JP2017205856A - 無線信号強度による位置決めガイドシステム及びその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、正確に充電ドックの位置が位置決めできる無線信号強度による位置決めガイドシステム及びその方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の無線信号強度による位置決めガイドシステムは、第一予め設定した時間の毎に、ロボットの電力量が予め設定した電力量より小さいかどうか判断する判断モジュールと、電力量が予め設定した電力量より小さい場合、制御命令をロボットと通信する充電ドックに送信して、充電ドックの無線信号送信装置が無線信号を送信するように制御する制御モジュールと、ロボットの１つ或いは複数の信号検出装置が検出したロボットの各異なる位置から受信した無線信号強度の大きさによって、充電ドックの位置を確定する確定モジュールと、を備え、制御モジュールは、さらに制御命令を送信してロボットの移動機構を制御し、移動機構がロボットを駆動して、ロボットが確定された充電ドックの位置に向けて移動する。【選択図】図３

Description

本発明は、ロボットに関し、特に無線信号強度による位置決めガイドシステムに関するものである。

電子スマート技術の発展に伴って、ロボット技術の発展も向上されている。この技術中、特に、ロボットの位置の位置決めおいて、自動位置決め情報によって、ロボットが充電ドックに帰還して自動的に充電する技術は重要な技術である。従来のロボットの位置決め技術は、赤外線による位置決め技術を利用している。しかし、赤外線の発射、或いはスキャニング範囲が限定されているため、ものに遮られて影響を与える。例えば、ロボットが充電ドックの位置から遠く離れている場合、ロボットは充電ドックが射出した赤外線をスキャニングできず、正確に充電ドックの位置を位置決めできなくて、ロボットが自動的に充電ドックに帰還して自動的に充電することもできない。

以上の問題点に鑑みて、本発明は、正確に充電ドックの位置が位置決めできる無線信号強度による位置決めガイドシステム及びその方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明のロボットに応用される無線信号強度による位置決めガイドシステムは、第一予め設定した時間の毎に、ロボットの電力量が予め設定した電力量より小さいかどうか判断する判断モジュールと、ロボットの電力量が予め設定した電力量より小さい場合、制御命令をロボットと通信するように接続している充電ドックに送信して、充電ドックの無線信号送信装置が無線信号を送信するように制御する制御モジュールと、ロボットの１つ或いは複数の信号検出装置が検出したロボットの各異なる位置から受信した無線信号強度の大きさによって、充電ドックの位置を確定する確定モジュールと、を備え、制御モジュールは、さらに制御命令を送信してロボットの移動機構を制御し、移動機構がロボットを駆動して、ロボットが確定された充電ドックの位置に向けて移動する。

上記の課題を解決するために、本発明のロボットに応用される無線信号強度による位置決めガイド方法は、第一予め設定した時間の毎に、ロボットの電力量が予め設定した電力量より小さいかどうか判断するステップと、ロボットの電力量が予め設定した電力量より小さい場合、制御命令をロボットと通信するように接続している充電ドックに送信して、充電ドックの無線信号送信装置が無線信号を送信するように制御するステップと、ロボットの１つ或いは複数の信号検出装置が検出したロボットの各異なる位置から受信した無線信号強度の大きさによって、充電ドックの位置を確定するステップと、及び制御命令を送信してロボットの移動機構を制御し、移動機構がロボットを駆動して、ロボットが確定された充電ドックの位置に向けて移動するステップと、を備える。

本発明の無線信号強度による位置決めガイドシステム及びその方法は、ロボットの電力量が足りない、且つ充電ドックが発射した赤外線を受信できない場合、無線信号を送信し、各異なる位置から受信した無線信号によって、充電ドックの位置を確認し、最後にロボットが確定された充電ドックの位置へ移動する。ロボットと充電ドックとの距離が遠くて、ロボットは充電ドックが発射した赤外線信号を検出できなくなる場合、無線信号によってロボットをガイドして自動的に充電ドックの位置に帰還させ、充電を行うことができる。

