JP6631823B1 - ロボット及びその自動ドッキング充電方法、システム、電子機器、並びに記憶媒体 - Google Patents

ロボット及びその自動ドッキング充電方法、システム、電子機器、並びに記憶媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】自発的な光源の案内を必要とすることなく、ロボット自動ドッキング充電を実現することができ、ロボットのコストを削減できると共に、装置の柔軟性を向上させることができるロボット及びその自動ドッキング充電方法、システム、電子機器、並びに記憶媒体を提供する。【解決手段】方法は、ロボットを初期位置からドッキング位置に移動させるステップであって、ドッキング位置は充電ポールの充電ポートに対向する、ステップと、ロボットが充電位置において充電ポールにドッキングするように、ロボットを第１経路に沿ってドッキング位置から充電位置に走行させるステップであって、第１経路は直線又は略直線の経路であり、ロボットは、第１経路に沿って走行している間に、ドッキング姿勢を維持し、且つロボットによりリアルタイムで収集された画像から充電ポールが常に認識されている、ステップと、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、ロボットの分野に関し、特にロボット及びその自動ドッキング充電方法、システム、電子機器、並びに記憶媒体に関する。
現在、例えば掃除ロボット等の移動可能なロボットは、既に多くの家庭により受け入れられ、実際に使用されている。電池残量が不足し、掃除を続ける場合は、掃除ロボットは自動的に充電ポールに戻って充電を行う。従来の掃除ロボットの自動ドッキング充電方法は次の通りである。（１）充電台が赤外線信号を発し、ロボットが移動中に赤外線信号の領域に入った後に、ロボットの先端の赤外線受信ポートで赤外線信号を受信し、充電台における金属電極シートと接触するまで移動方向を調整する。（２）ナビゲーション技術を使用して、充電台により天井に２つのビーコンスポットを投射し、ロボットの上端に４象限の赤外線受信窓を設置し、スポットのセンサへの投射領域を電気信号に変換することで、ロボットの現在の所在座標及び姿勢を算出する。
本開示は、自発的な光源の案内を必要とすることなく、ロボットの自動ドッキング充電を実現することができ、ロボットのコストを削減できるロボット及びその自動ドッキング充電方法、システム、電子機器、並びに記憶媒体を提供する。
本開示の１つの態様では、ロボットを初期位置からドッキング位置に移動させるステップであって、前記ドッキング位置は充電ポールの充電ポートに対向し、前記ドッキング位置は、前記ロボットによりリアルタイムで収集された画像により認識された前記充電ポールの位置に基づいて決定される、ステップと、前記ロボットが充電位置において充電ポールにドッキングするように、前記ロボットを第１経路に沿って前記ドッキング位置から充電位置に走行させるステップであって、前記第１経路は直線又は略直線の経路であり、前記ロボットは、第１経路に沿って走行している間に、ドッキング姿勢を維持し、且つ前記ロボットによりリアルタイムで収集された画像から前記充電ポールが常に認識されている、ステップと、を含む、コンピュータにより実現される方法を提供する。
本開示のもう１つの態様では、少なくともロボットの周囲の画像をリアルタイムで収集するセンサと、前記ロボットを移動させるように駆動するモータと、処理装置と、を含み、前記処理装置は、前記ロボットを初期位置からドッキング位置に移動させ、前記ロボットが充電位置において充電ポールにドッキングするように前記ロボットを第１経路に沿って前記ドッキング位置から充電位置に走行させるように構成され、前記ドッキング位置は充電ポールの充電ポートに対向し、前記ドッキング位置は、前記ロボットによりリアルタイムで収集された画像により認識された前記充電ポールの位置に基づいて決定され、前記第１経路は直線又は略直線の経路であり、前記ロボットは、第１経路に沿って走行している間に、ドッキング姿勢を維持し、且つ前記ロボットによりリアルタイムで収集された画像から前記充電ポールが常に認識されている、ロボットをさらに提供する。
本開示のもう１つの態様では、上記のロボットと、前記ロボットを充電するように前記ロボットをドッキングさせるための充電ポールと、を含む、ロボットの自動ドッキング充電システムをさらに提供する。
本開示のもう１つの態様では、処理装置と、コンピュータプログラムが記憶されている記憶媒体と、を含み、前記コンピュータプログラムは、前記処理装置により実行される際に、上記のステップを実行する、電子機器をさらに提供する。
本開示のもう１つの態様では、コンピュータプログラムが記憶されている記憶媒体であって、前記コンピュータプログラムは、処理装置により実行される際に、上記のステップを実行する、記憶媒体をさらに提供する。
図面を参照しながら例示的な実施形態を詳細に説明することにより、本開示の上記及び他の特徴及び利点は明らかになる。
本開示の実施例に係るロボットの自動ドッキング充電方法のフローチャートである。 本開示の実施例に係るロボットの自動ドッキング充電システムのロボット自動ドッキング充電を示す図である。 本開示の例示的な実施例に係るロボット自動ドッキング充電を示す図である。 本開示の例示的な実施例に係るロボット自動ドッキング充電を示す図である。 本開示の例示的な実施例に係るロボット自動ドッキング充電を示す図である。 本開示の例示的な実施例に係るロボット自動ドッキング充電を示す図である。 本開示の例示的な実施例に係るロボット自動ドッキング充電を示す図である。 本開示の実施例に係るロボットのブロック図である。 本開示の例示的な実施例に係るコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を示す模式図である。 本開示の例示的な実施例に係る電子機器を示す模式図である。
