专利名称：机器人清洁器的移动距离感应装置及其方法
技术领域：
本发明涉及机器人清洁器，并且更为具体的说，涉及用于机器人清洁器的移动距离感应装置及其方法，该方法通过在相同感应线上安装短距离传感器和长距离传感器能够精确感应机器人清洁器的移动距离。
背景技术：
通常，机器人清洁器是用于自动清理的机器，它不用用户操作而是自己在地板四周移动，从地板上吸入外部物质诸如灰尘，来清理某个地方。
图1是显示关于现有机器人清洁器的行进系统的结构的框图。
从图1中可以看出，现有机器人清洁器的行进系统包括障碍物感应单元1，用于在机器人清洁器移动期间感应障碍物；马达控制单元2，用于根据从障碍物感应单元1输出的障碍物感应信号，输出马达控制命令信号以远离障碍物；左轮马达驱动单元3，用于响应从马达控制单元2输入的马达控制命令信号来驱动左轮马达5；和右轮马达驱动单元4，用于响应从马达控制单元2输入的马达控制命令信号来驱动右轮马达6。
图2是显示用于现有机器人清洁器的移动方法的相关操作的流程图。
参考图2，一旦用户指示机器人清洁器进行清洁，该机器人清洁器执行清洁操作，并识别是否存在感应的障碍物(步骤ST1-ST3)。此时，如果感应到障碍物，该机器人清洁器执行操作以通过驱动左轮或右轮马达远离障碍物(步骤ST4)。在避开障碍物后，该机器人清洁器保持直线前进，然后再次执行清洁操作直到完成(步骤ST5和ST6)。最后，当清洁完成时，该机器人清洁器停止移动(步骤ST6)。
如上所述，该机器人清洁器借助于其中安装程序的装置通过以行进预定的路径或任意路径或避开障碍物来执行清洁操作。然而，为了执行清洁操作，应当向机器人清洁器提供各种信息，如位置确定、行进范围的测量、感应障碍物等，为此需要很多传感器。实际上，该机器人清洁器应该具有能同时感应长距离和短距离以及感应误操作的感应系统。然而，类似能精确感应长和短距离的激光传感器的传感器需要很高的价格，使得很难将它应用到机器人清洁器上。另外，在使用低价传感器，如超声波传感器的情况下，当机器人移动时一旦感应到到特定物体的长距离，此后，当关于相同物体测量短距离时，在测量距离期间由于滑动或传感器误差将不利地发生误差，因此频繁发生机器人清洁器的误操作。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种移动距离感应装置及其方法，该方法通过在相同的感应线上安装彼此具有不同感应方法的长距离传感器和短距离传感器，相对于同一方向同时感应长和短距离，并之后在由两个不同类型的传感器提供的信息的基础上确定相干性来测量更精确的移动距离。
为了实现这些和其他优点，并且根据本发明的目的，如在这里具体和广泛地描述的，提供一种用于机器人清洁器的移动距离感应装置，其包括长距离传感器，其用于感应关于长距离的移动距离；在相同感应线上安装的与长距离传感器一对一对应的短距离传感器，其用于感应关于短距离的移动距离；和微型计算机，其用于在由长距离传感器和短距离传感器提供的关于相同方向的移动距离信息的基础上确定移动距离误差。
为了实现这些和其他优点，并且根据本发明的目的，如在这里具体和广泛地描述的，提供一种用于感应机器人清洁器的移动距离的方法，其包括以下步骤在它的移动期间，通过长距离传感器感应关于长距离的移动距离和通过短距离传感器感应关于短距离的移动距离；对于由各个传感器感应的移动距离，计算每个减小比率或每个增加比率；和在用于计算的移动距离的减小比率或增加比率彼此相干的情况下，将它们识别为精确值，而在它们彼此不相干的情况下，确定发生了误差。
通过下面结合附图对本发明进行详细描述，本发明的上述和其他目的、特征、方面和优点将显而易见。
附图是为了能进一步了解本发明而包含的，并且被纳入本说明书中构成本说明书的一部分，这些附图示出了本发明的实施例，并用于与本说明书一起对本发明的原理进行说明。
在附图中图1是显示现有机器人清洁器的行进系统的配置的框图；图2是显示用于现有机器人清洁器的移动方法的有关操作的流程图；图3是显示根据本发明的机器人清洁器的距离感应装置的配置的说明图；且图4是显示根据本发明的用于感应机器人清洁器的移动距离的方法的有关操作的流程图。
