KR20160127013A - 플로어 처리 기기를 베이스 스테이션으로 도킹하는 방법 및 플로어 처리 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자기 추진형 및 자기 스티어링형 플로어 처리 기기를 베이스 스테이션으로 도킹하는 방법에 관한 것으로서, 각각의 공간 확장된 도킹 신호는 각각의 신호 영역에서 상기 베이스 스테이션의 두 개 이상의 방출 소자 각각에 의해 방출되고, 상기 신호 영역은 부분적으로 중복하고 상기 도킹 신호는 상이한 신호 특성을 가지며, 상기 도킹 신호는 상기 플로어 처리 기기의 수신 장치에 의해 수신되고 상기 플로어 처리 기기의 제어부에 분석되는, 자기 추진형 및 자기 스티어링형 플로어 처리 기기를 베이스 스테이션으로 도킹하는 방법에 관한 것이다. 상기 플로어 처리 기기를 베이스 스테이션으로 간단하면서도 확실히 도킹하게 하는 이런 유형의 방법을 제공하기 위해, 본 발명에 따라서, 상기 제어부에 의해, 상기 베이스 스테이션에 대한 상기 플로어 처리 기기의 현재 위치가 상기 상이한 신호 특성을 고려하여 산출되며, 상기 현재 위치로부터 상기 베이스 스테이션에 대하여 기설정된 또는 기설정 가능한 상대 위치 내의 특징적 목표 영역까지의 상기 플로어 처리 기기의 이동 경로가 판별되며, 상기 플로어 처리 기기는 상기 특징적 목표 영역으로 이동하며, 상기 특징적 목표 영역으로부터 출발하여 상기 플로어 처리 기기는 상기 베이스 스테이션에서의 도킹 위치로 이동되는 것이 제시된다. 본 발명은 또한, 상기 방법을 실행하기 위한 플로어 처리 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 자기 추진형 및 자기 스티어링형 플로어 처리 기기를 베이스 스테이션으로 도킹하는 방법에 관한 것으로서, 각각의 공간 확장된 도킹 신호는 각각의 신호 영역에서 상기 베이스 스테이션의 두 개 이상의 방출 소자 각각에 의해 방출되고, 상기 신호 영역은 부분적으로 중복하고 상기 도킹 신호는 상이한 신호 특성을 가지며, 상기 도킹 신호는 상기 플로어 처리 기기의 수신 장치에 의해 수신되고 상기 플로어 처리 기기의 제어부에 분석되는, 자기 추진형 및 자기 스티어링형 플로어 처리 기기를 베이스 스테이션으로 도킹하는 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 방법을 실행하기 위한 플로어 처리 시스템에 관한 것으로서, 상기 플로어 처리 시스템은, 두 개 이상의 방출 소자를 구비한 방출 장치를 갖는 베이스 스테이션을 포함하며, 상기 방출 소자 각각에 의해, 각각의 공간 확장된 도킹 신호가 각각의 신호 영역에서 방출될 수 있으며, 상기 신호 영역은 부분적으로 중복하고 상기 도킹 신호는 상이한 신호 특성을 가지며, 상기 플로어 처리 시스템은 또한, 상기 도킹 신호를 수신하기 위한 수신 장치와 상기 도킹 신호를 분석하기 위한 제어부를 갖는 자기 추진형 및 자기 스티어링형 플로어 처리 기기를 포함한다.
이러한 유형의 플로어 처리 시스템은, 예를 들어, 플로어 청소 시스템으로서 구성되며, 상기 플로어 처리 기기는 특히, 소위 청소 로봇으로 일컬어지는, 플로어 청소 기기이다. 상기 플로어 처리 기기는 적어도 하나의 플로어 처리 유닛을 가지며, 플로어 청소 기기의 경우에, 예를 들어, 플로어 표면으로부터 먼지를 쓸기 위한 스위핑 유닛이거나 먼지를 집진 용기로 흡인시키기 위한 흡인 유닛일 수 있다. 상기 플로어 처리 기기는 플로어 표면을 자율적으로 처리하고 정비 동안에 및/또는 작업 정지 동안에 상기 베이스 스테이션으로 이동할 수 있다. 상기 베이스 스테이션은, 예를 들어, 플로어 청소 기기의 적어도 하나의 배터리를 충전시키기 위해 제공될 수 있으며, 상기 베이스 스테이션의 전기 접촉 소자와 상기 플로어 청소 기기의 전기 접촉 소자는 그의 도킹 위치에서 결합할 수 있다. 상기 플로어 청소 기기의 도킹 위치에서, 상기 베이스 스테이션의 흡인 개구부는 먼지가 상기 베이스 스테이션에 의해 상기 플로어 청소 기기 밖으로 흡출될 수 있도록 상기 플로어 청소 기기의 먼지 배출 개구부와 정렬할 수 있다. 동작 물질, 예를 들어, 플로어 표면을 적시기 위한 물이, 상기 베이스 스테이션으로부터 플로어 처리 기기로 공급될 가능성도 있다.
상기 플로어 처리 기기가 도킹 위치로 이동할 수 있도록, 상기 베이스 스테이션은 상기 플로어 처리 기기에 의해 위치를 두고 접근될 수 있어야만 한다. 이러한 연유로, 상기 플로어 처리 기기에는, 상기 베이스 스테이션의 자리가 배치되는, 처리 공간의 맵(map)이 저장된다고 알려진다. 상기 맵의 특징들과 연관된 공간의; 지표를 기반으로, 상기 플로어 처리 기기는 상기 맵 내에서 그의 위치를 찾을 수 있으며, 따라서 상기 베이스 스테이션으로의 경로를 산출할 수 있다. 그러나, 이는 장치 측면에서 상당한 노력이 있어야 하며 실제로, 종종 신뢰할 수 없는 것으로 증명되며, 맵 탐색을 넘어, 상기 베이스 스테이션을 인지하기 위해 상기 플로어 처리 기기의 추가적인 센서 기기가 요구된다.
EP 2 065 774 A1는 이러한 유형의 방법을 실행하기 위한 이러한 유형의 플로어 처리 시스템을 기술하고 있으며, 여기서 두 개의 방출 소자를 구비하는 베이스 스테이션이 사용되며, 상기 방출 신호 각각은 부채 형상의 신호 영역에서 도킹 신호를 방출한다. 상기 방출 소자에 의해 커버되는 신호 영역은 부분적으로 중복된다. 상기 플로어 처리 기기는 상기 도킹 신호를 서로 구별할 수 있다. 상기 플로어 처리 기기가 자리하고 있는 신호 영역의 위치 또는 상기 플로어 처리 기기가 이러한 신호 영역으로 어떻게 이동하는지에 따라, 상기 플로어 청소 기기는 상기 베이스 스테이션에서 도킹 위치로 이동하기 위한 상이한 전략을 추구하고 있다. 예를 들어, 상기 플로어 처리 기기는 신호 영역의 경계(border)를 따라서 이동하며, 이는 상기 플로어 처리 기기가 처음에 불편하게 상기 베이스 스테이션으로부터 멀리 이동하고, 다음에, 상기 베이스 스테이션으로 이동하는 것을 의미한다. 또 다른 유형의 이동 전략에서, 상기 플로어 처리 기기는 신호 영역에서 원호 형태로 이동하며, 이는 결과적으로 상기 플로어 처리 기기가 상기 베이스 스테이션에 접근하지 않고 원형으로 이동하게 한다. 여전히 다른 이동 전략에서, 상기 플로어 처리 기기는 상기 베이스 스테이션 둘레를 이동하며, 상기 베이스 스테이션으로부터 멀리 이동하여 회전하며 그 다음으로는, 오직 상기 베이스 스테이션을 향해 이동한다. 전반적으로, EP 2 065 774 A1에 기술된 방법은 상기 플로어 처리 기기가 불필요하게 상대적으로 큰 거리를 이동하여 도킹을 지연시키는 위험을 수반하고 있다. 상이한 많은 전략들에서, 제어부가 거짓 이동 전략을 선택하여 베이스 스테이션으로의 도킹을 불필요하게 지연시키는 추가 위험요소가 존재한다.
본 발명의 일 목적은, 플로어 처리 기기를 베이스 스테이션으로 간단하면서도 확실히 도킹하게 하는 이런 유형의 방법 및 이런 유형의 플로어 처리 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 목적은, 제어부에 의해, 상기 베이스 스테이션에 대한 상기 플로어 처리 기기의 현재 위치가 상이한 신호 특성을 고려하여 산출되며, 상기 현재 위치로부터 상기 베이스 스테이션에 대하여 기설정된 또는 기설정 가능한 상대 위치 내의 특징적 목표 영역까지의 상기 플로어 처리 기기의 이동 경로가 판별되며,상기 플로어 처리 기기는 상기 특징적 목표 영역으로 이동되며, 상기 특징적 목표 영역으로부터 출발하여 상기 플로어 처리 기기는 상기 베이스 스테이션에서의 도킹 위치로 이동한다는 점에서 도입부에 언급된 상기 유형의 방법으로, 본 발명에 따라서 달성된다.
