多个自主移动机器人及其控制方法

文档序号:53856 发布日期:2021-09-28 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 多个自主移动机器人及其控制方法 (Multiple autonomous mobile robots and control method thereof ) 是由 郭东勋 高卿石 李晟旭 于 2019-09-03 设计创作,主要内容包括:本公开涉及多个自主移动机器人。多个自主移动机器人包括:第一移动机器人,其包括被配置为发送和接收信号的天线;以及第二移动机器人,其包括第一天线和第二天线,所述第一天线和所述第二天线设置在第二移动机器人的主体的前区域上,以与所述第一移动机器人的所述天线进行信号的发送和接收。所述第二移动机器人包括控制单元,所述控制单元被配置为使用通过所述第一天线和所述第二天线接收到的信号来确定所述第一移动机器人的相对位置。(The present disclosure relates to a plurality of autonomous mobile robots. The plurality of autonomous mobile robots includes: a first mobile robot comprising an antenna configured to transmit and receive signals; and a second mobile robot including a first antenna and a second antenna, the first antenna and the second antenna being disposed on a front area of a main body of the second mobile robot to transmit and receive signals with the antenna of the first mobile robot. The second mobile robot includes a control unit configured to determine a relative position of the first mobile robot using signals received through the first and second antennas.)

多个自主移动机器人及其控制方法

技术领域

本公开涉及多个自主移动机器人。

背景技术

通常,移动机器人是在没有用户操作的情况下在预定区域中自行行进同时自动执行预定操作的装置。移动机器人感测位于区域中的障碍物,并通过靠近或远离这种障碍物移动来执行其操作。

这种移动机器人可以包括在区域中行进的同时执行清洁的机器人清洁器。

机器人清洁器是在没有用户操作的情况下在自行行进的同时执行清洁的清洁器。

以这种方式,随着这种能够在没有用户操作的情况下在自行行进的同时执行清洁的移动机器人的发展,需要使多个移动机器人在没有用户操作的情况下以协作方式执行清洁。

现有技术文献WO2017-036532公开了一种主机器人清洁器(下文中,称为主机器人)控制至少一个从机器人清洁器(下文中,称为从机器人)的方法。

现有技术文献公开了主机器人通过使用障碍物检测装置检测相邻障碍物并使用从障碍物检测装置得到的位置数据来确定其相对于从机器人的位置的配置。

另外,现有技术公开了主机器人与从机器人使用无线局域网(WLAN)技术经由服务器彼此执行通信的配置。

根据现有技术文献,主机器人可以确定从机器人的位置,但从机器人不能确定主机器人的位置。

另外,为了使从机器人使用在现有技术文献中公开的配置来确定(决定)主机器人的位置,主机器人必须通过服务器向从机器人发送由主机器人确定的关于从机器人的相对位置信息。

然而,现有技术没有公开主机器人经由服务器向从机器人发送相对位置信息的这种配置。

另外,即使假定主机器人发送了相对位置信息,主机器人和从机器人也仅通过服务器进行通信。因此,当主机器人或从机器人位于难以与服务器通信的地方时,可能断开与服务器的这种通信。

在这种情况下,由于从机器人不能从服务器接收到相对位置信息,因此从机器人可能难以决定(确定)主机器人的相对位置,这会阻碍主机器人和从机器人的顺畅的跟随控制。

为了通过多个自主移动机器人之间的通信执行顺畅的跟随控制,必须确定主机器人是位于从机器人的前方还是后方,或者从机器人是位于主机器人的前方还是后方。

然而,由于现有技术文献仅公开了主机器人通过服务器向从机器人发送相对位置信息,因此不可能确定主机器人是位于从机器人的前方还是后方,或者从机器人是位于主机器人的前方还是后方。

发明内容

技术问题

本公开的一方面是提供能够在没有用户干预的情况下以优化的方式执行清洁的移动机器人及其控制方法。

本发明的另一方面是提供多个移动机器人及其控制方法,其中,多个移动机器人中的一个以优化的方式跟随多个移动机器人中的另一机器人。

本发明的另一方面是提供多个移动机器人及其控制方法,不管多个移动机器人与服务器之间的通信状态如何,所述多个移动机器人都能够识别多个移动机器人的相对位置。

本发明的另一方面是提供能够通过仅使用最少数量的部件和低成本识别多个移动机器人的相对位置的移动机器人及其控制方法。

本发明的另一方面是提供多个移动机器人及其控制方法,在所述多个移动机器人中的每个都被配置为识别另一机器人相对于前方的位置以便执行顺利的跟随控制。

技术方案

为了实现本公开的各方面和其它优点,提供了多个自主移动机器人,所述多个自主移动机器人包括:第一移动机器人,其具有被配置为发送和接收信号的天线;以及第二移动机器人,其具有设置在其主体的前区域上的第一天线和第二天线,所述第一天线和所述第二天线被配置为与所述第一移动机器人的所述天线进行信号的发送和接收。所述第二移动机器人可以包括控制单元,所述控制单元被配置为使用通过所述第一天线和所述第二天线接收到的信号来确定所述第一移动机器人的相对位置。

在本文中公开的实施方式中,所述第一天线和所述第二天线可以被设置为相对于所述主体的所述前区域在左右方向上彼此对称。

在本文中公开的实施方式中,所述第一天线和所述第二天线可以被配置为通过所述主体接收除了从所述主体的所述前区域行进的方向之外的方向上发送的信号。

在本文中公开的实施方式中,当在所述第一天线或所述第二天线中接收到的所述信号是通过所述主体接收的时,所述信号的强度可以减小。

在本文中公开的实施方式中,从所述第一移动机器人的一根天线输出之后在所述第一天线和所述第二天线中接收到的未通过所述主体的信号的强度可以比从所述第一移动机器人的所述一根天线输出之后在所述第一天线和所述第二天线中接收到的通过所述主体的信号的强度强。

在本文中公开的实施方式中,所述第二移动机器人的所述控制单元可以被配置为:通过所述第一天线或所述第二天线中的至少一个向所述第一移动机器人输出第一信号;在所述第一天线和所述第二天线中的每个中接收从所述第一移动机器人的所述一根天线输出的第二信号,并且当在所述第一天线和所述第二天线中接收到所述第二信号时,确定所述第一移动机器人的所述一根天线与所述第一天线之间的第一距离以及所述第一移动机器人的所述天线与所述第二天线之间的第二距离。

在本文中公开的实施方式中,所述第二移动机器人的所述控制单元可以被配置为:基于通过所述第一移动机器人的所述天线和所述第二移动机器人的所述第一天线和所述第二天线发送和接收的信号,确定所述第一移动机器人的所述一根天线与所述第一天线之间的第一距离以及所述第一移动机器人的所述一根天线与所述第二天线之间的第二距离,并且确定第一圆与第二圆之间的两个交点。所述第一圆的半径可以对应于所述第一距离,并且所述第一圆的中心可以对应于所述第一天线。所述第二圆的半径可以对应于所述第二距离,并且所述第二圆的中心可以对应于所述第二天线。

在本文中公开的实施方式中,所述第二移动机器人的所述控制单元可以被配置为基于通过所述第一天线和所述第二天线接收到的信号的强度来确定所述第一移动机器人的相对位置。

在本文中公开的实施方式中,所述第二移动机器人的所述控制单元可以被配置为确定第一圆与第二圆之间的两个交点。所述第一圆的半径可以对应于所述第一移动机器人的所述天线与所述第一天线之间的第一距离,并且所述第一圆的中心可以对应于所述第一天线。所述第二圆的半径可以对应于所述第一移动机器人的所述天线与所述第二天线之间的第二距离,并且所述第二圆的中心可以对应于所述第二天线。所述控制单元可以被配置为当通过所述第一天线和所述第二天线接收到的信号的强度等于或大于参考值时,确定所述两个交点中的位于所述第二移动机器人前方的交点作为所述第一移动机器人的相对位置。

在本文中公开的实施方式中,所述第二移动机器人的所述控制单元可以被配置为当通过所述第一天线和所述第二天线接收到的信号的强度小于所述参考值时,确定所述两个交点中的位于所述第二移动机器人后方的交点作为所述第一移动机器人的相对位置。

在本文中公开的实施方式中,所述第二移动机器人的所述控制单元可以被配置为确定所述第一移动机器人的所述天线的位置作为所述第一移动机器人的相对位置。

在本文中公开的实施方式中,所述第一移动机器人可以包括用于发送和接收超宽带(UWB)信号的UWB标签,并且所述第一移动机器人的所述天线可以电连接到所述UWB标签。

在本文中公开的实施方式中,所述第二移动机器人可以包括用于发送和接收超宽带(UWB)信号的UWB锚,并且所述第二移动机器人的所述第一天线和所述第二天线可以电连接到所述UWB锚。

在本文中公开的实施方式中,所述第二移动机器人的所述控制单元可以被配置为基于通过所述第一天线和所述第二天线接收到的信号的强度来确定所述第一移动机器人和所述第二移动机器人的布置状态。

在本文中公开的实施方式中,所述第二移动机器人的所述控制单元可以被配置为基于通过所述第一天线和所述第二天线接收到的信号的相位差来确定所述第一移动机器人相对于所述第二移动机器人的前方所处的方向。

在本文中公开的实施方式中,所述第二移动机器人可以包括:第一超宽带(UWB)锚,其连接到所述第一天线;以及第二UWB锚,其连接到所述第二天线。所述第二移动机器人的所述控制单元可以被配置为基于通过所述第一天线由所述第一UWB锚接收到的信号与通过所述第二天线由所述第二UWB锚接收到的信号之间的相位差来确定所述第一移动机器人相对于所述第二移动机器人的前方所处的方向。

在本文中公开的实施方式中,所述第二移动机器人的所述控制单元可以被配置为:基于通过所述第一移动机器人的所述天线、所述第二移动机器人的第一天线或所述第二移动机器人的第二天线中的至少一个发送和接收的信号,计算与所述第一移动机器人的距离,并且基于计算出的所述距离和所述方向来确定所述第一移动机器人的相对位置。

为了实现本公开的各方面和其它优点,提供了一种控制移动机器人的方法,所述方法包括以下步骤:当通过第二移动机器人的第一天线和第二天线接收到信号时,分别确定第一移动机器人的天线与所述第二移动机器人的所述第一天线之间的第一距离以及所述第一移动机器人的所述天线与所述第二移动机器人的所述第二天线之间的第二距离;由所述控制单元确定第一圆与第二圆之间的两个交点,所述第一圆以所述第一距离作为半径并且所述第二圆以所述第二距离作为半径,并且由所述控制单元基于所述第一天线和所述第二天线中接收到的信号的强度来确定所述两个交点中的一个作为所述第一移动机器人的相对位置。

有益效果

本公开提供了多个自主移动机器人,第二移动机器人可以准确地确定第一移动机器人的相对位置。

本公开提供了能够以第二移动机器人使用一个UWB标签、一个UWB锚和最少的天线确定第一移动机器人的相对位置的方式在降低成本的同时提高精度的多个新型自主移动机器人。

本公开提供了利用可以通过主体接收信号并且信号强度会衰减的事实能够仅使用两个接收天线准确地确定第一移动机器人的相对位置的多个新型自主移动机器人。

本公开使用UWB信号和最少的天线通过UWB模块计算两个交点,以便能够计算两个准确的交点并基于信号强度来确定第一移动机器人是位于第二移动机器人的前方还是后方。

本公开提供了因为第一移动机器人和第二移动机器人可以确定第一移动机器人和第二移动机器人的相对位置所以不管与服务器的通信状态如何都能够通过识别其相对位置来允许顺利跟随行进的多个自主移动机器人。

附图说明

图1是例示根据本公开的实施方式的机器人清洁器的一个实施方式的立体图。

图2是根据本公开的实施方式的图1中例示的自主移动机器人的平面图。

图3是根据本公开的实施方式的图1中例示的自主移动机器人的侧视图。

图4是例示根据本公开的实施方式的自主移动机器人的示例性部件的框图。

图5A是例示根据本公开的实施方式的多个自主移动机器人之间的网络通信的概念图。

图5B是例示根据本公开的实施方式的图5A的网络通信的示例的概念图。

图5C是例示根据本公开的实施方式的多个自主移动机器人的跟随行进的概念图。

图6A是例示根据本公开的实施方式的第一移动机器人与移动装置之间的随动登记和随动控制的概念图。

图6B是例示根据本公开的实施方式的图6A的第一移动机器人与移动装置之间的随动登记和随动控制的另一概念图。

图6C是例示根据本公开的实施方式的图6A的第一移动机器人与移动装置之间的随动登记和随动控制的另一概念图。

图7A是例示按照本公开的实施方式的多个自主移动机器人的概念图。

图7B是例示按照本公开的实施方式的图7A的多个自主移动机器人的另一概念图。

图8是例示按照本公开的实施方式的使用UWB模块确定第一移动机器人与第二移动机器人之间的距离的方法的概念图。

图9是例示根据本公开的实施方式的代表性控制方法的流程图。

图10是例示根据本公开的实施方式的图9的控制方法的部分的流程图。

图11A是例示根据本公开的实施方式的图9和图10的方法的概念图。

图11B是例示根据本公开的实施方式的图9和图10的方法的另一概念图。

图12是例示根据本公开的实施方式的图9和图10的方法的另一概念图。

具体实施方式

下文中,将参考附图来详细地描述根据本公开的自主移动机器人。

下文中,将详细地描述本文中公开的实施方式。本说明书中使用的技术术语仅用于说明特定实施方式,并不应该被构想为限制本文中公开的技术的范围。

首先,本文中公开的术语“移动机器人”可以被用作与“(用于特定功能的)机器人”、“机器人清洁器”、“用于清洁的机器人”和“自主清洁器”相同的含义,并且这些术语将被同样地使用。

