CN112654470A - 机器人清洁器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
根据本公开的实施方式的移动机器人可以包括驱动单元、通信单元以及控制器,控制器被配置为使用信号识别另一移动机器人的位置,并且基于所识别的位置控制主体的移动速度,以使得另一移动机器人跟随与主体的移动相对应的轨迹。另外,控制器可以响应于主体根据移动方向的变化而在接近另一移动机器人的方向靠近另一移动机器人向另一移动机器人发送第一信号,并且基于响应于第一信号的另一移动机器人的第二信号来控制主体和另一移动机器人的回避移动。
Description
技术领域
本公开涉及在其中任何一个机器人跟随另一机器人的同时自主移动的多个移动机器人。
背景技术
通常,移动机器人是在没有用户的操作的情况下在自己在预定区域中移动的同时自动执行预定操作的装置。移动机器人感测位于区域中的障碍物,并且通过靠近或远离这些障碍物移动来执行其操作。
这样的移动机器人可以包括在区域内移动时执行清洁的机器人清洁器。机器人清洁器是一种在没有用户的操作的情况下在自己移动的同时执行清洁的机器人清洁器。
以这种方式,随着这种在没有用户操作的情况下在自己移动的同时执行清洁的机器人清洁器的发展,需要开发多个机器人清洁器,其在没有用户的操作的情况下在任何一个机器人跟随另一机器人的同时或在彼此协作的同时执行清洁。
现有技术文献WO2017-036532公开了一种其中主机器人清洁器(在下文中称为主机器人)控制至少一个从机器人清洁器(在下文中称为从机器人)的方法。
现有技术文献公开了一种配置,在该配置中,主机器人通过使用障碍物检测装置来检测相邻的障碍物,并且使用从障碍物检测装置推导出的位置数据来确定其与从机器人有关的位置。
另外,现有技术公开了一种配置,在该配置中,主机器人和从机器人使用无线局域网(WLAN)技术经由服务器彼此执行通信的。
根据现有技术文献,主机器人可以确定从机器人的位置,但是从机器人不能确定主机器人的位置。
此外,为了使从机器人使用现有技术文献中公开的配置来确定(判定)主机器人的位置,主机器人必须通过服务器将与由主机器人确定的关于从机器人的相对位置信息发送至从机器人。
然而,现有技术未能公开主机器人经由服务器将相对位置信息发送到从机器人这样的配置。
另外,即使假设主机器人发送了相对位置信息,主机器人和从机器人也应该仅通过服务器执行通信。因此,当主机器人或从机器人位于难以与服务器通信的位置时,与服务器的这种通信可能会断开。
在这种情况下,由于从机器人无法从服务器接收相对位置信息,因此从机器人无法知道主机器人的位置。结果,可能出现以下问题:多个机器人清洁器之间的跟进(follow-up)或协作未得到有效执行。
此外,机器人清洁器在移动以清洁指定的清洁空间的同时多次改变其移动方向。例如,经常需要根据清洁空间的形状、机器人清洁器的移动模式、障碍物的检测、地板的地形特性等频繁地改变当前的移动方向。
在多个机器人清洁器中的一个执行协同清洁的情况下(同时任何一个跟随另一个),当头部清洁器(head cleaner)改变其移动方向时,跟随清洁器位于引导清洁器(leading cleaner)的前面,从而引起其前后位置颠倒的问题。
此外,当头部清洁器和跟随清洁器在彼此靠近的方向上接近时,需要针对各种情况设计最优回避移动。
在没有用户操作的情况下能够在自己移动的同时执行特定功能(例如,空调功能等)的多个移动机器人当中类似地出现这种问题。具体地,在彼此协作的同时多个移动机器人中的任何一个跟随另一机器人的情况下,当引导移动机器人改变其移动方向以使得引导移动机器人和跟随移动机器人彼此靠近时,将需要针对每种情况的回避移动的设计。
发明内容
技术问题
因此,本公开的一个目的是提供一种在不经过服务器的情况下能够在多个移动机器人中的任何一个沿着其中另一移动机器人的移动路径进行移动的同时彼此之间没有干扰或碰撞的移动机器人及其控制方法。
此外,本公开的另一目的是提供一种当多个移动机器人中的任何一个跟随其中另一移动机器人时,可以在没有任何中断的情况下被控制以执行灵活的跟进的移动机器人及其控制方法。
另外,本公开的又一目的是提供一种能够在多个移动机器人的跟进期间基于跟随移动机器人实际跟随的轨迹的长度来控制跟随移动机器人的跟进移动,以便于即使在引导移动机器人和跟随移动机器人的移动方向不同或应该彼此避开的特殊情况下,也能执行有效的跟进控制而没有碰撞或延迟的移动机器人及其控制方法。
此外,本公开的另一目的是提供一种即使在多个移动机器人的跟进期间,引导移动机器人改变其当前移动方向时,也能够允许视觉上稳定的跟进控制,并且允许与跟随移动机器人进行无碰撞和无错误的回避设计的移动机器人及其控制方法。
此外,本公开的又一目的是提供一种即使在引导移动机器人改变其移动方向并且临时位于跟随移动机器人的后面时,也能够在没有跟随移动机器人的任何干扰的情况下连续地执行有效的跟进的多个移动机器人及其控制方法。
问题的解决方案
在本公开中,多个移动机器人可以彼此发送和接收信号以确定相对位置,从而认识到引导移动机器人改变其移动方向以逐渐接近跟随移动机器人。
此外,可以基于要由跟随移动机器人跟随的引导移动机器人的移动轨迹的长度来控制多个移动机器人的移动速度,从而实现不间断且灵活的跟进移动。
另外,当识别出引导移动机器人改变其移动方向以逐渐接近跟随移动机器人时,回避移动操作可以以引导移动机器人将移动命令发送至跟随移动机器人的方式执行,从而引导移动机器人可以保持所计划的移动路径,而不会受到跟随机器人的干扰。
此外,为了在引导移动机器人在所计划的移动路径上移动的同时保持跟进关系,跟随移动机器人可以被实现为在所移动的位置处执行用于跟随引导移动机器人的轨迹的运动。
此外,当跟随移动机器人无法根据周围情况移动时,引导移动机器人可以被实现为执行在暂时离开所计划的移动路径的同时移动的回避移动操作回避跟随移动机器人。
为此,根据本公开的实施方式的移动机器人可以包括:驱动单元,驱动单元被配置为使主体移动;通信单元,通信单元被配置为与发出信号的另一移动机器人进行通信;以及控制器,控制器被配置为使用该信号识别另一移动机器人的位置,并且基于所识别的位置控制主体的移动速度,以使得另一移动机器人跟随与主体的移动相对应的轨迹,其中,控制器响应于主体根据移动方向的改变而在接近另一移动机器人的方向靠近另一移动机器人,向另一移动机器人发送第一信号,并且基于响应于第一信号的另一移动机器人的第二信号来控制主体和另一移动机器人的回避移动。
此外,根据实施方式,当主体接近在预定范围内靠近主体的另一移动机器人时,控制器可以控制第一信号的发送同时减小主体的移动速度。
此外,根据实施方式,控制器可以基于第二信号输出控制命令以在另一移动机器人移离主体的同时停止主体的移动。
此外,根据实施方式,控制器可以根据第一信号进行控制以减小主体的移动速度,并且在另一移动机器人基于第二信号移离主体的同时保持已减小的移动速度。
此外,根据实施方式,基于第二信号的回避移动可以在主体在另一移动机器人的移动之后沿远离另一移动机器人的方向移动时执行,并且当在主体的后侧感测到从另一移动机器人发出的信号时结束。
此外,根据实施方式,当基于第二信号的回避移动结束时,控制器可以输出控制命令以停止主体的移动,以使得另一移动机器人跟随在回避移动之前与主体的移动相对应的轨迹。
此外,根据实施方式,控制器可以基于第二信号控制另一移动机器人以执行搜索要移动的位置的旋转运动,并且在执行旋转运动的同时输出控制命令以停止主体的移动。
此外,根据实施方式,控制器可以响应于另一移动机器人是否已经根据回避移动移离主体来控制驱动单元,以使得主体在不偏离当前移动路径的情况下移动。
此外,根据实施方式,控制器可以响应于第二信号中是否包括指示另一移动机器人的不可回避的状态的信息来控制回避移动,以使得主体在远离另一移动机器人的方向上移动。
此外,根据实施方式,当主体基于第二信号执行回避移动而远离另一移动机器人时,控制器可以基于第二信号来限制另一移动机器人不跟随与主体的回避移动相对应的轨迹。
此外,根据实施方式,当主体基于第二信号执行回避移动而远离另一移动机器人时,控制器可以控制另一移动机器人在回避移动期间执行旋转运动以跟随与主体在当前位置处的移动相对应的轨迹。
此外,根据实施方式,控制器可以响应于第二信号中是否包括指示另一移动机器人的不可回避状态的信息来停止主体的移动,并且控制另一移动机器人移动当前的移动路径,同时控制另一移动机器人在远离主体的方向上移动直到移出主体的移动路径。
另外,一种控制移动机器人的方法可以包括以下步骤:与发出信号的另一移动机器人进行通信以允许移动机器人主体识别另一移动机器人的位置;基于所识别的另一移动机器人的位置,允许另一移动机器人跟随并移动与主体的移动相对应的轨迹;响应于主体根据主体的移动方向的改变而在接近另一移动机器人的方向上靠近另一移动机器人允许主体向另一移动机器人发送第一信号;以及基于另一移动机器人响应于第一信号的第二信号来控制主体和移动机器人的回避移动。
此外,根据实施方式,当主体接近在预定范围内靠近主体的另一移动机器人时,所述发送第一信号的步骤可以是在减小主体的移动速度的同时发送第一信号。
此外,根据实施方式,所述控制回避移动的步骤可以包括基于第二信号输出控制命令以在另一移动机器人移离主体的同时停止主体的移动。
此外,根据实施方式,所述控制回避移动的步骤可以包括根据第一信号进行控制以减小主体的移动速度,并且在另一移动机器人基于第二信号移离主体的同时保持已减小的主体的移动速度。
此外,根据实施方式,所述控制回避移动的步骤可以允许主体在另一移动机器人的移动之后在远离另一移动机器人的方向上移动,并且在当主体的后侧感测到从另一移动机器人发出的信号时结束。
此外,根据实施方式,该方法还可以包括以下步骤:当基于第二信号的回避移动结束时,输出控制命令以停止主体的移动,以使得另一移动机器人跟随在回避移动之前与主体的移动相对应的轨迹。
发明的有益效果
如上所述,根据本公开的实施方式的移动机器人及其控制方法,跟随移动机器人可以在不经过服务器的情况下跟随引导移动机器人而不受任何干扰地移动。
此外,在多个移动机器人的跟进期间,可以基于跟随移动机器人实际要跟随的轨迹的长度来控制跟随移动机器人的跟进移动,从而即使在引导移动机器人和跟随移动机器人的移动方向不同或它们应彼此回避的特殊情况下,也可以有效地执行跟进控制,而不会出现碰撞或延迟。
另外,当跟随移动机器人要跟随的轨迹的长度减小时,可以降低跟随移动机器人的移动速度或者可以跟随引导移动机器人的轨迹,并且当跟随移动机器人要跟随的轨迹长度增加时,引导移动机器人的运动速度可能会减小或停止以便于允许跟随移动机器人跟随引导移动机器人而不会丢失,从而在视觉上保持稳定的跟进控制。
此外,在多个移动机器人的跟进期间,即使当引导移动机器人改变其当前的移动方向时,也可以允许与跟随移动机器人的无碰撞和无错误的回避设计,从而允许视觉上稳定的跟进控制。
此外,即使当引导移动机器人改变其移动方向并且暂时位于跟随移动机器人之后时,可以通过最优回避设计连续执行有效的跟进,而不会对跟随移动机器人造成任何干扰。
附图说明
附图被包括以提供对本发明的进一步理解,且并入本说明书中并构成本说明书的一部分,附图示出了本发明的实施方式并且与说明书一起用来解释本发明的原理。在附图中:
图1是示出根据本公开的移动机器人的示例的立体图。
图2是图1所示的移动机器人的平面图。
图3是图1所示的移动机器人的侧视图。
图4是示出根据本公开的实施方式的移动机器人的示例性组件的框图。
图5A是示出根据本公开的实施方式的多个移动机器人之间的网络通信的概念图,并且图5B是示出图5A的网络通信的示例的概念图。
图5C是示出根据本公开的实施方式的在多个移动机器人当中的跟进移动(follow-up moving)的概念图。
图6是示出允许多个移动机器人确定彼此的相对位置的方法的概念图。
图7A和图7B是用于说明根据本公开的实施方式的基于多个移动机器人中的第一移动机器人的移动轨迹(movement trajectory)的距离的第二移动机器人的跟进控制的图。
图8是用于说明根据本公开的实施方式的控制移动机器人的方法的代表性流程图。
图9A、图9B、图9C、图9D、图9E、图9F和图9G是用于说明在本公开的实施方式中,当根据移动方向的改变而接近另一移动机器人时,在另一移动机器人回避主体的同时与移动相关的回避移动操作的概念图。
图10A、图10B、图10C、图10D、图11A、图11B、图11C、图11D、图11E和图11F是用于说明在本发明的另一实施方式中,当根据移动方向的改变而接近另一移动机器人时无法回避另一机器人的状态下,主体回避另一移动机器人的同时,与移动相关联的不同的回避移动操作的概念图。
图12A和图12B是用于说明在本公开的实施方式中,当主体根据移动方向的改变同时接近另一移动机器人和障碍物时的回避移动操作的示例的概念图。
图13A、图13B和图13C是示出根据本公开的实施方式的第一移动机器人与第二移动机器人之间的跟进控制的各个应用示例的概念图。
具体实施方式
在下文中,将参照附图详细描述根据本公开的移动机器人。
在下文中,将详细描述本文所公开的实施方式。在本说明书中使用的技术术语仅用于说明特定的实施方式,并且不应被构造为限制在本文中公开的技术的范围。
首先,本文中所公开的术语“移动机器人”可以用作与“机器人(用于特定功能)”、“机器人清洁器”、“用于清洁的机器人”和“自主清洁器”相同的含义,并且这些术语将被平等地使用。
此外,本公开中公开的术语“多个移动机器人”可以用作“多个机器人清洁器”或“多个清洁器”。此外,术语“第一移动机器人”可以被称为“第一机器人”、“第一机器人清洁器”或“第一清洁器”。此外,术语“第二移动机器人”可以被称为“第二机器人”、“第二机器人清洁器”或“第二清洁器”。
图1至图3示出了作为根据本公开的移动机器人的示例的机器人清洁器。
具体地,图1是示出根据本公开的移动机器人100的示例的立体图,并且图2是图1所示的移动机器人100的平面图,并且图3是图1所示的移动机器人100的侧视图。
