内的信号感应位置进行局部搜索。
本发明一个实施例，设充电基座的回充引导信号的有效接收范围为d(如图3f的半径d所示；所述的信号覆盖范围在图3f所示的实施例中，是以充电基座10为圆心、以回充引导信号的有效接收范围d为半径的圆面积内)。所述回充引导信号的有效接收范围是指回充引导信号能被可移动装置接收到的最大距离，例如图3d或图3e中充电基座10到B点之间的距离。若可移动装置需要充电，即可移动装置处于“回充阶段”(如图1a至图1c中的步骤S210至S240)，则待充电的可移动装置移动(也可称为导航)到其存储的所述候选位置(如图3c中的A点)和/或所述信号感应位置(如图3e中的B点)和/或其相应的附近位置(统称为目标位置。所述目标位置包括：候选位置，和/或信号感应位置，当然也包括候选位置、和/或信号感应位置相应的附近位置)，即导航至信号覆盖范围内(如图3f中以充电基座10为圆心，以有效接收范围d为半径且过B点的圆的圆面积之内)。
本发明一个实施例中，在“回充阶段”的局部搜索，是在步骤S220之后，即在可移动装置移动至所述候选位置上(实施例一或实施例三)和/或信号感应位置上(实施例二或实施例三)和/或其附近位置上或在其移动路程中，未发现充电基座，和/或未检测到回充引导信号，此时进入步骤S230的局部搜索步骤(在步骤S230中，难免与上述介绍的各实施例中的其它步骤有重叠或与其它步骤相同的多次执行，本领域技术人员应当理解，局部搜索步骤是整个回充方法的一个环节，不局限于上述各实施例中的其它步骤)，如图1d所示，包括：
步骤S231：以存储的所述候选位置或信号感应位置(即目标位置)为中心点，设定边界阈值确定搜索区域。
本发明中的“搜索区域”如非特别说明，均指局部搜索的搜索区域。搜索区域可以是任何封闭图形，比如圆形、正方形、矩形、菱形、椭圆形、三角形等，也可以是各种图形的组合或不规则图形。比如以图3c中的A点的候选位置或图3d、图3e中的B点的信号感应位置为中心，以回充引导信号的有效接收范围d为半径的圆形区域或边长为2d的方形区域确定搜索区域，其中的半径d和边长2d分别为圆形搜索区域和方形搜索区域的边界阈值。所述边界阈值可以是由可移动装置内预设，或由用户设定。对于圆形的搜索区域而言，边界阈值可以用圆形的直径或半径来表示；对于方形的搜索区域而言，边界阈值可以用方形的边长或对角线来表示；对于椭圆形的搜索区域而言，边界阈值可以用椭圆形的长轴和短轴表示；对于矩形的搜索区域而言，边界阈值可以用长、宽表示，或长或宽与对角线表示。同一形状的搜索区域，可以由多种形式的边界阈值表达，只要这种表达形式能够确定而准确地表达搜索区域即可。本实施例以方形的搜索区域为例，以方形的边长为边界阈值，表达该方形搜索区域，参见图3f中的方形区域。
本实施例中的上述搜索区域也称为基本搜索区域或第一搜索区域。
所述边界阈值可以小于或者大于充电基座的回充引导信号的有效接收范围d，d＞0。优选地，所述边界阈值为充电基座的回充引导信号的有效接收范围d的预设倍数，例如，1.5d、2d、4d。此时建立的搜索区域可以是直径为1.5d、2d、4d的圆形搜索区域或边长或对角线为1.5d、2d、4d的方形搜索区域等。
根据不同种类、型号的可移动装置，其对应的充电基座的有效接收范围可能不同。若在实际工作区域有多个可兼容的充电基座可对同一个可移动装置充电，则边界阈值可以选择多个充电基座的有效接收范围的最短者作为基数d，比如三台可移动装置的充电基座的有效接收范围分别为d1＝1米、d2＝2米、d3＝4米，则优选地可以以最短的有效接收范围d1＝1米作为边界阈值。当然也可以有其它设置。本领域技术人员可以理解，对于边界阈值的设定只是调整参数细节，不能以上述实施例中关于回充引导信号的有效接收范围的d值及边界阈值的设定作为对本发明的限制。
步骤S232：可移动装置沿所述搜索区域的边界运行，同时搜索回充引导信号和/或充电基座；
可移动装置在所述基本搜索区域的边界上移动时，若发现所述充电基座，则直接移动至所述充电基座上充电；若检测到回充引导信号，则在回充引导信号的指引下找到充电基座进行充电。
可移动装置移动到目标位置却未发现充电基座也未检测到回充引导信号，可能是可移动装置自身存在的定位误差导致的，例如由于可移动装置的码盘和/或IMU(惯性测量单元)的累计误差使可移动装置80以为移动到所述信号感应位置B点，如图3f所示，但实际上由于误差导致可移动装置80移动到信号覆盖范围外的C点，因此在C点未发现回充引导信号。此时可移动装置80绕以C点为中心、以预设长度2d为边长的方形搜索区域的边界运行一周并搜索回充引导信号。当可移动装置80尚未完成对第一搜索区域运行一周即搜索到了回充引导信号，比如移动到如图3f的D点(可移动装置80按如图3f所示的运行方向101运行，从而逆时针沿搜索区域的边界移动)或E点(与图3f中的运行方向相反)时开始搜索到回充引导信号，此时在回充引导信号的指引下找到充电基座10，成功充电。