本公开中公开的“多个移动机器人”可以被用作“多个机器人清洁器”或“多个清洁器”。另外,“第一移动机器人”可以被命名为“第一机器人”、“第一机器人清洁器”、“第一清洁器”或“主导或主清洁器”。另外,“第二移动机器人”可以被命名为“第二机器人”、“第二机器人清洁器”、“第二清洁器”或“跟随或从清洁器”。

图1至图3例示了作为根据本公开的移动机器人示例的机器人清洁器。

图1是例示根据本公开的自主移动机器人100的一个实施方式的立体图,图2是图1中例示的自主移动机器人100的平面图,并且图3是图1中例示的自主移动机器人100的侧视图。

在本说明书中,移动机器人、自主移动机器人以及执行自主行进的清洁器可以以相同的含义使用。在本说明书中,多个自主移动机器人可以包括图1至图3中例示的配置的至少部分。

参照图1至图3,自主移动机器人100执行在自行在预定区域上行进的同时清洁地板的功能。本文中公开的对地板进行清洁包括抽吸地板上的灰尘(包括异物)或擦拭地板。

自主移动机器人100可以包括清洁器主体110、清洁单元120、感测单元130和集尘器140。

除了用于控制移动机器人100的控制单元(未例示)之外,清洁器主体110还包括各种部件。另外,清洁器主体110可以包括用于使自主移动机器人100行进的轮单元111。自主移动机器人100可以通过轮单元111向前、向后、向左或向右移动或旋转。

参照图3,轮单元111可以包括主轮111a和副轮111b。

主轮111a可以设置在清洁器主体110的两侧,并可以被配置为能根据控制单元的控制信号在一个方向或另一个方向上旋转。主轮111a中的每个可以被配置为被彼此独立地驱动。例如,各主轮111a可以被不同的马达驱动。或者,各主轮111a可以由设置在一个马达中的多个不同轴驱动。

副轮111b能与主轮111a一起支承清洁器主体110,并能辅助自主移动机器人100通过主轮111a行进。副轮111b也可以设置在随后将描述的清洁单元120上。

控制单元可以控制轮单元111的驱动,使得自主移动机器人100能够自主地在地板上运行。

此外,清洁器主体110可以包括用于向自主移动机器人100供应电力的电池(未示出)。电池190可以被配置为是可再充电的,并可以可拆卸地设置在清洁器主体110的底部部分中。

在图1中,清洁单元120可以从清洁器主体110的一侧突出地设置,以便抽吸含有灰尘的空气或擦拭区域。这一侧可以是使清洁器主体110在向前方向F上行进的一侧,也就是说,清洁器主体110的前侧。

在该图中,清洁单元120具有从清洁器主体110的一侧向前侧以及左右两侧突出的形状。具体地,清洁单元120的前端部分可以设置在与清洁器主体110的一侧向前间隔开的位置处,并且清洁单元120的左右端部分可以设置在与清洁器主体110的一侧在左右方向上间隔开的位置处。

因为清洁器主体110形成为圆形形状并且清洁单元120的后端部分的两侧从清洁器主体110向左右两侧突出,所以可以在清洁器主体110和清洁单元120之间形成空的空间(即,间隙)。该空的空间可以包括在清洁器主体110的左端部分和右端部分二者与清洁单元120的左端部分和右端部分二者之间并且各自具有凹入自主移动机器人100中的形状的空间,。

如果障碍物被卡在空的空间中,则自主移动机器人100可能由于障碍物而不能移动。为了防止这个问题,可以设置盖构件129来覆盖空的空间的至少部分。

盖构件129可以设置在清洁器主体110或清洁单元120上。在本公开的实施方式中,盖构件129可以从清洁单元120的后端部分的两侧中的每侧突出,并可以覆盖清洁器主体110的外周表面。

盖构件129可以被设置为填充清洁器主体110和清洁单元120之间的空的空间的至少部分。盖构件129可以包括能够防止障碍物被卡在空的空间中或者即使障碍物被卡在空的空间中时也能够使障碍物逃出的结构。

从清洁单元120突出的盖构件129可以被支承在清洁器主体110的外周表面上。

如果盖构件129从清洁器主体110突出,则盖构件129可以被支承在清洁单元120的后部部分上。根据该结构,当清洁单元120由于与障碍物碰撞而受到撞击时,撞击的部分可以被传递到清洁器主体110从而被分散。

清洁单元120可以可拆卸地联接到清洁器主体110。当将清洁单元120从清洁器主体110拆卸下时,可以将擦拭模块(未示出)可拆卸地联接到清洁器主体110以取代分离的清洁单元120。

因此,当用户希望去除地板上的灰尘时,用户可以将清洁单元120安装在清洁器主体110上,并且当用户希望擦拭地板时,用户可以将擦拭模块安装在清洁器主体110上。

当清洁单元120被安装在清洁器主体110上时,可以由上述的盖构件129进行安装引导。当盖构件129被设置为覆盖清洁器主体110的外周表面时,可以确定清洁单元120相对于清洁器主体110的相对位置。

清洁单元120可以包括脚轮123。脚轮123可以辅助自主移动机器人100的运行,并还支承自主移动机器人100。

清洁器主体110可以包括感测单元130。如所例示的,感测单元130可以设置在清洁器主体110的设有清洁单元120的一侧,例如,在清洁器主体110的前侧。

感测单元130可以被设置为在清洁器主体110的上下方向上与清洁单元120交叠。感测单元130可以设置在清洁单元120的上部部分处,以便检测机器人前方的障碍物或特征,使得设置在自主移动机器人100前沿的清洁单元120不撞到障碍物。

感测单元130可以被配置为执行其它另外的感测功能。

举例来说,感测单元130可以包括用于获取周围图像的相机131。相机131可以包括透镜和图像传感器。相机131可以将清洁器主体110的周围图像转换成可以由控制单元处理的电信号。例如,相机131可以向控制单元发送对应于上方图像的电信号。控制单元可以使用对应于上方图像的电信号来检测清洁器主体110的位置。

另外,感测单元130可以检测自主移动机器人100的行进表面或行进路径上的诸如墙壁、家具和峭壁(cliff)这样的障碍物。另外,感测单元130可以感测执行电池充电的对接装置的存在。另外,感测单元130可以检测天花板信息,以便绘制自主移动机器人100的行进区域或清洁区域的地图。

清洁器主体110可以包括可拆卸地与其联接的集尘器140,用于从被抽吸的空气中分离出灰尘并进行收集。

集尘器140可以包括集尘器盖150,该集尘器盖150可以覆盖集尘器140。在实施方式中,集尘器盖150可以通过铰链联接到清洁器主体110以可旋转。集尘器盖150可以被固定到集尘器140或清洁器主体110,以保持覆盖尘器140的上表面。当集尘器盖150被设置成覆盖集尘器140的上表面时,集尘器盖150可以防止集尘器140与清洁器主体110分离。

集尘器140的部分可以被容纳在集尘器容纳部分中,并且集尘器140的另一部分可以朝向清洁器主体110的后部(即,与向前方向F相反的反方向R)突出。

集尘器140设置有入口和出口,含有灰尘的空气可以通过入口引入,与灰尘分离的空气可以通过出口排放。当集尘器140被安装在清洁器主体110上时,入口与出口可以通过穿过清洁器主体110的内壁形成的开口155彼此连通。因此,可以形成清洁器主体110内部的进气通道和排气通道。

根据这种连接,通过清洁单元120引入的含有灰尘的空气可以通过清洁器主体110内部的进气通道流入集尘器140中,并且空气可以在经过集尘器140的过滤器和旋风分离器的同时与灰尘分离。分离出的灰尘可以被收集在集尘器140中,并且空气可以从灰集尘器140排放,并可以沿着清洁器主体110内部的排气通道流动,以便通过排气口向外部排出。

下文中,将参考图4描述与自主移动机器人100的部件相关的实施方式。

根据本公开的实施方式的自主移动机器人100或移动机器人可以包括通信单元1100、输入单元1200、行进单元1300、感测单元1400、输出单元1500、电源单元1600、存储器1700、控制单元1800和清洁单元1900或其组合。

可以实现具有更多或更少部件的自主移动机器人。另外,如上所述,本公开中描述的多个自主移动机器人中的每个可以仅包括下面将描述的部件中的一些。另外,多个自主移动机器人可以包括不同的部件。

下文中,将描述每个部件。

首先,电源单元1600可以包括可以由外部商用电源充电的电池,并可以向移动机器人供应电力。电源单元1600可以向移动机器人中所包括的各部件供应驱动力,以供应移动机器人行进或执行特定功能所需的操作电力。

控制单元1800可以检测电池的剩余电力量(或剩余电力电量或电池电量)。当剩余电力不足时,控制单元1800可以控制移动机器人移动到与外部商业电源连接的充电基座,使得可以通过接收来自充电基座的充电电流对电池进行充电。电池可以连接到电池感测部分,使得剩余电力电量和充电状态可以被发送到控制单元1800。输出单元1500可以在控制单元的控制下显示剩余电池电量。

电池可以位于自主移动机器人中心的底部部分中,或者可以位于左侧或右侧。在后一种情况下,移动机器人还可以包括用于消除电池的重量偏差的平衡配重。

控制单元1800可以基于人工智能(AI)技术来执行信息处理,并可以包括执行信息的学习、信息的推断、信息的感知和自然语言处理中的至少一个的一个或更多个模块。

控制单元1800可以使用机器学习技术来执行诸如存储在清洁器中的信息、移动终端周围的环境信息、存储在能够执行通信的外部存储器中的信息等这样的大量信息(大数据)的学习、推断和处理中的至少一个。控制单元1800可以通过使用利用机器学习技术学习的信息来控制清洁器预测(或推断)至少一个可执行操作,并执行预测的至少一个可执行操作当中的可行性最高的操作。

机器学习技术是可以基于至少一种算法来收集和学习大量信息并基于学习到的信息来判断和预测信息的技术。信息学习是可以掌握信息的特征、规则和判断标准、信息与信息之间的量化关系并使用量化的模式预测新数据的操作。

供机器学习技术使用的至少一种算法可以是基于统计的算法,例如,使用树结构类型作为预测模型的决策树、复制神经网络架构和功能的人工神经网络、基于生物进化算法的遗传编程、将观察到的示例分布于簇的子集的聚类、通过从概率随机提取的随机数计算函数值的蒙特卡洛方法等。

作为机器学习技术的领域,深度学习是可以使用人工神经网络(ANN)或深度神经网络(DNN)算法执行信息的学习、判断和处理中的至少一种的技术。这样的DNN可以具有层被连接以在层之间进行数据传送的架构。该深度学习技术可以允许使用针对并行计算而优化的图形处理单元(GPU)通过DNN来学习大量信息。

控制单元1800可以使用存储在外部服务器或存储器中的训练数据,并可以包括为了检测用于识别预定对象的特性而安装的学习引擎。用于识别对象的特性可以包括对象的大小、形状和阴影。

具体地,当控制单元1800将通过设置在清洁器上的相机获取的图像的部分输入到学习引擎中时,学习引擎可以识别输入图像中所包括的至少一个对象或生对象。

当学习引擎应用于清洁器的行进时,控制单元1800可以识别清洁器周围是否存在阻碍清洁器运行的诸如椅子腿、风扇和特定形状的阳台缝隙这样的障碍物。这可以导致提高清洁器行进的效率和可靠性。

另一方面,学习引擎可以被安装在控制单元1800上或外部服务器上。当学习引擎被安装在外部服务器上时,控制单元1800可以控制通信单元1100向外部服务器发送至少一个待分析图像。

外部服务器可以将从清洁器传送的图像输入到学习引擎中,并因此识别图像中包括的至少一个对象或生对象。另外,外部服务器可以将与识别结果相关的信息发送回到清洁器。在该情况下,与识别结果相关的信息可以包括与待分析图像中所包括的对象的数量和各对象的名称相关的信息。

另一方面,行进单元1300可以包括马达,并操作马达以双向旋转左主轮和右主轮,使得主体可以旋转或移动。左右主轮可以独立地移动。行进单元1300可以向前、向后、向左、向右、弯曲地或在适当的位置推进移动机器人的主体。

另一方面,输入单元1200可以从用户接收针对自主移动机器人的各种控制命令。输入单元1200可以包括一个或更多个按钮,例如,输入单元1200可以包括确认(OK)按钮、设置按钮等。确认按钮可以是用于从用户接收用于确认检测信息、障碍物信息、位置信息和地图信息的命令的按钮,并且设置按钮可以是用于从用户接收用于设置那些信息的命令的按钮。

另外,输入单元1200可以包括用于取消先前的用户输入并接收新的用户输入的输入重置按钮、用于删除预设的用户输入的删除按钮、用于设置或改变操作模式的按钮、用于接收返回到充电基座的输入的按钮。

另外,输入单元1200可以被实现为硬键、软键、触摸板等,并可以设置在移动机器人的顶部上。例如,输入单元1200可以与输出单元1500一起实现触摸屏的形式。

另一方面,输出单元1500可以被安装在移动机器人的顶部上。当然,安装位置和安装类型可以有所不同。例如,输出单元1500可以在屏幕上显示电池电量状态、行进模式或方式等。

输出单元1500可以输出感测单元1400检测到的移动机器人的内部状态信息,例如,移动机器人中包括的各部件的当前状态。输出单元1500还可以在屏幕上显示由感测单元1400检测到的外部状态信息、障碍物信息、位置信息、地图信息等。输出单元1500可以被配置为发光二极管(LED)、液晶显示器(LCD)、等离子体显示面板和有机发光二极管(OLED)中的一种装置。