以下は図面を参照しながら例示的な実施形態をより詳細に説明する。なお、例示的な実施形態は様々な形態で実施されてもよく、ここで説明される例に限定されると解釈されてはならない。むしろ、本開示をより完全にするようにこれらの実施形態を提供し、当業者に例示的な実施形態の思想を伝える。ここの説明される特徴、構成又は特性は、任意の適切な方式で１つ又は複数の実施形態に組み合わせられてもよい。
また、図面は、単なる本開示の例示的な図示であり、必ずしも一定の縮尺で描かれているものではない。図面における同一の符号は同一又は類似の部分を示すため、その重複の説明を省略する。図面に示されるブロック図は機能的なエンティティであり、必ずしも物理的又は論理的に独立したエンティティに対応するものではない。これらの機能的なエンティティは、ソフトウェアにより実現されてもよいし、１つ又は複数のハードウェアモジュール又は集積回路により実現されてもよいし、異なるネットワーク、及び／又はプロセッサ装置、及び／又はマイクロ制御装置により実現されてもよい。
上述した２つの自動ドッキング充電方法では、ロボット又は充電台に追加的なデバイスを追加的に設置し、或いは充電台及びロボットに赤外線発射機及び赤外線信号を受信するための感知装置をそれぞれ追加的に設置し、或いは充電台にビーコンスポットを投影するための装置を追加的に設置する必要があり、装置のコストが高い。また、赤外線技術を採用した自動ドッキング充電方法では、充電台の発射装置を常にオンにする必要があり、赤外線発射機自体のエネルギー消費量が大きいため、ロボットの使用コストが高くなる。赤外線技術を採用した自動ドッキング充電方法及び自発的光案内を採用した自動ドッキング充電方法などの自発的光源案内の構成では、通常長い波長のビームを用いているが、長い波長のビームの障害物への透過性が悪い。充電ポールと掃除ロボットとの間に障害物が存在する場合、自発的光源が障害物を透過することができないため、ロボットにおけるビーム感知装置がビームを受信することができなく、ロボットの自動ドッキングが妨げられ、環境への適応性が悪く、装置が損傷しやすく、使用期間が短い。さらに、ロボットのドッキング充電に自発的光案内を採用する場合、一致規格の光発射装置と光感知受信装置を必要とし、何れか一方が損傷すると、一致規格の発射装置又は感知受信装置に交換する必要があり、制限が大きく、柔軟性が悪い。
従来技術の欠点を解決するために、本開示は、自発的な光源の案内を必要とすることなく、ロボットの自動ドッキング充電を実現することができ、ロボットのコストを削減できると共に、装置の柔軟性を向上させることができるロボット及びその自動ドッキング充電方法、システム、電子機器、並びに記憶媒体を提供する。
まず、図１を参照しながら本開示を説明し、図１は本開示の実施例に係るロボットの自動ドッキング充電方法のフローチャートである。
図１に示すように、該方法は２つのステップを含む。
ステップＳ１１０：該ロボットを初期位置からドッキング位置に移動させ、該ドッキング位置は充電ポールの充電ポートに対向する。
ステップＳ１２０：該ロボットが充電位置において充電ポールにドッキングするように、該ロボットを第１経路に沿って該ドッキング位置から充電位置に走行させ、該第１経路は直線又は略直線の経路であり、該ロボットは、第１経路に沿って走行している間に、ドッキング姿勢を維持し、且つ該ロボットによりリアルタイムで収集された画像から該充電ポールが常に認識されている。
従来技術に比べて、本開示により提供されるロボットの自動ドッキング充電方法は以下の利点を有する。
（１）ロボットによりリアルタイムで収集された画像により、ロボットが自動的に充電ポールに戻って充電を行うことを実現し、自発的な光源発射機及び自発的な光源受信機などの案内装置を省略し、製造コストを削減し、発射装置のエネルギー消費量が大きく、ロボットの使用コストが高いという問題を解決した。
（２）ロボットによりリアルタイムで収集された画像により、ロボットが自動的に充電ポールに戻って充電を行うことを実現し、充電ポール及びロボットに対する装置の要求が高くなく、汎用の充電ポールによりロボットの自動ドッキング充電を実現することができ、装置の柔軟性が高い。
（３）ドッキング経路に対する段階化の経路計画により、経路段階に応じて異なるロボットの走行方式又は経路計画／調整方式を使用することができ、ロボットのドッキングの問題を効率的に解決することができる。
以下は、図２を参照しながら本開示により提供されるロボットの自動ドッキング充電方法を説明する。図２は、本開示の実施例に係るロボットの自動ドッキング充電システムのロボット自動充電を示す図である。
図２に示すように、ロボット２０２は、初期位置２１３において電池残量が不足していると認識し、充電ポール２０１にドッキングして充電を行うように充電位置２１１に移動する必要がある。
充電位置２１１に移動するために、ロボット２０２は、まず、その初期位置２１３の環境地図における位置を決定する。環境地図は、ロボット２０２が使用されている際に訓練、作成されてもよい。１つの実施例では、ロボット２０２の初期位置２１３は、ロボット２０２のドッキング充電前の環境地図における移動軌跡に基づいて決定される。言い換えれば、該実施例では、ロボット２０２は、その移動軌跡を取得し、移動軌跡に基づいてその初期位置２１３の環境地図における位置を決定してもよい。もう１つの実施例では、ロボット２０２は、ドッキング充電前に充電ポール２０１を直接収集し、収集された画像における充電ポール２０１により初期位置２１３の環境地図における位置を決定してもよい。もう１つの実施例では、ロボット２０２がドッキング充電前に起動したばかりであり、或いは人間により移動される可能性があるため、ロボット２０２は、その実際の移動軌跡を取得することができず、実際の移動軌跡に基づいて初期位置２１３の環境地図における位置を決定することができない。