FR2846587A1 - Systeme de robot nettoyeur comportant un appareil de charge externe et procede d'amarrage de l'appareil de charge - Google Patents
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Abstract
Ce système comprend un robot nettoyeur (10) capable de s'amarrer précisément à un appareil de charge externe (80) comprenant une borne d'alimentation (82) connectée à une source de courant. Le robot comprend, entre autres, un pare-choc (54) disposé le long d'une circonférence externe du corps de nettoyeur pourvu d'une borne de charge (56) et émettant un signal de collision lorsqu'une collision avec un obstacle est détectée. Avant le démarrage d'une opération, le robot nettoyeur (10) photographie une image pointant vers le haut en utilisant une caméra supérieure, calcule les informations d'emplacement de l'appareil de charge externe (80), et enregistre les informations d'emplacement de l'appareil de charge externe. Lorsqu'il revient vers l'appareil de charge externe (80), le robot nettoyeur (10) calcule une trajectoire de retour, sur la base des informations actuelles d'emplacement calculées à partir de l'image photographiée par la caméra supérieure, et des informations d'emplacement de l'appareil de charge externe enregistrées, et revient vers l'appareil de charge externe le long de la trajectoire de retour.
Description
La présente invention concerne d'une façon générale un robot nettoyeur qui
comporte une batterie de charge, et un appareil de charge externe permettant de charger la batterie de charge, et concerne plus particulièrement un système de robot nettoyeur qui réalise de façon efficace une opération d'amarrage avec un appareil de charge externe, et un procédé d'amarrage d'un robot
nettoyeur avec l'appareil de charge externe.
D'une façon générale, un robot nettoyeur non 10 seulement aspire la poussière et les substances étrangères d'une surface à nettoyer, tout en se déplaçant automatiquement autour d'une zone à nettoyer sans nécessiter de manipulation de la part d'un utilisateur, mais fonctionne aussi en tant que dispositif de surveillance de maison qui vérifie les
vitres, les vannes de gaz ou équivalent.
Comme le robot nettoyeur mesure les distances entre son emplacement actuel et des obstacles tels que des meubles, des appareils ménagers et des murs qui existent dans une zone de travail, telle qu'une maison ou un bureau, par le biais d'un détecteur, le robot nettoyeur peut réaliser le travail nécessaire et éviter
simultanément des collisions avec les obstacles.
Un tel robot nettoyeur a une batterie pour 25 fournir la puissance nécessaire pour entraîner le robot nettoyeur. En règle générale, la batterie utilise une batterie de charge qui peut être chargée lorsque l'énergie électrique de la batterie a été consommée. En conséquence, il est fourni un système comprenant un robot nettoyeur et un appareil de charge externe qui
charge la batterie du robot nettoyeur.
- - Le robot nettoyeur doit également détecter l'emplacement de l'appareil de charge externe de façon à retourner automatiquement vers l'appareil de charge externe lorsqu'il est nécessaire de recharger la batterie.
Un procédé conventionnel de détection de 5 l'emplacement de l'appareil de charge externe nécessite que l'appareil de charge externe génère un signal haute fréquence et que le robot nettoyeur reçoive le signal haute fréquence généré, puis que le robot nettoyeur détecte l'emplacement de l'appareil de charge externe 10 sur la base du niveau du signal haute fréquence reçu.
Cependant, ce procédé conventionnel présente un inconvénient en ce qu'il existe une variation du niveau de signal haute fréquence due à des facteurs externes, tels que des ondes réfléchies et des ondes 15 d'interférence. De tels facteurs peuvent entraîner des variations du niveau du signal haute fréquence qui empêchent la détection précise de l'emplacement de
l'appareil de charge externe.
De plus, même lorsque le robot nettoyeur 20 détecte précisément l'emplacement de l'appareil de charge externe, il arrive souvent que la borne de charge du robot nettoyeur ne puisse être raccordée précisément à une borne de l'appareil de charge externe. En conséquence, il existe un besoin d'un système de robot nettoyeur et d'un procédé d'amarrage d'un robot nettoyeur avec un appareil de charge externe qui soit capable de détecter précisément l'emplacement de l'appareil de charge externe et de connecter la 30 borne de charge du robot nettoyeur à la borne de
l'appareil de charge externe.
La présente invention a été développée pour résoudre les problèmes précédemment décrits de la technique antérieure. En conséquence, un objet de la présente invention consiste à fournir un système de robot nettoyeur présentant un appareil de charge externe et un procédé d'amarrage d'un robot nettoyeur 5 avec l'appareil de charge externe, avec lesquels on détecte précisément l'emplacement de l'appareil de charge externe et on connecte une borne de charge du robot nettoyeur avec une borne de l'appareil de charge externe. L'objet susmentionné est accompli par un système de robot nettoyeur en accord avec la présente invention, comprenant un appareil de charge externe et un robot nettoyeur. L'appareil de charge externe comprend une borne d'alimentation connectée à un câble 15 par lequel se fait l'alimentation en courant, et un poste de connexion permettant de supporter la borne d'alimentation et de fixer l'appareil de charge externe à un emplacement prédéterminé. Le robot nettoyeur comprend une unité d'entraînement permettant de 20 déplacer un corps de nettoyeur, une caméra supérieure disposée sur le corps de nettoyeur pour photographier une portion du plafond au-dessus de la zone dans laquelle le robot nettoyeur réalisera un travail, une batterie de charge disposée dans le corps de nettoyeur 25 et destinée à être chargée par une alimentation fournie par la borne d'alimentation, un pare-choc disposé le long d'une circonférence externe du corps de nettoyeur et émettant un signal de collision lorsqu'une collision avec un obstacle a été détectée, et une borne de charge 30 disposée au niveau de l'amortisseur pour être connectée
à l'alimentation, et connectée à la batterie de charge.