具体实施例方式
现在将详细参考本发明的优选实施例，在附图中示意其范例。
参考附图，将详细描述用于移动距离感应装置和用于感应移动距离的方法的优选实施例，其通过在相同的感应线上安装彼此具有不同感应方法的长距离传感器和短距离传感器，相对于同一方向同时感应长和短距离，并在由两个不同类型的传感器提供的感应信息的基础上确定相干性，能够测量更精确的移动距离。
图3是显示根据本发明的机器人清洁器的距离感应装置的配置的说明图。
参考图3，根据本发明的机器人清洁器的距离感应装置包括长距离传感器10，该传感器被以均匀间隔安装在机器人清洁器的外圆周表面上，并安装在相同感应线上，与短距离传感器一对一对应，其用于感应关于长距离的移动距离；在相同感应线上安装的与长距离传感器10一对一对应的短距离传感器20；和微型计算机30，其用于在由长距离传感器10和短距离传感器20提供的关于相同方向的移动距离信息的基础上确定移动距离误差。
在此，由于机器人清洁器靠近或远离预定清洁路径或任意路径，该微型计算机30比较由长距离传感器10感应的移动距离比率和由短距离传感器20感应的移动距离比率(该短距离传感器与长距离传感器位于相同感应线上)，并根据比较结果来确定移动距离误差。即，当机器人清洁器移动时，当相对于同一方向，由长距离传感器10感应的移动距离与由短距离传感器20感应移动距离相关，并且该移动距离相干地减小或增加时，该微型计算机30将每个移动距离确定为精确距离感应值。另一方面，当移动距离彼此不相干时，该微型计算机30确定误差已经发生。此时，如果确定已经发生误差，该微型计算机30指示驱动马达(未示出)停止机器人清洁器的移动或减小该机器人清洁器的速度。
另一方面，对于其中长距离传感器10的感应区域与短距离传感器20的感应区域重叠的区域，该微型计算机30直接比较由长距离传感器10感应的移动距离值和由短距离传感器20感应的移动距离值，并基于比较的结果确定该移动距离，由此使得可能测量更精确的移动距离值。
而且，在本发明的优选实施例中，该长距离传感器10使用超声波传感器，而短距离传感器20使用红外传感器。然而，可以不限制于超声波传感器和红外传感器，而是能使用通过在相同感应线上设置彼此具有不同的感应方法的长或短距离传感器，相对于同一方向能同时感应长距离和短距离的任何传感器。
现在将解释根据本发明的机器人清洁器的距离传感器是如何工作的。
首先，当机器人清洁器移动时，长距离传感器10感应对于长距离的移动距离，并且短距离传感器20感应对于短距离的移动距离。
然后，该微型计算机30计算关于由各个传感器感应的移动距离的每个减小比率和每个增加比率。然后，该微型计算机30相互比较关于各个计算的移动距离的减小比率或增加比率。如果确定彼此相干，该微型计算机30识别每个移动距离为正确值。另一方面，如果确定彼此不同，微型计算机30识别已经发生误差。此时，如果确定误差已经发生，该微型计算机30指示驱动马达停止机器人清洁器或降低速度。
图4是显示根据本发明的用于感应机器人清洁器的移动距离的方法的有关操作的流程图。
参考图4，在根据本发明的用于感应机器人清洁器的距离的方法中，确定机器人清洁器靠近或远离预定路径或任意路径(步骤ST11和ST12)。在此，将相互具有分别不同的感应方法的长距离传感器10和短距离传感器20预设在机器人清洁器机身中的相同感应线上。
然后，当机器人清洁器接近预定路径时，该长距离传感器10感应长距离，之后根据机器人清洁器的移动来计算长距离的减小比率(步骤ST13和ST14)。而且，该短距离传感器20感应短距离，之后根据机器人清洁器的移动计算短距离的减小比率(步骤ST15和ST16)。
此后，将由长距离传感器10感应的长距离的减小比率与由短距离传感器20感应的短距离的减小比率进行比较，并确定彼此是否相干(步骤ST17)。基于确定结果，如果由长距离传感器10感应的长距离的减小比率与由短距离传感器20感应的短距离的减小比率相干，识别为精确距离感应值(步骤ST18)。如果不相干，则识别为与由长距离传感器10和短距离传感器20感应的移动距离值有关的误差已经发生(步骤ST19)。因此，在误差发生的情况下，停止该机器人清洁器或降低它的移动速度(步骤ST20)。