本発明に係る無線信号強度による位置決めガイドシステムの応用環境図である。 本発明に係る無線信号強度による位置決めガイドシステムの機能モジュール図である。 本発明に係る無線信号強度による位置決めガイドシステムのフローチャート図である。

以下、図面に基づいて、本発明に係る無線信号強度による位置決めガイドシステムについて詳細に説明する。図１及び図２に示したように、本発明の無線信号強度による位置決めガイドシステム１０は、ロボット１００にインストールされ、且つ実行している。ロボット１００の電力量が予め設定した電力量より小さい場合、ロボット１００を制御する充電ドック２００が無線信号を送信し、ロボット１００の無線信号強度による位置決めガイドシステム１０は、該無線信号を受信し、且つロボット１００の各異なる位置から受信した無線信号の強度によって、充電ドック２００の位置を確定し、且つロボット１００を制御して充電ドック２００の位置に移動させる。

ロボット１００は、メモリ２０、処理器３０、第一通信装置４０、信号検出装置５０、移動機構６０及び赤外線検出装置７０を備えるが、これらに限定されるものではない。充電ドック２００は、ロボット１００を充電することに用いられる。充電ドック２００は、第二通信装置２０１、無線信号送信装置２０２及び赤外線発射器２０３を備えるが、これらに限定されるものではない。

メモリ２０は、ロボット１００の自身に設置されているメモリであるが、ロボット１００と独立に設置してロボット１００とデータ交換ができるメモリユニットでもよい。例えば、ＳＤメモリーカード、スマートメディアカード、フラッシュカードなどである。メモリ２０は、ロボット１００中にインストールしたプログラムコード及び各種類のデータを保存することに用いられる。処理器３０は、メモリ２０、第一通信装置４０、信号検出装置５０、移動機構６０及び赤外線検出装置７０と通信するように接続して、メモリ２０内に保存しているプログラムコードを実行し、且つ各種類のデータを演算して、対応する機能を発揮することに用いられる。処理器３０は、ロボット１００内に設置することができ、ロボット１００と独立に外部に設置し、且つ該ロボット１００と通信するように接続した処理ユニットとすることもできる。第一通信装置４０及び第二通信装置２０１は、ロボット１００と充電ドック２００とが通信するように接続するために利用される。本実施形態において、第一通信装置４０及び第二通信装置２０１は、それぞれ無線通信装置である。無線信号送信装置２０２は、無線信号を送信することに用いられ、信号検出装置５０は、該無線信号を検出して受信し、且つ該無線信号の強度を確定する。移動機構６０は、処理器３０の制御下で、ロボット１００を駆動して移動させる。赤外線発射器２０３は、赤外線信号を発射することに用いられる。赤外線検出装置７０は、ロボット１００の周辺に赤外線が存在しているかどうかを検出することに用いられる。本実施形態において、メモリ２０には、無線信号強度による位置決めガイドシステム１０が保存されている。無線信号強度による位置決めガイドシステム１０は、処理器３０によって実行されて、ロボット１００の一部の機能を実現させることに用いられる。他の実施形態において、無線信号送信装置２０２は、第二通信装置２０１である。

本実施形態において、無線信号強度による位置決めガイドシステム１０は、１つ或いは複数のモジュールに分割し、１つ或いは複数のモジュールがメモリ２０内に保存されおり、且つ１つ或いは複数の処理器（本実施形態において、処理器３０である）に配置されて実行する。例えば、図２に示したように、無線信号強度による位置決めガイドシステム１０は、判断モジュール１１、制御モジュール１２及び確定モジュール１３に分割される。本発明において、モジュールとは、特定の機能を持つプログラムセグメントであり、プログラムに比べ、ロボット１００中の実行過程を描写するのに最適である。

