RU2295704C2 - Способ коррекции гироскопического датчика робота-уборщика - Google Patents

Способ коррекции гироскопического датчика робота-уборщика Download PDF

Info

Publication number
RU2295704C2
RU2295704C2 RU2005109275/11A RU2005109275A RU2295704C2 RU 2295704 C2 RU2295704 C2 RU 2295704C2 RU 2005109275/11 A RU2005109275/11 A RU 2005109275/11A RU 2005109275 A RU2005109275 A RU 2005109275A RU 2295704 C2 RU2295704 C2 RU 2295704C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
robot cleaner
angle
movement
correction
robot
Prior art date
Application number
RU2005109275/11A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2005109275A (ru
Inventor
Куанг-су ЛИМ (KR)
Куанг-су ЛИМ
Сам-джонг ДЖИЮНГ (KR)
Сам-джонг ДЖИЮНГ
Джионг-гон СОНГ (KR)
Джионг-гон СОНГ
Ки-ман КИМ (KR)
Ки-Ман Ким
Джу-санг ЛИ (KR)
Джу-санг ЛИ
Джэнг- н КО (KR)
Джэнг-ян КО
Original Assignee
Самсунг Гуангджу Электроникс Ко., Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Самсунг Гуангджу Электроникс Ко., Лтд. filed Critical Самсунг Гуангджу Электроникс Ко., Лтд.
Publication of RU2005109275A publication Critical patent/RU2005109275A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2295704C2 publication Critical patent/RU2295704C2/ru

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0268—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
    • G05D1/0272—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means comprising means for registering the travel distance, e.g. revolutions of wheels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L11/00—Machines for cleaning floors, carpets, furniture, walls, or wall coverings
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L11/00—Machines for cleaning floors, carpets, furniture, walls, or wall coverings
    • A47L11/40—Parts or details of machines not provided for in groups A47L11/02 - A47L11/38, or not restricted to one of these groups, e.g. handles, arrangements of switches, skirts, buffers, levers
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0246—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using a video camera in combination with image processing means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0268—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
    • G05D1/027—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means comprising intertial navigation means, e.g. azimuth detector
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/40—Control within particular dimensions
    • G05D1/43—Control of position or course in two dimensions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Electric Vacuum Cleaner (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

Изобретение относится к роботу-уборщику пылесосного типа с автономным перемещением, а более конкретно к способу коррекции гироскопического датчика робота-уборщика. Способ коррекции гироскопического датчика для робота-уборщика включает переход в режим коррекции, если перемещение робота-уборщика превышает некоторый порог коррекции, и коррекцию величины выходного сигнала гироскопического датчика с использованием верхней камеры, установленной на основном корпусе робота-уборщика. Порог коррекции представляет собой сумму поворота робота-уборщика. Коррекция включает определение пути перемещения с помощью верхней камеры с вычислением угла пути перемещения; вычисление угла пути перемещения по величине выходного сигнала гироскопического датчика в процессе движения по пути перемещения; вычисление разности между углом пути перемещения, вычисленным с использованием верхней камерой, и углом пути перемещения, вычисленным с использованием гироскопического датчика; и коррекцию величины выходного сигнала гироскопического датчика с использованием разности между этими двумя углами. Определение пути перемещения включает выделение маркерной точки, соответствующей объектам на потолке, из изображения потолка, снятого верхней камерой, и выбор текущего положения и целевого места перемещения робота-уборщика с помощью этой маркерной точки. Техническим результатом изобретения является способ коррекции гироскопического датчика для робота-уборщика пылесосного типа, осуществляющий коррекцию величины выходного сигнала гироскопического датчика с целью точного следования по запланированному пути. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