在本说明书中,可以以相同的意义使用移动机器人、机器人清洁器和执行自主移动的清洁器。此外,在本说明书中,被描述为多个移动机器人的示例的多个清洁器可以包括图1至图3所示的配置的至少一部分。
参照图1至图3,机器人清洁器100执行在自己在预定区域上移动的同时清洁地板的功能。这里提到的地板的清洁包括吸尘(包括异物)或擦拭地板。
机器人清洁器100可以包括清洁器主体110、清洁单元120、感测单元130和灰尘容器140。
除用于控制机器人清洁器100的控制器(未示出)之外,清洁器主体110还设置有各种组件。另外,清洁器主体110设置有用于使机器人清洁器100移动的轮单元111。机器人清洁器100可以通过轮单元111向前、向后、向左和向右移动。
参照图3,轮单元111包括主轮111a和副轮111b。
主轮111a被设置在清洁器主体110的两侧,并且被配置为根据控制单元的控制信号在一个方向或另一方向上是可旋转的。主轮111a中的每一个可以被配置为是彼此独立地可驱动的。例如,每个主轮111a可以由不同的电动机驱动。或者,每个主轮111a可以由设置在一个电动机中的多个不同的轴驱动。
副轮111b被配置为与主轴111a一起支撑清洁器主体110,并且通过主轴111a辅助机器人清洁器100的移动。副轮111b也可以被设置在稍后描述的清洁单元120上。
控制器被配置为以使机器人清洁器100在地板上自主移动的方式控制轮单元111的驱动。
同时,用于向机器人清洁器100供电的电池(未示出)被安装在清洁器主体110上。电池可以被配置为是可充电的,并且被配置为是从清洁器主体110的底部可拆卸的。
在图1中,清洁单元120可以以从清洁器主体110的一侧突出的形式设置,以便于抽吸(suck)包含灰尘的空气或擦拭区域。该一侧可以是清洁器主体110沿前向方向(F)移动的一侧(即,清洁器主体110的前侧)。
在该图中,清洁单元120被示为具有从清洁器主体110的一侧向前方以及左右两侧突出的形状。具体地,清洁单元120的前端部被设置在与清洁器主体110的一侧在向前方向上间隔开的位置处,并且清洁单元120的左端部和右端部被设置在与清洁器主体110的一侧在左右方向上间隔开的位置处。
由于清洁器主体110被形成为圆形,并且清洁单元120的后端部的两侧从清洁器主体110向左右两侧突出,所以在清洁器主体110和清洁单元120之间可以形成空的空间(即,间隙)。空闲空间(vacant space)是清洁器主体110的左右两端部与清洁单元120的左右两端部之间的空间,并且具有在机器人清洁器100的向内方向上凹陷的形状。
当障碍物被卡(caught)在空闲空间中时,机器人清洁器100可能被障碍物阻挡而不能移动。为了防止这种情况,可以设置盖构件129以覆盖至少一部分空闲空间。
盖构件129可以被设置在清洁器主体110或清洁单元120上。根据本实施方式,示出了盖构件129以突出的方式形成在清洁单元120的后端部的两侧上,并且被设置为覆盖清洁器主体110的外周表面。
盖构件129被设置为填充至少部分的空白空间(即,清洁器主体110和清洁单元120之间的空白空间)。这可以导致实现一种能够防止障碍物被卡在空的空间中,或者即使障碍物被卡在空的空间中也能够容易地逃脱障碍物的结构。
从清洁单元120突出的盖构件129可以被支撑在清洁器主体110的外周表面上。
如果盖构件129从清洁器主体110突出,则盖构件129可以被支撑在清洁单元120的后部上。根据该结构,当清洁单元120由于与障碍物碰撞而受到冲击时,该冲击的一部分被传送至清洁器主体110从而被散开。
清洁单元120可以可拆卸地联接至清洁器主体110。当清洁单元120从清洁器主体110被拆卸时,拖布模块(未示出)可以代替被拆卸的清洁单元120而被可拆卸地联接至清洁器主体110。
因此,当用户希望去除地板上的灰尘时,用户可以将清洁单元120安装在清洁器主体110上,并且当用户想要擦拭地板时,可以将拖布模块安装在清洁器主体110上。
当清洁单元120被安装在清洁器主体110上时,可以由上述的盖构件129引导安装。换句话说,由于覆盖构件129被设置为覆盖清洁器主体110的外周表面,所以可以确定清洁单元120相对于清洁器主体110的相对位置。
清洁单元120可以设置有脚轮123。脚轮123被配置为辅助机器人清洁器100的移动,并且还支撑机器人清洁器100。
清洁器主体110设置有感测单元130。如图所示,感测单元130可以被设置在清洁单元120所在的清洁器主体110的一侧(即,在清洁器主体110的前侧)。
感测单元130可以设置为在清洁器主体110的上下方向上与清洁单元120交叠。感测单元130被设置在清洁单元120的上部,以感测机器人清洁器100前方的障碍物或地理特征,以使得位于机器人清洁器100的最前方的清洁单元120不会与障碍物碰撞。
感测单元130可以被配置为另外执行除了感测功能之外的另一种感测功能。
作为示例,感测单元130可以包括用于获取周围图像的摄像头131。摄像头131可以包括镜头和图像传感器。摄像头131可以将清洁器主体110的周围图像转换为可以由控制单元处理的电信号。例如,摄像头131可以将与向上的图像相对应的电信号发送到控制单元。控制单元可以使用与向上的图像相对应的电信号来检测清洁器主体110的位置。
另外,感测单元130可以检测在机器人清洁器100的移动表面或移动路径上的诸如墙壁、家具和悬崖(cliff)的障碍物。另外,感测单元130可以感测执行电池充电的对接装置的存在。另外,感测单元130可以检测天花板信息,以便于绘制机器人清洁器100的移动区域或清洁区域。
清洁器主体110设置有可拆卸地联接到其上的用于从吸入的空气中分离和收集灰尘的灰尘容器140。
灰尘容器140设置有覆盖灰尘容器140的灰尘容器盖150。在实施方式中,灰尘容器盖150可以通过铰链可旋转地联接到清洁器主体110。灰尘容器盖150可以被固定到灰尘容器140或清洁器主体110,以保持覆盖灰尘容器140的上表面。当灰尘容器盖150被设置为覆盖灰尘容器140的上表面时,可以通过灰尘容器盖150防止灰尘容器140与清洁器主体110分离。
灰尘容器140的一部分可以被容纳在灰尘容器容纳部分中,并且灰尘容器140的另一部分朝向清洁器主体110的后方突出(即,与前向方向F相反的反向方向R)。
灰尘容器140设置有通过其引入包含灰尘的空气的入口和通过其排出与灰尘分离的空气的出口。当将灰尘容器140被安装在清洁器主体110上时,入口和出口通过形成为穿过清洁器主体110的内壁的开口155彼此连通。因此,可以在清洁器主体110内部形成进气通道和排气通道。
根据这样的连接,通过清洁单元120引入的包含灰尘的空气通过清洁器主体110内部的进气通道流入灰尘容器140,并且空气在通过灰尘容器140的过滤器和旋风分离器(cyclone)的同时与灰尘分离。灰尘被收集在灰尘箱140中,并且空气从灰尘箱140排出,并且然后通过清洁器主体110中的排出口112并且最终通过排出口112被排出到外部。
下面将参照图4描述与机器人清洁器100的组件有关的实施方式。
根据本公开的实施方式的机器人清洁器100或移动机器人可以包括通信单元1100、输入单元1200、移动单元1300、感测单元1400、输出单元1500、电源单元1600、存储器1700、控制器1800和清洁单元1900,或它们的组合。
这里,不用说图4所示的组件不是必需的,并且因此可以实现具有比图4所示更多或更少的组件的机器人清洁器。另外,如上所述,本公开中描述的多个机器人清洁器中的每一个可以同等地仅包括以下将要描述的组件中的一些。换句话说,多个机器人清洁器可以包括不同的组件。
在下文中,将描述每个组件。
首先,电源单元1600包括可以由外部商用电源充电以向移动机器人供电的电池。电源单元1600向移动机器人中包括的每个组件提供驱动电力,以提供移动机器人移动或执行特定功能所需的操作电力。
这里,控制器1800可以感测电池的剩余电力,并且当剩余电力不足时,控制电池1800将电力移动到连接至外部商用电源的充电基座,并且因此,可以从充电基座提供充电电流以对电池充电。电池可以连接到电池感测单元,并且电池剩余量和充电状态可以被传递到控制器1800。输出单元1500可以在控制器的控制下显示剩余电池电量。
电池可以位于机器人清洁器中心的下部,或者可以位于左侧和右侧中的任一侧。在后一种情况下,移动机器人还可以包括用于消除电池的重量偏差的平衡重量。
控制器1800基于人工智能技术执行处理信息的角色并且可以包括用于执行信息的学习、信息的推断、信息的感知以及自然语言的处理中的至少一项的至少一个模块。
控制器1800可以使用机器学习技术来执行诸如存储在清洁器中的信息、清洁器周围的环境信息、存储在可通信外部储存装置中的信息等的大量信息(大数据)的学习、推理和处理中的至少一种。此外,控制器1800可以基于使用机器学习技术学习到的信息来预测(或推断)清洁器的至少一项可执行操作,并且控制清洁器执行至少一项预测操作当中最可行的操作。
机器学习技术是一种基于至少一种算法来收集和学习大量信息,并且基于所学习的信息来确定和预测信息的技术。信息的学习是掌握信息的特性、规则和判断标准、量化信息和信息之间的关系以及使用经量化的模式来预测新数据的操作。
机器学习技术使用的算法可以是基于统计的算法(例如,使用树结构类型作为预测模型的决策树,模仿神经网络结构和生物功能的人工神经网络,基于生物进化算法的遗传编程,将观察到的示例分布到集群的子集的聚类和使用随机抽取的随机数计算函数值作为概率的蒙特卡洛方法等)。
作为机器学习技术的一个领域,深度学习是一种使用深度神经网络(DNN)算法执行学习、确定和处理信息中的至少一个的技术。深度神经网络(DNN)可以具有链接层并且在各层之间传送数据的结构。这种深度学习技术可以被采用以使用针对并行计算优化的图形处理单元(GPU)通过深度神经网络(DNN)来学习大量信息。
控制器1800可以使用存储在外部服务器或存储器中的训练数据,并且可以包括用于检测用于识别预定物体的特性的学习引擎。这里,用于识别物体的特征可以包括物体的尺寸、形状和阴影。
具体地,当控制器1800将通过设置在清洁器上的摄像头获取的图像的一部分输入到学习引擎中时,学习引擎可以识别包括在输入图像中的至少一个物体或生物。
这样,当学习引擎被应用于清洁器的移动时,控制器1800可以识别是否存在诸如椅子腿、风扇、特定类型的阳台间隙等的阻碍清洁器移动的障碍物,从而提高清洁器移动的效率和可靠性。
另一方面,学习引擎可以被安装在控制器1800或外部服务器上。当学习引擎被安装在外部服务器上时,控制器1800可以控制通信单元1100将至少一个要分析的图像发送到外部服务器。
外部服务器可以将从清洁器发送的图像输入到学习引擎中,并且因此识别图像中包括的至少一个物体或生物。另外,外部服务器可以将与识别结果有关的信息发送回清洁器。这里,与识别结果有关的信息可以包括与要分析的图像中包括的多个物体、每个物体的名称有关的信息。
另一方面,移动单元1300可以包括电动机,并且操作电动机以使左右主轮双向旋转,以使得主体可以旋转或移动。此时,左右主轮可以独立移动。移动单元1300可以使移动机器人的主体向前、向后、向左、向右、弯曲或就位前进。
同时,输入单元1200从用户接收针对机器人清洁器的各种控制命令。输入单元1200可以包括一个或更多个按钮(例如,输入单元1200可以包括OK按钮、设置按钮等)。OK按钮是用于从用户接收用于确认感测信息、障碍物信息、位置信息和地图信息的命令的按钮,并且设置按钮是用于从用户接收用于设置信息的命令的按钮。
另外,输入单元1200可以包括用于取消先前的用户输入并再次接收用户输入的输入重置按钮、用于删除预设用户输入的删除按钮、用于设置或改变操作模式的按钮、用于接收要恢复到充电基座的命令的按钮等。
此外,诸如硬键、软键、触摸板等的输入单元1200可以安装在移动机器人的上部。另外,输入单元1200可以与输出单元1500一起具有触摸屏的形式。
另一方面,输出单元1500可以被安装在移动机器人的上部。当然,安装位置和安装类型可以变化。例如,输出单元1500可以在屏幕上显示电池状态和移动模式等。
另外,输出单元1500可以输出由感测单元1400检测到的移动机器人内部的状态信息(例如,移动机器人中包括的每个配置的当前状态)。此外,输出单元1500可以在屏幕上显示由感测单元1400检测到的外部状态信息、障碍物信息、位置信息和地图信息等。输出单元1500可以由发光二极管(LED)、液晶显示器(LCD)、等离子显示面板和有机发光二极管(OLED)中的任何一个形成。
输出单元1500还可以包括用于可听地输出由控制器1800执行的移动机器人的操作过程或操作结果的声音输出装置。例如,输出单元1500可以根据由控制器1800生成的警告信号向外部输出警告声音。
在这种情况下,音频输出模块(未示出)可以是诸如蜂鸣器、扬声器等的用于输出声音的装置,并且输出单元1500可以使用存储在存储器1700中的具有预定模式的音频数据或消息数据通过音频输出模块将声音输出到外部。
因此,根据本公开的实施方式的移动机器人可以在屏幕上的移动区域上输出环境信息或将其作为声音输出。根据另一实施方式,移动机器人可以通过通信单元1100将地图信息或环境信息发送到终端装置以输出要通过输出单元1500输出的屏幕或声音。
存储器1700存储用于控制或驱动机器人清洁器及其结果数据的控制程序。存储器1700可以存储音频信息、图像信息、障碍物信息、位置信息和地图信息等。此外,存储器1700可以存储与运动模式有关的信息。
存储器1700主要使用非易失性存储器。这里,非易失性存储器(NVM、NVRAM)是即使不向其供电也能够连续存储信息的储存装置,并且例如,非易失性存储器可以是ROM、闪存、磁性计算机储存装置(例如,硬盘、软盘驱动器、磁带)、光盘驱动器、磁性RAM和PRAM等。
同时,感测单元1400可以包括外部信号检测传感器、前部检测传感器、悬崖检测传感器、二维摄像头传感器和三维摄像头传感器中的至少一个。
外部信号检测传感器可以感测移动机器人的外部信号。外部信号检测传感器可以是例如红外线传感器、超声波传感器或射频(RF)传感器等。