このような実施例では、ロボット２０２の初期位置２１３は、該ロボットによりリアルタイムで収集された画像に基づいて決定される。例えば、ロボット２０２が所在する環境地図に複数の認識特徴（例えば、椅子、テーブル、ソファ等の物体の輪郭、又は認識特徴の座標を読み取ることができるような２次元コード）を設定してもよく、ロボット２０２によりリアルタイムで収集された画像に認識特徴がある場合、認識特徴の座標（環境地図における位置）に基づいてロボット２０２の初期位置２１３の環境地図における位置を決定してもよい。もう１つの実施例では、認識特徴が充電ポールに設けられてもよく、ロボット２０２により初期位置２１３において収集された画像から充電ポールが認識された場合、充電ポールにおける認識特徴に基づいて初期位置２１３の環境地図における位置を決定してもよい。以上は単なる本開示の実現方法の例示的な説明であり、本開示はこれに限定されない。
ロボット２０２がその初期位置２１３の環境地図における位置を決定した後に、ロボット２０２は、移動しようとする予め設定された環境地図における中継領域２４１の境界を決定する必要がある。環境地図に中継領域２４１を予め設定する場合は、環境地図を構築する際に、収集された画像から充電ポール２０１が認識された領域において、中継領域２４１を予め設定してもよい。
１つの実施例では、中継領域２４１の境界において任意の位置を選択してもよい。もう１つの実施例では、選択された中継領域２４１の境界の位置は、初期位置２１３から中継領域２４１の境界までの障害物を回避している最短経路に位置し、障害物がない場合、初期位置２１３から中継領域２４１の境界までの最短直線経路である。もう１つの例示的な実施例では、選択された中継領域２４１の境界の位置は、初期位置２１３と充電位置２１１とを結ぶ線に位置し、これによって、中継位置２１２を一意に決定することができ、位置間の最短経路の計画を実現することができる。本開示は、より多くの変形方式で実現されてもよいが、ここでその説明を省略する。
ロボット２０２が初期位置２１３及び移動しようとする予め設定された環境地図における中継領域２４１の境界を決定した後に、ロボット２０２は、初期位置２１３から中継領域２４１の境界までの第２経路２２１を計画する。第２経路２２１は、好ましくは障害物を回避可能な最短経路であり、好ましくは直線経路である。そして、ロボット２０２は、第２経路２２１に沿って初期位置２１３から中継領域２４１の境界に走行する。
１つの実施例では、ロボット２０２が初期位置２１３において充電ポールの画像を収集した場合、即ち初期位置２１３が中継領域２４１内に位置する場合、ロボット２０２は、第２経路２２１を計画しなくてもよい。
ロボット２０２は、中継領域２４１の境界に移動し、ロボット２０２によりリアルタイムで収集された画像から充電ポール２０１が認識されているか否かを判断する。１つの実施例では、ロボット２０２は、充電ポール２０１の画像を予め記憶し、充電ポール２０１の画像に基づいて充電ポールの画像特徴を決定し、充電ポール２０１の画像特徴とリアルタイムで収集された画像とのマッチングを行い、充電ポール２０１がロボットによりリアルタイムで収集された画像内に位置するか否かを決定してもよいが、本開示はこれに限定されない。ロボット２０２によりリアルタイムで収集された画像から充電ポール２０１が認識されている場合、ロボット２０２の現在位置を中継位置２１２とし、ロボット２０２を第３経路に沿って中継位置２１２からドッキング位置２１４に走行させる。１つの実施例では、初期位置２１３において充電ポールの画像が収集された場合、初期位置２１３を中継位置２１２として後続のステップを行ってもよい。ロボット２０２によりリアルタイムで収集された画像から充電ポール２０１が認識されていない場合、ロボット２０２によりリアルタイムで収集された画像から充電ポール２０１が認識されており、且つロボット２０２の現在位置を中継位置２１２とするまで、ロボット２０２を所定モード又は自己適応モードで動作させる（例えば所定の回転又は変位で所定範囲内で動作させる）。
好ましくは、ロボット２０２を上記の所定モード又は自己適応モードで動作させても、ロボット２０２によりリアルタイムで収集された画像から充電ポール２０１が認識されていない場合、充電ポール２０１が見つからないことを示す提示情報を生成する。該提示情報は、充電ポール２０１が遮蔽され、或いは充電ポール２０１が移動されることを示す。このような実施例では、ロボット２０２は、再訓練を行い、既存の環境地図に充電ポール２０１の位置を再びマーキングする必要がある。
上記の実施例では、現在の環境が環境地図の生成時に比べて変更することにより、中継領域２４１の境界において充電ポール２０１の画像が依然として収集されていない可能性があるので、上記の問題を解決するために、上記の所定モード又は自己適応モードの動作により、所定範囲内において充電ポール２０１の画像を収集可能な中継位置２１２を決定してもよい。本実施例では、ロボット２０２は中継位置２１２において中継領域２４１内のドッキング位置２１４を決定し、ドッキング位置２１４は充電ポール２０１の充電ポートに対向し、即ちロボット２０２はドッキング位置２１４において充電ポール２０１の充電ポートにドッキングする姿勢を有する。１つの実施例では、ドッキング位置２１４は、環境地図に予めマーキングされた位置である。１つの実施例では、ロボット２０２は、中継位置２１２において、リアルタイムで収集された画像により充電ポール２０１の位置を認識し、充電ポール２０１の位置に基づいて中継領域２４１内のドッキング位置２１４を決定する。例えば、水平面において、充電ポール２０１の充電ポートの方向をＹ軸とし、充電ポートに垂直な方向をＸ軸とすると、充電ポール２０１の座標は（ｘ１，ｙ１）である。充電ポール２０１の座標（ｘ１，ｙ１）及び所定の距離に基づいてドッキング位置２１４の座標（ｘ２，ｙ２）を決定し、ここで、ｘ２＝ｘ１、ｙ２＝ｙ１＋ｎ、ｎはドッキング位置２１４と充電位置２１１との所定の距離である。ドッキング位置２１４（ロボット２０２がドッキング位置２１４の中央点に到達する）と充電ポール２０１（充電ポール２０１の中央点）との距離は、ロボット２０２の最大直径の２倍以上であり、且つロボット２０２の最大直径の３倍以下である。