В настоящей заявке используются материалы корейской заявки №2004-81201, поданной 12 октября 2004 в Корейское бюро по защите интеллектуальной собственности, содержание этой заявки включено в настоящее описание путем ссылки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Область техники
Настоящее изобретение относится к роботу-уборщику пылесосного типа с автономным перемещением, а более конкретно - к способу коррекции гироскопического датчика в таком роботе-уборщике, который измеряет угол поворота с использованием гироскопического датчика.
Описание известных технических решений
Обычно робот-уборщик перемещается по контуру очищаемой им области, ограниченной стенами или препятствиями, с использованием ультразвукового датчика, установленного на корпусе уборщика, для определения очищаемой области или распознавания очищаемой области по информации, введенной пользователем. Затем робот-уборщик планирует путь, перемещаясь по которому он способен эффективно очистить распознанную область уборки. Наконец, робот-уборщик управляет своей приводной частью, чтобы следовать по запланированному пути, и управляет пылесосной частью, осуществляя уборку.
Для перемещения по запланированному пути робот-уборщик вычисляет свое текущее положение с использованием абсолютных координат или относительных координат с использованием расстояния, пройденного от базовой точки в очищаемой области, и угла поворота.
Например, при применении способа перемещения с использованием абсолютных координат робот-уборщик вычисляет текущее положение с помощью изображения потолка, полученного камерой на приборах с зарядовой связью (ПЗС-камерой). Более конкретно, робот-уборщик обнаруживает на изображении потолка объекты, например лампы накаливания, лампы дневного света или метки опознавания положения, позволяющие распознать отдельные места, с целью определения своего текущего положения, и перемещается на основе данных о текущем местоположении. Однако способ перемещения с использованием ПЗС-камеры требует наличия высокоэффективной системы и больших затрат на ее создание, поскольку необходимо осуществлять быструю обработку большого количества изображений.
Робот-уборщик, перемещающийся с использованием относительных координат, включает датчик расстояния, способный измерять пройденное расстояние, и угловой датчик, позволяющий измерять угол поворота робота-уборщика. В качестве датчика пройденного расстояния широко используется устройство, которое способно подсчитывать количество оборотов колес, а в качестве углового датчика широко используется гироскопический датчик, который может измерять относительный угол поворота. При использовании гироскопического датчика робот-уборщик при прямолинейном движении может поворачиваться на желаемые углы, и поэтому направлением перемещения робота-уборщика можно легко управлять. Однако гироскопический датчик имеет погрешность приблизительно 5~10% от величины измеряемых углов. Погрешность возникает вследствие постоянной ошибки в результате интегрирования выходного сигнала гироскопического датчика 31 и изменения масштабного множителя в зависимости от изменения параметров внутри помещения, например температуры и влажности. Более конкретно, если количество поворотов робота-уборщика растет, и накопленный угол поворота становится большим, погрешность накапливается до таких пределов, что робот-уборщик уже не может следовать по запланированному пути. Поэтому после того, как робот-уборщик заканчивает перемещение по запланированному пути, некоторая область остается недостаточно убранной.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение призвано устранить вышеупомянутые недостатки и решить другие проблемы, присущие известным устройствам. Целью настоящего изобретения является создание такого способа коррекции гироскопического датчика для робота-уборщика пылесосного типа, чтобы, если робот-уборщик пройдет больше, чем определенное заданное расстояние, он корректировал величину выходного сигнала гироскопического датчика с целью точного следования по запланированному пути.
Для достижения вышеупомянутых целей предлагается способ коррекции гироскопического датчика для робота-уборщика, включающий переход в режим коррекции, если перемещение робота-уборщика превысит некоторый порог коррекции; и коррекцию величины выходного сигнала гироскопического датчика с использованием верхней камеры.
Порог коррекции может определяться на основе накопленного угла поворота робота-уборщика.
Коррекция включает определение пути перемещения с помощью верхней камеры с вычислением угла пути перемещения; вычисление угла пути перемещения по величине выходного сигнала гироскопического датчика в процессе движения по пути перемещения; вычисление разности между углом пути перемещения, вычисленным с использованием верхней камерой, и углом пути перемещения, вычисленным с использованием гироскопического датчика; и коррекцию величины выходного сигнала гироскопического датчика с использованием разности между этими двумя углами.
Определение пути перемещения включает выделение маркерной точки, соответствующей объектам на потолке, из изображения потолка, снятого верхней камерой, и выбор текущего положения и целевого места перемещения робота-уборщика с помощью этой маркерной точки.
Целевое место может быть выбрано так, чтобы находиться под некоторым углом относительно предыдущего направления перемещения робота-уборщика. Этот некоторый угол может быть меньше, чем приблизительно ±90°.
Как описано выше, согласно способу корректировки гироскопического датчика, предлагаемому в настоящем изобретении, робот-уборщик переходит в режим коррекции с целью корректировки величины выходного сигнала гироскопического датчика в случае, если робот-уборщик превысил порог коррекции. Поэтому погрешность гироскопического датчика остается меньше заданного значения, в результате чего робот-уборщик может точно следовать по запланированному пути.