移动机器人可以使用外部信号检测传感器来接收由充电基座生成的引导信号,以检查充电基座的位置和方向。此时,充电基座可以发送指示方向和距离的引导信号,以允许移动机器人返回。换句话说,移动机器人可以接收从充电基座发送的信号以确定当前位置、设置移动方向并且返回到充电基座。
另一方面,前部检测传感器可以以预定的间隔安装在移动机器人的前侧处,特别是沿着移动机器人的横向外圆周表面。前部传感器位于移动机器人的至少一个侧面上,以检测移动机器人前方的障碍物。前部传感器可以检测在移动机器人的移动方向上存在的物体,尤其是障碍物,并且将检测信息发送到控制器1800。换句话说,前部传感器可以检测在移动机器人的移动路径上的突起、家用电器、家具、墙壁和墙角等,并将信息发送到控制器1800。
例如,前部传感器可以是红外线(IR)传感器、超声波传感器、RF传感器或地磁传感器等,并且移动机器人可以使用一种类型的传感器作为前部传感器,也可以根据需要使用两种或更多种类型的传感器。
例如,一般而言,超声波传感器可以主要用于感测远处的障碍物。超声波传感器可以包括发射器和接收器,并且控制器1800可以基于通过发射器辐射的超声波是否被障碍物等反射并在接收器处接收来确定是否存在障碍物,并使用超声波发射时间和超声波接收时间计算到障碍物的距离。
此外,控制器1800可以比较从发射器发出的超声波和在接收器接收的超声波,以检测与障碍物的尺寸有关的信息。例如,控制器1800可以确定障碍物越大,则在接收器处接收到的超声波越多。
在一个实施方式中,可以在移动机器人的前侧沿着横向外圆周表面设置多个(例如,五个)超声波传感器。此时,超声波传感器可以优选地以交替布置发射器和接收器的方式安装在移动机器人的前表面上。
换句话说,发射器可以与主体的前中心在左侧和右侧间隔开,并且可以在接收器之间设置一个或两个(或更多个)发射器以形成从障碍物等反射的超声波信号的接收区域。利用这种布置,可以在减少传感器数量的同时扩大接收面积。超声波的发射角度可以保持不影响不同信号的角度范围以防止串扰现象。此外,接收器的接收灵敏度可以被设置为彼此不同。
另外,超声波传感器可以以预定角度向上安装以沿向上方向输出从超声波传感器发射的超声波,并且这里,超声波传感器还可以包括预定的阻挡构件以防止超声波向下辐射。
另一方面,如上所述,可以通过同时使用两种或更多种类型的传感器来实现前部传感器,并且因此前传感器可以使用IR传感器、超声波传感器、RF传感器等中的任何一种。
例如,前部检测传感器可以包括红外传感器作为与超声波传感器不同的不同类型的传感器。
红外传感器可以与超声波传感器一起被安装在移动机器人的外周表面上。红外传感器还可以感测在前方或侧面存在的障碍物以将障碍物信息发送到控制器1800。换句话说,红外传感器可以感测在移动机器人的移动路径上的突起、家用电器、家具、墙壁和墙角等,并将信息发送到控制器1800。因此,移动机器人可以在特定区域内移动而不会与障碍物碰撞。
另一方面,悬崖检测传感器(或悬崖传感器)可以主要使用各种类型的光学传感器来感测支撑移动机器人的主体的地板上的障碍物。
换句话说,悬崖检测传感器可以被安装在底部移动机器人的后表面上,但是当然可以根据移动机器人的类型而被安装在不同的位置。悬崖检测传感器是位于移动机器人背表面的传感器以感测地板上的障碍物,并且悬崖检测传感器可以是设置有诸如障碍物检测传感器的发射器和接收器的红外线传感器、超声波传感器、RF传感器或PSD(位置敏感检测器)传感器等。
例如,悬崖检测传感器中的任何一个可以被安装在移动机器人的前面,并且其它两个悬崖检测传感器可以被相对地安装在后面。
例如,悬崖检测传感器可以是PSD传感器,但是也可以被配置有多种不同类型的传感器。
PSD传感器使用半导体表面电阻来检测具有一个p-n结的入射光的短距离和长距离位置。PSD传感器包括仅沿一个轴向方向检测光的一维PSD传感器和检测平面上的光位置的二维PSD传感器。两个PSD传感器都可以具有pin光电二极管结构。PSD传感器是一种使用红外线来发射红外线,然后测量从障碍物反射并返回到障碍物的红外线的角度以测量距离的红外线传感器。换句话说,PSD传感器通过使用三角测量方法来计算与障碍物的距离。
PSD传感器包括向障碍物发射红外线的光发射器和接收从障碍物反射并返回的红外线的光接收器,并且典型地被配置为模块类型。当通过使用PSD传感器检测到障碍物时,无论障碍物的反射率和色差如何,都可以获得稳定的测量值。
清洁单元1900根据从控制器1800发送的控制命令清洁指定的清洁区域。清洁单元1900通过将灰尘分散在指定的清洁区域中的刷子(未示出)将附近的灰尘分散,并且然后驱动吸气风扇和吸气电动机以吸取经分散的灰尘。另外,清洁单元1900可以根据配置的替换在指定的清洁区域中执行擦拭。
此外,控制器1800可以测量由悬崖检测传感器朝向地面发射的红外线的光信号与从障碍物反射和接收的反射信号之间的红外线角度,以便于检测悬崖并分析悬崖的深度。
同时,控制器1800可以根据通过使用悬崖检测传感器检测到的悬崖的地面状态来确定是否通过悬崖,并且根据确定结果来确定是否通过悬崖。例如,控制器1800通过悬崖传感器确定悬崖的存在与否以及悬崖的深度,随后仅当通过悬崖传感器检测到反射信号时才允许移动机器人通过悬崖。
针对另一示例,控制器1800可以使用悬崖检测传感器来确定移动机器人的举升现象(lifting phenomenon)。
另一方面,二维摄像头传感器被设置在移动机器人的一侧上以在移动期间获取与主体的周围有关的图像信息。
光流量传感器转换从设置在传感器中的图像传感器输入的向下图像以生成预定格式的图像数据。所生成的图像数据可以被存储在存储器1700中。
此外,可以在光流量传感器附近安装一个或更多个光源。一个或更多个光源将光照射到由图像传感器捕获的底表面的预定区域。换句话说,当移动机器人沿着底表面在特定区域中移动时,当底表面平坦时,在图像传感器和底表面之间保持预定距离。另一方面,当移动机器人在具有不均匀表面的底表面上移动时,由于底表面和障碍物的不规则性,机器人从底表面移开的距离超过了预定距离。此时,一个或更多个光源可以由控制器1800控制以调节要照射的光量。光源可以是能够控制光量的发光器件(例如,发光二极管(LED)等)。
使用光流量传感器,控制器1800可以检测移动机器人的位置,而与移动机器人的滑动无关。控制器1800可以随时间比较并分析由光流量传感器捕获的图像数据以计算移动距离和移动方向,并且基于移动距离和移动方向计算移动机器人的位置。使用利用光流量传感器的移动机器人的底侧上的图像信息,控制器1800可以对由另一装置计算出的移动机器人的位置执行防滑校正。
三维摄像头传感器可以附接到移动机器人的主体的一侧或一部分以生成与主体的周围有关的三维坐标信息。
换句话说,三维摄像头传感器可以是计算移动机器人与要捕获的物体的近距离和远距离的3D深度摄像头。
具体地,三维摄像头传感器可以捕获与主体的周围有关的二维图像,并且生成与所捕获的二维图像相对应的多个三维坐标信息。
在一个实施方式中,三维摄像头传感器可以包括两个或更多个获取常规二维图像的摄像头,并且可以以立体视觉的方式形成以组合从两个或更多个摄像头获得的两个或更多个图像,以生成三维坐标信息。
具体地,根据实施方式的三维摄像头传感器可以包括用于在向下的方向上朝向主体的前方照射具有第一图案的光的第一图案照射单元和在向上的方向上朝向主体的前面照射具有第二图案的光的第二图案照射单元,以及用于获取主体前方的图像的图像获取单元。结果,图像获取单元可以获取第一图案的光和第二图案的光入射的区域的图像。
在另一实施方式中,三维摄像头传感器可以包括用于与单个摄像头一起照射红外线图案的红外线图案发射单元,并且捕获从红外线图案发射单元照射到要捕获的物体上的红外线图案的形状,从而测量传感器和要捕获的物体之间的距离。这样的三维摄像头传感器可以是IR(红外)型三维摄像头传感器。
在又一实施方式中,三维摄像头传感器可以包括与单个摄像头一起发光的发光单元,接收从发光单元发射的从要捕获的物体反射回来的一部分激光,并且分析接收到的激光,从而测量三维摄像头传感器和要捕获的物体(object)之间的距离。三维摄像头传感器可以是飞行时间(TOF)类型的三维摄像头传感器。
具体地,上述三维摄像头传感器的激光器被配置为以在至少一个方向上延伸的形式照射激光束。在一个示例中,三维摄像头传感器可以包括第一激光器和第二激光器,其中,第一激光器照射彼此相交的线形激光,并且第二激光器照射单个线形激光。据此,最下方的激光用于感测底部的障碍物,最上方的激光用于感测上部的障碍物,并且最下方的激光与最上方的激光之间的中间激光用于感测中部的障碍物。
另一方面,通信单元1100通过有线、无线和卫星通信方法中的一个连接到终端装置和/或另一装置(在本文中也称为“家用电器”),以便于发送和接收信号及数据。
通信单元1100可以利用位于特定区域中的另一装置发送和接收数据。这里,另一装置可以是能够连接到网络以发送和接收数据的任何装置,并且例如,该装置可以是空调、加热装置、空气净化装置、灯、电视或汽车等。另一装置也可以是用于控制门、窗、供水阀、燃气阀等的装置。另一装置可以是用于感测温度、湿度、气压、气体等的传感器。
此外,通信单元1100可以与位于特定区域中或预定范围内的另一机器人清洁器100进行通信。
参照图5A和图5B,执行自主移动的第一清洁器100a和第二清洁器100b可以通过网络通信50彼此交换数据。另外,执行自主移动的第一清洁器100a和/或第二清洁器100b可以通过经由网络通信50或其它通信从终端300接收到的控制命令来执行清洁相关的操作或相应的操作。
换句话说,尽管未示出,但是执行自主移动的多个清洁器100a、100b还可以通过第一网络通信与终端300进行通信,并且通过第二网络通信彼此进行通信。
这里,网络通信50可以是指使用诸如无线局域网(WLAN)、无线个人区域网(WPAN)、无线保真(Wi-Fi)Wi-Fi直连、数字生活网络联盟(DLNA)、无线宽带(WiBro)、世界微波接入互操作性(WiMAX)、Zigbee、Z波、蓝牙、射频识别(RFID)、红外数据协会(IrDA)、超宽带(UWB)、无线通用串行总线(USB)等的无线通信技术中的至少一种的短距离通信。
网络通信50可以根据期望彼此进行通信的机器人清洁器的通信模式而变化。
在图5A中,执行自主移动的第一清洁器100a和/或第二清洁器100b可以通过网络通信50将由其各自的感测单元感测到的信息提供给终端300。终端300还可以经由网络通信50将基于接收到的信息生成的控制命令发送到第一清洁器100a和/或第二清洁器100b。
在图5A中,第一清洁器100a的通信单元和第二清洁器100b的通信单元还可以彼此直接进行通信或经由另一路由器(未示出)彼此间接进行通信,以识别与对方的移动状态和位置有关的信息。
在一个示例中,第二清洁器100b可以根据从第一清洁器100a接收到的控制命令执行移动操作和清洁操作。在这种情况下,可以说第一清洁器100a作为主机操作,并且第二清洁器100b作为从机操作。另选地,可以说第二清洁器100b跟随第一清洁器100a。在一些情况下,也可以说第一清洁器100a和第二清洁器100b彼此协作。
在下文中,将参照图5B描述根据本公开的实施方式的包括执行自主移动的多个清洁器100a、100b的系统。
如图5B所示,根据本公开的实施方式的清洁系统可以包括:执行自主移动的多个清洁器100a、100b、网络50、服务器500以及多个终端300a和300b。
多个清洁器100a、100b、网络50和至少一个终端300a可以被设置在建筑物10中,而另一终端300b和服务器500可以位于建筑物10的外部。
多个清洁器100a、100b是在自己移动的同时执行清洁的清洁器,并且可以执行自主移动和自主清洁。多个清洁器100a、100b中的每一个除移动功能和清洁功能之外还可以包括通信单元1100。
多个清洁器100a、100b、服务器500以及多个终端300a和300b可以通过网络50连接在一起以交换数据。为此,尽管未示出,但是可以进一步提供诸如接入点(AP)装置等的无线路由器。在这种情况下,位于建筑物(内部网络)10中的终端300a可以通过AP装置访问多个清洁器100a、100b中的至少一个,以便于对清洁器执行监视、远程控制等。另外,位于外部网络中的终端300b可以通过AP装置访问多个清洁器100a、100b中的至少一个,以对清洁器执行监视、远程控制等。
服务器500可以通过终端300b以无线方式直接连接。另选地,服务器500可以不通过移动终端300b而连接到多个清洁器100a、100b中的至少一个。
服务器500可以包括可编程处理器并且可以包括各种算法。举例来说,服务器500可以设置有与执行机器学习和/或数据挖掘有关的算法。作为示例,服务器500可以包括语音识别算法。在这种情况下,当接收语音数据时,接收到的语音数据可以通过被转换为文本格式的数据来输出。
服务器500可以存储与多个清洁器100a、100b有关的固件信息、操作信息(过程信息等),并且可以注册关于多个清洁器100a、100b的产品信息。例如,服务器500可以是由清洁器制造商操作的服务器或由开放应用商店运营商操作的服务器。例如,服务器500可以是由清洁器制造商操作的服务器或由开放应用商店运营商操作的服务器。
在另一示例中,服务器500可以是被设置在内部网络10中,并存储关于家用电器的状态信息或存储由家用电器共享的内容的家庭服务器。如果服务器500是家用服务器,则可以存储(例如,异物图像等)与异物有关的信息。
此外,多个清洁器100a、100b可以经由Zigbee、Z波、蓝牙、超宽带等直接无线地彼此连接。在这种情况下,多个清洁器100a、100b可以彼此交换位置信息和移动信息。
此时,多个清洁器100a、100b中的任何一个可以是主清洁器100a,并且另一可以是从清洁器100b。例如,第一清洁器100a可以是在清洁地板上抽吸灰尘的干式清洁器,并且第二清洁器100b可以是将经第一清洁器100a清洁的地板擦拭的湿式清洁器。此外,第一清洁器100a和第二清洁器100b的结构和规格可以彼此不同。
