ES2955667T3 - Robot de limpieza de piscinas y un método para obtener imágenes de una piscina - Google Patents

Robot de limpieza de piscinas y un método para obtener imágenes de una piscina Download PDF

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Assy Tzalik
Yair Hadari
Shay Witelson
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Abstract

Un robot de limpieza de piscinas (10) para limpiar una piscina, que comprende una carcasa (90), una unidad de filtrado (91) que está construida y dispuesta para filtrar fluido, una unidad de control de fluido (94) que está construida y dispuesta para controlar un flujo del fluido dentro del robot limpiador de piscinas, un sistema de iluminación que comprende al menos un emisor de rayo láser, el sistema de iluminación está construido y dispuesto para iluminar un entorno del robot limpiador de piscinas mediante al menos una luz verde, una unidad de detección (96) que comprende una primera cámara y una segunda cámara que están espaciadas entre sí y están construidas y dispuestas para obtener múltiples imágenes de los alrededores del robot limpiador de piscinas, mientras los alrededores son iluminados por el sistema de iluminación, un procesador (46) construido y dispuesto para procesar las imágenes de los alrededores del robot limpiador de piscinas y un sistema de accionamiento (93) que está construido y dispuesto para mover el robot limpiador de piscinas a lo largo de un recorrido de limpieza. Además, la Solicitud define un método correspondiente para limpiar una piscina usando un sistema de iluminación con un emisor de rayo láser y una primera y segunda cámaras que están espaciadas entre sí y pertenecen a una unidad de detección del robot de limpieza de piscinas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Robot de limpieza de piscinas y un método para obtener imágenes de una piscina
Antecedentes
Los robots de limpieza de piscinas, tales como los robots de limpieza de piscinas, son conocidos en la técnica. Se espera que limpien la piscina cepillando las superficies de la piscina y filtrando el fluido bombeado de la piscina eliminando partículas extrañas y desechos de ese fluido.
Es importante que el robot de limpieza de piscinas navegue de manera eficaz y eficiente para que pueda alcanzar y cubrir toda el área de la piscina para la que está programado dentro de un ciclo de limpieza específico.
Los robots de limpieza de piscinas también pueden ser necesarios para lidiar con accesorios construidos en piscinas, como escalar superficies de paredes verticales, escaleras, cornisas, y similares.
Es posible que se requiera que los robots de limpieza de piscinas atraviesen varios obstáculos adicionales que pueden estar montados en las áreas de la piscina. Como, por ejemplo: focos, salidas de chorro de retorno, escaleras y similares o piscinas con formas o contornos irregulares, ángulos pronunciados, drenajes principales, escaleras, estructuras permanentes, como por ejemplo barras y taburetes o elementos temporales, como por ejemplo juguetes, un aparato de gimnasia, cualquier equipo especial que pueda instalarse en la piscina, ya sea una instalación fija, desmontable y similares.
Existe una necesidad cada vez mayor de proporcionar un robot de limpieza de piscinas que sea capaz de moverse, sorteando obstáculos, calculando la ubicación de su posición de forma precisa, eficiente y eficaz.
El documento US-A1-2017/277177 de los presentes solicitantes describe un método para operar un limpiador de piscinas, incluyendo el método recibir, por el limpiador de piscinas, información de ubicación de fin de ciclo que define una ubicación de fin de ciclo; en donde la información de ubicación del final del ciclo es generada por un ordenador móvil y bajo el control de un usuario; y realizando múltiples ciclos de limpieza, por el limpiador de piscinas, en donde la ejecución comprende colocar el limpiador de piscinas, al final de cada ciclo de limpieza de los múltiples ciclos de limpieza, al final de la ubicación del ciclo.
El documento WO-A2-2014/004929 ilustra un sistema de control de limpieza de piscinas que incluye un telémetro láser con un primer generador de líneas láser, un segundo generador de líneas láser y una cámara. El primer generador de líneas láser y el segundo generador de líneas láser están posicionados para emitir líneas láser paralelas y la cámara está posicionada para capturar una imagen de las líneas láser proyectadas sobre un objeto. El sistema de control también incluye un controlador en comunicación con el telémetro láser y configurado para controlar la operación de los generadores de líneas láser para emitir las líneas láser y controlar la cámara para capturar la imagen. El controlador también está configurado para recibir la imagen de la cámara, calcular una distancia de píxel entre las líneas láser en la imagen y calcular la distancia física entre la cámara y el objeto en función de la distancia de píxel.
El documento EP-A2-2960741 describe un robot de servicio autónomo, en particular, una cortadora de césped autónoma, con un dispositivo de detección óptica para detectar el entorno. El dispositivo de detección óptica tiene una unidad de medición del tiempo de tránsito que está prevista al menos parcialmente para detectar el entorno por medio de la medición del tiempo de tránsito.
Sumario
La invención está completamente definida por el robot de limpieza de piscinas de las reivindicaciones 1-11 y el método para operar un robot de limpieza de piscinas de acuerdo con la reivindicación 12. Los siguientes párrafos de descripción solo pueden considerarse como parte de la invención si están dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Otras características o realizaciones definidas mediante el uso de la expresión "pueden" deben considerarse solo de manera ilustrativa.
Puede proporcionarse un método para limpiar una región de una piscina, el método puede incluir mover un robot de limpieza de piscinas a lo largo de una trayectoria de limpieza que cubra la región mientras adquiere, al principio en diferentes puntos de tiempo y por una unidad de detección del robot de limpieza de piscinas, primeras imágenes de primeras escenas, al menos una primera escena en cada primer momento; en donde la adquisición de las primeras imágenes puede ejecutarse mientras el robot de limpieza de piscinas ilumina las primeras escenas; detectar, en al menos una primera imagen, iluminación reflejada o dispersa como resultado de la iluminación de las primeras escenas; eliminar de la al menos una primera imagen información sobre la iluminación reflejada o dispersada; determinar, en función al menos en parte de las primeras imágenes, primeras ubicaciones del robot de limpieza de piscinas; y en donde el movimiento puede responder a las primeras ubicaciones del robot de limpieza de piscinas.
El método puede incluir mover el robot de limpieza de piscinas a lo largo de la trayectoria de limpieza mientras adquiere, en segundos puntos de tiempo y por la unidad de detección del robot de limpieza de piscinas, segundas imágenes de segundas escenas, al menos una segunda escena por punto de tiempo; en donde la adquisición de las segundas imágenes puede ejecutarse sin iluminar las segundas escenas por el robot de limpieza de piscinas; detectar, en al menos una imagen, un parpadeo; eliminar de al menos una imagen información sobre el parpadeo; determinar, en función de las segundas imágenes de las segundas escenas, segundas ubicaciones del robot de limpieza de piscinas; y en donde el movimiento puede responder a las segundas ubicaciones del robot de limpieza de piscinas. El método puede incluir seleccionar entre adquirir las primeras imágenes y adquirir las segundas imágenes.
La selección puede basarse en un tiempo de limpieza.
La selección puede basarse en la iluminación ambiental.
El método puede incluir calcular al menos uno de un parámetro de reflexión y un parámetro de dispersión de la iluminación reflejada o dispersada.
El método puede incluir la determinación de al menos un parámetro de iluminación en función del al menos uno del parámetro de reflexión y el parámetro de dispersión.
El al menos un parámetro de iluminación puede ser un color de iluminación.
El al menos un parámetro de iluminación puede ser una intensidad de iluminación.
El cálculo puede basarse en una o más imágenes adquiridas bajo diferentes condiciones de iluminación.
El método puede incluir la adquisición de las primeras imágenes por una cámara estereoscópica de la unidad de detección.
Puede proporcionarse un medio legible por ordenador no transitorio que almacena instrucciones que, una vez ejecutadas por un robot de limpieza de piscinas, hacen que el robot de limpieza de piscinas ejecute las etapas de mover el robot de limpieza de piscinas a lo largo de una trayectoria de limpieza que cubre una región de la piscina mientras adquiere, al principio en diferentes puntos de tiempo y por una unidad de detección del robot de limpieza de piscinas, primeras imágenes de primeras escenas, al menos una primera escena en cada primer momento; en donde la adquisición de las primeras imágenes puede ejecutarse mientras el robot de limpieza de piscinas ilumina las primeras escenas; detectar, en al menos una primera imagen, iluminación reflejada o dispersa como resultado de la iluminación de las primeras escenas; eliminar de la al menos una primera imagen información sobre la iluminación reflejada o dispersada; determinar, en función al menos en parte de las primeras imágenes, primeras ubicaciones del robot de limpieza de piscinas; y en donde el movimiento puede responder a las primeras ubicaciones del robot de limpieza de piscinas.
La iluminación reflejada o dispersada puede ser reflejada o dispersada por un fluido turbio, de un elemento estático de piscina y similares.
El medio legible por ordenador no transitorio puede almacenar instrucciones para mover el robot de limpieza de piscinas a lo largo de la trayectoria de limpieza mientras adquiere, en segundos puntos de tiempo y por la unidad de detección del robot de limpieza de piscinas, segundas imágenes de segundas escenas, al menos una segunda escena por punto de tiempo; en donde la adquisición de las segundas imágenes puede ejecutarse sin iluminar las segundas escenas por el robot de limpieza de piscinas; detectar, en al menos una imagen, un parpadeo; eliminar de al menos una imagen información sobre el parpadeo; determinar, en función de las segundas imágenes de las segundas escenas, segundas ubicaciones del robot de limpieza de piscinas; y en donde el movimiento puede responder a las segundas ubicaciones del robot de limpieza de piscinas.
El medio legible por ordenador no transitorio puede almacenar instrucciones para seleccionar entre adquirir las primeras imágenes y adquirir las segundas imágenes.
La selección puede basarse en un tiempo de limpieza.
La selección puede basarse en la iluminación ambiental.
El medio legible por ordenador no transitorio puede almacenar instrucciones para calcular al menos uno de un parámetro de reflexión y un parámetro de dispersión de la iluminación reflejada o dispersada.
El medio legible por ordenador no transitorio puede almacenar instrucciones para determinar al menos un parámetro de iluminación en función del al menos uno del parámetro de reflexión y el parámetro de dispersión.
El al menos un parámetro de iluminación puede ser un color de iluminación.
El al menos un parámetro de iluminación puede ser una intensidad de iluminación.
El medio legible por ordenador no transitorio puede almacenar instrucciones para calcular en función de una o más imágenes adquiridas bajo diferentes condiciones de iluminación.
El medio legible por ordenador no transitorio puede almacenar instrucciones para adquirir las primeras imágenes mediante una cámara estereoscópica de la unidad de detección.
