專利名稱：自動充電式自律移動機器人裝置及其自動充電方法
技術領域：
本發(fā)明是涉及自律移動機器人裝置及其充電方法，詳細地說涉及移 動機器人利用電池中的充電電能自動行走完成特定的作業(yè)，在電池放電 結束后對接到充電座接受供電的自律移動機器人裝置及其自動充電方 法。
背景技術：
自律行走型移動機器人是自動行走而完成特定作業(yè)的機器人，公知 的有保潔機器人、監(jiān)視機器人等，這種機器人的特征是具有可以執(zhí)行按 指示執(zhí)行的作業(yè)，例如保潔作業(yè)、監(jiān)視作業(yè)等的功能。
最近在所述移動機器人中保潔機器人開辟了新的市場，而且其規(guī)模 曰益增大。
所述保潔機器人是可以自動在住宅或辦公室等恒定保潔區(qū)域移動而 吸入灰塵或雜質的機器人，除了吸入灰塵或雜質的通常的真空吸塵器外，
還追加包含使機器人行走的行走裝置；防止與存在于保潔區(qū)域內的多 種障礙物碰撞的感應障礙物的障礙物感應傳感器；供應電源的電池及控
制所有裝置的微計算機等。
這種結構的保潔機器人通過多種障礙物感應傳感器，可以判斷與保 潔區(qū)域內所設的如家具、墻壁等障礙物的距離，利用判斷出的信息，防 止與障礙物發(fā)生碰撞。
但保潔機器人等現有的移動機器人在利用電池來動作而導致電池放 電時，為了使電池以后提供動作所需的電能，需要由用戶親自把電池連 接到另設的充電座進行充電。
由此，現有的移動機器人具有用戶不在時無法自動充電的缺點。
8為了解決這樣的缺點，最近提出了把移動機器人引導到充電座的方
式和接點嘗試對接的方式，但引導方式不僅需要機器人的高難度技術，
還需另外安裝高價的裝備，有增加大量費用的缺點。
而且接點嘗試對接的方法具有需要準確控制姿勢的缺點。
同時，為了能夠使所述的自律行走型移動機器人在一定空間內自由
移動，需要準確識別自己當前的位置后，從當前位置無誤差地移動到目
標位置。
為了能夠使移動機器人識別自己當前的位置，作為位置信息提供手
段使用預定標志(Landmark)，利用該標志識別自己位置的方法有移動機器 人使用攝像機拍攝一定作業(yè)空間內設置的標志，然后通過對外部影像的 影像信號處理過程對此進行識別，再利用識別出的標志獲得能夠確認自 己當前位置的信息、或向標志照射光后，利用感應反射光而識別的標志 以確認自己位置的方法。
這些標志可以設計為多種形狀，通常使用圓、鏈等幾何特征的圖案。 在所述方法中，利用攝像機拍攝而確認位置的方法需要從作業(yè)空間 的影像信號中提取特定圖案，而這時在從外部影像信號中提取標志的圖 案時，受到用攝像機進行拍攝的作業(yè)空間的照明狀況等外部環(huán)境因素的 影響很大。
艮P，照明或照度引起的明暗情況、造型物或壁紙的樣式等對識別攝 像機拍攝的外部影像的標志圖案產生巨大的影響，由此會出現識別標志 圖案所需的運算過程變得復雜問題。
相反，通過投影儀向所述標志照射光后接收反射光的形式設定移動 機器人的當前位置及移動路線的測繪方法如下經過移動機器人在測繪 空間內移動的同時，以一個全局坐標系為基準登記各個標志的過程后， 設定路徑使機器人向目的地移動。
這種測繪方法的缺點是，在登記各個標志的過程中，如果由于驅動 輪的滑動等而出現距離誤差，則以后按順序登記的標志將會持續(xù)積累誤 差。為了解決這種缺點，需要追加更多的標志或另外的傳感器，而且為 了保持標志的一貫性，還應算出具有高相關度的協方差矩陣。
這樣，根據測繪空間內的路面情況，移動機器人的測繪設定不穩(wěn)定， 從而給行走或作業(yè)目的的執(zhí)行帶來不穩(wěn)定。

發(fā)明內容
由此，本發(fā)明是為了解決上述缺點而提出，其目的在于提供如下的 自動充電式自律機器人裝置及其自動充電方法從充電座發(fā)送紅外線信 號，由移動機器人接收充電座發(fā)出的紅外線信號，檢測出與充電座的相 對位置信息，然后自動引導而回歸到充電座而自動完成電池充電，從而 通過對電池完成自動充電以最大限度地減少作業(yè)者的干預，提高便利性。 另外，本發(fā)朋的目的還有提供如下的自動充電式自律移動機器人裝 置及其自動充電方法對充電座上部的與充電座相應的位置照射紅外線， 通過對該情況的感應，使移動機器人無需預先掌握對環(huán)境的知識就能掌 握與充電座的方向角和相對位置而進行移動，然后在接點附近通過充電 座中發(fā)生的弓i導束對接到充電座而完成電池自動充電，從而減少作業(yè)者 干預。
另外本發(fā)明的目的還有提供如下的用于移動機器人的地圖生成系統(tǒng) 及其地圖生成方法為了通過頂棚部所具備的多個標志來識別移動空間 內的位置，在移動空間內設有投影儀，配備有接收被標志反射的光所需 的受光部，而且生成僅僅利用行走路徑上的以前識別的標志和當前識別 的標志雙方之間一對一的相對距離坐標值就能識別所有標志的地圖，在 求得標志位置的過程中產生的誤差只以一對一適用，因此誤差不會累積。
為了解決所述技術性課題，作為本發(fā)明的一個實施例， 一種自律移 動機器人裝置使移動機器人利用充電電池的電能自動行走而執(zhí)行特定的 作業(yè)，在電池放電時，將該移動機器人對接到充電座而接收供電，該自 律移動機器人裝置包括充電座，其具有對所述電池供電的連接端子和 用于提供位置信息的發(fā)送紅外線信號的紅外線信號產生裝置；以及移動 機器人，其包括紅外線信號接收裝置，其在所述電池的余量不足或輸
10入了充電命令時，接收所述紅外線信號；微計算機，其在根據從所述紅 外線信號接收裝置接收的信號，檢測出所述充電座的位置時，利用檢測 出的信息控制移動行走；以及通過與所述連接端子進行接觸而獲得電能 的充電端子。
在這里，所述紅外線信號產生裝置包括第一紅外線信號產生部，該 第一紅外線信號產生部由用于精確地引導所述移動機器人的多個紅外線 發(fā)光二極管(LED)構成，所述多個的紅外線發(fā)光二極管設置在隔離狀結構 體內部或紅外線引導管內部，以便防止產生相互干擾的信號。
而且所述紅外線信號產生裝置還包括第2紅外線信號產生部，該第 2紅外線信號產生部由用于對所述充電座附近區(qū)域產生紅外線信號的近 距離用紅外線發(fā)光二極管(LED)構成。
而且，所述紅外線信號接收裝置包括在所述移動機器人主體正面、 左側面及右側面設置的多個紅外線引導管；以及在各所述紅外線引導管 內部設置的紅外線接收器。
