DE102004018670B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen einer Position eines mobilen Roboters - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen einer Position eines mobilen Roboters Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Erkennen einer Position eines mobilen Roboters, umfassend:
Berechnen von Zeit, die für jedes Ultraschallsignal, das durch Ultraschallerzeugungsmittel einer Ladestation erzeugt wird, zum Erreichen des mobilen Roboters benötigt wird, auf der Grundlage eines Zeitpunkts, an dem eine Funkfrequenz, die von dem mobilen Roboter ausgesendet wird, ausgesendet wird, und Berechnen eines Abstands zwischen der Ladestation und dem mobilen Roboter auf der Grundlage der berechneten Ankunftszeit, wobei besagte Ladestation an einem Standort wie einer Wandfläche angeordnet ist; und
Berechnen eines Winkels zwischen der Ladestation und dem beweglichen Roboter auf der Grundlage des berechneten Abstandswerts und eines voreingestellten Werts zwischen den Ultraschallsignal-Oszillierungsmitteln.

Description

  • Allgemeiner Stand der Technik
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen mobilen Roboter, und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen einer Position eines mobilen Roboters.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Im allgemeinen ist ein mobiler Roboter, insbesondere ein Reinigungsroboter, ein Gerät zum automatischen Reinigen eines Bereichs, der durch Aufsaugen von Fremdstoffen wie Staub oder dergleichen auf einem Fußboden gereinigt werden soll, während es sich automatisch eine Wandfläche eines Raums (z. B. Wohnzimmer, Innenraum oder dergleichen) eines Privathaushalts ohne Betätigung durch einen Benutzers entlang bewegt.
  • Der Reinigungsroboter erkennt einen Abstand zwischen sich und einem Hindernis, das in einem Reinigungsbereich eingerichtet ist, wie Möbel, Bürobedarf, eine Wand oder dergleichen, durch einen Abstandssensor und betreibt abhängig von dem unterschiedenen Abstand selektiv einen Motor zum Antreiben seines linken Rads und einen Motor zum Antreiben seines rechten Rads, so daß der Reinigungsroboter seine Richtung automatisch ändert, um den Reinigungsbereich zu reinigen. Dabei führt der Reinigungsroboter die Reinigung durch, indem er sich über Zuordnungsinformation, die in einem internen Speichergerät gespeichert ist, in dem Reinigungsbereich bewegt.
  • Im folgenden wird ein Zuordnungsvorgang zum Erstellen der Zuordnungsinformation beschrieben.
  • Zunächst bewegt sich der Reinigungsroboter eine Seitenfläche eines Betriebsraums (z. B. eine Wandfläche eines Wohnzimmers in einem Privathaushalt) entlang, um einen Abstand und eine Richtung zwischen sich und einer Ladestation an einer Wand zu berechnen, und bestimmt seine Position auf der Grundlage des berechneten Abstandswerts und Richtungswerts, um den Betriebsraum zu scannen. Dabei erkennt der Reinigungsroboter durch Nutzung einer Codiereinrichtung, die an seinem Rad eingerichtet ist, seine gegenwärtige Position.
  • Der Reinigungsroboter bestimmt, ob sich zwischen ihm und der Ladestation ein Hindernis befindet. Wenn kein Hindernis da ist, überträgt/empfängt der Reinigungsroboter ein Signal an die/von der Ladestation, einen Betriebsraum zu scannen. Wenn sich hingegen zwischen dem Reinigungsroboter und der Ladestation ein Hindernis befindet, scannt der Reinigungsroboter zuerst einen anderen Betriebsraum, und wenn dann das Hindernis beseitigt ist, überträgt/empfängt er ein Signal an die/von der Ladestation, um den Betriebsraum zu scannen, von dem das Hindernis beseitigt wurde.
  • Jedoch tritt bei dem Verfahren zum Erkennen einer Position des Reinigungsroboters durch Nutzen der Codiervorrichtung, da die gegenwärtige Position des Reinigungsroboters unter Nutzung der Codiereinrichtung gesucht wird, die an einem Rad eingerichtet ist, durch Schleifen des Rads oder eine Leerdrehung ein Fehler auf.
  • Als andere Verfahren zum Erkennen einer Position eines Reinigungsroboters gemäß einer anderen herkömmlichen Technik werden Aufkleber oder reflektierende Platten mit gleichen Formen in vorgeschriebenen Intervallen an einem Betriebsraum (z. B. einer Wandfläche eines Wohnzimmers eines Privathaushalts) angebracht, und der Reinigungsroboter erkennt den Aufkleber oder die reflektierenden Platte durch Nutzung einer CCD-Kamera, wodurch ein Fehler, der durch Schleifen des Rads oder eine Leerdrehung auftritt, ausgeglichen ist, so daß der Reinigungsroboter einen Abstand zwischen sich und der Ladestation erkennt. Jedoch kann bei diesem Verfahren zum Erkennen einer Position des Reinigungsroboters durch Nutzung des Aufklebers oder der reflektierenden Platte, wenn eine Beleuchtungshelligkeit eines Reinigungsbereichs geändert oder ein Objekt mit einer ähnlichen Form wie der Aufkleber oder die reflektierende Platte erkannt wird, ein Abstandsfehler anfallen.
  • Außerdem kann eine CCD-Kamera, wenn die Beleuchtungshelligkeit höher oder niedriger als ein Schwellenwert ist, den Aufkleber oder die reflektierende Platte nicht erkennen, und daher kann der Reinigungsroboter seine Position nicht überprüfen. Außerdem sind, da die CCD-Kamera an dem Reinigungsroboter angebracht sein muß, die Herstellungskosten des Reinigungsroboters erhöht.
  • Verfahren für einen Reinigungsroboter gemäß herkömmlicher Techniken sind außerdem in US-Patent Nr. 5,440,216 und 5,646,494 offenbart.
  • Aus dem US-Patent Nr. 5,491,670 A ist ein Verfahren und System zur Positionsbestimmung für mobile Roboter bekannt, bei welchem drei Ultraschallsender verwendet werden.
  • Die Druckschrift JP 8-54926 offenbart ein System zur Positionsbestimmung eines mobilen Roboters auf Grundlage von vier Ultraschallsendern.
  • Die Druckschrift JP 5-341031 offenbart ein System zur Bestimmung einer Position eines mobilen Roboters, welches drei Ultraschallsender verwendet.
  • Das US-Patent Nr. 5,440,216 A offenbart ein System zur Bestimmung einer Position eines mobilen Roboters, wobei ein Ultraschallwellensensor und ein optischer Sensor zur Bestimmung der Position des mobilen Roboters verwendet werden.