输出单元1500还可以包括音频输出模块,该音频输出模块用于可听地输出与由控制单元1800执行的移动机器人的操作或操作结果相关的信息。例如,输出单元1500可以响应于控制单元1800生成的警告信号而向外部输出警告声音。

在这种情况下,音频输出模块(未示出)可以是用于输出声音的诸如蜂鸣器、扬声器等这样的装置,并且输出单元1500可以使用存储在存储器1700中的具有预定模式的音频数据或消息数据通过音频输出模块向外部输出声音。

因此,根据本公开的实施方式的移动机器人可以通过输出单元1500输出与行进区域相关的环境信息,或者以可听的方式输出该环境信息。根据另一实施方式,移动机器人可以通过通信单元1100向终端装置发送地图信息或环境信息,使得终端装置输出将通过输出单元1500输出的画面或声音。

存储器1700存储用于控制或驱动自主移动机器人的控制程序和与此对应的数据。存储器1700可以存储音频信息、图像信息、障碍物信息、位置信息、地图信息等。另外,存储器1700可以存储与行进模式相关的信息。

存储器1700可以主要使用非易失性存储器。非易失性存储器(NVM、NVRAM)可以是即使在不供应电力时也可以连续存储信息的存储装置。存储装置的示例可以包括ROM、闪存存储器、磁性计算机存储装置(例如,硬盘、软盘驱动器、磁带)、光盘驱动器、磁性RAM、PRAM等。

另一方面,感测单元1400可以包括外部信号传感器、前方传感器、峭壁传感器、二维(2D)相机传感器和三维(3D)相机传感器中的至少一种。

外部信号传感器或外部信号检测传感器可以感测移动机器人的外部信号。外部信号传感器可以是例如红外线(IR)传感器、超声波传感器、射频(RF)传感器等。

移动机器人可以使用外部信号传感器通过接收由充电基座生成的引导信号来检测充电基座的位置和方向。充电基座可以发送指示方向和距离使得移动机器人可以返回到它的引导信号。移动机器人可以通过接收从充电基座发送的信号来确定当前位置并设置移动方向,由此返回到充电基座。

另一方面,前方传感器或前方检测传感器可以被安装在移动机器人前方的预定距离处,具体地,沿着移动机器人侧表面的圆周表面安装。前方传感器可以位于移动机器人的至少一个侧表面上,以检测移动机器人前方的障碍物。前方传感器可以检测位于移动机器人的移动路径中的对象尤其是障碍物,并将检测信息发送到控制单元1800。例如,前方传感器可以检测移动机器人的移动路径中的突出物、家用电器、家具、墙壁、墙角等,并可以将信息发送到控制单元1800。

例如,前方传感器可以是红外线(IR)传感器、超声波传感器、RF传感器、地磁传感器等,并且移动机器人可以使用一种类型的传感器作为前方传感器,或者如有必要,可以使用两种或更多种类型的传感器。

例如,超声波传感器通常可以用于检测远处的障碍物。超声波传感器可以包括发送器和接收器。控制单元1800可以根据从发送器辐射的超声波是否被障碍物等反射然后被接收器接收来确定障碍物的存在与否,并使用超声波辐射时间和超声波接收时间来计算与障碍物的距离。

另外,控制单元1800可以通过将从发送器辐射的超声波与接收器接收的超声波进行比较来检测与障碍物的大小相关的信息。例如,控制单元1800可以在接收器中接收到更多超声波时确定障碍物的大小较大。

在一个实施方式中,多个(例如,五个)超声波传感器可以沿着外周表面安装在移动机器人的前侧的侧表面上。超声波传感器可以优选地以发送器和接收器交替布置的方式安装在移动机器人的前表面上。

发送器可以在设置在右侧和左侧同时与主体的前中心间隔开,或者一个发送器或至少两个发送器可以设置在接收器之间,以便形成被障碍物等反射的超声波信号的接收区域。利用该布置,接收区域可以增大,同时传感器的数量减少。超声波的辐射角可以保持在避免影响不同信号并防止串扰的范围内。另外,可以不同地设置接收器的接收灵敏度。

另外,超声波传感器可以以预定角度向上安装,使得从超声波传感器发射的超声波向上输出。在该情形下,超声波传感器还可以包括预定的阻挡构件,以防止超声波被向下辐射。

另一方面,如上所述,可以通过一起使用两种或更多种类型的传感器来实现前方传感器,因此,前方传感器可以使用IR传感器、超声波传感器、RF传感器等中的任一个。

例如,前方传感器可以包括IR传感器作为除了超声波传感器之外的另一传感器。

IR传感器可以与超声波传感器一起安装在移动机器人的外周表面上。IR传感器还可以检测存在于移动机器人的前方或侧面的障碍物,并将障碍物信息发送到控制单元1800。例如,IR传感器可以检测移动机器人的移动路径中存在的突出、房屋设备、家具、墙壁、墙壁边缘等,并可以将检测信息发送到控制单元1800。因此,移动机器人可以在特定区域内移动而不与障碍物碰撞。

另一方面,峭壁传感器(或峭壁检测传感器)可以通过主要使用各种类型的光传感器来检测支承移动机器人的主体的地板上的障碍物。

峭壁传感器也可以被安装在地板上的移动机器人的后表面上,但可以根据移动机器人的类型安装在不同位置上。峭壁传感器可以位于移动机器人的后表面上,并可以检测地板上的障碍物。类似于障碍物检测传感器,峭壁传感器可以是可以包括发送器和接收器的IR传感器、超声波传感器、RF传感器、位置敏感检测器(PSD)传感器等。

例如,峭壁传感器中的一个可以被安装在移动机器人的前方,而其它两个峭壁传感器可以被安装在相对后方。

例如,峭壁传感器可以是PSD传感器,但可以另选地由多种不同种类的传感器配置。

PSD传感器可以使用半导体表面电阻检测一个p-n结处的入射光的短/长距离位置。PSD传感器可以包括仅检测一个轴向方向上的光的一维PSD传感器和检测平面上的光位置的二维PSD传感器。这两个PSD传感器都可以具有PIN光电二极管结构。作为红外传感器的一种,PSD传感器可以使用红外线。PSD传感器可以发射红外线,并可以通过计算从障碍物反射并返回的红外线的角度来测量距离。PSD传感器可以通过使用三角测量法来计算与障碍物的距离。

PSD传感器可以包括向障碍物发射红外线的光发射器以及接收从障碍物反射并返回的红外线的光接收器,并可以被配置为模块型。当使用PSD传感器检测障碍物时,不管障碍物的反射率和色差如何,都能获得稳定的测量值。

控制单元1800可以测量由峭壁检测传感器朝向地面发射的红外线的光信号与从障碍物反射并被接收的反射信号之间的红外线角度,以便检测峭壁并分析峭壁的深度。

此外,控制单元1800可以根据使用峭壁检测传感器检测到的峭壁的地面状态来确定是否越过峭壁,并根据确定结果来确定越过或不越过峭壁。例如,控制单元1800可以通过峭壁传感器确定是否存在峭壁以及峭壁的深度,然后只在通过峭壁传感器检测到反射信号时才允许移动机器人经过峭壁。

作为另一示例,控制单元1800还可以使用峭壁传感器来确定移动机器人的升降。

另一方面,二维相机传感器可以设置在移动机器人的一个表面上,以在移动期间获取与主体周围相关的图像信息。

光流传感器可以转换从设置在传感器中的图像传感器输入的下方图像,以生成预定格式的图像数据。所生成的图像数据可以被存储在存储器1700中。

另外,至少一个光源可以与光流传感器相邻地安装。该至少一个光源可以向地板的可以由图像传感器捕获的预定区域发射光。当移动机器人沿着地板表面在特定区域中移动时,在地板表面平坦时在图像传感器与地板表面之间保持一定距离。另一方面,当移动机器人在不平坦的地板表面上移动时,由于地板表面上的不平整和障碍物,图像传感器和地板表面可能彼此间隔开预定距离。可以由控制单元1800控制至少一个光源,以调节待发射的光量。光源可以是能够调节光量的发光器件,例如,发光二极管(LED)。

控制单元1800可以使用光流传感器来检测移动机器人的位置,而不管移动机器人的滑移如何。控制单元1800可以比较和分析由光流传感器根据时间捕获的图像数据,以计算移动距离和移动方向,并基于计算出的移动距离和移动方向来计算移动机器人的位置。通过使用由图像传感器捕获的关于移动机器人下侧的图像信息,控制单元1800可以执行针对相对于由另一构件计算出的移动机器人位置的滑移呈鲁棒性的校正。

三维(3D)相机传感器可以附接到移动机器人主体的一个表面或一部分,以生成与主体周围相关的3D坐标信息。

3D相机传感器可以是计算移动机器人与待捕获对象之间的远/近距离的3D深度相机。

3D相机传感器可以捕获与主体周围相关的2D图像,并生成与所捕获的2D图像对应的多个3D坐标信息。

在一个实施方式中,3D相机传感器可以被配置为立体视觉类型,该立体视觉类型可以包括用于获取2D图像的两个或更多个相机,并合并由两个或更多个相机获取的至少两个图像以生成3D坐标信息。

根据本实施方式的3D相机传感器可以包括:第一图案辐射部分,其用于向下朝向主体的前方辐射第一图案的光;第二图案辐射部分,其用于向上朝向主体的前方辐射第二图案的光;以及图像获取部分,其用于获取主体的前方图像。因此,图像获取部分可以获取第一图案的光和第二图案的光入射到其中的区域的图像。

在另一实施方式中,除了单个相机以外,3D相机传感器还可以包括用于辐射红外线图案的红外线图案辐射部分,并捕获从红外线图案辐射部分辐射的红外线图案在待捕获对象上的投影形状,由此测量3D相机传感器与待捕获对象之间的距离。3D相机传感器可以是IR型3D相机传感器。

在另一实施方式中,除了单个相机以外,3D相机传感器还可以包括用于发射光的光发射部分。3D相机传感器可以接收从光发射部分发射并从待捕获对象反射的激光(或激光束)的部分,并分析接收到的光,由此测量3D相机传感器与待捕获对象之间的距离。3D相机传感器可以是渡越时间(TOF)型3D相机传感器。

3D相机传感器的激光器可以被配置成辐射在至少一个方向上延伸的激光束。在一个示例中,3D相机传感器可以设置有第一激光器和第二激光器。第一激光器可以辐射彼此相交的线性激光束,第二激光器可以辐射单个线性激光束。据此,最下面的激光器可以用于检测底部的障碍物,最上面的激光器可以用于检测顶部的障碍物,并且在最下面的激光器和最上面的激光器之间的中间激光器可以用于检测中间部分的障碍物。

另一方面,通信单元1100可以通过有线、无线和卫星通信方法中的一种与终端装置和/或另一装置(本文也被称为“家用电器”)连接,以便发送和接收信号和数据。

通信单元1100可以与位于特定区域中的另一装置进行数据的发送和接收。在这种情况下,如果该另一装置可以通过网络发送和接收数据,则它可以是任何装置。例如,该另一装置可以是空调、加热装置、空气净化器、灯、TV、车辆等。另一装置也可以是用于控制门、窗户、供水阀、气阀等的装置。该另一装置也可以是用于检测温度、湿度、气压、气体等的传感器。

另外,通信单元1100可以与位于特定区域中或预定范围内的另一自主移动机器人100通信。

参照图5A和图5B,第一自主移动机器人100a和第二自主移动机器人100b可以通过网络通信50彼此交换数据。另外,第一自主移动机器人100a和/或第二自主移动机器人100b可以按通过网络通信50或其它通信从终端300接收的控制命令来执行清洁相关操作或对应操作。

尽管未示出,但多个自主移动机器人100a和100b可以通过第一网络通信与终端300执行通信,并通过第二网络通信彼此执行通信。

网络通信50可以是指使用诸如无线LAN(WLAN)、无线个域网(WPAN)、无线保真(Wi-Fi)Wi-Fi直连、数字生活网络联盟(DLNA)、无线宽带(WiBro)、微波接入世界互操作性(WiMAX)、Zigbee、Z-wave、蓝牙、射频识别(RFID)、红外数据协会(IrDA)、超宽带(UWB)、无线通用串行总线(USB)等这样的无线通信技术中的至少一种进行的短距离通信。

网络通信50可以根据期望彼此通信的自主移动机器人的通信模式而有所不同。

在图5A中,第一自主移动机器人100a和/或第二自主移动机器人100b可以通过网络通信50向终端300提供由其相应感测单元感测到的信息。终端300还可以经由网络通信50向第一自主移动机器人100a和/或第二自主移动机器人100b发送基于接收到的信息生成的控制命令。

在图5A中,第一自主移动机器人100a的通信单元与第二自主移动机器人100b的通信单元还可以直接彼此通信或经由另一路由器(未示出)间接彼此通信,以识别与配对物的位置和行进状态相关的信息。

在一个示例中,第二自主移动机器人100b可以根据从第一自主移动机器人100a接收的控制命令来执行行进操作和清洁操作。在这种情况下,第一自主移动机器人100a可以作为主清洁器操作,第二自主移动机器人100b可以作为从清洁器操作。另选地,第二自主移动机器人100b可以跟随第一自主移动机器人100a。在某些情况下,第一自主移动机器人100a和第二自主移动机器人100b可以彼此协作。

下文中,将参考图5B描述根据本公开的实施方式的包括执行自主行进的多个清洁器100a和100b的系统。

如图5B中例示的,根据本公开的实施方式的清洁系统可以包括执行自主行进的多个清洁器100a和100b、网络50、服务器500以及多个终端300a和300b。

多个清洁器100a和100b、网络50和至少一个终端300a可以设置在建筑物10中,而另一终端300b和服务器500可以位于建筑物10的外部。

多个清洁器100a和100b可以是在自行行进的同时执行清洁的清洁器,并可以执行自主行进和自主清洁。除了行进功能和清洁功能之外,多个清洁器100a和100b中的每个还可以包括通信单元1100。