還有，所述移動機器人還包括檢測電池余量的電池余量檢測部和輸 入用戶的操作信號的操作信號輸入部，所述微計算機包括存儲有用于 驅動的應用程序和用于驅動的電池余量基準值的存儲器；通過由所述紅 外線信號接收裝置感應的信號來檢測所述充電座的位置的位置檢測部； 以及行走控制部，其根據從所述位置檢測部輸入的位置信息，控制移動 行走。
而且，所述充電座在下端形成向前凸出的基座，所述連接端子安裝 在所述基座的上面，所述移動機器人的充電端子安裝于移動機器人的下 部的與所述充電座的連接端子相對應的連接位置，在所述基座上從安裝 有連接端子的內側位置到前方末端形成引導槽，以便安裝在所述移動機 器人的充電端子內側的移動輪引導到所述引導槽內，使所述移動機器人 的充電端子與所述充電座的連接端子連接。
而且為了解決所述技術性課題的本發(fā)明的自律移動機器人裝置的自 動充電方法，作為一個實施例，包括執(zhí)行如下處理的步驟移動機器人 根據用戶命令執(zhí)行任務；移動機器人根據電池余量判斷是否為電池充電
11模式而感應充電座發(fā)送的紅外線信號；在感應到所述紅外線信號時，移 動機器人檢測充電座的位置，利用檢測出的位置信息，控制移動行走， 從而使移動機器人位于充電座前面；以及移動機器人對接到充電座而使 電池自動充電，使所述移動機器人在充電模式下停止執(zhí)行動作，并在停 止位置旋轉，以便接收來自充電座的紅外線信號。
而且為了解決所述技術性課題的本發(fā)明，作為其他實施例的自律移 動機器人裝置，使移動機器人利用充電電池的電能自動行走而執(zhí)行特定 的作業(yè)，在電池放電時，將該移動機器人對接到充電座而接收供電，該
自律移動機器人裝置包括充電座，其具有對所述電池供電的連接端 子；用于提供位置信息的產生紅外線引導束的引導束產生裝置；以及發(fā) 光部，其對與充電座相應的特定位置照射紅外線，提供充電座與移動機
器人的相對位置信息；移動機器人，其包括紅外線感應裝置，其在所 述電池的余量不足或輸入了充電命令時，感應從所述發(fā)光部照射的紅外 線；對從所述引導束產生裝置產生的信號進行感應的弓I導束感應裝置； 微計算機，其根據利用所述紅外線感應裝置和引導束感應裝置感應的信 號，檢測所述充電座的位置，利用檢測出的信息，控制移動行走；以及 通過與所述連接端子進行接觸而獲得供電的充電端子；以及位置識別器， 其具有發(fā)光部，該發(fā)光部對特定位置照射紅外線，以便所述移動機器人 能夠掌握自己的相對位置。
而且為了解決所述技術性課題的本發(fā)明的自動充電方法，作為其他 實施例，包括執(zhí)行如下處理的步驟移動機器人根據用戶命令執(zhí)行任務； 移動機器人根據電池余量判斷是否為電池充電模式；在移動機器人判斷 為電池充電模式時，停止執(zhí)行動作，并使所述移動機器人在停止位置旋 轉，以便感應從充電座或位置識別器產生的紅外線；移動機器人利用感 應到的紅外線檢測與所述充電座的相對位置，利用檢測出的位置信息， 控制移動行走，從而使該移動機器人向充電座的引導位置移動；移動機 器人在充電座引導位置接收由充電座產生的引導束，利用接收到的引導 束與充電座連接，從而實現電池充電；以及在與充電座接觸的狀態(tài)下， 使移動機器人的電池自動充電。移動機器人裝置包括用于移動機器人的地圖生 成系統(tǒng)，而為達到上述目的這種地圖生成系統(tǒng)具有如下的特征。
本發(fā)明的地圖生成系統(tǒng)包括形成有用于在移動空間內行走的驅動 部的移動機器人；投影儀，其設置在所述移動空間內的固定地點，向頂 棚部照射光；多個標志，其設置于頂棚部，且所述多個標志使移動機器 人感應由所述投影儀照射的光所反射的光，從而識別出移動機器人在移 動空間內的位置；受光部，其安裝于所述移動機器人的外側，接收被標 志反射的光；以及控制部，其存儲有一對一相對距離坐標值，在向特定 標志移動時，對移動機器人的驅動部進行控制，使其利用所述一對一相 對距離坐標值來計劃路徑而進行移動，其中，所述一對一相對距離坐標 值為，在用于設定移動機器人在移動空間內路徑的測繪的過程中，由所 述受光部檢測的多個各標志中的、相互錯開排列而連接的、根據行走的 機器人的行走路徑連續(xù)排列的兩個標志之間的一對一相對距離坐標值。
在這里，所述一對一相對距離坐標值由角度和移動距離來表現，所 述角度和移動距離是以測定相對距離的兩個標志中、行走通過的標志為 基準標志，以當前識別的標志與設定的基準軸形成的角度和移動距離。
由此，本發(fā)明的移動機器人的地圖生成系統(tǒng)的地圖生成方法，其中， 所述地圖生成系統(tǒng)包括在移動空間內自律行走的移動機器人；投影儀， 其設置在所述移動空間內的固定地點，向頂棚部照射光；標志，其設置 于頂棚部，以使移動機器人感應由所述投影儀照射的光所反射的光，從 而識別出移動機器人在移動空間內的位置；受光部，其安裝于所述移動 機器人的外側，接收被標志反射的光；以及控制部，其僅存儲有一對一 相對距離坐標值，在向特定標志移動時，對移動機器人的驅動部進行控 制，使其利用所述一對一相對距離坐標值來計劃路徑而進行移動，其中， 所述一對一相對距離坐標值為，多個各標志中相互錯開排列而連接的、 根據行走的機器人的行走路徑連續(xù)排列的兩個標志之間的一對一相對距 離坐標值，所述地圖生成方法包括執(zhí)行如下處理的步驟設定移動機器 人行走路徑而生成移動空間內地圖的方法中，所述移動機器人位于移動 空間內，為設定路線而隨機行走，從固定于移動空間內一定地點的投影
13儀照射光；以及多個標志利用從投影儀照射的光而入射到所述移動機器 人的受光部，并依次得到識別，且由移動機器人的控制部存儲根據行走 機器人的行走路徑連續(xù)排列的兩個標志之間形成的一對一相對距離坐標 值，生成地圖。
在這里，所述一對一相對距離坐標值由角度和移動距離來表現，所 述角度和移動距離是以兩個標志中的按照依次識別出的兩個標志之間的 相對距離、行走通過的標志為基準標志，以當前識別的標志與設定的基 準軸形成的角度和移動距離。
由此，本發(fā)明因由充電座發(fā)送紅外線信號，由移動機器人接收充電 座發(fā)出的紅外線信號而檢測出與充電座之間的相對位置信息，并自動引 導回歸到充電座而使電池自動充電，從而通過電池自動充電來最大限度 降低作業(yè)者的干預，提高使用便利性。
