專利名稱：可自動(dòng)移動(dòng)的裝置及其導(dǎo)航方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明首先涉及一種可自動(dòng)移動(dòng)的，尤其是用于清潔地面的裝置的清潔裝置，如吸塵和/或清掃機(jī)器人，其帶有一個(gè)或多個(gè)光傳感器。
背景技術(shù)：
已知前述類型的裝置。這種尤其是自動(dòng)操作的裝置，如尤其是清潔裝置或運(yùn)輸裝置，進(jìn)一步尤其是可使用在家務(wù)領(lǐng)域，工作起來優(yōu)選不需要用戶干預(yù)。但它們一般配有用于導(dǎo)航的裝置，以便例如用戶可以使該清潔裝置在居室的確定的區(qū)域內(nèi)移動(dòng)，例如在此進(jìn)行點(diǎn)清潔。與之相關(guān)地已知遠(yuǎn)程操作(無線電和基于光學(xué)的紅外線)，其中，遙控器包括例如用于不同行駛方向的按鍵(單獨(dú)的用于行駛方向的按鍵、搖桿、四向開關(guān)等)。通過該按鍵，用戶可以有目的地控制該清潔裝置。該操作與遙控汽車一樣。借助遙控器的導(dǎo)航已被證實(shí)是耗時(shí)，且需要用戶習(xí)慣的。為了應(yīng)對這種情況，進(jìn)一步已知配有一個(gè)或多個(gè)尤其是用于借 助光源的光線進(jìn)行導(dǎo)航的光傳感器的清潔裝置，該光傳感器使光線指向遠(yuǎn)離清潔裝置的地面區(qū)域，其中，尤其優(yōu)選處理為導(dǎo)航而從該裝置發(fā)射出的光的反射份額。這種實(shí)施方案已由DE102009059215A1公開。本專利申請的內(nèi)容因此全部已包含在公開文本中，為此目的，在權(quán)利要求書中同樣還包含了一些本申請的特征。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于前述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，尤其在對于接收的光信號的分析方面進(jìn)一步改善前述類型的清潔裝置。該技術(shù)問題首先并且基本上通過一種可自動(dòng)移動(dòng)的裝置，尤其是用于清潔地面的清潔裝置，如吸塵和/或清掃機(jī)器人解決，該可自動(dòng)移動(dòng)的裝置帶有一個(gè)或多個(gè)光傳感器，其中規(guī)定，設(shè)置前置放大元件和相位敏感的探測元件以及中央控制元件，以便對由光傳感器提供的信號進(jìn)行針對由中央控制元件預(yù)先給定的信號圖樣的檢驗(yàn)并且使得信號在布置多個(gè)光傳感器的情況下在清潔裝置的控制方面與各光傳感器的取向相關(guān)聯(lián)或與一個(gè)光傳感器的角度取向相關(guān)聯(lián)。預(yù)先給定的信號圖樣在此優(yōu)選僅包含以可變化的(時(shí)間)間隔出現(xiàn)的、數(shù)字化的低-高位狀態(tài)。在信號形式(例如正弦、矩形、鋸齒)方面，信號圖樣不可變化。根據(jù)該設(shè)計(jì)方案，給出一種可自動(dòng)移動(dòng)的裝置，該可自動(dòng)移動(dòng)的裝置具有非常靈敏的，但相對現(xiàn)有技術(shù)對干擾更不靈敏的用于接收和分析光信號的系統(tǒng)。根據(jù)該實(shí)施方案，即使在不利的干擾影響情況下也可以確定發(fā)射器，尤其是光發(fā)射器的位置方向。由現(xiàn)有技術(shù)已知如下的解決方案，其中，借助主動(dòng)帶通濾波器和多個(gè)光傳感器，尤其是PIN光電二極管能夠?qū)崿F(xiàn)，獲得有關(guān)例如光學(xué)發(fā)射器，尤其是例如紅外線手持發(fā)射器的位置信息。但這種系統(tǒng)很容易受外界光源的干擾，因?yàn)橛绕涫撬玫臑V波器的品質(zhì)較低。此外，在已知的現(xiàn)有技術(shù)中，一般所使用的濾波器的極限頻率在硬件方面，也就是通過電容和電阻大小的確定已固定。由于部件的公差會(huì)導(dǎo)致，發(fā)射器和接收器的頻率不同并且不能確保系統(tǒng)較高的靈敏度。