В результате, если в роботе-уборщике используется способ коррекции гироскопического датчика согласно настоящему изобретению, будут отсутствовать неочищенные области, обусловленные погрешностями гироскопического датчика, как имело бы место в известных технических решениях.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вышеупомянутые аспекты и признаки настоящего изобретения станут понятнее из описания некоторых вариантов его выполнения со ссылками на сопровождающие чертежи, где:
на фиг.1 показан вид в перспективе робота-уборщика согласно одному из вариантов выполнения настоящего изобретения;
на фиг.2 показана блок-схема с функциональными блоками робота-уборщика, изображенного на фиг.1;
на фиг.3 показана последовательность операций способа коррекции гироскопического датчика робота-уборщика согласно одному из вариантов выполнения настоящего изобретения;
на фиг.4 показана последовательность операций при выполнении коррекции в одном из вариантов выполнения способа коррекции гироскопического датчика для робота-уборщика, изображенного на фиг.3; и
на фиг.5 показано изображение потолка, полученное верхней камерой робота-уборщика.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже некоторые варианты выполнения настоящего изобретения описаны более подробно со ссылками на сопровождающие чертежи.
В последующем описании одинаковые элементы на разных чертежах обозначены одинаковыми позициями. Объекты, определенные в настоящем описании, например детализированная конструкция и элементы, даны только для лучшего понимания настоящего изобретения. Таким образом, понятно, что настоящее изобретение может быть осуществлено без этих конкретных объектов. Кроме того, известные функции или конструкции не описываются подробно, поскольку они помешали бы изложению изобретения ненужными подробностями.
На фиг.1 показан вид в перспективе робота-уборщика согласно одному из вариантов выполнения настоящего изобретения, а на фиг.2 показана блок-схема с функциональными блоками робота-уборщика, изображенного на фиг.1.
На фиг.1 и 2 изображен робот-уборщик 10, который содержит пылесосную часть 20, блок 30 датчиков, переднюю камеру 41, верхнюю камеру 42, приводную часть 50, передающую/приемную часть 60, силовую часть 70, запоминающее устройство 81 и управляющую часть 80, установленные в основном корпусе 11 в соответствующих местах.
Пылесосная часть 20 может быть различного типа, она обеспечивает втягивание содержащего пыль воздуха с очищаемого пола. Например, пылесосная часть 20 может просто содержать двигатель для всасывания, щетку для всасывания, которая втягивает воздух с пылью с использованием силы всасывания двигателя, и пылеуловительную камеру, расположенную между двигателем для всасывания и щеткой для всасывания. Пылеуловительная камера имеет всасывающее отверстие и выходное отверстие, связанные по потоку с щеткой и двигателем. Воздух втягивается через всасывающее отверстие и, отделенный от пыли выходит через выходное отверстие.
Блок 30 датчиков включает гироскопический датчик, предназначенный для измерения угла поворота робота-уборщика, датчик 32 пройденного расстояния, предназначенный для измерения пройденного расстояния, и датчик 33 обнаружения препятствий, предназначенный для обнаружения препятствий, например стен.
Гироскопический датчик 31 используется в случае, когда роботу-уборщику 10 требуется изменить направление движения. Перед изменением направления движения гироскопический датчик 31 определяет угол поворота, то есть угол относительно самого последнего направления движения (в дальнейшем именуемого "текущим направлением движения"). Как правило, гироскопический датчик 31 имеет погрешность измеренного угла приблизительно 5-10%. Погрешность возникает вследствие постоянной ошибки в результате интегрирования выходного сигнала гироскопического датчика 31 и изменения масштабного множителя в зависимости от изменения параметров внутри помещения, например температуры и влажности. Гироскопический датчик 31 определяет угол поворота относительно определенного направления, например текущего направления движения, и поэтому, если углы поворота робота-уборщика 10 накапливаются, погрешность угла поворота робота-уборщика в процессе работы возрастает. Поэтому, чтобы робот-уборщик 10 точно следовал по запланированному пути, эту погрешность необходимо корректировать.
В качестве датчика 32 пройденного расстояния можно использовать датчик измерения оборотов, который измеряет количество оборотов колес. В качестве датчика измерения оборотов можно использовать, например, устройство преобразования угол-код, которое измеряет количество оборотов вала двигателя. Управляющая часть 80 вычисляет расстояние, пройденное роботом-уборщиком 10, по количеству оборотов, измеренному устройством преобразования.
Датчик 33 обнаружения препятствий включает инфракрасный светоизлучающий элемент и инфракрасный светоприемный элемент, предназначенный для приема отраженного инфракрасного луча, эти элементы расположены попарно вдоль внутренней поверхности по внешнему периметру корпуса 11 и направлены по существу перпендикулярно корпусу. С другой стороны, датчик 33 обнаружения препятствий может быть ультразвуковым датчиком, который испускает ультразвуковую волну и принимает отраженную ультразвуковую волну. Датчик 33 обнаружения препятствий может использоваться для измерения расстояния до препятствия или стены.
Верхняя камера 42 установлена на основном корпусе 11 для получения изображения пространства над роботом-уборщиком 10 и подачи полученных изображений в управляющую часть 80. Передняя камера 41 установлена на основном корпусе 11 для получения изображения пространства перед роботом-уборщиком 10 и подачи полученных изображений в управляющую часть 80. Передняя камера 41 не является обязательной, а устанавливается при необходимости. Например, передняя камера 41 может использоваться для обнаружения препятствия впереди или опознавательных меток (не показаны) станции 100 подзарядки. В качестве передней камеры 41 и верхней камеры 42 могут использоваться ПЗС-камеры.