  • Das US-Patent Nr. 5,682,313 A offenbart ein System zur Bestimmung der Position eines mobilen Roboters auf Grundlage von mindestens drei Sendestationen bestimmt wird.
  • Die Druckschrift JP 60107580 A offenbart ein System zur Bestimmung der Position eines mobilen Roboters, bei welchem von einem Ultraschallsender Ultraschallsignale ausgesendet werden, welche von zwei verschiedenen Empfängern an mobilen Robotern empfangen werden, wobei eine arithmetische Recheneinheit des mobilen Roboters die Zeitdifferenz zwischen den beiden empfangenen Ultraschallsignalen berechnet und auf Grundlage hiervon die Position des mobilen Roboters berechnet.
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen einer Position eines mobilen Roboters bereitzustellen, die imstande sind, eine Position des mobilen Roboters auch mit nur zwei Ultraschallsendern zu berechnen.
  • Zur Erzielung dieser und anderer Vorteile und gemäß dem Zweck der vorliegenden Erfindung, wie hierin ausgeführt und ausführlich beschrieben, ist ein Verfahren zum Erkennen einer Position eines mobilen Roboters bereitgestellt, umfassend: Berechnen von Zeit, die für jedes Ultraschallsignal, das durch Ultraschallerzeugungsmittel einer Ladestation erzeugt wird, zum Erreichen des mobilen Roboters benötigt wird, auf der Grundlage eines Zeitpunkts, an dem eine Funkfrequenz, die von dem mobilen Roboter ausgesendet wird, ausgesendet wird, und Berechnen eines Abstands zwischen der Ladestation und dem mobilen Roboter auf der Grundlage der berechneten Ankunftszeit; und Berechnen eines Winkels zwischen der Ladestation und dem beweglichen Roboter auf der Grundlage des berechneten Abstandswerts und eines voreingestellten Werts zwischen den Ultraschallsignal-Oszillierungsmitteln.
  • Zur Erzielung dieser und anderer Vorteile und gemäß dem Zweck der vorliegenden Erfindung, wie hierin ausgeführt und ausführlich beschrieben, ist eine Vorrichtung zum Erkennen einer Position eines mobilen Roboters bereitgestellt, umfassend: ein Funkfrequenzerzeugungsmittel, das an einem mobilen Roboter eingerichtet ist, zum Aussenden eines Funkfrequenzsignals; ein Funkfrequenzempfangsmittel, das an einer Ladestation eingerichtet ist, zum Empfangen des Funkfrequenzsignals, das durch das Funkfrequenzerzeugungsmittel ausgesendet wird; Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel, die jeweils an der Ladestation eingerichtet sind, zum Oszillieren von Ultraschallsignalen; ein Steuermittel zum Steuern der Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel, so daß die Ultraschallsignale oszilliert werden, wenn das Funkfrequenzsignal durch das Funkfrequenzsignalempfangsmittel empfangen wird; Ultraschallsignalempfangsmittel, die an einer äußeren Umfangsfläche des mobilen Roboters eingerichtet sind, zum Empfangen der Ultraschallsignale, die durch die Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel oszilliert werden; und einen Mikrocomputer, der in dem mobilen Roboter eingerichtet ist, zum Berechnen eines Abstands und eines Winkels zwischen dem mobilen Roboter und der Ladestation auf der Grundlage einer Ankunftszeit, die jedes Ultraschallsignal zum Erreichen des mobilen Roboters benötigt, und eines voreingestellten Abstandswerts zwischen den Ultraschallsignal-Oszillierungsmitteln.
  • Die oben genannten Aufgaben, Merkmale, und Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen offensichtlicher hervor.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die beigefügten Zeichnungen, die enthalten sind, um ein weiteres Verstehen der Erfindung bereitzustellen, und die in der Beschreibung enthalten sind und ein Bestandteil von ihr bilden, zeigen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Grundsätze der Erfindung zu erklären.
  • Es zeigen:
  • 1 ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer Vorrichtung zum Erkennen einer Position eines mobilen Roboters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erkennen einer Position eines mobilen Roboters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 3 eine schematische Ansicht, die einen Berechnungsvorgang eines Abstands und eines Winkels zwischen einem mobilen Roboter und einer Ladestation gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im folgenden wird nun eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Erkennen einer Position eines mobilen Roboters, die imstande sind, durch Berechnen von Zeit, die für jedes Ultraschallsignal, das durch Ultraschallerzeugungsmittel einer Ladestation erzeugt wird, zum Erreichen des mobilen Roboters benötigt wird, auf der Grundlage eines Zeitpunkts, an dem ein Funkfrequenzsignal erzeugt wird; Berechnen eines Abstands zwischen der Ladestation und dem mobilen Roboter auf der Grundlage der berechneten Ankunftszeit; und Berechnen eines Winkels zwischen der Ladestation und dem beweglichen Roboter auf der Grundlage des berechneten Abstandswerts und eines voreingestellten Abstandswerts zwischen den Ultraschallsignal-Oszillierungsmitteln eine Position des mobilen Roboters genau zu bestimmen, unter Bezugnahme auf 1 bis 3 detailliert beschrieben.
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer Vorrichtung zum Erkennen einer Position eines mobilen Roboters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Wie darin zu sehen, beinhaltet eine Vorrichtung zum Erkennen einer Position eines mobilen Roboters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung: ein Funkfrequenzerzeugungsmittel 1, das an einer vorgeschriebenen Position eines mobilen Roboters eingerichtet ist, zum Aussenden eines Funkfrequenzsignals zum Erkennen einer Position des mobilen Roboters in bestimmten Zeitintervallen; ein Funkfrequenzempfangsmittel 2, das an einer vorgeschriebenen Position einer Ladestation eingerichtet ist, welche an einem Standort wie einer Wandfläche eines Privathaushalts befestigt ist, zum Empfangen des Funkfrequenzsignals, das durch das Funkfrequenzerzeugungsmittel 1 ausgesendet wird; erstes und zweites Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel 3 und 4, die jeweils an einer vorgeschriebenen Position der Ladestation eingerichtet sind, zum sequentiellen Oszillieren eines ersten und zweiten Ultraschallsignals zum Berechnen eines Abstands und eines Winkels zwischen dem mobilen Roboter und der Ladestation; ein Steuermittel 5, das an einer vorgeschriebenen Position der Ladestation eingerichtet ist, zum Steuern des ersten und zweiten Ultraschallsignal-Oszillierungsmittels, so daß das erste und zweite Ultraschallsignal sequentiell oszilliert werden, wenn das Funkfrequenzsignal vom Funkfrequenzempfangsmittel 2 empfangen wird; mehrere Ultraschallsignal-Empfangsmittel (Rx1–Rxn), die an einer äußeren Umfangsfläche des mobilen Roboters in bestimmten Intervallen eingerichtet sind, zum sequentiellen Empfangen des ersten und zweiten Ultraschallsignals, die durch das erste und zweite Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel 3, 4 oszilliert werden; einen Mikrocomputer 6, der in dem mobilen Roboter eingerichtet ist, zum Berechnen eines Abstands und eines Winkels zwischen dem mobilen Roboter und der Ladestation auf der Grundlage einer Ankunftszeit von jeweils dem ersten und zweiten Ultraschallsignal und eines voreingestellten Abstandswerts zwischen dem ersten und zweiten Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel 3, 4; und einen Speicher 7 zum Speichern von Positionszahlen zum Unterscheiden der Position der mehreren Ultraschallsignal-Empfangsmittel (Rx1–Rxn) und des voreingestellten Abstandswerts zwischen dem ersten und zweiten Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel 3, 4.