部件公差的這個(gè)不利影響通過建議的解決方案克服。此外，尤其優(yōu)選通過中央控制元件的布置可數(shù)字調(diào)節(jié)所尋找信號的頻率。公差因此以簡單的方式得以補(bǔ)償。此外，優(yōu)選由微處理器控制的電路開銷較小。優(yōu)選尤其使用不可見光，也即，尤其是紅外線或紫外線。與之相關(guān)地，優(yōu)選在紅外線范圍內(nèi)使用光傳感器。與之相關(guān)地，作為備選，也可以使用所有光學(xué)波長，除此外也可以利用物質(zhì)波(聲波、超聲波)。在布置有多個(gè)光傳感器的情況下，這些光學(xué)傳感器優(yōu)選地點(diǎn)分散地布置，這尤其優(yōu)選在彼此(尤其沿該清潔裝置的圓周方向)相距優(yōu)選最大10至100cm，尤其優(yōu)選20至50cm的不同的清潔裝置的范圍內(nèi)，其中，所有的光傳感器尤其優(yōu)選布置在同一個(gè)優(yōu)選與地面平行的平面上。在布置有至少兩個(gè)光傳感器的情況下，該至少兩個(gè)光傳感器尤其優(yōu)選布置成，該光傳感器距分析信號的單元優(yōu)選最大40cm，尤其優(yōu)選最大30cm。與之相應(yīng)地，尤其優(yōu)選既可以實(shí)現(xiàn)一維、二維信號識(shí)別也可以實(shí)現(xiàn)三維信號識(shí)別。在可選的實(shí)施方案中，優(yōu)選設(shè)置圍繞清潔裝置垂直軸線旋轉(zhuǎn)的各個(gè)光傳感器。尤其通過布置至少一個(gè)相位敏感的探測元件，尤其優(yōu)選通過布置兩個(gè)相位敏感的探測元件有利地給出這種可能性，光信號的分析，尤其是光信號的識(shí)別以及尤其優(yōu)選檢測接收的光信號的方向不直接設(shè)計(jì)在光傳感器上。而由此給出幾乎中央的電子部件的有利的可能。這提供尤其在光傳感器直接區(qū)域內(nèi)結(jié)構(gòu)空間大小方面的優(yōu)點(diǎn)，這進(jìn)一步以有利的方式考慮在電子部件與光傳感器之間距離更大時(shí)出現(xiàn)的噪音。根據(jù)建議的解決方案，由光傳感器提供的并且通過多個(gè)光傳感器之一或通過一個(gè)優(yōu)選旋轉(zhuǎn)的光傳感器接收的信號與預(yù)先給定的數(shù) 字化的信號圖樣(參考圖樣)比較。相位敏感的探測元件優(yōu)選是鎖相放大器，該鎖相放大器為一個(gè)非常窄帶的帶通濾波器。耦合入的干擾可以這樣可靠地抑制。尋找的信號圖樣由中央控制元件預(yù)先給定，其中，信號圖樣的選擇尤其由電路運(yùn)行所在環(huán)境中與其它頻率或信號圖樣的距離獲得。其它來源(例如空間照明裝置，遙控器等)的信號以有利的方式不被模仿。信號圖樣是頻率圖樣，尤其是光頻率圖樣，因此進(jìn)一步尤其是編碼信號，尤其是光信號的脈沖序列。通過光傳感器接收的信號優(yōu)選首先前置放大，之后將該信號傳遞給相位敏感的整流器或相位敏感的探測元件。在此，每個(gè)相位使用一個(gè)放大電路(鎖相放大器)，該放大電路可以優(yōu)選借助多路轉(zhuǎn)接器在倒轉(zhuǎn)與不倒轉(zhuǎn)之間轉(zhuǎn)換。多路轉(zhuǎn)接器可以尤其優(yōu)選集成在中央控制元件中。與之相關(guān)地，設(shè)置集成的鎖相放大器。后者需要由微處理器提供的參考信號。此外，中央控制元件優(yōu)選提供了使信號發(fā)射器和光傳感器借助校準(zhǔn)功能相互匹配的可能性。與之相應(yīng)地，既能實(shí)現(xiàn)可通過用戶激活的校準(zhǔn)又能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)校準(zhǔn)。下面根據(jù)附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明其它的特點(diǎn)。因此，尤其優(yōu)選的實(shí)施方案規(guī)定，選擇元件前置于前置放大元件，用于在布置多個(gè)優(yōu)選地點(diǎn)分散設(shè)置的光傳感器的情況下選擇光傳感器。