Приводная часть 50 включает два ведущих колеса, расположенных по бокам спереди, и два ведомых колеса, расположенных по бокам сзади, два приводных двигателя для вращения двух ведущих колес 52, соответственно, и трансмиссионное средство, предназначенное для передачи движущей силы от ведущих колес к ведомым колесам. Трансмиссионное средство может включать зубчатый ремень и шкив. Кроме того, трансмиссионное средство 55 может содержать шестерни. Ведущие колеса установлены в нижней части корпуса 11 так, что их центральные оси расположены на одной линии. Каждый из приводных двигателей приводной части 50 вращается вперед или назад независимо, в соответствии с управляющим сигналом из управляющей части 80. Направление движения можно менять путем соответствующего управления скоростями вращения приводных двигателей 51.
Передающая/приемная часть 60 посылает данные через антенну 61 и передает сигнал из антенны 61 в управляющую часть 80. Соответственно, робот-уборщик 10 может передавать сигналы во внешнее устройство 90 и получать сигналы оттуда. Внешнее устройство 90 может включать компьютерную систему с программой, обеспечивающей контроль и управление перемещением робота-уборщика 10, или удаленный контроллер, предназначенный для дистанционного управления роботом-уборщиком. Для уменьшения объема обработки в управляющей части 80 робота-уборщика 10 внешнее устройство 90, например компьютерная система, может выполнять вычисления для коррекции величины выходного сигнала гироскопического датчика 31 с использованием данных изображения, полученных верхней камерой 42. В такой системе управляющая часть 80 робота-уборщика 10 посылает данные изображения из верхней камеры 42 через передающую/приемную часть 60 во внешнее устройство 90 и получает из внешнего устройства 90 результат обработки для коррекции величины выходного сигнала гироскопического датчика 31.
Силовая часть 70 содержит аккумуляторную батарею, в которой запасена электроэнергия, поступающая из станции подзарядки (не показана), и снабжает электроэнергией все компоненты робота-уборщика 10, так что робот-уборщик 10 может перемещаться и производить уборку автономно.
Управляющая часть 80 обрабатывает сигналы, полученные из передающей/приемной части 60, и так управляет каждым компонентом робота-уборщика 10, чтобы последний выполнял предписанные работы. Управляющая часть 80 определяет рабочую область для робота-уборщика 10 путем перемещения вдоль стен или препятствий с использованием датчика 32 обнаружения препятствий и запоминает определенную рабочую область в запоминающем устройстве 81; альтернативно, рабочая область робота-уборщика может также быть введена в запоминающее устройство 81 пользователем. Затем управляющая часть 80 вычисляет путь, по которому робот-уборщик 10 способен эффективно перемещаться в рабочей области, хранимой в запоминающем устройстве 81. Затем управляющая часть 80 управляет приводной частью 50 и пылесосной частью 20 с использованием датчика 33 пройденного расстояния и углового датчика 31, так что робот-уборщик 10 перемещается вдоль рассчитанного пути и производит уборку. Когда уборка закончена или когда необходима подзарядка, управляющая часть 80 управляет приводной частью 50 так, чтобы робот-уборщик 10 смог возвратиться в базовую точку или к станции 100 подзарядки. Другими словами, управляющая часть 80 управляет роботом-уборщиком 10 так, чтобы он возвратился в базовую точку или к станции подзарядки, путем идентификации местоположения с использованием передней камеры 41, верхней камеры 42 или ультразвукового датчика. Это не будет описываться подробно, поскольку не является существенной частью настоящего изобретения.
Управляющая часть 80 определяет, превысил ли робот-уборщик 10 в процессе уборки порог коррекции. Если это имеет место, управляющая часть 80 прекращает уборку и переходит в режим коррекции для коррекции величины выходного сигнала гироскопического датчика 31. Порог коррекции, который задает период коррекции для гироскопического датчика 31, может быть определен на основе различных базовых величин. Например, за основу может быть взято время, прошедшее с момента, когда робот-уборщик 10 покинул станцию подзарядки и приступил к уборке, или все пройденное роботом-уборщиком 10 расстояние в процессе уборки. Однако для коррекции гироскопического датчика 31 порог коррекции может базироваться на накопленном угле поворота робота-уборщика 10 в процессе уборки. Альтернативно, пользователь может сам ввести порог коррекции в управляющую часть 80 с учетом точности гироскопического датчика 31 или отклонения робота-уборщика 10 при повороте.
Когда робот-уборщик 10 переходит в режим коррекции, управляющая часть 80 с помощью верхней камеры 42 делает снимок потолка над роботом-уборщиком 10, определяет путь перемещения робота-уборщика 10 для коррекции с использованием данных снятого изображения, и корректирует величину выходного сигнала гироскопического датчика 31 с использованием этого пути перемещения.
Ниже со ссылками на фиг.З-5 описан способ коррекции гироскопического датчика робота-уборщика согласно одному из вариантов выполнения настоящего изобретения.
Вначале робот-уборщик 10 находится в ждущем состоянии в базовой позиции, совпадающей с местоположением станции подзарядки. Робот-уборщик 10 заносит в память область, которую необходимо очистить, и производит расчет пути для эффективной уборки намеченной области.
При получении сигнала пуска робот-уборщик 10 покидает базовую позицию, перемещается по запланированному пути и производит уборку.
Управляющая часть 80 определяет, превысил ли робот-уборщик 10 в процессе уборки порог коррекции. Если это имеет место, управляющая часть 80 прерывает работу робота-уборщика 10 и переходит в режим коррекции (S10). Порог коррекции представляет собой накопленный угол поворота робота-уборщика 10, равный сумме углов поворота в процессе уборки. Пользователь вводит порог коррекции для накопленных углов поворота в запоминающее устройство 81 с помощью клавишного устройства ввода (не показано) или внешнего устройства 90.
Когда робот-уборщик 10 переходит в режим коррекции, управляющая часть 80 корректирует величину выходного сигнала гироскопического датчика 31 с помощью верхней камеры 42. Ниже подробно описан шаг проведения управляющей частью 80 коррекции гироскопического датчика 31 (S20) с помощью верхней камеры 42.