Avant de démarrer une opération, le robot nettoyeur photographie une image pointant vers le haut en utilisant la caméra supérieure, calcule les informations d'emplacement de l'appareil de charge externe, et enregistre les informations d'emplacement lorsqu'il est connecté à l'appareil de charge externe, 5 et, lorsqu'il revient vers l'appareil de charge externe, le robot nettoyeur calcule une trajectoire de retour sur la base des informations d'emplacement actuelles calculées à partir d'une image photographiée par la caméra supérieure et des informations 10 d'emplacement de l'appareil de charge externe, et revient vers l'appareil de charge externe le long de la
trajectoire de retour.
Le robot nettoyeur comprend avantageusement un moyen permettant de déterminer si la borne de charge 15 est connectée à la borne d'alimentation uniquement lors de la détection d'un signal indiquant un contact de la
borne de charge avec la borne d'alimentation.
De préférence, le robot nettoyeur comprend un élément de détection de la charge de batterie pour 20 détecter le niveau de la puissance électrique disponible dans la batterie de charge; et une unité de commande destinée à commander l'unité d'entraînement de façon à interrompre l'opération et à ramener le robot nettoyeur vers l'appareil de charge externe lorsqu'un 25 signal de demande de charge est reçu depuis l'élément
de détection de la charge de batterie.
L'unité de commande commande à l'unité
d'entraînement de ramener le robot nettoyeur vers l'appareil de charge externe lorsque le travail 30 commandé est terminé.
Le poste de connexion est formé de façon à entourer une portion de la circonférence externe du
pare-choc du robot nettoyeur.
L'objet susmentionné en accord avec la présente invention est également réalisé par un procédé d'amarrage d'un robot nettoyeur à un appareil de charge externe, comprenant les étapes consistant à recevoir 5 un signal de commande de travail; quand un signal de commande de travail est reçu et que le robot nettoyeur est connecté à l'appareil de charge externe, calculer les informations d'emplacement de l'appareil de charge externe sur la base de l'image pointant vers le haut 10 photographiée par une caméra supérieure, et enregistrer les informations d'emplacement; réaliser le travail commandé par le signal de commande de travail alors que le robot nettoyeur se déplace d'une zone vers l'autre; quand un signal de commande de charge est reçu, 15 calculer une trajectoire de retour vers l'appareil de charge externe sur la base des informations d'emplacement actuelles calculées à partir de l'image pointant vers le haut photographiée par la caméra supérieure et des informations d'emplacement de 20 l'appareil de charge externe mémorisées, puis revenir le long de la trajectoire de retour; après réception d'un signal de collision depuis un pare-choc, déterminer si un signal de contact est reçu ou non, le signal de contact indiquant le contact d'une borne de 25 charge du robot nettoyeur avec une borne d'alimentation de l'appareil de charge externe; quand il est déterminé que le signal de contact n'est pas reçu après que le signal de collision est reçu depuis le parechoc, ajuster un angle de déplacement du robot 30 nettoyeur d'un angle prédéterminé pour déterminer si la réception du signal de contact a été réalisée; et quand il est déterminé que le signal de contact n'est pas reçu après un nombre prédéterminé d'ajustements de l'angle de déplacement, retirer le robot nettoyeur sur une distance prédéterminée puis réaliser les étapes de
calcul de la trajectoire de retour et revenir.
Le signal de commande de charge est émis 5 lorsqu'une quantité prédéterminée de courant chargé est consommée pendant la réalisation du travail ou quand le
travail est terminé.
L'angle prédéterminé pour ajuster l'angle de déplacement du robot nettoyeur est de 150, et le nombre 10 d'ajustements de l'angle de déplacement du robot
nettoyeur est de six.
Comme décrit précédemment, lorsque le robot nettoyeur termine le travail commandé ou a besoin d'être chargé après avoir été séparé de l'appareil de 15 charge externe, selon le système de robot nettoyeur de la présente invention avec l'appareil de charge externe et le procédé d'amarrage du robot nettoyeur avec l'appareil de charge externe, le robot nettoyeur revient précisément vers l'appareil de charge externe 20 en utilisant les informations d'emplacement mémorisées de l'appareil de charge externe et les informations d'emplacement actuelles. De même, comme le robot nettoyeur est amarré avec l'appareil de charge externe en utilisant un signal de pare-choc et un signal de 25 contact de la borne de charge, le robot nettoyeur détecte l'emplacement de l'appareil de charge externe précisément et connecte la borne de charge à l'appareil
de charge externe de façon précise.