該選擇元件優(yōu)選自動(dòng)切換，亦即，尤其在無用戶干預(yù)的情況下尤其優(yōu)選電氣控制地在多個(gè)光傳感器之間交替切換，以便分別優(yōu)選僅一個(gè)光傳感器主動(dòng)地接收和傳遞光信號或信號圖樣。相應(yīng)地，取決于相應(yīng)的主動(dòng)的光傳感器地明確獲知接收信號圖樣的方向。在尤其優(yōu)選僅一個(gè)但為此優(yōu)選圍繞垂直軸線旋轉(zhuǎn)的光傳感器的布置中，根據(jù)旋轉(zhuǎn)傳感器優(yōu)選的角度檢測結(jié)果計(jì)算接收的信號圖樣的方向信息，這尤其優(yōu)選考慮必要時(shí)分析電子部件中存在的信號經(jīng)過電子部件的延遲時(shí)間。與之相關(guān)地，可選地，優(yōu)選將時(shí)間戳作為信號計(jì)算。由此優(yōu)選允許，根據(jù)借助自動(dòng)同步發(fā)送機(jī)或類似物的測得的傳感器旋轉(zhuǎn)角和所計(jì)算出的濾波器時(shí)間延遲來檢測信號的方向。尤其優(yōu)選設(shè)有帶通濾波元件，在到達(dá)前置放大元件之前，光傳感器信號經(jīng)過該帶通濾波元件。帶通濾波元件優(yōu)選用于分離在信號線路上的具有遠(yuǎn)離所尋找的頻率或信號圖樣的頻率份額的不期望的干擾。相應(yīng)地，優(yōu)選遠(yuǎn)遠(yuǎn)在所尋找的頻帶之外的頻率或信號圖樣在后續(xù)的前置放大元件中沒有一起放大。前置放大元件的前置放大系數(shù)尤其優(yōu)選由中央控制元件預(yù)先給定。優(yōu)選在此實(shí)現(xiàn)尤其優(yōu)選集成到中央控制元件中的多路轉(zhuǎn)接器，可變的前置放大器，為此優(yōu)選視編碼而定地激活決定放大系數(shù)的各種電路。放大系數(shù)的選擇優(yōu)選根據(jù)在相位敏感的探測元件的輸出處最后測得的信號強(qiáng)度以及所有傳感器的信號強(qiáng)度獲得。若該放大系數(shù)位于按照經(jīng)驗(yàn)確定的或根據(jù)當(dāng)前放大中推導(dǎo)出的極限值以下，則優(yōu)選提高放大系數(shù)，以便不丟失信號。信號強(qiáng)度過大時(shí)會(huì)造成電子部件超出控制。為了防止這種情況的發(fā)生，優(yōu)選及時(shí)選擇足夠小的放大系數(shù)。優(yōu)選根據(jù)各次測量進(jìn)行放大系數(shù)的匹配，其中，該調(diào)節(jié)由電路決定地優(yōu)選作用到所有接收器上，因此設(shè)置多個(gè)傳感器。在布置有多個(gè)光傳感器的情況下，光傳感器的選擇優(yōu)選可以通過中央控制元件實(shí)施，該中央控制元件尤其優(yōu)選控制前置于前置放大元件，尤其是優(yōu)選前置于帶通濾波元件的選擇元件。尤其優(yōu)選在相位敏感的探測元件與中央控制元件之間串接低通濾波元件。在相位 敏感的探測器的輸出側(cè)分析優(yōu)選直流信號(DC-Signale)。為了獲得它，在對前述電路的輸出信號進(jìn)行積分。這優(yōu)選通過使用具有較低極限頻率的低通濾波元件實(shí)現(xiàn)。必要時(shí)可以在相位敏感的探測元件的輸出處出現(xiàn)負(fù)電壓，負(fù)電壓可能進(jìn)一步必要時(shí)導(dǎo)致毀壞中央控制元件，進(jìn)一步必要時(shí)毀壞微處理器。為了防止這種情況的發(fā)生，在尤其優(yōu)選的實(shí)施方案中規(guī)定，低通濾波元件與偏置調(diào)節(jié)單元連接。借助偏置調(diào)節(jié)單元優(yōu)選提高電壓> O伏，亦即，不損壞中央控制元件的正電壓范圍中。若保證排除負(fù)電壓，例如通過中央控制元件或微處理器在整個(gè)供電電壓范圍內(nèi)運(yùn)行，也可以省掉偏置調(diào)節(jié)單元。因此，正負(fù)電壓極限之間的差位于所使用微處理器的規(guī)格以內(nèi)。此外，已證明有利的是，如在一種尤其優(yōu)選的實(shí)施方案中所規(guī)定，針對一個(gè)確定的頻率帶選擇或設(shè)計(jì)光傳感器并且光信號在該頻率帶以內(nèi)給出。