优选地，若可移动装置在沿任一搜索区域的边界运行搜索回充引导信号时，可移动装置遇到实际工作区域内的障碍物，则在搜索区域内沿该物体的边缘运行，如图3h所示。当可移动装置运行至图3h中的H点时，碰到实际工作区域的障碍物，然后在搜索区域内沿障碍物边缘运行至J点，再沿J点运行到障碍物与搜索区域的交界处K点，在K点继续沿搜索区域的边界向D点方向运行。
在步骤S232的沿所述基本搜索区域的边界搜索所述目标的过程中，若直至达到预设的第一结束条件仍没有发现所述目标(所述第一结束条件对应于当前的基本搜索区域检索目标失败的条件，包括：达到预设时间，或所述基本搜索区域的边界已全部被搜索)，则结束对所述基本搜索区域的局部搜索。作为一个简单的实施例，此时可移动装置可以直接执行步骤S250，停止运行或运行到指定地点和/或报警或报错。或者，若在预设时间内或第一搜索区域的边界已全部被搜索后，仍未发现所述充电基座或未发现所述回充引导信号，则可移动装置还可以在实际工作区域内沿边缘绕行一周，并搜索目标，即回充引导信号和/或充电基座。如果仍未发现所述目标，可以停止运行或运行到指定地点和/或报警或报错。
作为一个更优选的实施例，可以设置搜索区域的次数n。在上述步骤S231中确定的搜索区域为第一搜索区域或基本搜索区域，即n＝1。此时执行上述步骤S232：可移动装置80沿所述第一搜索区域的边界运行，同时搜索回充引导信号和/或充电基座。
若可移动装置80在沿第一搜索区域的边界绕行一周后(即遍历第一搜索区域的边界)或达到预设时间后，仍未发现回充引导信号或充电基座，则说明充电基座10的信号覆盖范围与第一搜索区域未重合，如图3g所示。此时，可移动装置80基于所述第一搜索区域设置范围更大、周长更长的第二搜索区域(n＝2)，比如可以如图3g所示，以C点为中心、以4d为边界阈值建立第二搜索区域，再次执行步骤S232即可移动装置沿第二搜索区域的边界运行，同时搜索回充引导信号和/或充电基座，当可移动装置移动到D'点或E'点时，检测到回充引导信号，此时在回充引导信号的指引下找到充电基座10，成功充电。当然，若可移动机器人沿第二搜索区域的边界运行，仍未检测到回充引导信号和/或充电基座，则可以继续增加n值，直至n值等于设定的N。可以预设搜索回充引导信号的次数N，即建立搜索区域的次数。如上所述，第一次建立的搜索区域为第一搜索区域或基本搜索区域；第二次建立的搜索区域为第二搜索区域，……则第N次建立的搜索区域为第N搜索区域。
后一次的搜索区域的周长应大于前一次的搜索区域的周长。但是应当注意，虽然本发明上述实施例中，后次的搜索区域形状与第一搜索区域形状相同，但后次的搜索区域形状也可以与第一搜索区域形状不同，如图4a、图4b所示；后次的搜索区域与第一搜索区域的中心也未必重合，如图4b所示。可移动装置在预设时间或预设搜索区域的次数范围内，若发现所述充电基座，则可移动装置移动至所述充电基座，若发现所述回充引导信号，则在回充引导信号的指引下移动至所述充电基座。
作为一个优选实施例，在可移动装置完成了上述N次(N也可以等于1)搜索后，仍未发现所述目标，则还可以执行步骤S234：若在预设时间内或遍历预设圈数(比如设定的N次搜索区域)后仍未发现所述充电基座或未发现所述回充引导信号，则可移动装置还可以在实际工作区域内沿边缘绕行一周，并搜索回充引导信号和/或充电基座。
由于可移动装置通常是在一个有限空间内运动(比如室内)，而充电基座通常放置在有限空间的墙壁处(因为充电基座的插头通常要与墙壁上的插座连接以获得电能)，因此在沿室内边缘的墙壁内侧运行一周，通常能够找到充电基座。如图3a所示，可移动装置80在完成N次搜索后，位于位置102，然后向某个方向运动，直至找到障碍物的边缘位置103，然后沿着障碍物的边缘运动，直至找到实际上位于位置104处的充电基座10或其回充引导信号(回充引导信号的信号覆盖范围在图3a、图3b中以围绕充电基座10的虚线圆圈表示)，实现充电。
当然也可以设置搜索时间，若在搜索时间内未找到充电基座，则可移动装置报警和/或运行到某一指定地点。