Les objets susmentionnés et les caractéristiques de la présente invention deviendront
plus apparents par la description plus en détail d'une forme de réalisation préférée de la présente invention,
en faisant référence aux dessins d'accompagnement, parmi lesquels: la fig. 1 est une vue en perspective montrant un système de robot nettoyeur comportant un appareil de 5 charge externe selon une forme de réalisation préférée de la présente invention; la fig. 2 est un schéma fonctionnel montrant les éléments du système de robot nettoyeur de la fig. 1; la fig. 3 est une vue en perspective montrant le 10 robot nettoyeur de la fig. 1, dont le capot a été retiré; la fig. 4 est un schéma fonctionnel montrant un contrôleur central tel que montré à la fig. 2 selon une forme de réalisation préférée de la présente 15 invention; la fig. 5 est une vue de dessus montrant une autre forme de réalisation du robot nettoyeur amarré avec un bloc à borne d'un appareil de charge externe présentant une forme différente de celle du système de robot 20 nettoyeur présenté à la fig. 1; la fig. 6 est une vue de dessus montrant une borne d'alimentation d'un appareil de charge externe et une borne de charge d'un robot nettoyeur déconnectées l'une de l'autre dans le système de robot nettoyeur de la 25 fig. 1; et la fig. 7 est un organigramme montrant un procédé d'amarrage du robot nettoyeur à un appareil de charge externe dans le système de robot nettoyeur de la
fig. 1.
Par la suite, on décrit plus en détail un système de robot nettoyeur présentant un appareil de charge externe en accord avec une forme de réalisation préférée de l'invention en faisant référence aux
dessins d'accompagnement.
Comme montré dans les fig. 1 à 3, un système de robot nettoyeur comprend un robot nettoyeur 10 et un appareil de charge externe 80. Le robot nettoyeur 10 comprend un corps de nettoyeur 11, une unité d'aspiration 16, une unité d'entraînement 20, une caméra supérieure 30, une caméra avant 32, une unité de commande 40, un dispositif à 10 mémoire 41, une unité d'émission - réception 43, une unité de détection 12, un pare-choc 54 et une batterie
de charge 50.
L'unité d'aspiration 16 est disposée au sein du corps 11 pour aspirer la poussière en utilisant une 15 aspiration d'air depuis une surface à nettoyer qui lui est opposée. L'unité d'aspiration 16 peut être conçue de différentes façons généralement connues. Par exemple, l'unité d'aspiration 16 peut comporter un moteur d'aspiration (non représenté) et une chambre 20 collectrice de poussière qui collecte la poussière aspirée par l'action du moteur d'aspiration par un orifice d'admission ou un tube d'aspiration disposé en
regard de la surface à nettoyer.
L'unité d'entraînement 20 comprend deux roues 25 avant 21a et 21b disposées au niveau des deux côtés avant, deux roues arrière 22a et 22b disposées au niveau des deux côtés arrière, des moteurs 23 et 24 permettant d'entraîner par rotation les deux roues arrière respectives 22a et 22b, et au moins une 30 courroie synchrone 25 permettant de transférer la force d'entraînement des deux roues arrière 22a et 22b aux deux roues avant 21a et 21b. Après réception d'un signal de commande émis par l'unité de commande 40, l'unité d'entraînement 20 peut entraîner chacun des moteurs 23, 24 dans les directions avant et arrière, indépendamment l'un de l'autre. La direction de déplacement est déterminée en contrôlant les vitesses 5 de rotation des moteurs 23 et 24 pour qu'elles présentent chacune des valeurs différentes pour tourner, et des valeurs similaires pour un déplacement
en ligne droite.
La caméra avant 32 est disposée sur le corps 11 10 pour photographier une image pointant vers l'avant et émettre l'image photographiée vers l'unité de
commande 40.
La caméra supérieure 30 est disposée sur le corps 11 pour photographier une image pointant vers le 15 haut et émettre l'image photographiée vers l'unité de
commande 40.
L'unité de détection 12 comprend des détecteurs d'obstacle 14 disposés sur la circonférence du corps il selon des d'intervalles prédéterminés les uns par 20 rapport aux autres, et capables d'émettre un signal et de recevoir un signal réfléchi, et un détecteur de distance de déplacement 13 permettant de mesurer la
distance de déplacement.
Chaque détecteur d'obstacle 14 comprend des 25 éléments émetteurs de lumière infrarouge 14a permettant d'émettre un rayon de lumière infrarouge, et un élément récepteur de lumière 14b permettant de recevoir la lumière réfléchie, les éléments émettant la lumière infrarouge 14a et l'élément recevant la lumière 30 infrarouge 14b étant formés le long d'une circonférence externe du corps 11 selon une disposition dans laquelle ils sont disposés verticalement l'un par rapport à l'autre. Comme alternative, le détecteur d'obstacle 14 peut comporter un détecteur d'onde ultrasonore qui émet des ondes ultrasonores et reçoit des ondes ultrasonores réfléchies. Le détecteur d'obstacle 14 peut être utilisé pour mesurer une distance jusqu'à l'obstacle et le mur. Le détecteur qui détecte la distance de déplacement 13 peut comporter un détecteur de rotation qui détecte le nombre de tours des roues 21a, 21b, 22a et 22b. Par exemple, le détecteur qui détecte la 10 rotation peut être un encodeur qui détecte le nombre de
tours des moteurs 23 et 24.
L'unité d'émission - réception 43 émet des
données via une antenne 42, et reçoit des signaux via l'antenne 42, puis transmet les signaux reçus vers 15 l'unité de commande 40.