ロボット２０２は第３経路に沿って中継位置２１２からドッキング位置２１４に走行さ、第３経路は、決定された中継位置の環境地図における座標をベースにして、ロボット２０２により中継位置において収集された充電ポールの画像に基づいて算出される。算出された第３経路は、ロボットが中継位置からドッキング位置に移動した時点に、充電ポールにドッキングする姿勢を持っていることを確保することができ、第３経路は直線に限定されない。ロボット２０２は第１経路に沿ってドッキング位置２１４から充電位置２１１に走行し、第１経路は直線又は略直線の経路であり、ロボット２０２は、第１経路に沿って走行している間に、ロボット２０２によりリアルタイムで収集された画像から充電ポール２０１が常に認識されている（即ち、第１経路では、ロボット２０２によりリアルタイムで収集された画像から充電ポール２０１が常に認識されているように、上記のＸ軸方向において微調整のみを行う）。ロボット２０２は、第１経路に沿って走行している間に、ドッキング姿勢を維持し（例えばロボット２０２の充電プラグが充電ポール２０１の充電ポートに常に面しており）、例えばロボット２０２及び充電ポール２０１は共にドッキング状態を維持する（例えば充電ポートのカバーの開放状態、又は充電ポートの伸縮状態のうちドッキング用の状態などを維持する）。また、ロボット２０２が第１経路に沿ってドッキング位置２１４から充電位置２１１に走行している間に、ロボット２０２は、ロボット２０２によりリアルタイムで収集された画像から認識された補助図形（例えば特定の図形又は２次元コード）に基づいて第１経路を調整してもよく、該補助図形は該充電ポールに設けられている。また、ロボット２０２は、例えば充電ポール２０１に設けられた展開可能な補助機械アームにより第１経路を調整してもよい。本開示はこれらに限定されず、上記の２つの方式を組み合わせて使用してもよいが、ここでその説明を省略する。最後に、ロボット２０２は、充電位置２１１に移動した後に、充電ポール２０１にドッキングし、充電を行う。
以下は図３乃至図７を参照しながら本開示の複数の例示的な実施例を説明する。図３乃至図７は、本開示の例示的な実施例に係るロボット自動ドッキング充電を示す図である。本実施例では、掃除ロボット２０２を一例にして説明する。掃除ロボット２０２は、部屋２５１、２５２、２５３からなる環境地図２５０において所定の作業経路２２９に沿って掃除作業を行う。充電ポール２０１の位置及び中継領域２４１は環境地図２５０においてマーキングされている。それに応じて、充電を行うために、掃除ロボット２０２が到達する必要がある充電位置２１１も環境地図にマーキングされてもよい。
まず、図３に示すように、掃除ロボット２０２は、環境地図２５０における部屋２５１において作業経路２２９に沿って移動及び掃除作業を行う。掃除ロボット２０２は、自分の電池残量が不足するため、掃除ロボット２０２の作業を継続することができなくなると認識している場合、掃除ロボット２０２の現在位置を初期位置２１３とし、掃除ロボット２０２の作業経路２２９に基づいて初期位置２１３の環境地図における位置を決定する。初期位置２１３は、さらに、掃除ロボット２０２の充電が完了した後に初期位置２１３に戻って作業経路２２９に沿って未完成の掃除作業を行い続けるために用いられる。
次に、図４に示すように、本実施例では、掃除ロボット２０２は、初期位置２１３及び中継領域２４１の境界に基づいて第２経路２２１を計画する。第２経路２２１は、初期位置２１３から中継領域２４１の境界までの障害物を回避している最短経路であり、障害物がない場合、初期位置２１３から中継領域２４１の境界までの直線経路である。掃除ロボット２０２は、第２経路２２１に沿って初期位置２１３から中継領域２４１の境界に移動する。中継領域２４１の境界においては、ロボット２０２によりリアルタイムで収集された画像から充電ポール２０１が認識されている場合、ロボット２０２の現在位置を中継位置２１２とする。ロボット２０２によりリアルタイムで収集された画像から充電ポール２０１が認識されていない場合、ロボット２０２によりリアルタイムで収集された画像から充電ポール２０１が認識されており、且つロボット２０２の現在位置を中継位置２１２とするまで、ロボット２０２を所定モード又は自己適応モードで動作させる（例えば所定の回転又は変位で所定範囲内で動作させる）。ロボット２０２により初期位置２１３においてリアルタイムで収集された画像から充電ポール２０１が認識されている場合、初期位置２１３を中継位置２１２とする。
次に、図５に示すように、１つの例示的な実施例では、掃除ロボット２０２は、第３経路２２３に沿って中継位置２１２からドッキング位置２１４（環境地図に予めマーキングされている）に走行する。掃除ロボット２０２は、中継位置２１２において、リアルタイムで収集された画像により、充電ポール２０１の位置を認識し、充電ポール２０１の位置に基づいて中継領域２４１内のドッキング位置２１４を決定し、或いは環境地図にマーキングされている充電ポール２０１の位置に基づいてドッキング位置２１４を決定してもよい。