而且，本發(fā)明因由充電座與位置檢測器向頂棚照射紅外線，移動機 器人通過感應出投射到頂棚的紅外線，檢測與充電座的相對位置，無需 事前掌握對環(huán)境的知識，然后在接點附近，所述移動機器人利用從充電 座產生的引導束對接到充電座，完成電池自動充電，從而可以最大限度 減少作業(yè)者干預，而且由于需要少量的運算負荷，具有降低費用的優(yōu)點。
而且本發(fā)明無需使用大型而高相關度的協方差矩陣，在求得標志位 置的過程中發(fā)生的誤差也只適用一對一的比例，具有不積累誤差的效果。
而且，因為本發(fā)明無需增加高準確度運算法則或裝置，可以節(jié)省費 用，并簡化機器人結構。


圖la~圖lc為示出本發(fā)明實施例的圖。 圖la是充電座正面立體圖。 圖lb是移動機器人背面立體圖。 圖lc是移動機器人正面立體圖。
圖2是示出圖lb及圖lc的移動機器人的紅外線信號接收裝置的一 例的立體圖。圖3是示出圖lb及圖lc的移動機器人結構的框圖。
圖4是示出圖la的充電座中的第1紅外線信號產生部的一例的結構圖。
圖5是在圖la的充電座中的第2紅外線信號產生部的具體結構圖。
圖6是示出本發(fā)明的一個實施例的紅外線信號接收范圍的圖。
圖7是示出本發(fā)明的自律移動機器人自動充電方法的一例的流程圖。
圖8是示出本發(fā)明的另一實施例的紅外線信號接收范圍的圖。 圖9是示出本發(fā)明的另一實施例的移動機器人的自動充電裝置的結 構圖。
圖10是圖9的充電座的正面立體圖。 圖11是圖9的移動機器人的背面立體圖。 圖12是圖9的移動機器人的正面立體圖。 圖13是示出圖12的紅外線感應裝置的一例的截面圖。 圖14是示出圖12的引導束感應裝置的一 例的立體圖。 圖15是圖9的移動機器人的結構框圖。 圖16是示出圖9的第2引導束產生部的圖。 圖17是示出本發(fā)明的另一實施例的紅外線信號接收范圍的圖。 圖18是示出本發(fā)明的另一實施例的移動機器人的自動充電方法的 一例的流程圖。
圖19是示出本發(fā)明的自律移動機器人裝置中的移動機器人用的地 圖生成系統(tǒng)的概略圖。
圖20是示出本發(fā)明的地圖生成過程的結構圖。
圖21是本發(fā)明中的存儲到控制部的位置信息的例示圖。
圖22是示出本發(fā)明的地圖生成過程的流程圖。
具體實施方式
通過參照附圖而后述的優(yōu)選實施例，會更加明了本發(fā)明。為了本領 域技術人員更加容易地理解和再現本發(fā)明，以下將通過本發(fā)明實施例詳 細說明發(fā)明的內容。
圖la 圖lc為示出本發(fā)明實施例的圖，是示出包含充電座和移動機 器人的自動充電式自律移動機器人裝置的各個組成部分的圖，其中，圖 la是充電座的正面立體圖、圖lb是移動機器人的背面立體圖、圖lc是 移動機器人的正面立體圖。
參照附圖可知，本發(fā)明涉及通過電池中的充電電能自動行走執(zhí)行特 定的作業(yè)，在電池放電時，對接到充電座而獲得充電電能的自律移動機 器人自動充電裝置，大體上由充電座1和移動機器人2組成。
所述充電座1具備主體10所具有的連接端子U和紅外線信號產生 裝置12，從而可以通過輸出紅外線信號而引導移動機器人2，并使被引 導的移動機器人2對接，使連接端子11與后敘的移動機器人2的充電端 子22接觸，由此對內置于移動機器人2的電池(未圖示)供應充電電能， 完成電池充電。
如圖所示，在這里所述充電座l在下端形成向前凸出的基座30，而 所述連接端子11安裝在基座30的上面。這時所述移動機器人2的充電 端子22安裝在移動機器人2的下面，尤其所述充電端子22安裝在移動 機器人2下面的與連接端子11相對應的位置。而且所述基座30在安裝 有連接端子11的內側位置開始到前方末端形成引導槽31。
這樣，基座30可以使移動機器人2的一側向基座30上面移動，使 連接端子11和充電端子22上下連接，從而在移動機器人2的負重下使 連接狀態(tài)維持堅固。尤其是，移動機器人2到達充電座1的基座30附近 時，所述引導槽31可以引導安裝在移動機器人2下面的充電端子22內 側的移動輪40到達引導槽31內，從而幫助移動機器人2迅速而安全地 到達充電位置。
在這里，紅外線信號產生裝置12包括第1紅外線信號產生部121， 其由精確引導移動機器人2的多個紅外線發(fā)光二極管121a、 121b、 121c、
16121d、 121e組成，而且多個紅外線發(fā)光二極管在分布上不應發(fā)生相互的 信號干擾。
艮口，在紅外線信號產生裝置12上，根據多個紅外線發(fā)光二極管121a、 121b、 121c、 121d、 121e的束幅容易出現紅外線信號的相互干擾，導致 在不期望的區(qū)域接收到信號，因此為了防止以上的現象，各個紅外線發(fā) 光二極管應安裝在隔離狀結構體內部或紅外線引導管內部。
同時，移動機器人2包括紅外線信號接收裝置21，其在位于所述 主體20內部的電池(未圖示)的余量不足或輸入了充電命令時，接收所 述紅外線信號；微計算機(未圖示)，其通過從紅外線信號接收裝置21 接收的信號，檢測出所述充電座的位置后，利用檢測出的信息，控制移 動行走；以及充電端子22，其通過與所述連接端子11的連接而獲得電能， 對應于連接端子11安裝在主體20的背面。
紅外線信號接收裝置21固定在移動機器人2的主體20的正面、左 側面及右側面內部，而且通過在主體20形成的適當大小的貫通孔26而 露出，接收外部的紅外線信號，如圖2所示，可以由在貫通孔26內部具 有的多個紅外線引導管211和所述各個紅外線引導管內部所具備的紅外 線接收器212構成，而接收范圍可以通過調節(jié)紅外線引導管211的距離 而進行調整。
而且，如圖3所示，移動機器人2包括檢測電池余量的電池余量檢 測部23和輸入用戶的操作信號的操作信號輸入部24，微計算機25包括 存儲有用于驅動應用程序和用于驅動的電池余量基準值的存儲器251和 通過由紅外線信號接收裝置21感應的信號來檢測所述充電座位置的位置 檢測部252及根據從位置檢測部252輸入的位置信息控制移動行走的行 走控制部253。
在這里電池余量檢測部23使用比較驅動用基準電壓值的電壓檢測 單元，行走控制部253具有控制移動方向及移動速度的作用。