Puede proporcionarse un robot de limpieza de piscinas que puede incluir una carcasa; una unidad de filtrado que puede construirse y disponerse para filtrar fluido; una unidad de control de fluidos que puede construirse y disponerse para controlar un flujo de fluido dentro del robot de limpieza de piscinas; una unidad de detección; una unidad de iluminación (que puede incluir uno o más elementos de iluminación, como un primer y segundo LED, un LED blanco y un LED de color; un procesador; y un sistema de accionamiento; en donde el sistema de accionamiento puede construirse y disponerse para mover el robot de limpieza de piscinas a lo largo de una trayectoria de limpieza que cubre la región; en donde la unidad de detección puede construirse y disponerse para adquirir primeras imágenes de primeras escenas, en primeros puntos de tiempo diferentes, mientras el robot de limpieza de piscinas se desplaza por la trayectoria de limpieza, y mientras la unidad de iluminación ilumina las primeras escenas; en donde se puede adquirir al menos una primera escena en cada primer momento; en donde el procesador puede construirse y disponerse para detectar, en al menos una primera imagen, iluminación reflejada o dispersa como resultado de la iluminación de las primeras escenas; eliminar de la al menos una primera imagen información sobre la iluminación reflejada o dispersada; determinar, en función al menos en parte de las primeras imágenes, primeras ubicaciones del robot de limpieza de piscinas; y determinar una manera de mover el robot de limpieza de piscinas en respuesta a las primeras ubicaciones del robot de limpieza de piscinas.
La iluminación reflejada o dispersada puede ser reflejada o dispersada por un fluido turbio, de un elemento estático de piscina y similares.
La unidad de detección puede construirse y disponerse para adquirir segundas imágenes de segundas escenas, en segundos puntos de tiempo diferentes, mientras el robot de limpieza de piscinas se mueve a lo largo de la trayectoria de limpieza, y mientras la unidad de iluminación no ilumina las segundas escenas; en donde se puede adquirir al menos una segunda escena en cada segundo punto de tiempo; en donde el procesador puede construirse y disponerse para detectar, en al menos una imagen, un parpadeo; eliminar de al menos una imagen información sobre el parpadeo; determinar, en función menos en parte de las segundas imágenes, segundas ubicaciones del robot de limpieza de piscinas; y determinar una manera de mover el robot de limpieza de piscinas en respuesta a las segundas ubicaciones del robot de limpieza de piscinas.
El procesador puede construirse y disponerse para seleccionar entre adquirir las primeras imágenes y adquirir las segundas imágenes.
La selección puede basarse en un tiempo de limpieza.
La selección puede basarse en la iluminación ambiental.
El procesador puede construirse y disponerse para calcular al menos uno de un parámetro de reflexión y un parámetro de dispersión de la iluminación reflejada o dispersada.
El procesador puede construirse y disponerse para determinar al menos un parámetro de iluminación en función del al menos uno del parámetro de reflexión y el parámetro de dispersión.
El al menos un parámetro de iluminación puede ser un color de iluminación.
El al menos un parámetro de iluminación puede ser una intensidad de iluminación.
El procesador puede construirse y disponerse para calcular en función de una o más imágenes adquiridas bajo diferentes condiciones de iluminación.
La unidad de detección puede incluir una cámara estereoscópica que puede construirse y disponerse para adquirir las primeras imágenes.
Puede proporcionarse un medio legible por ordenador no transitorio que almacene instrucciones para cualquier etapa de cualquier método enumerado a continuación, especialmente, pero sin limitarse a los párrafos [0043] -[0063].
Puede proporcionarse un robot de limpieza de piscinas que esté construido y dispuesto para ejecutar cualquier etapa de cualquier método enumerado a continuación, especialmente, pero sin limitarse a los párrafos [0043] -[0063].
Puede haber un método proporcionado para navegar un robot de limpieza de piscinas dentro de una piscina, el método puede incluir la ejecución repetitiva, durante la navegación del robot de limpieza de piscinas, las etapas de detectar concurrentemente, por un robot de limpieza de piscinas, distancias entre el robot de limpieza de piscinas y los elementos estáticos de la piscina que pueden orientarse entre sí; estimar mediante un procesador de robot de limpieza de piscinas una ubicación del robot de limpieza de piscinas dentro de la piscina, en función de las distancias; y determinar un progreso futuro del robot de limpieza de piscinas en función de la ubicación.
La detección puede incluir la adquisición de una o más imágenes de los elementos estáticos de la piscina mediante una cámara estereoscópica del robot.
La detección puede incluir iluminar un entorno del robot para proporcionar un entorno iluminado; adquirir una o más imágenes del entorno iluminado; y procesar las una o más imágenes para determinar si el entorno incluye los uno o más elementos estáticos de la piscina.
La iluminación puede incluir iluminar el entorno iluminado con diferentes colores, en diferentes momentos, obtener imágenes en diferentes colores del entorno iluminado; y comparar entre las diferentes imágenes en color para determinar si el entorno iluminado incluye uno o más elementos estáticos de la piscina.
Los diferentes colores pueden incluir verde y otro color.
El método puede incluir recibir o generar, al menos en parte por el robot de limpieza de piscinas, una representación tridimensional de la piscina durante un período de aprendizaje.
El método puede incluir generar, por el robot de limpieza de piscinas, y durante un avance sobre una parte de la piscina, una estimación tridimensional de una porción de la piscina; buscar una parte de la representación tridimensional de la piscina que puede ser similar a la estimación tridimensional de la parte de la piscina; y en donde que la determinación de la ubicación del robot de limpieza de piscinas dentro de la piscina puede responder a un resultado de la búsqueda.
Puede proporcionarse un método que puede incluir iluminar un entorno de un robot de limpieza de piscinas con luz verde para proporcionar una escena iluminada en verde; adquirir una imagen de la escena iluminada en verde; estimar una profundidad de penetración de la luz verde dentro del entorno del robot de limpieza de piscinas; iluminar el entorno del robot de limpieza de piscinas con una luz de otro color para proporcionar una escena iluminada de otro color; en donde el otro color difiere del verde; adquirir una imagen de la escena iluminada con otro color; estimar una profundidad de penetración de la otra luz dentro del entorno del robot de limpieza de piscinas; comparar entre la profundidad de penetración de la luz verde y la profundidad de penetración de la otra luz para proporcionar un resultado de comparación; y determinar, en función del resultado de la comparación, al menos uno de una ubicación del robot de limpieza de piscinas y un estado del agua dentro del entorno del robot de limpieza de piscinas.
El método puede incluir la determinación de que el entorno del robot de limpieza de piscinas puede incluir una pared lateral de la piscina cuando la profundidad de penetración de la otra luz dentro del entorno del robot de limpieza de piscinas es sustancialmente igual a la profundidad de penetración de la luz verde dentro del entorno del robot de limpieza de piscinas.
El método puede incluir determinar que el entorno del robot de limpieza de piscinas no puede incluir una pared lateral de la piscina cuando la profundidad de penetración de la otra luz dentro del entorno del robot de limpieza de piscinas difiere sustancialmente de la profundidad de penetración de la luz verde dentro del entorno del robot de limpieza de piscinas.
Puede proporcionarse un método para limpiar una región de la piscina, el método puede incluir mover un robot de limpieza de piscinas dentro de la región mientras se determina repetitivamente una ubicación del robot de limpieza de piscinas en función de imágenes adquiridas por una cámara estereoscópica del robot de limpieza de piscinas; y limpiar la región mediante un robot de limpieza de piscinas durante el movimiento del robot de limpieza de piscinas dentro de la región.
El método puede incluir recibir o generar, al menos en parte por el robot de limpieza de piscinas, una representación tridimensional de la piscina durante un período de aprendizaje.
El método puede incluir repetir las etapas de generar, por el robot de limpieza de piscinas, y durante un avance sobre una parte de la piscina, una estimación tridimensional de una porción de la piscina; buscar una parte de la representación tridimensional de la piscina que puede ser similar a la estimación tridimensional de la parte de la piscina; y en donde que la determinación de la ubicación del robot de limpieza de piscinas dentro de la piscina puede responder a un resultado de la búsqueda.
El método puede incluir adquirir las imágenes; y en donde al menos una imagen puede ser una imagen de un entorno iluminado del robot de limpieza de piscinas.
El método puede incluir iluminar un entorno del robot de limpieza de piscinas con una iluminación de colores cálidos. El método puede incluir iluminar un entorno del robot de limpieza de piscinas con luz azul.
El método puede incluir iluminar un entorno del robot de limpieza de piscinas con luz verde.
El método puede incluir adquirir las imágenes y filtrar nuestros parpadeos de las imágenes.
El método puede incluir reconocer los parpadeos comparando múltiples imágenes, tomadas en diferentes momentos, de una misma escena.
La cámara estereoscópica puede incluir dos sensores de imagen.
El sensor de dos imágenes puede ir seguido de al menos una lente de ojo de pez.
Breve descripción de los dibujos
La materia objeto considerada como la invención se indica específicamente y se reivindica claramente en las reivindicaciones al final de la memoria descriptiva. La invención, sin embargo, tanto en cuanto a la organización como al método de operación, junto con objetos, características y ventajas de los mismos, puede comprenderse mejor con referencia a la siguiente descripción detallada y cuando se lea con los dibujos adjuntos, en los que:
la FIG. 1A es un ejemplo de un robot de limpieza de piscinas con una unidad de mapeo y localización (sistema de visión);
la FIG. 1B es un ejemplo de un robot de limpieza de piscinas con una unidad de mapeo y localización (sistema de visión);
la FIG. 1C es un ejemplo de un robot de limpieza de piscinas con una unidad de mapeo y localización (sistema de visión);
la FIG. 2 es un ejemplo de una carcasa del sistema de visión;
la FIG. 3 es un ejemplo de imágenes y sincronización de imágenes;
la FIG. 4 es un ejemplo del sistema de visión;
la FIG. 5 es un ejemplo del sistema de visión;
la FIG. 6 es un ejemplo de componentes del sistema de visión;
la FIG. 7 es un ejemplo de componentes del sistema de visión;
la FIG. 8 es un ejemplo de componentes del sistema de visión;
la FIG. 9 es un ejemplo de imágenes 3D capturadas bajo el agua;
la FIG. 10 es un ejemplo de un robot de limpieza de piscinas, una parte de la piscina y campos de visión del sistema de visión;
la FIG. 11 es un ejemplo de un robot de limpieza de piscinas, una parte de la piscina y campos de visión del sistema de visión;
la FIG. 12 es un ejemplo de un robot de limpieza de piscinas, una parte de la piscina y un campo de visión del sistema de visión;
la FIG. 13 es un ejemplo de un robot de limpieza de piscinas, una parte de la piscina y conos de luz; la FIG. 14 es un ejemplo de un robot de limpieza de piscinas, una parte de la piscina y una zona de limpieza; la FIG. 15 es un ejemplo de un robot de limpieza de piscinas, una parte de la piscina y una zona de limpieza; la FIG. 16 es un ejemplo de un robot de limpieza de piscinas, una parte de la piscina y una zona de limpieza; la FIG. 17 es un ejemplo de un robot de limpieza de piscinas, una parte de la piscina y una zona de limpieza; la FIG. 18 es un ejemplo de un método;
la FIG. 19 es un ejemplo de un método;
la FIG. 20 es un ejemplo de un método; y
la FIG. 21 es un ejemplo de un método.