多个清洁器100a和100b、服务器500和多个终端300a和300b可以通过网络50连接在一起,以交换数据。为此目的,尽管未示出,但还可以提供诸如接入点(AP)装置等这样的无线路由器。在这种情况下,位于建筑物(内部网络)10中的终端300a可以通过AP装置访问多个清洁器100a和100b中的至少一个,以便执行相对于清洁器的监视、远程控制等。另外,位于外部网络中的终端300b可以通过AP装置访问多个清洁器100a和100b中的至少一个,以执行相对于清洁器的监视、远程控制等。

服务器500可以通过终端300b无线连接。另选地,服务器500可以连接到多个清洁器100a和100b中的至少一个而不经过移动终端300b。

服务器500可以包括可编程处理器,并可以包括各种算法。举例来说,服务器500可以包括用于执行机器学习和/或数据挖掘的算法。作为示例,服务器500可以包括语音识别算法。在这种情况下,当接收语音数据时,可以通过将接收到的语音数据转换成文本格式的数据来输出将接收到的语音数据。

服务器500可以存储与多个清洁器100a和100b相关的固件信息、操作信息(过程信息等),并可以登记关于多个清洁器100a和100b的产品信息。例如,服务器500可以是由清洁器制造商操作的服务器或由开放应用商店运营商操作的服务器。

在另一示例中,服务器500可以是设置在内部网络10中并存储关于家用电器的状态信息或存储家用电器共享的内容的家庭服务器。如果服务器500是家庭服务器,则可以存储与异物相关的信息,例如,异物图像等。

此外,多个清洁器100a和100b可以经由Zigbee、Z-wave、蓝牙、超宽带等直接无线地彼此连接。在这种情况下,多个清洁器100a和100b可以彼此交换位置信息和行进信息。

多个清洁器100a和100b中的任一个可以是主清洁器100a,而另一个可以是从清洁器100b。

在这种情况下,第一移动机器人100a可以控制第二移动机器人100b的行进和清洁。另外,第二移动机器人100b可以在跟随第一移动机器人100a的同时执行行进和清洁。在某些情况下,第二移动机器人100b可以在跟随第一移动机器人100a并与第一移动机器人100a保持适当距离的同时执行行进和清洁。

参照图5C,第一移动机器人100a可以控制第二移动机器人100b,使得第二移动机器人100b可以跟随第一移动机器人100a。

为此目的,第一移动机器人100a和第二移动机器人100b可以存在于它们可以彼此通信的特定区域中,并且第二移动机器人100b可以识别至少第一移动机器人100a的相对位置。

例如,第一移动机器人100a的通信单元与第二移动机器人100b的通信单元可以交换IR信号、超声波信号、载频、脉冲信号等,并可以通过三角测量来分析它们,以便计算第一移动机器人100a和第二移动机器人100b的移动位移,由此识别第一移动机器人100a和第二移动机器人100b的相对位置。然而,本公开不限于该方法,并可以使用上述各种无线通信技术中的一种通过三角测量等来识别第一移动机器人100a和第二移动机器人100b的相对位置。

当第一移动机器人100a识别与第二移动机器人100b的相对位置时,可以基于存储在第一移动机器人100a中的地图信息或存储在服务器、终端等中的地图信息来控制第二移动机器人100b。另外,第二移动机器人100b可以共享第一移动机器人100a感测到的障碍物信息。第二移动机器人100b可以基于从第一移动机器人100a接收的控制命令(例如,与行进方向、行进速度、停止等相关的控制命令)执行操作。

具体地,第二移动机器人100b可以在沿着第一移动机器人100a的行进路径行进的同时执行清洁。然而,第一移动机器人100a和第二移动机器人100b的行进方向可以并不总是彼此一致。例如,当第一移动机器人100a向上/向下/向右/向左移动或旋转时,第二移动机器人100b可以在预定时间之后向上/向下/向右/向左移动或旋转,因此第一移动机器人100a和第二移动机器人100b的当前前进方向可以彼此不同。

另外,第一移动机器人100a的行进速度Va与第二移动机器人100b的行进速度Vb可以彼此不同。

第一移动机器人100a可以在考虑到第一移动机器人100a和第二移动机器人100b彼此可以通信的距离的情况下控制第二移动机器人100b的行进速度Vb进行变化。例如,如果第一移动机器人100a和第二移动机器人100b相隔预定距离或更大距离彼此远离地移动,则第一移动机器人100a可以控制第二移动机器人100b的行进速度Vb比以前更快。另一方面,当第一移动机器人100a和第二移动机器人100b相隔预定距离或更小距离彼此靠近地移动时,第一移动机器人100a可以控制第二移动机器人100b的行进速度Vb比以前慢,或者控制第二移动机器人100b停止预定时间。因此,第二移动机器人100b可以在连续跟随第一移动机器人100a的同时执行清洁。

根据本发明,第一移动机器人100a可以包括在前侧和后侧的接收传感器,使得第一移动机器人100a的控制单元可以通过区分前侧与后侧来识别从第二移动机器人100b接收的光信号的接收方向。为此目的,可以在第一移动机器人100a的后方设置UWB模块,并且可以以间隔方式在第一移动机器人100a的前方设置另一UWB模块或多个光学传感器。第一移动机器人100a可以识别从第二移动机器人100b接收的光信号的接收方向,并确定第二移动机器人100b是来自其后方还是位于其前方。

图6A、图6B和图6C是根据本公开的第一移动机器人与第二移动机器人之间的随动控制的另选实施方式。下文中,将详细描述第一移动机器人与移动装置之间的随动控制。本文中公开的随动控制意味着移动装置跟随第一移动机器人或第一移动机器人的移动路径。

参照图6A,第一移动机器人100a可以通过与移动装置200而非第二移动机器人通信来控制移动装置200的随动。

在一些实施方式中,移动装置200可以是具有驱动功能而没有清洁功能的任何电子装置。例如,移动装置200可以包括各种类型的家用电器或诸如除湿器、加湿器、空气净化器、空调、智能TV、人工智能扬声器、数字摄影装置等这样的其它电子装置。

在其它实施方式中,移动装置200可以是配备有行进功能而没有用于自行检测障碍物或行进直到预定目的地的导航功能的任何装置。

第一移动机器人100a可以是具有导航功能和障碍物检测功能二者的移动机器人,并可以控制移动装置200的随动。第一移动机器人100a可以是干式清洁器或湿式清洁器。

第一移动机器人100a和移动装置200可以通过网络(未示出)彼此通信,但可以直接彼此通信。

使用网络进行的通信可以是使用例如WLAN、WPAN、Wi-Fi、Wi-Fi直连、数字生活网络联盟(DLNA)、无线宽带(WiBro)、全球微波接入互操作性(WiMAX)等进行的通信。相互直接通信可以使用例如UWB、Zigbee、Z-wave、蓝牙、RFID和红外数据协会(IrDA)等来执行。

如果第一移动机器人100a和移动装置200彼此靠近,则移动装置200可以被设置为通过在第一移动机器人100a中的操纵跟随第一移动机器人100a。

如果第一移动机器人100a和移动装置200彼此远离(尽管未示出),则移动装置200可以被设置为通过外部终端300中的操纵跟随第一移动机器人100a(参见图5A)。

具体地,可以通过与外部终端300的网络通信来建立第一移动机器人100a与移动装置200之间的随动关系(参见图5A)。外部终端300可以是能够执行有线或无线通信的电子装置,并且可以是平板、智能电话、笔记本计算机等。在外部终端300中,可以安装至少一个与第一移动机器人100a的随动控制相关的应用(下文中,“随动相关应用”)。用户可以执行安装在外部终端300中的随动相关应用,以选择和登记经受第一移动机器人100a的随动控制的移动装置200。当登记了经受随动控制的移动装置200时,外部终端可以识别移动装置的产品信息,并且这种产品信息可以经由网络被提供到第一移动机器人100a。

外部终端300可以通过与第一移动机器人100a和登记的移动装置200通信来识别第一移动机器人100a的位置和登记的移动装置200的位置。此后,根据从外部终端300发送的控制信号,第一移动机器人100a可以朝向登记的移动装置200的位置行进,或者登记的移动装置200可以朝向第一移动机器人100a的位置行进。当检测到第一移动机器人100a和登记的移动装置200的相对位置在预定的跟随距离内时,可以开始第一移动机器人100a对移动装置200的随动控制。然后,可以在没有外部终端300的干预的情况下通过在第一移动机器人100a与移动装置200之间的直接通信来执行随动控制。

随动控制的设置可以通过外部终端300的操作来解除,或者随着第一移动机器人100a和移动设备200相隔预定的跟随距离远离移动而自动终止。

用户可以通过操纵第一移动机器人100a或外部终端300来改变、添加或去除将由第一移动机器人100a控制的移动装置200。例如,参照图6B,第一移动机器人100a可以对另一清洁器200a或100b、空气净化器200b、加湿器200c和除湿器200d的至少一个移动装置200执行随动控制。

通常,由于移动装置200在其功能、产品大小和行进能力上可以与第一移动机器人100a不同,因此移动装置200可能难以按原样跟随移动机器人100a的移动路径。例如,可能存在根据空间的地理特征、障碍物的大小等,移动装置200难以跟随第一移动机器人100a的移动路径的例外情形。考虑到这种例外情形,即使移动装置200识别了第一移动机器人100a的移动路径,它也可以通过省略移动路径的部分来行进或等待。为此目的,第一移动机器人100a可以检测是否出现例外情形,并控制移动装置200将与第一移动机器人100a的移动路径对应的数据存储在存储器等中。然后,视情形而定,第一移动机器人100a可以控制移动装置200在删除所存储数据的部分的情况下行进或在停止状态下等待。

图6C例示第一移动机器人100a与移动装置200(例如,具有行进功能的空气净化器200b)之间的随动控制的示例。第一移动机器人100a和空气净化器200b可以分别包括用于确定其相对位置的通信模块A和B。通信模块A和B可以是用于发射和接收IR信号、超声波信号、载频或脉冲信号的模块中的一个。以上已经详细描述了通过通信模块A和B识别相对位置,因此将省略对其的描述。空气净化器200b可以从第一移动机器人100a接收与行进命令对应的行进信息(例如,包括行进方向和行进速度、行进停止等的行进改变),根据接收到的行进信息行进,并执行空气净化。因此,可以相对于第一移动机器人100a在其中操作的清洁空间实时地执行空气净化。另外,由于第一移动机器人100a已经识别了与移动装置200相关的产品信息,因此第一移动机器人100a可以控制空气净化器200b记录第一移动机器人100a的行进信息,并在删除了部分行进信息的情况下行进或在停止状态下等待。

下文中,将参考附图更详细地描述根据本公开的一个实施方式的多个移动机器人确定相对位置以执行跟随行进的方法。

本公开的第一自主移动机器人100a可以被称为第一移动机器人或第一移动机器人100a,第二自主移动机器人100b可以被称为第二移动机器人或第二移动机器人100b。

另外,在本公开中,第一移动机器人100a可以用作在第二移动机器人100b前面的方向上行进的主要清洁器(或主清洁器),第二移动机器人100b可以用作跟随第一移动机器人100a的跟随清洁器(或从清洁器)。

第一移动机器人100a和第二移动机器人100b可以在没有用户干预的情况下以跟随方式执行行进和清洁。

为了使第二移动机器人100b跟随第一移动机器人100a,第二移动机器人100b可以确定或识别第一移动机器人100a的相对位置。

本公开提供了使用最小数量的部件估计高度精确的相对位置从而可以节省成本的方法。

下文中,将参考附图更详细地描述通过仅使用最少的部件由第二移动机器人100b确定第一移动机器人100a的相对位置的方法。

图7A和图7B是例示按照本公开的一个实施方式的多个自主移动机器人的概念图。

首先,参照图7A,本公开的第一移动机器人100a可以包括设置在第一移动机器人(主体)的一个点上并被配置为发送和接收信号的一根天线710a。

这根天线710a可以被配置为发送和接收各种信号。例如,天线710a可以被配置为发送和接收超宽带(UWB)信号、由无线通信技术(例如,Zigbee、Z-wave、蓝牙和UWB中的一种)输出的信号、红外信号、激光信号和超声波信号中的至少一种。

天线710a可以连接到发送和/或接收(或生成)信号的模块(或传感器),并可以起到发送在模块(或传感器)中生成的信号或接收从外部发送的信号的作用。

发送/接收(或生成)信号的模块(或传感器)可以包括通信单元1100中所包括的各种通信模块,或可以包括感测单元1400中所包括的各种传感器。

第一移动机器人100a可以包括用于发送和接收(或生成)超宽带(UWB)信号的UWB模块700a。第一移动机器人100a中所包括的UWB模块700a可以是UWB标签700a。

这根天线710a可以电连接到UWB标签700a,并可以在UWB标签700a的控制下输出信号(例如,UWB信号)。

第一移动机器人100a可以包括在一个UWB标签700a中的至少一根天线。在某些实施方式中,为了降低成本,仅一根天线710a可以(电)连接到一个UWB标签700a,但应该注意本公开不限于此。