  • Im folgenden werden nun Arbeitsweisen der Vorrichtung zum Erkennen einer Position des mobilen Roboters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Zunächst steuert der Mikrocomputer 6, wenn sich der mobile Roboter in einem Reinigungsbereich ein voreingestelltes Bewegungsmuster entlang bewegt, das Funkfrequenzerzeugungsmittel 1, um in voreingestellten Zeitintervallen Positionen des mobilen Roboters zu erkennen.
  • Das Funkfrequenzerzeugungsmittel 1 erzeugt unter der Steuerung des Mikrocomputers 6 ein Funkfrequenzsignal zum Erkennen von Positionen des mobilen Roboters in voreingestellten Zeitintervallen (z. B. in Intervallen von drei Sekunden) und sendet das erzeugte Funkfrequenzsignal aus.
  • Das Funkfrequenzempfangsmittel 2, das an der Ladestation angeordnet ist, empfängt das Funkfrequenzsignal und übermittelt ein erstes Meldungssignal, um zu melden, daß das Funkfrequenzsignal empfangen wurde, an das Steuermittel 5, das an der Ladestation angeordnet ist. Dabei steuert das Steuermittel 5 das erste und zweite Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel 3, 4 in voreingestellten Zeitintervallen auf der Grundlage des ersten Meldungssignals.
  • Das erste und zweite Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel 3, 4 oszilliert unter der Steuerung des Steuermittels 5 das erste und zweite Ultraschallsignal. Dabei können mehrere erste und zweite Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel eingerichtet sein, und die mehreren ersten und zweiten Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel können außerdem so an vorgeschriebenen Positionen der Ladestation eingerichtet sein, daß sie in einer horizontalen Richtung symmetrisch zueinander liegen, oder sie können so an vorgeschriebenen Positionen der Ladestation eingerichtet sein, daß sie in horizontaler und vertikaler Richtung symmetrisch zueinander liegen. Die Ladestation ist starr an einer Wandfläche eines Privathaushalts oder dergleichen zum Aufladen einer Batterie (nicht gezeigt) des mobilen Roboters befestigt.
  • Dann empfangen die mehreren Ultraschallsignal-Empfangsmittel (Rx1–Rxn), die an dem mobilen Roboter eingerichtet sind, das sequentiell oszillierte erste und zweite Ultraschallsignal und übermitteln ein zweites Meldungssignal, um zu melden, daß das erste und zweite Ultraschallsignal empfangen wurden, an den Mikrocomputer 6.
  • Auf der Grundlage des zweiten Meldungssignals berechnet der Mikrocomputer 6 die Zeit, die für jedes des ersten und zweiten Ultraschallsignals zum Erreichen eines oder mehrerer Ultraschallsignal-Empfangsmittel (Rx1–Rxn) nach dem Oszillieren durch die Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel 3, 4 benötigt wurde. Dann berechnet der Mikrocomputer 6 einen Abstand und einen Winkel zwischen dem mobilen Roboter und der Ladestation auf der Grundlage der berechneten Ankunftszeit und eines voreingestellten Abstandswerts zwischen dem ersten und zweiten Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel 3, 4, wodurch er eine gegenwärtige Position des mobilen Roboters erkennt. Dann gleicht der Mikrocomputer 6 einen gegenwärtigen Positionsfehler des mobilen Roboters auf der Grundlage des erkannten Positionswerts aus.
  • Außerdem überprüft der Mikrocomputer 6 Positionen der Ultraschallsignal-Empfangsmittel (z. B. Rx1, Rx2), die das erste und zweite Ultraschallsignal empfangen haben, unter den mehreren Ultraschallsignal-Empfangsmitteln (Rx1–Rxn) durch Unterscheiden der entsprechenden Ultraschallsignal-Empfangsmittel durch die Positionszahlen, die im Speicher 7 vorgespeichert sind. Das heißt, der Mikrocomputer 6 erkennt eine Richtung, die der mobile Roboter verfolgt, durch die voreingestellte Positionszahl des Ultraschallsignal-Empfangsmittels, das ein Ultraschallsignal empfangen hat.
  • Beispielsweise ist eine äußere Form des mobilen Roboters rund, die Rückseite des mobilen Roboters (die entgegengesetzte Richtung, in der sich der Roboter vorwärtsbewegt) beträgt null Grad, ein erstes Ultraschallsignal-Empfangsmittel (Rx1) ist an einer Position von null Grad eingerichtet, und ein zweites Ultraschallsignal-Empfangsmittel (Rx2) ist an einer Position eingerichtet, die durch einen Intervall von 30 Grad vom ersten Ultraschallsignal-Empfangsmittel getrennt ist. Das heißt, erstes und zweites Ultraschallsignal-Empfangsmittel (Rx1, Rx2) sind benachbart eingerichtet. Dabei kann der Mikrocomputer 6 unter der Voraussetzung, daß eine Positionszahl des ersten Ultraschallsignal-Empfangsmittels (Rx1) ”1” ist und eine Positionszahl des zweiten Ultraschallsignal-Empfangsmittels (Rx2) ”2” ist, wenn das erste und zweite Ultraschallsignal vom ersten und zweiten Ultraschallsignal-Empfangsmittel (Rx1, Rx2) empfangen werden, durch diese Positionszahlen genau erkennen, daß sich der mobile Roboter in einer der Ladestation entgegengesetzt liegenden Richtung bewegt, da das erste und zweite Ultraschallsignal-Empfangsmittel (Rx1, Rx2) an der Rückseite der äußeren Umfangsfläche des mobilen Roboters eingerichtet sind.
  • Im folgenden werden nun die Vorgänge zum Berechnen eines Abstands und eines Winkels zwischen dem mobilen Roboter und der Ladestation beschrieben.
