[發明專利]一種用于控制自動設備的工作區域界定和引導的方法及其系統

有效

• 申請號: 201210173144.8
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN102681545A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 藍艇;謝建軍;鄔楊波;陸立孟;李德舜
• 申請（專利權）人: 寧波市德霖機械有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務所 33233
• 代理人: 王梨華;陳麗霞

技術領域

本發明涉及一種用于控制自動設備的工作區域界定和引導方法及其系統，尤其涉及一種用于控制自動割草機的工作區域界定和引導的方法及其系統。?

背景技術

目前，用于家庭、公共綠地等場所地面清潔和草坪維護的機器一般是采用汽油發動機或民用電作為動力，在人工的參與下完成地面或者草地的清潔和護理修剪等工作。但是汽油發動機會排放廢氣造成空氣污染，需要人工參與的機器勞動強度大，機器產生的噪聲對操作者和環境都帶來不利的影響。隨著信息技術和機械電子技術的飛速發展，使機器人走入日常應用成為可能。?

目前市場上已經有地板清潔機器人和自動割草機上市，用于草坪維護的自動割草機有著勞動力消耗少、安全性高、自動化程度高等特點，一些國外大型公司己對自動割草機器人的進行了初步研究，并推出了部分自功割草機器人產品，如Friendly?Machines?公司的Robomow?、Zucchetti公司的Ambrigio?Robo-Lawnmower和Electrolux?公司的Husqvarna?Auto?Mower等。這些自動機器人都通過使其在一個需要被清潔或修剪的工作區域內相對于該區域自主移動來清潔地面或修剪草坪。為了保證機器人處于指定的工作區域內，并且在需要時能夠正確地回到指定地點，電子區域界定和引導系統是其中一個必不可少的組成部分。?

美國專利第US20080097645號和第US006300737號都提出了采用在工作區域周圍設置電纜用來確定不允許機器人越過的邊界線，同時將電纜連接到一個信號發生器，用于產生一個可以被安裝在機器人上的檢測裝置能檢測到的磁場。當機器人接近電纜時，系統檢測磁場強度的變化，控制單元處理信息并操縱電機單元來操縱機器人的運動。例如系統能夠防止機器人移出其本應處理的區域或者使其沿著電纜運動。?

根據上述在先文件所述，確定范圍的電纜是連接在信號發生器上的，信號發生器通常位于一個固定的地點（如基站），通過給電纜施加一個電流產生磁場，然后由安裝在機器人上的磁場檢測裝置來檢測磁場變化，并由此做出操縱指令。在上述方法中，為了能夠確定機器人的位置，需要給電纜施加不同頻率的兩種電流，如果有多個電纜時，在給不同的電纜施加電流時需要指定嚴格的相位關系，因此在信號發生器和檢測裝置上的設計需要考慮不同頻率和相位關系的磁場變化。特別是當有多個電纜時，由于要嚴格指定相位關系，很難任意擴展電纜數量，也不易將工作區域進行細分，因此也不容易對機器人進行比較明確的方向引導。?

發明內容

本發明提供了一種用于控制自動設備特別是一種自動割草機的工作區域界定方法和引導系統。本發明信號發生系統安裝在自動設備上，在運動的過程中能夠產生靜止或者交變的電磁場，連接到信號接收系統的電纜作為工作區域范圍的界定，多個電纜可以將工作區域劃分成多個子區域，根據信號接收系統檢測到不同區域的磁場信號對自動設備的運動進行引導。?

為了實現上述發明目的，本發明通過下述技術方案得以解決：?

一種用于控制自動設備的工作區域界定和引導的方法，包括至少一個安裝在自動設備上的信號發生系統，和至少一個信號接收系統；信號發生系統隨自動設備移動，產生磁場信號并通過空氣傳播；信號接收系統連接有至少一根電纜，信號接收系統檢測由信號發生系統在移動或靜止的過程中產生并通過空氣傳播的磁場信號；信號接收系統根據檢測到的磁場信號傳輸一個處理信號給自動設備；自動設備通過至少一個驅動裝置引導自動設備在工作區域內運動；信號發生系統安裝在自動設備上，在特定時間內產生至少一個靜止或者交變的磁場信號。

作為優選，信號接收系統檢測到由信號發生系統產生的磁場的磁場強度，根據磁場強度變化來判斷自動設備離電纜的距離。?

作為優選，信號接收系統與電纜相連，并與電纜構成一個閉環。?

作為優選，信號接收系統與第二電纜和第三電纜相連，信號接收系統分別與第二電纜、第三電纜構成第二閉環和第三閉環，閉環、第二閉環和第三閉環將工作區域劃分成多個子工作區域。?

作為優選，閉環、第二閉環和第三閉環是單匝或者多匝的。?

作為優選，信號接收系統檢測到的由信號發生系統產生的磁場的磁場強度變化來判斷自動設備位于閉環的內側還是外側。?

作為優選，信號接收系統將檢測到的磁場信號經過處理后傳送給自動設備，自動設備的控制系統根據自動設備位于閉環的內側還是外側來驅動自動設備相對于電纜進行移動。?