另一方面，如果确定该机器人清洁器远离预定清洁路径或任意路径(步骤ST11和ST12)，短距离传感器20感应短距离，之后根据该机器人清洁器的移动计算短距离的增加比率(步骤ST21和ST22)。
而且，长距离传感器10感应长距离，之后根据机器人清洁器的移动计算长距离的增加比率(步骤ST23和ST24)。
此后，将由短距离传感器20感应的短距离的增加比率与由长距离传感器10感应的长距离的增加比率进行比较，并确定彼此是否相干(步骤ST25)。如果由长距离传感器10感应的长距离的增加比率与由短距离传感器20感应的短距离的增加比率相干，识别为精确移动距离值(步骤ST18)。如果不相干，则识别为与由长距离传感器10和短距离传感器20感应的移动距离值有关的误差已经发生(步骤ST19)。因此，在误差发生的情况下，停止该机器人清洁器或降低它的移动速度(步骤ST20)。
另一方面，对于其中长距离传感器10的感应区域与短距离传感器20的感应区域重叠的区域，该微型计算机30直接比较由长距离传感器10感应的移动距离值和由短距离传感器20感应的移动距离值，并在比较结果的基础上确定移动距离误差，由此能够确定更精确的值。
如上所述，通过在相同感应线上安装具有分别不同的感应方法的长距离传感器10和短距离传感器20，同时感应相对于同一方向的长和短距离，并且确定基于两个不同感应信息的移动距离误差。结果，可以测量更精确的移动距离。因此，在感应移动距离期间能正确地感应发生的误差，而不使用高价传感器，并能有效的克服误差。
因为在不脱离本发明的精神和本质特征的情况下，其可以具体表现为多种形式，应该理解除非特别说明，上述的实施例不由任意前述描述的细节所限制，而是应该在附加的权利要求中定义的精神和范围内被广泛的理解，并且因此，所有在权利要求范围，或范围的等效物内的修改和变更都意在被附加的权利要求所包括。
权利要求
1.一种用于机器人清洁器的移动距离感应装置，其包括长距离传感器，其用于感应相对于长距离的移动距离；短距离传感器，其被安装在和长距离传感器相同的感应线上，且与长距离传感器一对一对应，该短距离传感器用于感应相对于短距离的移动距离；和微型计算机，其用于在由长距离传感器和短距离传感器提供的相对于相同方向的移动距离信息的基础上确定移动距离误差。
2.如权利要求1所述的感应装置，其中，该长距离传感器是超声波传感器。
3.如权利要求1所述的感应装置，其中，该短距离传感器是红外传感器。
4.如权利要求1所述的感应装置，其中，该长距离传感器被以均匀间隔安装在机器人清洁器的外圆周表面上，并还被安装在和短距离传感器相同的感应线上，与短距离传感器一对一对应。
5.如权利要求1所述的感应装置，其中，当机器人清洁器靠近或远离预定清洁路径或任意路径时，该微型计算机比较由长距离传感器感应的移动距离比率和由短距离传感器感应的移动距离比率，并根据比较结果来确定移动距离误差。
6.如权利要求5所述的感应装置，其中，对于其中长距离传感器的感应区域与短距离传感器的感应区域重叠的区域，该微型计算机比较由长距离传感器感应的移动距离值和由短距离传感器感应的移动距离值，并基于比较的结果确定移动距离误差。
7.一种机器人清洁器的移动距离感应装置，其包括超声波传感器，其以均匀间隔被安装在机器人清洁器的外圆周表面上，并被安装在和红外传感器相同的感应线上，且与红外传感器一对一对应，该超声波传感器用于感应相对于长距离的移动距离；红外传感器，其被安装在与超声波传感器相同的感应线上，且与超声波传感器一对一对应，用于感应相对于短距离的移动距离；和微型计算机，其用于在由超声波传感器和红外传感器提供的相对于相同方向的移动距离信息的基础上确定移动距离误差。
8.如权利要求7所述的感应装置，其中，在机器人清洁器移动期间，如果由超声波传感器感应的长距离的移动距离和由红外传感器感应的短距离的移动距离彼此之间相干地增加或减小，则由微型计算机确定为精确距离感应值，否则，该微型计算机确定已经发生误差。