在这种情况下,第一清洁器100a可以控制第二清洁器100b的移动和清洁。另外,第二清洁器100b可以在跟随第一清洁器100a的同时执行移动和清洁。这里,第二清洁器100b跟随第一清洁器100a的操作是指第二清洁器100b通过跟随第一清洁器100a执行移动和清洁的操作,同时与第一清洁器100a保持适当距离。
参照图5C,第一清洁器100a可以控制第二清洁器100b以使得第二清洁器100b跟随第一清洁器100a。
为此,第一清洁器100a和第二清洁器100b应该存在于它们可以彼此进行通信的特定区域中,并且第二清洁器100b应该至少识别第一清洁器100a的相对位置。
例如,第一清洁器100a的通信单元和第二清洁器100b的通信单元交换IR信号、超声信号、载波频率、脉冲信号等,并且通过三角测量对其进行分析,以便于计算第一清洗器100a和第二清洗器100b的移动位移(movement displacements),从而识别第一清洁器100a和第二清洁器100b的相对位置。然而,本公开不限于该方法,并且上述各种无线通信技术中的一种可以用于通过三角测量等来识别第一清洁器100a和第二清洁器100b的相对位置。
当第一清洁器100a识别出与第二清洁器100b的相对位置时,可以基于存储在第一清洁器100a中的地图信息或存储在服务器、终端等中的地图信息来控制第二清洁器100b。另外,第二清洁器100b可以共享由第一清洁器100a感测到的障碍物信息。第二清洁器100b可以基于从第一清洁器100a接收到的控制命令(例如,与移动方向、移动速度、停止等有关的控制命令)来执行操作。
具体地,第二清洁器100b在沿着第一清洁器100a的移动路径移动的同时执行清洁。然而,第一清洁器100a和第二清洁器100b的移动方向并不总是彼此一致。例如,当第一清洁器100a向上/向下/向右/向左移动或旋转时,第二清洁器100b可以在预定时间之后向上/向下/向右/向左移动或旋转,因此第一移动机器人100a和第二移动机器人100b的当前前进方向(advancing direction)可以彼此不同。
另外,第一清洁器100a的移动速度(Va)和第二清洁器100b的移动速度(Vb)可以彼此不同。
考虑到第一移动机器人100a和第二移动机器人100b可以彼此进行通信的距离,第一移动机器人100a可以控制第二移动机器人100b的移动速度(Vb)变化。例如,如果第一清洁器100a和第二清洁器100b彼此远离预定距离或更远,则第一清洁器100a可以控制第二清洁器100b的移动速度(Vb)比之前更快。另一方面,当第一清洁器100a和第二清洁器100b彼此靠近移动预定距离或更近时,第一清洁器100a可以控制第二清洁器100b的移动速度(Vb)比之前更慢,或者控制第二清洁器100b停止达预定时间。因此,第二清洁器100b可以在连续跟随第一清洁器100a的同时执行清洁。
此外,在本公开中,接收传感器可以被放置在第一清洁器100a的后侧和前侧上以允许第一清洁器100a的控制器通过区分前侧和后侧来识别从第二清洁器100b接收的信号的接收方向。为此,可以在第一清洁器100a的后侧处设置UWB模块,并且可以将UWB模块或多个传感器与第一清洁器100a的前侧间隔开。另选地,可以在第一清洁器100a中设置单个UWB模块,并且可以在其前侧、后侧、左侧和右侧分别设置多个天线。第一清洁器100a可以识别从第二清洁器100b接收到的信号的接收方向以确定第二清洁器100b是来自第一清洁器100a的后侧还是以相反的方式位于其前侧。
图6示出了用于识别第一清洁器100a和第二清洁器100b之间的相对位置的方法的示例。第一清洁器100a和第二清洁器100b可以分别发送和接收信号,并且识别彼此之间的相对位置。这里,例如,除了超宽带(UWB)信号、红外信号、激光信号和超声信号之外,信号还可以是使用诸如Zigbee、Z波和蓝牙的无线通信技术的无线通信信号中的任何一种。
参照图6,可以包括发射传感器(例如,UWB传感器、红外传感器)和接收传感器(例如,UWB传感器、红外传感器)以确定第一清洁器100a和第二清洁器100b之间的相对位置。例如,可以使用一个发射IR传感器和三个接收IR传感器,但是数量不限于此。
例如,如图6A所示,可以在第二清洁器100b中设置多个传感器600b。例如,传感器600b可以包括第一IR传感器610b-1、第二IR传感器610b-2和第三IR传感器610-b,并且第一IR传感器至第三IR传感器610b-1、610b-2、610b-3可以被安装在第二清洁器100b的主体的外周表面上,并且被设置在不同的位置处。
在这种情况下,第一IR传感器至第三IR传感器610b-1、610b-2、610b-3可以在第二清洁器100b的主体的外周表面上彼此间隔开。此外,第二清洁器100b可以通过传感器600b接收从设置在第一清洁器100a中的传感器600a输出的信号。此外,第二清洁器100b可以将从传感器600b发射的信号发送到第一清洁器100a,并且第一清洁器100a的传感器600a可以接收信号。
例如,第二清洁器100b的控制器1800可以分别测量在传感器600b中包括的第一至接收传感器第三接收传感器610b-1、610b-2、610b-3处接收到的信号的强度。
第二清洁器100b的控制器可以基于在传感器610b-1、610b-2、610b-3处测量的信号的强度来应用三角测量方法。
简要描述使用信号的强度的三角测量方法,第二移动机器人100b的控制器可以基于在传感器610b-1处接收到的激光的强度来计算相对于传感器610b-1的第一距离(D1)。
此时,第一距离(D1)由激光强度和比例(scale)的乘积确定,并且比例可以通过实验确定。例如,半径可以随着激光强度的增加而减小。换句话说,激光的半径和强度可以彼此成反比。
类似地,第二移动机器人100b的控制器可以基于在传感器610b-2处接收到的信号的强度来计算相对于传感器610b-2的第二距离(D2)。
此外,第二移动机器人100b的控制器可以基于在传感器610b-3处接收到的信号的强度来计算相对于传感器610b-3的第三距离(D3)。
针对另一示例,将如下描述允许第一清洁器100a和第二清洁器100b使用UWB模块(或UWB传感器)确定彼此的相对位置的方法。
UWB模块(或UWB传感器)可以被包括在第一清洁器100a和第二清洁器100b的通信单元1100中。考虑到UWB模块用于感测第一清洁器100a和第二清洁器100b的相对位置的事实,UWB模块可以被包括在第一清洁器100a和第二清洁器100b的感测单元1400中。
例如,第一清洁器100a可以包括用于发送超宽带信号的UWB模块。发射UWB模块可以被称为第二类型发射传感器或UWB标签29。
此外,第二清洁器100b可以包括用于接收从设置在第一清洁器100a中的发射UWB模块输出的超宽带信号的接收UWB模块。接收UWB模块可以命名为第二种接收传感器或UWB锚。
在UWB模块之间发送/接收的UWB信号可以在特定空间内被平滑地发送和接收。
因此,即使在第一清洁器100a和第二清洁器100b之间存在障碍物,如果第一清洁器100a和第二清洁器100b存在于特定空间内,则它们也可以发送和接收UWB信号。
第一清洁器和第二清洁器可以测量在UWB标签和UWB锚之间发送和接收的信号的时间以确定第一清洁器和第二清洁器之间的间隔距离。
具体地,例如,多个清洁器100a、100b中的每一个可以设置有一个UWB传感器,或者第一清洁器100a可以设置有单个UWB传感器,并且跟随第一清洁器100a的第二清洁器100b可以设置有单个UWB传感器和至少一个天线,或者设置有至少两个UWB传感器,以使得第一清洁器100a可以在两个不同的时间点(t1,t2)测量到第二清洁器100b的距离。第一清洁器100a的UWB传感器和第二清洁器100b的UWB传感器彼此辐射UWB信号,并且使用作为信号从机器人反射回来的时间的到达时间(ToA)来测量距离和相对速度。然而,本公开不限于此,并且可以使用到达时间差(TDoA)或到达角度(AoA)定位技术来识别多个清洁器100a、100b的相对位置。
具体地,将给出使用AoA定位技术确定第一清洁器100a和第二清洁器100b的相对位置的方法的描述。为了使用AoA(到达角度)定位技术,第一清洁器100a和第二清洁器100b中的每一个都应该设置有一个接收器天线或多个接收器天线。
第一清洁器100a和第二清洁器100b可以使用分别设置在清洁器中的接收天线接收信号的角度差来确定它们的相对位置。为此,第一清洁器100a和第二清洁器100b中的每一个必须能够感测来自接收器天线阵列的准确的信号方向。
由于仅在特定的定向天线中接收分别在第一清洁器100a和第二清洁器100b中生成的信号(例如,UWB信号),因此它们可以确定(识别)信号的接收角度。假设已知第一清洁器100a和第二清洁器100b中设置的接收天线的位置,可以基于接收器天线的信号接收方向来计算第一清洁器100a和第二清洁器100b的相对位置。
此时,如果安装了一个接收器天线,则可以在预定范围的空间中计算2D位置。另一方面,如果安装了至少两个接收器天线,则可以确定3D位置。在后一种情况下,接收器天线之间的距离d用于位置计算,以便于准确确定信号接收方向。
另一方面,在本公开中,在第一清洁器100a和第二清洁器100b之间的跟进/协作期间,基于作为头部清洁器的第一清洁器100a移动的轨迹的实际长度来控制作为跟随清洁器的第二清洁器100b的移动。
第一清洁器100a可以通过根据移动模式以预定模式旋转而移动,或者可以在以之字形的方式执行移动的同时执行清洁。此外,第一清洁器100a进行移动同时根据清洁空间的形状、障碍物的存在和地板的地形特征等改变移动方向。
因此,即使第二清洁器100b以相同的移动速度跟随第一清洁器100a,第一清洁器100a和第二清洁器100b之间的分离距离可以根据第一清洁器100a的移动而增大或减小。另选地,在第二清洁器100b的跟进移动期间,根据清洁空间的形状、障碍物的存在和地板的地形特征等,可以增加与第一清洁器100a的分离距离。
在一些情况下,第一清洁器100a和第二清洁器100b之间的分离距离可以逐渐减小,同时第二清洁器100b实际要跟随的距离可以进一步增大。
在这种情况下,当基于第一清洁器100a和第二清洁器100b之间的分离距离执行第二清洁器100b的跟进控制时,第二清洁器100b实际要跟随的距离可以进一步增加。
这降低了用户的跟进/协作控制的视觉稳定性,并且在某些情况下,第一清洁器100a可能停止移动并等待第二清洁器100b以防止跟进操作被中断,从而导致清洁时间的延迟。
因此,在本公开中,在能够确定第一清洁器100a和第二清洁器100b之间的相对位置的范围内,基于第一清洁器100a的实际移动轨迹的长度来控制第二清洁器100b的跟进。
在本说明书中,可以通过经由第一清洁器100a发送至第二清洁器100b的方法来确定第一清洁器100a的移动轨迹。另选地,可以通过经由设置在第二清洁器100b中的传感器依次感测第一清洁器100a的移动轨迹的方法来确定。
这里,轨迹是指连接与作为头部清洁器的第一清洁器100a在清洁期间移动时连续通过的多个位置相对应的多个点的路径。另外,轨迹的位置可以被定义为形成轨迹的多个点、多个点的位置或与多个点的位置相对应的坐标。
为了使第二清洁器100b如上所述感测第一清洁器100a的移动轨迹,第一清洁器100a必须控制以执行跟进,同时将第二清洁器100b和第一清洁器100a之间的间隔距离保持在预定距离内。
在下文中,将参照图7A和图7B详细描述基于第一清洁器的移动轨迹的距离来控制第二清洁器的跟进的概念。
首先,参照图7A,第一清洁器100a和头部清洁器在根据预设算法(例如,清洁算法、移动算法)移动可移动空间的同时执行清洁。
此外,第一清洁器100a可以控制第二清洁器100b跟随第一清洁器100a经过的多个点的位置(即,轨迹的位置)。
为此,第一清洁器100a可以将与第一清洁器100a所经过轨迹的位置相对应的坐标信息依次发送到第二清洁器100b。另选地,第二清洁器100b可以通过传感器/通信模块(例如,UWB传感器和设置在前方的天线)依次确定与第一清洁器100a的移动相对应的轨迹的位置。
作为跟随者清洁器的第二清洁器100b依次移动第一清洁器100a所经过多个点的位置(即,轨迹的位置)。
为此,第二清洁器100b可以从第一清洁器100a接收与轨迹的位置相对应的坐标信息,并且移动到与所接收的坐标信息相对应的位置。另选地,第二清洁器100b可以通过传感器/通信模块(例如,UWB传感器和设置在前方的天线)依次存储与第一清洁器100a的移动相对应的轨迹的位置。
此时,第一清洁器100a控制第一清洁器100a或第二清洁器100b的移动,以使得第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度不偏离预定的跟进距离范围。
这里,第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度表示第二清洁器100b沿着第一清洁器100a的轨迹从第二清洁器100b的当前点移动到第一清洁器100a的当前点(目标点)的移动路径的剩余长度。
因此,第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度与第一清洁器100a和第二清洁器100b之间的分离距离具有不同的概念。
然而,第一清洁器100a必须控制移动速度,以使得即使当第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度没有偏离预定的跟进距离范围时,第一清洁器100a和第二清洁器100b之间的分离距离也既不太远又不太近。
第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度是连接第二清洁器100b的当前位置、第一清洁器100a的轨迹的经过位置以及第一清洁器100a的当前位置的线的长度。第一清洁器100a和第二清洁器100b可以发送和接收信号以识别第一清洁器100a和第二清洁器100b之间的相对位置,并且因此,可以容易地确定第二清洁器100b的当前位置和第一清洁器100a的当前位置。