Сначала управляющая часть 80 управляет приводной частью 50 так, чтобы остановить робота-уборщика 10. Верхняя камера 42 получает изображение 1 потолка 2. Управляющая часть 80 определяет текущее положение робота-уборщика 10 с помощью данных изображения, полученных от верхней камеры 42, и определяет путь Р, который необходимо пройти для коррекции гироскопического датчика 31. Для определения пути Р по данным изображения управляющая часть 80 может использовать различные известные способы обработки изображений. Например, управляющая часть 80 может выделить из данных изображения маркерные точки и по ним определить путь Р. Маркерные точки могут быть оборудованием, например лампами дневного света, датчиками пожарной сигнализации и лампами накаливания. Альтернативно, маркерными точками могут быть идентификационные метки, выполненные специально для идентификации положения робота-уборщика с помощью камеры. Для выделения маркерных точек из полученного изображения можно использовать различные известные способы. Например, полученное изображение можно преобразовать в уровни серого, соединить пиксельные точки с одинаковой яркостью, а затем в качестве маркерной точки взять пиксельную область, яркость которой отличается от яркости окружающих областей. Кроме того, вид распределения данных изображения для маркерных точек можно заранее запомнить, и в качестве маркерной точки определять область изображения, имеющую аналогичное распределение.
На фиг.5 показан пример изображения 1, полученного верхней камерой 42. Управляющая часть 80 выделяет маркерные точки из полученного изображения 1 с использованием вышеизложенного способа обработки изображения, и с помощью маркерной точки выбирает текущее положение и целевое положение, которое находится на некотором расстоянии от текущего положения робота-уборщика 10. На фиг.5 точка В, соответствующая краю лампы 3 дневного света, выбрана в качестве целевого положения. Целевое положение В выбрано так, что линия Р (в дальнейшем называемая "путем перемещения"), соединяющая целевое положение В и текущую точку А положения робота-уборщика 10, и предыдущее направление Y перемещения робота-уборщика 10 образуют некоторый угол. Угол между путем Р перемещения и направлением Y перемещения робота-уборщика 10 может быть меньше, чем приблизительно ±180°, а предпочтительно меньше, чем приблизительно ±90°. Управляющая часть 80 запоминает в запоминающем устройстве 81 угол θ, под которым путь Р перемещения направлен относительно предыдущего направления Y перемещения робота-уборщика 10 (S21).
Управляющая часть 80 управляет приводной частью 50 так, чтобы робот-уборщик двигался в целевое положение В. Управляющая часть 80 определяет, достиг ли робот-уборщик 10 целевого положения В с помощью данных изображения, полученных верхней камерой 42. Управляющая часть 80 считывает величину выходного сигнала гироскопического датчика 31 в процессе перемещения робота-уборщика 10 и вычисляет угол θ′ пути Р перемещения с помощью гироскопического датчика 31 (S22).
С помощью уравнения (1) управляющая часть 80 вычисляет разность (Δθ) между углом θ пути Р перемещения, вычисленным по данным изображения, полученным верхней камерой 10, и углом θ′ пути Р перемещения, вычисленным с помощью гироскопического датчика 31, результат записывается в запоминающее устройство (S23).
Figure 00000002
Если угол θ пути Р перемещения, вычисленный с помощью верхней камеры 42, больше угла θ′ пути Р перемещения, вычисленного с помощью гироскопического датчика 31, разность Δθ между этими углами является положительной, а если угол θ пути Р перемещения, вычисленный с помощью верхней камеры 42, меньше угла θ′ пути Р перемещения, вычисленного с помощью гироскопического датчика 31, разность Δθ между этими углами является отрицательной.
Управляющая часть 80 устанавливает хранимую в памяти разность Δθ между обоими углами пути Р перемещения в качестве величины коррекции для гироскопического датчика 31 (S24). В результате, когда управляющая часть 80 вычисляет угол поворота робота-уборщика 10 с помощью гироскопического датчика 31, управляющая часть 80 всегда рассматривает эту величину в качестве фактического угла поворота робота-уборщика 10, полученного вычитанием хранимой в памяти разности Δθ между обоими углами из угла, вычисленного по значению выходного сигнала гироскопического датчика 31.
Управляющая часть 80 управляет приводной частью 50 робота-уборщика 10 так, чтобы возвратить робота-уборщика 10 в положение, в котором робот-уборщик 10 прервал выполнение работы и направился к целевому положению В. Если робот-уборщик 10 возвратился к предыдущему рабочему положению А, управляющая часть 80 выходит из режима коррекции робота-уборщика 10 и продолжает нормальную работу.
Через определенные интервалы времени управляющая часть 80 определяет, превышен ли в процессе работы робота-уборщика 10 порог коррекции. Если это имеет место, робот-уборщик 10 прерывает свою работу и вновь переходит в режим коррекции (S10).
Как описано выше, согласно способу коррекции гироскопического датчика 31 в рамках настоящего изобретения, робот-уборщик 10 переходит в режим коррекции для коррекции угловой погрешности гироскопического датчика 31, если робот-уборщик 10 переместился больше, чем составляет порог коррекции. Поэтому погрешность гироскопического датчика 31 не накапливается, и точность перемещения повышается. Кроме того, отсутствуют области, не убранные роботом-уборщиком 10 вследствие неточности его перемещения.
Вышеописанный вариант выполнения настоящего изобретения и достигаемые с его помощью преимущества служат просто примером и не должны рассматриваться как ограничение настоящего изобретения. Изобретение может быть легко применено к другим типам устройств. Кроме того, описание вариантов выполнения настоящего изобретения служит лишь иллюстрацией, а не ограничивает изобретение, сформулированное в формуле изобретения, в то время как специалистам в данной области техники очевидны различные варианты, изменения и модификации настоящего изобретения.