１つの実施例では、掃除ロボット２０２は、第３経路２２３に沿って中継位置２１２からドッキング位置２１４に走行している間に、障害物２６０に出会う可能性がある。そのため、掃除ロボット２０２は、走行中にリアルタイムで収集された画像に基づいて地面を決定し、地面が遮蔽されているか否かに基づいて、走行方向に障害物２６０があるか否かを判断してもよい。掃除ロボット２０２により第３経路２２３に障害物２６０があると認識された場合、掃除ロボット２０２は、例えばリアルタイムで収集された画像における充電ポール２０１と障害物２６０との位置関係に基づいて、第３経路２２３を調整してもよい。例えば、掃除ロボット２０２によりリアルタイムで収集された画像において充電ポール２０１が画像中心線の一方側に位置する場合、掃除ロボット２０２は該一方側に転向し、障害物２６０を迂回し、掃除ロボット２０２がドッキング位置２１４に移動するように第３経路２２３を計画する。１つの実施例では、第３経路２２３は、決定された中継位置２１２の環境地図における座標をベースにして、ロボット２０２により中継位置２１２において収集された充電ポールの画像に基づいて算出される。算出された第３経路２２３は、ロボット２０２が中継位置２１２からドッキング位置２１４に移動した時点に、充電ポール２０１にドッキングする姿勢を持っていることを確保することができる。第３経路２２３は、中継位置２１２からドッキング位置２１４までの障害物を回避している最短経路であり、障害物がない場合、第３経路２２３は、中継位置２１２からドッキング位置２１４までの直線経路である。第３経路２２３は、直線経路に限定されない。
次に、掃除ロボット２０２は、ドッキング位置２１４から充電位置２１１までの第１経路２２２に沿って充電位置２１１に走行し、後続のドッキング及び充電を行う。掃除ロボット２０２が第１経路２２２に沿って走行している間に、掃除ロボット２０２及び充電ポール２０１は共にドッキング状態を維持している。次に、図６及び図７に示すように、もう１つの例示的な実施例では、掃除ロボット２０２の充電ポール２０１に差し込むための充電ポート２６１及び掃除ロボット２０２のセンサ２６２は掃除ロボットの同一側に位置し、掃除ロボット２０２が充電位置２１１に到達した際にその充電ポート２６１が充電ポール２０１に丁度ドッキングするように、第１経路２２２をリアルタイムで計画する際に、例えば直線経路を計画してもよい。これによって、掃除ロボット２０２が充電位置２１１に到達した際に充電ポート２６１が充電ポール２０１にドッキングするように掃除ロボット２０２をその位置において回転させるドッキングステップを削減することができる。例えば、掃除ロボット２０２が充電ポール２０１の充電ポートに対応するドッキング位置２１４に移動し、掃除ロボット２０２がドッキング位置２１４に位置する際に、その充電ポート２６１が既に充電ポール２０１の充電ポートに面しており、掃除ロボット２０２は、第１経路２２２において充電ポール２０１の充電ポートが掃除ロボット２０２によりリアルタイムで収集された画像の画像中心に常に位置するように経路を調整すればよい。本実施例の１つの変形例では、センサ２６２及び充電ポート２６１の掃除ロボット２０２に設けられている位置に基づいて上記構成を調整し、例えば、センサ２６２と充電ポート２６１とが角度をなすように掃除ロボット２０２の異なる側にセンサ２６２及び充電ポート２６１を設置し、センサ２６２と充電ポート２６１との角度に基づいて、センサ２６２により収集された画像において充電ポート２６１の方位を決定し、充電ポール２０１の充電ポートの向きと充電ポート２６１の方位とが一致するか否かに基づいて、掃除ロボット２０２の第１経路２２２を微調整してもよい。本開示はこれに限定されない。
上記の各実施例では、掃除ロボット２０２のセンサ２６２は例えば視野角が固定されているカメラである。もう１つの実施例では、掃除ロボット２０２のセンサ２６２は例えば、３６０度回転可能なパノラマカメラであってもよい。本開示は様々な変形方式で実現されてもよいが、ここでその説明を省略する。
以上は単なる本開示に係る複数の実施形態を例示的に説明しており、本開示はこれらの実施形態に限定されない。
上述した１つ又は複数の実施例によれば、ドッキング経路に対して段階化の経路計画を行い、障害物の有無に応じて経路段階に異なる障害物回避方法を適用することで、充電ポールとロボットとの間の経路に障害物が存在する場合にドッキング充電ができないという問題をより良く解決することができ、インテリジェント障害物回避を実現することができるため、ロボットの衝突回数を低減させ、ロボットの使用期間を増大させ、ユーザ体験を向上させ、購買意欲を高めることができる。
本開示はロボットをさらに提供する。図８は本開示の実施例に係るロボットのブロック図である。図８に示すように、ロボット３００は、センサ３１０、モータ３２０及び処理装置３３０を含む。
センサ３１０は、少なくともロボットの周囲の画像をリアルタイムで収集する。
モータ３２０は、該ロボットを移動させるように駆動する。
処理装置３３０は、該ロボットを初期位置からドッキング位置に移動させ、ロボットが充電位置において充電ポールにドッキングするようにロボットを第１経路に沿ってドッキング位置から充電位置に走行させるように構成されている。該ドッキング位置は充電ポールの充電ポートに対向している。第１経路は直線又は略直線の経路であり、ロボットは、第１経路に沿って走行している間に、ドッキング姿勢を維持し、且つロボットによりリアルタイムで収集された画像から充電ポールが常に認識されている。
本開示の１つの実施例では、該ロボットは、掃除ロボット又は床拭きロボットであってもよい。
図８は単なる本開示に係るロボットを例示的に示すブロック図であり、本開示の思想から逸脱することないようなモジュールの分割、組み合わせ、追加は本開示の保護範囲内のものである。
本開示はロボットの自動ドッキング充電システムをさらに提供する。図２に示すように、ロボットの自動ドッキング充電システムは、図８に示すロボット３００（図２の符号２０２）、及び充電ポール２０１を含む。ロボットの自動ドッキング充電システムでは、ロボットが初期位置からドッキング位置に移動し、ドッキング位置は充電ポールの充電ポートに対向し、ロボットが充電位置において充電ポールにドッキングするように、ロボットが第１経路に沿ってドッキング位置から充電位置に走行し、第１経路は直線又は略直線の経路であり、ロボットは、第１経路に沿って走行している間に、ドッキング姿勢を維持し、且つロボットによりリアルタイムで収集された画像から充電ポールが常に認識されている。