相應(yīng)地，光傳感器和光信號或發(fā)射光信號的光發(fā)射器尤其是在頻率帶方面以及尤其優(yōu)選在信號圖樣方面相互匹配。本發(fā)明還涉及一種用于為可自動(dòng)移動(dòng)的裝置，尤其是用于清潔地面的清潔裝置，吸塵和/或清掃機(jī)器人進(jìn)行導(dǎo)航的方法，該裝置具有一個(gè)或多個(gè)光傳感器。為了進(jìn)一步改善所述類型的方法建議，對由光傳感器提供的信號關(guān)于由中央控制元件預(yù)先給定的信號圖樣進(jìn)行檢驗(yàn)并且使信號在布置有多個(gè)光傳感器的情況下在清潔裝置的控制方面與各光傳感器的取向相關(guān)聯(lián)或與一個(gè)光傳感器的角度取向相關(guān)聯(lián)。根據(jù)該實(shí)施方案給出一種方法，通過該方法可實(shí)現(xiàn)靈敏的并且相對已知的現(xiàn)有技術(shù)更不易受干擾的信號分析。即使在前述的獨(dú)立的解決方案中也可就方法而言減小部件的公差不利的影響。此外，優(yōu)選也可以數(shù)字調(diào)節(jié)所尋找的信號頻率或數(shù)字化的信號圖樣。就補(bǔ)充或備選的與方法有關(guān)的特征而言，其按權(quán)利要求的對應(yīng)關(guān)系同樣適用于上文對于其主題特征的描述。本發(fā)明的系統(tǒng)優(yōu)選僅借助一個(gè)中央電子部件實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榭梢酝ㄟ^選擇不同的(位于多個(gè)位置處的)傳感器產(chǎn)生的附加的噪音可以通過鎖相技術(shù)在相位敏感的探測元件中進(jìn)一步減小。這在通常的小信號分析中不可能并且導(dǎo)致，必須為各傳感器分別構(gòu)造至少一個(gè)前置放大器以及濾波裝置。該功能既可以通過調(diào)諧的相位也可以通過不調(diào)諧的相位實(shí)現(xiàn)。光學(xué)的波長范圍可以通過光傳感器的適當(dāng)更換而非常簡單地改變。分析原理在此基于電轉(zhuǎn)換的傳感器信號并因此與探測器種類無關(guān)。僅需要一個(gè)穩(wěn)定的發(fā)送頻率。數(shù)字化的信號圖樣和信號頻率可以幾乎任意地選擇，因?yàn)榭梢栽谥醒肟刂茊卧杏嗅槍π缘啬M相應(yīng)的參考信號。


下列，根據(jù)僅表示出實(shí)施例的附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明。僅參考一個(gè)實(shí)施例闡述并且在另一個(gè)實(shí)施例中由于該處得出的獨(dú)特性而沒有(直接)被另一部分替代的一部分因此對該另一個(gè)實(shí)施例而言被描述為總是可能存在的部分。附圖中圖I是可自動(dòng)移動(dòng)的裝置第一種實(shí)施形式的立體圖，該裝置具有多個(gè)彼此間隔的、固定布置的光傳感器以及手動(dòng)控制的光發(fā)射器； 圖2與圖I相應(yīng)的視圖，但與具有圍繞垂直軸線可旋轉(zhuǎn)的光傳感器的有關(guān)裝置可選的實(shí)施形式；圖3是在按圖I的實(shí)施例的光傳感器裝置中用于分析所接收的光信號的電路布置簡略圖；圖4與接收的或預(yù)先給定的信號圖樣有關(guān)的圖；圖5是在另一實(shí)施形式中的與圖4相應(yīng)的圖以及圖6是與另一實(shí)施形式有關(guān)的裝置的俯視圖。
具體實(shí)施例方式首先參考圖I示出并且描述一種吸塵和/或清掃機(jī)器人形式的，進(jìn)一步是可移動(dòng)家務(wù)地面清潔裝置形式的裝置I。該裝置具有底盤，該底盤具有面朝待護(hù)理的地面2的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)輪3以及優(yōu)選伸出底盤底面下邊緣的，同樣電機(jī)驅(qū)動(dòng)的、在附圖中未示出的刷子。除此外，該裝置I優(yōu)選配有吸塵裝置作為刷子的補(bǔ)充或備選。底盤由裝置罩4罩住，其中，裝置I優(yōu)選具有圓形的基本輪廓。