Le pare-choc 54 est disposé le long d'une circonférence externe du corps 11, pour absorber l'impact des collisions avec des obstacles, comme un mur, et émettre un signal de collision vers l'unité de 20 commande 40. En conséquence, le pare-choc 54 est monté sur un élément élastique (non représenté) pour permettre au pare-choc d'avancer et de reculer selon une relation parallèle au sol sur lequel le robot nettoyeur 10 se déplace. Un détecteur qui émet des 25 signaux de collision, reçus lorsque le parechoc 54 entre en collision avec l'obstacle, est attaché au pare-choc 54. En conséquence, lorsque le pare-choc 54 entre en collision avec l'obstacle, un signal de collision prédéterminé est transmis vers l'unité de 30 commande 40. De même, sur la surface avant du pare-choc 54, une borne de charge 56 est prévue à la hauteur correspondant à la hauteur d'une borne
d'alimentation 82 de l'appareil de charge externe 80.
En cas d'alimentation triphasée, trois électrodes ou noeuds, composant la borne de charge 56, sont nécessaires. La batterie de charge 50 est disposée sur le 5 corps 11 et est connectée à la borne de charge 56 disposée sur le pare-choc 54. En conséquence, lorsque la borne de charge 56 est amarrée à la borne d'alimentation 82 de l'appareil de charge externe 80, la batterie de charge 50 est chargée par une 10 alimentation en courant alternatif (AC). Cela signifie, comme montré à la fig. 5, que lorsque le robot nettoyeur 10 est connecté à l'appareil de charge externe 80, une puissance consommée par un cordon d'alimentation 86 raccordable à l'alimentation AC est 15 fournie depuis la borne d'alimentation 82 de l'appareil de charge externe 80 vers la batterie de charge 50 à
travers la borne de charge 56 de l'amortisseur 54.
Un élément de détection de la charge de batterie 52 (fig. 2) détecte la quantité de courant 20 chargé disponible dans la batterie de charge 50, et transmet un signal de demande de charge à l'unité de commande 40 lorsque la quantité de charge détectée
atteint une limite de seuil inférieure prédéterminée.
L'unité de commande 40 traite les signaux reçus 25 par l'unité d'émission - réception 42 et commande les éléments respectifs. Si le corps il est en outre équipé d'un dispositif d'entrée par clavier (non représenté) présentant plusieurs touches afin de manipuler les paramètres de fonctionnement de l'appareil, l'unité de 30 commande 40 traite les signaux entrés depuis le
dispositif d'entrée au clavier.
Lorsque le robot ne fonctionne pas, l'unité de commande 40 commande les différents éléments de façon
telle que le robot nettoyeur 10 est en veille, alors qu'il est connecté et donc chargé par l'appareil de charge externe 80. En connectant le robot nettoyeur 10 à l'appareil de charge externe 80 pendant des périodes 5 de non fonctionnement, la batterie de charge 50 maintient un certain niveau de charge.
Lorsque le robot nettoyeur 10 revient vers l'appareil de charge externe après avoir été séparé de l'appareil de charge externe 80 et suite à la 10 réalisation du travail requis, l'unité de commande 40 analyse une image pointant vers le haut photographiée par la caméra supérieure 30 pour permettre au robot nettoyeur 10 d'avancer vers et de se connecter à
l'appareil de charge externe 80.
L'appareil de charge externe 80 comprend la borne d'alimentation 82 et un poste de connexion 84. La borne d'alimentation 82 est connectée au cordon d'alimentation 86 par un transformateur interne et un câble d'alimentation, et est connectée à la borne de 20 charge 56 du robot nettoyeur 10 pour fournir alors une puissance à la batterie de charge 50. Le cordon d'alimentation 86 est connecté à l'alimentation AC et
le transformateur interne peut être omis.
Le poste de connexion 84 supporte la borne 25 d'alimentation 82 pour la maintenir à la même hauteur que celle de la borne de charge 56 du robot nettoyeur 10, et la borne d'alimentation 82 est fixée dans une position prédéterminée. Dans le cas o l'alimentation AC est au moins triphasée, trois 30 électrodes, composant la borne d'alimentation 82, sont prévues sur le poste de connexion 84. Bien que le poste de borne 84 présente une forme rectangulaire hexaèdre dans cette forme de réalisation, cela ne doit pas être considéré comme limitatif. Cela signifie que le poste de connexion 84 peut être formé selon toute forme tant qu'il peut supporter et fixer la borne
d'alimentation 82. De préférence, un poste de connexion 5 84' est formé pour entourer la circonférence externe du robot nettoyeur 10, tel que montré à la fig. 5.
Par la suite, la description rend compte du
procédé de retour du robot nettoyeur 10 vers l'appareil de charge externe 80 et de l'amarrage du robot 10 nettoyeur 10 à la borne d'alimentation 82 du système de
robot nettoyeur.
Dans un état initial, le robot nettoyeur 10 se
trouve en veille, la borne de charge 56 étant connectée à la borne d'alimentation 82 de l'appareil de charge 15 externe 80 (fig. 5).
A réception d'un signal de commande de travail, le robot nettoyeur 10 photographie le plafond au-dessus d'une zone de travail en utilisant la caméra supérieure 30 et crée une image pointant vers le haut, 20 puis calcule les informations d'emplacement de l'appareil de charge externe 80 à partir de l'image pointant vers le haut, et mémorise les informations
d'emplacement dans le dispositif à mémoire 41.
Le signal de commande de travail peut comporter 25 une commande d'une opération de nettoyage ou d'une
opération de surveillance en utilisant une caméra.
Après avoir été séparé de l'appareil de charge externe 80, le robot nettoyeur 10 vérifie périodiquement si un signal de commande de charge a été 30 reçu alors qu'il effectue le travail commandé par le
signal de commande de travail.