判断モジュール１１は、第一予め設定した時間の毎に、ロボット１００の電力量が予め設定した電力量より小さいかどうか判断する。ロボット１００の電力量が予め設定した電力量より小さい場合、制御モジュール１２が制御命令を充電ドック２００に送信し、充電ドック２００が赤外線発射器２０３を制御して赤外線信号を発射させる。判断モジュール１１は、ロボット１００の赤外線検出装置７０の検出結果によって、ロボット１００の周辺に赤外線信号が存在するかどうかを判断する。もしロボット１００の周辺に赤外線信号が存在する場合、制御モジュール１２は、移動機構６０を制御し、且つ赤外線信号によって、ロボット１００を移動させ、且つ帰還させる。赤外線検出装置７０は、光電検出器であり、赤外線を検出することに用いられるが、ウェブカメラでもよく、写真を撮ることに用いられて、判断モジュール１１は、撮られた写真によって、ロボット１００の周辺に赤外線が存在するかどうかを判断する。光電検出器やウェブカメラが赤外線信号を検出し、該赤外線信号によってロボット１００を制御して、ロボットが帰還することは従来技術なので、説明を省略する。

もしロボット１００の周辺に赤外線信号が存在しない場合、ロボット１００と充電ドック２００との距離が遠くて、ロボット１００は充電ドック２００が発射した赤外線信号を検出できないため、制御モジュール１２は、制御命令を無線信号送信装置２０２によって、無線信号を送信する。他の実施形態において、ロボット１００の電力量が予め設定した電力量より小さい場合、制御モジュール１２が直接に制御命令を送信して無線信号送信装置２０２を制御し、無線信号送信装置２０２は、無線信号を送信する。

確定モジュール１３は、ロボット１００の１つ或いは複数の信号検出装置５０が検出したロボット１００の各異なる位置から受信した無線信号強度の大きさによって、充電ドック２００の位置を確定する。詳しくは、確定モジュール１３は、受信した無線信号中、最大の無線信号強度の位置を充電ドック２００の位置として確定する。

本実施形態において、信号検出装置５０の数量は、１つであり、該１つの信号検出装置５０が、ロボット１００の各異なる位置からの無線信号強度を検出する方法は、以下のようである。詳しくは、信号検出装置５０が現在の無線信号強度を検出した場合、制御モジュール１２が制御命令を送信して信号検出装置５０を制御し、且つ信号検出装置５０を予め設定した方向に向けて予め設定した角度を回転させる。続いて、信号検出装置５０を制御して回転した後の方向の無線信号強度を検出する。本実施形態において、制御モジュール１２は、ロボット１００を制御してロボット１００が現位置から予め設定した角度に回転して、信号検出装置５０の回転を実現する。他の実施形態において、ロボット１００には、回転装置（図示せず）が設置されており、信号検出装置５０が回転装置に設置されたため、制御モジュール１２が制御命令を回転装置に送信して回転装置の回転を制御し、且つ信号検出装置５０の回転を実現する。予め設定した方向は、時計回りの方向でよいし、反時計回りの方向でもよい。予め設定した角度は、１５度、３０度、４５度、６０度、９０度などである。

他の実施形態において、信号検出装置５０の数量は、複数であり、複数の信号検出装置５０は、それぞれロボット１００の異なる位置に設置されており、確定モジュール１３が直接に複数の信号検出装置５０が検出した無線信号強度及び各信号検出装置５０の位置を取得した後、受信した無線信号強度中、最大の無線信号強度を持つ１つの信号検出装置５０の位置を充電ドック２００の位置として確定する。

他の実施形態に置おいて、信号検出装置５０が複数の異なる位置から無線信号強度を検出する方法は、上述の二種類の方法を結合したものであり、つまり、ロボット１００には、複数の信号検出装置５０が設置され、制御モジュール１２は、制御命令を送信して複数の信号検出装置５０の回転を制御して、複数の異なる位置から無線信号強度を検出することができる。

制御モジュール１２は、制御命令を送信してロボット１００の移動機構６０を制御し、移動機構６０がロボット１００を駆動して、ロボット１００が確定された充電ドック２００の位置に向けて移動する。