在可移动装置存储了多个候选位置或信号感应位置的情况下，若这几个候选位置或信号感应位置之间的距离L比有效接收范围d大得多(比如L>2d)，则可移动装置在“回充阶段”可以依次导航至每个候选位置或信号感应位置或其附近位置以搜索回充引导信号。如图3b所示，可移动装置80在位置112处检测到电量低于其低电量阈值，从而触发进入“回充阶段”；导入其存储的3个候选位置或信号感应位置，分别位于图3b的位置113、位置114、位置115。一个实施例中，可移动装置可以根据各候选位置或各信号感应位置或其各自的附近位置与可移动装置当前位置112的距离，依次导航至位置113、114、115附近寻找回充引导信号，如图3b所示，最终在位置115检测到回充引导信号，进而成功找到充电基座实现充电。在其它的实施例中，也可以根据实际工作区域内障碍物的分布情况或其它条件(比如比较各个候选位置或信号感应位置的置信度、比较某个区域内候选位置或信号感应位置的密度，或者将上述因素综合判断)选择导航目的地的顺序。
在具体实践中，经过多次实验发现，当存在多个候选位置或信号感应位置时，可移动装置在该位置接收到的信号强度越大，则认为该位置作为候选位置或信号感应位置的置信度越高。因此，在根据各个候选位置或信号感应位置的置信度选择导航目的地的顺序的实施例中，可以根据各个候选位置或信号感应位置，可移动装置存储的接收到的回充引导信号强弱对各个候选位置或信号感应位置进行排序，可移动装置根据该排序进行导航搜索。例如，在图3b中，若位置112、位置113、位置114、位置115存储的回充引导信号的强度依次由强到弱，则可移动装置的导航路线可以为：位置112->位置113->位置114->位置115，可移动装置按该导航路线进行导航搜索。
当然，为了提高可移动装置的回充搜索效率，在一些实施例中，可以先去比较这几个候选位置或信号感应位置上存储的回充引导信号的强度，按存储的回充引导信号的强弱选择导航目的地的顺序。进一步地，为了缩短搜寻时长，提高可移动装置系统响应速度，也可以只保留存储的最强的两个回充引导信号所对应的两个候选位置或信号感应位置，若在存储的最强的两个回充引导信号所对应的两个候选位置或信号感应位置未搜索到充电基座，则结束局部搜索。例如，假设在图3b中，位置112和位置113存储的回充引导信号的强度最大，则可移动装置在位置112搜索后，只去位置113进行搜索，即使在位置112和位置113未找到充电基座，也不再对其他的位置114、位置115进行搜索。
可以理解的是，本实施例提供的技术方案，相比现有技术，候选位置或信号感应位置包括多个，当在一个候选位置或信号感应位置未发现所述充电基座或回充引导信号时，则在该候选位置或信号感应位置进行局部搜索；若仍未发现所述充电基座或回充引导信号，则扩大局部搜索范围；若仍未发现所述充电基座或回充引导信号，且在存储了多个目标位置的情况下，则将所述可移动装置导航至另一个候选位置或信号感应位置，并在另一个候选位置或信号感应位置未发现所述充电基座或回充引导信号时再次进行局部搜索，直至发现所述充电基座或信号感应位置，或者，直至所有存储的候选位置和/或信号感应位置均进行了局部搜索或局部搜索达到预设时间，从而实现了对充电基座有重点、有目的、有秩序的局部搜索，使得即使充电基座的实际位置与候选位置或信号感应位置发生偏差，可移动装置也能够根据预设流程以最短的时间搜索到充电基座，提高充电成功率。
另外，本发明一实施例还给出了一种可移动装置，所述可移动装置用于运行上述的回充方法，该可移动装置包括：
用于使可移动装置在地面上运动的运动机构；
用于检测回充引导信号的接收器；
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器配置为：
调取被存储的充电基座的目标位置；
将待充电的可移动装置导航至所述目标位置；
若在导航过程中，和/或在所述目标位置，未发现目标，则进行局部搜索，搜索所述目标；
若在所述导航过程中，或者，在所述目标位置上，或者，在所述局部搜索过程中，发现所述目标，则移动至所述充电基座上充电；
所述目标包括：所述充电基座，和/或所述充电基座发射的回充引导信号；
所述目标位置包括：候选位置，和/或信号感应位置；
所述候选位置是被存储的所述充电基座的位置；
所述信号感应位置为能检测到所述回充引导信号的位置。
优选地，所述可移动装置为清洁机器人。所述清洁机器人可以是智能扫地机、智能擦地机、擦窗机器人等。