Claims (13)

1. Способ коррекции величины выходного сигнала гироскопического датчика робота-уборщика, включающий переход робота-уборшика в режим коррекции, если путь перемещения робота-уборщика превысил порог коррекции, и осуществление коррекции величины выходного сигнала гироскопического датчика с использованием верхней камеры, установленной на основном корпусе робота-уборщика.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что порог коррекции представляет собой сумму углов поворота робота-уборщика.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что коррекция включает определение пути перемещения с помощью верхней камеры, установленной на основном корпусе робота-уборщика, для вычисления первого угла пути перемещения; вычисление второго угла пути перемещения по величине выходного сигнала гироскопического датчика в процессе перемещения по пути перемещения; вычисление разности между первым углом пути перемещения и вторым углом пути перемещения; коррекцию величины выходного сигнала гироскопического датчика с использованием этой разности.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что определение пути перемещения включает выделение маркерной точки, соответствующей объектам на потолке, из изображения потолка, снятого верхней камерой, установленной на основном корпусе робота-уборщика, и выбор текущего положения и целевого положения робота-уборщика с использованием этой маркерной точки.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что целевое положение перемещения выбирают так, чтобы оно находилось под определенным углом относительно предыдущего направления перемещения робота-уборщика.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что величина указанного угла составляет меньше чем приблизительно ±90°.
7. Способ управления роботом-уборщиком, включающий вычисление запланированного пути перемещения для уборки области, которая должна быть убрана; управление роботом-уборщиком для его перемещения по запланированному пути, при котором робот-уборщик выполняет повороты на углы поворота на основе величины выходного сигнала гироскопического датчика робота-уборщика; определение величины коррекции для выходного сигнала гироскопического датчика, если сумма углов поворота превышает порог коррекции, при этом указанная величина коррекции по меньшей мере частично основана на изображении, снятом верхней камерой, установленной на основном корпусе робота-уборщика.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что определение величины коррекции включает определение первого угла между текущим направлением (Y) перемещения и желаемым направлением (Р) перемещения с помощью указанного изображения; считывание величины выходного сигнала гироскопического датчика в процессе перемещения робота-уборщика в желаемом направлении перемещения для вычисления второго угла; определение разности между первым углом и вторым углом; установку этой разности углов в качестве величины коррекции.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что определение первого угла включает выделение маркерной точки из указанного изображения; выбор текущего положения робота-уборщика и целевого положения робота-уборщика с помощью этой маркерной точки, при этом желаемое направление перемещения задают как направление между текущим положением и целевым положением.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что он дополнительно включает выбор целевого положения так, чтобы первый угол был меньше чем приблизительно ±180°.
11. Способ по п.9, отличающийся тем, что он дополнительно включает выбор целевого положения так, чтобы первый угол был меньше чем приблизительно ±90°.
12. Способ по п.7, отличающийся тем, что порог коррекции вводит в робота-уборщика пользователь.
13. Способ по п.7, отличающийся тем, что определение величины коррекции включает передачу сигнала из робота-уборщика во внешнее устройство, так что внешнее устройство может определить величину коррекции.
RU2005109275/11A 2004-10-12 2005-04-01 Способ коррекции гироскопического датчика робота-уборщика RU2295704C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040081201A KR100560966B1 (ko) 2004-10-12 2004-10-12 로봇 청소기의 자이로 센서 보정방법
KR10-2004-0081201 2004-10-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005109275A RU2005109275A (ru) 2006-09-10
RU2295704C2 true RU2295704C2 (ru) 2007-03-20