本実施形態において、確定モジュール１３は、直接に無線信号強度によって、充電ドック２００の位置を確定し、且つロボット１００を制御して移動させる。好ましくは、確定モジュール１３は、ロボット１００が毎回予め設定した距離を移動した後、改めて充電ドック２００の位置を確認して、ロボット１００が正確に帰還することを実現する。

他の実施形態において、判断モジュール１１は、第二予め設定した時間の毎に、ロボット１００の周辺に赤外線が存在するかどうか判断する。もし、赤外線信号が存在しない場合、制御モジュール１２が引き続き受信した無線信号強度によって、ロボット１００の帰還を制御する。もし、赤外線信号が存在する場合、制御モジュール１２は、受信した赤外線信号によって、ロボット１００の移動を制御してロボット１００を帰還させる。つまり、受信した無線信号強度は、ロボット１００の帰還を補助ガイドする。即ち、赤外線信号を検出した場合、まず、赤外線信号によってロボット１００の移動を制御し、赤外線信号が検出できなかった場合、受信した無線信号強度によって、ロボット１００の帰還を制御する。

図３に示したように、無線信号強度による位置決めガイド方法は、以下のステップＳ３０１〜Ｓ３０７を備える。要求に応じて、図３に示したフローチャート図中、ステップの順番を変更してもよいし、あるステップを省略してもよい。

ステップＳ３０１において、判断モジュール１１は第一予め設定した時間の毎に、ロボット１００の電力量が予め設定した電力量より小さいかどうか判断する。もしロボット１００の電力量が予め設定した電力量より小さい場合、ステップＳ３０２を実行し、もしロボット１００の電力量が予め設定した電力量より小さくない場合、ステップＳ３０１に戻り、ロボット１００の電力量が予め設定した電力量より小さくなるまで、上述のステップを繰り返し、ロボット１００の電力量が予め設定した電力量より小さくなるとステップＳ３０２を実行する。本実施形態において、ステップＳ３０２〜Ｓ３０４を省略してもよし、即ち、ステップＳ３０１を実行した後、ステップＳ３０５を実行してもよい。

ステップＳ３０２において、制御モジュール１２は、制御命令を充電ドック２００に送信し、且つ充電ドック２００の赤外線発射器２０３を制御して、赤外線発射器２０３が赤外線信号を発射する。

ステップＳ３０３において、判断モジュール１１は、ロボット１００の赤外線検出装置７０の検出結果によって、ロボット７０の周辺に赤外線信号が存在するかどうかを判断する。もしロボット１００の周辺に赤外線信号が存在する場合、ステップＳ３０４を実行し、もしロボット１００の周辺に赤外線信号が存在しない場合、ステップＳ３０５を実行する。

ステップＳ３０４において、制御モジュール１２は、移動機構６０を制御し、且つ赤外線信号によって、ロボット１００を移動させ、且つ帰還させる。

ステップＳ３０５において、制御モジュール１２が制御命令を送信して無線信号送信装置２０２を制御し、無線信号送信装置２０２は、無線信号を送信する。

ステップＳ３０６において、確定モジュール１３は、ロボット１０の１つ或いは複数の信号検出装置５０が検出したロボット１００の各異なる位置から受信した無線信号強度の大きさによって、充電ドック２００の位置を確定する。

ステップＳ３０７において、制御モジュール１２は、制御命令を送信してロボット１００の移動機構６０を制御し、移動機構６０がロボット１００を駆動して、ロボット１００が確定された充電ドック２００の位置に向けて移動する。

ステップＳ３０８において、判断モジュール１１は、第二予め設定した時間の毎に、ロボット１００の周辺に赤外線が存在するかどうか判断する。もし、赤外線信号が存在する場合、ステップＳ３０９を実行し、もし、赤外線信号が存在しない場合、ステップＳ３１０を実行する。

ステップＳ３０９において、制御モジュール１２は、受信した赤外線信号によって、ロボット１００の移動を制御してロボット１００を帰還させる。

ステップＳ３１０において、確定モジュール１３は、ロボット１００が毎回予め設定した距離を移動した後、改めて充電ドック２００の位置を確認した後、ステップＳ３０７に戻る。他の実施形態において、ステップＳ３０８及びステップＳ３０９を省略し、即ち、ステップＳ３０７を実行した後、直接ステップＳ３１０を実行する。