본 발명에 따른 상기 방법에서, 상기 두 개 이상의 도킹 신호의 상이한 신호 특성은, 상기 제어부가 방출 소자의 신호 기여(signal contributions)를 서로 구별할 수 있도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 플로어 처리 기기가 관련 방출 소자에 가까워질수록 도킹 신호는 더욱 강하게 수신될 수 있으며, 상기 플로어 처리 기기가 관련 방출 소자로부터 더 떨어짐에 따라서 도킹 신호는 더욱 약하게 수신될 수 있다. 서로 다른 것으로서 인식 가능한 도킹 신호 및 필요한 경우, 두 개 이상의 도킹 신호로 구성된 전체 신호의 분석을 기반으로, 상기 제어부는 상기 베이스 스테이션에 대한 상기 플로어 처리 기기의 현재 위치를 산출할 수 있다. 바람직하게는, 가능한 한 가장 정확한 위치 판별을 착수하기 위해 적어도 두 개의 도킹 신호가 수신될 때에, 상기 플로어 처리 기기는 정지한다. 현재 위치가 알려졌다면, 상기 제어부는 상기 특징적 목표 영역으로의 이동 경로를 결정한다. 상기 플로어 처리 기기는 나중에 상기 이동 경로를 따라서 상기 목표 영역으로 이동될 수 있다. 여기서 상기 목표 영역은 지점(point)의 의미에서 공간적으로 제한된 영역으로서 간주할 수 있다. 특히, 상기 목표 영역은 공간 범위를 가지는 것으로 규정될 수도 있다. 예를 들어, 상기 목표 영역은 예를 들어, 약 2 cm 내지 15 cm, 바람직하게는, 약 5 cm 내지 10 cm의 반경을 가지는, 원형일 수 있다. 상기 목표 영역의 크기는 바람직하게는, 상기 목표 영역으로부터 출발하여 상기 도킹 위치가 확실히 접근될 수 있도록 선택된다. 특히, 바람직하게는, 상기 도킹 위치로 이동에서 이동 방향은 적어도 두 개의 도킹 신호에 따라서 제어된다.
본 발명에 따른 상기 방법은 상기 플로어 처리 기기의 불필요한 이동이 방지될 수 있다는 이점을 제공한다. 상기 플로어 처리 기기의 가능한 한 가장 정확한 위치 표시(localization) 및 상기 목표 영역의 목표 접근을 포함하며, 상기 목표 영역으로부터 출발하여, 상기 도킹 위치가 접근되는, 부분 계획 이동 전략이 사용된다. 이를 위해 상기 플로어 처리 기기에 요구되는 수신 장치 및 상기 베이스 스테이션의 방출 장치는 구조적으로 간단한 방식으로 구성될 수 있다. 이는 상기 플로어 처리 기기 및 상기 베이스 스테이션의 경제적인 생산을 가능하게 한다. 상기 제어부에 의해 제공될 산출 노력은 낮게 유지될 수 있다.
예를 들어, 발광 다이오드, 특히, 적외선 다이오드는 방출 소자로서 사용된다. 각각의 발광 다이오드는, 예를 들어, 원뿔형 신호 영역에 빛을 방출하며, 여기서 적어도 두 개의 발광 다이오드의 신호 영역은 부분적으로 중복한다.
상이한 유형의 방출 소자로서, 초음파 이미터(emitter)가 사용될 수 있다.
상이한 신호 특성을 기반으로, 도킹 신호는 서로 구별될 수 있다. 예를 들어, 상기 도킹 신호는 사용된 파장이 다르며 그리고/또는 상기 도킹 신호는 상이한 시간적 변조(temporal modulation)로 방출된다. 사용된 파장과 무관하게, 도킹 신호는 예를 들어, 다르게 펄싱되어(pulse) 방출될 수 있다. 상기 제어부는 수신된 펄스 연쇄(pulse sequence)를 기반으로 어떤 도킹 신호가 수신되었는지 판별할 수 있다.
펄싱된 도킹 신호의 사용은 배경 신호가 쉽게 인식되고 전체 신호로부터 분리되게 하여 신호 대 잡음 비를 향상시키기도 한다. 여기서 적외선 방사가 상기 도킹 신호에 사용되며, 태양광 및 원력 제어부와 같은 다른 적외선 소스가 배경 방사선으로서 고려될 수 있다.
상기 베이스 스테이션에 대한 상기 플로어 처리 기기의 현재 위치를 판별하기 위해, 상기 베이스 스테이션에 대하여 상기 플로어 처리 기기가 상정하는 각도뿐 아니라, 상기 베이스 스테이션으로부터 상기 플로어 처리 기기의 거리가 판별되는 경우에 유리할 수 있다. 상기 각도는, 특히, 상기 베이스 스테이션으로부터 상기 플로어 처리 기기까지의 가상의 연결선과, 상기 플로어 처리 기기가 정의된 도킹 방향으로 상기 도킹 위치를 향해 이동할 수 있는 상기 베이스 스테이션의 축 사이에서 측정된다. 상기 "도킹 방향"은 여기서 특히, 상기 플로어 처리 기기가 상기 도킹 방향을 따라서 곧장 앞으로 움직이는 이동에서 도킹할 수 있는 것으로 이해될 수 있다. 바람직하게는, 상기 베이스 스테이션과 상기 플로어 처리 기기의 협력하는 전기 접촉 소자가 서로 결합할 수 있도록 또는 상기 베이스 스테이션의 흡인 개구부가 상기 플로어 처리 기기의 먼지 배출 개구부와 정렬할 수 있도록, 상기 플로어 처리 기기는 상기 목표 영역으로부터 출발하여, 이상적으로는, 정의된 도킹 방향으로 상기 도킹 위치를 향하여 직선으로 이동되는 것이다.
방향 정보, 예를 들어, "곧장 앞으로 움직이는", "앞으로" 또는 "뒤로"는 여기서 상기 플로어 처리 기기가 보통 이동하는 상기 플로어 처리 기기의 종방향 또는 주요 이동 방향에 관련한 것으로서 이해되어야 한다.
상기 현재 위치의 판별 전에, 두 개 이상의 도킹 신호로부터 전체 신호의 신호 강도가 최대가 될 때까지 상기 플로어 처리 기기는 상기 베이스 스테이션에 대한 이 위치에서 회전하는 경우에 유익하다. 상기 플로어 처리 기기가 도킹 신호를 수신하는 경우, 수신된 전체 신호의 신호 강도가 최대 이도록, 상기 플로어 처리 기기는 바람직하게는, 회전에 의해 상기 베이스 스테이션에 관련한 이 장소에서 배향된다. 이는 실제로 상기 베이스 스테이션으로부터의 각도 및 거리 산출의 정확도에 유익한 것으로 증명되었다. 추가로, 이는, 예를 들어, 상기 플로어 처리 기기에서 전방향(omnidirectional) 수신 장치가 아껴지고 상기 플로어 처리 기기상에 상대적으로 경제적인 지향성 수신 장치가 충분하게 한다.
"신호 강도"는 여기서 상기 수신 장치에 의해 수신되는 도킹 신호 또는 두 개 이상의 도킹 신호로 구성된 전체 신호의 강도의 척도로 간주한다. 여기서 상기 신호 강도는 물리적 단위로 인용할 만하며(예를 들어, SI 단위), 특히, 광검출기의 초당 계수율 또는 상기 수신 장치의 아날로그-디지털 변환기 연결 다운스트림의 전압 값과 같은, 임의 단위의 신호 강도일 수 있다.
상기 각도를 판별하는 정확도가 기설정된 또는 기설정 가능한 허용오차 범위를 벗어나는지를 상기 제어부가 확인하고, 만약 그렇다면, 상기 현재 위치가 판별되기 전에 상기 허용오차 범위 내에서 상기 각도의 판별 정확도가 가능하도록, 상기 플로어 처리 기기는 적어도 하나의 도킹 신호의 신호 강도가 증가하게 이동되는 것이 유리하다. 이는 더욱 정확한 위치 판별을 가능하게 한다. 상기 각도를 판별하기 위한 예상 정확도가 너무 낮다고 상기 플로어 처리 기기가 판단하는 경우, 상기 플로어 처리 기기는 플로어 표면상에서 이동하여 적어도 하나의 도킹 신호의 신호 강도가 증가하는지를 확인한다. 이러한 과정은 반복적으로 실행될 수도 있다. 상기 각도의 판별을 위한 예상 정확도가 충분히 크면, 상기 플로어 처리 기기의 현재 위치가 판별될 수 있다.