本開示の例示的な実施例では、コンピュータプログラムが記憶されている記憶媒体をさらに提供し、該コンピュータプログラムは、例えば処理装置により実行される際に、上記の何れかの実施例に係るロボットの自動ドッキング充電方法のステップを実行してもよい。１つの態様では、本開示の各態様は、プログラムコードを含むプログラムプロダクトの形で実現されてもよく、該プログラムプロダクトが端末装置において実行される際に、該プログラムコードは、該端末装置に、本明細書のロボットの自動ドッキング充電方法の部分に説明された本開示に係る各例示的な態様のステップを実行させる。
図９は本開示の例示的な実施例に係る上記方法を実現するためのプログラムプロダクト９００を示しており、該プログラムプロダクト９００は、携帯型コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）を使用し、プログラムコードを含み、例えばパーソナルコンピュータ等の端末装置で実行されてもよい。なお、本開示のプログラムプロダクトはこれに限定されず、本明細書では、読み取り可能な記憶媒体は、プログラムを含み、或いは記憶している任意の有形媒体であってもよく、該プログラムは、命令実行システム、装置又はデバイスにより使用され、或いはその組み合わせにより使用されてもよい。
プログラムプロダクトは、１つ又は複数の読み取り可能な媒体の任意の組み合わせを採用してもよい。読み取り可能な媒体は、読み取り可能な信号媒体又は読み取り可能な記憶媒体であってもよい。読み取り可能な記憶媒体は、例えば電気、磁気、光、電磁気、赤外線又は半導体のシステム、装置、デバイス又はそれらの任意の組み合わせであってもよいが、これらに限定されない。読み取り可能な記憶媒体の具体的な例（非網羅的リスト）は、１本又は複数本の導線を含む電気的接続、ポータブルディスク、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、書き込み・消去可能な読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、光ファイバ、携帯型コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光記憶装置、磁気記憶装置、又はそれらの任意の適切な組み合わせを含む。
コンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、ベースバンド内で、又はキャリアの一部として伝搬されるデータ信号を含んでもよく、読み取り可能なプログラムコードをキャリーしている。このような伝搬されるデータ信号は、様々な形態を採用してもよく、電磁信号、光信号又はそれらの任意の適切な組み合わせを含んでもよいが、これらに限定されない。読み取り可能な記憶媒体は、読み取り可能な記憶媒体以外の任意の読み取り可能な媒体であってもよく、該読み取り可能な媒体は、命令実行システム、装置又はデバイスにより使用され、或いはその組み合わせにより使用されるプログラムを送信、伝搬、伝送してもよい。読み取り可能な記憶媒体に含まれるプログラムコードは、無線、有線、光ケーブル、ＲＦ又はそれらの任意の適切な組み合わせを含む任意の適切な媒体により伝送されてもよいが、それらの媒体に限定されない。
本開示の処理を実行するためのプログラムコードは１つ又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせにより作成されてもよく、該プログラミング言語は、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｃ＋＋等のオブジェクト指向のプログラム設計言語を含み、「Ｃ」言語又はそれと類似するプログラミング言語等の通常の手続き型プログラミング言語をさらに含む。プログラムコードは、テナントコンピューティングデバイスで完全又は部分的に実行されてもよいし、独立したソフトウェアパッケージとして実行あされてもよいし、部分的にテナントコンピューティングデバイスで実行され、且つ部分的にリモートコンピューティングデバイスで実行されてもよいし、完全にリモートコンピューティングデバイス又はサーバで実行されてもよい。リモートコンピューティングデバイスの場合には、リモートコンピューティングデバイスは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）又はワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のネットワークを介してテナントコンピューティングデバイスに接続されてもよいし、外部コンピュータデバイスに接続されてもよい（例えばインターネットサービスプロバイダによりインターネットを介して接続される）。
本開示の例示的な実施例では、電子機器をさらに提供し、該電子機器は、処理装置（例えば上記の処理装置３３０）、及び該処理装置により実行可能な命令が記憶されている記憶媒体を含んでもよい。ここで、該処理装置は、該実行可能な命令を実行することで、上記の何れかの実施例に係るロボットの自動ドッキング充電方法のステップを実行するように構成されている。
当業者が分かるように、本開示の各態様はシステム、方法又はプログラムプロダクトとして実現されてもよい。従って、本開示の様々な態様は、以下の形で具体的に実現されてもよく、即ち完全なハードウェア実装形態、完全なソフトウェア実装形態（ファームウェア、マイクロコード等を含む）、又はハードウェアとソフトウェアの態様の組合せの形で実現されもよく、ここで「回路」、「モジュール」又は「システム」とまとめて称される。