Lorsqu'elle reçoit le signal de commande de charge, l'unité de commande 40 du robot nettoyeur 10 photographie une image actuelle pointant vers le haut, en utilisant la caméra supérieure 30, et calcule l'emplacement actuel du robot nettoyeur 10. Ensuite, l'unité de commande 40 charge les informations 5 actuelles d'emplacement de l'appareil de charge externe 80, calculant alors la meilleure trajectoire de retour depuis l'emplacement actuel vers l'appareil de charge externe 80. Ensuite, l'unité de commande 40 commande l'unité d'entraînement 20 pour permettre au robot 10 nettoyeur 10 de tracer la trajectoire de retour calculée. Le signal de commande de charge est généré lorsque le robot nettoyeur 10 complète le travail donné ou lorsqu'un signal de demande de charge est entré 15 depuis l'élément de détection de la charge de batterie 52 pendant la réalisation du travail. De même, un utilisateur peut générer manuellement le signal de commande de charge pendant le fonctionnement du robot
nettoyeur 10.
Lorsque l'unité de commande 40 reçoit le signal de collision émis depuis le pare-choc 54, l'unité de commande 40 détermine si la borne de charge 56 vient en contact avec la borne d'alimentation 82. Lorsque l'unité de commande 40 reçoit simultanément un signal 25 de contact confirmant que la borne de charge 56 est en contact avec la borne d'alimentation 82 et le signal de collision, l'unité de commande 40 détermine que la borne de charge 56 est totalement connectée à la borne d'alimentation 82 de l'appareil de charge externe 80 et 30 permet au robot nettoyeur 10 d'avancer jusqu'à ce que le pare-choc 54 soit comprimé sur une certaine
distance, pour terminer la connexion électrique.
Si le signal de collision est reçu mais que le signal de contact n'est pas reçu, l'unité de commande 40 détermine que la borne de charge 56 n'est pas connectée à la borne d'alimentation 82. La 5 situation dans laquelle le signal de collision est reçu mais que le signal de contact n'est pas reçu est
présentée à la fig. 6 au moyen d'un exemple.
En faisant référence à la fig. 6, lorsque la ligne centrale (I-I) entre le centre du robot 10 nettoyeur 10 et le centre de la borne d'alimentation 82 ne concide pas avec la ligne centrale (II-II) reliant le centre du robot nettoyeur 10 à la borne de charge 56, définissant alors un angle prédéterminé 0 entre les deux, la connexion de la borne 15 d'alimentation 82 à la borne de charge 56 n'est pas réalisée. En conséquence, l'unité de commande 40 commande à l'unité d'entraînement 20 de faire pivoter le robot nettoyeur 10 de l'angle prédéterminé pour
ajuster l'angle de déplacement.
Lorsque l'unité de commande 40 reçoit le signal
de contact de la borne de charge 56 après que le robot nettoyeur 10 a pivoté de l'angle prédéterminé, l'unité de commande 40 permet au robot nettoyeur 10 d'avancer sur une distance prédéterminée, et détermine alors si 25 la connexion électrique a été réalisée.
Si le robot nettoyeur 10 a pivoté de l'angle prédéterminé mais que l'unité de commande ne reçoit pas le signal de contact de la borne de charge 56, l'unité de commande 40 ajuste à nouveau l'angle de déplacement 30 du robot nettoyeur 10. Si l'unité de commande 40 ne reçoit pas le signal de commande après un nombre prédéterminé de tentatives d'ajustement de l'angle de déplacement, l'unité de commande 40 permet au robot nettoyeur 10 de se retirer d'une distance
prédéterminée. Après cela, l'unité de commande 40 charge à nouveau les informations d'emplacement de l'appareil de charge externe 80, calcule la trajectoire 5 de retour et entraîne le robot nettoyeur 10. Lorsque le signal de collision et le signal de contact sont reçus simultanément en répétant le procédé précédent, l'unité de commande 40 permet au robot nettoyeur 10 d'avancer de la distance prédéterminée, puis détermine si la 10 connexion électrique a été réalisée.
L'angle prédéterminé d'ajustement de l'angle de déplacement est déterminé en considérant les tailles de la borne d'alimentation 82 de l'appareil de charge externe 80 et les bornes de charge 56 du robot 15 nettoyeur 10. De préférence, l'angle est ajusté d'environ 15 O. De même, la fréquence d'ajustement de l'angle de déplacement peut être déterminée en considérant l'angle ajusté. Lorsque l'angle de déplacement est ajusté plusieurs fois, l'ajustement 20 peut être réalisé pour augmenter l'angle prédéterminé, tel que mesuré dans une direction. Si le signal de contact n'est pas reçu même après que l'angle de déplacement a été ajusté plusieurs fois depuis une direction initiale dans une direction, il est 25 préférable de faire revenir le robot nettoyeur 10 dans la direction de l'angle initial puis d'ajuster l'angle de déplacement dans la direction inverse. De préférence, dans le cas dans lequel l'angle ajusté est de 150, l'angle de déplacement du robot nettoyeur 10 30 peut être ajusté jusqu'à 150 dans une direction pendant trois fois consécutives. S'il n'y a pas de signal de contact pendant les trois ajustements consécutifs, on préfère que l'angle de déplacement du robot
nettoyeur 10 soit ajusté de 150 dans la direction inverse pendant trois fois, tel que mesuré depuis la direction de déplacement initiale. Cela veut dire que, étant donné que le robot nettoyeur 10 peut pivoter 5 depuis une position dans laquelle le robot nettoyeur 10 est initialement connecté à l'appareil de charge externe 80 vers la droite de 450 et vers la gauche de 450 pour se connecter à l'appareil de charge externe 80, le signal de contact de la borne de charge 56 est 10 habituellement reçu.