상기 베이스 스테이션에 대한 상기 플로어 처리 기기의 각도는, 두 개 이상의 도킹 신호로부터 신호 강도들의 비 및/또는 상기 두 개 이상의 도킹 신호로부터 전체 신호의 신호 강도에 대한 한 도킹 신호의 신호 강도의 비가 산출된다는 점에서 판별되며, 저장된 비-각도 관계를 기반으로 상기 제어부에 의해 판별되는 경우에 유익한 것으로 증명된다. 상기 산출된 비는 상기 비-각도 관계를 고려하여 상기 각도를 판별하는데 사용될 수 있다. 상기 비-각도 관계는, 예를 들어, 상기 제어부에 저장된 보정 곡선(calibration curve) 또는 보정 함수(calibration function)이다.
적어도 하나의 도킹 신호의 신호 강도 및/또는 상기 두 개 이상의 도킹 신호로부터 전체 신호의 신호 강도가, 저장된 신호 강도-거리 관계와의 비교를 통해 판별된다는 점에서 상기 베이스 스테이션으로부터 상기 플로어 처리 기기의 거리가 판별되는 경우, 유리할 수 있다. 상기 신호 강도-거리 관계는, 예를 들어, 상기 제어부에 저장되는 보정 함수 또는 보정 곡선이며, 상기 보정 함수 또는 보정 곡선을 기반으로, 상기 거리가 상기 판별된 신호 강도와의 비교에 의해 산출될 수 있다.
여기서, 바람직하게는, 각각의 신호 영역에서 도킹 신호의 신호 강도는 상기 플로어 처리 기기가 상기 방출 소자에 대하여 상정하는 각위치에 따라 좌우되는 것이 고려된다. 바람직하게는, 상기 베이스 스테이션에 대하여 상기 플로어 처리 기기에 의해 상정된 각도는, 신호 강도-각위치 관계를 이용하여, 상기 신호 강도-거리 관계와의 비교의 기저가 되는 보상 신호 강도를 산출하도록 고려된다. 상기 신호 강도-각위치 관계는 신호 영역 내에서 상기 도킹 신호의 신호 강도를 위해 상이한 크기를 가지는 방출 소자의 방출 특성을 고려한다. 상기 제어부에 저장될 수 있는 해당 보정 함수 또는 보정 곡선을 기반으로, 보상 신호 강도가 산출될 수 있으며, 상기 신호 강도-거리 관계에 의해 상기 보상 신호 강도를 기반으로, 상기 베이스 스테이션으로부터 상기 플로어 처리 기기의 거리가 산출된다.
상기 플로어 처리 기기는 상기 현재 위치로부터 상기 목표 영역으로 직선으로 이동할 수 있으며, 여기서, 필요한 경우, 상기 종방향이 상기 현재 위치로부터 상기 목표 영역까지의 연결선과 정렬하도록 회전이 이루어지며, 상기 회전은 바람직하게는, 상기 종방향과 상기 연결선 사이의 두 개의 각도 중에서 작은 각도로 일어난다. 이에 따라서, 상기 플로어 처리 기기의 상기 종방향이 상기 연결선과 어떻게 더 빠르게 정렬되는지에 따라, 상기 플로어 처리 기기는 상기 현재 위치로부터 상기 목표 영역으로 곧장 앞으로 움직이거나 곧장 뒤로 움직여 이동될 수 있다.
상기 목표 영역에서, 상기 플로어 처리 기기는 바람직하게는, 상기 베이스 스테이션을 향해 배향된다.
상기 플로어 처리 기기의 "배향"은 여기서 특히, 상기 플로어 처리 기기의 종방향이 상기 특징적 목표 영역 또는 상기 베이스 스테이션과 같은 목표대상의 방향으로 향하도록 상기 장소(spot)에서 회전된다는 점으로 이해될 수 있다.
바람직하게는, 상기 목표 영역으로부터 상기 도킹 위치로의 상기 플로어 처리 기기의 이동 방향은 상기 도킹 신호의 신호 강도에 따라 제어된다. 예를 들어, 상기 이동 방향은 상기 도킹 신호들의 신호 강도의 비 및/또는 전체 신호에 대한 한 도킹 신호의 신호 강도의 비에 따라서 제어된다. 상기 플로어 처리 기기에, 상기 신호 강도 또는 그의 비가 기설정된 값을 가지는 경우 상기 베이스 스테이션이 상기 목표 영역으로부터 바르게 접근된다는 것이 저장될 수 있다. 상기 저장 값과 상기 신호 강도의 측정값을 비교함을 통해, 상기 이동 방향이 올바른지를 상기 제어부에 의해 확인할 수 있다. 이탈하는 경우, 이동 경로 정정이 착수될 수 있다. 이상적으로, 상기 플로어 처리 기기는 이동 방향 정정을 정정하지 않고, 상기 목표 영역으로부터 출발하여 상기 도킹 위치로 곧장 앞으로 이동한다. 상기 목표 영역으로부터 상기 도킹 위치로의 이동에서, 제어가 주기적으로 발생한다. 예를 들어, 상기 제어부로부터 도킹 신호는 초 주기 또는 1000분의 1초(millisecond) 주기로 평가된다.
상기 방법의 마지막으로 언급되는 예시적인 실시형태는 바람직하게는, 상기 현재 위치가 상기 목표 영역에 놓인다고 판별되는 경우에 실행되며, 이 경우에 상기 현재 위치로부터 상기 도킹 위치로, 바로(directly), 이동이 일어난다. 이전에 수행된 방법들로부터 벗어나, 상기 현재 위치가 상기 목표 위치와 일치하거나 또는 대략 일치하는 경우, 상기 이동 경로의 제어로 상기 현재 위치로부터 상기 도킹 위치까지 바로(directly), 이동이 발생할 수 있다. 상기 현재 위치로부터 상기 목표 영역까지의 이동 경로의 산출을 피할 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 플로어 처리 기기가 상기 목표 영역으로부터 출발하여 상기 도킹 위치으로 곧장 앞으로 움직여 이동할 수 있도록, 상기 목표 영역이 상기 베이스 스테이션에 대하여 위치하는 경우에 유리할 수 있다. 이상적으로, 상기 플로어 처리 기기는 정의된 도킹 방향을 따라서 상기 도킹 위치로 곧장 이동한다.
물론, 상기 목표 영역에서, 위치 제어를 위해, 상기 베이스 스테이션에 대한 상기 플로어 처리 기기의 현재 위치는 다시금 판별될 수 있다. 이는 전술한 바와 같이, 예를 들어, 상기 각도와 거리의 판별과 함께 일어난다.
상기 목표 영역이 상기 베이스 스테이션에 의해 정의된 축 상에 놓이는 경우 및 상기 도킹 방향이 상기 축을 따라서 연장하는 경우에 유리할 수 있다. 상기 축은 특히, 상기 베이스 스테이션에 의해 정의되는 도킹 면에 수직이게 배향되며, 상기 도킹 면에 수직이게 배향되고, 플로어 표면과의 상기 베이스 스테이션의 접촉하는 면에 수직이게 배향되는 평면에 포함된다. 상기 도킹 면에는, 예를 들어, 상기 플로어 처리 기기의 접촉 소자가 협력할 수 있는 상기 베이스 스테이션의 전기 접촉 소자가 배치된다.
상기 플로어 처리 기기와 상기 베이스 스테이션 사이의 상기 각도 정의에 따라서, 상기 축은 상기 플로어 처리 기기의 0°위치에 해당할 수 있다. 상기 플로어 처리 기기는 상기 축을 따라서, 바람직하게는, 상기 도킹 위치로 곧장 앞으로 움직여 이동한다.
바람직하게는, 상기 플로어 처리 기기의 현재 위치와 무관하게 동일한 목표 영역이 선택되고 접근된다. 예를 들어, 제조자에 의해, 상기 목표 영역으로부터 출발하여 상기 도킹 위치가 확실히 도달 가능함을 보장할 수 있다.
바람직하게는, 상기 두 개 이상의 방출 소자 및 그들에 의해 커버 되는 신호 영역은 각각, 상기 베이스 스테이션에서 상기 축 또는 상술한 평면에 대하여 서로 대칭적으로 위치하거나 배향된다. 이에 의해, 상기 축을 따른 이동 동안에, 상기 플로어 처리 기기의 이동 방향을 상기 도킹 위치로 제어하는데 사용될 수 있는 두 개 이상의 방출 소자로부터의 도킹 신호가 수신될 수 있다.
상기 두 개 이상의 방출 소자의 상기 도킹 신호는 바람직하게는 동일하게 강하거나 또는 대체로 동일하게 강하다.
예를 들어, 적어도 두 개의 방출 소자에 의해 커버 되는 상기 신호 영역이 각각, 상기 축 또는 상술한 면과 교차하는 경우에 유리할 수 있다. 상기 축으로부터 이탈하는 경우에, 상기 플로어 처리 기기는 상기 두 개 이상의 방출 소자들의 도킹 신호에서 변화를 검출할 수 있으며, 필요한 경우, 상기 이동 방향에 대해 정정을 수행할 수 있다.