同時，圖4是示出圖la的充電座中的第1紅外線信號產生部的一 例的結構圖，構成第1紅外線信號產生部121的多個紅外線發(fā)光二極管121a、 121b、 121c、 121d、 121e可以如圖4所示地分布，而各個紅外線 發(fā)光二極管使用開/關的時間差等方法來識別。
在這里，第l、第2及第3紅外線發(fā)光二極管121a、 121b、 121c用 于移動機器人2位于充電座1附近時用于感應，因為位于附近時需要精 密的感應，所以紅外線發(fā)光二極管相互接近地分布。
第1紅外線發(fā)光二極管121a分布在充電座1前面中央區(qū)域，第2及 第3紅外線發(fā)光二極管121b、121c分別分布在第1紅外線發(fā)光二極管121a 的左側和右側。
而且第4紅外線發(fā)光二極管121d分布在充電座1前面左側區(qū)域，第 5紅外線發(fā)光二極管121e分布在充電座1的前面右側。
而且，各個紅外線發(fā)光二極管121a、 121b、 121c、 121d、 121e的感
應信號發(fā)送強度可以根據近距離或遠距離感應等感應范圍進行適當的調
同時，如圖5所示，所述紅外線信號產生裝置12還應包括由在所述 充電座臨近區(qū)域產生紅外線信號用的近距離用紅外線LED構成的第2紅 外線信號產生部122。
艮P，如圖6所示，當移動機器人2如B位置或E位置那樣、位于與 充電座前面保持充分的感應距離的位置時，容易被感應，但如果像C位 置或D位置那樣位于感應信號接收較難的位置時，即便是與充電座保持 很近的距離也很難感應而對接。
而且如果像A位置那樣，位于過近的位置也很難對接，因此移動到 E位置后再嘗試對接。
這種情況下，如圖5所示，由倒置安裝的近距離用紅外線發(fā)光二極 管122a形成的第2紅外線信號產生部122所發(fā)送的感應信號擴散，該信 號可以在圍繞充電座1的附近區(qū)域接收紅外線信號。
艮P，如果感應到由第2紅外線信號產生部122發(fā)出的感應信號就說 明位于充電座1的附近位置。
現按如下說明這種本發(fā)明的利用自律移動機器人的自動充電裝置的 自動充電方法。
18圖7是示出本發(fā)明實施例的自律移動機器人的自動充電方法的一例
的流程圖，包括接收用戶命令執(zhí)行作業(yè)的步驟S10;判斷是否為電池充 電模式的步驟S20;經判斷所述充電模式的結果為充電模式時，停止執(zhí)行 動作，為接收充電座的紅外線信號而在停止位置旋轉的步驟S30;感應到 所述紅外線信號時，檢測充電座的位置，利用檢測出的位置信息，控制 移動機器人的移動行走，使移動機器人位于充電座前面的步驟S40;以及
使所述移動機器人對接到充電座而自動充電的步驟S50。
在這里，判斷是否為充電模式的步驟S20中，充電模式相當于測定
電池的余量或判斷是否輸入了用戶命令的結果為檢測出電量不足信號或 輸入有充電命令的情況。
參考圖6和圖8，如下進一步說明本發(fā)明的利用自律移動機器人的 自動充電裝置的自動充電方法。
首先，檢測電池余量或判斷是否有用戶操作的充電命令后，決定是 否為充電模式。電池余量檢測是通過檢測電池電壓來完成。即，如果檢 測的電壓為存儲器251中所存儲的基準值以下，就相當于是充電模式。
接著，如果是充電模式，就結束作業(yè)，在相應的位置旋轉，并通過 紅外線信號接收裝置21接收從充電座的紅外線產生裝置發(fā)出的紅外線信 號，通過位置檢測部252檢測與充電座的相對位置。
這時通過接收紅外線發(fā)光二極管121、 122所發(fā)出的感應信號而可以 判斷充電座的大概位置，但如果沒有感應到感應信號，則通過隨機移動 或順著墻移動等方法一直移動到感應出來自充電座的感應信號為止。
還有，掌握了與充電座1的相對位置后，根據接收的紅外線發(fā)光二 極管信號適當調整方向，向充電座l靠近，而越接近充電座l，速度越減 緩，以達到精密的行走。
比如，如果在B位置只感應到來自第4紅外線發(fā)光二極管121d的 信號，則增加左側輪的旋轉速度，同時減少右側輪的旋轉速度，將前進 方向轉向右側，相反，如果只感應到來自第5紅外線發(fā)光二極管121e的 信號，則將進行方向變更為左側，如果感應到來自第4及第5紅外線發(fā) 光二極管121d、 121e的感應信號，則直行靠近充電座l。隨著接近充電座1可接收到來自其他紅外線發(fā)光二極管的感應信 號，如果判斷出在甲區(qū)域，則使移動速度減小到小于乙區(qū)域的移動速度，
以達到精確的行走。這時如果接收到第1紅外線發(fā)光二極管121a的感應 信號，則直行，如果接收到第2紅外線發(fā)光二極管121b的感應信號，則 右轉，如果接收到第3紅外線發(fā)光二極管121c的感應信號，則左轉，由 此向充電座1靠近。
像這樣，移動機器人2與充電座1前面區(qū)域保持充分的距離時，使 移動機器人2以垂直方向靠近充電座。
但是，即便像C或D位置那樣位于靠近充電座1的位置，如果處于 無法接收感應信號的位置時，也很難對接到充電座l。
而且位于A位置時，雖然其與B位置位于同一區(qū)域的邊界，但由于 是太靠近充電座的位置，所以必須移動到E位置嘗試對接。
為了解決以上的缺點，采用的就是第2紅外線信號產生部122，在A 位置可以接收第2紅外線信號產生部122發(fā)出的感應信號及第4紅外線 發(fā)光二極管121d發(fā)出的感應信號，這時按順時針方向旋轉直至左側紅外 線接收器感應到紅外線感應信號的位置，并直行適當的距離，向E位置 移動。
比如，如果位于F位置，可以接收第2紅外線信號產生部122發(fā)出 的信號和第5紅外線發(fā)光二極管121e發(fā)出的感應信號，而這時向逆時針 方向旋轉直至右側紅外線接收器無法接收到紅外線感應信號，并直行適 當的距離，向E位置移動。
比如，如果位于C和D位置，因只能感應第2紅外線信號產生部 122發(fā)生的感應信號，所以在移動機器人2感應信號的狀態(tài)下按逆時針方 向旋轉90度后直行適當的距離。
而且，如果是C位置，由于無法行走指定的距離就碰到墻面，因此 可以得知機器人在C狀態(tài)的信息，所以使移動機器人旋轉1S0度，直行 適當的距離，移動到E位置后，通過垂直進入而對接到充電座，完成自 動充電。以下，圖9是示出本發(fā)明的又一個實施例的移動機器人的自動充電 裝置的結構圖。
