本發(fā)明涉及智能移動技術(shù)，特別是涉及一種信號發(fā)生裝置及包括該信號發(fā)生裝置的機器人系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能移動機器人為人們所熟知，由于智能移動機器人可以按照預(yù)先設(shè)置的程序自動行走并執(zhí)行相關(guān)任務(wù)，無須人為操作，因此在工業(yè)應(yīng)用及家居產(chǎn)品上的應(yīng)用非常廣泛。工業(yè)上的應(yīng)用如執(zhí)行各種功能的機器人，家居產(chǎn)品上的應(yīng)用如智能割草機、智能吸塵器等，這些智能移動機器人極大地節(jié)省了人們的時間，給工業(yè)生產(chǎn)及家居生活都帶來了極大的便利。

智能移動機器人如智能割草機，通常具有工作模式和回歸模式。在工作模式下，自移動機器人在預(yù)設(shè)的工作區(qū)域內(nèi)移動并執(zhí)行相關(guān)任務(wù)。在回歸模式下，自移動機器人能夠按照預(yù)設(shè)路線自動移動到充電站，進行充電或停泊。在回歸技術(shù)中，充電站內(nèi)設(shè)置有信號發(fā)射器，智能移動機器人沿著信號發(fā)射器發(fā)射的引導(dǎo)信號回歸至充電站。

但是無線電引導(dǎo)回歸技術(shù)中，在信號發(fā)射器附近的位置，信號太強且信號輻射范圍較大，信噪比太大，且信號較發(fā)散，導(dǎo)致智能移動機器人無法準(zhǔn)確的找到信號強度中心，從而無法保證沿該信號強度中心回歸至充電站，影響智能移動機器人工作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對在信號發(fā)射器附近的位置信噪比較大的問題提供一種信號發(fā)生裝置及包括該信號發(fā)生裝置的機器人系統(tǒng)。

一種信號發(fā)生裝置，包括：信號發(fā)射單元，所述信號發(fā)射單元包括信號源和發(fā)射天線，所述發(fā)射天線一端與所述信號源相連，另一端單向延長，所述發(fā)射天線不構(gòu)成電路學(xué)回路，所述信號源通過所述發(fā)射天線發(fā)射第一無線電信號； 信號抑制單元，所述信號抑制單元包括噪聲源，所述噪聲源設(shè)置在所述信號源附近，所述噪聲源用于發(fā)射第二無線電信號，所述第二無線電信號與所述第一無線電信號的頻率不同或所述第二無線電信號與所述第一無線電信號之間存在相位差，所述第二無線電信號用于抑制所述第一無線電信號。

上述信號發(fā)生裝置，通過在信號源附近增加噪聲源，降低了信號源端的信噪比。同時，由于噪聲源發(fā)射的第二無線電信號與第一無線電信號的頻率不同或第二無線電信號與第一無線電信號之間存在相位差，信號源端向外發(fā)射的第一無線電信號受到第二無線電信號的干擾。因此，第二無線電信號在信號源端附近有效抑制了第一無線電信號的信號強度及覆蓋范圍，同樣的信號源功率，在信號源端附近的位置，第一無線電信號強度減小，覆蓋范圍減小，發(fā)射距離不變，且第一無線電信號向信號強度中心收斂。

在其中一個實施例中，所述信號源的功率大于所述噪聲源的功率。

在其中一個實施例中，所述第一無線電信號與所述第二無線電信號的方向保持一致。

在其中一個實施例中，所述信號抑制單元還包括抑制線，所述抑制線一端與所述噪聲源相連，另一端單向延長，所述抑制線不構(gòu)成電路學(xué)回路，所述噪聲源通過所述抑制線發(fā)射所述第二無線電信號；所述抑制線和所述發(fā)射天線相鄰設(shè)置，所述抑制線和所述發(fā)射天線的延長方向一致，且所述抑制線的末端比所述發(fā)射天線的末端靠近所述信號源。

在其中一個實施例中，所述抑制線為直線型。

在其中一個實施例中，所述抑制線的長度可調(diào)節(jié)，用于調(diào)節(jié)所述第二無線電信號的發(fā)射范圍。

在其中一個實施例中，所述信號抑制單元還包括可調(diào)電阻和/或可調(diào)電感,所述可調(diào)電阻和/或所述可調(diào)電感串聯(lián)于所述噪聲源和所述抑制線之間。