Family

ID=36087962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005109275/11A RU2295704C2 (ru) 2004-10-12 2005-04-01 Способ коррекции гироскопического датчика робота-уборщика

Country Status (11)

Country Link
US (1) US7239105B2 (ru)
JP (1) JP4173144B2 (ru)
KR (1) KR100560966B1 (ru)
CN (1) CN100333683C (ru)
AU (1) AU2005201155B2 (ru)
DE (1) DE102005014648A1 (ru)
FR (1) FR2876467B1 (ru)
GB (1) GB2419191B (ru)
NL (1) NL1028641C2 (ru)
RU (1) RU2295704C2 (ru)
SE (1) SE527807C2 (ru)

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006019833B4 (de) * 2005-05-10 2013-04-11 Denso Corporation Einrichtung zur Entdeckung eines Hindernisses
KR101297388B1 (ko) 2006-06-16 2013-08-19 삼성전자주식회사 위치 보정 기능을 제공하는 이동 장치 및 위치 보정 방법
KR100772915B1 (ko) 2006-07-05 2007-11-05 삼성전자주식회사 이동 로봇에 장착된 자이로의 바이어스를 보정하는 장치 및방법
KR100871114B1 (ko) 2007-04-03 2008-11-28 엘지전자 주식회사 이동로봇 및 그 동작방법
KR100886340B1 (ko) 2007-04-04 2009-03-03 삼성전자주식회사 이동 로봇의 자이로 센서를 캘리브레이션하는 장치 및 방법
KR101402273B1 (ko) * 2007-12-14 2014-06-02 삼성전자주식회사 이동 로봇의 슬립 감지 장치 및 방법
KR100963780B1 (ko) 2008-03-31 2010-06-14 엘지전자 주식회사 로봇 청소기의 제어방법
JP5333821B2 (ja) * 2008-05-26 2013-11-06 多摩川精機株式会社 空間安定装置
KR101008360B1 (ko) * 2008-07-01 2011-01-14 (주)마이크로인피니티 이동 로봇에서의 자이로 센서 오차를 교정하는 장치 및방법
KR101570377B1 (ko) * 2009-03-31 2015-11-20 엘지전자 주식회사 단일 카메라를 장착한 로봇 청소기의 3차원 환경 인식 방법
KR101131979B1 (ko) 2009-10-12 2012-03-29 서울과학기술대학교 산학협력단 두 바퀴 구동 운송 장치
KR101406186B1 (ko) * 2009-11-18 2014-06-13 삼성전자주식회사 로봇청소기의 제어방법
KR20120028094A (ko) * 2010-09-14 2012-03-22 (주)마이크로인피니티 선회식 거리 측정 장치 및 이를 포함하는 이동체
KR20120044768A (ko) * 2010-10-28 2012-05-08 엘지전자 주식회사 로봇 청소기 및 이의 제어 방법
CN102113853B (zh) * 2011-02-28 2013-01-02 莱克电气股份有限公司 一种智能吸尘器清扫方法
US20140031980A1 (en) * 2011-11-11 2014-01-30 Jens-Steffen Gutmann Systems and methods for extending slam to multiple regions
NL2009410C2 (nl) * 2012-09-04 2014-03-05 Lely Patent Nv Systeem en werkwijze voor het uitvoeren van een diergerelateerde handeling.
KR102029823B1 (ko) * 2013-01-17 2019-10-08 삼성전자주식회사 지자기 센서 오차 보정 장치 및 지자기 센서 오차 보정 방법
US9303999B2 (en) * 2013-12-30 2016-04-05 Google Technology Holdings LLC Methods and systems for determining estimation of motion of a device
US20150362579A1 (en) * 2014-06-12 2015-12-17 Google Inc. Methods and Systems for Calibrating Sensors Using Recognized Objects
CN106415423B (zh) * 2014-07-10 2021-01-01 伊莱克斯公司 用于检测机器人清洁装置的测量误差的方法
JP6331971B2 (ja) * 2014-10-30 2018-05-30 三菱電機株式会社 自走式掃除機
SE540131C2 (en) 2014-12-24 2018-04-10 Husqvarna Ab Robotic work tool with trajectory correction
CN105534413A (zh) * 2016-02-14 2016-05-04 海安欣凯富机械科技有限公司 除尘装置的控制方法
EP3633481A1 (en) * 2016-03-09 2020-04-08 Yanmar Co., Ltd. Work vehicle
GB2548341A (en) 2016-03-10 2017-09-20 Moog Bv Movement tracking and simulation device and method
KR101854680B1 (ko) 2016-04-29 2018-06-14 엘지전자 주식회사 이동 로봇 및 그 제어방법
US10213082B2 (en) * 2016-08-30 2019-02-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Robot cleaner
KR102601463B1 (ko) * 2016-10-28 2023-11-14 삼성전자주식회사 로봇 청소기 및 그 구동 방법
TWI634403B (zh) * 2017-01-26 2018-09-01 好樣科技有限公司 自動清潔機及其控制方法
CN109901568A (zh) * 2017-12-10 2019-06-18 湘潭宏远电子科技有限公司 一种机器人驱动控制装置
WO2019126332A1 (en) 2017-12-19 2019-06-27 Carnegie Mellon University Intelligent cleaning robot
US11687092B2 (en) * 2018-04-23 2023-06-27 Sharkninja Operating Llc Techniques for bounding cleaning operations of a robotic surface cleaning device within a region of interest
CN110733033B (zh) 2018-07-19 2023-03-24 科沃斯机器人股份有限公司 机器人控制方法、机器人及存储介质
JP7052652B2 (ja) 2018-09-06 2022-04-12 トヨタ自動車株式会社 移動ロボット、遠隔端末、移動ロボットの制御プログラム、および遠隔端末の制御プログラム
KR102317048B1 (ko) * 2019-08-23 2021-10-25 엘지전자 주식회사 로봇 청소기 및 이의 제어방법
CN111588315B (zh) * 2020-06-19 2021-05-28 苏州亿倍智能清洁股份有限公司 一种扫地机陀螺仪角度修正方法及扫地机

