CN104808656A - 基于定位***的回归引导方法及其*** - Google Patents

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周昶
刘芳世
田角峰
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Abstract

本发明涉及一种基于定位***的回归引导方法，该方法用于将自动行走设备引导至充电站，包括如下步骤：利用定位技术使所述自动行走设备回归至所述充电站所在的预定位置；以及利用对接装置将所述自动行走设备对接至所述充电站。上述基于定位***的回归引导方法先利用定位技术使自动行走设备快速回归至所述充电站附近，再利用对接装置将自动行走设备对接至所述充电站，从整体上缩短了自动行走设备回归至充电站需要的时间。同时还提供了一种基于定位***的回归引导***，该***通过定位模块可以控制自动行走设备先以直线路径快速回归至所述充电站附近，再通过对接装置将自动行走设备对接至所述充电站，有效提高自动行走设备回归至充电站的效率。

Description

基于定位***的回归引导方法及其***
技术领域
本发明涉及自动化控制领域，特别是涉及一种基于定位***的回归引导方法及其***。
背景技术
随着科学技术的发展，智能的自动行走设备为人们所熟知，由于自动行走设备可以自动根据预先设置的程序执行预先设置的相关任务，无须人为的操作与干预，因此在工业应用及家居产品上的应用非常广泛。工业上的应用如执行各种功能的机器人，家居产品上的应用如割草机、吸尘器等，这些智能设备极大地节省了人们的时间，给工业生产及家居生活都带来了极大的便利。但这些自动行走设备由于采用能量储存单元供电，当能量储存单元的能量被用尽后，这些自动行走设备就无法工作了，此时必须人为地把自动行走设备移动到能为其提供能量的充电站，为其补充能量。在一些情况下，补充能量可能需要花费数小时的时间，人们必须等待数小时，直到补充能量完成，才能再次开启自动行走设备，使其继续工作。
为克服上述问题，一些充电装置应运而生，充电装置能协助自动行走设备确认自动行走设备与充电站对接成功，并且在自动行走设备与充电站对接成功后，为自动行走设备充电。目前，自动行走设备与充电站的对接过程主要分为两个阶段：先利用边界线将自动行走设备引导至充电站附近，再利用电磁场信号将自动行走设备精准对接至充电站。但是在该对接过程的第一个阶段中，自动行走设备依据边界线的引导接近充电站的速度较为缓慢，因此自动行走设备回归至充电站的效率较低。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够提高自动行走设备回归至充电站效率的基于定位***的回归引导方法及其***。
一种基于定位***的回归引导方法，用于将自动行走设备引导至充电站，包括如下步骤：
利用定位技术使所述自动行走设备回归至所述充电站所在的预定位置；以及
利用对接装置将所述自动行走设备对接至所述充电站。
在其中一个实施例中，在所述利用对接装置将所述自动行走设备对接至所述充电站的步骤中，所述对接装置为边界***。
在其中一个实施例中，在所述利用定位技术使所述自动行走设备回归至所述充电站所在的预定位置的步骤之前，还包括如下步骤：
对所述充电站所在位置进行测量，得到所述充电站所在的预定位置。
一种基于定位***的回归引导***，用于将自动行走设备引导至充电站，所述基于定位***的回归引导***包括用于安装在所述自动行走设备上的定位模块、处理模块以及对接装置，所述定位模块连接于所述处理模块，所述对接装置连接于所述充电站；
所述定位模块用于获取自动行走设备所在位置信息，所述处理模块用于依据自动行走设备所在位置信息得到所述自动行走设备回归至所述充电站的路径，所述对接装置用于将所述自动行走设备对接至所述充电站。
在其中一个实施例中，所述基于定位***的回归引导***还包括存储模块，所述存储模块连接于所述处理模块并安装于所述自动行走设备。
在其中一个实施例中，所述存储模块预先存储有所述充电站所在位置信息，所述充电站所在位置信息由所述定位模块测得。
在其中一个实施例中，所述基于定位***的回归引导***还包括导航模块，所述自动行走设备通过所述导航模块以直线路径回归至所述充电站附近。
在其中一个实施例中，所述定位模块为GPS定位***或者北斗卫星导航***。
在其中一个实施例中，所述导航模块为电子罗盘。
在其中一个实施例中，所述对接装置为边界***，所述边界***包括：
边界线，设置在地面，用于规划出自动行走设备的工作区域；
信号发生装置，用于产生预设边界信号并发送给所述边界线，所述预设边界信号流经所述边界线时产生磁场；
信号检测单元，设置在所述自动行走设备内，用于检测所述磁场，并生成检测信号；以及
控制单元，设置在所述自动行走设备内，用于接收所述检测信号，并根据所述检测信号控制所述自动行走设备在所述工作区域内行走。