此外,第一清洁器100a所经过轨迹的位置可以通过以第一清洁器100a的预定时间间隔或预定移动间隔将它们从第一清洁器100a发送到第二清洁器100b来获得。
另选地,如上所述,第二清洁器100b本身可以通过传感器/通信模块(例如,UWB传感器和以预定距离单位设置在前方的天线)获得与位于前方的第一清洁器100a的移动相对应的轨迹的位置。在这种情况下,第二清洁器100b可以执行旋转以与第一清洁器100a的移动方向相对应,以便于确定第一清洁器100a的轨迹。
可以存在形成第一清洁器100a所经过轨迹的多个点的位置,并且第二清洁器100b可以将与多个点的位置相对应的信息存储在存储器等中。根据第一清洁器100a的控制,第二清洁器100b进行移动的同时逐一跟随与所存储的信息相对应的点的多个位置。
另一方面,当第一清洁器100a为了回避(avoid)障碍物等而在弯道上移动时,或者当第一清洁器100a根据移动模式旋转预定角度而移动时,第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度可以大于第一清洁器100a和第二清洁器100b之间的实际分离距离。
然而,当第二清洁器100b要跟随的轨迹仅是直线移动时,第一清洁器100a与第二清洁器100b之间的分离距离(DR)与第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度(连接示出的黑点的曲线)可以是相同的。
因此,可以说第二清洁器100b所跟随的轨迹的长度等于或大于第一清洁器100a与第二清洁器100b之间的分离距离。
另外,预定的跟进距离范围(以下称为“预定范围”)表示用于将第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度保持在适当的范围内的参考。第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度保持在适当范围内的原因是为了在诸如第一清洁器100a突然停止移动或改变移动方向的情况的控制方面和第二清洁器100b的跟进的视觉方面都满足稳定性。
在图7A中,所确定的跟进距离范围(D4)可以是满足最小间隔距离(D1)或更大以及满足最大间隔距离(D2)或更小的距离范围。
在第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度保持所确定的跟进距离范围(D4)的同时,第二清洁器100b被控制为跟随第一清洁器100a所经过轨迹的位置(示出的黑点)。此时,可以忽略或删除预定跟进距离范围(D4)之外的轨迹(示出的白点)。这是为了允许第二清洁器100b移动到第一清洁器100a的当前位置作为目标轨迹。
第二清洁器100b从第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度等于或大于最小分离距离(Dl)的时间点开始逐一跟随第一清洁器100a的轨迹。当第二清洁器100b在跟随轨迹移动的同时,第一清洁器100a也在执行清洁的同时继续移动,从而导致了附加的轨迹。因此,第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度连续变化。
连续执行第二清洁器100b的轨迹的跟进,直到要跟随的轨迹的长度满足最小间隔距离(D1)但不超过最大间隔距离(D2)。
第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度偏离预定的跟进距离范围(D4)的情况在很大程度上可以是其减小到小于所确定的跟进距离范围(D4)的情况,或者增加到超过预定的跟进距离范围(D4)的情况。
第一清洁器100a的控制器可以连续地监视第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度是否偏离预定的跟进距离范围(D4)。此外,当第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度偏离预定的跟进距离范围(D4)时,可以控制第一清洁器100a和/或第二清洁器100b的移动以满足预定的跟进距离范围(D4)。
在一个实施方式中,当第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度小于跟随的跟进距离范围(D4)时(例如,当满足在图7A中的第一分离距离范围(D1)之内时),第一清洁器100a的控制器可以发送用于减小第二清洁器100b的速度的控制命令或发送停止命令。因此,第一清洁器100a可以控制第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度再次保持在预定的跟进距离范围内(D4)。
另外,当第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度增加到超过预定的跟进距离范围(D2)时(例如,当在图7A中满足第二分离距离范围(D2)时),第一清洁器100a的控制器控制主体100a以减小的速度移动,以使得第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度再次保持在预定的跟进距离范围内(D4)。
同时,尽管第一清洁器100a的移动减速,但当第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度进一步增加以达到临界停止距离(D3)时,第一清洁器100a的控制器停止第一清洁器100a的移动。
第二清洁器100b进行移动同时使用第一清洁器100a的当前位置作为目标逐一跟随第一清洁器100a的轨迹的位置。
另选地,第二清洁器100b可以从其自身的位置直接移动到第一清洁器100a的当前位置。
图7B示出了第一清洁器100a和第二清洁器100b之间的间隔距离等于第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度的情况。例如,将详细描述第一清洁器100a和第二清洁器100b在能够确定它们之间的相对位置的范围内在相同方向上移动的情况。
在这种情况下,第一清洁器100a的控制器可以控制第一清洁器100a和/或第二清洁器100b的移动,以使得第一清洁器100a和第二清洁器100b之间的分离距离保持在预定的跟进距离范围内。
另选地,第二清洁器100b的控制器可以感测与第一清洁器100a的移动相对应的轨迹,并且然后根据第一清洁器100a的控制信号(例如,移动命令)控制移动以依次跟随所感测的轨迹的位置。
第二清洁器100b可以位于不同点(Pl至P5)中的任何一个处,并且第二清洁器100b以位于中心的第一清洁器100a的目标轨迹执行跟进移动。
图中所示的多个圆701至704的每个半径与参照图7A描述的“确定的跟进距离范围”相关联。例如,第一圆701的半径可以等于或小于或低于预定的跟进距离范围。第二圆702的半径可以是满足预定的跟进距离范围的范围。第三圆703的半径可以等于或大于或高于预定的跟进距离范围,并且第四圆704的半径可以与临界停止距离相对应。
当第二清洁器100b被定位(Pl)在第一圆701中时,第一清洁器100a的控制器可以将移动停止命令发送到第二清洁器100b。另选地,第二清洁器100b的控制器可以自己停止移动,并且将与其相对应的信号发送到第一清洁器100a。
与第一清洁器100a的移动相对应的轨迹可以在第二清洁器100b处于静止状态时被存储在第一清洁器100a或第二清洁器100b中,并且然后当满足预定的跟进距离范围时被第二清洁器100b逐一跟随。
当第二清洁器100b位于第一圆701与第二圆702之间(P2)或位于第二圆702与第三圆703之间(P3)时,满足预定的跟进距离范围,并且因此第二清洁器100b被控制为逐一跟随第一清洁器100a的轨迹。此时,第二清洁器100b首先跟随在预定的跟进距离范围内存在的轨迹的位置当中最靠近第二清洁器100b的当前位置的轨迹的位置。
当第二清洁器100b被定位(P4)在第三圆703和第四圆704之间时,第一清洁器100a的控制器控制第一清洁器100a以减小的速度移动。此外,当第二清洁器100b位于第四圆704的半径处或超过第四圆704的半径时,第一清洁器100a的控制器停止第一清洁器100a的移动,从而执行不间断的跟进。
如上所述,根据本公开,在能够确定第一清洁器100a和第二清洁器100b之间的相对位置的范围内,第二清洁器100b被控制为跟随第一清洁器100a的轨迹,同时第二清洁器100b将要跟随的轨迹的距离保持预定的跟进距离范围。
此外,当第二清洁器100b要跟随的轨迹的距离偏离预定范围时,第一清洁器100a改变第一清洁器100a和/或第二清洁器100b的移动速度(包括停止命令),从而在跟进的控制和视觉两方面都满足稳定性。
另一方面,当作为头部清洁器的第一清洁器100a在根据预定算法(例如,清洁算法、移动算法)在可移动空间中移动的同时执行清洁时,在满足预定的跟进距离范围的同时,第二清洁器100b要跟随的轨迹的距离可以增加,或者第一清洁器100a和第二清洁器100b之间的分离距离可以逐渐减小。
例如,第一清洁器100a可以根据移动模式、障碍物的状况等来改变其当前的移动方向以在靠近第二清洁器100b的方向上移动。当跟随第一清洁器100a的通过轨迹的第二清洁器100b的当前移动方向是靠近第一清洁器100a的方向时,随着时间的流逝,第一清洁器100a和第二清洁器100b彼此靠近。
在这种情况下,可以通过设置在第一清洁器100a和/或第二清洁器100b中的前部传感器等来回避彼此碰撞。然而,为了在保持第一清洁器100a和第二清洁器100b之间的不间断的有效跟进的同时防止清洁时间被延迟,在第一清洁器100a和第二清洁器100b中,必须考虑所有第一清洁器100a和第二清洁器100b以及周围情况来实现最优回避移动方法。
在下文中,参照图8,根据本公开的实施方式,将详细描述在第一清洁器100a和第二清洁器100b彼此靠近的情况下回避移动的控制方法。
在下文中,第一清洁器100a和第二清洁器100b分别具有与第一移动机器人100a和第二移动机器人100b、或主体100a和另一移动机器人100b相同的含义。此外,多个清洁器100a、100b具有与多个移动机器人或多个机器人相同的含义。但是,为了便于说明,将它们描述为第一清洁器100a和第二清洁器100b或多个清洁器100a、100b。
首先,第一清洁器100a与另一清洁器100b(即,发出信号的第二清洁器100b)进行通信以识别第二清洁器100b的相对位置(S10)。
为此,第一清洁器100a和第二清洁器100b分别通过IR传感器、超声传感器、UWB传感器等相互之间发送和接收信号以确定彼此之间的方向和距离。
具体地,第一清洁器100a可以通过前述传感器发送第一信号并分析从第二清洁器100b接收的第二信号,从而基于第一清洁器100a来识别第二清洁器100b的相对位置。
此外,第二清洁器100b可以通过前述传感器发送第二信号并分析从第一清洁器100a接收到的第一信号,从而基于第二清洁器100b识别第一清洁器100a的相对位置。
为此,例如,可以在多个清洁器100a、100b中的每一个中设置一个UWB传感器,或者可以在第一清洁器100a中设置单个UWB传感器,并且可以安装至少两个UWB传感器,或者可以在跟随第一清洁器100a的第二清洁器100b中分别设置单个UWB传感器和多个天线。由此,第一清洁器100a可以分析在两个不同时间点(t1,t2)处接收到的信号之间的时间差,以计算从第一清洁器100a到第二清洁器100b的分离距离。另选地,可以基于分别在多个清洁器100a、100b中提供的天线的位置和信号接收方向的角度来确定彼此的相对位置。为此,多个清洁器100a、100b中的每一个可以被设置有一个或更多个接收天线。
例如,第一清洁器100a可以包括一个或更多个电连接到单个UWB传感器(或UWB标签)的天线。这里,考虑到第二清洁器100b在从后侧跟随第一清洁器100a的同时发出信号,天线的位置可以是第一清洁器100a的主体的背侧或后侧。然而,本公开不限于此。
此外,第二清洁器100b可以包括电连接到单个UWB传感器(或UWB标签)的多个天线。这里,多个天线的位置可以分别在前侧/后侧彼此间隔开,或者可以分别在前侧和后侧彼此间隔开。
这里,前侧和后侧可以是基于第二清洁器100b的主体的移动方向的,并且前侧可以相对于第二清洁器100b的主体的移动方向位于前侧,并且,后侧可以相对于第二清洁器100b的主体的移动方向位于后侧。
此外,设置在第二清洁器100b中的多个天线可以如上所述彼此间隔开,从而基于从第一清洁器100a接收到的信号的方向和强度来确定第二清洁器100b是位于第一清洁器100a的后侧还是以相反的方式位于其前侧。
另外,基于通过设置在第一清洁器100a中的天线从第二清洁器100b接收到的信号的方向和强度,可以确定第二清洁器100b是位于第一清洁器100b的后侧还是以相反的方式位于其前侧。
此外,天线或多个天线可以形成为发送和接收各种信号,并且例如,当与UWB传感器一起设置时,可以被形成为发送和接收UWB(超宽带)信号。
如上所述,由于多个清洁器100a、100b可以确定彼此的相对位置,并且因此无论服务器的通信状态如何,都可以通过确定彼此的相对位置在没有任何中断的情况下执行跟进控制。另外,基于接收信号的方向和强度,容易看到第二清洁器100b是从第一清洁器100a的后侧跟随还是位于第一清洁器100a的前方。
接下来,基于第二清洁器100b的相对位置(或第二清洁器100b基于第一清洁器100a的相对位置),第一清洁器100a通过改变第一清洁器100a的移动速度而移动,从而允许第二清洁器100b跟随与第一清洁器100a的移动相对应的轨迹(S20)。