圖9的實施例的自律移動機器人裝置及其自動充電方法如下在充 電座上部的與充電座相應的位置安裝照射紅外線的位置識別器，移動機 器人通過感應所述位置識別器的紅外線而無需事前掌握對環(huán)境的知識就 能確認與充電座的相對位置，然后在接點附近通過充電座中發(fā)生的引導 束對接到充電座，完成電池的自動充電。
參考附圖，本發(fā)明涉及通過電池中的充電電能自動行走而執(zhí)行特定
的作業(yè)，在電池放電時，對接到充電座而自動完成充電的移動機器人的 自動充電裝置，大體上由充電座1和位置識別器4及移動機器人3組成。 還有作為其他實施例，為了識別所述移動機器人3的位置，在頂棚 或頂棚附近墻面設置以反射紅外線的材質制作而形成、并具有固有ID的 標簽，由移動機器人3對此標簽照射紅外線束而識別移動機器人3的位 置。
這時，所述具有固有ID的各個標簽設置在各個空間或廣闊空間的特 定位置中以便獲知各個空間或單一空間的特定位置，向該標簽照射紅外 線束的移動機器人3通過被各標簽反射回的紅外線束引導各標簽的固有 ID而完成位置識別。
如圖IO所示，充電座1具備主體IO所具備的連接端子11和引導束 產生裝置12a及向與充電座1相應的特定位置照射紅外線而提供充電座 和移動機器人的相對位置信息的發(fā)光部，通過輸出紅外線信號而引導移 動機器人3，對接引導的移動機器人3，使后敘的移動機器人3的充電端 子33與連接端子11接觸，從而對內置于移動機器人3的電池(未圖示) 供應充電電能，完成電池充電。
在這里，引導束產生裝置12a包括第1引導束產生部121'，該第1 引導束產生部121，由可以精確引導移動機器人3的多個紅外線發(fā)光二極 管121a、 121b、 121c、 121d、 121e構成，多個紅外線發(fā)光二極管在分布 上不應發(fā)生相互的信號干擾。
21艮P，在引導束產生裝置12a上，根據多個紅外線發(fā)光二極管121a、 121b、 121c、 121d、 121e的束幅容易出現紅外線信號相互干擾，造成在 不期望的區(qū)域接收到信號，因此為了防止以上的現象，各個紅外線發(fā)光 二極管應安裝在隔離狀結構體內部或光束引導管內部。
位置識別器4與充電座1一樣具有用于提供移動機器人2的相對位 置信息的發(fā)光部，雖然在這里沒有圖示，但應包括發(fā)出紅外線的發(fā)光元 件和控制該發(fā)光元件驅動的驅動控制單元。
另外，如圖11及圖12所示，移動機器人3包括所述主體30所內 置的電池(未圖示)的余量不足或輸入了充電命令時，感應從充電座1 或位置識別器4照射的紅外線的紅外線感應裝置31;感應引導束產生裝 置發(fā)出的信號的引導束感應裝置32;微計算機(未圖示)，其利用從紅外 線感應裝置31和引導束感應裝置32接收的信號，檢測所述充電座1的 位置，利用檢測的信息，控制機器人的移動行走；以及通過與所述連接 端子11的接觸而獲得供電的與所述連接端子11對應地位于主體30背面 的充電端子33。
圖13是示出圖12的紅外線感應裝置的一例的截面圖，但本發(fā)明的 紅外線感應裝置不限于此。
如圖13所示，紅外線感應裝置31是把感應充電座1或位置識別器 4發(fā)出的紅外線而變更為電信號以檢測位置的光學系統(tǒng)，包括圓筒形狀 的、調整頂棚反射而輸入的紅外線的焦點的外部鏡筒311和前后游動的 內部鏡筒312;安裝在內部鏡筒312前端而切斷可視光，只讓紅外線通過 而最大限度減少可視光干擾的紅外線濾波器313;安裝于內部鏡筒312的 下端而匯聚通過了所述紅外線濾波器313的紅外線的凸透鏡314;位置檢 測元件315，其安裝于所述外部鏡筒311后側而感應通過了紅外線濾波器 313和凸透鏡314而匯聚的紅外線，轉換為電模擬信號；以及將電模擬信 號轉換成數字信號而進行控制的信號控制模塊(未圖示)。
這時，如果使用圖13中示出的紅外線感應裝置，移動機器人3的方 向角可以直接轉換為degree或radian,但沒有直接獲得距離信息的單位，只能獲得像素單位的距離值，因此獲得像素單位的值后，使移動機器人
移動，算出針對移動距離的像素值變化，利用比率(ratio)獲得距離信息。
引導束感應裝置32固定在移動機器人3的主體30的正面、左側面 及右側面內部，而且通過在主體30形成的適當大小的貫通孔34而露出， 接收外部的紅外線信號，如圖14所示，可以由貫通孔34內部所具備的 多個光束引導管321和所述各個光束引導管內部所具備的引導束接收器 322組成，接收范圍可以通過光束引導管321的長度調整。
而且，如圖15所示，移動機器人3包括檢測電池余量的電池余量 檢測部34;輸入用戶操作信號的操作信號輸入部35，而微計算機37包 括存儲有用于驅動的引用程序及用于驅動的電池余量基準值的存儲器 361;位置檢測部362，其通過紅外線信號接收裝置31及引導束感應裝置 32感應的信號，檢測所述充電座位置；以及行走控制部363，其根據從 位置檢測部362輸入的位置信息，控制移動行走。
在這里，利用對用于驅動電池余量檢測部33的基準電壓值進行比較 的電壓檢測單元，行走控制部363具有控制移動方向及移動速度的作用。
而且如圖16所示，所述引導束產生裝置12a還包括由在所述充電座 臨近區(qū)域發(fā)生紅外線信號的近距離用紅外線LED構成的第2引導束產生 部122，。
艮P，如圖17所示，當移動機器人3如B位置或E位置那樣、位于 與充電座前面保持充分的感應距離的位置時，容易被感應，但如果像C 位置或D位置那樣位于感應信號接收較難的位置時，即便是與充電座保 持很近的距離也很難感應而對接。
而且如果像A位置那樣，位于過近的位置也很難對接，因此應引導 到E位置后再嘗試對接。
這種情況下，如圖16所示，由倒置安裝的近距離用紅外線發(fā)光二極 管122a形成的第2引導束信號產生部122'所發(fā)送的感應信號擴散，該信 號可以在圍繞充電座1的附近區(qū)域接收紅外線信號。
艮口，如果感應到由第2引導束信號產生部122，發(fā)出的感應信號就說 明位于充電座1的附近位置。
23現按如下說明這種本發(fā)明的利用自律移動機器人的自動充電裝置的 自動充電方法。
圖18是示出圖9的移動機器人裝置執(zhí)行的自動充電過程的流程圖，