在其中一個實施例中，所述發(fā)射天線為直線型。

在其中一個實施例中，所述第二無線電信號的強度與所述噪聲源距離的關(guān)系與所述第一無線電信號的強度與所述信號源距離的關(guān)系一致。

在其中一個實施例中，所述信號發(fā)射單元還包括反相器，所述反相器的輸 入端與所述信號源的發(fā)射端相連，所述反相器的輸出端作為所述噪聲源的發(fā)射端。

一種機器人系統(tǒng)，包括機器人和充電站；所述機器人用于執(zhí)行相應(yīng)的行走及工作；所述充電站用于給所述機器人提供電能和/或?？?；還包括上述任一實施例中所述的信號發(fā)生裝置，所述信號發(fā)生裝置設(shè)置于所述充電站內(nèi)，用于使所述機器人沿著所述第一無線電信號的信號強度中心回歸至所述充電站。

上述機器人系統(tǒng)，由于設(shè)置了上述信號發(fā)生裝置，該信號發(fā)生裝置中，第一無線電信號在信號源端的信噪比減小，第一無線電信號在信號源端附近的信號強度和覆蓋范圍得到有效抑制。因此，在信號源端附近，同樣的信號源功率下，第一無線電信號的信號強度減小，覆蓋范圍減小，發(fā)射距離不變，且第一無線電信號向信號強度中心收斂。這樣機器人在預(yù)設(shè)的信號強度閾值范圍內(nèi)更容易找到信號強度中心，并且更精準(zhǔn)地沿該信號強度中心回歸至充電站。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的信號抑制方法流程示意圖；

圖2為本發(fā)明一實施例的信號發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一實施例的機器人系統(tǒng)示意圖；

圖4為信號源端附近的第一無線電信號未被抑制時的信號示意圖；

圖5為圖2所示實施例的信號發(fā)生裝置在信號源端附近的第一無線電信號的信號示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細(xì)的說明。

請參見圖1，為本發(fā)明的信號抑制方法流程示意圖。如圖所示，該信號抑制方法，包括步驟s110，發(fā)射第一無線電信號。第一無線電信號沿特定方向傳播，能夠作為引導(dǎo)信號，用于引導(dǎo)智能移動設(shè)備沿著正確的方向的行走。

步驟s130，在第一無線電信號信號源附近設(shè)置噪聲源。該噪聲源用于降低 信號源端的信噪比。

步驟s150，噪聲源發(fā)射第二無線電信號，第二無線電信號與第一無線電信號的頻率不同或第二無線電信號與第一無線電信號之間存在相位差，第二無線電信號用于抑制第一無線電信號。第二無線電信號能夠干擾第一無線電信號，特別是干擾信號源附近的第一無線電信號，從而降低信號源端的信噪比。

上述信號抑制方法，在信號源附近增加噪聲源，降低了信號源端的信噪比。同時，由于噪聲源發(fā)射的第二無線電信號與第一無線電信號的頻率不同或第二無線電信號與第一無線電信號之間存在相位差，信號源端向外發(fā)射的第一無線電信號受到第二無線電信號的干擾。因此，第二無線電信號有效抑制了在信號源端附近的第一無線電信號的信號強度及覆蓋范圍，同樣的信號源功率，在信號源端附近的位置，第一無線電信號強度減小，輻射范圍減小，發(fā)射距離不變，且第一無線電信號向信號強度中心收斂。

在其中一個實施例中，第一無線電信號與第二無線電信號的方向保持一致。這樣沿著第一無線電信號的發(fā)射方向，第二無線電信號能夠抑制第一無線電信號的信號強度及輻射范圍，使第一無線電信號在其傳播方向上得到有規(guī)律的抑制。

在其中一個實施例中，第二無線電信號的強度與噪聲源距離的關(guān)系與第一無線電信號的強度與信號源距離的關(guān)系一致。由于噪聲源靠近信號源，使得第二無線電信號能夠均勻地抑制第一無線電信號。抑制后的第一無線電信號在其傳播方向的各個位置的信號強度較為均衡。同樣，第一無線電信號在其傳播方向的各個位置的輻射范圍也得到均勻的抑制。