下文中,这根天线710a将被称为第一移动机器人的天线710a。

第一移动机器人100a的布置有第一移动机器人的天线710a的一个点可以变化,并可以是在产品制造时预定的或由用户来确定/改变。

作为一个示例,如图7A中例示的,第一移动机器人100a的设置有第一移动机器人的天线710a的一个点可以是第一移动机器人的中心c(中央部分、中央区域或中心点)。

也就是说,第一移动机器人100a的天线710a可以设置在(位于)第一移动机器人100a的中心c处。

第一移动机器人的天线710a可以设置在第一移动机器人100a的表面(主体)上,或可以设置在第一移动机器人100a的内部(内部空间)中。

例如,第一移动机器人100a的天线710a可以设置在第一移动机器人100a的上表面的中心点上。

作为另一示例,第一移动机器人100a的天线710a可以设置在第一移动机器人100a内部的中心c处。

即使第一移动机器人的天线710a设置在第一移动机器人100a内部,通过第一移动机器人的天线710a发送/接收的信号也可以通过第一移动机器人100a的主体。因此,第一移动机器人100的天线710a可以发送和接收通过第一移动机器人100a的主体的信号。

根据本公开,由于第一移动机器人的天线710a设置在第一移动机器人的中心(或中央部分)c处,因此当第二移动机器人确定第一移动机器人的相对位置时,可以降低错误率。

这是因为劣化(减弱或衰减)的信号的强度等级或质量可以是相同/相近的,这可能是由于当第一移动机器人的天线710a设置在第一移动机器人的中心c处时,从第一移动机器人的天线710a输出的信号通过主体的距离都是相同的。

作为另一示例,如图7B中例示的,第一移动机器人100a的设置有第一移动机器人的天线710a的一个点可以是第一移动机器人的后部区域r1(或第一移动机器人主体上的后侧、位于第一移动机器人后部的一个点等)。

根据本公开,通过将第一移动机器人的天线710a布置在第一移动机器人的后部区域r1中,第一移动机器人可以顺利地与可以在第一移动机器人后面行进的第二移动机器人进行信号的发送和接收。

即使将第一移动机器人的天线710a设置在任意点上,与第一移动机器人的天线710a进行信号的发送和接收的模块(或传感器)(例如,UWB标签700a)可以电连接到第一移动机器人的天线710a。

本公开可以被配置为通过第一移动机器人的天线710a输出在模块(或传感器)(例如,UWB标签700a)中生成的信号,并接收通过第一移动机器人的天线710a从外部接收的信号,以便传送到模块(或传感器)。

第一移动机器人100a可以被配置为通过第一移动机器人的天线710a在所有方向上都输出(发送)或接收信号。另外,第一移动机器人100a可以被配置为通过第一移动机器人的天线710a仅在任意区域中(或任意方向上)输出或接收信号。

另一方面,如图7A和图7B中例示的,本公开的第二移动机器人100b可以包括设置在主体100b上并设置在主体100b的前区域(或前侧)f1和f2的第一天线710b和第二天线720b,以便与第一移动机器人的天线710a进行信号的发送和接收。

第一天线710b和第二天线720b可以设置在第二移动机器人100b的主体(或第二移动机器人主体100b)上。主体100b可以包括前区域和后区域。第一天线710b和第二天线720b可以设置在第二移动机器人主体100b上,并可以位于主体100b的前区域上(或主体100b上的前区域处)。

前区域可以是指第二移动机器人主体100b上的一个区域,并可以是指第二移动机器人主体100b的整个区域的前区域。主体100b的整个区域可以包括前区域和后区域。

前区域可以对应于位于第二移动机器人主体100b的区域(前区域和后区域)前侧的区域,该区域是通过贯穿第二移动机器人主体100b的中心并在左右方向上延伸的基准线来划分的。

另外,如果第二移动机器人主体100b被划分为位于前方的区域、位于后方的区域、位于左侧的区域和位于右侧的区域(即,四个区域),则前区域可以对应于第二移动机器人主体100b的四个区域当中的位于前侧的区域。

如图7A和图7B中例示的,第一天线710b和第二天线720b可以设置在第二移动机器人主体100b上,并可以位于第二移动机器人主体100b的前方(或前区域)上的两个任意点处。

例如,第一天线710b和第二天线720b可以是位于第二移动机器人主体100b的上表面与侧表面彼此相交的边界上的第二移动机器人主体前侧的所设置区域f1和f2。

作为另一示例,第一天线710b和第二天线720b可以设置在第二移动机器人主体100b的侧表面的面对前方的区域上。

作为另一示例,第一天线710b和第二天线720b可以设置在位于第二移动机器人主体100b的上表面前方的区域上。

第一天线710b和第二天线720b可以设置为具有预定距离d。例如,第一天线710b和第二天线720b可以以预定距离d彼此相邻地设置。

另外,第一天线710b和第二天线720b可以设置为相对于第二移动机器人主体100b的前方在左右方向上彼此对称。

如图7A和图7B中例示的,第一天线710b和第二天线720b可以设置为相对于贯穿第二移动机器人主体100b的中心并朝向前侧延伸的基准线在左右方向上彼此对称。

第一天线710b和第二天线720b可以对称地设置以具有距基准线相同的距离,并可以设置为使得其间的距离为预定距离d。

预定距离d可以具有比第二移动机器人主体100b的宽度明显更短的值。例如,第一天线710b和第二天线720b可以设置为具有几厘米的间隙,并还可以设置在彼此相邻的区域上。

然而,本公开不限于此,并且第一天线710b和第二天线720b可以另选地设置在第二移动机器人100b的主体的后区域、左区域或右侧区域中的一个上。

第一天线710b和第二天线720b也可以设置在第二移动机器人主体100b的不同区域上(例如,第一天线710b可以设置在前区域上而第二天线720b可以设置在后区域上)。

在本公开中,在一些实施方式中,第一天线710b和第二天线720b二者可以设置在前区域f1、f2上。然而,本文中描述的配置甚至也可以同样/类似地应用于第一天线710b和第二天线720b设置在后区域、左区域和右区域中的任一个上或不同区域上的情况。

根据本公开,通过将第一天线710b和第二天线720b布置在第二移动机器人主体100b的前区域上,可以不通过第二移动机器人主体100b直接接收从正在第二移动机器人100b前面行进的第一移动机器人100a接收的信号。

在这种情况下,可以通过第一天线710b和第二天线720b而不经由第二移动机器人主体100b接收信号,这可以防止信号的强度和质量的衰减或降低。

如关于第一移动机器人的天线710a描述的,第一天线710b和第二天线720b可以电连接到第二移动机器人100b中设置的用于生成(或发送和接收)信号的模块(或传感器)。

第一天线710b和第二天线720b可以被配置为与第一移动机器人的天线710a进行信号的发送和接收。

第一天线710b和第二天线720b可以被配置为发送和接收各种信号,例如,UWB信号、红外信号、激光信号和超声波信号。

第一天线710b和第二天线720b可以被配置为发送和接收各种信号。例如,天线710a可以被配置为发送和接收超宽带(UWB)信号、由无线通信技术(例如,Zigbee、Z-wave、蓝牙和UWB中的一种)输出的信号、红外信号、激光信号和超声波信号中的至少一种。

发送/接收(或生成)信号的模块(或传感器)可以包括通信单元1100中所包括的各种通信模块,或可以包括感测单元1400中所包括的各种传感器。

第二移动机器人100b可以包括例如发送/接收UWB信号的UWB模块700b。第二移动机器人100b中所包括的UWB模块700b可以是UWB锚700b。

第一天线710b和第二天线720b可以电连接到UWB锚700b,并在UWB锚700b的控制下输出信号(例如,UWB信号)。

第二移动机器人100b可以包括一个UWB锚700b,并且第一天线710b和第二天线720b可以电连接到这个UWB锚700b。

第二移动机器人100b中所包括的UWB锚700b可以包括三根或更多根天线。在某些实施方式中,为了降低成本,只有两根天线710b和720b可以(电)连接到这个UWB锚700b,但本公开不限于此。

如以上提到的,在第一移动机器人的天线710a与第二移动机器人100b的第一天线710b和第二天线720b之间发送和接收的信号可以通过第一移动机器人100a的主体和第二移动机器人100b的主体。

例如,当信号是UWB信号时,该信号可以具有高频,因此可以具有前进通过对象的特性。

根据本公开的第二移动机器人100b可以被配置为使得从第一移动机器人的天线710a输出的信号可以通过(穿透)其中。例如,第一天线710b和第二天线720b可以通过第二移动机器人100b的主体接收从第一移动机器人的天线710a输出的UWB信号。

例如,当第一天线710b和第二天线720b位于第二移动机器人100b的主体的前区域上(例如,在前沿点、在上表面与侧表面相交的边界上、在侧表面的前区域上或在上表面的前沿区域上)时,第一天线710b和第二天线720b可以被配置为通过第二移动机器人100b的主体接收可以在除了第二移动机器人100b的主体前方之外的所有方向上发送的信号。

当通过第二移动机器人100b的主体接收信号时,通过第一天线710b和第二天线720b接收到的信号的强度可以减小。

从第一移动机器人的天线710a输出之后不通过第二移动机器人(或第二移动机器人主体)100b直接由第一天线710b和第二天线720b接收到的信号的强度W1可以比从第一移动机器人的天线710a输出之后通过第二移动机器人100b由第一天线710b和第二天线720b接收到的信号的强度W2强(W1>W2)。

这是因为信号在通过主体时会衰减,由此信号的强度或质量可能劣化。

例如,信号从第一移动机器人的天线710a输出之后不通过第二移动机器人100b直接由第一天线710b和第二天线720b接收的情况可以对应于第一移动机器人100a位于第二移动机器人100b的前方并且第一天线710b和第二天线720b布置在第二移动机器人(或第二移动机器人主体)100b的前区域上的情况。

例如,当信号从第一移动机器人的天线710a输出然后通过第二移动机器人100b被第一天线710b和第二天线720b接收时,第一移动机器人100a可以位于除了第二移动机器人100b的前方之外的方向上(例如,在第二移动机器人的向左、向右或向后方向上),并且第一天线710b和第二天线720b可以布置在第二移动机器人100b的前区域上。

第二移动机器人100b的控制单元1800可以基于通过第一天线710b和第二天线720b接收到的信号的强度来确定(决定)从第一移动机器人100a的天线710a输出的信号是通过第二移动机器人100b接收的还是未通过第二移动机器人100b接收的。

第二移动机器人100b的控制单元1800可以基于通过第一天线710b和第二天线720b接收到的信号强度来确定第一移动机器人100a相对于第二移动机器人100b的前方是位于第二移动机器人的前方还是后方。

本发明还提供了多个自主移动机器人,第二移动机器人100b可以基于通过第一天线710b和第二天线720b接收到的信号的强度,仅使用两根天线(接收天线)710b和720b准确地确定第一移动机器人100a的相对位置。

下文中,将参考附图描述第二移动机器人仅使用两根接收天线来确定第一移动机器人的相对位置的方法。

图8是例示根据本公开的一个实施方式的使用UWB模块确定第一移动机器人与第二移动机器人之间的距离的方法的概念图。

参考图7A和图7B给出的描述可以以相同或类似的方式应用于图8的实施方式。

第一移动机器人100a可以包括设置在第一移动机器人的一个点上并被配置为发送和接收信号的一根天线710a。

第二移动机器人100b可以包括第一天线710b和第二天线720b,第一天线710b和第二天线720b可以设置在主体100b的前区域上,并被配置为与第一移动机器人的天线进行信号的发送和接收。

第二移动机器人100b的控制单元1800可以使用通过第一天线710b和第二天线720b接收的信号来确定第一移动机器人的相对位置。

首先,本公开的第一移动机器人100a和第二移动机器人100b可以分别设置有UWB模块700a和700b,以发送和接收通过天线710a、710b和720b发送和接收的UWB信号。

例如,第一移动机器人100a可以包括发送和接收UWB信号的UWB标签700a,并且第一移动机器人的一根天线710a可以电连接到UWB标签700a。

第二移动机器人100b可以包括发送和接收USB信号的UWB锚700b,并且第二移动机器人的第一天线710b和第二天线720b可以电连接到UWB锚700b。

第一移动机器人的天线710a以及第二移动机器人的第一天线710b和第二天线720b可以发送和接收由UWB标签700a和UWB锚700b生成的信号(UWB信号)。

例如,UWB标签700a和UWB锚700b可以通过第一移动机器人的天线710a以及第二移动机器人的的第一天线710b和第二天线720b发送和接收信号(UWB信号)。

下文中,将描述基于在UWB标签700和UWB锚700b之间(或连接到UWB标签700a的天线710a和连接到UWB锚的第一天线710b之间)发送和接收的信号来测量(确定、计算)第一移动机器人的天线710a与第二移动机器人的第一天线710b之间的距离的方法。

以下描述将同样/类似地应用于测量(确定)第一移动机器人的天线710a与第二移动机器人的第二天线720b之间的距离的方法。

UWB模块(或UWB传感器)可以被包括在第一移动机器人100a和第二移动机器人100b的通信单元1100中。因为UWB模块可以用于感测第一移动机器人100a和第二移动机器人100b的相对位置,所以UWB模块700a和700b可以被包括在第一移动机器人100a和第二移动机器人100b的感测单元1400中。

在UWB标签700a和UWB锚700b之间发送和接收的UWB信号可以在特定空间内顺利地发送和接收。例如,UWB信号可以通过第一移动机器人100a和/或第二移动机器人100b。

即使在第一移动机器人100a和第二移动机器人100b之间(或在第一移动机器人的天线710a和第二移动机器人的第一天线710b之间)存在障碍物,当第一移动机器人100a和第二移动机器人100b存在于特定空间内时,也可以执行UWB信号的发送和接收,这可以提高准确度。

本公开的第一移动机器人和第二移动机器人可以测量在UWB标签700a和UWB锚700b之间发送和接收信号的时间,以便计算(确定)第一移动机器人与第二移动机器人之间的距离(或第一移动机器人的天线710a与第二移动机器人的第一天线710b之间的距离)。