도킹 신호가 수신될 때까지 처리할 플로어 표면의 맵을 기반으로 상기 플로어 처리 기기는 탐색을 실행할 수 있다. 상기 플로어 처리 기기가 도킹 신호를 수신하는 경우, 상기 도킹 위치는 상술한 방법들 중의 하나를 사용하여 접근될 수 있다.
예를 들어, 플로어 청소 기기는 흡인 로봇 또는 스위핑-흡인 로봇과 같은, 상기 플로어 처리 기기로서 사용될 수 있다.
상기 플로어 처리 기기의 적어도 하나의 배터리가 충전될 수 있는 충전소가 상기 베이스 스테이션으로서 사용될 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 상기 플로어 처리 기기의 집진 용기 밖으로 먼지가 흡출될 수 있게 하는 흡인소(suction station)가 상기 베이스 스테이션으로서 사용될 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 상기 베이스 스테이션은, 플로어 표면을 적시기 위한 물과 같은, 동작 물질이 상기 플로어 처리 기기에서 보충될 수 있는 재충진소(refilling station)일 수 있다.
상기 도입부에 전술한 상기 목적은, 상기 제어부에 의해, 상기 베이스 스테이션에 대한 상기 플로어 처리 기기의 현재 위치가 상이한 신호 특성을 고려하여 산출될 수 있으며, 상기 플로어 처리 시스템의 현재 위치로부터 상기 베이스 스테이션에 대하여 기설정된 또는 기설정 가능한 상대 위치 내의 특징적 목표 영역까지의 상기 플로어 처리 기기의 이동 경로가 판별될 수 있으며, 상기 플로어 처리 기기는 상기 특징적 목표 영역으로 이동할 수 있으며, 상기 특징적 목표 영역으로부터 출발하여 상기 플로어 처리 기기는 상기 베이스 스테이션에서의 도킹 위치로 이동할 수 있다는 점에서 이런 유형의 플로어 처리 시스템을 사용하여, 본 발명에 따라서 달성된다.
본 발명에 따른 상기 방법의 기재에 이미 언급된 이점들은 상기 플로어 처리 시스템을 이용하여 달성될 수도 있다. 반복을 피하기 위해서, 상기 기재가 참조된다.
대응 방식으로, 본 발명에 따른 상기 방법의 유익한, 예시적인 실시형태의 기재와 관련하여 이미 앞서 언급된 이점들은 본 발명에 따른 상기 플로어 처리 시스템의 유리한 실시형태들로 달성될 수 있다.
상기 방출 소자는 바람직하게는, 발광 다이오드이며, 특히, 적외선 다이오드이다.
예를 들어, 다르게 펄스 동작하는 동일한 발광 다이오드가 사용되어, 방출되는 도킹 신호는 상이한 시간적 변조를 가진다.
상기 발광 다이오드는 예를 들어, 약 30° 내지 약 40°의 반치폭(반피크 확산:half-peak spread)을 가지는 광원뿔을 방출한다.
유리하게는, 상기 도킹 신호는 사용된 파장이 상이하며 그리고/또는 상기 도킹 신호는 상이한 시간적 변조로 방출할 수 있다.
상기 베이스 스테이션에 대한 상기 플로어 처리 기기의 현재 위치를 판별하기 위해, 상기 베이스 스테이션에 대하여 상기 플로어 처리 기기가 상정하는 각도뿐 아니라, 상기 베이스 스테이션으로부터 상기 플로어 처리 기기의 거리가 판별되는 경우에 유리할 수 있다고 증명된다. 상기 각도는, 특히, 상기 베이스 스테이션으로부터 상기 플로어 처리 기기까지의 가상의 연결선과, 상기 베이스 스테이션의 축 사이에서 측정되며, 상기 베이스 스테이션의 축을 통해 상기 플로어 처리 기기가 정의된 도킹 방향으로 상기 도킹 위치를 향해 이동할 수 있다.
상기 현재 위치의 판별 전에, 두 개 이상의 도킹 신호로부터 전체 신호의 신호 강도가 최대가 되도록, 상기 플로어 처리 기기는 상기 베이스 스테이션에 대한 이 위치에서 회전가능한 경우가 이롭다.
상기 각도를 판별하는 정확도가 기설정된 또는 기설정 가능한 허용오차 범위를 벗어나는지를 상기 제어부가 확인하고, 만약 그렇다면, 상기 현재 위치가 판별되기 전에 상기 허용오차 범위 내에서 상기 각도의 판별 정확도가 가능하도록, 상기 플로어 처리 기기는 적어도 하나의 도킹 신호의 신호 강도가 증가하게 이동될 수 있다.
바람직하게는, 상기 베이스 스테이션에 대한 상기 플로어 처리 기기의 각도는, 두 개 이상의 도킹 신호로부터 신호 강도들의 비 및/또는 상기 두 개 이상의 도킹 신호로부터 전체 신호의 신호 강도에 대한 한 도킹 신호의 신호 강도의 비가 산출된다는 점에서 판별 가능하며, 저장된 비-각도 관계를 기반으로 상기 제어부에 의해 판별될 수 있다.
상기 베이스 스테이션으로부터 상기 플로어 처리 기기의 거리는, 적어도 하나의 도킹 신호의 신호 강도 및/또는 상기 두 개 이상의 도킹 신호로부터 전체 신호의 신호 강도가, 저장된 신호 강도-거리 관계와의 비교를 통해 판별 가능하다는 점에서 유리하게 판별될 수 있다,
여기서, 각각의 신호 영역에서 도킹 신호의 신호 강도는 상기 플로어 처리 기기가 상기 방출 소자에 대하여 상정하는 각위치에 따라 좌우된다는 것이 고려될 수 있을 경우에 유리하며, 상기 베이스 스테이션에 대하여 상기 플로어 처리 기기에 의해 상정된 각도가, 신호 강도-각위치 관계를 이용하여, 상기 신호 강도-거리 관계와의 비교의 기저가 되는 보상 신호 강도를 산출하도록 고려되는 경우에 유리하다.
상기 플로어 처리 기기는 상기 현재 위치로부터 상기 목표 영역으로 직선으로 이동할 수 있으며, 여기서, 필요한 경우, 상기 종방향이 상기 현재 위치로부터 상기 목표 영역까지의 연결선과 정렬하도록 상기 플로어 청소 기기는 미리 회전되고, 상기 회전은 바람직하게는, 상기 종방향과 상기 연결선 사이의 두 개의 각도 중에서 작은 각도로 일어난다.
상기 목표 영역에서, 상기 플로어 처리 기기는 바람직하게는, 상기 베이스 스테이션에 대하여 배항될 수 있다. 예를 들어, 상기 플로어 청소 기기는 상기 두 개 이상의 도킹 신호로부터 전체 신호의 신호 강도가 최대 이도록 회전될 수 있다.
유리하게는, 상기 베이스 스테이션에 대한 상기 목표 영역에서 상기 플로어 처리 기기의 위치는, 예를 들어, 상기 베이스 스테이션에 대한 상기 플로어 처리 기기의 각도 및 거리를 판별함에 확인할 수 있다.
바람직하게는, 상기 목표 영역으로부터 상기 도킹 위치를 향하는 상기 플로어 처리 기기의 이동 방향은 상기 도킹 신호들의 신호 강도에 따라 제어될 수 있다.
상기 플로어 처리 시스템은, 상기 현재 위치가 상기 목표 영역에 놓이는 경우 실행될 수 있는 것이 이로우며, 이런 경우에 상기 현재 위치로부터 상기 도킹 위치로, 바로(directly), 이동이 일어날 수 있다.
이롭게는, 상기 플로어 처리 기기가 상기 목표 영역으로부터 출발하여 상기 도킹 위치으로 곧장 앞으로 움직여 이동할 수 있도록, 상기 목표 영역이 상기 베이스 스테이션에 대하여 위치한다.
유리하게는, 상기 목표 영역이 상기 베이스 스테이션에 의해 정의된 축 상에 놓이며, 상기 도킹 방향은 바람직하게는, 상기 축을 따라서 연장한다.
바람직하게는, 상기 플로어 처리 기기의 현재 위치와 무관하게 동일한 목표 영역이 선택될 수 있고 접근될 수 있다.
바람직하게는, 상기 두 개 이상의 방출 소자 및 그들에 의해 커버 되는 신호 영역은 각각, 상기 베이스 스테이션에서 상기 축 또는 상술한 평면에 대하여 서로 대칭적으로 위치하거나 배향된다.
적어도 두 개의 방출 소자에 의해 커버 되는 상기 신호 영역이 상기 축 또는 상술한 면과 교차할 수 있다.
상기 플로어 처리 시스템의 유리한 실시형태에서, 상기 플로어 처리 기기는 플로어 청소 기기이다.
상기 베이스 스테이션이 충전소 및/또는 흡인소 및/또는 재충진소인 경우에 유리한 것이 증명된다.