請參見圖2，為本發(fā)明一實施例的信號發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，一種信號發(fā)生裝置100，用于發(fā)射引導(dǎo)智能移動設(shè)備行走的引導(dǎo)信號。包括信號發(fā)射單元110和信號抑制單元120。其中，信號發(fā)射單元110包括信號源111和發(fā)射天線112，發(fā)射天線112一端與信號源111相連，另一端單向延長，發(fā)射天線112不構(gòu)成電路學(xué)回路。信號源111通過發(fā)射天線112發(fā)射第一無線電信號。第一無線電信號覆蓋特定的范圍，并且在其傳播方向上具有信號強度中心，第一無線電信號作為智能移動設(shè)備的引導(dǎo)信號，智能移動設(shè)備能夠沿著該信號強 度中心行走至預(yù)設(shè)位置。信號抑制單元120包括噪聲源121，噪聲源121設(shè)置在信號源111附近，噪聲源121用于降低信號源111端的信噪比。噪聲源121用于發(fā)射第二無線電信號，該第二無線電信號與第一無線電信號的頻率不同或第二無線電信號與第一無線電信號之間存在相位差，第二無線電信號用于抑制第一無線電信號。噪聲源121與信號源111不同，噪聲源121發(fā)射的第二無線電信號能夠干擾信號源111發(fā)射的第一無線電信號，從而降低信號源111端的信噪比。

上述信號發(fā)生裝置100，通過在信號源111附近增加噪聲源121，降低了信號源111在信號源端的信噪比。同時，由于噪聲源121發(fā)射的第二無線電信號與第一無線電信號的頻率不同或第二無線電信號與第一無線電信號之間存在相位差，信號源111向外發(fā)射的第一無線電信號受到第二無線電信號的干擾。因此，第二無線電信號在信號源端附近有效抑制了第一無線電信號的信號強度及覆蓋范圍，同樣的信號源111功率，在信號源端附近的位置，第一無線電信號強度減小，覆蓋范圍減小，發(fā)射距離不變，且第一無線電信號向信號強度中心收斂。

本實施例中，信號源111的功率大于噪聲源121的功率。這樣避免第一無線電信號被第二無線電信號過分抑制，使得智能移動設(shè)備能夠識別第一無線電信號，并且沿著第一無線電信號的信號強度中心行走至預(yù)設(shè)位置。

本實施例中，第一無線電信號與第二無線電信號的方向保持一致。這樣沿著第一無線電信號的發(fā)射方向，第二無線電信號能夠抑制第一無線電信號的信號強度及輻射范圍，使第一無線電信號在其傳播方向上得到有規(guī)律的抑制。第一無線電信號可以是具有指向性的信號，相應(yīng)地，第二無線電信號也可以是具有指向性的信號。這樣，第一無線電信號便能夠作為其它設(shè)備所需要的精準(zhǔn)的引導(dǎo)信號。

如圖2所示，發(fā)射天線112為非閉合路線，發(fā)射天線112與信號源111相連的一端為起點，發(fā)射天線112的另一端為自由端，也就是末端。這樣，第一無線電信號沿著發(fā)射天線112向自由空間內(nèi)輻射。距離信號源111同等距離時，越是靠近天線信噪比越大，信號強度值越大，第一無線電信號信號越發(fā)散。在本實施例中，發(fā)射天線112為直線型。這樣，第一無線電信號能夠沿著特定方向 傳播。具體地，發(fā)射天線112為具有預(yù)設(shè)長度的直線段，這樣可以根據(jù)需要設(shè)定發(fā)射天線112的長度，合理利用資源，合理控制成本。