通常,UWB标签和UWB锚可以都是UWB模块,该UWB模块可以是用于发送和接收UWB信号的模块。

例如,用于计算(确定)另一移动机器人100a的相对位置的一个机器人100b中所包括的UWB模块可以被称为UWB锚,并且其相对位置将被识别的机器人100a中所包括的UWB模块可以被称为UWB标签。

多个移动机器人100a和100b中的每个可以包括一个UWB传感器,或者第一移动机器人100a可以包括单个UWB传感器,并且跟随第一移动机器人100a的第二移动机器人100b可以包括单个UWB传感器和至少一根天线或至少两个UWB传感器,使得第一移动机器人100a可以在两个不同的时间点t1和t2测量与第二移动机器人100b的距离。

第一移动机器人100a的UWB传感器和第二移动机器人100b的UWB传感器可以向彼此辐射UWB信号,并使用到达时间(ToA)或渡越时间(ToF)来测量距离和相对速度,ToA或ToF是信号从机器人反射回来的时间。然而,本公开不限于此,并可以使用到达时间差(TDoA)或到达角(AoA)定位技术来识别多个移动机器人100a和100b的相对位置。

例如,如图8中例示的,第二移动机器人100b的控制单元1800可以控制UWB锚700b以通过第一天线710b和第二天线720b中的至少一根输出第一信号(无线电消息1)。

第二移动机器人100b的控制单元1800可以通过第一天线710b和第二天线720b中的至少一根输出来自UWB锚700b的第一信号。

可以通过第一移动机器人100a的天线710a在UWB标签中接收第一信号。

第一移动机器人100a的控制单元1800可以响应于第一信号的接收,控制UWB标签700a以通过第一移动机器人100a的天线710a输出第二信号(无线电消息2)。

第二信号可以包括与延迟时间t_reply相关的信息,可以基于第一移动机器人100a已经接收到第一信号的时间和第一移动机器人100a已经输出(发送)第二信号的时间来计算延迟时间t_reply。

第二移动机器人100b的控制单元1800可以通过UWB锚700b(通过第二移动机器人100b的第一天线710b)接收第二信号。

第二移动机器人100b的控制单元可以使用第一信号的输出时间t1、在第二移动机器人的第一天线710b中第二信号的接收时间t2以及第二信号中所包括的延迟时间t_reply来计算(确定)第一移动机器人的天线710a与第二移动机器人的第一天线710b之间的信号发送时间,即,渡越时间(ToF)。

信号发送时间(即,TOF)可以是指信号(UWB信号)从第一移动机器人的天线710a发送到第二移动机器人的第一天线710b(或从第二移动机器人的第一天线710b发送到第一移动机器人的天线710a)的时间。

第二移动机器人100b的控制单元1800可以使用第一信号的输出时间t1、第二移动机器人的第一天线710b中第二信号的接收时间t2以及第二信号中所包括的延迟时间t_reply来计算第一移动机器人100a与第二移动机器人100b之间的距离(准确地,第一移动机器人的天线100a与第二移动机器人的第一天线710b之间的距离)。这里,图8中的c表示光速。

例如,第二移动机器人100b的控制单元可以通过将计算出的TOF乘以光速来计算(确定)第一移动机器人的第一天线710a与第二移动机器人的第一天线710b之间的距离(第一距离)。

为此目的,第二移动机器人100b的控制单元还可以计算(确定)第一移动机器人的天线710a与第二移动机器人的第二天线720b之间的距离。

例如,第二移动机器人100b的控制单元可以使用第一信号的输出时间t1、在第二移动机器人的第二天线720b中第二信号的接收时间t2’以及第二信号中所包括的延迟时间t_reply来计算第一移动机器人的天线710a与第二移动机器人的第二天线720b之间的信号发送时间,即,渡越时间(ToF’)。

信号发送时间(即,TOF)可以是指信号(UWB信号)从第一移动机器人的天线710a发送到第二移动机器人的第二天线720b(或从第二移动机器人的第二天线720b发送到第一移动机器人的天线710a)的时间。

第二移动机器人100b的控制单元1800可以使用第一信号的输出时间t1、第二移动机器人的第二天线720b中第二信号的接收时间t2’以及第二信号中所包括的延迟时间t_reply来计算第一移动机器人100a与第二移动机器人100b之间的距离(准确地,第一移动机器人的天线100a与第二移动机器人的第二天线720b之间的距离)。

例如,第二移动机器人100b的控制单元可以通过将计算出的TOF乘以光速来计算(确定)第一移动机器人的天线710a与第二移动机器人的第二天线720b之间的距离(第二距离)。

第二移动机器人100b的控制单元1800可以在同时启用第二移动机器人的第一天线710b和第二天线720b的状态下,测量在第二移动机器人的第一天线710b和第二天线720b中接收到第二信号的各时间t2和t2'。

因此,第二移动机器人100b的控制单元1800可以分别基于通过第一天线710b和第二天线720b中的至少一根输出第一信号的时间t1、通过第一天线710b和第二天线720b接收第二信号的各时间t2和t2’以及第二信号中所包括的延迟时间t_reply来计算第一移动机器人的天线710a与第二移动机器人的第一天线710b之间的第一距离以及第一通信系统的天线710a与第二移动机器人的第二天线720b之间的第二距离。

第二移动机器人100b的控制单元1800还可以通过顺序启用第二移动机器人的第一天线710b和第二天线720b来顺序计算第一距离和第二距离。

例如,第二移动机器人100b的控制单元1800可以在第二移动机器人的第一天线710b被启用而第二天线720b被禁用的状态下计算第一距离。

此后,当计算第一距离时,第二移动机器人100b的控制单元1800可以通过禁用第一天线710b而启用第二天线720b来计算第二距离。

另一方面,由于在第二移动机器人中仅设置两根天线710b和720b,因此不能利用三角测量方案。

本公开可以使用到达角(AoA)定位技术通过两个UWB锚(或两根天线)基于第二移动机器人的向前方向来确定与第一移动机器人相关的方向信息(或角度信息)。

下文中,将描述使用AoA定位技术来确定第一移动机器人100a和第二移动机器人100b的相对位置的方法。为了使用AoA定位技术,第一移动机器人100a和第二移动机器人100b中的每个可以设置有一根接收天线或多根接收天线。第一移动机器人100a和第二移动机器人100b可以使用分别设置在机器人中的接收天线接收信号的角度差(或相位差)来确定它们的相对位置。为此目的,第一移动机器人100a和第二移动机器人100b中的每个可以能够感测来自接收天线阵列的准确信号方向。

由于分别在第一移动机器人100a和第二移动机器人100b中生成的信号(例如,UWB信号)可以仅在特定方向天线中被接收,因此它们可以确定(识别)信号的接收角度。假设已知设置在第一移动机器人100a和第二移动机器人100b中的接收天线的位置,可以基于接收天线的信号接收方向来计算第一移动机器人100a和第二移动机器人100b的相对位置。

如果安装了一根接收天线,则可以在预定范围的空间中计算2D位置。另一方面,如果安装了至少两根接收天线,则可以确定3D位置。在后一种情况下,可以使用接收天线之间的距离d进行定位,以便准确地确定信号接收方向。

例如,可以在第一移动机器人100a中设置一个UWB标签(或一根天线),并且可以在第二移动机器人100b中设置至少两个UWB锚(或至少两根天线)。第二移动机器人100b可以通过至少两个UWB锚(或至少两根天线)中的每个接收从第一移动机器人100a的UWB标签发送的UWB信号。

此后,第二移动机器人100b可以通过使用通过至少两个UWB锚(至少两根天线)接收的UWB信号之间的相位差以及至少两个UWB锚(或至少两根天线)之间的距离,确定第一移动机器人100a参考第二移动机器人100b的向前方向所处的位置信息(或角度信息)。

例如,本公开的第二移动机器人可以使用ToF方案提取第一移动机器人与第二移动机器人之间的距离信息,并使用AoA方案确定第一移动机器人相对于第二移动机器人100b的向前方向所处的方向信息(或角度信息)。另外,第二移动机器人可以使用距离信息和角度信息来确定第一移动机器人的相对位置。

另外,即使第二移动机器人仅设置有两根天线710b和720b,本公开也可以基于通过两根天线接收到的信号的强度来确定第一移动机器人的相对位置。

下文中,将参考附图更详细地描述第二移动机器人使用两根天线来确定第一移动机器人的相对位置的方法。

图9是例示根据本公开的代表性控制方法的流程图,图10是详细例示图9中示出的控制方法的部分的流程图。图11A、图11B和图12是例示图9和图10中例示的方法的概念图。

参考图7A至图8给出的描述将同样地/类似地应用于以下描述。

第一移动机器人100a可以包括设置在第一移动机器人的一个点上并被配置为发送和接收信号的一根天线710a。

第二移动机器人100b可以包括第一天线710b和第二天线720b,第一天线710b和第二天线720b设置在主体100b的前区域上,并被配置为与第一移动机器人的天线进行信号的发送和接收。

第二移动机器人100b的控制单元1800可以使用通过第一天线710b和第二天线720b接收的信号来确定第一移动机器人的相对位置。

首先,第二移动机器人100b的控制单元1800可以通过设置在第二移动机器人100b中的第一天线710b和第二天线720b中的至少一根向第一移动机器人100a输出第一信号(无线电消息1)(S910)。

第二移动机器人100b的控制单元1800可以控制UWB锚700b以通过第一天线710b和第二天线720b中的至少一个输出第一信号。

为此目的,第一移动机器人100a的控制单元可以通过设置在第一移动机器人100a的一点上的一根天线710a接收第一信号。

第一信号可以是例如UWB信号。然而,本公开不限于此,第一信号可以包括可以通过第一移动机器人100a或第二移动机器人100b的所有信号。

第一移动机器人100a的控制单元可以响应于第一信号而向第二移动机器人100b输出第二信号。

第一移动机器人100a的控制单元可以在接收到第一信号时,控制UWB标签700a以通过第一移动机器人的天线710a输出第二信号。

同样,第二信号可以是UWB信号。然而,本公开不限于此,第二信号可以包括可以通过第一移动机器人100a或第二移动机器人100b的所有信号。

第二信号可以包括与延迟时间t_reply相关的信息,可以基于第一移动机器人100a已经接收到第一信号的时间和第一移动机器人100a已经输出(发送)第二信号的时间来计算延迟时间t_reply。

第二移动机器人100b的控制单元1800可以通过设置在第二移动机器人(或第二移动机器人主体)100b的前区域上的第一天线710b和第二天线720b中的每个接收从第一移动机器人的天线710a输出的第二信号(S920)。

当第一天线710b和第二天线720b分别接收到第二信号时,第二移动机器人100b的控制单元1800可以确定第一移动机器人的天线710a与第二移动机器人的第一天线710b之间的第一距离以及第一移动机器人的天线710a与第二移动机器人的第二天线720b之间的第二距离(S930)。

换句话说,第二移动机器人100b的控制单元1800可以基于通过第一移动机器人的天线710a和第二移动机器人的第一天线710b和第二天线720b发送和接收的信号(第一信号和第二信号)来确定第一移动机器人的天线710a与第二移动机器人的第一天线710b之间的第一距离以及第一移动机器人的天线710a与第二移动机器人的第二天线720b之间的第二距离。

鉴于图8的描述可以理解确定(计算)第一距离和第二距离的方法。

第二移动机器人100b的控制单元1800可以分别确定以所确定的距离(第一距离和第二距离)为半径的两个圆的两个交点(S940)。

具体地,第二移动机器人100b的控制单元1800可以确定第一天线710b为中心且第一距离为半径的第一圆与第二天线720b为中心且第二距离为半径的第二圆的两个交点。

然后,第二移动机器人100b的控制单元1800可以基于通过第一天线710b和第二天线720b中的每个接收的信号(第二信号)的强度来确定第一移动机器人100a的相对位置(或第一移动机器人的天线710a的位置(相对位置))(S950)。

如果第一移动机器人100a的天线与第二移动机器人100b的第一天线710b和第二天线710b都位于一条直线上,则这两个圆可以仅产生一个交点。在这种情况下,对应于一个交点的位置(坐标)可以是第一移动机器人的相对位置(或第一移动机器人的天线710a的位置)。

另一方面,在更多情况下,第二移动机器人100b的第一天线710b和第二天线720b可以设置在第二移动机器人100b的前方,相对于第二移动机器人100b的前方对称,并且第一移动机器人100a可以位于第二移动机器人100b的前面。因此,可能较少出现第一移动机器人100a的天线710a与第二移动机器人的第二移动机器人的第一天线710b都处于直线上的情况。因此,两个圆通常可以有两个交点。

另一方面,由于第二移动机器人100b可以仅设置有两根天线710b和720b,因此确定两个交点中的哪一个是第一移动机器人的相对位置可能存在问题。

本公开可以基于通过第一天线710b和第二天线720b接收到的信号的强度来确定两个交点中的一个作为第一移动机器人的相对位置。

换句话说,第二移动机器人100b的控制单元1800可以基于通过第一天线710b和第二天线720b接收到的信号强度来确定第一移动机器人100a相对于第二移动机器人100b的前方是位于第二移动机器人的前方还是后方。

如图7A、图7B和图8中例示的,在第一移动机器人的天线710a与第二移动机器人的第一天线710b和第二天线720b之间发送和接收的信号(第一信号和第二信号)可以通过第一移动机器人(或第一移动机器人主体)100a和第二移动机器人(或第二移动机器人主体)100b中的至少一个。