Se apreciará que, por simplicidad y claridad de la ilustración, los elementos mostrados en las figuras no se han dibujado necesariamente a escala. Por ejemplo, las dimensiones de algunos de los elementos pueden estar exageradas en relación con otros elementos para mayor claridad. Es más, cuando se ha considerado apropiado, los números de referencia pueden estar repetidos entre las figuras para indicar elementos correspondientes o análogos.
Descripción detallada de los dibujos
En la siguiente descripción detallada, se exponen numerosos detalles específicos para que pueda comprenderse en profundidad la presente invención. Sin embargo, las personas expertas en la materia entenderán que la presente invención puede ponerse en práctica sin estos detalles específicos. En otras ocasiones, no se han descrito en detalle los métodos, procedimientos y componentes bien conocidos con el fin de no complicar la presente invención.
Se apreciará que, por simplicidad y claridad de la ilustración, los elementos mostrados en las figuras no se han dibujado necesariamente a escala. Por ejemplo, las dimensiones de algunos de los elementos pueden estar exageradas en relación con otros elementos para mayor claridad. Es más, cuando se ha considerado apropiado, los números de referencia pueden estar repetidos entre las figuras para indicar elementos correspondientes o análogos.
Cualquier referencia en la especificación a un sistema debe aplicarse mutatis mutandis a un método que pueda ser ejecutado por el sistema.
Debido a que las realizaciones ilustradas de la presente invención pueden, en su mayor parte, implementarse utilizando componentes y circuitos electrónicos conocidos por los expertos en la materia, los detalles no se explicarán en mayor medida que la que se considere necesaria como se ilustra arriba, para la comprensión y apreciación de los conceptos subyacentes de la presente invención y para no ofuscar o distraer la atención de las enseñanzas de la presente invención.
Cualquier referencia en la especificación a un método debe aplicarse mutatis mutandis a un sistema capaz de ejecutar el método y debe aplicarse mutatis mutandis a un medio legible por ordenador no transitorio que almacena instrucciones que, una vez ejecutadas por un ordenador, dan como resultado la ejecución del método.
Cualquier referencia en la especificación a un sistema debe aplicarse mutatis mutandis a un método que puede ser ejecutado por el sistema y debe aplicarse mutatis mutandis a un medio legible por ordenador no transitorio que almacena instrucciones que una vez esperadas por un ordenador dan como resultado la ejecución del método.
Los términos "región", "área", "porción" se pueden usar de manera intercambiable y pueden ser de cualquier forma y/o tamaño.
Una escena puede estar contenida dentro de un campo de visión de un sistema de visión. El campo de visión del sistema de visión puede cubrir un entorno del robot de limpieza de piscinas.
Puede proporcionarse un robot de limpieza de piscinas (también conocido como limpiador de piscinas) para limpiar una piscina, el robot de limpieza de piscinas puede incluir:
a. Unidad de filtrado (indicada con 92 en la figura 1C) para filtrar fluido.
b. Unidad de control de fluidos (indicada con 94 en la figura 1C) para controlar el flujo de fluido dentro del robot de limpieza de piscinas.
c. Sistema de accionamiento (indicado 93 en la figura 1C), para propulsar el robot de limpieza de piscinas. d. Sistema de cepillado (indicado 97 en la figura 1C) para cepillar la suciedad.
e. Cuerpo (una carcasa) (indicado con 90 en la figura 1C) con una o más entradas y una o más salidas (el flujo de fluido en el robot de limpieza de piscinas entre una o más entradas y salidas).
f. Sistema de suministro de energía (indicado como 95 en la figura 1C) que está ubicado dentro del robot de limpieza de piscinas y suministra energía a los componentes del robot de limpieza de piscinas {el sistema de suministro de energía puede ser alimentado desde una fuente de alimentación eléctrica externa y un cable conectado}. El sistema de suministro de energía puede incluir un sistema de batería recargable a bordo, un mecanismo de carga. El sistema de suministro de energía puede incluir una turbina para convertir en energía un flujo de fluido suministrado al robot de limpieza de piscinas.
g. Una unidad de detección (indicada como 96 en la figura 1C) que puede incluir un sistema de visión (indicado como 20 en las figuras 1A, 1B y 1C). El sistema de visión también se denomina sistema de mapeo y localización o sistema de visión estereoscópica o sistema de visión estereoscópica tridimensional (3D) o PCB de visión integrada.
h. Controlador (indicado como 98 en la figura 1C) que puede configurarse para controlar al menos un elemento de dirección, elemento de bombeo basado en fotografías reales captadas por el sistema de visión del robot de limpieza de piscinas.
El sistema de visión 20 puede estar configurado para fotografiar el área circundante real de un robot de limpieza de piscinas para reconocer y memorizar todo el entorno de la piscina, la posterior ubicación real y la orientación del robot de limpieza de piscinas en relación con las paredes de la piscina, suelo, accesorios, estructuras, elementos de la piscina como peldaños, un chorro, una luz de la piscina, escaleras, VGB y similares; y, al menos un elemento de dirección que puede estar configurado para mover el robot de limpieza de piscinas a lo largo de una trayectoria de limpieza, durante un proceso de ciclo de limpieza de una cierta región de un suelo o una pared lateral de la piscina; en donde cierta región puede estar parcial o totalmente sumergida.
La visión 3D permite que el robot de limpieza de piscinas cree un mapa (como un mapa 3D) de la estructura de la piscina que ayuda al robot de limpieza de piscinas a reconocer pendientes, ángulos y así planificar mejor la trayectoria de limpieza.
La representación 3D de la piscina puede incluir información sobre ángulos de paredes, contacto entre suelo y paredes, una pendiente en ángulo de un fondo de la piscina.
Durante la generación de la representación 3D de la piscina, cuando el robot de limpieza de piscinas no reconoce completamente uno o más elementos estáticos de la piscina que aparecen en el campo de visión del robot de limpieza de piscinas (por ejemplo, la imagen de una pared lateral no es lo suficientemente clara), entonces el robot de limpieza de piscinas puede girar y adquirir una información 3D sobre los elementos del grupo estático ubicados en la dirección opuesta, y puede imponer este último sobre el otro (fusionado) para crear un mejor mapa. La dirección de una frente a la otra se decide mediante un acelerómetro que señala la dirección de la pendiente.
El sistema de visión puede estar operativo tanto durante el día como particularmente durante la noche cuando cantidades sustanciales de usuarios finales emplean sus robots de limpieza de piscinas para limpiar sus piscinas.
El fotografiado del sistema de visión puede incluir fotografiar y memorizar vistas de cada lugar visitado en la piscina.
El sistema de visión puede incluir al menos una cámara subacuática.
El sistema de visión puede incluir un conjunto de al menos dos cámaras que pueden formar un sistema de visión estereoscópica que es capaz de capturar y memorizar fotografías tridimensionales (3D) del entorno de la piscina y cada lugar visitado en la piscina.
El sistema de visión puede incluir un conjunto de al menos dos cámaras que pueden formar un sistema de visión estereoscópica y al menos una cámara separada adicional que se analizará más adelante, pero como ejemplo, como una cámara de fijación adicional en al menos un cable de robot de limpieza de piscinas en un CONJUNTO DE ROBOTS DE LIMPIEZA DE PISCINAS que funcionan en una piscina con la función de una medida de no enredo de cables (consulte las solicitudes de patente estadounidense números 15/702.772, 15/702.77 y 15/702.774).
El sistema de visión puede estar unido a una unidad de medición que mide la tasa o velocidad del avance y movimientos del robot de limpieza de piscinas.
El robot de limpieza de piscinas puede utilizar los perfiles de avance y movimientos memorizados en una piscina durante un tiempo de ciclo específico y compararlos con perfiles de avance y movimientos nominales o estándar.
El robot de limpieza de piscinas emplea para estos fines el sistema de visión estereoscópica que va conectado a la unidad de medida. Por ejemplo, las cámaras pueden capturar y memorizar una fotografía de la ubicación del robot de limpieza de piscinas al reconocer una luz de piscina de escalera, un drenaje, un chorro de retorno o escaleras que pueden colocarse cerca de una superficie de pared vertical, señalando así su ubicación de posición en la piscina.
El robot de limpieza de piscinas puede reconocer el punto de entrada preciso para iniciar un procedimiento de escalada de pared vertical hasta llegar a la línea de flotación. En la línea de agua, el robot de limpieza de piscinas puede moverse hacia los lados mientras limpia la línea de agua durante un cierto período de tiempo. El sistema de visión estereoscópica podrá captar y visualizar puntos durante la trayectoria del robot de limpieza de piscinas en la línea de agua, incluyendo su descenso desde la pared y su punto de retorno al suelo horizontal, procesando así la velocidad/tasa de movimiento o el desvío de la trayectoria planificada previamente o los parámetros de trayectoria y realizar acciones correctivas.
El posicionamiento preciso del robot de limpieza de piscinas puede permitir cubrir solo (o sustancialmente) solo regiones de la piscina a limpiar mientras se reducen (e incluso minimizan) los movimientos y/o la limpieza por parte del robot de limpieza de piscinas de otras regiones. Esto aumenta la eficiencia del proceso de limpieza, reduce el tiempo de limpieza, y ahorra energía.
El seguimiento preciso de la ubicación del robot de limpieza de piscinas proporciona información precisa sobre la velocidad de propagación del robot de limpieza de piscinas. Si, por ejemplo, el monitoreo preciso detecta que el robot de limpieza de piscinas se mueve demasiado rápido (por encima de la velocidad exigida por la rotación de las ruedas o las orugas), entonces es una indicación de que el robot de limpieza de piscinas se está deslizando. La alfombrilla deslizante indica regiones resbaladizas, resultantes de la acumulación de algas. Esto puede requerir alarmar a un usuario de robot de limpieza de piscinas, cambiar el proceso de limpieza, evitar la región resbaladiza, y similares.
Las acciones correctivas (en caso de encontrar problemas o desviación de la trayectoria de propagación deseada, velocidad, y similares) pueden incluir aumentar o disminuir las RPM del motor o motores impulsores para aumentar o disminuir las velocidades de movimiento. Igualmente, puede aumentar/disminuir la potencia de empuje del chorro de agua (chorros lateral, posterior, superior o inferior) para regular aún más los movimientos del robot de limpieza de piscinas y eliminar cualquier desviación de la trayectoria planificada previamente o los parámetros de trayectoria y realizar acciones correctivas.