信號抑制單元120還包括抑制線122，抑制線122一端與噪聲源121相連，另一端單向延長，抑制線122不構(gòu)成電路學(xué)回路。噪聲源121通過抑制線122發(fā)射第二無線電信號；抑制線122和發(fā)射天線112相鄰設(shè)置，抑制線122和發(fā)射天線112的延長方向一致，且抑制線122的末端比發(fā)射天線112的末端靠近信號源111。抑制線122為非閉合路線，抑制線122與噪聲源121相連的一端為起點，抑制線122的另一端為自由端，也就是末端。這樣，第二無線電信號沿著抑制線122向自由空間內(nèi)輻射。抑制線122為直線型，這樣，第二無線電信號能夠沿著特定方向傳播。抑制線122和發(fā)射天線112相鄰設(shè)置，抑制線122和發(fā)射天線112的延長方向一致，以使得第二無線電信號與第一無線電信號的傳播方向保持一致。本實施例中，抑制線122和發(fā)射天線112平行且盡可能靠近設(shè)置，這樣第二無線電信號能夠更有效地抑制第一無線電信號。抑制線122的末端比發(fā)射天線112的末端靠近信號源111，抑制線122靠近信號源111，使得第二無線電信號主要對信號源111附近的第一無線電信號抑制，使得信號源111附近的第一無線電信號向信號強度中心收斂。本實施例中，由于抑制線122和發(fā)射天線112都是直線型，它們平行且盡可能靠近設(shè)置，同時，噪聲源121也盡可能靠近信號源111設(shè)置，因此抑直線122的長度小于發(fā)射天線112的長度。具體地，抑制線122的長度可調(diào)節(jié)，用于調(diào)節(jié)第二無線電信號的發(fā)射范圍，抑制線122越長，第二無線電信號對第一無線電信號的抑制效果越好，這樣便可根據(jù)需要的抑制效果來調(diào)節(jié)抑制線122的長度。當(dāng)然，抑制線122與發(fā)射天線112的相對位置也可以根據(jù)實際需要設(shè)置，但不局限于此。

信號抑制單元120還包括可調(diào)電阻123和/或可調(diào)電感124，可調(diào)電阻123和/或可調(diào)電感124串聯(lián)于噪聲源121和抑制線122之間。能夠通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻123和/或可調(diào)電感124的大小來調(diào)節(jié)噪聲源121的功率，進而調(diào)節(jié)第二無線電信號的信號強度及輻射范圍。這樣，用戶能夠根據(jù)第一無線電信號需要抑制的程度來調(diào)節(jié)可調(diào)電阻123和/或可調(diào)電感124的大小，靈活控制第二無線電信號的信號強度及輻射范圍，有效地抑制第一無線電信號。本實施例中，信號抑 制單元120同時包括可調(diào)電阻123和可調(diào)電感124，當(dāng)可調(diào)電阻123的值減小和/或可調(diào)電感124的值增大，則噪聲源121的功率增大，第二無線電信號的信號強度增大，輻射范圍增大，第一無線電信號的被抑制的效果增強。當(dāng)可調(diào)電阻123的值增大和/或可調(diào)電感124的值減小，噪聲源121的功率減小，第二無線電信號的信號強度減小，輻射范圍減小，第一無線電信號的被抑制的效果減弱。實際應(yīng)用當(dāng)中，用戶可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)噪聲源121的功率。

在其中一個實施例中，第二無線電信號的強度與噪聲源121距離的關(guān)系與第一無線電信號的強度與信號源111距離的關(guān)系一致。由于噪聲源靠近信號源，同時，第一無線電信號與第二無線電信號的方向保持一致，使得第二無線電信號能夠均勻地抑制第一無線電信號。抑制后的第一無線電信號在其傳播方向的各個位置的信號強度幾乎相等。同樣，第一無線電信號在其傳播方向的各個位置的輻射范圍也得到較好的抑制。

在其中一個實施例中，信號發(fā)射單元還包括反相器，反相器的輸入端與信號源的發(fā)射端相連，反相器的輸出端作為噪聲源的發(fā)射端。將信號源的發(fā)射端連接反相器，反相器的輸出端輸出的信號與第一無線電信號頻率相同，相位不同，即兩者的信號具有相位差。這樣，利用信號源得到同頻率不同相位的噪聲源，節(jié)省設(shè)備資源且應(yīng)用方便。