然而,当信号通过第二移动机器人100b时,信号的强度会减小。

当信号没有通过第二移动机器人100b时,信号的强度不会减小。

另外,通过第二移动机器人100b的信号的强度可以比没有通过第二移动机器人100b的信号的强度弱。

相反,未通过第二移动机器人100b的信号的强度可以比通过第二移动机器人100b的信号的强度强。

下文中,将更详细地描述基于通过第一天线710b和第二天线720b接收到的信号(第二信号)的强度来确定两个交点中的一个作为第一移动机器人的相对位置的方法。

参考图7A至图9给出的描述可以以相同或类似的方式应用于图10的实施方式。

第一移动机器人100a可以包括设置在第一移动机器人的一个点上并被配置为发送和接收信号的一根天线710a。

第二移动机器人100b可以包括第一天线710b和第二天线720b,第一天线710b和第二天线720b可以设置在主体100b的前区域上,并被配置为与第一移动机器人的天线进行信号的发送和接收。

第二移动机器人100b的控制单元1800可以使用通过第一天线710b和第二天线720b接收的信号来确定第一移动机器人的相对位置。

参照图10,当分别通过第一天线710b和第二天线720b接收到信号时,第二移动机器人100b的控制单元1800可以确定(测量)接收到的信号的强度。信号的强度可以按值(或数字、电平)的形式表示。

第二移动机器人100b的控制单元1800可以确定通过第一天线710b和第二天线720b接收到的信号(第二信号)的强度是否大于参考值(S1010)。

为此目的,当接收到的信号的强度大于参考值(或参考强度)时,第二移动机器人100b的控制单元1800可以确定两个交点中的可以位于第二移动机器人前方的交点是第一移动机器人的相对位置(S1020)。

例如,当通过第一天线710b和第二天线720b接收到的信号(第二信号)的强度大于(大于或等于)参考值(或参考强度)时,第二移动机器人100b的控制单元可以确定第一移动机器人100a位于第二移动机器人100b的前方。

如果接收到的信号的强度小于参考值(或参考强度),则第二移动机器人100b的控制单元1800可以确定两个交点中的可以位于第二移动机器人后方的交点是第一移动机器人的相对位置(S1030)。

当通过第一天线710b和第二天线720b接收到的信号(第二信号)的强度小于(小于或等于)参考值(或参考强度)时,第二移动机器人100b的控制单元可以确定第一移动机器人100a位于第二移动机器人100b的后方。这是因为,当通过位于第二移动机器人100b前方的第一天线710b和第二天线720b接收信号时,经由第一移动机器人(或第一移动机器人主体)100a从第一移动机器人的天线710a输出的信号的强度会衰减(减弱)。

参考值(参考强度)可以被确定(设置)为在信号尚未通过第二移动机器人100b时的信号强度与在信号已经通过第二移动机器人100b的预定部分时的信号强度之间的值。

参考值可以由设计产品时的实验值确定,或者因第一移动机器人和第二移动机器人之间输出的信号的输出信号强度的差异、信号强度根据第二移动机器人(或主体)的材料会衰减(变形)的程度、信号通过第二移动机器人的长度等而通过用户设置来确定/改变。

将参考图11A和图11B使以上描述更清楚。

参考图7A至图10给出的描述可以以相同或类似的方式应用于图11A和图11B中例示的实施方式。

第一移动机器人100a可以包括设置在第一移动机器人的一个点上并被配置为发送和接收信号的一根天线710a。

第二移动机器人100b可以包括第一天线710b和第二天线720b,第一天线710b和第二天线720b设置在主体100b的前区域上,并被配置为与第一移动机器人的天线进行信号的发送和接收。

第二移动机器人100b的控制单元1800可以使用通过第一天线710b和第二天线720b接收的信号来确定第一移动机器人的相对位置。

如图11A中例示的,第二移动机器人100b的控制单元1800可以确定第一移动机器人的天线710a与第二移动机器人100b的第一天线710b之间的第一距离d1可以是半径并且第一天线710b可以是中心的第一圆c1与第一移动机器人的天线710a与第二移动机器人的第二天线720b之间的第二距离d2可以是半径并且第二天线720b可以是中心的第二圆c2之间的两个交点P1和P2。

当通过第一天线710b和第二天线720b接收到的信号的强度等于或大于参考值时,第二移动机器人100b的控制单元1800可以确定两个交点P1和P2中的位于第二移动机器人前方F的交点P1作为第一移动机器人100a的相对位置。

当通过第一天线710b和第二天线720b接收到的信号的强度等于或大于参考值时,如图11A中例示的,可以是以下情况:第一移动机器人100a位于第二移动机器人100b的前方,第一天线710b和第二天线720b布置在第二移动机器人(或第二移动机器人主体)100b的前区域上,并且通过第一天线720b和第二天线720b接收到的信号未通过第二移动机器人100b的主体。

另一方面,如图11B中例示的,第二移动机器人100b的控制单元1800可以确定第一移动机器人的天线710a与第二移动机器人100b的第一天线710b之间的第一距离dd可以是半径并且第一天线710b可以是中心的第一圆c3与第一移动机器人的天线710a与第二移动机器人的第二天线720b之间的第二距离d4可以是半径并且第二天线720b可以是中心的第二圆c4之间的两个交点P3和P4。

当通过第一天线710b和第二天线720b接收到的信号的强度小于参考值时,第二移动机器人100b的控制单元1800可以确定两个交点P3和P4中的位于第二移动机器人后方R的交点P4作为第一移动机器人100a的相对位置。

当通过第一天线710b和第二天线720b接收到的信号的强度小于参考值时,如图11B中例示的,可以是以下情况:第一移动机器人100a位于第二移动机器人100b的后方,第一天线710b和第二天线720b布置在第二移动机器人(或第二移动机器人主体)100b的前区域上,并且通过第一天线710b和第二天线720b接收到的信号通过第二移动机器人100b的主体达预定长度1010。

当信号通过第二移动机器人100b达预定长度1010时,信号的强度可以减小并可以具有小于参考值的值。

第二移动机器人100b的控制单元可以确定通过第一天线710b和第二天线720b接收到的信号的强度是否等于或大于参考值或小于参考值,并基于该确定将两个交点中的一个确定为第一移动机器人100a的相对位置。

当确定了第一移动机器人100a的相对位置时,第二移动机器人100b的控制单元可以控制行进单元1300以使第二移动机器人100b的主体朝向第一移动机器人100a的相对位置移动。也就是说,第二移动机器人100b的控制单元可以确定第一移动机器人100a的相对位置,并基于所确定的相对位置来控制第二移动机器人主体在跟随第一移动机器人100a的同时行进。

第二移动机器人100b的控制单元可以通过通信单元向第一移动机器人100a发送与所确定的第一移动机器人100a的相对位置相关的信息。第一移动机器人100a的控制单元可以基于从第二移动机器人100b接收的关于第二移动机器人100b的相对位置的信息来确定第二移动机器人100b的相对位置。

第一移动机器人100a的控制单元可以基于第二移动机器人100b的相对位置向第二移动机器人100b发送控制信号,以控制第二移动机器人100b的各种操作(例如,移动、旋转、跟随行进、停止、行进路径改变等)。

另一方面,第二移动机器人100b的控制单元1800可以将设置在第一移动机器人上的天线710a的位置确定为第一移动机器人的相对位置。

换句话说,由第二移动机器人100b确定的第一移动机器人的相对位置可以指示第一移动机器人的天线710a所在的一个点的位置。

例如,当第一移动机器人的天线710a设置在第一移动机器人的中心c处时,由第二移动机器人100b的控制单元1800确定的第一移动机器人的相对位置可以指示第一移动机器人的中心c相对于第二移动机器人(详细地,第一天线710b和第二天线720b之间的中间点)的相对位置。

作为另一示例,当第一移动机器人的天线710a设置在第一移动机器人的后侧r1处时,由第二移动机器人100b的控制单元1800确定的第一移动机器人100b的相对位置可以指示第一移动机器人的后侧r1相对于第二移动机器人(详细地,第一天线710b和第二天线720b之间的中间点)的相对位置。

本说明书中描述的第一移动机器人的相对位置可以是指第一移动机器人的一根天线710a所在的点的相对位置。

另一方面,当第一移动机器人的天线710a设置在第一移动机器人的中心处时,通过第一移动机器人的天线710a发送和接收的信号(第一信号和第二信号)可以通过第一移动机器人的主体。

由于第一移动机器人的天线710a设置在第一移动机器人的中心处并且第一移动机器人100a形成为柱形,因此基于第一移动机器人的天线710a的全向位置,信号可以通过第一移动机器人(或第一移动机器人主体)达相同/相近的长度。

因此,在第二移动机器人的第一天线710b和第二天线720b中,可以不考虑由于通过第一移动机器人(或第一移动机器人主体)100a而减小的信号强度。

另一方面,当第一移动机器人的天线710a设置在第一移动机器人100a的后区域(或后侧)r1上时,在第二移动机器人的第一天线710b和第二天线720b中接收到的信号的强度可以根据第一移动机器人100a和第二移动机器人100b面对的方向以及它们的布置关系而不同。

图12是例示了当第一移动机器人的天线设置在第一移动机器人的后侧时第二移动机器人基于信号强度来确定与第一移动机器人的布置关系的情况的概念图。

参考图7A至图11给出的描述可以以相同或类似的方式应用于图12的实施方式。

第二移动机器人100b的控制单元可以基于通过设置在第二移动机器人100b中的第一天线710b和第二天线720b接收到的信号的强度来确定第一移动机器人100b和第二移动机器人100b的布置状态。

具体地,当第一移动机器人的天线710a设置在第一移动机器人100a的后侧r1并且第二移动机器人的第一天线710b和第二天线720b设置在第二移动机器人100a的前区域f1和f2上时,第二移动机器人100b的控制单元1800可以基于通过第一天线710b和第二天线720b接收到的信号的强度来确定第一移动机器人100a和第二移动机器人100b的布置状态(第一移动机器人100a和第二移动机器人100b所处的位置和它们面对的方向或第一移动机器人100a和第二移动机器人100b的布置关系)。

例如,如图12的(a)中例示的,当第一移动机器人100a位于第二移动机器人100b的前方并且第一移动机器人100a和第二移动机器人100b面对相同方向(即,第一移动机器人100a的前侧(或前区域)F1和第二移动机器人100b的前侧(或前区域)F2面对相同方向)时,第一天线710b和第二天线720b可以接收从第一移动机器人的天线710a输出而不通过第一移动机器人100a和第二移动机器人100b的信号。因此,信号的强度可以具有作为最大值的第一值(第一强度)。

第二移动机器人100b的控制单元1800可以基于通过第一天线710b和第二天线720b接收到的信号的强度是第一值的事实,确定第一移动机器人100a位于第二移动机器人100b的前方并且第一移动机器人100a和第二移动机器人100b面对相同方向。

作为另一示例,如图12的(b)中例示的,当第一移动机器人100a位于第二移动机器人100b的前方并且第一移动机器人100a和第二移动机器人100b彼此面对(即,第一移动机器人100a的前侧(或前区域)F1和第二移动机器人100b的前侧(或前区域)F2面对彼此相对的方向)时,第一天线710b和第二天线720b可以接收从第一移动机器人的天线710a输出、通过第一移动机器人100a达预定长度1200a的信号。信号可以不通过第二移动机器人100b。因此,信号的强度可以具有可以小于第一值的第二值(第二强度)。

第二移动机器人100b的控制单元1800可以基于通过第一天线710b和第二天线720b接收到的信号的强度是第二值的事实,确定第一移动机器人100a位于第二移动机器人100b的前方并且第一移动机器人100a和第二移动机器人100b彼此面对。

作为另一示例,如图12的(c)中例示的,当第一移动机器人100a位于第二移动机器人100b的后方并且第一移动机器人100a和第二移动机器人100b面对彼此相对的方向(即,第一移动机器人100a的前侧(或前区域)F1和第二移动机器人100b的前侧(或前区域)F2面对彼此相对的方向)时,第一天线710b和第二天线720b可以接收从第一移动机器人的天线710a输出、通过第二移动机器人100b达预定长度1200b的信号。信号可以通过第一移动机器人100a。因此,信号的强度可以具有可以小于第一值的第三值(第三强度)。

第二移动机器人100b的控制单元1800可以基于通过第一天线710b和第二天线720b接收到的信号的强度是第三值的事实,确定第一移动机器人100a位于第二移动机器人100b的后方并且第一移动机器人100a和第二移动机器人100b面对彼此不同的方向。

第二值和第三值可以由实验值确定。第二值和第三值也可以根据第一移动机器人100a和第二移动机器人100b的大小、第一移动机器人和第二移动机器人的材料等而有所不同。

这是因为信号强度根据会使信号强度降低的第一移动机器人主体和第二移动机器人主体的特性而不同,因为信号可以只通过第一移动机器人和第二移动机器人的一个主体。

例如,当第一移动机器人100a大于第二移动机器人100b时,已经通过第一移动机器人100a的主体的信号的强度(第二值)可以比已经通过第二移动机器人100b的主体的信号的强度(第三值)弱。

作为另一示例,如图12的(d)中例示的,当第一移动机器人100a位于第二移动机器人100b的后方并且第一移动机器人100a和第二移动机器人100b面对相同方向(即,第一移动机器人100a的前侧(或前区域)F1和第二移动机器人100b的前侧(或前区域)F2面对相同方向)时,第一天线710b和第二天线720b可以接收从第一移动机器人的天线710a输出、通过第一移动机器人100a达预定长度1200d并通过第二移动机器人100b达预定长度1200c的信号。因此,信号的强度可以具有比第一值、第二值和第三值小的第四值(第四强度)。

第二移动机器人100b的控制单元1800可以基于通过第一天线710b和第二天线720b接收到的信号的强度是第四值的事实,确定第一移动机器人100a位于第二移动机器人100b的后方并且第一移动机器人100a和第二移动机器人100b面对相同方向。