與將裝置I設(shè)計(jì)成吸塵和/或清掃機(jī)器人相關(guān)的是，進(jìn)一步參考DE10242257A1。專利申請的內(nèi)容因此完全包含在本發(fā)明的公開文本中，也為此目的，該專利申請的特征都包含在本發(fā)明的權(quán)利要求書中。參考圖I中所示的第一實(shí)施形式，在清潔裝置I的裝置罩4上設(shè)置優(yōu)選相對裝置罩4固定的平臺(tái)5。該平臺(tái)5在圓周側(cè)具有優(yōu)選三個(gè)光傳感器6至8形式的光敏感元件。優(yōu)選也可以布置多個(gè)，優(yōu)選均勻地分布在整個(gè)圓周上的光傳感器，例如5、10或20個(gè)光傳感器。這些光傳感器6至8首先基本上沿清潔裝置I通常的移動(dòng)方向r取向，其中，尤其優(yōu)選沿圓周方向觀察居中的光傳感器6優(yōu)選精確地沿移動(dòng)方向r取向，而在它兩側(cè)布置的光傳感器7和8參照裝置I的中央垂直軸線X與居中的光傳感器6定位為成一個(gè)優(yōu)選10至30°，尤其優(yōu)選15°的角度。光傳感器6至8尤其優(yōu)選定位在一個(gè)公共的、方向與地面2平行的平面上?？蛇x的，如圖2中所示，平臺(tái)5相對清潔裝置罩4圍繞垂直軸線X可轉(zhuǎn)動(dòng)，這尤其優(yōu)選電機(jī)驅(qū)動(dòng)的連續(xù)圍繞垂直軸線X轉(zhuǎn)動(dòng)。平臺(tái)5在此具有僅一個(gè)徑向朝外指向的、光傳感器6形式的光敏感元件，借助該光傳感器6由于平臺(tái)5的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)幾乎一周的掃描。
對可自動(dòng)移動(dòng)的裝置I的導(dǎo)航優(yōu)選借助光源9實(shí)現(xiàn)。它優(yōu)選在遙控器10中接收。在此，該光源9尤其優(yōu)選為具有紅光^50nm)或綠光(532nm)的光指針。附加地，在光指針中設(shè)有波長為980nm的紅外線光源。在此指向地面2的激光點(diǎn)優(yōu)選僅用作對用戶的可視輔助，而同時(shí)優(yōu)選相對激光點(diǎn)擴(kuò)大的紅外線面積投射在地面2上。激光點(diǎn)優(yōu)選在此進(jìn)一步指向紅外線面積的中心。由光源9發(fā)射的光信號(優(yōu)選紅外線信號)優(yōu)選調(diào)制(例如20kHz矩形)。相應(yīng)地，借助光源9優(yōu)選發(fā)送一個(gè)信號，其中在清潔裝置I之內(nèi)接收之后，如在圖3例如示出的用于分析光傳感器6至8的模擬信號的電子部件工作。此后，通過微處理器數(shù)字化為信號圖樣M(例如在圖4和圖5所示)。優(yōu)選對所接收的光信號的進(jìn)一步分析與其信號形狀無關(guān)。
圖4在此示出一般的信號圖樣M，該信號圖樣具有在一個(gè)周期內(nèi)在一段時(shí)間上存在的、保持恒定的信號高電平和通過在剩余時(shí)間段上保持恒定的低電平信號。在超過或低于閥值時(shí)接通高電平或低電平狀態(tài)。在圖5中示出另一種可行的信號圖樣M，其中，在一個(gè)周期以內(nèi)低電平信號被大小相等的高電平信號中斷。由此可以實(shí)現(xiàn)其他的信號編碼。這種信號圖樣M需要相位補(bǔ)償，亦即，移動(dòng)參考信號的相位。借助光源9在地面2上產(chǎn)生一個(gè)反射的光面積11，以便為清潔裝置I導(dǎo)航，該光面積優(yōu)選除了用于引導(dǎo)用戶的激光點(diǎn)之外不可見。該清潔裝置I能夠要么通過按圖I中所示的第一實(shí)施形式的分散布置的光傳感器6至8或借助按圖2的第二實(shí)施形式的環(huán)繞的光傳感器6計(jì)算到光點(diǎn)11的方向，以便從算出的值中調(diào)用或制定相應(yīng)的向地面2被照亮區(qū)域的移動(dòng)策略。也可以尤其在光傳感器朝地面指向的情況下優(yōu)選通過利用三角方法計(jì)算到光點(diǎn)11的距離。在此光傳感器6至8和尤其優(yōu)選分別對應(yīng)配設(shè)的光學(xué)部件形成接收器。