本発明の無線信号強度による位置決めガイドシステム及びその方法は、ロボット１００の電力量が足りない、且つ充電ドック２００が発射した赤外線を受信できない場合、無線信号を送信し、各異なる位置から受信した無線信号強度によって、充電ドック２００の位置を確認し、最後にロボット１００が確定された充電ドック２００の位置へ移動する。ロボット１００と充電ドック２００との距離が遠くて、ロボット１００は充電ドック２００が発射した赤外線信号を検出できなくなる場合、無線信号強度によってロボット１００をガイドして自動的に充電ドック２００の位置に帰還させ、充電を行うことができる。

１００ ロボット
１０ 無線信号強度による位置決めガイドシステム
１１ 判断モジュール
１２ 制御モジュール
１３ 確定モジュール
２０ メモリ
３０ 処理器
４０ 第一通信装置
５０ 信号検出装置
６０ 移動機構
７０ 赤外線検出装置
２００ 充電ドック
２０１ 第二通信装置
２０２ 無線信号送信装置
２０３ 赤外線発射器
３ 無線信号強度による位置決めガイド方法
Ｓ３０１〜Ｓ３１０ ステップ

Claims (10)

1. ロボットに応用される無線信号強度による位置決めガイドシステムにおいて、
   前記ロボットに応用される無線信号強度による位置決めガイドシステムは、
   第一予め設定した時間の毎に、前記ロボットの電力量が予め設定した電力量より小さいかどうか判断する判断モジュールと、
   前記ロボットの電力量が予め設定した電力量より小さい場合、制御命令を前記ロボットと通信するように接続している充電ドックに送信して、前記充電ドックの無線信号送信装置が無線信号を送信するように制御する制御モジュールと、
   前記ロボットの１つ或いは複数の信号検出装置が検出した前記ロボットの各異なる位置から受信した無線信号強度の大きさによって、前記充電ドックの位置を確定する確定モジュールと、を備え、
   前記制御モジュールは、さらに制御命令を送信して前記ロボットの移動機構を制御し、前記移動機構が前記ロボットを駆動して、前記ロボットが確定された前記充電ドックの位置に向けて移動することを特徴とする無線信号強度による位置決めガイドシステム。
2. 前記ロボットには、１つの信号検出装置が設置されており、前記信号検出装置が前記ロボットの各異なる位置から受信した無線信号強度を検出する方式において、
   前記信号検出装置が現在の無線信号強度を検出した場合、前記制御モジュールが制御命令を送信して前記信号検出装置を制御し、且つ前記信号検出装置を予め設定した方向に向けて予め設定した角度を回転させることを特徴とする請求項１に記載の無線信号強度による位置決めガイドシステム。
3. 前記ロボットには、複数の信号検出装置が設置されており、前記複数の信号検出装置は、前記ロボットの異なる位置に設置されており、前記確定モジュールは、直接に複数の信号検出装置が検出した無線信号強度及び該信号検出装置の位置を獲得することを特徴とする請求項１に記載の無線信号強度による位置決めガイドシステム。
4. 前記ロボットの電力量が予め設定した電力量より小さい場合、前記制御モジュールが制御命令を前記充電ドックに送信して、前記充電ドックが赤外線発射器を制御して赤外線信号を発射させ、
   前記判断モジュールは、前記ロボットの赤外線検出装置の検出結果によって、前記ロボットの周辺に赤外線信号が存在するかどうかを判断し、
   前記ロボットの周辺に赤外線信号が存在する場合、前記制御モジュールは、前記移動機構を制御し、且つ赤外線信号によって、前記ロボットを移動させ、且つ帰還させ、
   前記ロボットの周辺に赤外線信号が存在しない場合、前記制御モジュールは、制御指令を前記無線信号送信装置によって、無線信号を送信することを特徴とする請求項１に記載の無線信号強度による位置決めガイドシステム。
5. 前記判断モジュールは、第二予め設定した時間の毎に、前記ロボットの周辺に赤外線が存在するかどうか判断し、