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5150830A (ja) * 1974-10-30 1976-05-04 Okano Shoji Bubuntosoyomasukujiguno seizohoho
GB2038615B (en) * 1978-12-31 1983-04-13 Nintendo Co Ltd Self-moving type vacuum cleaner
EP0142594B1 (en) * 1983-10-26 1989-06-28 Automax Kabushiki Kaisha Control system for mobile robot
JPS62226205A (ja) * 1986-03-27 1987-10-05 Murata Mach Ltd 無人走行車の走行誘導装置
EP0405623A3 (en) 1986-05-21 1991-02-06 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho System for inspecting a dust proofing property
FR2637681B1 (fr) 1988-10-12 1990-11-16 Commissariat Energie Atomique Procede de mesure de l'evolution de la position d'un vehicule par rapport a une surface
JPH04238220A (ja) 1991-01-23 1992-08-26 Sumitomo Electric Ind Ltd 車両方位修正装置
JP2767334B2 (ja) 1991-11-28 1998-06-18 三井造船株式会社 走行制御方法
JPH0731062B2 (ja) 1992-02-10 1995-04-10 住友電気工業株式会社 ジャイロのオフセット補正方法及び装置
JP3397336B2 (ja) * 1992-03-13 2003-04-14 神鋼電機株式会社 無人車の位置・方向検出方法
US5279672A (en) * 1992-06-29 1994-01-18 Windsor Industries, Inc. Automatic controlled cleaning machine
KR0161030B1 (ko) * 1993-08-26 1998-12-15 김광호 로보트의 구동제어장치 및 그 제어방법
JP3446286B2 (ja) 1994-03-10 2003-09-16 松下電器産業株式会社 自走式掃除機
US5646494A (en) * 1994-03-29 1997-07-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Charge induction apparatus of robot cleaner and method thereof
JPH0895638A (ja) * 1994-09-28 1996-04-12 East Japan Railway Co 移動作業ロボットの走行制御装置
JPH10240342A (ja) 1997-02-28 1998-09-11 Minolta Co Ltd 自律走行車
JPH10260727A (ja) * 1997-03-21 1998-09-29 Minolta Co Ltd 自動走行作業車
JPH11102219A (ja) * 1997-09-26 1999-04-13 Minolta Co Ltd 移動体の制御装置
JPH11102220A (ja) 1997-09-26 1999-04-13 Minolta Co Ltd 移動体の制御装置
IL149558A0 (en) 1999-11-18 2002-11-10 Procter & Gamble Home cleaning robot
RU2220643C2 (ru) 2001-04-18 2004-01-10 Самсунг Гванджу Электроникс Ко., Лтд. Автоматическое чистящее устройство, автоматическая чистящая система и способ управления этой системой (варианты)
JP2003330539A (ja) 2002-05-13 2003-11-21 Sanyo Electric Co Ltd 自律移動ロボットおよびその自律移動方法
KR100495635B1 (ko) * 2002-09-02 2005-06-16 엘지전자 주식회사 네비게이션 시스템의 위치오차 보정방법
US7145478B2 (en) * 2002-12-17 2006-12-05 Evolution Robotics, Inc. Systems and methods for controlling a density of visual landmarks in a visual simultaneous localization and mapping system
KR100486505B1 (ko) * 2002-12-31 2005-04-29 엘지전자 주식회사 로봇 청소기의 자이로 오프셋 보정방법
KR100485696B1 (ko) * 2003-02-07 2005-04-28 삼성광주전자 주식회사 로봇청소기의 위치인식표지 검출방법 및 이 검출방법을적용한 로봇청소기

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
К.МАГНУС. Гироскоп. Теория и применение. - М.: Мир, 1974, с.363-367. *

Also Published As

Publication number Publication date
AU2005201155B2 (en) 2006-05-25
AU2005201155A1 (en) 2006-04-27
DE102005014648A1 (de) 2006-04-20
SE0500599L (sv) 2006-04-13
JP2006114004A (ja) 2006-04-27
RU2005109275A (ru) 2006-09-10
SE527807C2 (sv) 2006-06-13
US20060076917A1 (en) 2006-04-13
CN100333683C (zh) 2007-08-29
JP4173144B2 (ja) 2008-10-29
NL1028641C2 (nl) 2006-04-13
CN1759798A (zh) 2006-04-19
FR2876467B1 (fr) 2011-05-20
FR2876467A1 (fr) 2006-04-14
GB2419191B (en) 2006-09-27
GB2419191A (en) 2006-04-19
KR100560966B1 (ko) 2006-03-15
US7239105B2 (en) 2007-07-03
GB0506563D0 (en) 2005-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2295704C2 (ru) Способ коррекции гироскопического датчика робота-уборщика
RU2283750C1 (ru) Способ коррекции координат робота-уборщика и автоматическая система уборки с использованием этого способа
US7227327B2 (en) System and method for automatically returning self-moving robot to charger
RU2220643C2 (ru) Автоматическое чистящее устройство, автоматическая чистящая система и способ управления этой системой (варианты)
EP1500997B1 (en) Mobile robot using image sensor and method for measuring moving distance thereof
JP3891583B2 (ja) 移動ロボット、移動ロボットシステム及びその経路補正方法
KR100815570B1 (ko) 로봇청소기시스템 및 그 제어방법
EP2592988B1 (en) Robot cleaner and controlling method of the same
KR101840158B1 (ko) 전기청소기
US20130116825A1 (en) Robot cleaner and controlling method of the same
SE523910C2 (sv) Rengöringsrobot, rengöringsrobotsystem och metod för en rengöringsrobot för återvändande till en extern laddningsanordning
KR20020081035A (ko) 로봇 청소기와 그 시스템 및 제어방법
JP3721939B2 (ja) 移動作業ロボット
KR100266986B1 (ko) 로봇 청소기의 충전기 추적장치 및 그 방법
JP3885544B2 (ja) 掃除機
KR100266988B1 (ko) 로봇 청소기의 청소구역형태 인식장치 및 그 방법

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190402