Sin embargo, para otro ejemplo, el robot de limpieza de piscinas puede reconocer de manera similar el punto de entrada preciso para iniciar un ascenso o descenso de la superficie de la piscina sustancialmente inclinada en dicha superficie inclinada que puede existir entre las áreas profunda y poco profunda de la piscina.
De la misma manera, el robot de limpieza de piscinas puede reconocer la ubicación de los accesorios de cañería existentes o las instalaciones de la piscina, tales como: drenaje principal, chorros de retorno y similares, como se describe en la patente estadounidense 8.665.858
El robot de limpieza de piscinas puede reconocer, por medio de su sistema de visión, una estación de acoplamiento de piscina, un dispositivo de carga de la batería del robot de limpieza de piscinas y una estructura de salida autónoma del robot de limpieza de piscinas como los descritos en la solicitud de patente estadounidense 14/501.098 de fecha 30 de septiembre de 2014 titulada: "Autonomous pool cleaning robot".
El robot de limpieza de piscinas puede reconocer, por medio de su sistema de visión, reconocer otro robot de limpieza de piscinas de un conjunto de robots de limpieza de piscinas que operan todos en una sola piscina o cualquier componente o subcomponente, como un cable atado del robot de limpieza de piscinas, tal como se describe en la solicitud de patente estadounidense número 15/702.772 presentada el 13 de septiembre de 2017 y titulada: "A set of pool cleaning robots".
Las al menos dos cámaras que pueden formar un sistema de visión estereoscópica pueden incluir (o pueden estar acopladas a) un mecanismo de sincronismo que sincronice ambas cámaras estereoscópicas.
El mecanismo de sincronización puede incluir un dispositivo de hardware de sincronización que produce dos fotos iguales que pueden cancelar y eliminar cualquier foto desigual.
El sistema de visión puede incluir, además, al menos un sistema de iluminación para proporcionar uno o más rayos de iluminación para iluminar los entornos del área de la piscina total o parcialmente oscuros para que las fotografías puedan capturarse mientras los sujetos fotografiados están suficientemente iluminados.
Es fundamental obtener información visual del entorno de la piscina para poder navegar, maniobrar y evitar obstáculos. Existe la necesidad de un alto contraste y en la visión en varios tipos de niveles de calidad del agua que pueden incluir salinidades, turbidez y similares.
El al menos un sistema de iluminación puede incluir un conjunto que puede incluir al menos un sistema LED que puede incluir al menos una lámpara LED y al menos un emisor de rayos láser.
El al menos un conjunto de cámaras estereoscópicas, el al menos un conjunto de LED y láser que puede conectarse a una plataforma de PCB de visión integrada que también puede incluir un procesador computarizado fotográfico, un LED RGB y similares que se describen con más detalle a continuación.
El al menos un conjunto de cámaras estereoscópicas puede emplear una cámara del al menos un conjunto para capturar capturas fotográficas bidimensionales regulares.
El al menos un conjunto de LED puede estar conectado a una plataforma de PCB de visión integrada que también puede incluir un procesador computarizado fotográfico, LED RGB y similares que se describen con mayor detalle a continuación.
Todo el sistema de PCB de visión integrada se puede empaquetar dentro de una carcasa hermética estanca que comprende una cubierta o visera transparente.
La cubierta transparente puede comprender un mecanismo mediante el cual se pueden instalar cubiertas transparentes diferentes o adicionales a nivel de OEM o de usuario final. Por ejemplo, cubiertas tintadas capaces de filtrar ciertas longitudes de onda de iluminación. Se puede enganchar una cubierta adicional teñida de amarillo para compensar, por ejemplo, una retroiluminación ambiental azul demasiado dura.
El LED RGB puede controlar luces de varios colores, como verde, azul, rojo y combinaciones de colores de iluminación adicionales.
Como alternativa o de manera adicional, el LED RGB puede incluir una serie de sistemas de LED donde cada LED puede incluir bombillas de luz LED de diferentes colores.
El al menos un LED puede emitir un rayo de color blanco para la iluminación general de las áreas de la piscina que deben fotografiarse para fines de navegación del robot de limpieza de piscinas. En condiciones ideales, este puede ser el tipo de iluminación de rayo de luz más comúnmente utilizado tanto de día, crepúsculos y de noche.
El al menos un LED puede emitir un rayo de color rojo fuertemente atenuado para la detección por parte del sistema de visión de cámara estereoscópica de las condiciones generales de iluminación ambiental en la piscina y para ayudar con la intensidad de emisión y la fuerza del otro LED (o láser) para que los colores de la foto o el contraste se pueden optimizar en la captura de fotos del robot de limpieza de piscinas para la navegación.
Otro uso del LED de color puede no ser solo para la navegación o el reconocimiento de estructuras de piscinas, sino también para instantáneas recreativas bajo el agua controladas a distancia, como se describe en la solicitud de patente estadounidense US 15/415.892 con fecha del 26 de enero de 2017 y titulada: "Interactive pool cleaning robot" por la que las cámaras o una sola cámara instalada en el robot de limpieza de piscinas son impermeables.
La captura fotográfica controlada puede consistir en fotografías instantáneas fijas o videoclips cuya captura (inicio y final) puede controlarse mediante un dispositivo controlado a distancia, como una tableta u otro dispositivo inalámbrico inteligente, mediante una aplicación dedicada, por ejemplo, la aplicación descargable MyDolphin®.
Porque las fotografías o los vídeos de alta resolución y buena calidad pueden ocupar grandes cantidades de espacio de datos en cualquier dispositivo de memoria, en la memoria de control del robot de limpieza de piscinas, el sistema facilita la carga de dichos datos en Internet o en la nube.
Por lo tanto, el sistema de visión puede comprender, además, hardware de interfaz adicional con dispositivos de componentes tales como Wi-Fi® o Li-Fi que pueden comunicarse con Internet.
La tecnología Wi-Fi® bien conocida no puede funcionar bajo el agua, por lo que tan pronto como el robot de limpieza de piscinas se retira o se saca de la piscina, los datos fotográficos capturados pueden transmitirse a partir de entonces.
Otra realización de la carga de datos fotográficos puede emplear un dispositivo Li-Fi (Light Fidelity) que, como bien se sabe, es capaz de emplear comunicaciones inalámbricas bajo el agua entre dispositivos que utilizan luz para transmitir datos mediante los cuales la luz viaja relativamente bien en distancias cortas como en una piscina donde las ondas de transmisión de radio como Wi-Fi® no funcionarán. Desde el robot de limpieza de piscinas, son posibles más comunicaciones hacia y con un dispositivo externo a la piscina, como una fuente de alimentación, especialmente donde existe una línea de visión, que puede recibir, convertir y procesar señales de luz de datos en formatos digitales. Luego, el dispositivo puede cargar los datos mientras está bajo el agua sin necesidad de retrasar la carga hasta que se retire el limpiafondos de la piscina.
El al menos un LED puede emitir un rayo de color azul o blanco de baja atenuación para mejorar las condiciones de iluminación de la fotografía subacuática de objetos o sujetos, especialmente en la parte profunda de una piscina o si las condiciones de luz natural no son óptimas.
Es más, si los objetos o sujetos de las capturas fotográficas están iluminados por un LED de luz azul o blanca, se lograrán mejores capturas fotográficas visuales, con menos turbidez o dispersión. Sin embargo, es posible que sea necesario controlar la luz reflejada y esto se logrará mediante un efecto de atenuación o controlando el RGB para compensar una luz brillante, por ejemplo, con iluminación amarilla o de otro color cálido o empleando el LED como luz de flash o luz estroboscópica.
El al menos un LED puede emitir un rayo de color verde de atenuación más baja para superar condiciones nubladas o turbias bajo el agua causadas por partículas de polvo o sólidos flotantes y no asentados, materia biológica y similares que pueden atenuar la luz en las longitudes de onda blanca o azul. Un rayo de color verde puede penetrar más profundamente para neutralizar un fondo borroso causado por una niebla lechosa o agua turbia.
Para medir y contrarrestar las condiciones turbias de visibilidad fotográfica subacuática, el robot de limpieza de piscinas puede llegar, al final de cada ciclo trabajo, a una ubicación final que puede ser una ubicación fija preprogramada y, por medio de al menos una cámara, capturar al menos una foto de una pared opuesta o cercana a la piscina o cualquier otra estructura de la piscina. Esto se puede realizar una vez al día, a plena luz del día, por lo que la foto capturada se guarda en la memoria del robot. El robot de limpieza de piscinas puede comparar cualquier calidad fotográfica nueva con una anterior y mediante un algoritmo interpretar una caída de la calidad fotográfica como un aumento de la turbidez del agua. Dicho aumento de la turbidez puede desencadenar automáticamente el inicio de un nuevo ciclo de limpieza.
El tipo y la elección del rayo de color utilizado también pueden ser una función del color de fondo capturado por la(s) cámara(s). Para mejorar el contraste del objeto o sujeto de la fotografía, por ejemplo, un rayo de luz de color amarillo o cualquier otro rayo de luz de color más cálido, puede neutralizar el fondo de color azul natural o el color azul natural que se origina en los revestimientos de PVC o GRP para piscinas de color azul que se usan comúnmente y que dan, por ejemplo, el "aspecto azul" a muchas piscinas.
La elección entre rayos de luz de diferentes colores, como blanco, verde, azul, rojo, láser y similares, puede ser automática y estar sujeta a la calidad de las cualidades de las vistas fotográficas procesadas en tiempo real, como la nitidez, contrastes y color que pueden iniciar automáticamente un procedimiento de iluminación, que puede ser capaz de mejorar constantemente las vistas capturadas. Dicho procedimiento de iluminación puede iniciarse en cualquier momento, pero especialmente en un proceso de prueba y error de medición para obtener resultados óptimos de captura fotográfica.
Un fuerte reflejo de luz incontrolado, las luces de fondo reflectantes o el parpadeo también pueden dificultar la calidad fotográfica de la cámara, lo que impide la capacidad de reconocer claramente los accesorios o estructuras de la piscina para una operación y navegación óptimas del sistema de visión.
Las luces y sombras que vibran o tiemblan de forma natural son efectos en los que los reflejos constantes y las luces y sombras parpadeantes impiden las cualidades de la captura fotográfica. Esto puede ocurrir particularmente durante el día, cuando el viento sopla sobre la superficie del agua de la piscina causando ondas, pero también durante la noche donde puede ocurrir el mismo fenómeno, por ejemplo, cuando los focos de la piscina están encendidos.