為了將與光點(diǎn)11的相對角度包含在移動(dòng)策略的計(jì)算內(nèi)，在按第二實(shí)施形式的旋轉(zhuǎn)的光傳感器6中設(shè)置帶有光柵的編碼器圓盤。借助這樣設(shè)計(jì)的自動(dòng)同步發(fā)送機(jī)確定的的光傳感器6或平臺(tái)5的轉(zhuǎn)角可以通過優(yōu)選考慮尤其在信號發(fā)射器與分析電子部件之間的時(shí)間延遲計(jì)算信號的方向，尤其是由地面2反射的信號圖樣M的方向。在布置多個(gè)分散的按圖I中實(shí)施例的光傳感器6至8的情況下，信號方向的計(jì)算從光傳感器6至8中的那些已接收最強(qiáng)信號的光傳感器中推導(dǎo)出。為了探測尤其是光學(xué)信號的方向，設(shè)計(jì)一個(gè)在圖3中簡略示出電路布置，該電路布置涉及按圖I中的第一實(shí)施例的光傳感器6至8固定安裝的布置。如由圖可知，通過傳感器選擇單元12連接多個(gè)，此處優(yōu)選三個(gè)光傳感器6至8 (其中也可以例如在平臺(tái)5圓周上均勻分布地設(shè)置多于三個(gè)的光傳感器)。帶通濾波元件13置于該光學(xué)傳感器之后。該帶通濾波元件13有益于分離在光傳感器6至8與尤其是傳感器選擇單元12之間的信號線路上具有遠(yuǎn)離所尋找的信號頻率的頻率份額的不期望的干擾。過濾出的頻率隨后相應(yīng)地不被進(jìn)一步放大。在帶通濾波元件13之后保留的信號在前置放大元件14中提高到進(jìn)一步待處理的水平。下列借助由中央控制元件15生成的參考圖樣(REFpREF2)計(jì)算或處理信號。該中央控制元件15優(yōu)選是一個(gè)產(chǎn)生尤其優(yōu)選兩個(gè)彼此相位移動(dòng)90°的參考信號REF1和REF2的微處理器。每個(gè)相位使用一個(gè)放大電路，該放大電路可以優(yōu)選借助集成在中央控制元件15中的多路轉(zhuǎn)接器在可倒轉(zhuǎn)和不可倒轉(zhuǎn)之間轉(zhuǎn)換。為此，設(shè)置優(yōu)選兩個(gè)相位敏感的、尤其優(yōu)選呈鎖相放大器形式的探測元件16和17。據(jù)此，優(yōu)選分析純直流信號。為了獲得該純直流信號，對前述電路的初始信號積分。這優(yōu)選通過使用帶有低極限頻率的低通濾波元件18，19發(fā)生。這一種低通濾波元件18，19置于各相位敏感的探測元件16，17之后。相位敏感的探測元件16，17也優(yōu)選與低通濾波元件聯(lián)合。整個(gè)電路為非常窄帶的帶通濾波器。耦合入的干擾可以這樣可靠地得到抑制。低通濾波元件18，19根據(jù)信號圖樣M與各參考信號REF1或REF2的比較提供在中央控制元件15上的結(jié)果。按照在微處理器中的計(jì)算，利用正的結(jié)果(亦即，在信號圖樣M與參考信號REF1或REF2 —致時(shí))來根據(jù)捕獲信號的、激活的光傳感器算出方向信息。在此，通過中央控制元件15實(shí)現(xiàn)借助傳感器分析單元12對光傳感器6至8(參見圖3中的路線 “傳感器ID”)的切換。放大系數(shù)V的選擇根據(jù)最后算出的在相位敏感的探測元件16，17輸出處的信號強(qiáng)度以及所有傳感器的信號強(qiáng)度獲得。若該信號強(qiáng)度位于按照經(jīng)驗(yàn)確定的并且優(yōu)選存儲(chǔ)在中央控制元件15中的極限值以下，因此提高放大系數(shù)V，以便不會(huì)丟失信號。而電子部件的過調(diào)制逼近較高的信號強(qiáng)度。為了防止這種情況的發(fā)生，及時(shí)選擇足夠更小的放大系數(shù)V。放大系數(shù)V的匹配優(yōu)選按照各測量進(jìn)行，其中，該調(diào)節(jié)由電路決定地優(yōu)選作用到所有接收器，亦即，所有光傳感器上。此外，中央控制元件15提供這種可能性，發(fā)射器(此處為光源9)和接收器(此處為光傳感器6至8)借助校準(zhǔn)功能彼此匹配(“系統(tǒng)聯(lián)姻”)。在尤其優(yōu)選的實(shí)施方案中，各低通濾波元件18，19分別與偏置調(diào)節(jié)單元20連接。