包括接收用戶的命令執(zhí)行作業(yè)的步驟S10';判斷是否為電池充電模式 的步驟S20';經判斷所述充電模式的結果為充電模式時，停止執(zhí)行動作, 為接收位置識別器的紅外線信號而在停止位置旋轉的步驟S30';通過所 述感應的紅外線，檢測充電座的相對位置，利用檢測出的位置信息，控 制移動機器人的移動行走，使移動機器人向充電座的感應位置移動的步 驟S40';在所述充電座的感應位置利用充電座發(fā)出的引導束，安置于充
電座的步驟S50';以及所述電池自動充電的步驟S60'。
在這里，判斷是否為充電模式的步驟S30'中，充電模式相當于測定
電池的余量或判斷是否輸入了用戶命令的結果為檢測出電量不足信號或 輸入有充電命令的情況。
參考圖16，如下進一步說明本發(fā)明的利用自律移動機器人的自動充 電裝置的自動充電方法。
首先，檢測電池余量或判斷是否有用戶操作的充電命令后，決定是 否為充電模式。電池余量檢測是通過檢測電池電壓來完成。即，如果檢 測到的電壓為存儲器351中所存儲的基準值以下，就相當于是充電模式。
接著，如果是充電模式，就結束作業(yè)，在相應的位置旋轉，并通過 紅外線感應裝置31感應對充電座的上部照射紅外線的位置識別器4所發(fā) 出的紅外線，然后通過位置檢測部352檢測與充電座的相對位置，根據 檢測的位置信息控制移動機器人3的移動。
然后，通過引導束感應裝置32感應從引導束產生裝置12a發(fā)出的感 應信號，根據感應結果，利用位置撿測部352檢測出充電座的位置。
這時通過接收多個紅外線發(fā)光二極管121a、 121b、 121c， 121d, 121e 發(fā)出的感應信號而判斷以充電座為基準是位于左側還是右側，但如果沒 有感應到信號，則通過隨機移動或順著墻移動等方法一直移動到感應出 來自充電座的感應信號為止，從而位于接點。像這樣，本發(fā)明無需事前獲知對環(huán)境的知識也可以通過位置識別器 和充電座發(fā)出的引導束，識別和控制相對位置，以使機器人安裝于充電 座，因此具有低的運算負荷。
而且，本發(fā)明的自律移動機器人裝置包括用于移動機器人的地圖生 成系統(tǒng)。
本發(fā)明的自律移動機器人裝置的地圖生成系統(tǒng)用于在移動空間內識 別移動機器人的位置，在移動空間內設有投影儀，以便通過頂棚上所設 的多個標志來識別移動空間內的位置，而且配備有用于接收標志反射的 光的受光部，只用在行走路徑上的、以前識別的標志和當前識別的標志 雙方之間的一對一相對距離坐標值就可生成識別所有標志的地圖，從而 在求得標志位置的過程中產生的誤差只以一對一適用，不累積誤差。
圖19是示出本發(fā)明的自律移動機器人裝置的地圖生成系統(tǒng)的概略 圖，圖20是示出地圖生成過程的結構圖，圖21是存儲到控制部的位置 信息的例示圖。
參考附圖，本發(fā)明的地圖生成系統(tǒng)包括移動機器人100，其形成 有驅動部，以在移動空間內行走；投影儀40，其固定在所述移動空間內 的固定地點，向頂棚照射光；多個標志200，其設置于頂棚部，且使移動 機器人感應所述投影儀40照射的光的反射光，從而識別移動機器人在移 動空間內的位置；受光部50，其安裝于所述移動機器人IOO外側，接收 被標志200反射的光；以及控制部60，其存儲有一對一相對距離坐標值， 在向特定標志200移動時，對移動機器人100的驅動部進行控制，使其 利用所述一對一相對距離坐標值來計劃路徑而進行移動，其中，所述一 對一相對距離坐標值為，在用于設定移動機器人在移動空間內路徑的測 繪的過程中，由所述受光部50檢測的多個各標志200中的、相互錯開排 列而連接的、根據行走的機器人的行走路徑連續(xù)排列的兩個標志之間的 一對一相對距離坐標值。
在這里，所述移動機器人IOO是可以自律行走的機器人，而且不僅 可以具有驅動部，還安裝有控制部60而可以控制移動機器人向特定位置 移動，這種移動機器人100可以是家庭服務機器人或是保潔機器人等。而且，所述投影儀40安裝在移動空間內的固定位置上，是為向頂棚 照射光而設置的，用于照射光，以便后敘的移動機器人100的受光部50 識別標志200。
在這里，所述投影儀40的發(fā)光源優(yōu)選使用一對光源，這樣，受光部 50識別的一個標志200所對應的位置是兩個，而這里正確的標志200位 置是所述兩個位置的中間位置。
像這樣，通過具有一對發(fā)光源的投影儀40，由受光部50識別標志 200的結構是為達到相對于具有一個發(fā)光源的投影儀40減少識別誤差的 目的使用的，從而可以獲得更加準確的標志200的位置值。
而且，所述標志200用于提供使移動機器人100生成移動空間內行 走的路徑的位置信息的基準，頂棚中形成多個標志200，而后敘的控制部 60存儲各個標志200的各自位置數據及固有編號。
當然，所述位置數據是以在行走路徑上連接的各一對標志200之間 的一對一相對距離坐標值的形式存儲的。
還有，所述標志200優(yōu)選按有必要在移動空間內移動的各個位置進 行設置，而且標志200優(yōu)選使用紅外線標記。
另外，所述控制部60存儲受光部50中識別的標志200位置信息， 通過這些形成地圖，在移動吋設定最短路徑，控制驅動部，在這里，所 述標志200的位置信息以行走路徑上連接的兩個標志200之間的一對一 相對距離坐標值來表現。
所述一對一相對距離坐標值是，在以兩個標志200中、先移動的標 志200為基準，向后識別的標志200行走的過程中發(fā)生的移動距離和移 動角度值。
圖20所示的A位置和B位置之間的一對一相對距離坐標值(a,山) 是在A位置以北側(N)方向為基準軸，以(x。移動山就成為B位置的意 思。
如圖21所示，所述一對一相對距離坐標值按照所有標志200的每個 固有編號存儲在控制部60，從A位置移動到C位置的移動路徑為
26A—B—C (direction: 105， distance: 128), (direction: 120, distance: 112)即可。
相反，從C位置移動到A位置時，釆用C—B—A的路徑移動 (direction: 60, distance: 112), (direction: 75, distance: 128)艮卩可。