El sistema de visión puede estar configurado, además, para filtrar dichos reflejos. Los reflejos o parpadeos pueden cambiar aleatoriamente según la hora del día y la ubicación de la piscina. El mecanismo emplea el mantenimiento en la memoria de las últimas vistas de la cámara capturadas en los últimos fotogramas en una ubicación específica (algunos fotogramas pueden ser 1,2, 3, ... n fotogramas). Es más, cuando la cámara comienza a capturar eventos de iluminación parpadeantes o inestables que incluyen vistas cambiantes y en movimiento, el robot de limpieza de piscinas comienza a procesar los fotogramas capturados fusionando dichos fotogramas memorizados con los fotogramas capturados actualmente y eliminando así el factor de parpadeo de la foto, sea igual en ambas fotos capturadas estereoscópicamente adquiridas simultáneamente por ambas cámaras para que la función de filtrado pueda cancelar y eliminar ambos reflejos de manera uniforme.
El al menos un sistema de iluminación puede incluir al menos un emisor de rayos láser que puede usarse con fines ornamentales, proporcionando un entretenido espectáculo de luces en la piscina y también se puede utilizar como herramienta de captura fotográfica.
El rayo de luz láser ornamental se puede utilizar para el reconocimiento de la cámara. En concreto, la luz en constante movimiento sobre las superficies de la piscina que se mueven sobre las superficies de la piscina puede ser capturada por la(s) cámara(s) y utilizada como medio de navegación adicional.
El al menos un LED puede emplear, además, en el marco del sistema de control del robot de limpieza de piscinas, su plataforma PCB de visión integrada del sistema de visión, al menos un dispositivo de atenuación dedicado que puede emplearse para aumentar o disminuir la intensidad del rayo de luz de cualquier color de acuerdo con la iluminación subacuática ambiental existente y las condiciones de colores fotográficos capturados. Por ejemplo, por la noche o cuando existe un fenómeno de parpadeo que consiste en luces y sombras vibrantes o temblorosas en las superficies de la piscina.
Un aumento en la emisión de luz, especialmente para compensaciones o mejoras de color, puede emplear al menos un LED como luz de flash o luz estroboscópica.
El al menos un LED puede incluir el elemento de atenuación que puede emplearse para reducir automáticamente la intensidad del rayo de luz cuando existen condiciones adversas de iluminación ambiental bajo el agua o cuando la luz de fondo intensa se refleja desde las superficies de la piscina fotografiadas, por ejemplo, cuando se enfrenta a una pared vertical cercana fuertemente iluminada o reflejos de, por ejemplo, captura de imágenes fijas o vídeo de personas o faciales bajo el agua. El atenuador proporciona una mejor calidad de imagen bajo efectos adversos.
El elemento de atenuación se puede emplear para reducir automáticamente la intensidad del rayo de luz cuando existen condiciones adversas de iluminación ambiental bajo el agua, por ejemplo, cuando la luz intensa se refleja desde un cielo nublado, agua lechosa o turbia provocada por partículas de polvo flotantes e inestables que actúan como "faros antiniebla" de los vehículos de motor.
El mecanismo de atenuación se puede conectar a un sensor de potencia de luz de fotorresistencia independiente que se puede integrar en la plataforma de PCB de visión. Una resistencia de este tipo modifica su resistencia en función del rayo de luz que incide sobre ella. Dicha resistencia puede ser un modelo PDV-P8201 disponible en Luna Optoelectronics de Roanoke, VA, en EE. UU.
El mecanismo de atenuación puede ser un diodo inherente que forma parte de un LED común, lo que ahorra el uso de un diodo sensor de potencia o intensidad de la luz separado adicional.
El mecanismo de atenuación inherente puede emplear un sensor de potencia de luz de fotodiodo que puede integrarse en un LED ordinario, reconociendo así las intensidades de luz u oscuridad ambientales. Dicho diodo puede ser un modelo MTD5052W disponible de Marktech Optoelectronics de Latham, Nueva York en los EE. UU.
El fotodiodo convierte los fotones en corriente eléctrica, por lo que cada diodo de unión p-n puede incorporar un fotodiodo que, al ser transparente, puede reconocer las intensidades de luz u oscuridad y también actuar como un emisor de luz.
Las condiciones de visibilidad de la cámara subacuática (capacidad de penetración) y las condiciones del nivel de turbidez (incapacidad de penetración) en el entorno acuático de la piscina subacuática, o el reflejo de la luz de fondo de elementos como las superficies de la piscina, como las paredes o la línea de flotación, puede medirse transmitiendo rayos de luz hacia el agua o sobre dicha superficie de la piscina empleando varios rayos de luz intercambiables de diferentes colores. Como, aunque no exclusivamente, blanco/azul/rojo/amarillo/verde o cualquier otra combinación de colores que pueda establecer dicho RGB y que sean transmitidos por dicho LED. La necesidad de una variedad de opciones de rayos de iluminación intercambiables está motivada por una combinación de factores ambientales que son comunes en la fotografía subacuática, especialmente botánica o arqueológica. Hay variables cambiantes bajo el agua que están relacionadas con las intensidades de la luz natural o no natural externa, los colores de los revestimientos de piscinas aportan diferentes matices o matices de fondo al entorno, profundidad de la piscina, la claridad del agua y similares. Existe la necesidad de medir el reflejo (retroiluminación) o el nivel de penetración de cada uno de los colores claros utilizando un sensor de luz o una cámara y comparar el nivel de intensidad del reflejo entre cada color. Por ejemplo, el LED transmite un rayo de color blanco y se mide la intensidad de retorno del factor de porcentaje de reflexión. Después de eso, un rayo azul, seguido de uno verde y rojo, luego amarillo o cualquier otra combinación que pueda configurar el RGB y que se transmiten por el LED y se está midiendo cada nivel de reflexión. Durante un ciclo de limpieza del robot de limpieza de piscinas, en diferentes zonas de la piscina, se pueden utilizar rayos de diferentes colores según las circunstancias. Un cálculo y comparación de todos los resultados del valor de reflexión puede proporcionar un índice de la reflexión que puede traducirse en un nivel de turbidez y finalmente decidir si la cámara puede continuar funcionando en un modo óptimo.
Es importante comprender que, aunque esta especificación se refiere a la navegación del robot de limpieza de piscinas bajo el agua, también lo es con respecto a la captura de fotografías y vídeos bajo el agua. En la práctica, los mismos requisitos tecnológicos, reglas y soluciones propuestas, aplican a la navegación automática de la cámara, que se implementan sin intervención humana, como lo que podría aplicarse a la captura de fotos y vídeos privados de ocio que pueden requerir alguna medida de activación manual, al menos cuando se trata de presionar el botón de activación de cámara o vídeo en un dispositivo remoto computarizado o inteligente.
El robot de limpieza de piscinas puede configurarse para recopilar y trazar una vista gráfica de una piscina, incluidos los "componentes" (paredes, escalerillas, focos, escaleras, chorros). Los datos se almacenarán en el robot de limpieza de piscinas. Dichos datos pueden cargarse posteriormente en la nube para el análisis OEM del rendimiento del robot de limpieza de piscinas. Es posible que se necesite una renuncia a la privacidad para esto.
Según los datos de la piscina, se puede enviar un informe de recomendaciones al usuario final con consejos sobre cómo mejorar el comportamiento del robot de limpieza de piscinas en su piscina.
En otra realización, el robot de limpieza de piscinas no incluye ni emplea un sistema de visión con el mencionado al menos un LED dedicado, pero incluye, por ejemplo, una lámpara de iluminación ornamental que puede ser un LED que comprende un sensor de potencia de luz de fotodiodo que puede usarse para controlar la intensidad de la luz emitida por la lámpara ornamental o el LED.
Como alternativa o de manera adicional, se puede conectar un sensor de retroiluminación dedicado a la PCB de visión integrada.
La PCB de visión integrada puede incluir una estructura de base plana que comprende los componentes electrónicos tales como, pero no exclusivamente, la(s) cámara(s), dispositivos de iluminación, sensores, cubierta sellada y similares unidos a la base plana.
En otra realización, la base de la placa de circuito impreso puede no ser plana, pero puede estar arqueada/curvada o combada.
Las formas planas, arqueadas o combadas de la PCB base tienen un efecto sobre la arquitectura del posicionamiento de al menos una cámara o cámaras y el LED. En concreto, la línea de base de las cámaras puede ser estrecha o puede ser más ancha en combinaciones o configuraciones dimensionales prácticamente infinitas. Cuanto más ancha (longitudinalmente) sea la línea de base, será más fácil formar triangulaciones y medir distancias a las estructuras de la piscina.
En la realización preferida, la placa de circuito impreso puede incluir una línea de base de 12 cm (u otro tamaño) para las cámaras a partir de la cual se puede extraer una profundidad de 40 cm por lo que la distancia de la cámara hasta 40 cm es una "zona muerta" que no puede ser fotografiada.
Cuanto mayor sea la distancia entre ambas cámaras, menor será la distancia de la zona muerta entre el cuerpo del robot de limpieza de piscinas y también lo es la distancia de captura efectiva, lo que reduce la capacidad de identificar las características de la piscina, los obstáculos o elementos.
Lo que define la zona muerta es el ángulo de visión de la cámara que es una función del tamaño físico del tamaño del sensor de imagen de la cámara y la distancia focal de la lente y el espacio entre ellos.
Puede proporcionarse un espacio más pequeño mediante el uso, en el contexto del sistema de visión estereoscópica de dos cámaras, de una cámara de lente estrecha (regular) y otra cámara de lente ancha. Entonces se puede aumentar la resolución de la cámara de lente ancha para adaptarla a la capacidad de triangulación de la lente más estrecha. La distancia estimada con la línea de base de 14 cm debería ser de 50 cm, pero aún puede ser suficiente para adquirir buenas vistas fotográficas.
Para lograr una vista de cámara 3D estereoscópica sincronizada, se necesita al menos un par de cámaras.
El par de cámaras se puede instalar en la línea base de cualquier ancho razonable.
Se pueden usar cámaras adicionales, aumentando así el ancho de la línea de base que se usará en los robots de limpieza de piscinas de cuerpo ancho para lograr líneas de base de 50 cm. Las vistas en 3D también se pueden lograr visualizando, por ejemplo, dos o más conjuntos de vistas estereoscópicas creadas por dos o más conjuntos de cámaras.
Se puede instalar al menos una cámara separada adicional en la línea de base. Esta cámara adicional puede ser una cámara SLR digital subacuática que se puede fijar al sistema de visión o al robot de limpieza de piscinas conectando la cámara a la plataforma de PCB y un procesador fotográfico digital integrado que se puede usar para capturar las imágenes recreativas bajo el agua.
La cámara SLR digital adicional bajo el agua puede ser utilizada como complemento por un usuario final para capturar las imágenes recreativas bajo el agua, por lo que la cámara puede ser una cámara desmontable y extraíble.
Los accesorios de iluminación LED se pueden colocar en la misma línea de base de PCB plana o curva.