在各相位敏感的探測元件16，17的輸出可以出現(xiàn)負(fù)電壓，該負(fù)電壓可以毀壞中央控制元件15或它的零件。為了防止這種情況發(fā)生，電勢通過偏置調(diào)節(jié)單元20提高到電壓> O伏。通過前述的電子部件在布置有多個(gè)光傳感器的情況下可識(shí)別具有最強(qiáng)信號電平的光傳感器，由此也可以確定出清潔裝置應(yīng)當(dāng)移動(dòng)的正確方向。多個(gè)，尤其是相鄰的光傳感器，例如兩個(gè)相鄰的光傳感器但也可以具有至少近似一樣強(qiáng)的信號電平(必要時(shí)在預(yù)先給定的公差范圍內(nèi))。在這種情況下，尤其在兩個(gè)一樣強(qiáng)的信號電平下，清潔裝置的移動(dòng)方向例如由兩個(gè)光傳感器所成角度的角平分線給定。在圖6中，示出清潔裝置I的一種實(shí)施形式，其中，沿通常的移動(dòng)方向r設(shè)有三個(gè)在該清潔裝置的圓周上彼此間隔的光傳感器6至8，此外還在背對通常的移動(dòng)方向r的那側(cè)設(shè)置光傳感器21。如即使在按圖I的實(shí)施方式中,各光傳感器也分別具有一個(gè)優(yōu)選50°的檢測角度α，也可以選擇檢測角度為30°至180°，其中，檢測范圍可以重疊。若后面的光傳感器21檢測到光點(diǎn)11 (在光傳感器21上更強(qiáng)的信號電平)，則促使清潔裝置I轉(zhuǎn)動(dòng)180°，之后借助三個(gè)沿移動(dòng)方向r布置的光傳感器6至8進(jìn)行用于使清潔裝置I精確取向的下一步分析。根據(jù)前面描述的電路，即使在布置有多個(gè)光傳感器的情況下，也僅需要一個(gè)分析電路。在已知的現(xiàn)有技術(shù)中，盡可能近地給各傳感器分別設(shè)置一個(gè)對應(yīng)的電子部件，以便得到未消逝的信號。為此，大多需要多重地構(gòu)造電子部件的至少一部分。通過建議的解決方案給出一種中央的、位置上與光傳感器分離的分析電路。功能原理既可以通過調(diào)諧的相位也可以通過沒有調(diào)諧的相位實(shí)現(xiàn)。光學(xué)的波長范圍通過光傳感器的適當(dāng)更換以最簡單的方式改變。分析原理基于電轉(zhuǎn)換的傳感器信號并因此與探測器的種類無關(guān)。僅需要穩(wěn)定的發(fā)送頻率。數(shù)字化的信號圖樣和信號頻率同樣可以幾乎自由地選擇，因?yàn)橄鄳?yīng)的參考信號可以有目的地在中央控制元件15中模擬。所有公開的特征(本身)對本發(fā)明來說都是實(shí)質(zhì)性的。為此，在本申請的公開中，也包含了所屬的/附帶的優(yōu)先權(quán)文本(在先申請副本)公開的所有內(nèi)容，這些材料中的特征也記載于本申請權(quán)利要求書中。各從屬權(quán)利要求以其可任意選擇的并列方式為獨(dú)立的有創(chuàng)造性的、現(xiàn)有技術(shù)的擴(kuò)展設(shè)計(jì)，尤其以便基于這些從屬權(quán)利要求進(jìn)行分案。附圖標(biāo)記列表I 裝置2 地面 3 移動(dòng)輪4 裝置罩5 平臺(tái)6 光傳感器7 光傳感器8 光傳感器9 光源10 遙控器11 光點(diǎn)12 傳感器選擇單元13 帶通濾波元件14 前置放大元件15 中央控制元件16 相位敏感的探測元件17 相位敏感的探測元件18 低通濾波元件19 低通濾波元件20 偏置調(diào)節(jié)單元21 光傳感器r 移動(dòng)方向X 垂直軸線α 角度M 信號圖樣REF1 參考信號REF2 參考信號V放大系數(shù)
權(quán)利要求
1.一種可自動(dòng)移動(dòng)的裝置(1)，尤其是用于清潔地面(2)的清潔裝置，如吸塵和/或清掃機(jī)器人，該裝置(I)帶有ー個(gè)或多個(gè)光傳感器出至8)，其特征在于，設(shè)置前置放大元件(14)和相位敏感的探測元件(16，17)以及中央控制元件(15)，以便對由所述光傳感器(6至8)提供的信號關(guān)于由所述中央控制元件(15)預(yù)先給定的信號圖樣進(jìn)行檢驗(yàn)并且使得所述信號在布置有多個(gè)光傳感器出至8)的情況下在所述清潔裝置(I)的控制方面與各光傳感器(6至8)的取向相關(guān)聯(lián)或與ー個(gè)光傳感器(6)的角度取向相關(guān)聯(lián)。