这里,轨迹包括与第一清洁器100a在清洁期间移动时连续通过的多个位置相对应的多个点。因此,第二清洁器100b必须基于第二清洁器100b在时间序列上的位置来识别与第一清洁器100a所移动的多个位置相对应的多个点。
此外,第一清洁器100a的控制器可以减小移动速度或执行移动停止,以使得第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度满足第一清洁器100a和第二清洁器100b之间的不间断跟进的预定跟进距离范围。
这里,在预定的跟进距离范围内表示在满足预定的最小分离距离以上且满足预定的最大分离距离以下的值之间。因此,当值小于预定跟进距离范围或超过预定跟进距离范围时,从预定跟进距离范围内排除。
为了确定第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度,第一清洁器100a的控制器可以基于与第一清洁器100a的主体的移动和第二清洁器100b的相对位置相对应的轨迹的位置(即,形成轨迹的多个点的位置)来确定第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度。
另选地,为了确定第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度,第二清洁器100b的控制器可以通过设置在第二清洁器100b前方的传感器/通信模块(例如,UWB传感器和天线)依次感测并存储与第一清洁器自身的移动相对应的轨迹的位置,并且然后通过所存储的信息的量和数量来确定第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度。
例如,当与所存储的信息的数量相对应的轨迹的长度满足预定的跟进距离范围时,第二清洁器100b可以依次移动与所存储的信息相对应的轨迹的位置。
另一方面,当与第二清洁器100b要跟随的第一清洁器100a的移动相对应的轨迹的长度减小到小于预定的跟进距离范围时,第一清洁器100a的控制器可以将移动停止命令发送到第二清洁器100b。
另外,当与第二清洁器100b要跟随的第一清洁器100a的移动相对应的轨迹的长度超过预定的跟进距离范围时,第一清洁器100a的控制器可以减小第一清洁器100a的移动速度或向第一清洁器100a输出移动停止命令。
针对另一示例,第二清洁器100a的控制器可以增大或减小第二清洁器100a的移动速度,或者向第一清洁器100a发送移动停止命令,以使得第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度满足预定的跟进距离范围。另一方面,由于第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度以及第一清洁器100a和第二清洁器100b之间的实际分离距离具有不同的概念,因此当第一清洁器100a和第二清洁器100b之间的分离距离减小到小于预定范围时,即使当第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度满足预定的跟进距离范围时,第一清洁器100a的控制器也可以暂时减小第一清洁器100a的移动速度。
接下来,第一清洁器100a可以响应于根据移动方向的改变的第一清洁器100a的主体朝向第二清洁器100b的靠近,向第二清洁器100b发送第一信号(S30)。
这里,可以通过移动模式或各种情况感测来执行第一清洁器100a的移动方向的改变。
这里,移动模式可以表示将预定清洁空间划分为多条线以允许清洁器以之字形移动的操作模式。当根据这样的移动模式到达特定行的末端时,可以改变移动方向以移动到下一行。
另外,可以通过一个或更多个感测信号来执行各种情况感测。具体地,感测信号包括基于地图信息的与第一清洁器100a的移动模式、外部信号传感器的接收、前部传感器/3D传感器/摄像头传感器/碰撞传感器的障碍物感测以及通过悬崖传感器/地磁传感器的地板的地形特征的感测相对应的信号,以及与进入设置为虚拟区域(例如,虚拟墙等)的区域的入口的感测和进入由深度学习(DL)/深度神经网络(DNN)学习的陷阱的感测相对应的信号中的一个。
在下文中,由触发第一清洁器100a的移动方向的改变的感测信号引起的障碍物、悬崖、地板的地形特征、虚拟区域、陷阱等被称为“状况感测物体”。
此外,移动方向的改变可以表示通过在距当前移动方向5至360的范围内执行旋转运动来改变移动方向和/或移动区域。
例如,移动方向的改变可以是第一清洁器100a面对墙壁并在反向方向上旋转360度以移动到下一移动区域(下一移动线)的情况。此外,例如,移动方向的改变可以是第一清洁器100a通过悬崖传感器感测悬崖并且相对于当前移动方向左转90度的情况。此外,移动方向的改变可以是第一清洁器100a认识到下一移动区域是学习的陷阱并且沿着陷阱区域的边界移动的情况。
另外,可以响应于障碍物感测来执行移动方向的改变。这里,障碍物可以包括从清洁区域的地板突出以阻碍清洁器移动的诸如墙壁、家具、固定装置等的固定障碍物,以及移动障碍物。另外,这里,障碍物感测可以包括诸如障碍物的位置、大小和宽度、是否穿过障碍物和移动方向的改变程度等的关于障碍物本身的所有可移动信息。
由于第一清洁器100a和第二清洁器100b连续获得彼此的相对位置,因此可以自然地感测到移动方向的这种改变。
另一方面,由于上述原因之一,仅当第一清洁器100a改变其当前的移动方向并在接近第二清洁器100b的方向上靠近时,才生成并发送第一信号。
因此,即使第一清洁器100a改变其移动方向,当不是第一清洁器100a靠近第二清洁器100b的情况或者当第一清洁器靠近然后从第二清洁器100b移开时,第一信号不被发送到第二清洁器100b。
这里,第一信号可以表示指示第一清洁器100a靠近第二清洁器100b并且当经过预定时间时第一清洁器100a将与第二清洁器100b碰撞的信号。另选地,第一信号可以表示包括用于允许第二清洁器100b在预定时间段之后进行移动同时回避第一清洁器100a的移动命令的信号。
另外,第一信号可以包括与第二清洁器100b是否能够进行移动同时回避第一清洁器100a有关的信息,或者可以与对应于这种信息的信号一起发送。
这里,与第二清洁器100b是否能够进行移动同时回避第一清洁器100a有关的信息表示是否感测到由第二清洁器100b移动的期望路径内的如上所述的关于障碍物、陷阱、地毯和悬崖等的情况信息。
此外,第一清洁器100a的控制器可以在第一信号的发送期间减小第一清洁器100a的移动速度。此外,当在第一信号的发送期间第二清洁器100b正在移动时,第一清洁器100a的控制器可以将用于减小移动速度的命令发送至第二清洁器100b,或者将停止命令发送至第二清洁器100b。这可以被称为下文所述的用于回避移动控制的“触发操作”。
接下来,第一清洁器100a的控制器基于响应于第一信号的第二信号执行针对在第一清洁器100a和第二清洁器100b之间回避移动的控制(S40)。
当接收到第一信号时,第二清洁器100b响应于第一信号而生成第二信号。
这里,第二信号可以表示第二清洁器100b通知其自身的相对位置的信号。第二信号可以包括诸如第二清洁器100b的尺寸(例如,半径)和形状的产品信息和诸如第二清洁器100b的移动方向、移动速度、移动模式的移动相关数据以及第二清洁器100b感测到的障碍物信息等。此外,第二信号可以是对第二真空清洁器100b在预定时间段之后进行移动同时回避第一清洁器100a的第一情况的肯定/否定响应。
当第二信号是对第一情况的肯定响应时,基于第二信号,第一清洁器100a可以在第二清洁器100b移离第一清洁器100a的同时停止移动。
当第二信号是对第一情况的否定响应时,第一清洁器100a可以停止移动,然后将对第二信号的响应信号(即,第三信号)发送到二清洁器100b。这里,对第一信号的否定响应的示例可以是第二清洁器100b由于存在另一障碍物等而当前未执行回避移动的情况。
另外,第二信号可以是对第一清洁器100a处于可回避状态的第二情况的肯定/否定响应。
在这种情况下,当第二信号是对第二情况的肯定响应时,第二清洁器100b可以移离第一清洁器100a,并且第一清洁器100a可以基于第二信号照原样移动当前移动路径。
当第二信号是对第二情况的否定响应时,第一清洁器100a和第二清洁器100b均处于不可回避的状态。在这种情况下,第一清洁器100a的控制器控制第二清洁器100b在远离第一清洁器100a的方向上移动,直到第二清洁器100b移出第一清洁器100a的当前移动路径为止。另外,第一清洁器100a被控制为在第二清洁器100b在远离第一清洁器100a的方向上移动的同时按当前移动路径移动。
针对在第一清洁器100a和第二清洁器100b之间的回避移动的前述控制可以通过第二清洁器100b的控制器来执行。在这种情况下,从第一清洁器100a发送的第一信号可以是指示第一清洁器100a的位置的信号。另外,从第二清洁器100b发送的第二信号可以包括用于减小第一清洁器100a的移动速度的命令。第二清洁器100b可以在第一清洁器100a根据第二信号以减小的速度移动的同时执行回避移动的操作。
另一方面,当第二清洁器100b视觉上位于第一清洁器100a的后侧时,根据各种情况的回避移动的前述控制结束。
为此,第一清洁器100a的控制器根据在第一清洁器100a和第二清洁器100b之间的回避移动,在第一清洁器100a的主体在远离第二清洁器100b的方向上移动之后,检测当从第一清洁器100a的后侧接收到从第二清洁器100b发出的信号时的时间点。然后,在检测到这种信号的时间点,回避移动的控制结束。
如上所述,根据本公开,当第一清洁器100a根据作为头部清洁器的第一清洁器100a的移动方向的改变而靠近作为跟随清洁器的第二清洁器100b时,可以针对各种情况执行适当的回避移动控制,从而满足不间断的有效跟进控制和用户的视觉稳定性。
在下文中,将针对各种情况更详细地描述根据上述移动方向的改变的回避移动的控制。
在下文中,将参照图9A、图9B、图9C、图9D、图9E、图9F和图9G描述与当头部清洁器根据移动方向的改变而靠近另一清洁器时,允许跟随清洁器在回避头部清洁器的同时移动的方法相关联的回避移动操作的示例。
参照图9A,作为头部清洁器的第一清洁器100a以预定的移动模式(例如,之字形方式)移动指定的清洁空间。例如,第一清洁器100a完全在第一线11上移动,然后改变其移动方向以沿着第二线移动。这里,线的宽度可以形成为彼此交叠大约一半。换句话说,当第一线11的宽度是2L时,它与作为下一行的第二线交叠宽度(L)。
作为跟随清洁器的第二清洁器100b在满足上述确定的跟进距离范围(d)的同时跟随与第一清洁器100a的移动相对应的轨迹在第一线11上移动。
此时,当第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度进一步减小到预定的跟进距离范围(d)之外时,第一清洁器100a的控制器停止第二清洁器100b或发送用于减小速度的控制命令。此外,当第二清洁器100b要跟随的轨迹的长度进一步分离超过预定的跟进距离范围(d)时,第一清洁器100a的控制器控制第一清洁器100a以减小的速度移动或停止。
在图9A中,当第一清洁器100a根据移动模式到达第一条线11的末端时,或者当感测到与诸如障碍物等的情况感测物体10相对应的感测信号时,当前的移动方向可以改变。
这里,引起移动方向改变的情况感测物体10的尺寸、高度和宽度的值都是可变的,并且可以在制造产品时设置或者可以由用户改变。
在本公开中,已经描述了仅使用第一清洁器100a的移动方向相对于当前移动方向旋转180度的情况作为示例的第一清洁器100a的移动方向改变的情况,但是本公开不限于此。例如,本公开还可以包括通过在预设范围内(例如,以150至210度以内的角度)旋转来改变移动方向的情况,或者以超出预设范围的角度被旋转,然后由于面对另一障碍物而被附加旋转的移动方向被附加地改变的情况。
参照图9B,第一清洁器100a的控制器相对于前向方向在逆时针方向上将移动方向旋转90度,并且然后进行移动同时以预定的分离距离(H)跟随情况感测物体10(例如,墙壁的外边缘)。
随后,为了进入第二线12,如图9C所示,它再次沿逆时针方向旋转(R)90度。现在,第一清洁器100a在第二线12上沿经改变的移动方向,即,相对于先前的移动方向旋转了180度的方向上移动。
此时,由于第二清洁器100b继续沿着第一清洁器100a移动的轨迹在第一线11上移动,即使轨迹的长度(d)满足预定的跟进距离范围,第一清洁器100a和第二清洁器100b之间的分离距离也随着时间的流逝而减小。
因此,如图9D所示,当第一清洁器100a靠近在第一线11上移动以在预定范围(DR)内更接近第一清洁器100b的第二清洁器100b时,第二清洁器100a的控制器减小当前的移动速度并将第一信号发送到第二清洁器100b。
这里,第一信号可以是包括用于允许第二清洁器100b进行移动同时偏离当前移动路径(即,第一线11)以回避第一清洁器100a的命令的信号。另外,第一信号可以包括第二清洁器100b的移动停止命令。
当接收到第一信号时,第二清洁器100b的控制器可以响应于第一信号减小第一线11的移动速度或停止移动,并且旋转移动单元,以使得第二清洁器100b的前侧面向期望的移动位置。
然后,确认第一信号的第二信号可以被发送到第二清洁器100b。这里,第二信号可以是通知第二清洁器100b的回避移动的信号。另外,第二信号可以包括用于使第一清洁器100a的移动减速或停止的命令。
接下来,参照图9E,第二清洁器100b在发送第二信号之后进行移动同时回避第一清洁器100a。此时,第一清洁器100a保持当前线(即,第二线12)。如上所述,第一清洁器100a保持第二线12并且控制第二清洁器100b执行回避移动的原因是为了执行第一清洁器100a的清洁路径计划而没有错误。
第二清洁器100b的控制器发送用于在第二清洁器100b移离第一清洁器100a时使第一清洁器100a的移动减速或停止的控制命令。第一清洁器100a的控制器可以以已减小的移动速度或者瞬时停止执行回避移动然后在第二清洁器100b的移动期间进行移动。