Los accesorios de iluminación LED se pueden colocar fuera de la línea de base de PCB plana o arqueada y se pueden conectar a las cámaras por medio de un dispositivo de cableado trenzado.
La trenza de cableado puede ser particularmente útil cuando los LED se usan junto con una base de PCB arqueada. Por lo tanto, en otra realización, el LED puede estar situado de forma no compartimentada en el cuerpo del robot de limpieza de piscinas. Por ejemplo, dos cámaras en una ubicación central en el cuerpo con dos LED colocados por separado.
No obstante, el uso de conectar el LED a la placa de circuito impreso por medio de dispositivos de cableado trenzado puede causar dificultades para mantener calibraciones estables a lo largo del tiempo.
La captura fotográfica, el reconocimiento y la memorización de todo el entorno de la piscina y sus elementos pueden activar el elemento de dirección que puede configurarse para navegar el robot de limpieza de piscinas a lo largo de una trayectoria de limpieza preprogramada o trayectorias programadas seleccionadas controladas manualmente de forma remota.
El mecanismo de reconocimiento de las características de la piscina puede incluir la realización de un procedimiento de prueba y calibración fotográfica inicial al comienzo de cada ciclo de limpieza. Dicho procedimiento de prueba puede ser el proceso de prueba y error de medir las condiciones ambientales de la piscina para obtener resultados óptimos. Las condiciones ambientales de la piscina pueden comprender cualquiera de: condiciones generales de iluminación ambiental, deslizamiento de las superficies y velocidad de propagación del robot de limpieza de piscinas, ángulo de la superficie, triangulación de la posición del robot de limpieza de piscinas y similares.
La prueba puede comprender un conjunto de maniobras de desplazamiento entre muros y la captura de sus posiciones relativas fotográficas utilizando el sistema de visión que puede ser asistido por los sensores.
Las maniobras de prueba de desplazamiento pueden consistir en movimientos circulares de 360 grados sobre el fondo de la piscina en los que el robot de limpieza de la piscina también puede girar horizontalmente alrededor de su eje.
También pueden ser posibles movimientos de prueba triangulares o en ángulo entre paredes opuestas.
También pueden ser posibles movimientos de prueba de estilo libre.
El tipo de maniobras podrá combinarse o seleccionarse según valoración inicial por la PCB principal de control del robot de limpieza de piscinas en conjunto con la PCB de visión integrada del tipo o forma de la piscina y otros sensores.
El tipo de maniobras de prueba puede combinarse o seleccionarse de acuerdo con la evaluación inicial, por ejemplo, de la forma de la piscina, el nivel de deslizamiento de la superficie, es decir, las tasas de deriva, la calidad de la captura fotográfica, ciclos de limpieza diurnos o nocturnos, los niveles de inclinación de la superficie, la calidad y la velocidad de adquisición del robot de limpieza de piscinas en posición triangulada y similares.
El control de PCB principal puede emplear el PCB de visión integrada como un dispositivo de sensor integrado.
Las figuras 1A y 1B ilustran un robot de limpieza de piscinas 10 de acuerdo con una realización de la invención. En las figuras 1A y 1B, el exterior del sistema de visión 20 está situado en la parte delantera del robot de limpieza de piscinas.
El sistema de visión puede colocarse en otro lugar (parte superior, pared lateral, parte posterior, parte inferior y similares). La figura 2 es un ejemplo de un sistema de visión de la una carcasa 21 e ilustra el exterior del sistema de visión y también ilustra la ubicación de un PCB 23 dentro de la una carcasa.
La una carcasa incluye una parte transparente plana 22 que se coloca en la trayectoria óptica de la primera lente 43 (de la primera cámara) y en la trayectoria óptica de la segunda lente 44 (de la segunda cámara). La parte plana transparente puede ser reemplazada por una lente no plana (véase la parte superior central de la figura 2).
La figura 3 es un ejemplo de imágenes 31 y 32 y sincronización de imágenes 34 (vídeo estereoscópico de lado a lado) basado en el vídeo de la primera cámara 33 y el vídeo de la segunda cámara 34 que están bloqueados en línea, sincronizados en resolución de línea. Las porciones (o líneas) de imágenes que son adquiridas simultáneamente por dos cámaras se colocan virtualmente en la misma porción de un vídeo estereoscópico de lado a lado.
Las figuras 4-8 ilustran ejemplos de varios componentes del sistema de visión 20, como una primera cámara 41, una primera lente 43 (de la primera cámara), una segunda cámara 42, una segunda lente 44 (de la segunda cámara), una unidad de combinación y sincronización 45 para combinar y sincronizar entre imágenes de la primera y la segunda cámara, un procesador 46 para procesar las imágenes, un puerto de comunicación 47, una unidad de memoria 48, un controlador de entrada y salida (controlador de E/S 49), un primer rayo láser en ángulo ornamental 51, un segundo rayo láser en ángulo ornamental 52, un primer LED 53, un segundo LED 54, un indicador de estado 55, una unidad CC/CC 61 para suministrar tensiones c C a varios componentes, una unidad de reloj 62, una interfaz de depuración 63, un primer y/o un segundo controlador de cámara 71, un primer y/o un segundo controlador láser 72, una lámpara LED RGB 75 mediante la cual se puede definir la salida del valor de color y la intensidad de los colores de luz. Por ejemplo, el verde y el rojo proporcionarán el rayo de luz amarillo que es importante en un entorno de piscina de color azul.
La figura 5 ilustra que la primera cámara 41, la segunda cámara 42, la unidad de combinación y sincronización 45, el puerto de comunicación 67 y la unidad CC/CC 61 se encuentran en la PCB principal 65. La figura 5 ilustra que el primer láser 51, el segundo láser 52, el primer LED 53, el segundo LED 54 y el indicador de estado 55 están ubicados en un módulo láser y LED 66.
La figura 5 también ilustra que el procesador 46, el puerto de comunicación 47, la unidad de memoria 48, el controlador de E/S 49, la unidad de reloj 62 y la interfaz de depuración 63 están ubicadas en la unidad de control 67.
La figura 9 ilustra imágenes adquiridas por la primera cámara (imágenes 31) e imágenes adquiridas por una segunda cámara (imágenes 32).
La rectificación de la imagen se puede conseguir mediante la utilización de dicho robot de limpieza de piscinas de visión estereoscópica que capta dos imágenes superpuestas una sobre la otra, calculando la disparidad de las imágenes y creando una nube de profundidad. Esta es la primera etapa para crear una imagen 3D del paisaje de la piscina capturado. La disparidad se calcula píxel por píxel dando lugar a una nube de píxeles, que es vista por el ojo humano como una imagen 3D del paisaje. En la presente memoria descriptiva, esto significa construir un modelo 3D del área de la piscina que se va a limpiar.
Se producen escaneos coincidentes consecutivos (en el mismo grupo), cuando un robot de limpieza de piscinas entra repetidamente en la misma piscina, por ejemplo, cada día. El robot de limpieza de piscinas identifica rápidamente la familiaridad con esa piscina que está precedida por un breve escaneo de visualización fotográfica ("mirar alrededor") y mediante el empleo de un mapa de segunda mano que se almacena en la memoria del dispositivo de control del robot de limpieza de piscinas. Esta característica reduce el tiempo que lleva escanear y mapear toda la piscina antes de comenzar el nuevo ciclo de limpieza real.
Dicho sistema de visión captura imágenes de ambas cámaras y utiliza el método conocido de triangulación entre dos cámaras y objetos en la parte delantera para crear una imagen 3D, también llamada nube 3D de la vista delante del robot.
Dicha nube 3D puede analizarse empleando un algoritmo de filtro de partículas (PF) en el que las partículas son los puntos que se combinan para crear dicha nube 3D.
Esto logra filtrar las partículas que se encuentran en la nube y eliminar el "ruido" para encontrar e identificar las características reales capturadas en la cámara. Eso activa la memorización y el mantenimiento de varias suposiciones relacionadas con la ubicación real de la pared o cualquier otra característica o componente ubicado delante de la trayectoria de desplazamiento del robot de limpieza de piscinas.
Asimismo, existe un proceso continuo de actualización de todos los supuestos mencionados para mejorar la localización del robot en el espacio de la piscina. En la figura 14 a continuación, las flechas 242 marcan la posible ubicación del robot en el espacio de la piscina. Estas posibles ubicaciones son estimadas por el robot de limpieza de piscinas 10 mientras se mueve a lo largo de la trayectoria 214. Estadísticamente, el área (en la figura 14 - área 100(8,4) de una matriz de áreas 100(j,k)) con la mayoría de las flechas tiene la mayor probabilidad de ubicación del robot. La colección de puntos indicada como 103 es parte de una estimación 3D de la piscina, y en la figura 14 esta colección representa una esquina de la piscina.
El robot de limpieza de piscinas en la piscina, mientras avanza y retrocede mientras limpia la piscina y utiliza la trayectoria de limpieza sistemática calculada.
El algoritmo Slam (basado en PF) crea un mapa en línea y usa el mismo mapa para localizar el robot durante la sesión de mapeo (construir el mapa) y compara el escaneo del robot de limpieza de piscinas en la piscina con el mapa y lo dibuja con probabilidades. El mapa de la piscina se divide en celdas de coordenadas cuadradas. Cada celda tiene una probabilidad de ser ocupada por el robot de limpieza de piscinas y cada una de dichas partículas en un mapa mantiene varios mapas en la memoria en todo momento para una creación de mapas más estable. De ese modo, cualquier escaneo malo o fallido no arruina todo el mapa, por ejemplo, en caso de baja visibilidad por oscuridad o turbidez. Admite cierre de bucle para corregir hacia atrás el dibujo del mapa en función de ubicaciones similares mapeadas en 2D un algoritmo para eliminar la luz del sol que brilla o parpadea en las superficies de la piscina. Como se ha descrito anteriormente, la luz del sol o los destellos de iluminación pueden deberse a que la luz se refleja en la superficie ondulada del agua de la piscina. El algoritmo estereoscópico permite distinguir claramente entre las fluctuaciones de iluminación y las características reales de la piscina.
La figura 10 ilustra un ejemplo de un robot de limpieza de piscinas 10 en una piscina 100 que incluye una primera pared lateral 101 y una segunda pared lateral 102. Se coloca un volumen de fluido turbio 109 entre el robot de limpieza de piscinas 10 y la segunda pared lateral 102.
El robot de limpieza de piscinas 10 ilumina su entorno con luz verde 202 y con una luz no verde (otra luz) 201. La luz verde penetra más profundamente en el fluido turbio 109.
La figura 11 ilustra un ejemplo de un robot de limpieza de piscinas 10 en una piscina 100 que incluye una primera pared lateral 101 y una segunda pared lateral 102. El robot de limpieza de piscinas 10 ilumina su entorno (que no incluye fluido turbio 109) con luz verde 202 y con una luz no verde (otra luz) 201. La luz verde y la otra luz alcanzan la pared y disfrutan así de una misma profundidad de penetración en el líquido de la piscina.