  • Zunächst erkennt der Mikrocomputer 6 die Ankunftszeit, die für jedes des ersten und zweiten Ultraschallsignals zum Empfangen von einem oder mehreren Ultraschallsignal-Empfangsmitteln (Rx1–Rxn) nach dem Oszillieren durch das erste und zweite Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel 3, 4 benötigt wird, auf der Grundlage eines Zeitpunkts, an dem ein Funkfrequenzsignal, das in voreingestellten Zeitintervallen erzeugt wird, erzeugt wird. Dann berechnet der Mikrocomputer 6 einen Abstand zwischen dem mobilen Roboter und der Ladestation auf der Grundlage der erkannten Ankunftszeit. Dabei kann das erste und zweite Ultraschallsignal von einem Ultraschallsignal-Empfangsmittel (z. B. Rx1) oder von mehreren Ultraschallsignal-Empfangsmitteln (z. B. Rx1–Rx3) empfangen werden.
  • Zum Beispiel erkennt der Mikrocomputer 6 die Ankunftszeit, die für jedes des ersten und zweiten Ultraschallsignals zum Empfangen von einem oder mehreren Ultraschallsignal-Empfangsmitteln (Rx1–Rxn) nach dem Oszillieren durch das erste und zweite Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel 3, 4 benötigt wird, auf der Grundlage eines Zeitpunkts, an dem ein Funkfrequenzsignal, das in voreingestellten Zeitintervallen erzeugt wird, erzeugt wird. Dann berechnet der Mikrocomputer 6 einen Abstand zwischen dem mobilen Roboter und der Ladestation auf der Grundlage der erkannten Ankunftszeit. Das heißt, wenn das erste und zweite Ultraschallsignal nur in einem Ultraschallsignal-Empfangsmittel (Rx1) erkannt wird, berechnet der Mikrocomputer 6 einen Abstandswert zwischen dem einen Ultraschallsignal-Empfangsmittel (Rx1) und der Ladestation auf der Grundlage der Ankunftszeit, die für jedes des ersten und zweiten Ultraschallsignals zum Empfangen von dem einen Ultraschallsignal-Empfangsmittel (Rx1) benötigt wird, und berechnet einen gegenwärtigen Abstand zwischen dem mobilen Roboter und der Ladestation durch Addieren eines Halbmessers des mobilen Roboters zu dem errechneten Abstandswert. Außerdem wird ein Winkel zwischen dem mobilen Roboter und der Ladestation durch Triangulation auf der Grundlage der Ankunftszeit jedes des ersten und zweiten Ultraschallsignals und eines voreingestellten Abstandswerts zwischen dem ersten und zweiten Ultraschallsignal-Oszillierungsmittels 3, 4 berechnet.
  • Wenn andererseits das erste und zweite Ultraschallsignal in zwei Ultraschallsignal-Empfangsmitteln (z. B. Rx1, Rx2) erkannt wird, berechnet der Mikrocomputer 6 Abstände zwischen dem mobilen Roboter und der Ladestation auf der Grundlage einer Ankunftszeit jedes des ersten und zweiten Ultraschallsignals. Dann berechnet der Mikrocomputer 6 einen Winkel zwischen dem mobilen Roboter und der Ladestation durch Triangulation auf der Grundlage jedes erhaltenen Abstandswerts und eines voreingestellten Abstandswerts zwischen dem ersten und zweiten Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel 3, 4.
  • Dabei erkennt der Mikrocomputer 6 einen Abstand (Abstände) zwischen den Ultraschallsignal-Empfangsmitteln und den Ultraschallsignal-Oszillierungsmitteln durch untenstehenden Ausdruck 1. S = 340 [m/s] × (T1 – T2) Gleichung 1
  • Dabei ist 340 [m/s] die Schallgeschwindigkeit, T1 die Zeit, die zum Empfangen eines Ultraschallsignals benötigt wird, und T2 die Zeit, die zum Oszillieren eines Ultraschallsignals nach dem Empfangen eines Funkfrequenzsignals benötigt wird.
  • Im folgenden werden nun Arbeitsweisen einer Vorrichtung zum Erkennen einer Position eines mobilen Roboters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 2, 3 detailliert beschrieben.
  • 2 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erkennen einer Position eines mobilen Roboters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 3 ist eine schematische Ansicht, die Vorgänge zum Berechnen eines Abstands und eines Winkels zwischen einem mobilen Roboter und einer Ladestation gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Zunächst erzeugt das Funkfrequenzerzeugungsmittel 1, wenn eine vorgegebene Zeit abläuft (S1), ein Funkfrequenzsignal (S2). Das Funkfrequenzsignal wird jedesmal erzeugt, wenn eine vorgegebene Zeit abläuft.
  • Das erste und zweite Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel 3, 4, die jeweils an der Ladestation eingerichtet sind, oszillieren das erste und zweite Ultraschallsignal sequentiell auf der Grundlage eines Zeitpunkts, an dem das Funkfrequenzsignal erzeugt wird (S3). Dabei wird das erste Ultraschallsignal früher als das zweite Ultraschallsignal oszilliert. Dementsprechend erkennt der Mikrocomputer 6 beim Erkennen einer gegenwärtigen Ankunftszeit des zweiten Ultraschallsignals, das oszilliert wird, wenn eine vorgegebene Zeit nach dem Oszillieren des ersten Ultraschallsignals abläuft, die gegenwärtige Ankunftszeit des zweiten Ultraschallsignals durch Subtrahieren der vorgegebenen Zeit von der Ankunftszeit des zweiten Ultraschallsignals einschließlich der vorgegebenen Zeit.
  • Danach erkennt der Mikrocomputer 6 eine Zeit (Ankunftszeit), die für jedes des ersten und zweiten Ultraschallsignals zum Empfangen von einem oder mehreren Ultraschallsignal-Empfangsmitteln benötigt wird, und berechnet dann einen Abstand und einen Winkel zwischen dem mobilen Roboter und der Ladestation auf der Grundlage der erkannten Ankunftszeit und einem voreingestellten Abstandswert zwischen dem ersten und zweiten Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel 3, 4. Dabei kann das erste und zweite Ultraschallsignal entsprechend einer Position des mobilen Roboters von einem oder zwei oder mehr Ultraschallsignal-Empfangsmitteln empfangen werden.
  • Im folgenden werden der Reihe nach Vorgänge zum Erkennen einer Position eines mobilen Roboters beschrieben, wenn das erste und zweite Ultraschallsignal von einem Ultraschallsignal-Empfangsmittel (z. B. Rx1) und von zwei oder mehr Ultraschallsignal-Empfangsmitteln (z. B. Rx1–Rx3) empfangen wird.