본 발명의 이로운 실시형태들에 대한 다음 기재는, 도면과 함께, 본 발명의 더욱 상세한 설명을 제공한다.
도면과 함께, 다음 기재는 본 발명의 더 상세한 설명을 제공하며, 상기 도면에서,
도 1은 베이스 스테이션과 플로어 청소 기기 형태의 플로어 처리 기기를 구비한 플로어 청소 시스템으로서 구성된, 본 발명에 따른 플로어 처리 시스템의 사시도이며;
도 2는 도 1의 상기 플로어 청소 기기의 사시도이며;
도 3은 도 1의 상기 플로어 청소 기기의 간소화된, 개략적인 블록 회로도이며;
도 4는 상기 플로어 청소 기기를 상기 베이스 스테이션으로 도킹하는 것을 도시하기 위한, 도 1의 상기 플로어 청소 시스템의 개략도이며;
도 5는 플로어 청소 시스템으로서 구성된, 플로어 처리 시스템의 제2 바람직한 실시형태를 나타내는 사시도이다.
도 1은 베이스 스테이션과 플로어 청소 기기 형태의 플로어 처리 기기를 구비한 플로어 청소 시스템으로서 구성된, 본 발명에 따른 플로어 처리 시스템의 사시도이며;
도 2는 도 1의 상기 플로어 청소 기기의 사시도이며;
도 3은 도 1의 상기 플로어 청소 기기의 간소화된, 개략적인 블록 회로도이며;
도 4는 상기 플로어 청소 기기를 상기 베이스 스테이션으로 도킹하는 것을 도시하기 위한, 도 1의 상기 플로어 청소 시스템의 개략도이며;
도 5는 플로어 청소 시스템으로서 구성된, 플로어 처리 시스템의 제2 바람직한 실시형태를 나타내는 사시도이다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한, 본 발명에 따른 플로어 처리 시스템의 제1 바람직한 실시형태를 나타내는 사시도이다. 상기 플로어 처리 시스템은 플로어 청소 시스템(10)으로서 구성되며, 베이스 스테이션(12)과 플로어 청소 기기(14)로서 구성된 플로어 처리 기기를 포함한다. 상기 플로어 청소 기기(14)는 자기 추진형 및 자기 스티어링형으로서 구성되며, 플로어 표면을 자율적 청소를 가능하게 한다.
상기 플로어 청소 기기(14)는 상기 플로어 표면상에서 이동할 수 있도록, 그 위에 보유되는 언더캐리지(18)를 가지는 하우징(16)을 포함한다. 일반적으로, 상기 플로어 청소 기기(14)는 그의 종방향(20)을 따라서 이동하며, 따라서 주요 이동 방향은 상기 종방향(20)으로 연장한다. 상기 언더캐리지(18)는 제어부(24)에 의해 제어되는 모터(22)에 의해 구동된다. 상기 언더캐리지(18)의 에너지는 적어도 하나의 충전용 배터리(26)에 의해 제공된다.
상기 배터리(26)는 상기 플로어 청소 기기(14)의 전방측(30)에서 상기 종방향(20)으로 배치된 두 개의 접촉 소자(28)와 전기적으로 접촉한다. 상기 배터리(26)는 전기 에너지를 상기 접촉 소자(28)에 인가함에 의해 충전될 수 있다.
상기 플로어 표면을 청소하기 위해, 상기 플로어 청소 기기(14)는 적어도 하나의 청소 유닛(32)을 포함한다. 여기서, 청소 유닛(32)으로서, 상기 종방향(20)에 가로질러 회전 가능한 스위핑 브러쉬(미도시)가 상기 플로어 표면으로부터 먼지를 쓸기위해 제공된다. 상기 청소 유닛(32)은 상기 플로어 표면으로부터 먼지를 집진 용기로 흡인하기 위해, 흡인 유닛(미도시)을 더 포함한다.
상기 플로어 청소 기기(14)는 상기 제어부(24)에 결합된 수신 장치(36)를 더 포함한다. 상기 수신 장치(36)는 상기 전방측(30)에 배치된다. 예를 들어, 상기 수신 장치(36)는 상기 접촉 소자(28) 상부에, 특히, 상기 플로어 청소 기기(14)의 세로 중심면에 위치한다.
상기 수신 장치(36)로, 전자기 방사, 특히, 적외선 방사가 검출될 수 있다. 베이스 스테이션(12)(이는 하기에 고려된다.)에 의해 방출된 도킹 신호는 상기 수신 장치(36)에 의해 수신되고 상기 제어부(24)에 의해 분석될 수 있다. 분석 결과에 기반하여, 상기 제어부(24)는 상기 플로어 청소 기기(14)를 이동시키기 위해, 특히, 상기 플로어 청소 기기(14)가 베이스 스테이션(12)에서 도킹 위치로 이동되도록, 상기 모터(22)를 제어할 수 있다.
본 경우에서, 상기 베이스 스테이션(12)은 상기 적어도 하나의 배터리(26)를 충전시키기 위한 충전소이다. 이러한 목적을 위해, 상기 베이스 스테이션(12)은, 전방측에, 상기 접촉 소자(28)에 결합할 수 있는 두 개의 전기 접촉 소자(38)를 가진다. 전기 에너지가 상기 접촉 소자(38)에 인가되며, 여기서 상기 베이스 스테이션(12)은, 예를 들어, 연결 케이블(40)에 의해 에너지 공급망에 연결된다.
상기 베이스 스테이션(12)은 축(42)을 정의한다. 상기 축(42)은 상기 베이스 스테이션(12)에 의해 정의된 도킹 면(44)에 수직이게 배향된다. 상기 도킹 면(44)은 상기 접촉 소자(38)의 위치에 의해 정의된다. 상기 플로어 청소 기기(14)는 바람직하게는, 도킹 방향(46)을 따라서 상기 베이스 스테이션(12)의 도킹 위치로 이동된다. 상기 도킹 방향(4)은 상기 축(42)을 따라서 연장하여 상기 베이스 스테이션(12)으로 향한다. 상기 플로어 청소 기기(14)의 도킹 위치에서, 상기 배터리(26)가 충전될 수 있도록 상기 접촉 소자(28)는 상기 접촉 소자(38)에 결합한다.
구조적으로 간단한 구성을 고려해볼 때에, 상기 플로어 청소 기기(14)가 상기 도킹 위치로 확실히 이동할 수 있도록, 상기 베이스 스테이션(12)은 복수의 방출 소자(50)를 구비한 방출 장치(48)를 포함한다. 본 경우에, 발광 다이오드 형태의 두 개의 방출 소자(50)가 제공되며, 구체적으로는, 적외선(IR) 다이오드(52)이다. 더 많은 방출 소자(50)가 제공될 수 있으며, 상기 방출 소자는 바람직하게는 동일하게 구성된다. 상기 IR 다이오드(52)는 상기 베이스 스테이션(12) 상에 상기 축(42)에 대하여 서로 대칭적으로 배치된다. 이러한 경우, 상기 IR 다이오드(52)는 상기 축(42)을 포함한 면(plane)에 대하여 대칭적으로 배치되며, 상기 면(특히, 상기 베이스 스테이션(12)의 중간 면)은 상기 도킹 면과, 상기 플로어 표면과의 상기 베이스 스테이션(12)의 접촉하는 면에 수직이게 배향되는 것을 의미한다.
상기 IR 다이오드(52)는 상기 접촉 소자(38) 상부에서 상기 플로어 표면으로부터 거리를 두고 위치하며, 상기 거리는 상기 플로어 표면으로부터 상기 수신 장치(36)의 거리와 동일하거나 대략 동일하다.
상기 IR 다이오드(52)는 전술한 도킹 신호를 방출한다. 상기 도킹 신호는 바람직하게는, 동일하게 강력하며 상기 IR 다이오드(52)에 의해 커버된 신호 영역(54,56)에서 방출된다. 상기 신호 영역(54,56)은 약 10° 내지 약 20°, 예를 들어, 약 17°의 반치폭을 가진 원뿔형이다. 도 4에서 대응하는 각각의 경계(58)는 상기 신호 영역(54,56)의 상기 반치폭을 상징한다. 상기 IR 다이오드(52)는, 상기 신호 영역(54,56)이 상기 축(42)(즉, 전술한 면)에 대하여 대칭적으로 배향되어 각각이 상기 축(42)과 교차하도록, 상기 베이스 스테이션(12)에 배향된다. 상기 축(42)을 따라서, 상기 도킹 신호는 유리하게는, 동일하게 강하다.
상기 IR 다이오드(52)의 도킹 신호는 상이한 신호 특성이 있다. 특히, 상기 도킹 신호는 시간상으로 다르게 변조될 수 있다. 예를 들어, 한 IR 다이오드(52)의 도킹 신호는 정의된 온-오프 순서로 시간적으로 변조되어 방출된다. 다른 각각의 IR 다이오드의 도킹 신호는 상이한 유형의 시간적 변조로, 예를 들어, 상이한 온-오프 순서로 방출된다. 두 개 이상의 방출 소자의 존재를 고려해볼 때에, 상기 방출 소자는 쌍쌍이, 신호 특성이 다른 도킹 신호를 방출한다.
