自动工作系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种自动工作系统，其包括边界模块和自动行走设备，所述边界模块包括：信号发生装置，生成具有预设频率的边界信号，所述预设频率至少包括相继出现的两种特征频率；边界线，规划自动行走设备的工作区域，与所述信号发生装置电性连接，传输所述边界信号，并生成电磁场；所述自动行走设备在所述工作区域内按照预设程式工作，包括：检测单元，检测环境中存在的电磁场并转换为相应的检测信号；处理单元，具有以预设频率为中心频率的带通滤波功能，接收检测单元的检测信号，滤除预设频率以外的信号，生成具有预设频率的处理信号。本自动工作系统具有较强的抗环境干扰的能力。
【专利说明】自动工作系统【技术领域】
[0001]本发明涉及一种自动工作系统，特别是一种控制自动行走设备在工作区域内工作的系统。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的发展，智能的自动行走设备为人们所熟知，由于自动行走设备可以自动预先设置的程序执行预先设置的相关任务，无须人为的操作与干预，因此在工业应用及家居产品上的应用非常广泛。工业上的应用如执行各种功能的机器人，家居产品上的应用如割草机、吸尘器等，这些智能的自动行走设备极大地节省了人们的时间，给工业生产及家居生活都带来了极大的便利。[0003]为保证上述自动行走设备在预设的工作范围内工作，通常采用自动工作系统对自动行走设备的工作范围进行控制。自动工作系统包括铺设在地表的边界线，与边界线连接的信号发生装置，自动行走设备上的信号检测单元以及对信号进行处理并控制自动行走设备行走路径的控制单元。信号发生装置发送的边界信号流经边界线时，产生以边界线为中心向四周逐渐减弱的电磁场，即靠近边界线的位置电磁场强度强，远离边界线的位置电磁场强度弱，自动行走设备上的信号检测单元将其所处位置处的电磁场转换为相应的电信号传递给控制单元，控制单元根据其传递的电信号确认其离边界线的远近，从而控制自动行走设备的在接近边界线时及时控制自动行走设备转换行走方向，防止自动行走设备行走至边界线外，从而使自动行走设备始终在边界线内工作。虽然上述方案可以准确地判断自动行走设备与边界线的距离，但无法判断自动行走设备处于边界线内还是边界线外，当自动行走设备由于意外，导致其滑移到边界线外时，控制单元判断自动行走设备接近边界线时，同样会控制自动行走设备向远离边界线的方向行走，当自动行走设备行走至电磁场很弱的位置时，自动行走设备停止行走，而使其永远停留在了边界线外，无法正常工作。
[0004]随着技术的进一步发展，如何识别自动行走设备相对边界线内外的问题已经得到初步解决。但由于来自相邻自动工作系统的边界信号、本系统内的电机信号以及环境中存在的噪音信号的干扰，使得目前已有的自动工作系统容易出现错误判断的问题。为使得自动工作系统可以准确地识别自动行走设备相对边界线的内外，必须设计一种能够有效排除上述各类信号对边界信号进行干扰的系统。
【发明内容】
[0005]本发明解决的技术问题为:提供一种能够排除干扰信号的自动工作系统。
[0006]为解决上述技术问题，本发明的技术方案是:一种自动工作系统，所述自动工作系统包括边界模块和自动行走设备，所述边界模块包括:信号发生装置，生成具有预设频率的边界信号，所述预设频率至少包括相继出现的两种特征频率；边界线，规划自动行走设备的工作区域，与所述信号发生装置电性连接，传输所述边界信号，并生成电磁场；所述自动行走设备在所述工作区域内按照预设程式工作，包括:检测单元，检测环境中存在的电磁场并转换为相应的检测信号；处理单元，具有以预设频率为中心频率的带通滤波功能，接收检测单元的检测信号，滤除预设频率以外的信号，生成具有预设频率的处理信号。
[0007]优选的，所述信号发生装置包括生成基带信号的基带信号发生单元、生成载波信号的载波信号发生单元、以及频率调制单元，所述频率调制单元根据基带信号对载波信号进行频率调制生成所述边界信号。
[0008]优选的，信号发生装置包括设置基带编码的编码设置单元，所述基带编码包括至少两个编码组，每个编码组由至少一个码元组成，基带信号发生单元根据基带编码生成基带信号，频率调制单元根据基带信号所代表的基带编码对载波信号进行频率调制。
[0009]优选的，所述预设频率包括相继出现的第一特征频率和第二特征频率，所述基带编码包括第一编码组和第二编码组，第一编码组和第二编码组分别包括至少两个码元，频率调制单元根据第一编码组生成具有第一特征频率的信号，根据第二编码组生成具有第二特征频率的信号。
[0010]优选的，基带编码包括8个二进制码元，第一编码组和第二编码组分别包括4个相邻的二进制码元。
[0011]优选的，所述预设频率包括相继出现的第一特征频率和第二特征频率，所述信号发生装置包括微控单元、第一信号单元和第二信号单元，第一信号单元生成的信号具有第一特征频率，第二信号单元生成的信号具有第二特征频率，第一信号单元与第二信号单元根据微控单元的控制信号相继生成具有第一特征频率和第二特征频率的信号。