Dans la description qui précède, l'unité de
commande 40 analyse directement l'image pointant vers le haut et réalise une connexion avec l'appareil de
charge externe 80 par elle-même.
Selon un autre aspect de la présente invention, pour réduire les exigences de calcul correspondant à la commande de retour du robot nettoyeur 10 vers l'appareil de charge externe 80, un système de robot nettoyeur peut être conçu de façon à ce que la 20 mémorisation de l'image pointant vers le haut de l'appareil de charge externe 80 et la commande de retour du robot nettoyeur 10 soient fournies vers un
appareil de commande externe.
Pour cela, le robot nettoyeur 10 transmet sans 25 fil l'image pointantvers le haut, photographiée par la caméra supérieure 30, vers la commande externe et fonctionne en fonction d'un signal de commande reçu de l'extérieur. Une télécommande 60 commande une série d'opérations de contrôle du robot nettoyeur 10, y 30 compris le signal de commande de travail et la commande
de retour vers l'appareil de charge externe 80.
La télécommande 60 comprend un dispositif de relais radio 63 et un dispositif de commande central 70. Le dispositif de relais radio 63 traite les 5 signaux radio reçus du robot nettoyeur 10 et transmet les signaux vers le dispositif de commande central 70 par un câble, et transmet également les signaux reçus du dispositif de commande central 70 vers le robot
nettoyeur 10 par radiodiffusion, via l'antenne 62.
Le dispositif de commande central 70 utilise d'une façon générale un ordinateur, qui est montré à la fig. 4, à titre d'exemple. En faisant référence à la fig. 4, le dispositif de commande central 70 comprend une unité centrale (CPU) 71, une mémoire morte (ROM) 15 72, une mémoire vive (RAM) 73, un dispositif d'affichage 74, un dispositif d'entrée 76, un dispositif à mémoire 76 et un dispositif de
communication 77.
Le dispositif à mémoire 76 est équipé d'un 20 pilote de robot nettoyeur 76a permettant de commander le robot nettoyeur 10 et de traiter les signaux
transmis depuis le robot nettoyeur 10.
Lorsque le pilote de robot nettoyeur 76a est activé, il affiche, sur le dispositif d'affichage 74, 25 un menu permettant de paramétrer la commande du robot nettoyeur 10 et traite les signaux qu'un utilisateur sélectionne en fonction du menu, afin que le robot nettoyeur 10 réalise le menu sélectionné. De préférence, le menu est d'une façon générale divisé en 30 travail de nettoyage et en travail de surveillance de la maison. Comme sous-menu, le contrôleur peut fournir plusieurs menus que l'appareil employé est capable de prendre en charge, par exemple une liste de sélections de la zone de travail, un mode de travail, etc. Lorsque le pilote de robot nettoyeur 76a reçoit en entrée une heure de travail définie ou un signal de 5 commande de travail par l'utilisateur via le dispositif d'entrée 75, le pilote de robot nettoyeur 76a reçoit d'abord l'image pointant vers le haut, c'est à dire l'image du plafond photographiée par la caméra supérieure 30 du robot nettoyeur 10 qui est connectée à 10 appareil de charge externe 80 en veille, puis calcule les informations d'emplacement de l'appareil de charge externe 80 sur la base de l'image pointant vers le haut reçue, et mémorise les informations d'emplacement dans
le dispositif à mémoire 76.
Après cela, le pilote de robot nettoyeur 76a commande au robot nettoyeur 10 de réaliser le travail commandé par l'utilisateur ou la CPU. L'unité de commande 40 du robot nettoyeur 10 commande l'unité d'entraînement 20 et/ou l'unité d'aspiration 16 en 20 fonction des informations de commande reçues depuis le pilote de robot nettoyeur 76a via le dispositif de relais radio 63, et transmet l'image pointant vers le haut, photographiée par la caméra supérieure 30, en
externe vers le dispositif de commande central 70 via 25 le dispositif de relais hertzien 63.
Lorsque le pilote de robot nettoyeur 76a reçoit un signal de commande de charge tel qu'un signal de commande de charge de batterie, et un signal d'achèvement du travail par le robot nettoyeur 10 via 30 le dispositif de relais radio 63, le pilote de robot nettoyeur 76a commande le robot nettoyeur 10 via le procédé décrit précédemment. Le procédé comprend des étapes permettant de calculer une trajectoire de retour vers l'appareil de charge externe 80, sur la base des informations d'emplacement de l'appareil de charge externe 80 mémorisées dans le dispositif à mémoire 76 et de l'image pointant vers le haut, actuellement 5 photographiée par la caméra supérieure, puis à ramener le robot nettoyeur 10 vers l'appareil de charge externe
le long de la trajectoire de retour calculée.
La description de la méthode d'amarrage du
robot nettoyeur 10 à l'appareil de charge externe 80 10 sera décrite en faisant référence à la fig. 7, montrant
les étapes du procédé.
Dans la description suivante, l'état initial
est défini comme étant celui dans lequel le robot nettoyeur 10 est connecté à l'appareil de charge 15 externe 80, dans un état de veille.
D'abord, on détermine si une commande de
réalisation de travail est reçue (S100).