La figura 12 ilustra un ejemplo de un robot de limpieza de piscinas 10 en una piscina 100 que incluye una primera pared lateral 101 y una segunda pared lateral 102. El robot de limpieza de piscinas 10 ilumina su entorno, que incluye partes de las paredes laterales primera y segunda, permitiendo así que el robot de limpieza de piscinas 10 (utilizando, por ejemplo, una cámara estereoscópica) estime las distancias (D1 211 y D2212) desde las paredes laterales.
La figura 13 ilustra dos conos de luz 221 y 222 generados en la superficie del agua de la piscina como resultado de la iluminación del agua por los láseres ornamentales primero y segundo.
La figura 15 ilustra una región 105 que limpia el robot de limpieza de piscinas 10. Se observa que la región 105 puede tener una forma diferente y/o un tamaño diferente y/o puede incluir o no una o más partes de una pared lateral de la piscina.
La región 105 se limpia mientras el robot de limpieza de piscinas 10 sigue un camino de limpieza 251 que cubre la región 105 y se extiende ligeramente fuera de la región. La trayectoria de limpieza es una trayectoria de limpieza de exploración de trama, pero cualquier otra trayectoria de limpieza (aleatoria, pseudoaleatoria e incluso determinista) se puede utilizar.
El robot de limpieza de piscinas 10 sigue la trayectoria mientras determina repetitivamente su ubicación de manera precisa.
El robot de limpieza de piscinas 10 puede usar la transición (como se muestra en la figura 16) de una línea a otra línea del patrón de escaneo de trama para obtener imágenes de una esquina de la piscina, aumentando así la precisión de la determinación de la ubicación. Las líneas de exploración de trama 251 (o al menos una línea) pueden estar orientadas (no paralelas) a la primera pared lateral 101, para aumentar la probabilidad de obtener imágenes de una esquina. Las transiciones pueden definirse para colocar una esquina de la piscina en el campo de visión del robot de limpieza de piscinas 10 (véase, por ejemplo, la transición 252 de la figura 17).
La figura 16 ilustra una parte de la aproximación 3D de las paredes laterales de la piscina. La figura 16 también muestra que partes de las paredes laterales tercera y cuarta están dentro del campo de visión (201) del robot de limpieza de piscinas 10.
La figura 16 también ilustra un área resbaladiza 106 detectada por el robot de limpieza de piscinas 10 (controlando una mayor velocidad de propagación atribuida al fondo de la piscina).
Se observa que la búsqueda de imágenes de dos paredes laterales que están orientadas entre sí puede ser reemplazada por la búsqueda de otros elementos estáticos de la piscina que tengan partes que estén orientadas entre sí.
La figura 18 ilustra el método 300 para limpiar una región de una piscina, el método puede incluir repetir una primera secuencia de etapas 310 y 340. Por lo tanto, el movimiento del robot de limpieza de piscinas (etapa 310) puede responder a la ubicación del robot de limpieza de piscinas, como se determina en la etapa 340.
La etapa 310 puede incluir mover un robot de limpieza de piscinas a lo largo de una trayectoria de limpieza que cubra la región mientras adquiere, al principio en diferentes puntos de tiempo y por una unidad de detección del robot de limpieza de piscinas, primeras imágenes de primeras escenas, al menos una primera escena en cada primer momento. Cubre significa que la trayectoria de limpieza puede o no exceder la región, pero atraviesa toda la región.
La adquisición de las primeras imágenes puede ejecutarse mientras el robot de limpieza de piscinas ilumina las primeras escenas.
La etapa 340 puede incluir determinar, en función al menos en parte de las primeras imágenes, primeras ubicaciones del robot de limpieza de piscinas.
El movimiento de la etapa 310 puede responder a las primeras ubicaciones del robot de limpieza de piscinas.
La primera secuencia también puede incluir las etapas 320 y 330. La etapa 310 puede ir seguida de una secuencia de etapas 320 y 330. La etapa 330 puede ir seguida de una etapa 340.
La etapa 320 puede incluir detectar, en al menos una primera imagen, iluminación reflejada o dispersa como resultado de la iluminación de las primeras escenas.
La iluminación reflejada o dispersada puede ser reflejada o dispersada por un fluido turbio, de un elemento estático de piscina y similares.
La etapa 330 puede incluir eliminar de al menos una primera imagen información sobre la iluminación reflejada o dispersada.
La primera secuencia también puede incluir la etapa 325 de calcular al menos uno de un parámetro de reflexión y un parámetro de dispersión de la iluminación reflejada o dispersada desde el fluido turbio.
La etapa 325 puede ir seguida de la etapa 335 de determinar al menos un parámetro de iluminación en función del al menos uno del parámetro de reflexión y el parámetro de dispersión. La etapa 335 puede ir seguida de una etapa 310. El al menos un parámetro de iluminación puede ser un color de iluminación y/o una intensidad de iluminación.
El cálculo puede basarse en una o más imágenes adquiridas bajo diferentes condiciones de iluminación.
El método 300 también puede incluir repetir una segunda secuencia de etapas 350 y 380. Por lo tanto, el movimiento del robot de limpieza de piscinas (etapa 350) puede responder a la ubicación del robot de limpieza de piscinas, como se determina en la etapa 380.
El método 300 puede incluir la selección (etapa 302) entre la primera secuencia y la segunda secuencia. La selección puede basarse en el tiempo (por ejemplo, aplicar la primera secuencia durante la noche y aplicar la segunda secuencia durante el día), en función de condiciones de iluminación (aplicando la primera secuencia cuando la iluminación en la piscina {ambiental y/o artificial} no es suficiente para adquirir imágenes de cierta calidad), en función del estado de los recursos de la batería (aplicando la primera secuencia cuando hay suficiente energía para realizar la iluminación), en función de la condición del agua (aplicando la primera secuencia cuando el agua está turbia y se requiere iluminación) y similares.
La etapa 350 puede incluir mover el robot de limpieza de piscinas a lo largo de la trayectoria de limpieza mientras adquiere, en segundos puntos de tiempo y por la unidad de detección del robot de limpieza de piscinas, segundas imágenes de segundas escenas, al menos una segunda escena por punto de tiempo. La adquisición de las segundas imágenes puede ejecutarse sin iluminar las segundas escenas por el robot de limpieza de piscinas.
La etapa 380 puede incluir determinar, en función de las segundas imágenes de las segundas escenas, segundas ubicaciones del robot de limpieza de piscinas.
El movimiento (etapa 350) puede responder a las segundas ubicaciones del robot de limpieza de piscinas.
La segunda secuencia también puede incluir las etapas 360 y 370. La etapa 350 puede ir seguida de una secuencia de etapas 360 y 370. La etapa 370 puede ir seguida de una etapa 380.
La etapa 360 puede incluir detectar, en al menos una imagen, un parpadeo.
La etapa 370 puede incluir la eliminación de al menos una imagen de información sobre el parpadeo. Esto puede incluir eliminar el parpadeo, píxeles de enmascaramiento del parpadeo y similares.
La figura 19 ilustra el método 400 para hacer navegar un robot de limpieza de piscinas dentro de una piscina. El método 400 puede incluir la ejecución repetitiva (ejecutar durante múltiples puntos de tiempo) durante la navegación del robot de limpieza de piscinas, una secuencia de etapas 410, 420 y 430.
La etapa 410 puede incluir simultáneamente (por ejemplo, cuando el robot de limpieza de piscinas está sustancialmente en la misma ubicación) detectar, por un robot de limpieza de piscinas, distancias entre el robot de limpieza de piscinas y los elementos estáticos de la piscina que pueden orientarse entre sí. Los elementos estáticos de la piscina pueden ser elementos estáticos de la piscina (escaleras, paredes laterales, elementos de iluminación, un drenaje, un fondo, y similares).
Etapa 420 de estimar mediante un procesador de robot de limpieza de piscinas (procesador del robot de limpieza de piscinas) una ubicación del robot de limpieza de piscinas dentro de la piscina, en función de las distancias.
Etapa 430 de determinar un progreso futuro del robot de limpieza de piscinas en función de la ubicación. Por ejemplo, progresando a lo largo de una trayectoria de limpieza, corregir las desviaciones de una trayectoria de limpieza.
La etapa 410 puede incluir la adquisición de una o más imágenes de los elementos del grupo estático mediante una cámara estereoscópica del robot, o la estimación de las distancias de otra manera (por ejemplo, utilizando otros sensores de distancia).
La etapa 410 puede incluir la etapa 412 de iluminar un entorno del robot para proporcionar un entorno iluminado, la paso 414 de adquirir una o más imágenes del entorno iluminado. La etapa 414 puede ir seguido del procesamiento de una o más imágenes para determinar si el entorno incluye uno o más elementos de agrupación estáticos. El procesamiento puede incluirse en la etapa 420.
La etapa 412 puede incluir iluminar el entorno iluminado con diferentes colores, en diferentes momentos, la etapa 414 puede incluir la obtención de diferentes imágenes en color del entorno iluminado, y la etapa 416 puede incluir la comparación entre las diferentes imágenes en color para determinar si el entorno iluminado incluye uno o más elementos de piscina estática.
Los diferentes colores pueden incluir verde y otro color.
El método 400 puede incluir la etapa 405 de recibir o generar, al menos en parte por el robot de limpieza de piscinas, una representación tridimensional de la piscina durante un período de aprendizaje. La representación 3D puede incluir información sobre la ubicación 3D de los puntos que pertenecen al grupo. La representación 3D puede ser una nube de puntos o cualquier otra representación.
La etapa 410 puede estar precedida por la etapa 405.
Las etapas 410 y 420 pueden incluir (a) generar, por el robot de limpieza de piscinas, y durante un avance sobre una parte de la piscina, una estimación tridimensional de una porción de la piscina; (b) buscar una parte de la representación tridimensional de la piscina que pueda ser similar (igual, sustancialmente igual, coincidir parcialmente, coincidir totalmente) con la estimación tridimensional de la porción de la piscina; y (c) determinar la ubicación del robot de limpieza de piscinas en función del resultado de la búsqueda.
La figura 20 ilustra el método 500.
El método 500 puede incluir varias etapas, como se indica a continuación.
La etapa 510 puede incluir iluminar un entorno de un robot de limpieza de piscinas con luz verde para proporcionar una escena iluminada en verde.
La etapa 510 puede ir seguida de la etapa 512 de adquirir una imagen de la escena iluminada en verde.
La etapa 512 puede ir seguida de la etapa 514 de estimación de una profundidad de penetración de la luz verde dentr del entorno del robot de limpieza de piscinas.