本發(fā)明的地圖生成系統(tǒng)可以讓所述移動機器人100通過移動空間內 多個標志200識別多種區(qū)域，根據需要移動到特定區(qū)域或位置時，可以 減少移動誤差以最短的路徑移動。
為此本發(fā)明沒有采用現有的通過基于標志200的全局坐標系生成地 圖并按此移動的絕對坐標系方式，而是釆用了如下方式只根據行走路 徑上連接的各個標志200雙方之間的相對于移動距離及基準軸形成的角 度來識別、存儲所有標志200，向特定位置移動時的最短路徑利用通過一 定的標志200向特定位置移動的相對坐標系來運算。
作為這種位置識別技術的其他實施方式，分布在所述頂棚等的標志 200可以以前述的標簽形式構成。即，所述標志200采用反射紅外線的材 質制作，并賦予固有的ID，以便識別移動機器人100的位置。
由此，所述具有固有ID的各個標志200分布于各個空間或廣闊空間 的特定位置上，以便識別各個空間或單一空間的特定位置。向該標簽照 射紅外線束的移動機器人100根據紅外線束發(fā)射到各個標簽后反射的紅 外線束引導各個標簽固有的ID的情況，獲知位置。
B卩，如上所述的使用紅外線束和標志200固有ID的位置識別技術， 比使用坐標值控制移動機器人100的移動等技術方便設計，而且控制移 動機器人100移動也非常方便。
圖22是本發(fā)明的地圖生成過程的流程圖。
參考附圖，本發(fā)明的地圖生成方法包括移動機器人100的投影儀 40向頂棚照射光的步驟S10";移動機器人100為設定地圖而行走的步驟 S20";由受光部識別行走中識別的標志200的步驟S30";以及由控制部 存儲行走路徑上連接的標志200之間的一對一相對距離坐標值的步驟 S40"。首先，啟動擁有一對發(fā)光源的投影儀40而照射光S10"，移動機器 人100在移動空間內按一定的方式行走S20"，在行走的過程中采用另行 準備的多種傳感器識別移動空間內的障礙物及墻面等而予以回避。
由此，在行走的過程中，受光部50識別由投影儀40照射的光被標 志反射的光S30"，此時控制部60存儲在剛剛識別的標志200和當前識別 的標志200之間的針對北向(N)基準軸形成的移動角度和移動距離值 S40"。
經過這樣的過程，識別所有標志200，存儲其相對距離坐標值，即 可結束地圖生成過程。
在要走向特定位置移動時，控制部60根據這樣形成的標志200之間 的相對距離坐標值，選擇最短路徑，最大限度地減少誤差。
參考附圖，以優(yōu)選的實施例為中心敘述了本發(fā)明，但對于本領域技 術人員都可根據上述記載在不脫離本發(fā)明的宗旨的范疇內實現各種變形 及等效的其他實施例。因此，對本發(fā)明的范圍應根據包括這些多種變形 例的權利要求進行解釋。
權利要求
1.一種自動充電式自律移動機器人裝置，該自動充電式自律移動機器人裝置使移動機器人利用充電電池的電能自動行走而執(zhí)行特定的作業(yè)，在電池放電時，將該移動機器人對接到充電座而接收供電，該自動充電式自律移動機器人裝置的特征在于，該自動充電式自律移動機器人裝置包括充電座，其具有對所述電池供電的連接端子和用于提供位置信息的發(fā)送紅外線信號的紅外線信號產生裝置；以及移動機器人，其包括紅外線信號接收裝置，其在所述電池的余量不足或輸入了充電命令時，接收所述紅外線信號；微計算機，其在根據從所述紅外線信號接收裝置接收的信號，檢測出所述充電座的位置時，利用檢測出的信息控制移動行走；以及通過與所述連接端子進行接觸而獲得電能的充電端子。
2. 根據權利要求1所述的自動充電式自律移動機器人裝置，其特征 在于，所述紅外線信號產生裝置包括第一紅外線信號產生部，該第一紅外 線信號產生部由用于精確地引導所述移動機器人的多個紅外線發(fā)光二極 管構成，所述多個紅外線發(fā)光二極管設置在隔離狀結構體內部，以便防止產 生相互干擾的信號。
3. 根據權利要求1所述的自動充電式自律移動機器人裝置，其特征 在于，所述紅外線信號產生裝置包括第一紅外線信號產生部，該第一紅外 線信號產生部由用于精確地引導所述移動機器人的多個紅外線發(fā)光二極 管構成，所述多個紅外線發(fā)光二極管設置在紅外線引導管內部，以便防止產 生相互干擾的信號。
4. 根據權利要求3所述的自動充電式自律移動機器人裝置，其特征 在于，所述紅外線信號產生裝置還包括第2紅外線信號產生部，該第2紅 外線信號產生部由用于對所述充電座附近區(qū)域產生紅外線信號的近距離 用紅外線發(fā)光二極管構成。
5. 根據權利要求1所述的自動充電式自律移動機器人裝置，其特征 在于，所述紅外線信號接收裝置包括在所述移動機器人主體正面、左側面及右側面設置的多個紅外線引 導管；以及在各所述紅外線引導管內部設置的紅外線接收器。
6. 根據權利要求1所述的自動充電式自律移動機器人裝置，其特征 在于，所述移動機器人還包括檢測電池余量的電池余量檢測部和輸入用戶 的操作信號的操作信號輸入部，所述微計算機包括存儲有用于驅動的應用程序和用于驅動的電池 余量基準值的存儲器；通過由所述紅外線信號接收裝置感應的信號來檢 測所述充電座的位置的位置檢測部；以及行走控制部，其根據從所述位 置檢測部輸入的位置信息，控制移動行走。
7. 根據權利要求1所述的自動充電式自律移動機器人裝置，其特征 在于，所述充電座在下端形成向前凸出的基座，所述連接端子安裝在所述 基座的上面，所述移動機器人的充電端子安裝于移動機器人的下部的與 所述充電座的連接端子相對應的連接位置，在所述基座上從安裝有連接端子的內側位置到前方末端形成引導 槽，以便安裝在所述移動機器人的充電端子內側的移動輪引導到所述引 導槽內，使所述移動機器人的充電端子與所述充電座的連接端子連接。
8. —種自律移動機器人裝置的自動充電方法，其特征在于，該自律 移動機器人裝置的自動充電方法包括執(zhí)行如下處理的步驟移動機器人根據用戶命令執(zhí)行任務；移動機器人根據電池余量判斷是否為電池充電模式而感應充電座發(fā) 送的紅外線信號；在感應到所述紅外線信號時，移動機器人檢測充電座的位置，利用 檢測出的位置信息，控制移動行走，從而使移動機器人位于充電座前面; 以及移動機器人對接到充電座而使電池自動充電，其中， 使所述移動機器人在充電模式下停止執(zhí)行動作，并在停止位置旋轉， 以便接收來自充電座的紅外線信號。