另一方面,如图9E所示,当第一清洁器100a继续在第二线上移动并且位于第二清洁器100b的前面时,第二清洁器100b的控制器可以在所移动的位置处保持静止状态。
具体地,第二清洁器100b的控制器执行旋转运动以在远离第一清洁器100a和第二线12的方向上旋转90度,并且然后移动到与第一清洁器100a满足预定分离距离(例如,约55至60cm)的回避点。这里,预定的分离距离是允许第一清洁器100a回避移动的分离距离,并且可以被设置为清洁器的半径的两倍。
然后,第二清洁器100b的控制器可以将第二清洁器100b的前侧对准先前的移动方向(即,第一情况感测物体10a)。
第二清洁器100b远离第一清洁器100a移动到回避点,并且然后第一清洁器100a继续在图9E所示的第二线12上移动。换句话说,第一清洁器100a在不偏离当前移动线的情况下进行移动。
同时,因为第二清洁器100b相对于第一清洁器100a执行回避移动并且第一清洁器100a继续移动,当第一清洁器100a偏离第二清洁器100b的感测区域时,第二清洁器100b的控制器可以执行原地旋转以自行寻找第一清洁器100a的位置。
第二清洁器100b通过这种旋转运动移离第一清洁器100a的同时,第二清洁器100b的控制器可以连续地感测第一清洁器100a的轨迹的位置(即,与移动相对应的多个点)。
当第一清洁器100a停止移动和/或第二清洁器100b再次继续移动时,该旋转运动结束。
参照图9F,基于第二信号的回避移动在当第二清洁器100b在远离第一清洁器100a的方向上移动并且在第一清洁器100a的后侧感测到从第二清洁器100b发出的信号的时间点结束。换句话说,当第二清洁器100b相对于第一清洁器100a的移动方向位于后面时,根据本公开的回避移动结束。
为此,第一清洁器100a的控制器可以基于第一清洁器100a的传感器/通信模块接收到的从第二清洁器100b的传感器/通信模块发出的信号的方向和强度来感测第二清洁器100b位于第一清洁器100a的后面。
换句话说,第二清洁器100b的控制器可以基于第二清洁器100b的传感器/通信模块接收到的从第一清洁器100a的传感器/通信模块发出的信号的方向和强度来感测第一清洁器100a相对于第一清洁器100a的移动方向位于第二清洁器100b的前面。
第一清洁器100a的控制器输出用于停止第一清洁器100a的移动的控制命令,以使得第二清洁器100b能够根据基于第二信号的回避移动的结束而跟随第一清洁器100a的移动轨迹。另外,第二清洁器100b的控制器在所移动的位置处进行移动同时跟随第一清洁器100a的移动轨迹的位置。
同时,第二清洁器100b可以将通过旋转运动感测的第一清洁器100a的位置依次存储在例如根据回避移动而移动的位置处的存储器中。
因此,在图9G中,第二清洁器100b可以识别第一清洁器100a的移动轨迹的所有位置(即,多个点(P1,P2,P3,P4)的坐标)。
此时,如图9G所示,第二清洁器100b可以从所移动的位置返回到回避移动之前的位置(a),并且然后进行移动同时从位置(P1)依次跟随第一清洁器100a的移动轨迹的位置(P2,P3,P4)的坐标。
另选地,第二清洁器100b可移动(b)至移动位置,即,第一清洁器100a靠近当前位置的轨迹的位置,然后在依次跟随移动轨迹的位置(P3,P4)的坐标的同时移动。换句话说,可以省略对第一清洁器100a的特定轨迹的位置(P1)的跟进。
在第二清洁器100b跟随第一清洁器100a的移动轨迹的同时,第一清洁器100a可以保持移动停止状态。在这种情况下,当第二清洁器100b要跟随的第一清洁器100a的轨迹的距离减小到预定的跟进距离范围(具体地,在图7B中的最小分离距离)时,第一清洁器100a再次开始移动。
同时,在一个示例中,可以进行控制以使得第二清洁器100b跟随与第一清洁器100a的移动相对应的轨迹的时间点被确定为紧接在第二清洁器100b完全停止之前。在这种情况下,可以提供一种视觉上更自然的跟进开始的感觉。
针对另一实施方式,图10A、图10B、图10C和图10D是当头部清洁器根据移动方向的改变而靠近另一清洁器时,允许头部清洁器在回避跟随者清洁器的同时而进行移动的回避移动操作的示例。
参照图10A,其示出了第一清洁器100a在感测第二情况感测物体10b的同时直线移动,并且然后感测第一情况感测物体10a并进入第二线12的情况。
在这种情况下,如图10A所示,当第一清洁器100a接近在第一线11上移动以在预定范围内更靠近第一清洁器100b的第二清洁器100b时,第一清洁器100a的控制器减小当前的移动速度并将第一信号发送到第二清洁器100b。
此时,第一信号可以是包括用于在回避第一清洁器100a的同时移动第二清洁器100b的命令的信号。然而,由于第二情况感测物体10b,第二清洁器100b不能侧向移出第一线11。
因此,第二清洁器100b发送指示第二清洁器100b的不可回避的状态的第二信号。在此,不可回避的状态是第二清洁器100b必须在向右方向上偏离第一线11而移动以进行移动同时回避第一清洁器100a,但是在向右的方向上感测到第二情况感测物体10b的不可回避的状态。
如上所述,如图10B所示,响应于从第二信号检测到第二清洁器100b的不可回避的状态,第一清洁器100a的控制器可以暂时停止第一清洁器100a。
接下来,确定第一清洁器100a是否处于可回避状态,并且将指示允许第一清洁器100a的回避移动的响应信号发送到第二清洁器100b。此时,响应信号可以包括到第二清洁器100b的移动停止命令。
另外,当接收到第二信号时,第一清洁器100a的控制器立即执行旋转运动以搜索第一清洁器100a移动的位置。此时,旋转运动可以是相对于第一清洁器100a的移动方向的向右方向或相对于第二清洁器100b的移动方向的向左方向。
当第一清洁器100a处于可回避状态时,第一清洁器100a的控制器基于第二清洁器100b的第二信号控制回避移动,以使第一清洁器100a在远离第二清洁器100b的方向上移动。
例如,在图10C中,第一清洁器100a的控制器进行移动同时旋转并且在远离第二清洁器100b和第二情况感测物体10b的方向上移动。然后,第一清洁器100a的控制器进行移动同时将第一清洁器100a的前侧对准朝向先前的移动线(即,第二线12)。因此,有可能在执行回避移动的同时绘制抛物线形状。
此外,在一个示例中,如图10C所示,在第一清洁器100a执行与第二清洁器100b的回避移动的同时,第一清洁器100a的控制器可以改变设置以移动经扩展的第二线12’。当第一清洁器100a的回避移动结束时,经扩展的第二线12’再次返回到先前的尺寸。
此时,第一清洁器100a的控制器可以控制移动单元以减小移动速度来执行回避移动。
在一个示例中,在第一清洁器100a如上所述执行回避移动的同时,第二清洁器100b可以执行跟随与第一清洁器100a的回避移动相对应的轨迹的旋转运动。换句话说,第二清洁器100b的控制器可以执行原地旋转运动,以使得第二清洁器100b的前侧在回避移动状态下面向第一清洁器100a的中心。由此,在第二清洁器100b的感测区域中感测第一清洁器100a的移动轨迹的位置。
接下来,当相对于第一清洁器100a的移动方向,在第一清洁器100a的后侧感测到从第二清洁器100b接收到的信号或在第二清洁器100b的前侧感测到从第一清洁器100a接收到的信号时,基于第二信号的回避移动结束。
现在,第一清洁器100a停止移动。此外,从第二清洁器100b的当前位置开始逐一跟随第一清洁器100a所经过轨迹的位置。
此时,第一清洁器100a的控制器或第二清洁器100b的控制器可以在不跟随第一清洁器100a的回避移动期间控制移动轨迹。
例如,在图10D中,由于第一清洁器100a在点(P5)之后向第二清洁器100b发送第一信号并且从第二清洁器100b接收到包括不可回避的状态的第二信号,当第一清洁器100a经过点(P6、P7、P8)并且在第一清洁器100a的后侧感测到第二清洁器100b的信号时,不跟随作为根据第一清洁器100a的回避移动的轨迹的点P5至P8之间的轨迹。
第二清洁器100b的控制器可以删除存储在存储器中的第一清洁器100a的轨迹的位置,即,存储在多个点当中的点P5和P8之间的点1010(即,P6和P7),而无需跟进。
另选地,删除请求可以由第一清洁器100a的控制器执行。例如,当第二清洁器100b跟随情况感测物体10a的外边缘并且然后进入第二线12以到达点P5时,第一清洁器100a的控制器可以进行控制,以使得第二清洁器100b从点P5开始在最短路径上移动到位于回避移动的末端的点(即,点P8)。
如图10E所示,当第二清洁器100b在第二线12上移动的同时要跟随的轨迹的长度(从点P5到点P8的最短路径)再次减小以满足预定的跟进距离范围时。第一清洁器100a再次开始移动,并且第二清洁器100b移动以跟随第一清洁器100a的轨迹同时满足预定的跟进距离范围。
针对另一示例,图11A、图11B、图11C、图11D、图11E和图11F示出了当头部清洁器根据移动方向的改变靠近另一清洁器时,允许跟随清洁器从开始处脱离当前移动路径的回避移动操作的示例。
参照图11A,存在第一清洁器100a在第一行上移动同时感测右侧的第三情况感测物体10c,并且感测在要进入第二行12的前侧的第一情况感测物体10a,并且然后相对于所改变的移动方向在右侧存在第二情况感测物体10b的情况。
在这种情况下,当第一清洁器100a靠近在第一线上移动以在预设范围内更靠近第一清洁器100b的第二清洁器100b时,第一清洁器100a的控制器减小当前的移动速度并将第一信号发送到第二清洁器100b。第一信号可以包括针对第二清洁器100b的移动减速或停止命令。
已经接收到第一信号的第二清洁器100b发送指示其处于不可回避的状态的第二信号。换句话说,第二清洁器100b的控制器可以发送第三情况感测物体10c的感测信号作为响应信号。
第一清洁器100a的控制器可以响应于第二信号而发送第三信号。此时,第三信号包括指示第一清洁器100a的不可回避的状态的信号。换句话说,不可回避的状态是第一清洁器100a必须通过在向右方向上偏离第二线12而移动的同时回避第二清洁器100b,但是,即使针对第一清洁器100a也在向右方向上感测到情况感测物体10b以检测不可回避的状态的情况。
第一清洁器100a的控制器控制移动单元,以使得第一清洁器100a响应于这种不可回避的状态的检测而停止移动。
在第一清洁器100a保持移动停止功能的同时,第二清洁器100b的控制器可以控制搜索进行移动同时执行旋转运动的位置,直到在第二清洁器100b的前面不再感测到情况检测物体为止。例如,在图11B中,第二清洁器100b可以执行相对于当前移动方向沿顺时针方向旋转180度的旋转运动。
然后,第二清洁器100b的控制器可以控制移动单元执行直线移动,直到第二清洁器100b完全退出与第二线交叠的第一线为止。
另一方面,图11C示出了第一清洁器100a和第二清洁器100b进入狭窄区域的情况,但是在第三情况感测物体10c在中间消失的情况下,即,当第二清洁器100b的感测区域的左侧和右侧不存在情况感测物体时,第二清洁器100b可以旋转并在中间向左移动以退出第二线。
在图11C中,当第二清洁器100b在第一线上直线移动的同时分离距离打开超过预定值(例如,约55至60cm)以上时,即使在左右两侧的任何一个方向上也没有检测到情况感测物体时,第二清洁器100b执行针对回避移动的移动。
例如,基于第三信号,第二清洁器100b可以控制移动单元在远离第一清洁器100a和第三情况感测物体10c的方向上旋转90度,然后移动到与第二线12的中心间隔开预定分离距离的回避点。这里,预定的分离距离是允许第一清洁器100a回避移动的分离距离,并且可以被设置为清洁器的半径的两倍。
然后,第二清洁器100b的控制器将第二清洁器100b的前侧对准先前的移动方向(即,第一情况感测物体10a)。此外,第一清洁器100a的控制器可以在第二清洁器100b的回避移动期间或在第二清洁器100b移动到前述回避点之后,控制第一清洁器100a沿着第二线以减小的速度移动。
此时,由于第二清洁器100b的前侧朝向第一情况感测物体10a对准,因此第一清洁器100a在靠近第二清洁器100b的前侧已方向上移动。因此,即使第二清洁器100b在回避点处停止,也可以连续地感测和存储与第一清洁器100a的回避移动相对应的轨迹的位置。
在图11D中,当第一清洁器100a在第二线上直线移动时,第一清洁器100a在回避点经过第二清洁器100b,并且当在第一清洁器100a的后侧感测到从第二清洁器100b发出的信号时,基于第二信号的回避移动的控制结束。
然后,如图11E和图11F的实施方式之一,第一清洁器100a处于移动停止状态,并且第二清洁器100b可以对第一清洁器100a执行跟进。
在一个实施方式中,如图11E所示,第二清洁器100b的控制器可以返回到第二清洁器100b的回避移动执行之前的位置,以逐一跟随第一清洁器100a的轨迹的位置。因此,第二清洁器100b面对第一情况感测物体10a、改变移动方向、进入第二线并且执行直线移动。当剩余轨迹的长度满足确定的跟进距离范围时,第一清洁器100a再次开始移动。
针对另一示例,为了减少清洁时间,可以控制第二清洁器100b不进入由第一至第三情况感测物体围绕的狭窄区域,而是立即进入当前位置的第二线。
在这种情况下,第二清洁器100b的控制器将第二清洁器100b的前侧沿着顺时针方向旋转90度以面对第二线,然后进入第二条线,并再次将其沿顺时针方向旋转90度,以面对第一清洁器100a的中心。此时,第一清洁器100a可以立即开始移动,而无需等待第二清洁器100b。此外,第二清洁器100b的控制器在此期间从存储器中删除第一清洁器100a的轨迹的位置,并且然后使用第一清洁器100a的位置作为目标轨迹来执行跟进控制。
针对另一示例,图12A和图12B示出在头部清洁器根据头部清洁器的移动方向的改变而靠近另一清洁器和障碍物的情况下的回避移动操作的示例。