可以理解的是，本实施例提供的技术方案，由于在可移动装置回充的过程中增加了对充电基座进行局部搜索的过程，从而使得即使充电基座位置出现偏差或者被移动，可移动装置也能大概率地自动搜索到充电基座，提高了可移动装置的回充成功率。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种可移动装置的回充方法，其特征在于，包括：
调取被存储的充电基座的目标位置；
将待充电的可移动装置导航至所述目标位置；
若在导航过程中，和/或在所述目标位置，未发现目标，则进行局部搜索，搜索所述目标；
若在所述导航过程中，或者，在所述目标位置上，或者，在所述局部搜索过程中，发现所述目标，则移动至所述充电基座上充电；所述进行局部搜索，包括：以所述目标位置为中心，设定边界阈值，确定基本搜索区域；沿所述基本搜索区域的边界搜索所述目标，若直至达到预设的第一结束条件仍没有发现所述目标，则结束对所述基本搜索区域的局部搜索；其中，所述第一结束条件包括：达到预设时间，或所述基本搜索区域的边界已全部被搜索；
所述目标包括：所述充电基座，和/或所述充电基座发射的回充引导信号；
所述目标位置包括：候选位置，和/或信号感应位置；
所述候选位置是被存储的所述充电基座的位置；
所述信号感应位置为能检测到所述回充引导信号的位置。
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：
将检测到充电基座发射的回充引导信号的位置存储为信号感应位置；和/或
若可移动装置自充电基座启动，存储可移动装置启动时的位置为候选位置。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动至所述充电基座上充电，包括：
若发现的目标为所述充电基座，则直接移动至所述充电基座上充电；
或者，
若发现的目标为所述回充引导信号，则在所述回充引导信号的引导下移动至所述充电基座上充电。
4.根据权利要求1所述的方法，所述进行局部搜索，还包括：
若在达到预设的第一结束条件时仍没有发现所述目标，则以第二边界阈值确定第二搜索区域；所述第二搜索区域的周长大于所述基本搜索区域的周长；沿所述第二搜索区域的边界搜索所述目标。
5.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，
还包括：若在局部搜索后未发现所述目标，则在所述可移动装置的实际工作区域内沿边缘绕行一周，并搜索所述目标。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
若在所述实际工作区域内沿边缘搜索所述目标时，在预设的搜索时间内未找到所述目标，则进行报警和/或运行到指定地点。
7.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，若所述目标位置为多个，所述将待充电的可移动装置导航至所述目标位置，包括：
根据各目标位置与可移动装置当前位置的距离，按距离从近到远的顺序，将待充电的可移动装置依次导航至每个目标位置；或
根据实际工作区域内障碍物的分布情况，将待充电的可移动装置依次导航至每个目标位置；或
根据各目标位置的置信度，按置信度从大到小的顺序，将待充电的可移动装置依次导航每个目标位置。
8.一种可移动装置，其特征在于，包括：
用于使可移动装置在地面上运动的运动机构；
用于检测回充引导信号的接收器；
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器配置为：
调取被存储的充电基座的目标位置；
将待充电的可移动装置导航至所述目标位置；
若在导航过程中，和/或在所述目标位置，未发现目标，则进行局部搜索，搜索所述目标；
若在所述导航过程中，或者，在所述目标位置上，或者，在所述局部搜索过程中，发现所述目标，则移动至所述充电基座上充电；所述进行局部搜索，包括：以所述目标位置为中心，设定边界阈值，确定基本搜索区域；沿所述基本搜索区域的边界搜索所述目标，若直至达到预设的第一结束条件仍没有发现所述目标，则结束对所述基本搜索区域的局部搜索；其中，所述第一结束条件包括：达到预设时间，或所述基本搜索区域的边界已全部被搜索；
所述目标包括：所述充电基座，和/或所述充电基座发射的回充引导信号；
所述目标位置包括：候选位置，和/或信号感应位置；
所述候选位置是被存储的所述充电基座的位置；
所述信号感应位置为能检测到所述回充引导信号的位置。
9.根据权利要求8所述的可移动装置，其特征在于，
所述可移动装置为清洁机器人。
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