以下は、図１０を参照しながら本開示のこのような実施形態に係る電子機器１０００を説明する。図１０に示す電子機器１０００は単なる一例であり、本開示の実施例の機能及び使用範囲を限定するものではない。
図１０に示すように、電子機器１０００は、汎用計算装置の形で表されている。電子機器１０００の構成要件は、少なくとも１つの処理部１０１０（例えば上記の処理装置３３０であってもよい）、少なくとも１つの記憶部１０２０、及び異なるシステム構成要件（記憶部１０２０及び処理部１０１０を含む）を接続させるバス１０３０を含んでもよいが、これに限定されない。
ここで、記憶部はプログラムコードを記憶し、プログラムコードは処理部１０１０により実行されることで、処理部１０１０に本明細書の上記のロボットの自動ドッキング充電方法における本開示の各実施例の態様のステップを実行させてもよい。例えば、処理部１０１０は図１に示すステップを実行してもよい。
記憶部１０２０は、例えば、ランダムアクセス記憶部（ＲＡＭ）１０２０１及び／又はキャッシュ記憶部１０２０２等の揮発性記憶部の形の読み取り可能な媒体を含んでもよくし、読み取り専用記憶部（ＲＯＭ）１０２０３をさらに含んでもよい。
記憶部１０２０は、１組（少なくとも１つ）のプログラムモジュール１０２０５を有するプログラム／ユーティリティ・ツール１０２０４をさらに含んでもよく、このようなプログラムモジュール１０２０５は、オペレーティングシステム、１つ又は複数のアプリケーションプログラム、他のプログラムモジュール、及びプログラムデータを含むが、これらに限定されず、これらの例の何れか及びその組み合わせはネットワーク環境により実現されてもよい。
バス１０３０は、バス構造の何れか又は複数で表されてもよく、記憶部バス又は記憶部制御装置、周辺バス、グラフィックスアクセラレーションポート、処理部、又はそれらの複数のバス構造のうち任意のバス構造を用いるローカルエリアバスを含む。
電子機器１０００は、また、１つ又は複数の外部装置１１００（例えば、キーボード、ポインティングデバイス、ブルートゥース（登録商標）装置など）と通信してもよいし、テナントに電子機器１０００とインタラクションを行わせるための１つ又は複数の装置と通信してもよいし、電子機器１０００に他の１つ又は複数の計算装置と通信させるための任意の装置（例えばルータ、モデム等）と通信してもよい。このような通信は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース１０５０を介して行われてもよい。また、電子機器１０００は、ネットワークアダプタ１０６０を介して１つ又は複数のネットワーク（例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、及び／又はインターネット等の公衆ネットワーク）と通信してもよい。ネットワークアダプタ１０６０は、バス１０３０を介して電子機器１０００の他のモジュールと通信してもよい。なお、図面には示されていないが、電子機器１０００と共に他のハードウェア及び／又はソフトウェアのモジュールを用いてもよく、該モジュールは、マイクロコード、デバイスドライバ、冗長処理ユニット、外部ディスクドライブアレイ、ＲＡＩＤシステム、テープドライブ及びデータバックアップ記憶システム等を含むが、これらに限定されない。
以上の実施形態の説明を通して、当業者が分かるように、ここで説明されている例示的な実施形態は、ソフトウェアにより実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。従って、本開示の実施形態に係る構成はソフトウェアプロダクトの形で実現されてもよく、該ソフトウェアプロダクトは、不揮発性記憶媒体（ＣＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢフラッシュドライブ、モバイルハードディスク等であってもよい）又はネットワークに記憶されてもよく、コンピュータ装置（パーソナルコンピュータ、サーバ、又はネットワークデバイス等であってもよい）に本開示の実施形態に係る上記のロボットの自動ドッキング充電方法を実行させるための複数の命令を含む。
以上は具体的な実施形態を参照しながら本発明を説明しているが、上記の説明は、例示的なものに過ぎず、本発明の保護の範囲を限定するものではない。本発明の趣旨及び原理を離脱しない限り、本発明に対して各種の変形及び変更を行ってもよく、これらの変形及び変更も本発明の範囲に属する。

Claims (15)

  1. ロボットを初期位置からドッキング位置に移動させるステップであって、前記ドッキング位置は充電ポールの充電ポートに対向し、前記ドッキング位置は、前記ロボットによりリアルタイムで収集された画像により認識された前記充電ポールの位置に基づいて決定される、ステップと、
    前記ロボットが充電位置において充電ポールにドッキングするように、前記ロボットを第１経路に沿って前記ドッキング位置から充電位置に走行させるステップであって、前記第１経路は直線又は略直線の経路であり、前記ロボットは、第１経路に沿って走行している間に、ドッキング姿勢を維持し、且つ前記ロボットによりリアルタイムで収集された画像から前記充電ポールが常に認識されている、ステップと、を含む、コンピュータにより実現される方法であって、
    前記ロボットを初期位置からドッキング位置に移動させるステップは、
    前記ロボットを計画された第２経路に沿って初期位置から環境地図に予め設定された中継領域の境界に走行させるステップであって、前記第２経路は前記初期位置において前記ロボットにより計画され、前記中継領域は、前記ロボットが環境地図を生成する際に収集された画像における前記充電ポールを有する領域として定義される、ステップと、