상기 수신 장치(36)는 도킹 신호를 수신하며, 여기서 개별적인 도킹 신호의 중복으로부터 결과한 전체 신호가 수신된다. 상기 제어부(24)는 서로 다른 도킹 신호의 신호 기여를 식별할 수 있다. 이러한 목적으로 상기 도킹 신호의 신호 특성이 저장된다. 이로써, 상기 제어부는 전체 신호 중의 어떤 신호 기여가 IR 다이오드(52) 중의 어떤 것으로부터 유래하였는지를 판별할 수 있다.
특히, 도 4를 참조하여, 어떻게 상기 플로어 청소 기기가 배터리(26)를 충전시키기 위한 도킹 위치로 이동될 수 있는지를 기술할 것이다.
상기 플로어 청소 기기(14)가 플로어 표면상에서 이동하여 상기 수신 장치를 이용하여 상기 IR 다이오드(52)의 도킹 신호를 수신한다. 바람직하게는, 상기 플로어 청소 기기(14)는 현재 위치(60)에서 정지한다. 상기 플로어 청소 기기(14)는 도킹 신호의 신호강도가 최대가 될 때까지 상기 베이스 스테이션(12)에 상대적인 현재 위치(60)에서 회전하는 것이 바람직할 수 있다. 상기 경우, 상기 플로어 청소 기기는 상기 베이스 스테이션에 관련하여 정렬된다. 즉, 상기 종방향(20)은 상기 베이스 스테이션(12)의 중간 부분을 향하여 배향된다. 이어서, 상기 제어부는 상기 도킹 신호의 상이한 신호 특성을 고려하여 상기 베이스 스테이션(12)에 대한 현재 위치(60)를 산출한다. 상기 플로어 청소 기기(14)가 상기 축(42)에 대하여 상정하는 각도(62)가 여기서 판별된다. 상술한 바와 같이, 상기 축(42)에 대한 언급은 상기 베이스 스테이션(12)의 중간면에 대한 언급으로서 작용한다..
상기 각도(62) 외에도, 상기 베이스 스테이션(12)으로부터 상기 플로어 청소 기기(14)의 거리(64)가 산출된다.
상기 각도(62)의 산출에서, 예를 들어, 상기 도킹 신호의 신호 강도 비 및/또는 전체 신호의 신호 강도에 대한 한 도킹 신호의 신호 강도의 비가 판별될 수 있다. 각각의 비는 상기 제어부(24)에 저장된 비-각도 관계와 비교될 수 있다. 이러한 관계는, 예를 들어, 상기 각도(62)가 판별될 수 있는 보정 함수 또는 보정 곡선이다.
특히, 적어도 하나의 도킹 신호의 신호 강도 및/또는 전체 신호의 신호 강도는, 저장된 신호 강도-거리 관계와 비교되므로, 상기 거리(64)가 판별될 수 있다. 상기 관계는 보정 함수 또는 보정 곡선으로서 상기 제어부(24)에 저장될 수 있다.
상기 거리(64)의 산출에서, 도킹 신호의 신호 강도가 공간적으로 균일하지 않다는 점이 특히 고려될 수 있다. 예를 들어, 상기 신호 강도는 각각의 IR 다이오드(52)에 대한 상기 플로어 청소 기기(14)의 각위치(angular position)에 따라 좌우된다. 상기 도킹 신호의 공간 종속성은 신호 강도-각위치 관계로 상기 제어부(24)에 저장될 수 있다. 미리 검출된 각도(62)는, 상기 신호 강도-각도 관계를 이용하여, 차례로 상기 신호 강도-거리 관계와의 비교의 기저가 될 수 있는 보상 신호 강도에 대하여 도킹 신호의 신호 강도를 산출하도록 사용될 수 있다. 따라서, 상기 거리(64)는 더욱 정확하게 산출될 수 있다.
상기 현재 위치(60)의 산출 후에, 상기 제어부(24)는 처음으로 특징적 목표 영역(66)으로의 이동 경로를 결정할 수 있다. 상기 목표 영역(66)은 상기 축(42)에 위치하며, 상기 현재 위치(60)가 어디인지와 무관하게 접근된다. 상기 목표 영역은 지점(point)의 의미에서 협소하게 경계된 영역일 수 있다. 본 경우에서, 상기 목표 영역(66)은 공간 범위, 예를 들어, 약 5 cm 내지 10 cm의 반경을 가질 수 있다. 여기서, 상기 목표 영역(66)은 상기 베이스 스테이션(12)으로부터 약 30 cm 내지 100 cm, 바람직하게는, 약 50 cm 내지 70 cm 이격된다.
상기 목표 영역(66)은 상기 현재 위치(60)로부터 곧장 앞으로 움직여 접근된다. 이러한 목적으로, 상기 플로어 청소 기기(14)는 상기 종방향(20)이 상기 현재 위치(60)로부터 상기 목표 영역(66)으로의 가상의 연결선(68)과 정렬할 때까지 상기 현재 위치(60)에서 회전된다. 상기 회전은 바람직하게는, 상기 종방향(20)과 상기 연결선(68)에 의해 둘러싸이는 각도들 중의 작은 각도로 일어난다. 상기 현재 위치(60)에 따라서, 이로써 상기 플로어 청소 기기(14)는 상기 현재 위치(60)로부터 상기 목표 영역(66)으로 곧장 앞으로 움직이거나 곧장 뒤로 움직여 이동한다.
상기 목표 영역(66)에서, 상기 플로어 청소 기기(14)는 상기 베이스 스테이션(12)에 대하여 스스로 다시 정렬한다. 이는 도킹 신호의 분석에 의해 발생할 수 있다. 예를 들어, 상기 플로어 청소 기기(14)는 도킹 신호의 신호 강도가 최대가 되도록 회전된다. 추가로 또는 대안적으로, 순전히, 판별된 이동 경로에 의해, 상기 플로어 청소 기기(14)가 바르게 정렬되도록 상기 모터(22)가 제어될 수 있다.
상기 특징적 목표 영역(66)에 기반하여, 상기 플로어 청소 기기(14)는 도킹 방향(46)을 따라서 곧장 앞으로 가서 도킹 위치로 이상적으로 이동한다.
상기 목표 영역(66)으로부터 출발하여, 상기 도킹 위치를 향하는 상기 플로어 청소 기기(14)의 이동 방향은 상기 도킹 신호에 따라서 제어된다. 예를 들어, 상기 도킹 신호들의 신호 강도의 비 및/또는 전체 신호에 대한 도킹 신호의 비는 상기 제어부(24)에 의해 평가된다. 결과는 상기 제어부에 저장된 값과 비교될 수 있다. 이러한 값들에 기반하여, 상기 제어부(24)는 상기 플로어 청소 기기가 상기 도킹 방향(26)으로 이동중인지 여부를 확인할 수 있다. 의도된 이동 방향으로부터 이탈하는 경우, 상기 플로어 청소 기기(14)가 최종적으로 상기 베이스 스테이션(12)에 도달할 때까지 상기 이동 방향이 정정될 수 있다.
상기 이동 방향의 제어는 바람직하게는, 주기적으로, 예를 들어, 초 주기 또는 1000분의 1초 주기로 일어난다.
제어 동안에, 상기 베이스 스테이션(12)에 대한 상기 플로어 청소 기기(14)의 각도가 결정될 수 있으며, 필요한 경우, 결과에 따라서, 이동 방향의 정정이 이루어질 수도 있다.
그러나, 상기 현재 위치(60)의 판별 동안에, 상기 현재 위치(60)가 상기 목표 영역(66)에 놓여 있다고 판별되고, 그 다음으로 상기 플로어 청소 기기(14)의 이동 방향을 상술한 바와 같이 제어하는 경우, 상기 베이스 스테이션(12)은 바로 접근될 수 있다. 상기 현재 위치(60)로부터 상기 목표 영역(66)으로의 이동 경로의 판별 및 그에 대한 이동이 피하여 질 수 있다.
상술한 방법은, 상대적으로 적은 기기 경비, 및 간단한 설계를 가지는 상기 플로어 청소 시스템(10) 구성으로, 상기 플로어 청소 기기(14)가 상기 도킹 위치로 확실히 이동될 수 있음을 보장한다. 상기 간단한 설계의 구성으로 인해, 상기 플로어 청소 시스템(10)의 경제적인 제조가 보장될 수도 있다.