  • Zunächst bestimmt der Mikrocomputer 6, ob zwei oder mehr Ultraschallsignal-Empfangsmittel das erste und zweite Ultraschallsignal empfangen (S4). Wenn zum Beispiel das erste und zweite Ultraschallsignal nur in einem Ultraschallsignal-Empfangsmittel (Rx1) erkannt wird, berechnet der Mikrocomputer 6 einen Abstandswert zwischen dem Ultraschallsignal-Empfangsmittel (Rx1) und der Ladestation auf der Grundlage einer Ankunftszeit des ersten und zweiten Ultraschallsignals. Der Mikrocomputer 6 berechnet zum Beispiel eine Ankunftszeit des ersten Ultraschallsignals (S5) und berechnet Abstände zwischen dem Ultraschallsignal-Empfangsmittel (Rx1) und jedem ersten und zweiten Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel 3, 4 (S6).
  • Außerdem berechnet der Mikrocomputer 6 durch Addieren eines Halbmessers des mobilen Roboters zum Abstandswert zwischen dem Ultraschallsignal-Empfangsmittel (Rx1) und der Ladestation einen gegenwärtigen Abstand zwischen dem mobilen Roboter und der Ladestation (S7). Dabei wird ein Winkel zwischen dem mobilen Roboter und der Ladestation durch eine Triangulation auf der Grundlage eines Abstandswerts zwischen dem Ultraschallsignal-Empfangsmittel (Rx1) und dem ersten Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel 3 der Ladestation, eines Abstandswerts zwischen dem Ultraschallsignal-Empfangsmittel (Rx1) und dem zweiten Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel 4 und eines voreingestellten Abstandswerts zwischen dem ersten und zweiten Ultraschallsignal-Oszillierungsmittels berechnet (S8).
  • Wenn das erste und zweite Ultraschallsignal von zwei oder mehr Ultraschallsignal-Empfangsmitteln (z. B. Rx1–Rx3) empfangen werden, berechnet der Mikrocomputer 6 eine Ankunftszeit des ersten und zweiten Ultraschallsignals, die von den zwei oder mehr Ultraschallsignal-Empfangsmitteln (Rx1–Rx3) empfangen werden (S9). Um eine Rechenmenge des Mikrocomputers 6 herabzusetzen, wählt der Mikrocomputer 6 zwei Ultraschallsignal-Empfangsmittel (z. B. Rx1 und Rx2) aus, die Ultraschallsignale empfangen haben, deren Ankunftszeit die schnellste unter den berechneten Ankunftszeitwerten war, und berechnet Abstandswerte zwischen der Ladestation und jedem der zwei ausgewählten Ultraschallsignal-Empfangsmittel auf der Grundlage der Ankunftszeit des ersten und zweiten Ultraschallsignals, die von den zwei Ultraschallsignal-Empfangsmitteln empfangen werden (S11).
  • Außerdem berechnet der Mikrocomputer 6 durch Addieren eines Halbmessers des mobilen Roboters zu einem Abstandswert zwischen der Ladestation und jedem der zwei Ultraschallsignal-Empfangsmittel (z. B. Rx1 und Rx2) einen gegenwärtigen Abstand zwischen dem mobilen Roboter und der Ladestation (S12).
  • Danach berechnet der Mikrocomputer 6 einen Winkel zwischen dem mobilen Roboter (z. B. Rx1 und Rx2) und der Ladestation durch Triangulation auf der Grundlage von gegenwärtigen Abstandswerten zwischen der Ladestation und den zwei ausgewählten Ultraschallsignal-Empfangsmitteln (z. B. Rx1 und Rx2) und eines voreingestellten Abstandswert zwischen dem ersten und zweiten Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel 3, 4 (S13).
  • Außerdem erkennt der Mikrocomputer 6 eine Richtung, die der mobile Roboter verfolgt, durch Positionszahlen von zwei Ultraschallsignal-Empfangsmitteln, die das erste und zweite Ultraschallsignal empfangen haben, um eine gegenwärtige Position des mobilen Roboters zu überprüfen, und gleicht abhängig von der überprüften Position einen Positionsfehler des mobilen Roboters aus.
  • Jedesmal wenn eine vorgegebene Zeit abläuft (S1), werden die Vorgänge (S2–S13) zum Erkennen einer Position des mobilen Roboters wiederholt ausgeführt.
  • Insoweit beschrieben kann eine Vorrichtung und ein Verfahrens zum Erkennen einer Position eines mobilen Roboters gemäß der vorliegenden Erfindung durch Berechnen von Zeit, die für jedes Überschallsignal, das durch Ultraschallerzeugungsmittel einer Ladestation erzeugt wird, zum Erreichen des mobilen Roboters benötigt wird, auf der Grundlage eines Zeitpunkts, an dem ein Funkfrequenzsignal erzeugt wird; Berechnen eines Abstands zwischen der Ladestation und dem mobilen Roboter auf der Grundlage der berechneten Ankunftszeit; und Berechnen eines Winkels zwischen der Ladestation und dem beweglichen Roboter auf der Grundlage des berechneten Abstandswerts und eines voreingestellten Abstandswerts zwischen den Ultraschallsignal-Oszillierungsmitteln eine Position eines mobilen Roboters genau bestimmen.
  • Außerdem erkennen eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen einer Position eines mobilen Roboters gemäß der vorliegenden Erfindung eine gegenwärtige Position eines mobilen Roboters genau, ohne eine teure CCD-Kamera zu benutzen, wodurch die Herstellungskosten des mobilen Roboters gesenkt sind.

Claims (14)

  1. Verfahren zum Erkennen einer Position eines mobilen Roboters, umfassend: Berechnen von Zeit, die für jedes Ultraschallsignal, das durch Ultraschallerzeugungsmittel einer Ladestation erzeugt wird, zum Erreichen des mobilen Roboters benötigt wird, auf der Grundlage eines Zeitpunkts, an dem eine Funkfrequenz, die von dem mobilen Roboter ausgesendet wird, ausgesendet wird, und Berechnen eines Abstands zwischen der Ladestation und dem mobilen Roboter auf der Grundlage der berechneten Ankunftszeit, wobei besagte Ladestation an einem Standort wie einer Wandfläche angeordnet ist; und Berechnen eines Winkels zwischen der Ladestation und dem beweglichen Roboter auf der Grundlage des berechneten Abstandswerts und eines voreingestellten Werts zwischen den Ultraschallsignal-Oszillierungsmitteln.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Winkel zwischen der Ladestation und dem mobilen Roboter durch Triangulation auf der Grundlage des berechneten Abstandswerts und des voreingestellten Abstandswerts zwischen den Ultraschallsignal-Oszillierungsmitteln berechnet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Funkfrequenzsignal in voreingestellten Zeitintervallen ausgesendet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Vorspeichern einer Positionszahl zum Unterscheiden einer Position von zumindest einem Ultraschallmittel zum Empfangen der Ultraschallsignale, um eine Richtung zu erkennen, die der mobile Roboter verfolgt.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Addieren eines Halbmessers des mobilen Roboters zu dem Abstandswert zwischen der Ladestation und dem mobilen Roboter, wobei die äußere Form des mobilen Roboters rund ausgeführt ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Abstandswert zwischen der Ladestation und dem mobilen Roboter durch die Gleichung S = 340 [m/s]·(T1 – T2) erkannt wird, wobei 340 [m/s] Schallgeschwindigkeit ist, T1 die Zeit ist, die zum Empfangen eines Ultraschallsignals benötigt wird, und T2 die Zeit ist, die zum Oszillieren eines Ultraschallsignals nach dem Empfangen eines Funkfrequenzsignals benötigt wird.