参照图12A,示出了在第二线12上移动的第一清洁器100a通过回避第一障碍物1210而在靠近在第一线11上移动的第二清洁器100b进入第一线之前感测到第一障碍物1210(例如,包括“固定障碍物”和“移动障碍物”)的情况。
然后,第一清洁器100a从第二清洁器100b靠近预设范围(DR2)的同时在预定距离范围(DR1)内跟随第一障碍物1210的外边缘。此时,第一清洁器100a必须告知第二清洁器100b处于不可回避的状态,并且执行与第一障碍物1210的回避移动。
因此,第一清洁器100a在向第二吸尘器100b发送第一信号的同时执行与第一障碍物1210的经减速的回避移动。
另一方面,接收到第一信号的第二清洁器100b感测到存在于预定距离范围(DR3)内的第二障碍物(例如,包括“固定障碍物”或“移动障碍物”)1220的情况对应于不可回避的状态。
因此,第二清洁器100b发送指示其自身的不可回避的状态和必须执行与第二障碍物1220的回避移动的第二信号,并且第一清洁器100a根据第二信号暂时停留在当前位置处。这是因为第二清洁器100b必须首先移动到回避点,以便于控制第一清洁器100a和第二清洁器100b之间的回避移动。
在第一清洁器100a停止之后,第二清洁器100b在远离第一清洁器100a和第二障碍物1220的方向上执行旋转运动(例如,约150度),以移动到远离第一清洁器100a预定距离(例如,大约55至60cm)的回避点。然后,第一清洁器100a执行从第一障碍物1210的回避移开,并且然后在远离第二障碍物1220的方向上执行回避移动以返回第二线。
然后,当感测到第二清洁器100b位于第一清洁器100a的后侧时,第二清洁器100b可以沿着与第一清洁器100a的轨迹不同的路径移动的同时执行与第一障碍物1210的回避移动。
在下文中,图13A、图13B和图13C是根据本公开的前述实施方式的第一清洁器和第二清洁器之间的跟进控制的修改示例,并且这里,将详细描述第一清洁器和移动装置之间的跟进控制。这里,本文公开的跟进控制仅意味着移动装置跟随第一清洁器的移动路径。
参照图13A,第一清洁器100a可以通过与移动装置200而不是第二清洁器进行通信来控制移动装置200的跟进。
这里,移动装置200可以不具有清洁功能,并且可以是任何具有驱动功能的电子装置。例如,移动装置200可以包括诸如除湿器、加湿器、空气净化器、空调、智能电视、人工智能扬声器、数字照相装置等的各种类型的家用电器或其它电子装置,并且不限于此。
另外,移动装置200可以是配备有移动功能的任何装置,并且可以不具有自身检测障碍物或向上移动到预定目的地导航功能。
第一清洁器100a是具有导航功能和障碍物检测功能二者的机器人清洁器,并且可以控制移动装置200的跟进。第一清洁器100a可以是干式清洁器或湿式清洁器。
第一清洁器100a和移动装置200可以通过网络(未示出)彼此进行通信,但是可以彼此直接进行通信。
这里,使用网络的通信可以是使用例如WLAN、WPAN、Wi-Fi、Wi-Fi直连、数字生活网络联盟(DLNA)、无线宽带(WiBro)、世界微波访问互操作性(WiMAX)等的通信。可以使用例如UWB、Zigbee、Z波、蓝牙、RFID和红外数据协会(IrDA)等来执行相互直接通信。
如果第一清洁器100a和移动装置200彼此靠近,则可以将移动装置200设置为通过在第一清洁器100a中的操作来跟随第一清洁器100a。
例如,当第一清洁器100a和移动装置200彼此远离时,可以通过在外部终端300中的操作来将移动装置200设置为跟随第一清洁器100a(见图5A)。
具体地,可以通过与外部终端300的网络进行通信来建立第一清洁器100a和移动装置200之间的跟进关系。这里,外部终端300是能够执行有线或无线通信的电子装置,并且可以是平板电脑、智能电话或笔记本计算机等。与第一清洁器100a的跟进控制有关的至少一个应用(以下称为“跟进相关应用”)可以被安装在外部终端300中。用户可以执行安装在外部终端300中的跟进相关应用,以选择和注册受到第一清洁器100a的跟进控制的移动装置200。当经过了跟进控制的移动装置200被注册时,外部终端可以识别移动装置的产品信息,并且可以经由网络将这种产品信息提供给第一清洁器100a。
外部终端300可以通过与第一清洁器100a和已注册的移动装置200进行通信来识别第一清洁器100a的位置和已注册的移动装置200的位置。之后,根据从外部终端300发送的控制信号,第一清洁器100a可以朝向已注册的移动装置200的位置移动,或者已注册的移动装置200可以朝向第一吸尘器100a的位置移动。当检测到第一清洁器100a和已注册的移动装置200的相对位置在预定的跟随距离内时,开始第一清洁器100a针对移动装置200的跟进控制。之后,通过第一清洁器100a与移动装置200之间的直接通信来执行跟进控制,而无需外部终端300的干预。
跟进控制的设置可以通过外部终端300的操作来释放,或者可以随着第一清洁器100a和移动装置200移离预定的跟随距离而自动终止。
用户可以通过操纵第一清洁器100a或外部终端300来改变、添加或移除将由第一清洁器100a控制的移动装置200。例如,参照图13B,第一清洁器100a可以对另一清洁器200a或100b、空气净化器200b、加湿器200c和除湿器200d中的至少一个移动装置200执行跟进控制。
通常,由于移动装置200在功能、产品尺寸和移动能力方面与第一清洁器100a不同,移动装置200难以照原样跟随移动终端100a的移动路径。例如,可能存在移动装置200根据移动模式、空间的地理特征、障碍物的大小等难以跟随第一清洁器100a的移动路径的例外情况。考虑到这种例外情况,即使移动装置200识别出第一清洁器100a的移动路径,也可以通过省略一部分移动路径来移动或等待。为此,第一清洁器100a可以检测是否出现异常情况,并且控制移动装置200将与第一清洁器100a的移动路径相对应的数据存储在存储器等中。然后,根据情况,第一清洁器100a可以控制移动装置200移动以删除部分已存储的数据或在停止状态下等待。
图13C示出了第一清洁器100a与移动装置200之间的跟进控制的示例,例如,具有移动功能的空气清洁器200b。第一清洁器100a和空气净化器200b可以包括用于分别确定其相对位置的通信模块A和通信模块B。通信模块A和通信模块B可以是用于发送和接收IR信号、超声信号、载波频率或脉冲信号的模块之一。上面已经详细描述了通过通信模块A和通信模块B对相对位置的识别,因此将省略其描述。空气净化器200b可以从第一清洁器100a接收与移动命令相对应的移动信息(例如,包括移动方向和移动速度、移动停止等的移动改变),根据接收到的移动信息进行移动,并执行空气净化。因此,可以相对于第一清洁器100a在其中操作的清洁空间实时地执行空气净化。另外,由于第一清洁器100a已经识别出与移动装置200有关的生产信息,第一清洁器100a可以控制空气净化器200b以记录第一清洁器100a的移动信息,并在删除移动信息的一部分的情况下移动或者在停止状态下等待。
如上所述,根据本公开的实施方式,根据一种机器人清洁器及其控制方法,跟随清洁器可以在不通过服务器的情况下跟随引导清洁器执行清洁而不会中断。此外,可以基于在多个机器人清洁器的跟进期间跟随者清洁器要实际跟随的轨迹的长度来控制跟随者清洁器的跟进移动,从而即使在头部清洁器和跟随者清洁器的移动方向不同或应该彼此避开的特殊情况下,也能执行有效的跟进控制而不会发生碰撞或延迟。另外,当跟随清洁器器要跟随的轨迹的长度减小时,跟随清洁器的移动速度可能会减小,或者头部清洁器的轨迹可能会在原地被跟随,当跟随清洁器要跟随的轨迹长度增加时,头部吸尘器的移动速度会减小或停止,从而在跟随者清洁器跟随头部清洁器而不会丢失头部清洁器的同时,执行视觉上稳定的跟进控制。此外,在多个机器人清洁器的跟进过程中,即使头部清洁器改变其当前的移动方向,也可以允许与跟随器清洁器进行无碰撞和无错误的回避设计,从而可以进行视觉上稳定的跟进控制。此外,即使头部清洁器改变其移动方向并暂时位于随动清洁器的后面,通过最优的回避设计,可能连续执行有效的跟进,而不会对跟随清洁器产生任何干扰。
以上描述中提到的本发明可利用存储有指令的机器可读介质来实现,所述指令由处理器执行以执行本文所呈现的各种方法。可能的机器可读介质的示例包括HDD(硬盘驱动器)、SSD(固态盘)、SDD(硅磁盘驱动器)、ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储装置、本文所呈现的其它类型的存储介质及其组合。如果期望,机器可读介质可按照载波的形式实现(例如,经由互联网的传输)。处理器可包括移动终端的控制器1800。上面的详细描述不应在所有方面进行限制地解释,而应被认为是说明性的。本发明的范围应该由所附权利要求的合理解释来确定,并且在本发明的等同范围内的所有改变都包括在本公开的范围内。
Claims (18)
1.一种移动机器人,该移动机器人包括:
驱动单元,所述驱动单元被配置为使主体移动;
通信单元,所述通信单元被配置为与发出信号的另一移动机器人进行通信;以及
控制器,所述控制器被配置为使用所述信号识别所述另一移动机器人的位置,并且基于所识别的所述位置控制所述主体的移动速度,以使得所述另一移动机器人跟随与所述主体的所述移动相对应的轨迹,其中,所述控制器响应于所述主体根据所述移动方向的改变而在靠近所述另一移动机器人的方向上接近所述另一移动机器人而向所述另一移动机器人发送第一信号,并且基于响应于所述第一信号的所述另一移动机器人的第二信号来控制所述主体和所述另一移动机器人的回避移动。
2.根据权利要求1所述的移动机器人,其中,当所述主体接近在预定范围内靠近该主体的所述另一移动机器人时,所述控制器控制所述第一信号在减小所述主体的移动速度的同时被发送。
3.根据权利要求1所述的移动机器人,其中,所述控制器基于所述第二信号输出控制命令以在所述另一移动机器人移离所述主体的同时停止所述主体的所述移动。
4.根据权利要求1所述的移动机器人,其中,所述控制器根据所述第一信号进行控制以减小所述主体的移动速度,并且在所述另一移动机器人基于所述第二信号移离所述主体的同时保持已减小的移动速度。
5.根据权利要求1所述的移动机器人,其中,基于所述第二信号的回避移动在所述主体在所述另一移动机器人的所述移动之后沿远离所述另一移动机器人的方向移动时执行,并且当在所述主体的后侧感测到从所述另一移动机器人发出的信号时结束。
6.根据权利要求1所述的移动机器人,其中,当基于所述第二信号的回避移动结束时,所述控制器输出控制命令以停止所述主体的所述移动,以使得所述另一移动机器人跟随在所述回避移动之前与所述主体的所述移动相对应的轨迹。
7.根据权利要求1所述的移动机器人,其中,所述控制器基于所述第二信号控制所述另一移动机器人以执行搜索要移动的位置的旋转运动,并且在执行所述旋转运动的同时输出控制命令以停止所述主体的所述移动。
8.根据权利要求1所述的移动机器人,其中,所述控制器响应于所述另一移动机器人是否已经根据所述回避移动移离所述主体来控制所述驱动单元,以使得所述主体在不偏离当前移动路径的情况下移动。
9.根据权利要求1所述的移动机器人,其中,所述控制器响应于所述第二信号中是否包括指示所述另一移动机器人的不可回避的状态的信息来控制回避移动,以使得所述主体在远离所述另一移动机器人的方向上移动。
10.根据权利要求1所述的移动机器人,其中,当所述主体基于所述第二信号执行回避移动而远离所述另一移动机器人时,所述控制器基于所述第二信号来限制所述另一移动机器人不跟随与所述主体的所述回避移动相对应的轨迹。
11.根据权利要求1所述的移动机器人,其中,当所述主体基于所述第二信号执行回避移动而远离所述另一移动机器人时,所述控制器控制所述另一移动机器人在回避移动期间执行旋转运动以跟随与所述主体在当前位置处的移动相对应的轨迹。
12.根据权利要求1所述的移动机器人,其中,所述控制器响应于所述第二信号中是否包括指示所述另一移动机器人的不可回避状态的信息来停止所述主体的所述移动,并且控制所述另一移动机器人移动当前的移动路径同时控制所述另一移动机器人在远离所述主体的方向上移动,直到移出所述主体的所述移动路径为止。
13.一种控制移动机器人的方法,该方法包括以下步骤:
与发出信号的另一移动机器人进行通信以允许移动机器人主体识别所述另一移动机器人的位置;
基于所识别的所述另一移动机器人的所述位置,允许所述另一移动机器人跟随并移动与所述主体的所述移动相对应的轨迹;
响应于所述主体根据所述主体的所述移动方向的改变而在接近所述另一移动机器人的方向上靠近所述另一移动机器人,允许所述主体向所述另一移动机器人发送第一信号;以及
基于另一移动机器人响应于所述第一信号的第二信号来控制所述主体和所述移动机器人的回避移动。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,当所述主体接近在预定范围内靠近所述主体的所述另一移动机器人时,所述发送第一信号的步骤是在减小所述主体的移动速度的同时发送所述第一信号。
15.根据权利要求13所述的方法,其中,所述控制所述回避移动的步骤包括基于所述第二信号输出控制命令以在所述另一移动机器人移离所述主体的同时停止所述主体的所述移动。
16.根据权利要求13所述的方法,其中,所述控制所述回避移动的步骤包括根据所述第一信号进行控制以减小所述主体的移动速度,并且在所述另一移动机器人基于所述第二信号移离所述主体的同时保持所述主体的已减小的移动速度。
17.根据权利要求13所述的方法,其中,所述控制所述回避移动的步骤允许所述主体在所述另一移动机器人的所述移动之后在远离所述另一移动机器人的方向上移动,并且当在所述主体的后侧感测到从所述另一移动机器人发出的信号时结束。
18.根据权利要求13所述的方法,该方法还包括以下步骤:
当基于所述第二信号的所述回避移动结束时,输出控制命令以停止所述主体的所述移动,以使得所述另一移动机器人跟随在回避移动之前与所述主体的所述移动相对应的轨迹。
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