[發明專利]可自動移動的裝置及其導航方法

有效

• 申請號: 201210222210.6
• 申請日: 2012-06-28
• 公開（公告）號: CN102846280B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: P.維納;M.梅格爾;A.索爾瓦爾德
• 申請（專利權）人: 德國福維克控股公司
• 主分類號: A47L11/40
• 分類號: A47L11/40
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 任宇

技術領域

本發明首先涉及一種可自動移動的，尤其是用于清潔地面的裝置的清潔裝置，如吸塵和/或清掃機器人，其帶有一個或多個光傳感器。

背景技術

已知前述類型的裝置。這種尤其是自動操作的裝置，如尤其是清潔裝置或運輸裝置，進一步尤其是可使用在家務領域，工作起來優選不需要用戶干預。但它們一般配有用于導航的裝置，以便例如用戶可以使該清潔裝置在居室的確定的區域內移動，例如在此進行點清潔。與之相關地已知遠程操作(無線電和基于光學的紅外線)，其中，遙控器包括例如用于不同行駛方向的按鍵(單獨的用于行駛方向的按鍵、搖桿、四向開關等)。通過該按鍵，用戶可以有目的地控制該清潔裝置。該操作與遙控汽車一樣。借助遙控器的導航已被證實是耗時，且需要用戶習慣的。為了應對這種情況，進一步已知配有一個或多個尤其是用于借助光源的光線進行導航的光傳感器的清潔裝置，該光傳感器使光線指向遠離清潔裝置的地面區域，其中，尤其優選處理為導航而從該裝置發射出的光的反射份額。這種實施方案已由DE102009059215A1公開。本專利申請的內容因此全部已包含在公開文本中，為此目的，在權利要求書中同樣還包含了一些本申請的特征。

發明內容

鑒于前述現有技術，本發明所要解決的技術問題是，尤其在對于接收的光信號的分析方面進一步改善前述類型的清潔裝置。

該技術問題首先并且基本上通過一種可自動移動的裝置，尤其是用于清潔地面的清潔裝置，如吸塵和/或清掃機器人解決，該可自動移動的裝置帶有一個或多個光傳感器，其中規定，設置前置放大元件和相位敏感的探測元件以及中央控制元件，以便對由光傳感器提供的信號進行針對由中央控制元件預先給定的信號圖樣的檢驗并且使得信號在布置多個光傳感器的情況下在清潔裝置的控制方面與各光傳感器的取向相關聯或與一個光傳感器的角度取向相關聯。預先給定的信號圖樣在此優選僅包含以可變化的(時間)間隔出現的、數字化的低-高位狀態。在信號形式(例如正弦、矩形、鋸齒)方面，信號圖樣不可變化。根據該設計方案，給出一種可自動移動的裝置，該可自動移動的裝置具有非常靈敏的，但相對現有技術對干擾更不靈敏的用于接收和分析光信號的系統。根據該實施方案，即使在不利的干擾影響情況下也可以確定發射器，尤其是光發射器的位置方向。由現有技術已知如下的解決方案，其中，借助主動帶通濾波器和多個光傳感器，尤其是PIN光電二極管能夠實現，獲得有關例如光學發射器，尤其是例如紅外線手持發射器的位置信息。但這種系統很容易受外界光源的干擾，因為尤其是所用的濾波器的品質較低。此外，在已知的現有技術中，一般所使用的濾波器的極限頻率在硬件方面，也就是通過電容和電阻大小的確定已固定。由于部件的公差會導致，發射器和接收器的頻率不同并且不能確保系統較高的靈敏度。部件公差的這個不利影響通過建議的解決方案克服。此外，尤其優選通過中央控制元件的布置可數字調節所尋找信號的頻率。公差因此以簡單的方式得以補償。此外，優選由微處理器控制的電路開銷較小。優選尤其使用不可見光，也即，尤其是紅外線或紫外線。與之相關地，優選在紅外線范圍內使用光傳感器。與之相關地，作為備選，也可以使用所有光學波長，除此外也可以利用物質波(聲波、超聲波)。在布置有多個光傳感器的情況下，這些光學傳感器優選地點分散地布置，這尤其優選在彼此(尤其沿該清潔裝置的圓周方向)相距優選最大10至100cm，尤其優選20至50cm的不同的清潔裝置的范圍內，其中，所有的光傳感器尤其優選布置在同一個優選與地面平行的平面上。在布置有至少兩個光傳感器的情況下，該至少兩個光傳感器尤其優選布置成，該光傳感器距分析信號的單元優選最大40cm，尤其優選最大30cm。與之相應地，尤其優選既可以實現一維、二維信號識別也可以實現三維信號識別。在可選的實施方案中，優選設置圍繞清潔裝置垂直軸線旋轉的各個光傳感器。尤其通過布置至少一個相位敏感的探測元件，尤其優選通過布置兩個相位敏感的探測元件有利地給出這種可能性，光信號的分析，尤其是光信號的識別以及尤其優選檢測接收的光信號的方向不直接設計在光傳感器上。而由此給出幾乎中央的電子部件的有利的可能。這提供尤其在光傳感器直接區域內結構空間大小方面的優點，這進一步以有利的方式考慮在電子部件與光傳感器之間距離更大時出現的噪音。根據建議的解決方案，由光傳感器提供的并且通過多個光傳感器之一或通過一個優選旋轉的光傳感器接收的信號與預先給定的數字化的信號圖樣(參考圖樣)比較。相位敏感的探測元件優選是鎖相放大器，該鎖相放大器為一個非常窄帶的帶通濾波器。耦合入的干擾可以這樣可靠地抑制。尋找的信號圖樣由中央控制元件預先給定，其中，信號圖樣的選擇尤其由電路運行所在環境中與其它頻率或信號圖樣的距離獲得。其它來源(例如空間照明裝置，遙控器等)的信號以有利的方式不被模仿。信號圖樣是頻率圖樣，尤其是光頻率圖樣，因此進一步尤其是編碼信號，尤其是光信號的脈沖序列。通過光傳感器接收的信號優選首先前置放大，之后將該信號傳遞給相位敏感的整流器或相位敏感的探測元件。在此，每個相位使用一個放大電路(鎖相放大器)，該放大電路可以優選借助多路轉接器在倒轉與不倒轉之間轉換。多路轉接器可以尤其優選集成在中央控制元件中。與之相關地，設置集成的鎖相放大器。后者需要由微處理器提供的參考信號。此外，中央控制元件優選提供了使信號發射器和光傳感器借助校準功能相互匹配的可能性。與之相應地，既能實現可通過用戶激活的校準又能實現自動校準。