請參照圖3，為本發(fā)明一實施例的機器人系統(tǒng)示意圖。如圖3所示，一種機器人系統(tǒng)200，包括機器人210和充電站220。機器人210用于在特定工作區(qū)域內(nèi)執(zhí)行相應(yīng)的行走及工作。充電站220用于給機器人210提供電能和/或停靠。該機器人系統(tǒng)200還包括信號發(fā)生裝置221，該信號發(fā)生裝置221為上述任一實施例中的信號發(fā)生裝置，用于發(fā)射引導(dǎo)機器人210行走的引導(dǎo)信號。該信號發(fā)生裝置221發(fā)送第一無線電信號，該第一無線電信號作為引導(dǎo)信號，用于引導(dǎo)機器人210沿著正確的方向行走。該信號發(fā)生裝置221設(shè)置于充電站220內(nèi)，能夠使機器人210沿著該第一無線電信號的信號強度中心回歸至充電站220。該信號發(fā)生裝置221還發(fā)射第二無線電信號，該第二無線電信號可以在第一無線電信號的信號源端有效抑制第一無線電信號，提高機器人210回歸的準(zhǔn)確性。

上述機器人系統(tǒng)200，由于設(shè)置了信號發(fā)生裝置221，在該信號發(fā)生裝置221 中，第一無線電信號在信號源端的信噪比減小，第一無線電信號的的信號強度和輻射范圍經(jīng)由第二無線電信號的干擾得到有效抑制。一方面，在信號源端附近，同樣的信號源功率，第一無線電信號的信號強度減小，發(fā)射距離不變，從而機器人210在預(yù)設(shè)的信號強度閾值范圍內(nèi)更容易找到信號強度中心；另一方面，第一無線電信號向信號強度中心收斂，使得第一無線電信號的輻射范圍減小，從而可以使得機器人210能夠更精準(zhǔn)地沿該信號強度中心回歸至充電站220。

圖4和圖5分別是信號源端附近沒有設(shè)置噪聲源的第一無線電信號的信號示意圖，和圖2所示實施例的信號發(fā)生裝置的第一無線電信號的信號示意圖。如圖4所示，虛線為第一無線電信號強度等位分布示意圖，信號源310沿著發(fā)射天線320發(fā)射第一無線電信號，發(fā)射天線320為直線段，第一無線電信號的信號強度中心位于該發(fā)射天線320上，信號強度中心的信號強度及輻射范圍從信號源310沿著發(fā)射天線320方向逐漸減小。但是，在信號源310附近的第一無線電信號為發(fā)散型信號，信號強度很強，且輻射范圍較大。

請參見圖5，虛線為第一無線電信號強度等位分布示意圖，結(jié)合圖2，在信號源111附近設(shè)置了噪聲源121，噪聲源121沿著抑制線122發(fā)射第二無線電信號(未示出)，抑制線122緊靠發(fā)射天線112，且與發(fā)射天線112同方向延伸。第二無線電信號起到抑制第一無線電信號的作用。

請對比圖4和圖5，可以明顯的看到，在信號源端附近設(shè)置了噪聲源后，第一無線電信號沿著發(fā)射天線112在信號源端附近為向發(fā)射天線112收斂的信號。且抑制后的第一無線電信號沿著發(fā)射天線112的各個位置附近的信號強度幾乎相等。第一無線電信號在沿著發(fā)射天線112的各個位置的輻射范圍也得到抑制。特別是在發(fā)射天線112靠近信號源111處的信號強度中心的信號強度及覆蓋范圍向信號強度中心收斂，覆蓋范圍變窄，使得機器人210在預(yù)設(shè)的信號強度閾值范圍內(nèi)更容易找到信號強度中心，并且更精準(zhǔn)地沿該信號強度中心回歸至充電站220。例如，圖4所示的第一無線電信號，在發(fā)射天線320上靠近信號源310的一個參考點附近，假設(shè)在該參考點上的信號強度相對值為100，那么，信號強度相對值為80的信號位于與該參考點垂直距離為1m處。而圖5所示的信號源111被噪聲源121抑制后的第一無線電信號，在發(fā)射天線112上靠近信號源111 的同一參考點附近，該參考點上的信號強度相對值為100，信號強度相對值為80的信號位于與該參考點垂直距離為15cm處，即第一無線電信號的信號強度及覆蓋范圍向發(fā)射天線112(即信號強度中心)收斂。

需要說明的是，為了方便對比，上述信號強度相對值是將信號強度的實際值做了歸一化處理，在其它實施例中，不局限于此。

因此，這樣的機器人系統(tǒng)，可以使得機器人210能夠更精準(zhǔn)地沿該信號強度中心回歸至充電站220。

以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。