상기 현재 위치(60)를 판별하기 위한 상기 각도(62)의 산출 동안에, 상기 제어부(24)는 각도 판별의 정확도가 기설정된 또는 기설정 가능한 허용오차 범위 내에 있는지를 확인한다. 예를 들어, 상기 플로어 청소 기기(14)가 신호 영역(54,56) 밖에 위치한다면, 상기 정확도는 상기 허용오차 범위를 벗어날 수 있다. 상기 제어부(24)가 이를 판단하는 경우, 상기 플로어 청소 기기(14)는, 상기 각도(62)의 판별 정확도가 상기 허용오차 범위 내에 있도록 적어도 하나의 도킹 신호의 신호 강도가 증가할 때까지 약간 이동된다. 이는 특히, 상기 플로어 청소 기기(14)의 연속적인, 순차적 움직임에 의해 실행될 수 있다. 상기 각도(62)의 판별 정확도가 충분히 크다고 판별되는 경우, 상기 현재 위치(60)는 상술한 것으로서 판별될 수 있다.
또한, 상기 제어부(24)에, 청소할 공간의 맵이 저장될 수 있으며, 이를 기반으로, 상기 플로어 청소 기기(14)가 상기 청소할 공간에 스스로 위치할 수 있다. 상기 베이스 스테이션(12)의 위치는 상기 맵에 저장될 수 있다. 도킹 신호가 수신되지 않거나 도킹 신호가 오직 불충분하게 수신되는 경우에, 상기 플로어 청소 기기(14)는 초기에, 상기 맵을 기반으로, 도킹 신호가 수신될 때까지 상기 베이스 스테이션(12)의 근방에서 탐색할 것이다. 도킹 위치로 이동하기 위한 상술한 방법이 뒤이어 실행될 수 있다.
도 5는 플로어 청소 시스템(70)으로서 구성된, 본 발명에 따른 상기 방법을 실행하기 위한 본 발명에 따른 플로어 처리 시스템의 추가 바람직한 실시형태를 나타내는 사시도이다. 상기 플로어 청소 시스템(70)은 상기 플로어 청소 기기(14)와 베이스 스테이션(72)을 포함한다. 상기 플로어 청소 시스템(10,70)의 동일하거나 유사하게 작용하는 특징들에 대하여, 동일한 참조 부호가 사용된다. 전술한 이점들은 상기 플로어 청소 시스템(70)으로 달성될 수도 있다.
본 경우에, 상기 베이스 스테이션(72)은 충전소이거나 흡인소이다. 흡인 채널과 그의 흡인 개구부(76)에 부압을 인가하는 흡인 유닛(도면에 미도시)이 상기 베이스 스테이션(72)의 하우징(74)에 수용된다. 상기 플로어 청소 기기(14)의 도킹 위치에서, 집진 용기(34)(미도시)의 먼지 배출 개구부는 상기 흡인 개구부(76)와 정렬한다. 또한, 상술한 바와 같이, 상기 접촉 소자(38)는 상기 접촉 소자(28)와 결합한다. 상기 도킹 위치에서, 상기 배터리(26)가 충전될 뿐 아니라, 먼지가 상기 집진 용기(34)로부터 흡출될 수도 있다.
상기 베이스 스테이션(72)에서, 상기 IR 다이오드(52)는 상기 접촉 소자(38) 아래에 배치된다. 이는 상기 플로어 청소 기기(14)가 상기 도킹 위치로 이동하기 위하여 상기 베이스 스테이션(72)의 램프(ramp)(78) 상부에서 이동한 후에 상기 접촉 소자(38)가 플로어 표면으로부터 더 큰 거리를 가지기 때문이다. 상기 램프(78)는 상기 흡인 채널이, 상기 도킹 위치를 상정하는 상기 플로어 청소 기기(14) 아래에 배치되도록 제공된다. 이에 따라서, 상기 흡인 개구부(76)는 상기 램프(78)에 형성된다. 상기 IR 다이오드가 상기 수신 장치(36)와 실질적으로 동일한, 플로어 표면에 대한 거리를 가지도록, 상기 접촉 소자(38) 아래에 상기 IR 다이오드(52)를 위치시킨다.
그 외에는, 상기 베이스 스테이션(72)으로의 상기 플로어 청소 기기(14)의 도킹은 상기 플로어 청소 시스템(10)에서와 같이 발생한다. 반복을 피하기 위해서, 상술한 기재가 참조될 수 있다.
Claims (36)
- 자기 추진형(self-propelling) 및 자기 스티어링형(self-steering) 플로어 처리 기기를 베이스 스테이션으로 도킹하는 방법으로서, 각각의 공간 확장된 도킹 신호는 각각의 신호 영역에서 상기 베이스 스테이션의 두 개 이상의 방출 소자 각각에 의해 방출되고, 상기 신호 영역은 부분적으로 중복하고 상기 도킹 신호는 상이한 신호 특성을 가지며, 상기 도킹 신호는 상기 플로어 처리 기기의 수신 장치에 의해 수신되고 상기 플로어 처리 기기의 제어부에 분석되는, 상기 방법에 있어서,
상기 제어부에 의해, 상기 베이스 스테이션에 대한 상기 플로어 처리 기기의 현재 위치가 상기 상이한 신호 특성을 고려하여 산출되며, 상기 현재 위치로부터 상기 베이스 스테이션에 대하여 기설정된 또는 기설정 가능한 상대 위치 내의 특징적 목표 영역까지의 상기 플로어 처리 기기의 이동 경로가 판별되며, 상기 플로어 처리 기기는 상기 특징적 목표 영역으로 이동하며, 상기 특징적 목표 영역으로부터 출발하여 상기 플로어 처리 기기는 상기 베이스 스테이션에서의 도킹 위치로 이동되는 것을 특징으로 하는, 자기 추진형 및 자기 스티어링형 플로어 처리 기기를 베이스 스테이션으로 도킹하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 방출 소자로서, 발광 다이오드, 특히, 적외선 다이오드가 사용되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 도킹 신호는 사용된 파장이 다르며 그리고/또는 상기 도킹 신호는 상이한 시간적 변조(temporal modulation)로 방출되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스 스테이션에 대한 상기 플로어 처리 기기의 현재 위치를 판별하기 위해, 상기 베이스 스테이션에 대하여 상기 플로어 처리 기기가 상정하는 각도뿐 아니라, 상기 베이스 스테이션으로부터 상기 플로어 처리 기기의 거리가 판별되며, 상기 각도는 특히, 상기 베이스 스테이션으로부터 상기 플로어 처리 기기까지의 가상의 연결선과 상기 베이스 스테이션의 축 사이에서 측정되며, 상기 베이스 스테이션의 축을 따라서 상기 플로어 처리 기기가 정의된 도킹 방향으로 상기 도킹 위치를 향해 이동 가능한 것을 특징으로 하는 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 현재 위치의 판별 전에, 두 개 이상의 도킹 신호로부터 전체 신호의 신호 강도가 최대가 될 때까지 상기 플로어 처리 기기는 상기 베이스 스테이션에 대한 이 위치에서 회전되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 각도를 판별하는 정확도가 허용오차 범위를 벗어나는지를 상기 제어부가 확인하고, 만약 그렇다면, 상기 현재 위치가 판별되기 전에 상기 허용오차 범위 내에서 상기 각도의 판별 정확도가 가능하도록, 상기 플로어 처리 기기는 적어도 하나의 도킹 신호의 신호 강도가 증가하게 이동되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스 스테이션에 대한 상기 플로어 처리 기기의 각도는,
두 개 이상의 도킹 신호로부터 신호 강도들의 비 및/또는 상기 두 개 이상의 도킹 신호로부터 전체 신호의 신호 강도에 대한 한 도킹 신호의 신호 강도의 비가 산출된다는 점에서 판별되며, 저장된 비-각도 관계(stored ratio-angle relationship)를 기반으로 상기 제어부에 의해 판별되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 도킹 신호의 신호 강도 및/또는 상기 두 개 이상의 도킹 신호로부터 전체 신호의 신호 강도가 저장된 신호 강도-거리 관계(stored signal strength-distance relationship)와의 비교를 통해 판별된다는 점에서, 상기 베이스 스테이션으로부터 상기 플로어 처리 기기의 거리가 판별되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 8 항에 있어서,
각각의 신호 영역에서 도킹 신호의 신호 강도는 상기 플로어 처리 기기가 상기 방출 소자에 대하여 상정하는 각위치에 따라 좌우되는 것이 고려되며, 상기 베이스 스테이션에 대하여 상기 플로어 처리 기기에 의해 상정된 각도는, 신호 강도-각위치 관계를 이용하여, 상기 신호 강도-거리 관계와의 비교의 기저가 되는 보상 신호 강도를 산출하도록 고려되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 목표 영역으로부터 상기 도킹 위치를 향하는 상기 플로어 처리 기기의 이동 방향은 상기 도킹 신호의 신호 강도에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 방법은 상기 현재 위치가 상기 목표 영역에 놓인다고 판별되는 경우에 실행되며, 이 경우에 상기 현재 위치로부터 상기 도킹 위치로, 바로(directly), 이동이 일어나는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플로어 처리 기기가 상기 목표 영역으로부터 출발하여 상기 도킹 위치으로 곧장 앞으로 움직여 이동할 수 있도록, 상기 목표 영역이 상기 베이스 스테이션에 대하여 위치하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 목표 영역이 상기 베이스 스테이션에 의해 정의된 축 상에 놓이는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플로어 처리 기기의 상기 현재 위치와 무관하게 동일한 목표 영역이 선택되고 접근되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 