   前記ロボットの周辺に赤外線信号が存在する場合、前記制御モジュールは、受信した赤外線信号によって、前記ロボットの移動を制御して前記ロボットを帰還させ、
   前記ロボットの周辺に赤外線信号が存在しない場合、前記確定モジュールは、前記ロボットが毎回予め設定した距離を移動した後、改めて前記充電ドックの位置を確認して、前記ロボットが正確に帰還することを特徴とする請求項４に記載の無線信号強度による位置決めガイドシステム。
6. ロボットに応用される無線信号強度による位置決めガイド方法において、
   前記ロボットに応用される無線信号強度による位置決めガイド方法は、
   第一予め設定した時間の毎に、前記ロボットの電力量が予め設定した電力量より小さいかどうか判断するステップと、
   前記ロボットの電力量が予め設定した電力量より小さい場合、制御命令を前記ロボットと通信するように接続している充電ドックに送信して、前記充電ドックの無線信号送信装置が無線信号を送信するように制御するステップと、
   前記ロボットの１つ或いは複数の信号検出装置が検出した前記ロボットの各異なる位置から受信した無線信号強度の大きさによって、前記充電ドックの位置を確定するステップと、及び
   制御命令を送信して前記ロボットの移動機構を制御し、前記移動機構が前記ロボットを駆動して、前記ロボットが確定された前記充電ドックの位置に向けて移動するステップと、
   を備えることを特徴とする無線信号強度による位置決めガイド方法。
7. 前記ロボットには、１つの信号検出装置が設置されており、前記信号検出装置が前記ロボットの各異なる位置から受信した無線信号強度を検出する方式において、
   前記信号検出装置が現在の無線信号強度を検出した場合、制御モジュールが制御命令を送信して前記信号検出装置を制御し、且つ前記信号検出装置を予め設定した方向に向けて予め設定した角度を回転させて、前記信号検出装置を制御して回転した後の位置からの無線信号強度を検出することを特徴とする請求項６に記載の無線信号強度による位置決めガイド方法。
8. 前記ロボットには、複数の信号検出装置が設置されており、前記複数の信号検出装置は、前記ロボットの異なる位置に設置されており、確定モジュールは、直接に複数の信号検出装置が検出した無線信号及び該信号検出装置の位置を獲得することを特徴とする請求項６に記載の無線信号強度による位置決めガイド方法。
9. 前記無線信号強度による位置決めガイド方法は、
   前記ロボットの電力量が予め設定した電力量より小さい場合、制御命令を前記充電ドックに送信して、前記充電ドックが赤外線発射器を制御して赤外線信号を発射させるステップと、
   前記ロボットの赤外線検出装置の検出結果によって、前記ロボットの周辺に赤外線信号が存在するかどうかを判断するステップと、
   前記ロボットの周辺に赤外線信号が存在する場合、前記移動機構を制御し、且つ赤外線信号によって、前記ロボットを移動させ、且つ帰還させるステップと、
   前記ロボットの周辺に赤外線信号が存在しない場合、制御指令を前記無線信号送信装置によって、無線信号を送信するステップと、
   を備えることを特徴とする請求項６に記載の無線信号強度による位置決めガイド方法。
10. 前記無線信号強度による位置決めガイド方法は、
    第二予め設定した時間の毎に、前記ロボットの周辺に赤外線が存在するかどうか判断するステップと、
    前記ロボットの周辺に赤外線信号が存在する場合、受信した赤外線信号によって、前記ロボットの移動を制御して前記ロボットを帰還させるステップと、
    前記ロボットの周辺に赤外線信号が存在しない場合、前記ロボットが毎回予め設定した距離を移動した後、改めて前記充電ドックの位置を確認して、前記ロボットが正確に帰還するステップと、
    を備えることを特徴とする請求項９に記載の無線信号強度による位置決めガイド方法。