9.如权利要求8所述的感应装置，其中，对于其中超声波传感器感应的移动距离与红外传感器感应的移动距离重叠的区域，该微型计算机直接比较由超声波传感器感应的移动距离值和由红外传感器感应的移动距离值，并基于比较的结果确定移动距离误差。
10.如权利要求7所述的感应装置，其中，该微型计算机在误差发生的情况中执行命令以停止机器人清洁器的移动或降低它的移动速度。
11.如权利要求7所述的感应装置，其中，当机器人清洁器在沿着预定清洁路径移动的同时靠近特定物体时，当相对于由超声波传感器感应的移动距离的减小比率与相对于由红外传感器感应的移动距离的减小比率相干时，该微型计算机确定机器人清洁器的移动距离值为精确值。
12.如权利要求7所述的感应装置，其中，当机器人清洁器在沿着预定清洁路径移动的同时远离特定物体时，当相对于由超声波传感器感应的移动距离的增加比率与相对于由红外传感器感应的移动距离的增加比率相干时，该微型计算机确定机器人清洁器的移动距离值为精确值。
13.一种用于感应机器人清洁器的移动距离的方法，其包括以下步骤在机器人清洁器移动时，通过长距离传感器感应相对于长距离的移动距离和通过短距离传感器感应相对于短距离的移动距离；对于由各个传感器感应的移动距离，计算减小比率或增加比率；和在用于各个计算的移动距离的减小比率或增加比率彼此相干的情况下，将移动距离识别为精确值，而在它们彼此不相干的情况下，确定已经发生误差。
14.如权利要求13所述的方法，其中，该长距离传感器是超声波传感器，并且该短距离传感器是红外传感器。
15.如权利要求13所述的方法，进一步包括其中在由于机器人清洁器的减小比率或增加比率不相等而引起误差发生的情况下，该微型计算机指示停止机器人清洁器的移动或降低其速度的步骤。
16.如权利要求13所述的方法，进一步包括对于其中由长距离传感器感应的区域与由短距离传感器感应的区域重叠的区域，直接比较由长距离传感器感应的移动距离值和由短距离传感器感应的移动距离值，并在比较结果的基础上确定移动距离误差的步骤。
17.一种用于感应移动距离的方法，其包括以下步骤在机器人清洁器的机身内，在相同感应线上设置彼此具有各自不同的感应方法的长距离传感器和短距离传感器；对于相同方向，分别由传感器同时感应长距离和短距离的移动距离，并且对于感应的移动距离计算减小比率或增加比率；和比较减小比率或增加比率，以确定彼此是否相干，并然后确定移动距离的误差。
18.如权利要求17所述的方法，其中，该计算减小比率或增加比率的步骤包括步骤确定机器人清洁器靠近或远离预定清洁路径或任意路径；和当机器人清洁器靠近预定路径时，由长距离传感器感应长距离以根据机器人清洁器的移动来计算长距离减小比率，并且短距离传感器感应短距离以根据机器人清洁器的移动来计算短距离减小比率。
19.如权利要求17所述的方法，其中，该计算减小比率或增加比率的步骤包括以下步骤确定机器人清洁器靠近或远离预定清洁路径或任意路径；和当确定该机器人清洁器远离预定清洁路径时，由短距离传感器感应短距离以根据该机器人清洁器的移动来计算短距离增加比率，并且由长距离传感器感应长距离以根据机器人清洁器的移动来计算长距离增加比率。
20.如权利要求17所述的方法，其中，该确定误差的步骤进一步包括当误差发生时，停止机器人清洁器的移动或降低其速度的步骤。
全文摘要
一种用于机器人清洁器的移动距离感应装置及其方法，其通过在机器人清洁器中的相同感应线上设置彼此具有不同感应方法的长距离传感器和短距离传感器以感应相同方向的长距离和短距离，并在两个不同传感器提供的信息的基础上确定每个移动距离的相干性，来确定关于机器人清洁器的精确移动距离，该移动距离感应装置包括长距离传感器，其感应相对于长距离的移动距离；在与长距离传感器相同的感应线上安装的与长距离传感器一对一对应的短距离传感器，其用于感应相对于短距离的移动距离；和微型计算机，其用于在由长距离传感器和短距离传感器提供的相对于相同方向的移动距离信息的基础上确定移动距离误差。
文档编号B25J19/02GK1771877SQ200510068810
公开日2006年5月17日 申请日期2005年5月11日 优先权日2004年11月11日
发明者郑一均 申请人:Lg电子株式会社