Lorsqu'il a été déterminé que la commande de travail est reçue, une image pointant vers le haut est 20 photographiée par la caméra supérieure, et les informations d'emplacement de l'appareil de charge externe 80 sont calculées puis mémorisées dans le
dispositif de stockage (S110).
Ensuite, le robot nettoyeur 10 réalise le 25 travail commandé, tel qu'un nettoyage ou une
surveillance de la maison (S120).
A ce moment, le robot nettoyeur est d'abord séparé de l'appareil de charge externe, et on lui commande d'entraîner l'unité d'aspiration 16 de façon à 30 réaliser le travail de nettoyage tout en se déplaçant le long d'une zone à nettoyer. De même, lorsqu'une commande de surveillance de maison est reçue, le robot nettoyeur se déplace vers une zone cible à détecter depuis l'appareil de charge externe, puis photographie la zone cible en utilisant une caméra, et transmet en
externe ou enregistre l'image photographiée.
Ensuite, on détermine si un signal de commande de charge est reçu (S130). Lorsqu'il est déterminé que le signal de commande de charge n'est pas reçu à l'étape S130, le programme assure une vérification périodique pour
savoir si le signal de commande de charge a été reçu.
Lorsqu'il a été déterminé que le signal de commande de charge a été reçu, le robot nettoyeur 10 photographie une image pointant vers le haut actuelle en utilisant la caméra supérieure 30, puis calcule les informations actuelles d'emplacement du robot nettoyeur 10. Le robot nettoyeur 10 calcule alors une trajectoire de retour vers l'appareil de charge externe 80 sur la base des informations actuelles d'emplacement et des informations d'emplacement de l'appareil de charge externe 80 mémorisées. En utilisant ces 20 informations, le robot nettoyeur 10 se déplace le long
de la trajectoire de retour calculée (S140).
Un signal de collision peut être reçu depuis le pare-choc 54 pendant le déplacement du robot
nettoyeur 10 (S1S0).
Lorsqu'il est déterminé que le signal de collision a été reçu, on détermine si un signal de
contact de la borne de charge 56 est reçu (S160).
Quand il est déterminé que le signal de contact de la borne de charge 56 n'est pas reçu à l'étape S160, 30 l'angle de déplacement du robot nettoyeur 10 est ajusté d'un angle prédéterminé (S170). Cela signifie que l'unité d'entraînement 20 du robot nettoyeur 10 est commandée pour faire pivoter le robot nettoyeur 10 d'un angle prédéterminé pour connecter le robot nettoyeur 10 à la borne de charge 56. L'ajustement de l'angle de déplacement peut être réalisé dans une direction, mais on préfère, si le signal de contact n'a pas été reçu 5 après un nombre prédéterminé d'angles d'ajustement de déplacement dans une direction, que l'angle de déplacement soit ajusté dans la direction inverse selon un nombre prédéterminé de fois. Par exemple, après que l'angle de déplacement du robot nettoyeur 10 est ajusté 10 dans la direction gauche pendant trois fois, chaque ajustement étant d'environ 15 , le robot nettoyeur revient à la position d'origine ou initiale, puis ajuste l'angle de déplacement vers la droite sur trois
fois, selon un angle de 150 à chaque fois.
Lorsque l'angle de déplacement du robot nettoyeur 10 est ajusté, la limite de fréquence d'ajustement de l'angle de déplacement augmente de un
(S180).
Si la limite de fréquence d'ajustement de 20 l'angle de déplacement du robot nettoyeur 10 est inférieure à une valeur définie, l'étape S160 est répétée pour déterminer si le signal de contact de la
borne de charge est reçu (S190).
A ce moment, on préfère que le niveau défini de 25 la limite de fréquence d'ajustement de l'angle de déplacement soit de 6 fois lorsque l'angle de
déplacement ajusté est de 150.
Quand il a été déterminé que le signal de contact de la borne de charge 56 est reçu à 30 l'étape S160, le robot nettoyeur 10 avance d'une distance prédéterminée dans la direction ajustée (S200) et il est déterminé que la connexion de la borne de charge du robot nettoyeur 10 à la borne d'alimentation de l'appareil de charge externe 80 a été réalisée
(S210).
Comme décrit précédemment, le système de robot nettoyeur possédant l'appareil de charge externe 80 en 5 accord avec la présente invention permet au robot nettoyeur 10 de revenir précisément vers l'appareil de charge externe 80. De même, comme la borne de charge 56 du robot nettoyeur 10 est connectée de façon précise à la borne d'alimentation de l'appareil de charge 10 externe, l'opération de charge est réalisée de façon efficace.
Bien que les descriptions précédentes se
limitent au robot nettoyeur, elles peuvent être adaptées à tout robot si le robot est capable de 15 comporter une batterie de charge à charger et s'il est capable de se déplacer en utilisant la puissance
électrique de la batterie de charge.
La forme de réalisation et les avantages précédents sont uniquement donnés à titre d'exemple et 20 ne visent pas à limiter la présente invention. Le
présent enseignement peut être facilement appliqué à d'autres types d'appareils. La description de la présente invention est donnée à des fins d'illustration, et ne limite pas l'étendue des 25 revendications.
Plusieurs alternatives, modifications et
variations deviendront apparentes pour les spécialistes de la technique. Dans les revendications, des clauses plus larges visent à couvrir les structures décrites 30 ici comme réalisant la fonction citée, et pas seulement
des équivalents structurels, mais aussi des structures équivalentes.