두 개 이상의 방출 소자 및 그들에 의해 커버 되는 신호 영역은 각각, 상기 베이스 스테이션에서, 상기 축에 대하여 서로 대칭적으로 위치하거나 배향되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 두 개의 방출 소자에 의해 커버 되는 상기 신호 영역은 상기 축과 교차하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플로어 처리 기기로서 플로어 청소 기기가 사용되는 것을 특징으로 방법. - 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스 스테이션으로서, 충전소 및/또는 흡인소(suction station) 및/또는 재충진소(refilling station)가 사용되는 것을 특징으로 방법. - 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 상기 방법을 실행하는 플로어 처리 시스템으로서, 두 개 이상의 방출 소자(50)를 구비한 방출 장치(48)를 갖는 베이스 스테이션(12,72)을 포함하며, 상기 방출 소자 각각에 의해, 각각의 공간 확장된 도킹 신호가 각각의 신호 영역(54,56)에 방출 가능하며, 상기 신호 영역(54,56)은 부분적으로 중복하고 상기 도킹 신호는 상이한 신호 특성을 가지며, 상기 도킹 신호를 수신하기 위한 수신 장치(36)와 상기 도킹 신호를 분석하기 위한 제어부(24)를 갖는 자기 추진형 및 자기 스티어링형 플로어 처리 기기(14)를 또한, 포함하는, 상기 플로어 처리 시스템에 있어서,
상기 제어부(24)에 의해, 상기 베이스 스테이션(12,72)에 대한 상기 플로어 처리 기기(14)의 현재 위치(60)가 상이한 신호 특성을 고려하여 산출 가능하며, 상기 현재 위치(60)로부터 상기 베이스 스테이션(12,72)에 대하여 기설정된 또는 기설정 가능한 상대 위치 내의 특징적 목표 영역(66)까지의 상기 플로어 처리 기기(14)의 이동 경로가 판별 가능하며, 상기 플로어 처리 기기(14)는 상기 특징적 목표 영역(66)으로 이동 가능하며, 상기 특징적 목표 영역(66)으로부터 출발하여 상기 플로어 처리 기기(14)는 상기 베이스 스테이션(12,72)에서의 도킹 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는, 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 상기 방법을 실행하는 플로어 처리 시스템. - 제 19 항에 있어서,
상기 방출 소자(50)는 발광 다이오드, 특히, 적외선 다이오드(52)인 것을 특징으로 하는 플로어 처리 시스템. - 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
상기 도킹 신호는 사용된 파장이 다르며 그리고/또는 상기 도킹 신호는 상이한 시간적 변조(temporal modulation)로 방출되는 것을 특징으로 플로어 처리 시스템. - 제 19 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스 스테이션(12, 72)에 대한 상기 플로어 처리 기기(14)의 현재 위치(60)를 판별하기 위해, 상기 베이스 스테이션(12, 72)에 대하여 상기 플로어 처리 기기(14)가 상정하는 각도(62)뿐 아니라, 상기 베이스 스테이션(12, 72)으로부터 상기 플로어 처리 기기(14)의 거리(64)가 판별 가능하며, 상기 각도(62)는 특히, 상기 베이스 스테이션(12, 72)으로부터 상기 플로어 처리 기기(14)까지의 가상의 연결선과 상기 베이스 스테이션(12, 72)의 축(42) 사이에서 측정되며, 상기 베이스 스테이션(12, 72)의 축(42)을 따라서 상기 플로어 처리 기기(14)가 정의된 도킹 방향(46)으로 상기 도킹 위치를 향해 이동 가능한 것을 특징으로 하는 플로어 처리 시스템. - 제 22 항에 있어서,
상기 현재 위치(60)의 판별 전에, 두 개 이상의 도킹 신호로부터 전체 신호의 신호 강도가 최대가 되도록, 상기 플로어 처리 기기(14)는 상기 베이스 스테이션(12, 72)에 대한 이 위치에서 회전 가능한 것을 특징으로 하는 플로어 처리 시스템. - 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,
상기 각도(62)를 판별하는 정확도가 허용오차 범위를 벗어나는지를 상기 제어부(24)가 확인 가능하며, 만약 그렇다면, 상기 현재 위치(60)가 판별되기 전에 상기 허용오차 범위 내에서 상기 각도(62)의 판별 정확도가 가능하도록 상기 플로어 처리 기기(14)는 적어도 하나의 도킹 신호의 신호 강도가 증가하게 이동 가능한 것을 특징으로 하는 플로어 처리 시스템. - 제 22 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스 스테이션(12, 72)에 대한 상기 플로어 처리 기기(14)의 각도(62)는,
두 개 이상의 도킹 신호로부터 신호 강도들의 비 및/또는 상기 두 개 이상의 도킹 신호로부터 전체 신호의 신호 강도에 대한 한 도킹 신호의 신호 강도의 비가 산출된다는 점에서 판별 가능하며, 저장된 비-각도 관계(stored ratio-angle relationship)를 기반으로 상기 제어부(24)에 의해 판별되는 것을 특징으로 하는 플로어 처리 시스템. - 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 도킹 신호의 신호 강도 및/또는 상기 두 개 이상의 도킹 신호로부터 전체 신호의 신호 강도가 저장된 신호 강도-거리 관계(stored ratio-angle relationship)와의 비교를 통해 판별된다는 점에서, 상기 베이스 스테이션(12, 72)으로부터 상기 플로어 처리 기기(14)의 거리(64)가 판별 가능한 것을 특징으로 하는 플로어 처리 시스템. - 제 26 항에 있어서,
각각의 신호 영역에서 도킹 신호의 신호 강도는 상기 플로어 처리 기기(14)가 상기 방출 소자에 대하여 상정하는 각위치에 따라 좌우되는 것이 고려되며, 상기 베이스 스테이션(12, 72)에 대하여 상기 플로어 처리 기기(14)에 의해 상정된 각도(62)는, 신호 강도-각위치 관계를 이용하여, 상기 신호 강도-거리 관계와의 비교의 기저가 되는 보상 신호 강도를 산출하도록 고려되는 것을 특징으로 하는 플로어 처리 시스템. - 제 19 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 목표 영역(66)으로부터 상기 도킹 위치를 향하는 상기 플로어 처리 기기(14)의 이동 방향은 상기 도킹 신호의 신호 강도에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 플로어 처리 시스템. - 제 28 항에 있어서,
상기 플로어 처리 시스템은 상기 현재 위치(60)가 상기 목표 영역(66)에 놓이는 경우에 실행 가능하며, 이 경우에 상기 현재 위치로부터 상기 도킹 위치로, 바로(directly), 이동 가능한 것을 특징으로 하는 플로어 처리 시스템. - 제 19 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플로어 처리 기기(14)가 상기 목표 영역(66)으로부터 출발하여 상기 도킹 위치로 곧장 앞으로 움직여 이동 가능하도록, 상기 목표 영역(66)이 상기 베이스 스테이션(12, 72)에 대하여 위치하는 것을 특징으로 하는 플로어 처리 시스템. - 제 19 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 목표 영역(66)이 상기 베이스 스테이션(12)에 의해 정의된 축(42) 상에 놓이며, 상기 도킹 방향(46)은 상기 축(42)을 따라서 연장하는 것을 특징으로 하는 플로어 처리 시스템. - 제 19 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플로어 처리 기기(14)의 상기 현재 위치(60)와 무관하게 동일한 목표 영역(66)이 선택 가능하고 접근 가능한 것을 특징으로 하는 플로어 처리 시스템. - 제 31 항 또는 제 32 항에 있어서,
상기 두 개 이상의 방출 소자(50) 및 그들에 의해 커버 되는 상기 신호 영역(54,56)은 각각, 상기 베이스 스테이션(12, 72)에서, 상기 축(42)에 대하여 서로 대칭적으로 위치하거나 배향되는 것을 특징으로 하는 플로어 처리 시스템. - 제 31 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 두 개의 방출 소자(50)에 의해 커버 되는 상기 신호 영역(54,56)이 상기 축(42)과 교차하는 것을 특징으로 하는 플로어 처리 시스템. - 제 19 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플로어 처리 기기(14)는 플로어 청소 기기(14)인 것을 특징으로 하는 플로어 처리 시스템. - 제 19 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스 스테이션(12, 72)은 충전소 및/또는 흡인소(suction station) 및/또는 재충진소(refilling station)인 것을 특징으로 하는 플로어 처리 시스템.
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