  7. Vorrichtung zum Erkennen einer Position eines mobilen Roboters, umfassend: ein Funkfrequenzerzeugungsmittel, das an einem mobilen Roboter eingerichtet ist, zum Aussenden eines Funkfrequenzsignals; ein Funkfrequenzempfangsmittel, das an einer Ladestation eingerichtet ist, zum Empfangen des Funkfrequenzsignals, das durch das Funkfrequenzerzeugungsmittel ausgesendet wird; Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel, die jeweils an der Ladestation eingerichtet sind, zum Oszillieren von Ultraschallsignalen, wobei besagte Ladestation an einem Standort wie einer Wandfläche ist; ein Steuermittel zum Steuern der Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel, so dass die Ultraschallsignale oszilliert werden, wenn das Funkfrequenzsignal durch das Funkfrequenzsignalempfangsmittel empfangen wird; Ultraschallsignal-Empfangsmittel, die an einer äusseren Umfangsfläche des mobilen Roboters eingerichtet sind, zum Empfangen der Ultraschallsignale, die durch die Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel oszilliert werden; und einen Mikrocomputer, der in dem mobilen Roboter eingerichtet ist, zum Berechnen eines Abstands und eines Winkels zwischen dem mobilen Roboter und der Ladestation auf der Grundlage einer Ankunftszeit, die jedes Ultraschallsignal zum Erreichen des mobilen Roboters benötigt, und eines voreingestellten Abstandswerts zwischen den Ultraschallsignal-Oszillierungsmitteln.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Mikrocomputer einen Positionsfehler des mobilen Roboters durch Überprüfen der Position des mobilen Roboters auf der Grundlage des berechneten Abstandswerts und Winkelwerts ausgleicht.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel so eingerichtet sind, dass sie in einer horizontalen Richtung der Ladestation symmetrisch zueinander liegen.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel so eingerichtet sind, dass sie an der Ladestation in horizontaler und vertikaler Richtung symmetrisch zueinander liegen.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Mikrocomputer eine Ankunftszeit, die für jedes Ultraschallsignal zum Empfangen von einem oder mehreren Ultraschallsignal-Empfangsmitteln nach dem Oszillieren durch das Ultraschallsignal-Oszillierungsmittel benötigt wird, auf der Grundlage eines Zeitpunkts, an dem ein Funkfrequenzsignal, das in voreingestellten Zeitintervallen erzeugt wird, erzeugt wird, berechnet; einen Abstand zwischen dem mobilen Roboter und der Ladestation auf der Grundlage der erkannten Ankunftszeit berechnet; und einen Winkel zwischen dem mobilen Roboter und der Ladestation durch Triangulation auf der Grundlage der erkannten Ankunftszeit und eines voreingestellten Abstandswerts zwischen den Ultraschallsignal-Oszillierungsmitteln berechnet.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Mikrocomputer ein Speichermittel zum Speichern von Positionszahlen zum Unterscheiden von Positionen der Ultraschallsignal-Empfangsmittel umfasst und eine Richtung, die der mobile Roboter verfolgt, durch die Positionszahl des Ultraschallsignal-Empfangsmittels, das das Ultraschallsignal empfangen hat, erkennt.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Mikroprozessor, wenn die Ultraschallsignale von zwei oder mehr Ultraschallsignal-Empfangsmitteln empfangen werden, eine Ankunftszeit berechnet, die von den zwei oder mehr Ultraschallsignal-Empfangsmitteln empfangen werden; zwei Ultraschallsignal-Empfangsmittel auswählt, die Ultraschallsignale empfangen haben, deren Ankunftszeit die schnellste unter den berechneten Ankunftszeitwerten ist; und einen Abstand zwischen dem mobilen Roboter und der Ladestation auf der Grundlage der Ankunftszeit der Ultraschallsignale berechnet, die von den zwei ausgewählten Ultraschallsignal-Empfangsmitteln empfangen werden.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Mikrocomputer den Abstand zwischen der Ladestation und dem mobilen Roboter durch die Gleichung S = 340 [m/s]·(T1 – T2) erkennt, wobei 340 [m/s] Schallgeschwindigkeit ist, T1 die Zeit ist, die zum Empfangen eines Ultraschallsignals benötigt wird, und T2 die Zeit ist, die zum Oszillieren eines Ultraschallsignals nach dem Empfangen eines Funkfrequenzsignals benötigt wird.