2.按權(quán)利要求I或尤其是如下所述的裝置，其特征在于，選擇元件(12)置于所述前置放大元件(14)之前，用于在布置有多個(gè)光傳感器出至8)的情況下選擇光傳感器出至8)。
3.按權(quán)利要求I或2或尤其是如下所述的裝置，其特征在于，設(shè)有帶通濾波元件(13)，光傳感器信號在達(dá)到前置放大元件(14)之前要通過所述帶通濾波元件(13)。
4.按前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)或尤其是如下所述的裝置，其特征在于，所述前置放大元件(14)的前置放大系數(shù)(V)由所述中央控制元件(15)預(yù)先給定。
5.按前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)或尤其是如下所述的裝置，其特征在于，光傳感器(6至8)的選擇能夠在布置有多個(gè)光傳感器出至8)的情況下通過所述中央控制元件(15)實(shí)施。
6.按前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)或尤其是如下所述的裝置，其特征在干，在所述相位敏感的探測元件(16，17)與所述中央控制元件(15)之間串接低通濾波元件(18，19)。
7.按前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)或尤其是如下所述的裝置，其特征在干，所述低通濾波元件(18，19)與偏置調(diào)節(jié)單元(20)相連接。
8.按前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)或尤其是如下所述的裝置，其特征在干，針對ー個(gè)確定的頻率帶選擇或設(shè)置光傳感器出至8)并且所述光信號在所述頻率帶內(nèi)給出。
9.一種用于為可自動(dòng)移動(dòng)的裝置(I)，尤其是用于清潔地面(2)的清潔裝置，如吸塵和/或清掃機(jī)器人進(jìn)行導(dǎo)航的方法，該裝置(I)具有ー個(gè)或多個(gè)光傳感器出至8)，其特征在于，對由所述光傳感器出至8)提供的信號關(guān)于由中央控制元件(15)預(yù)先給定的信號圖樣進(jìn)行檢驗(yàn)并且使所述信號在布置有多個(gè)光傳感器出至8)的情況下在所述清潔裝置(I)的控制方面與各所述光傳感器(6至8)的取向相關(guān)聯(lián)或與ー個(gè)光傳感器(6)的角度取向相關(guān)聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明首先涉及一種可自動(dòng)移動(dòng)的裝置，尤其是清潔地面的清潔裝置，如吸塵和/或清掃機(jī)器人，其帶有一個(gè)或多個(gè)光傳感器。為了尤其在對于接收的光信號的分析方面進(jìn)一步改善前述類型的清潔裝置，設(shè)置前置放大元件和相位敏感的探測元件以及中央控制元件，使得對由光傳感器提供的信號進(jìn)行由中央控制元件預(yù)先給定的信號圖樣方面的檢驗(yàn)并且使該信號在布置有多個(gè)光傳感器的情況下在清潔裝置的控制方面與各光傳感器的取向相關(guān)聯(lián)或與一個(gè)光傳感器的角度取向相關(guān)聯(lián)。此外本發(fā)明還涉及一種用于為可自動(dòng)移動(dòng)的裝置，尤其是用于清潔地面的清潔裝置，如吸塵和/或清掃機(jī)器人進(jìn)行導(dǎo)航的方法，該清潔裝置帶有一個(gè)或多個(gè)光傳感器。
文檔編號A47L11/40GK102846280SQ201210222210
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者P.維納, M.梅格爾, A.索爾瓦爾德 申請人:德國福維克控股公司