上述基于定位***的回归引导方法先利用定位技术使自动行走设备快速回归至所述充电站附近，再利用对接装置将自动行走设备对接至所述充电站，从整体上缩短了自动行走设备回归至充电站需要的时间。同时还提供了一种基于定位***的回归引导***，该***通过定位模块可以控制自动行走设备先以直线路径快速回归至所述充电站附近，再通过对接装置将自动行走设备对接至所述充电站，有效提高自动行走设备回归至充电站的效率。
附图说明
图1为一个实施例的基于定位***的回归引导方法的流程图；
图2为一个实施例的基于定位***的回归引导***安装于自动行走设备上的部分结构的示意图；
图3为一个实施例的基于定位***的回归引导***的边界***的结构示意图；
图4为一个实施例的自动行走设备利用基于定位***的回归引导***准备回归至充电站时的示意图；
图5为一个实施例的自动行走设备利用基于定位***的回归引导***回归至充电站附近的示意图；
图6为一个实施例的自动行走设备利用基于定位***的回归引导***对接至充电站的示意图。
定位模块100       处理模块200       导航模块300
存储模块400       对接装置500       边界线510
信号发生装置520   信号检测单元530   控制单元540
自动行走设备600   充电站700
具体实施方式
为了解决目前自动行走设备回归至充电站的效率较低的问题，本实施方式提供了一种基于定位***的回归引导方法及其***。下面结合具体的实施例，对基于定位***的回归引导方法进行具体的描述。
请参考图1，本实施方式中的用于将自动行走设备引导至充电站的基于定位***的回归引导方法，包括如下步骤：
步骤S110:对充电站所在位置进行测量，得到充电站所在的预定位置。在本步骤中，可以利用定位技术先测量得到充电站所在位置，并将该充电站所在位置称为充电站所在的预定位置，由于定位技术不可避免的会产生一定的误差，因此，测量得到的充电站所在的预定位置只用于引导自动行走设备回归至充电站附近某一位置。
步骤S120:利用定位技术使自动行走设备回归至充电站所在的预定位置。在本步骤中，利用定位技术结合步骤S110中预先测量到的充电站所在的预定位置即可将自动行走设备引导至充电站附近。
步骤S130:利用对接装置将自动行走设备对接至充电站。当自动行走设备回归至充电站附近之后，还需要进一步利用对接装置将自动行走设备对接至充电站。
上述基于定位***的回归引导方法主要分步骤S120与步骤S130两个步骤将自动行走设备引导回归并对接至充电站。其中，在步骤S120中，利用定位技术可以计算出自动行走设备当前所在位置，结合充电站所在的预定位置即可得到自动行走设备回归至充电站的最佳路径（一般该最佳路径接近直线），从而使自动行走设备快速回归至充电站所在的预定位置，再将自动行走设备对接至所述充电站，有效提高自动行走设备回归至充电站的效率。
请参考图2，本实施方式还提供了一种用于将自动行走设备引导至充电站（“充电站”在说明书附图中已用标号700标示出）的基于定位***的回归引导***包括定位模块100、处理模块200以及导航模块300。其中，定位模块100与导航模块300分别连接于处理模块200。
充电站700根据实际需要固定在地面上某一合适位置，自动行走设备600需要充电的时候只需行进至充电站700所在位置进行对接即可。
定位模块100主要用于获取自动行走设备600所在位置信息；导航模块300用于识别自动行走设备600移动的方向信息；处理模块200用于依据自动行走设备600所在位置信息以及自动行走设备600移动的方向信息控制自动行走设备600回归至充电站700。
在本实施方式中，定位模块100是GPS定位***或者北斗卫星导航***。而导航模块300为电子罗盘。
上述基于定位***的回归引导***还包括存储模块400。存储模块400连接于处理模块200并安装在自动行走设备600上。存储模块600预先存储有充电站700所在位置信息。这样，处理模块200通过读取存储模块600内充电站700所在位置信息并结合定位模块100获取的自动行走设备600所在位置信息即可分析出自动行走设备600与充电站700的相对位置关系，从而确定出自动行走设备600回归至充电站700的直线路径。
在本实施方式中，充电站700所在位置信息由定位模块100测量得到的。具体测量方式是：将自动行走设备600在充电站700旁开机，自动行走设备600便可通过定位模块100获取到充电站700的大致位置（民用GPS定位***的定位误差一般小于10米）。这样，充电站700所在位置信息便可以大致测出并存储在存储模块400中。
此外，请参考图3，本实施方式中的基于定位***的回归引导***还包括对接装置500，在本实施方式中，对接装置500为边界***。边界***进一步包括边界线510、信号发生装置520、信号检测单元530以及控制单元540。
其中，边界线510设置在地面上，用于规划出自动行走设备600的工作区域。同时，边界线510还有一个作用就是辅助完成自动行走设备600与充电站700的精准对接过程。
信号发生装置520用于产生预设边界信号并发送给边界线510，该预设边界信号流经边界线510时能够产生磁场。
信号检测单元530设置在自动行走设备600内，用于检测边界线510发出的磁场，并生成检测信号。