La etapa 520 puede incluir iluminar el entorno del robot de limpieza de piscinas con una luz de otro color para proporcionar una escena iluminada de otro color. El otro color difiere del verde.
La etapa 520 puede ir seguida de la etapa 522 de adquirir una imagen de la escena iluminada con otro color.
La etapa 522 puede ir seguida de la etapa 524 de estimación de una profundidad de penetración de la otra luz dentro del entorno del robot de limpieza de piscinas.
Las etapas 514 y 524 pueden ir seguidos de la etapa 530 de comparación entre la profundidad de penetración de la luz verde y la profundidad de penetración de la otra luz para proporcionar un resultado de comparación.
La etapa 530 puede ir seguida por la etapa 540 de determinar, en función del resultado de la comparación, al menos uno de una ubicación del robot de limpieza de piscinas y un estado del agua dentro del entorno del robot de limpieza de piscinas.
La etapa 540 puede incluir determinar que los alrededores del robot de limpieza de piscinas pueden incluir una pared
lateral de la piscina cuando la profundidad de penetración de la otra luz dentro del entorno del robot de limpieza de piscinas sea sustancialmente igual a la profundidad de penetración de la luz verde dentro del entorno del robot de limpieza de piscinas.
La etapa 540 puede incluir determinar que el entorno del robot de limpieza de piscinas no puede incluir una pared lateral de la piscina cuando la profundidad de penetración de la otra luz dentro del entorno del robot de limpieza de piscinas difiere sustancialmente de la profundidad de penetración de la luz verde dentro del entorno del robot de limpieza de piscinas.
La figura 21 ilustra un ejemplo del método 600.
El método 600 es un método para limpiar una región de la piscina.
El método 600 puede incluir las etapas enumeradas a continuación.
La etapa 610 puede incluir mover un robot de limpieza de piscinas dentro de la región mientras se determina repetitivamente una ubicación del robot de limpieza de piscinas en función de imágenes adquiridas por una cámara estereoscópica del robot de limpieza de piscinas.
La etapa 610 puede ir seguida de la etapa 620 de limpieza de la región por un robot de limpieza de piscinas durante el movimiento del robot de limpieza de piscinas dentro de la región.
El método 600 puede incluir la etapa 605 de recibir o generar, al menos en parte por el robot de limpieza de piscinas, una representación tridimensional de la piscina durante un período de aprendizaje.
La etapa 610 puede estar precedida por la etapa 605.
Las etapas 610 y 620 pueden incluir (a) generar, por el robot de limpieza de piscinas, y durante un avance sobre una parte de la piscina, una estimación tridimensional de una porción de la piscina; (b) buscar una parte de la representación tridimensional de la piscina que puede ser similar a la estimación tridimensional de la parte de la piscina; y (c) la determinación de la ubicación del robot de limpieza de piscinas dentro de la piscina puede responder a un resultado de la búsqueda.
La etapa 610 puede incluir adquirir las imágenes; y en donde al menos una imagen puede ser una imagen de un entorno iluminado del robot de limpieza de piscinas.
La etapa 610 puede incluir iluminar un entorno del robot de limpieza de piscinas con una iluminación de colores cálidos (como una luz amarilla).
La etapa 610 puede incluir iluminar un entorno del robot de limpieza de piscinas con luz azul.
La etapa 610 puede incluir iluminar un entorno del robot de limpieza de piscinas con luz verde.
La etapa 610 puede incluir adquirir las imágenes y filtrar nuestros parpadeos de las imágenes.
La etapa 610 puede incluir reconocer los parpadeos comparando múltiples imágenes, tomadas en diferentes momentos, de una misma escena.
La etapa 610 puede incluir adquirir las imágenes por la cámara estereoscópica, en donde la cámara estereoscópica puede incluir dos sensores de imagen.
El sensor de dos imágenes puede ir seguido de al menos una lente de ojo de pez.
En la memoria descriptiva precedente, se ha descrito la invención con referencia a ejemplos específicos de realizaciones de la invención. Será, sin embargo, evidente que varias modificaciones y cambios se pueden hacer en la misma sin salirse del ámbito de la invención según se establece en las reivindicaciones adjuntas.
Además, los términos "frontal", "posterior", "trasero", "superior", "inferior", "encima", "debajo" y similares en la descripción y en las reivindicaciones, si los hubiera, se utilizan con fines descriptivos y no necesariamente para describir posiciones relativas permanentes. Se entiende que los términos así utilizados son intercambiables en las circunstancias apropiadas, de modo que las realizaciones de la invención descritas en este documento son, por ejemplo, capaces de operar en otras orientaciones distintas a las ilustradas o descritas en este documento.
Las conexiones que se analizan en este documento pueden ser cualquier tipo de conexión adecuada para transferir señales desde o hacia los respectivos nodos, unidades o dispositivos, por ejemplo, a través de dispositivos intermedios. Por consiguiente, a menos que se implique o se indique lo contrario, las conexiones pueden ser, por ejemplo, conexiones directas o conexiones indirectas. Las conexiones pueden ilustrarse o describirse en referencia a ser una sola conexión, una pluralidad de conexiones, conexiones unidireccionales o conexiones bidireccionales. Sin embargo, diferentes realizaciones pueden variar la implementación de las conexiones. Por ejemplo, se pueden usar conexiones unidireccionales separadas en lugar de conexiones bidireccionales y viceversa. También, la pluralidad de conexiones puede reemplazarse por una sola conexión que transfiere múltiples señales en serie o de manera multiplexada en el tiempo. De la misma manera, las conexiones únicas que transportan múltiples señales pueden separarse en varias conexiones diferentes que transportan subconjuntos de estas señales. Por lo tanto, existen muchas opciones para transferir señales.
Aunque en los ejemplos se han descrito tipos específicos de conductividad o polaridad de potenciales, se apreciará que los tipos de conductividad y las polaridades de los potenciales pueden invertirse.
En las reivindicaciones, ningún signo de referencia colocado entre paréntesis debería interpretarse como limitante de la reivindicación.
Si bien en este documento se han ilustrado y descrito ciertas características de la invención, muchas modificaciones, sustituciones, a las personas expertas en la materia se les podrán ocurrir muchas modificaciones, sustituciones, cambios y equivalentes. Por lo tanto, debe entenderse que las reivindicaciones adjuntas pretenden cubrir todas esas modificaciones y cambios.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Un robot de limpieza de piscinas (10) para limpiar una piscina, el robot de limpieza de piscinas comprende:
una carcasa (90);
una unidad de filtrado (91) que está construida y dispuesta para filtrar fluido;
una unidad de control de fluido (94) que está construida y dispuesta para controlar un flujo de fluido dentro del robot de limpieza de piscinas;
un sistema de iluminación que comprende al menos un emisor de rayos láser, el sistema de iluminación está construido y dispuesto para iluminar un entorno del robot de limpieza de piscinas con al menos una luz verde y una luz de otro color, formando así un sistema de iluminación bicolor;
una unidad de detección (96) que comprende una primera cámara y una segunda cámara que están separadas entre sí y que están construidas y dispuestas para obtener múltiples imágenes del entorno del robot de limpieza de piscinas, mientras que el entorno está iluminado por el sistema de iluminación bicolor;
un procesador (46) construido y dispuesto para procesar las imágenes del entorno del robot de limpieza de piscinas para estimar y comparar las profundidades de penetración de la luz verde y de la luz del otro color cuando el entorno del robot de limpieza de piscinas está iluminado por el sistema de iluminación bicolor; y
un sistema de accionamiento (93) que está construido y dispuesto para mover el robot de limpieza de piscinas a lo largo de una trayectoria de limpieza.
2. El robot de limpieza de piscinas (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde las múltiples imágenes comprenden imágenes adquiridas por la primera cámara e imágenes adquiridas por la segunda cámara; en donde el procesador (46) está construido y dispuesto para procesar las múltiples imágenes realizando una rectificación de imágenes, la rectificación de imágenes comprende calcular la disparidad entre las imágenes adquiridas por la primera cámara y las imágenes adquiridas por la segunda cámara.
3. El robot de limpieza de piscinas (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el procesador (46) está construido y dispuesto para procesar las imágenes y estimar una distancia entre el robot de limpieza de piscinas y una pared lateral de la piscina.
4. El robot de limpieza de piscinas (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el procesador (46) está construido y dispuesto para procesar las imágenes y crear un mapa tridimensional, 3D, de la piscina.
5. El robot de limpieza de piscinas (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el robot de limpieza de piscinas está construido y dispuesto para seleccionar entre rayos de luz de diferentes colores en función de una calidad de vistas fotográficas procesadas en tiempo real.
6. El robot de limpieza de piscinas (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el robot de limpieza de piscinas está construido y dispuesto para medir las condiciones de visibilidad de la cámara subacuática y las condiciones del nivel de turbidez empleando varios rayos intercambiables de luces de diferente color.
7. El robot de limpieza de piscinas (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el robot de limpieza de piscinas está construido y dispuesto para comparar entre la profundidad de penetración de la luz del otro color y la profundidad de penetración de la luz verde para proporcionar un resultado de comparación.
8. El robot de limpieza de piscinas (10) de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el robot de limpieza de piscinas está construido y dispuesto para determinar, en función del resultado de la comparación, una ubicación del robot de limpieza de piscinas.
9. El robot de limpieza de piscinas (10) de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el robot de limpieza de piscinas está construido y dispuesto para determinar, en función del resultado de la comparación, un estado del agua en el entorno del robot de limpieza de piscinas.
10. El robot de limpieza de piscinas (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el robot de limpieza de piscinas está construido y dispuesto para determinar que el entorno del robot de limpieza de piscinas comprende una pared lateral de la piscina, cuando la profundidad de penetración de la luz del otro color es sustancialmente igual a la profundidad de penetración de la luz verde.
11. El robot de limpieza de piscinas (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el robot de limpieza de piscinas está construido y dispuesto para determinar que el entorno del robot de limpieza de piscinas no comprende una pared lateral de la piscina, cuando la profundidad de penetración de la otra luz difiere sustancialmente de la profundidad de penetración de la luz verde.
12. Un método (500) para operar un robot de limpieza de piscinas, el método comprende:
iluminar (510) un entorno de un robot de limpieza de piscinas con luz verde para proporcionar una escena iluminada en verde e iluminar (520) el entorno del robot de limpieza de piscinas con una luz de otro color para proporcionar una escena iluminada en el otro color;
adquirir (512) una imagen de la escena iluminada en verde y adquirir (522) una imagen de la escena iluminada en el otro color;
estimar (514) una profundidad de penetración de la luz verde dentro del entorno del robot de limpieza de piscinas y estimar (524) una profundidad de penetración de la luz del otro color dentro del entorno del robot de limpieza de piscinas;
comparar (530) entre la profundidad de penetración de la luz verde y la profundidad de penetración de la luz del otro color para proporcionar un resultado de comparación.
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