9. 一種自動充電式自律移動機器人裝置，該自動充電式自律移動機器人裝置使移動機器人利用充電電池的電能自動行走而執(zhí)行特定的作業(yè)，在電池放電時，將該移動機器人對接到充電座而接收供電，該自動充電式自律移動機器人裝置的特征在于， 該自律移動機器人裝置包括充電座，其具有對所述電池供電的連接端子；用于提供位置信息 的產生紅外線引導束的引導束產生裝置；以及發(fā)光部，其對與充電座相 應的特定位置照射紅外線，提供充電座與移動機器人的相對位置信息；移動機器人，其包括紅外線感應裝置，其在所述電池的余量不足 或輸入了充電命令時，感應從所述發(fā)光部照射的紅外線；對從所述引導 束產生裝置產生的信號進行感應的引導束感應裝置；微計算機，其根據 利用所述紅外線感應裝置和弓I導束感應裝置感應的信號，檢測所述充電 座的位置，利用檢測出的信息，控制移動行走；以及通過與所述連接端 子進行接觸而獲得供電的充電端子；以及位置識別器，其具有發(fā)光部，該發(fā)光部對特定位置照射紅外線，以 便所述移動機器人能夠掌握自己的相對位置。
10. —種自律移動機器人裝置的自動充電方法，其特征在于，該自律 移動機器人裝置的自動充電方法包括執(zhí)行如下處理的步驟-移動機器人根據用戶命令執(zhí)行任務； 移動機器人根據電池余量判斷是否為電池充電模式；在移動機器人判斷為電池充電模式時，停止執(zhí)行動作，并使所述移 動機器人在停止位置旋轉，以便感應從充電座或位置識別器產生的紅外 線；移動機器人利用感應到的紅外線檢測與所述充電座的相對位置，利 用檢測出的位置信息，控制移動行走，從而使該移動機器人向充電座的 引導位置移動；移動機器人在所述充電座引導位置接收由充電座產生的引導束，利 用接收到的引導束與充電座連接，從而實現電池充電；以及在與充電座接觸的狀態(tài)下，使移動機器人的電池自動充電。
11. 一種移動機器人的地圖生成系統(tǒng)，其特征在于， 該移動機器人的地圖生成系統(tǒng)包括-形成有用于在移動空間內行走的驅動部的移動機器人；投影儀，其設置在所述移動空間內的固定地點，向頂棚部照射光； 多個標志，其設置于頂棚部，且所述多個標志使移動機器人感應由所述投影儀照射的光所反射的光，從而識別出移動機器人在移動空間內的位置；受光部，其安裝于所述移動機器人的外側，接收被所述標志反射的 光；以及控制部，其存儲有一對一相對距離坐標值，在向特定標志移動時， 對移動機器人的驅動部進行控制，使其利用所述一對一相對距離坐標值 來計劃路徑而進行移動，其中，所述一對一相對距離坐標值為，在用于 設定移動機器人在移動空間內路徑的測繪的過程中，由所述受光部檢測 的多個各標志中的、相互錯開排列而連接的、根據行走的機器人的行走 路徑連續(xù)排列的兩個標志之間的一對一相對距離坐標值。
12. 根據權利要求11所述的移動機器人的地圖生成系統(tǒng)，其特征在于，所述一對一相對距離坐標值由角度和移動距離來表現，所述角度和 移動距離是以測定相對距離的兩個標志中的行走通過的標志為基準標 志，以當前識別的標志與設定的基準軸形成的角度和移動距離。
13. 根據權利要求11或12所述的移動機器人的地圖生成系統(tǒng)，其特 征在于，所述標志形成為標簽，設置在頂棚或頂棚附近墻面，并以反射紅外 線的材質制作而成，且具有固有ID，以識別所述移動機器人的位置，移動機器人根據在接收對該標簽照射紅外線束而反射的光時輸入的 標志所固有的ID信息，識別移動機器人的位置。
14. 一種移動機器人的地圖生成方法，該移動機器人的地圖生成方法 用于通過地圖生成系統(tǒng)來生成移動空間內的地圖，以設定移動機器人行 走的路經，其中，所述地圖生成系統(tǒng)包括形成有用于在移動空間內自律行走的驅動部的移動機器人； 投影儀，其設置在所述移動空間內的固定地點，向頂棚部照射光； 多個標志，其設置于頂棚部，以使移動機器人感應由所述投影儀照射的光所反射的光，從而識別出移動機器人在移動空間內的位置；受光部，其安裝于所述移動機器人的外側，接收被所述標志反射的光；以及控制部，其存儲有一對一相對距離坐標值，在向特定標志移動時， 對移動機器人的驅動部進行控制，使其利用所述一對一相對距離坐標值 來計劃路徑而進行移動，其中，所述一對一相對距離坐標值為，所述移 動機器人在用于設定移動空間內的路徑的測繪過程中由所述受光部檢測 出的多個各標志中相互錯開排列而連接的、根據行走的機器人的行走路 徑連續(xù)排列的兩個標志之間的一對一相對距離坐標值， 該移動機器人的地圖生成方法的特征在于， 所述移動機器人的地圖生成方法包括執(zhí)行如下處理的步驟 設定移動機器人行走路徑而生成移動空間內地圖的方法中，所述移 動機器人位于移動空間內，為設定路線而隨機行走，從固定于移動空間 內一定地點的投影儀照射光；以及多個標志利用從投影儀照射的光而入射到所述移動機器人的受光 部，并依次得到識別，且由移動機器人的控制部存儲根據行走的機器人的行走路徑連續(xù)排列的兩個標志之間形成的一對一相對距離坐標值，生 成地圖。
15.根據權利要求14所述的移動機器人的地圖生成方法，其特征在于，所述一對一相對距離坐標值作為依次識別出的兩個標志之間的相對 距離由角度和移動距離來表現，所述角度和移動距離是以兩個標志中的 行走通過的標志為基準標志，以當前識別的標志與設定的基準軸形成的 角度和移動距離。
全文摘要
本發(fā)明提供自動充電式自律移動機器人裝置及其自動充電方法。本發(fā)明的自律移動機器人裝置使移動機器人利用充電電池的電能自動行走而執(zhí)行特定的作業(yè)，在電池放電時，將該移動機器人對接到充電座而接收供電，該自律移動機器人裝置包括充電座，其具有對所述電池供電的連接端子和用于提供位置信息的發(fā)送紅外線信號的紅外線信號產生裝置；以及移動機器人，其包括紅外線信號接收裝置，其在所述電池的余量不足或輸入了充電命令時，接收所述紅外線信號；微計算機，其在根據從所述紅外線信號接收裝置接收的信號，檢測出所述充電座的位置時，利用檢測出的信息控制移動行走；以及通過與所述連接端子進行接觸而獲得電能的充電端子。
文檔編號B25J9/16GK101648377SQ20081013138
公開日2010年2月17日 申請日期2008年8月11日 優(yōu)先權日2008年8月11日
發(fā)明者姜福炫, 樸性州, 申慶澈 申請人:悠進機器人股份公司