控制单元540设置在自动行走设备600内，用于接收信号检测单元530生成的检测信号，并根据该检测信号控制自动行走设备600在边界线510划定的工作区域内行走。
请参考图4和图5，当自动行走设备600需要回归至充电站700时，定位模块100先获取自动行走设备600所在位置信息，处理模块200根据自动行走设备600所在位置信息通过控制单元540即可控制自动行走设备600回归至充电站700附近。同时在该回归过程中，导航模块300能够识别出自动行走设备600移动的方向信息，处理模块200根据该方向信息不断调整自动行走设备600移动的方向，从而保证自动行走设备600以直线路径快速回归至充电站700附近，有效提高自动行走设备600回归至充电站700的效率。
请参考图5和图6，当自动行走设备600回归至充电站700时，由于定位模块100产生的定位误差，自动行走设备600还只是回归至充电站700的附近，因此，还需要进一步使自动行走设备600精准对接至充电站700。该对接过程主要利用边界***实现：信号发生装置520产生预设边界信号并发送给边界线510；信号检测单元530随自动行走设备600回归至充电站700附近时可以检测到边界线510发出的磁场，并生成检测信号；控制单元540根据接收到的检测信号即可控制自动行走设备600在边界线510划定的工作区域内行走并精准对接至充电站700。由于目前已经有多种实现自动行走设备600与充电站700精准对接的方法，比如“跨边界线”实现精准对接等，在此不再赘述。
上述基于定位***的回归引导***包括定位模块100、处理模块200以及导航模块300，当自动行走设备600需要回归至充电站700时，所述定位模块100先获取自动行走设备600所在位置信息，所述处理模块200根据自动行走设备600所在位置信息控制自动行走设备600回归至充电站700，同时在该回归过程中，所述导航模块300能够识别出自动行走设备600移动的方向信息，所述处理模块200根据该方向信息不断调整自动行走设备600移动的方向，从而保证自动行走设备600以直线路径快速回归至所述充电站700附近，有效提高自动行走设备600回归至充电站700的效率。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于定位***的回归引导方法，用于将自动行走设备引导至充电站，包括如下步骤：
利用定位技术使所述自动行走设备回归至所述充电站所在的预定位置；以及
利用对接装置将所述自动行走设备对接至所述充电站。
2.根据权利要求1所述的基于定位***的回归引导***，其特征在于，在所述利用对接装置将所述自动行走设备对接至所述充电站的步骤中，所述对接装置为边界***。
3.根据权利要求1所述的基于定位***的回归引导***，其特征在于，在所述利用定位技术使所述自动行走设备回归至所述充电站所在的预定位置的步骤之前，还包括如下步骤：
对所述充电站所在位置进行测量，得到所述充电站所在的预定位置。
4.一种基于定位***的回归引导***，用于将自动行走设备引导至充电站，其特征在于，所述基于定位***的回归引导***包括用于安装在所述自动行走设备上的定位模块、处理模块以及对接装置，所述定位模块连接于所述处理模块，所述对接装置连接于所述充电站；
所述定位模块用于获取自动行走设备所在位置信息，所述处理模块用于依据自动行走设备所在位置信息得到所述自动行走设备回归至所述充电站的路径，所述对接装置用于将所述自动行走设备对接至所述充电站。
5.根据权利要求4所述的基于定位***的回归引导***，其特征在于，所述基于定位***的回归引导***还包括存储模块，所述存储模块连接于所述处理模块并安装于所述自动行走设备。
6.根据权利要求5所述的基于定位***的回归引导***，其特征在于，所述存储模块预先存储有所述充电站所在位置信息，所述充电站所在位置信息由所述定位模块测得。
7.根据权利要求4所述的基于定位***的回归引导***，其特征在于，所述基于定位***的回归引导***还包括导航模块，所述自动行走设备通过所述导航模块以直线路径回归至所述充电站附近。
8.根据权利要求4、5或6所述的基于定位***的回归引导***，其特征在于，所述定位模块为GPS定位***或者北斗卫星导航***。
9.根据权利要求7所述的基于定位***的回归引导***，其特征在于，所述导航模块为电子罗盘。
10.根据权利要求3所述的基于定位***的回归引导***，其特征在于，所述对接装置为边界***，所述边界***包括：
边界线，设置在地面，用于规划出自动行走设备的工作区域；
信号发生装置，用于产生预设边界信号并发送给所述边界线，所述预设边界信号流经所述边界线时产生磁场；
信号检测单元，设置在所述自动行走设备内，用于检测所述磁场，并生成检测信号；以及
控制单元，设置在所述自动行走设备内，用于接收所述检测信号，并根据所述检测信号控制所述自动行走设备在所述工作区域内行走。
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