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Families Citing this family (74)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8983776B2 (en) * 2002-03-28 2015-03-17 Jason A. Dean Programmable robotic apparatus
ITMC20040100A1 (it) * 2004-07-26 2004-10-26 Cesare Mattoli Sistema e apparecchiatura per la determinazione automatica in tempo reale della posizione di una entita' rispetto a due o piu' entita' di riferimento
JP4564447B2 (ja) * 2004-12-14 2010-10-20 本田技研工業株式会社 自律移動ロボット
JP4241673B2 (ja) * 2005-06-17 2009-03-18 本田技研工業株式会社 移動体の経路生成装置
JP4634878B2 (ja) * 2005-07-07 2011-02-16 株式会社東芝 無線通信装置
KR100704485B1 (ko) 2005-07-22 2007-04-10 엘지전자 주식회사 이동체 인도 시스템
KR100766435B1 (ko) * 2005-10-27 2007-10-15 엘지전자 주식회사 이동로봇의 충전대 복귀 시스템
KR100692897B1 (ko) * 2005-10-28 2007-03-12 엘지전자 주식회사 이동로봇
KR100834761B1 (ko) 2005-11-23 2008-06-05 삼성전자주식회사 이동 로봇의 자기 위치 인식 방법 및 장치
KR100730311B1 (ko) * 2005-12-29 2007-06-19 에이스로봇 주식회사 위치 인식 로봇 청소기 및 로봇 청소기에서 위치 인식 방법
KR100772963B1 (ko) * 2006-03-22 2007-11-02 주식회사 유진로봇 냉장고가 장착된 로봇
FR2899692B1 (fr) 2006-04-06 2008-10-17 Hitpool Systems Entpr Uniperso Systeme de localisation et positionnement pour le guidage d'une entite mobile par rapport a un ou plusieurs autres objets
KR100752584B1 (ko) 2006-04-28 2007-08-29 주식회사 나인티시스템 위치파악시스템에서 거리오차 보정방법
US20070271011A1 (en) * 2006-05-12 2007-11-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Indoor map building apparatus, method, and medium for mobile robot
KR100860966B1 (ko) * 2006-06-05 2008-09-30 삼성전자주식회사 이동 로봇의 위치 추정 방법 및 장치
TWI305610B (en) * 2006-07-07 2009-01-21 Ind Tech Res Inst Path guidance method for autonomous mobile device
EP2063780B1 (de) * 2006-09-06 2018-04-11 Innurvation, Inc. Abbildungs- und lokalisierungssysteme und -verfahren für eine schluckbare sensorenvorrichtung
KR100845531B1 (ko) * 2007-06-29 2008-07-10 (주)하기소닉 이방성초음파센서를 이용한 이동로봇의 자동충전을 위한 접속 방법
KR100845528B1 (ko) * 2007-06-29 2008-07-10 (주)하기소닉 이방성 초음파센서를 이용한 이동로봇의 주행 중 장애물회피와 자동충전을 위한 접속장치 및 방법
US8027761B1 (en) * 2007-09-04 2011-09-27 Nelson Russell G Local positioning system for automated lawn mowers
US8798792B2 (en) 2007-10-30 2014-08-05 Lg Electronics Inc. Detecting apparatus of robot cleaner and controlling method of robot cleaner
KR101412582B1 (ko) * 2008-01-02 2014-06-26 엘지전자 주식회사 로봇 청소기 및 그 제어 방법
KR100954455B1 (ko) 2008-01-28 2010-04-27 인하대학교 산학협력단 위치 인식 방법
CN101592727B (zh) * 2008-05-29 2013-05-01 日电（中国）有限公司 自治超声波室内定位系统、装置和方法
US8301325B2 (en) 2008-07-28 2012-10-30 Precise Path Robotics, Inc. System and method for autonomous vehicle localization
US8098245B2 (en) * 2008-09-30 2012-01-17 Microsoft Corporation Smart navigation for 3D maps
JP2010100421A (ja) * 2008-10-27 2010-05-06 Seiko Epson Corp ワーク検知システム、ピッキング装置及びピッキング方法
JP2010115723A (ja) * 2008-11-11 2010-05-27 Seiko Epson Corp ロボット及びロボットシステム
US20100235078A1 (en) * 2009-03-12 2010-09-16 Microsoft Corporation Driving directions with maps and videos
EP2581797B1 (de) * 2009-05-15 2021-08-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Kollisionsvermeidungsverfahren zwischen eines mobilen Robotersystems und einer Bake
GB0909148D0 (en) * 2009-05-28 2009-07-01 F Robotics Acquisitions Ltd Localisation system
KR101682175B1 (ko) 2010-01-20 2016-12-02 삼성전자주식회사 그리드 맵 생성 장치 및 방법
DE102011011932A1 (de) 2010-02-18 2012-03-15 Alois Rüschen Navigationssystem zur Positions- und Richtungsbestimmung von mobilen Objekten insbesondere von Robotern
CN102200492B (zh) * 2010-02-26 2014-08-13 兄弟工业株式会社 移设检测系统
CN102262407B (zh) * 2010-05-31 2016-08-03 恩斯迈电子(深圳)有限公司 引导装置及操作系统
CN201840423U (zh) * 2010-10-11 2011-05-25 洋通工业股份有限公司 自走吸尘器的充电座
KR20120049533A (ko) * 2010-11-09 2012-05-17 삼성전자주식회사 로봇 시스템 및 그의 제어 방법
TWI423779B (zh) * 2011-01-28 2014-01-21 Micro Star Int Co Ltd 清潔機器人及其控制方法
CN102540144A (zh) * 2012-01-05 2012-07-04 厦门大学 基于超声波和无线的联合定位方法
CN103251354A (zh) * 2012-02-16 2013-08-21 恩斯迈电子(深圳)有限公司 扫地机器人的控制方法
WO2014017791A1 (ko) * 2012-07-24 2014-01-30 (주)피엔에프 초음파 센서간 거리 조절이 가능한 초음파를 이용한 위치 추적 시스템
DE102012219986A1 (de) * 2012-10-31 2014-06-12 Siemens Aktiengesellschaft Positionsbestimmung eines Fahrzeugs relativ zu einer Zielposition
CN102941569A (zh) * 2012-11-01 2013-02-27 李木 一种可定位并操作目标物的单轨机器人及其控制方法
WO2014102931A1 (ja) * 2012-12-26 2014-07-03 株式会社安川電機 測位システム、移動局および基地局
EP2939508B1 (de) 2012-12-28 2021-05-19 Positec Power Tools (Suzhou) Co., Ltd Automatisiertes mähsystem
DE102013209235A1 (de) * 2013-05-17 2014-11-20 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Positionsbestimmung
US10725478B2 (en) * 2013-07-02 2020-07-28 The Boeing Company Robotic-mounted monument system for metrology systems
KR102280210B1 (ko) * 2013-12-04 2021-07-22 삼성전자주식회사 청소 로봇 및 그 제어 방법
US9480380B2 (en) 2013-12-04 2016-11-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Cleaning robot and control method thereof
CN105025242A (zh) * 2014-04-30 2015-11-04 北京兆维电子(集团)有限责任公司 移动视频装置
TWI505801B (zh) * 2014-05-09 2015-11-01 Kinpo Elect Inc 室內機器人與其定位方法
DE102014220247A1 (de) * 2014-10-07 2016-04-07 Robert Bosch Gmbh System und Verfahren zur Assistenz für die Positionierung einer Sekundärspule an einer Primärspule für eine induktive Energieübertragung
KR102404258B1 (ko) * 2015-02-06 2022-06-02 삼성전자주식회사 로봇충전복귀장치 및 그 복귀방법
JP6515998B2 (ja) * 2015-03-26 2019-05-22 株式会社村田製作所 移動体の位置検出方法