    前記ロボットを第３経路に沿って中継領域の境界からドッキング位置に走行させるステップであって、前記第３経路は前記ロボットによりリアルタイムで収集された画像に基づいてリアルタイムで調整される、ステップと、を含む、方法。
  2. 前記ロボットを第３経路に沿って中継領域の境界からドッキング位置に走行させるステップであって、前記第３経路は前記ロボットによりリアルタイムで収集された画像に基づいてリアルタイムで調整される、ステップは、
    前記ロボットが前記中継領域の境界に移動した場合、前記ロボットによりリアルタイムで収集された画像から前記充電ポールが認識されているか否かを判断するステップと、
    前記充電ポールが認識されている場合、前記ロボットの現在位置を中継位置とし、前記ロボットを第３経路に沿って中継位置からドッキング位置に走行させるステップと、
    前記充電ポールが認識されていない場合、前記ロボットによりリアルタイムで収集された画像から前記充電ポールが認識されており、且つ前記ロボットの現在位置を中継位置とするまで、前記ロボットを所定モード又は自己適応モードで動作させるステップと、を含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記ロボットを所定モード又は自己適応モードで動作させても、前記ロボットによりリアルタイムで収集された画像から前記充電ポールが認識されていない場合、充電ポールが見つからないことを示す提示情報を生成する、請求項２に記載の方法。
  4. 前記ロボットにより初期位置においてリアルタイムで収集された画像から前記充電ポールが認識されている場合、前記初期位置を前記中継位置とする、請求項２に記載の方法。
  5. 前記ドッキング位置は前記中継領域内に位置し、
    前記ドッキング位置は、前記ロボットにより前記中継位置においてリアルタイムで収集された画像により認識された前記充電ポールの位置に基づいて、前記中継位置において決定される、請求項２に記載の方法。
  6. 前記ロボットを第１経路に沿って前記ドッキング位置から前記充電位置に走行させるステップは、
    前記ロボットが、前記ロボットによりリアルタイムで収集された画像から認識された補助図形に基づいて、前記第１経路を調整するステップ、を含み、
    前記補助図形は、前記充電ポールに設けられている、請求項１乃至５の何れかに記載の方法。
  7. 前記ロボットを第１経路に沿って前記ドッキング位置から前記充電位置に走行させるステップは、
    前記ロボットが、充電ポールに設けられた展開可能な補助機械アームにより、前記第１経路を調整するステップ、を含む、請求項１乃至５の何れかに記載の方法。
  8. 前記ドッキング位置と前記充電ポールとの距離は、前記ロボットの最大直径の２倍以上であり、且つ前記ロボットの最大直径の３倍以下である、請求項１乃至５の何れかに記載の方法。
  9. 前記ロボットの初期位置は、前記ロボットのドッキング充電前の環境地図における移動軌跡、及び／又は前記ロボットによりリアルタイムで収集された画像における認識特徴の前記環境地図における位置に基づいて決定される、請求項１乃至５の何れかに記載の方法。
  10. 前記認識特徴は、前記充電ポールの特徴、又は前記環境地図において前記充電ポールとの位置関係が固定されている物体又はマークの特徴を含む、請求項９に記載の方法。
  11. 少なくともロボットの周囲の画像をリアルタイムで収集するセンサと、
    前記ロボットを移動させるように駆動するモータと、
    処理装置と、を含み、
    前記処理装置は、前記ロボットを初期位置からドッキング位置に移動させ、前記ロボットが充電位置において充電ポールにドッキングするように前記ロボットを第１経路に沿って前記ドッキング位置から充電位置に走行させるように構成され、
    前記ドッキング位置は充電ポールの充電ポートに対向し、前記ドッキング位置は、前記ロボットによりリアルタイムで収集された画像により認識された前記充電ポールの位置に基づいて決定され、
    前記第１経路は直線又は略直線の経路であり、前記ロボットは、第１経路に沿って走行している間に、ドッキング姿勢を維持し、且つ前記ロボットによりリアルタイムで収集された画像から前記充電ポールが常に認識されており、
    前記処理装置は、前記ロボットを初期位置からドッキング位置に移動させる際に、前記ロボットを計画された第２経路に沿って初期位置から環境地図に予め設定された中継領域の境界に走行させ、前記ロボットを第３経路に沿って中継領域の境界からドッキング位置に走行させ、
    前記第２経路は、前記初期位置において前記ロボットにより計画され、
    前記中継領域は、前記ロボットが環境地図を生成する際に収集された画像における前記充電ポールを有する領域として定義され、
    前記第３経路は、前記ロボットによりリアルタイムで収集された画像に基づいてリアルタイムで調整される、ロボット。
  12. 前記ロボットは、掃除ロボット又は床拭きロボットである、請求項１１に記載のロボット。
  13. 請求項１１又は１２に記載のロボットと、
    前記ロボットを充電するように前記ロボットをドッキングさせるための充電ポールと、を含む、ロボットの自動ドッキング充電システム。
  14. 処理装置と、
    コンピュータプログラムが記憶されている記憶媒体と、を含み、
    前記コンピュータプログラムが前記処理装置により実行される際に、前記処理装置に請求項１乃至１０の何れかに記載の方法のステップを実行させる、電子機器。
  15. コンピュータプログラムが記憶されている記憶媒体であって、
    前記コンピュータプログラムが処理装置により実行される際に、前記処理装置に請求項１乃至１０の何れかに記載の方法のステップを実行させる、記憶媒体。
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