第一移动机器人100a和第二移动机器人100b面对一个(多个)方向的描述可以意味着第一移动机器人100a的前侧和第二移动机器人100b的前侧面对该一个(多个)方向。

当第一移动机器人100a和第二移动机器人100b布置在图12的(a)中示出的状态下时,可以执行理想的跟随行进。

另一方面,当第一移动机器人100a和第二移动机器人100b布置在图12的(b)至(d)中示出的状态下时,第二移动机器人100b的控制单元1800可以控制第二移动机器人100b和第一移动机器人100a中的至少一个处于图12的(a)中示出的状态。

例如,如图12的(b)中示出的,当第一移动机器人100a位于第二移动机器人100b的前方并且第一移动机器人100a和第二移动机器人100b彼此面对时,第二移动机器人100b的控制单元1800可以通过通信单元向第一移动机器人100a发送控制信号,使得第一移动机器人100a在相对方向上(180度方向)旋转。

作为另一示例,如图12的(c)中例示的,第一移动机器人100a位于第二移动机器人100b的后方并且第一移动机器人100a和第二移动机器人100b面对相对的方向,第二移动机器人100b的控制单元1800可以控制行进单元1300,使得第二移动机器人100b在相对方向上(180度方向)旋转。

作为另一示例,如图12的(d)中例示的,当第一移动机器人100a位于第二移动机器人100b的后方并且第一移动机器人100a和第二移动机器人100b面对相同方向时,第二移动机器人100b的控制单元1800可以停止第二移动机器人100b的移动,并通过通信单元1100向第一移动机器人100a发送用于控制第一移动机器人100a在第二移动机器人100b前面通过的控制信号。

另外,如图12的(a)中例示的,第二移动机器人100b的控制单元1800可以控制第一移动机器人100a和第二移动机器人100b,使得第一移动机器人100a位于第二移动机器人100b的前方并且第一移动机器人100a和第二移动机器人100b面对相同方向,这可以使第二移动机器人能够顺利地跟随第一移动机器人。

即使在图12的(a)至(d)中示出的情况下,通过同样地/类似地应用参考图7A至图11B给出的描述,第二移动机器人100b的控制单元1800也可以实时地或以预定间隔确定(识别)第一移动机器人100a的相对位置。

另外,第二移动机器人100b的控制单元1800可以通过通信单元向第一移动机器人100a发送(或与第一移动机器人100a共享)与所确定的第一移动机器人100a的相对位置相关的信息。

此外,本公开的第二移动机器人100b可以包括两个UWB锚和两根天线,并仅使用该两个UWB锚(或两根天线)来确定第一移动机器人100a的相对位置。

第二移动机器人100b的控制单元可以基于通过第一天线和第二天线接收到的信号的相位差来确定第一移动机器人相对于第二移动机器人的向前方向所处的方向信息(角度信息)。

第一天线和第二天线可以连接到一个UWB锚或者可以分别连接到不同的UWB锚。

第二移动机器人100b可以包括连接到第一天线的第一UWB锚和连接到第二天线的第二UWB锚。

第二移动机器人100b的控制单元可以基于通过第一天线由第一UWB锚接收到的信号与通过第二天线由第二UWB锚接收到的信号之间的相位差来确定第一移动机器人相对于第二移动机器人的向前方向所处的方向信息。

第二移动机器人100b的控制单元可以基于通过设置在第一移动机器人中的一根天线和设置在第二移动机器人中的第一天线和第二天线中的至少一个发送和接收的信号来计算直到第一移动机器人的距离信息。

第二移动机器人100b的控制单元可以基于计算出的距离信息和方向信息来确定第一移动机器人的相对位置。

例如,第二移动机器人100b的控制单元可以按以上提到的AoA方式使用除了三个UWB锚(或三根天线)之外的仅两个UWB锚(或两根天线),确定第一移动机器人100a相对于第二移动机器人100b的向前方向所处的方向信息(角度信息)。

为此目的,第二移动机器人100b的控制单元可以分别通过第一UWB锚和第二UWB锚(或第一天线和第二天线)接收从第一移动机器人100a的UWB标签输出的信号。

如果通过第一UWB锚(第一天线)接收到的信号是第一信号并且通过第二UWB锚(第二天线)接收到的信号是第二信号,则第二移动机器人100b的控制单元可以确定第一信号与第二信号之间的相位差。

另外,第二移动机器人100b的控制单元可以预先知道与第一UWB锚和第二UWB锚之间的距离(或第一天线与第二天线之间的距离)有关的信息。该距离可以是在制造时预设的值。

第二移动机器人的控制单元可以基于在第一UWB锚和第二UWB锚(或第一天线和第二天线)中接收到的信号的相位差来计算第一移动机器人相对于第二移动机器人的向前方向所处的角度信息,并基于计算出的角度信息来确定第一移动机器人相对于第二移动机器人的向前方向所处的方向信息。

另一方面,第二移动机器人100b的控制单元可以基于在第一移动机器人100a的第一模块(UWB标签)与第二移动机器人100b的第二模块(UWB锚)之间发送和接收信号的时间来计算直到第一移动机器人100a的距离信息。也就是说,第二移动机器人100b的控制单元可以按ToF方式确定第一移动机器人100a和第二移动机器人100b之间的距离信息。

第二移动机器人100b的控制单元可以基于计算出的距离信息和方向信息来确定第一移动机器人的相对位置。

第二移动机器人100b的控制单元可以通过ToF方案确定距离信息,并且通过AoA方案确定方向信息(或角度信息)。

ToF方案可能需要仅一个UWB标签和仅一个UWB锚,而不管数量如何,而AoA方案可能需要一个UWB标签和至少两个UWB锚(或至少两根天线)。因此,本公开的第一移动机器人100a可以设置有一个UWB标签,第二移动机器人100b可以设置有至少两个UWB锚(至少两根天线)。

对使用两个UWB锚(或两根天线)识别第一移动机器人100a的相对位置(详细地,与第一移动机器人100a相关的角度信息(方向信息))的AoA方法的描述甚至可以同样地/类似地应用于在第二移动机器人100b的一个UWB锚中设置两根天线的情况。

当一个UWB锚具有两根天线时,第二移动机器人100b的控制单元可以经由两根天线中的每个接收从第一移动机器人100a的UWB标签发送的信号,并基于接收到的信号的相位差以及两根天线之间的距离来确定第一移动机器人100a相对于第二移动机器人100b的向前方向所处的方向信息(角度信息)。

此外,当第二移动机器人100b设置有两个UWB锚时,该两个锚中的每个可以连接到两根天线。

例如,两根天线可以连接到第一UWB锚,并且两根天线可以连接到第二UWB锚。

第一UWB锚和第二UWB锚可以相对于被形成为阻挡UWB信号的阻挡构件对称地设置。例如,阻挡构件可以是由金属材料形成的壳体(或相机),并且壳体(或相机)可以设置在第二移动机器人100b的主体上的前区域的中央部分处。

第一UWB锚和连接到第一UWB锚的两根天线可以相对于阻挡构件设置在左侧,第二UWB锚和连接到第二UWB锚的两根天线可以相对于阻挡构件设置在右侧。

第二移动机器人100b的控制单元可以确定第一UWB锚和第二UWB锚中的已经接收到UWB信号的UWB锚。

例如,当通过第一UWB锚接收到UWB信号时,第二移动机器人100b的控制单元可以确定第一移动机器人100a相对于第二移动机器人100b的向前方向位于右侧。

作为另一示例,当通过第二UWB锚接收到UWB信号时,第二移动机器人100b的控制单元可以确定第一移动机器人100a相对于第二移动机器人100b的向前方向位于右侧。

此后,第二移动机器人100b的控制单元可以分别通过与已经感测到UWB信号的UWB锚(例如,第一UWB锚)连接的两根天线接收UWB信号,并基于接收到的UWB信号之间的相位差来确定第一移动机器人100a相对于第二移动机器人100b的向前方向所处的方向信息(角度信息)。

根据本公开,第二移动机器人100b可以设置有两个UWB锚,并且两个锚中的每个可以连接到两根天线,使得即使当第二移动机器人100b设置有阻挡构件时,也可以按AoA方式计算第一移动机器人相对于第二移动机器人100b的方向信息(角度信息),这会导致能够接收UWB信号的范围变宽。

因此,本公开可以具有显著提高第一移动机器人的相对位置的识别率的效果。

以上描述可以应用于按相同/类似方式控制移动机器人(第二移动机器人)100b的方法。

例如,第二移动机器人确定第一移动机器人的相对位置的移动机器人控制方法可以包括:当通过第一天线和第二天线接收到信号时,确定第一移动机器人的天线与第二移动机器人的第一天线之间的距离以及第一移动机器人的天线与第二移动机器人的第二天线之间的距离;确定所决定的距离分别为半径的两个圆的两个交点;以及基于通过第一天线和第二天线接收到的信号的强度,确定该两个交点中的一个作为第一移动机器人的相对位置。

本发明提供了第二移动机器人可以准确地确定第一移动机器人的相对位置的多个自主移动机器人。

本公开提供了能够以第二移动机器人使用一个UWB标签、一个UWB锚和最少的天线确定第一移动机器人的相对位置的方式降低成本同时提高精度的多个新的自主移动机器人。

本公开提供了利用可以通过主体接收信号并且信号强度会衰减的事实能够仅使用两个接收天线准确地确定第一移动机器人的相对位置的多个新的自主移动机器人。

本公开可以使用UWB信号和最少的天线通过UWB模块计算两个交点,以便使得能够计算两个准确的交点并基于信号强度来确定第一移动机器人是位于第二移动机器人的前方还是后方。

本发明提供了因为第一移动机器人和第二移动机器人可以确定第一移动机器人和第二移动机器人的相对位置所以不管与服务器的通信状态如何都能够通过识别其相对位置来允许顺利跟随的多个自主移动机器人。

本文中公开的由第一移动机器人100a执行的功能/操作/控制方法可以由第一移动机器人100a的控制单元或第二移动机器人100b的控制单元执行,并且由第二移动机器人100b执行的功能/操作/控制方法可以由第二移动机器人100b的控制单元或第一移动机器人100a的控制单元执行。

另外,本公开可以使第二移动机器人100b能够确定第一移动机器人100a的相对位置。

由于第一移动机器人100a可以是主要清洁器并且第二移动机器人100b可以是跟随第一移动机器人100b的跟随清洁器,所以第二移动机器人100b可以通过识别第一移动机器人100a的相对位置更容易地跟随第一移动机器人100a,这会导致相对位置的计算时间减少和随动准确度降低。

由于第一移动机器人可能需要执行诸如根据预设的算法检测障碍物、创建地图信息、确定清洁前进方向等这样的许多计算,因此当第二移动机器人识别第一移动机器人的相对位置时,第一移动机器人的这种计算负荷可以减少。

在本说明书中,已经描述了第二移动机器人100b可以识别第一移动机器人100a的相对位置的示例,但本公开不限于此。

通常,当存在多个自主移动机器人并且执行它们的随动控制时,第一移动机器人可以确定第二移动机器人的相对位置以便提高准确度和快速性,因为作为主要机器人的第一移动机器人中设置的部件的规格(Spec)可以优于第二移动机器人中设置的部件的规格。

因此,本公开可以使第一移动机器人100a能够确定第二移动机器人100b的相对位置。

为此,第二移动机器人100b的控制单元可以通过通信单元向第一移动机器人100a发送由第二移动机器人100b的控制单元计算出的信息(例如,与第一移动机器人的天线710a以及第二移动机器人的第一天线710b和第二天线720b中的每个相关的信息、第一信号的输出时间信息、第二信号的接收时间信息、延迟时间信息(t_reply)等)。

在这种情况下,第一移动机器人100a的控制单元可以基于通过通信单元从第二移动机器人100b接收到的信息来确定第二移动机器人100b的相对位置(或第一移动机器人100a相对于第二移动机器人100b的相对位置)。

为了确定(决定)第二移动机器人100b的相对位置,第一移动机器人100a可以包括设置在第二移动机器人100b中的那些部件,第二移动机器人100b可以包括设置在第一移动机器人中的那些部件。

例如,第一移动机器人100a可以包括第一天线和第二天线以及UWB锚,第二移动机器人100b可以包括一根天线和UWB标签。

在这种情况下,第一移动机器人100a的控制单元可以执行由本说明书中描述的第二移动机器人100b的控制单元执行的功能/操作/控制方法,第二移动机器人100b的控制单元可以执行由第一移动机器人100a的控制单元执行的功能/操作/控制方法。

因此,第一移动机器人100a的控制单元可以通过由第二移动机器人100b的控制单元执行的功能/操作/控制方法来确定第二移动机器人100b的相对位置。

当第一移动机器人100a确定了第二移动机器人100b的相对位置时,第一移动机器人100a可以将所确定的第二移动机器人100b的相对位置信息发送到第二移动机器人100b。另外,第二移动机器人100b可以基于接收到的第二移动机器人的相对位置信息来确定第一移动机器人100a的相对位置。

是第一移动机器人100a确定第二移动机器人100b的相对位置还是第二移动机器人100b确定第一移动机器人100a的相对位置可以是在产品生产时决定的,并可以通过用户设置来确定/改变。

上述本公开可以被实现为程序记录介质上的计算机可读代码。计算机可读介质包括存储有能由计算机系统读取的数据的所有种类的记录装置。计算机可读介质的示例包括硬盘驱动器(HDD)、固态硬盘(SSD)、硅盘驱动器(SDD)、ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储装置等。另外,计算机还可以包括控制单元1800。以上的详细描述不应该被解释为在所有方面都是限制性的,并且应该被视为是例示性的。本公开的范围应该通过对所附权利要求的合理解释来确定,并且在本公开的等同范围内的所有修改形式被包括在本公开的范围内。

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