CN104799772A (zh) * 2015-04-01 2015-07-29 苏州锟恩电子科技有限公司 家用智能清洁器
CN106406299A (zh) * 2015-07-27 2017-02-15 智棋科技有限公司 清洁控制系统、其控制方法及清洁装置
CN106468920B (zh) * 2015-08-19 2020-08-14 苏州宝时得电动工具有限公司 回归充电方法及其自动行走设备
CN105116406B (zh) * 2015-09-30 2018-11-30 长沙开山斧智能科技有限公司 一种复合测距仪及其测距方法
CN109073740B (zh) * 2016-01-20 2019-09-10 杰洛基有限公司 测距和对象定位系统及其使用方法
CN105891780B (zh) * 2016-04-01 2018-04-10 清华大学 一种基于超声阵列信息的室内场景定位方法与装置
CN105896664B (zh) * 2016-05-16 2019-09-10 四川仪岛科技有限公司 一种自动充电的充电定位方法
DE102016110457A1 (de) * 2016-06-07 2017-12-07 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren zum Bestimmen einer relativen Lage zwischen einem ersten Kraftfahrzeug und einem zweiten Kraftfahrzeug mit Hilfe von Ultraschallsensoren, Kraftfahrzeug sowie System
JP6760786B2 (ja) 2016-07-21 2020-09-23 Thk株式会社 移動ロボット及び制御方法
US20180069437A1 (en) * 2016-09-08 2018-03-08 Nanjing Avatarmind Robot Technology Co., Ltd. Method and system for automatically charging robot based on ultrasonic wave
CN106292718A (zh) * 2016-09-08 2017-01-04 南京阿凡达机器人科技有限公司 一种基于超声波强度实现机器人自主充电的方法及系统
US10595123B2 (en) 2016-12-02 2020-03-17 Walmart Apollo, Llc Systems and methods for tracking a cleaning device in a shopping space
DE102017209092A1 (de) * 2017-05-31 2018-12-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Lokalisierung eines Fahrzeugs für eine induktive Energieübertragung
GB201713639D0 (en) * 2017-08-24 2017-10-11 Sonitor Technologies As Position determining system
CN107713920B (zh) * 2017-09-25 2022-06-03 北京石头创新科技有限公司 自动清洁设备及其充电的方法
CN109031205B (zh) * 2018-07-18 2020-11-03 北京进化者机器人科技有限公司 机器人定位装置、方法以及机器人
CN110225451B (zh) * 2019-06-19 2021-02-02 京东方科技集团股份有限公司 基于无线自组网的节点定位方法及装置、电子设备、介质
RU2718513C1 (ru) * 2019-07-12 2020-04-08 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Образовательно-исследовательский комплекс робот малый антропоморфный
CN112444816A (zh) * 2019-08-28 2021-03-05 纳恩博（北京）科技有限公司 定位方法及装置、存储介质和电子装置
CN112596519A (zh) * 2020-12-14 2021-04-02 京东数科海益信息科技有限公司 引导控制方法和装置、充电桩和机器人

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60107580A (ja) * 1983-11-16 1985-06-13 Hitachi Ltd 走行ロボツトの位置認識装置
JPH05341031A (ja) * 1992-06-08 1993-12-24 Isao Murakami 位置検出装置
US5440216A (en) * 1993-06-08 1995-08-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Robot cleaner
US5491670A (en) * 1993-01-21 1996-02-13 Weber; T. Jerome System and method for sonic positioning
JPH0854926A (ja) * 1994-08-08 1996-02-27 Toshiba Corp 自律移動ロボットの誘導装置
US5646494A (en) * 1994-03-29 1997-07-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Charge induction apparatus of robot cleaner and method thereof
US5682313A (en) * 1994-06-06 1997-10-28 Aktiebolaget Electrolux Method for localization of beacons for an autonomous device

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1566616A (en) * 1977-03-29 1980-05-08 Davall & Sons Ltd Navigational aids
JPS60213877A (ja) 1984-04-09 1985-10-26 Kubota Ltd 超音波測距装置
CH669676A5 (de) * 1986-01-23 1989-03-31 Zellweger Uster Ag
US4701893A (en) * 1986-05-16 1987-10-20 Denning Mobile Robotics, Inc. Ultrasonic ranging system
JPS63266377A (ja) 1987-04-24 1988-11-02 Kozo Yamamoto 音波測量システム
US4813025A (en) * 1987-06-12 1989-03-14 David B. Rowland Safety alert and locating system
JPH04210704A (ja) 1990-12-17 1992-07-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 移動ロボットとその充電装置
DE4408982C1 (de) * 1994-03-16 1995-05-18 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Autonomes Navigationssystem für einen mobilen Roboter oder Manipulator
US5652593A (en) * 1994-09-29 1997-07-29 Von Schrader Company Method and apparatus for guiding a machine
US5819008A (en) * 1995-10-18 1998-10-06 Rikagaku Kenkyusho Mobile robot sensor system
JPH10332807A (ja) 1997-06-05 1998-12-18 Fujitsu Ltd 音源方向検出装置
US6327219B1 (en) * 1999-09-29 2001-12-04 Vi&T Group Method and system for directing a following device toward a movable object
CA2388870A1 (en) * 1999-11-18 2001-05-25 The Procter & Gamble Company Home cleaning robot
NZ522504A (en) * 2000-04-10 2006-07-28 Honeywell Int Inc Remote attitude and position indicating system
US6515623B2 (en) * 2001-06-29 2003-02-04 Motorola, Inc. Enhanced location methodology for a location system
ES2674568T3 (es) * 2002-09-13 2018-07-02 Irobot Corporation Sistema de control de navegación para un dispositivo robótico
KR100561855B1 (ko) * 2002-12-30 2006-03-16 삼성전자주식회사 로봇용 로컬라이제이션 시스템
KR100480144B1 (ko) * 2003-07-23 2005-04-07 엘지전자 주식회사 이동로봇의 위치검출장치 및 방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60107580A (ja) * 1983-11-16 1985-06-13 Hitachi Ltd 走行ロボツトの位置認識装置
JPH05341031A (ja) * 1992-06-08 1993-12-24 Isao Murakami 位置検出装置
US5491670A (en) * 1993-01-21 1996-02-13 Weber; T. Jerome System and method for sonic positioning
US5440216A (en) * 1993-06-08 1995-08-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Robot cleaner
US5646494A (en) * 1994-03-29 1997-07-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Charge induction apparatus of robot cleaner and method thereof
US5682313A (en) * 1994-06-06 1997-10-28 Aktiebolaget Electrolux Method for localization of beacons for an autonomous device
JPH0854926A (ja) * 1994-08-08 1996-02-27 Toshiba Corp 自律移動ロボットの誘導装置

Also Published As

Publication number Publication date
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