Au sens de la présente invention, le mot " caméra " couvre tout appareil apte à capturer une ou des images, notamment un appareil photographique.
Claims (9)
1. Système de robot nettoyeur comprenant un appareil de charge externe (80) et un robot nettoyeur (10), l'appareil de charge externe comprenant une borne d'alimentation (82) connectée à un câble par lequel est fourni du courant, 10 et un poste de connexion (84) pour supporter la borne d'alimentation et fixer l'appareil de charge externe au niveau d'un emplacement prédéterminé, 15 le robot nettoyeur comprenant une unité d'entraînement (20) permettant de déplacer un corps de nettoyeur (11), une caméra supérieure (30) disposée sur le corps de nettoyeur et permettant de 20 photographier un plafond, une batterie de charge (50) disposée dans le corps de nettoyeur, et étant chargée par un courant fourni par la borne d'alimentation, un pare-choc (54) disposé le long d'une circonférence externe du corps de nettoyeur et émettant un signal de collision lorsqu'une collision avec un obstacle a été détectée, et une borne de charge (56) disposée au niveau du pare-choc, à connecter à l'alimentation, et étant connectée à la batterie de charge dans lequel avant le démarrage d'une opération, le robot nettoyeur photographie une image pointant vers le haut en utilisant la caméra supérieure (30), calcule les informations d'emplacement de l'appareil de charge 5 externe (80), et enregistre les informations d'emplacement dans l'état connecté à l'appareil de charge externe, et, lorsqu'il retourne vers l'appareil de charge externe, le robot nettoyeur calcule une trajectoire de retour, basée sur les informations 10 actuelles d'emplacement calculées à partir d'une image photographiée par la caméra supérieure et des informations d'emplacement de l'appareil de charge externe enregistrées, et revient vers l'appareil de
charge externe le long de la trajectoire de retour.
2. Système de robot nettoyeur selon la revendication 1, dans lequel le robot nettoyeur (10) comprend un moyen permettant de déterminer si la borne de charge (56) est connectée à la borne d'alimentation (82) uniquement lors de la détection d'un signal 20 indiquant un contact de la borne de charge avec la
borne d'alimentation.
3. Système de robot nettoyeur selon la revendication 2, dans lequel le robot nettoyeur comprend en outre: un élément de détection de la charge de batterie, pour détecter la quantité de puissance disponible dans la batterie de charge (50); et une unité de commande (40) permettant de contrôler l'unité d'entraînement (20) pour interrompre 30 le fonctionnement et faire revenir le robot nettoyeur (10) vers l'appareil de charge externe (80) lorsqu'un signal de demande de charge est reçu depuis l'élément
de détection de la charge de batterie.
4. Système de robot nettoyeur selon la revendication 3, dans lequel l'unité de commande (40) commande l'unité d'entraînement (20) pour faire revenir le robot nettoyeur (10) vers l'appareil de charge externe (80) lorsque le travail commandé est réalisé.
5. Système de robot nettoyeur selon la
revendication 1, dans lequel le poste de connexion (84) est formé de façon à entourer une portion de la circonférence externe du pare-choc (54) du robot 10 nettoyeur (10).
6. Méthode d'amarrage d'un robot nettoyeur à un appareil de charge externe, comprenant les étapes suivantes: recevoir un signal de commande de travail lorsqu'un signal de commande de travail est reçu et que le robot nettoyeur (10) est connecté à l'appareil de charge externe (80), calculer les informations d'emplacement de l'appareil de charge externe sur la base d'une image pointant vers le haut 20 photographiée par une caméra supérieure (30), et enregistrer les informations d'emplacement; réaliser le travail commandé par le signal de commande de travail alors que le robot nettoyeur se déplace depuis une zone vers l'autre; quand un signal de commande de charge est reçu, calculer une trajectoire de retour vers l'appareil de charge externe sur la base des informations actuelles d'emplacement calculées à partir de l'image pointant vers le haut photographiée par la caméra supérieure et 30 des informations d'emplacement de l'appareil de charge externe enregistrées, puis revenir le long de la trajectoire de retour; après réception d'un signal de collision depuis un pare-choc, déterminer si un signal de contact est reçu ou non, le signal de contact indiquant le contact d'une borne de charge (56) du robot nettoyeur avec une 5 borne d'alimentation (82) de l'appareil de charge externe; quand il est déterminé que le signal de contact n'est pas reçu après que le signal de collision a été reçu depuis le pare-choc, ajuster l'angle de 10 déplacement du robot nettoyeur d'un angle prédéterminé pour déterminer si la réception du signal de contact a été réalisée; et quand il est déterminé que le signal de contact n'est pas reçu après un nombre prédéterminé 15 d'ajustements de l'angle de déplacement, retirer le robot nettoyeur sur une distance prédéterminée, puis réaliser les étapes de calcul de la trajectoire de
retour, et revenir.
7. Méthode selon la revendication 6, dans 20 laquelle le signal de commande de charge est émis lorsqu'une quantité prédéterminée de courant chargé a été consommée lors de la réalisation du travail, ou
lorsque le travail est terminé.
8. Méthode selon la revendication 6, dans 25 laquelle l'angle prédéterminé pour ajuster l'angle de
déplacement du robot nettoyeur est de 150.
9. Méthode selon la revendication 8, dans laquelle le nombre d'ajustements de l'angle de déplacement du robot nettoyeur est de six. 30
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