[0012]优选的，基带信号为数字信号。优选的，载波信号为正弦波信号。
[0013]优选的，所述编码设置单元包括人机交互界面，编码设置单元根据人机交互界面接收的手动输入信号设定所述基带编码。
[0014]优选的，所述编码设置单元将设定的基带编码发送给处理单元，处理单元根据接收的基带编码设定中心频率。
[0015]优选的，自动行走设备包括频率识别单元，频率识别单元与检测单元电性连接，识别检测信号具有的频率，从预先存储的频率中选择与识别的频率不同的频率，将选择的频率发送给编码设置单元；所述编码设置单元根据接收的频率设定对应的基带编码，使信号发生装置生成的边界信号具有所述选择的频率。
[0016]优选的，频率识别单元记录自动行走设备绕边界线行走一圈的过程中识别的频率，从预先存储的频率中选择与记录的频率不同的频率。
[0017]优选的，频率识别单元将选择的频率发送给处理单元，处理单元将接收的频率设定为中心频率。
[0018]优选的，自动行走设备还进一步包括控制单元,所述控制单元接收处理单元传递的处理信号，根据处理信号的频率由一种特征频率向另一种特征频率过渡时的波形变化识别自动行走设备是否处于工作区域内。
[0019]优选的，所述控制单元包括第一特征组件、第二特征组件和中央控制组件，第一特征组件在具有第一幅值的信号出现时输出相应信号，第二特征组件在具有第二幅值的信号出现时输出相应信号，中央控制组件接收第一特征组件和第二特征组件的输出信号，根据输出信号的时间间隔以及两个输出信号出现的先后顺序识别自动行走设备是否处于工作区域内。[0020]本发明的有益效果为:由于信号发生装置发送的边界信号具有特定的频率，且检测信号经处理单元处理后，滤除掉其他频率的信号，仅保留具有特征频率的信号，使得自动工作系统有效抵抗其他频率的信号对本系统的干扰。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]以上所述的本发明解决的技术问题、技术方案以及有益效果可以通过下面的能够实现本发明的较佳的具体实施例的详细描述，同时结合附图描述而清楚地获得。
[0022]附图以及说明书中的相同的标号和符号用于代表相同的或者等同的元件。
[0023]图1是本发明一较佳实施方式的自动工作系统的示意图；
[0024]图2是本发明的第一较佳实施方式的信号发生装置的电路框图；
[0025]图3是本发明的第二较佳实施方式的信号发生装置的电路框图；
[0026]图4是本发明的第二较佳实施方式的信号形式示意图；
[0027]图5是本发明的第三较佳实施方式的信号发生装置的电路框图；
[0028]图6是本发明的第四较佳实施方式的自动工作系统位置示意图；
[0029]图7是本发明的第四较佳实施方式的一个自动工作系统的信号形式示意图；
[0030]图8是本发明的第四较佳实施方式的另一个自动工作系统的信号形式示意图；
[0031]图9是本发明的第五较佳实施方式的信号发生装置的电路框图；
[0032]图10是本发明的第六较佳实施方式的自动行走设备在工作区域内的信号形式示意图；
[0033]图11是本发明的第六较佳实施方式的自动行走设备在工作区域外的信号形式示意图；
[0034]图12是本发明的第六较佳实施方式的自动行走设备的电路框图；
[0035]图13是本发明的第七较佳实施方式的信号发生装置的电路框图；
[0036]图14是本发明的第八较佳实施方式的自动行走设备的电路框图。
[0037]
【权利要求】
1.一种自动工作系统，其特征在于，所述自动工作系统包括边界模块和自动行走设备， 所述边界模块包括: 信号发生装置，生成具有预设频率的边界信号，所述预设频率至少包括相继出现的两种特征频率； 边界线，规划自动行走设备的工作区域，与所述信号发生装置电性连接，传输所述边界信号，并生成电磁场； 所述自动行走设备在所述工作区域内按照预设程式工作，包括: 检测单元，检测环境中存在的电磁场并转换为相应的检测信号； 处理单元，具有以预设频率为中心频率的带通滤波功能，接收检测单元的检测信号，滤除预设频率以外的信号，生成具有预设频率的处理信号。
2.根据权利要求1所述的自动工作系统，其特征在于:所述信号发生装置包括生成基带信号的基带信号发生单元、生成载波信号的载波信号发生单元、以及频率调制单元，所述频率调制单元根据基带信号对载波信号进行频率调制生成所述边界信号。
3.根据权利要求2所述的自动工作系统，其特征在于:信号发生装置包括设置基带编码的编码设置单元，所述基带编码包括至少两个编码组，每个编码组由至少一个码元组成，基带信号发生单元根据基带编码生成基带信号，频率调制单元根据基带信号所代表的基带编码对载波信号进行频率调制。
4.根据权利要求3所述的自动工作系统，其特征在于:所述预设频率包括相继出现的第一特征频率和第二特征频率，所述基带编码包括第一编码组和第二编码组，第一编码组和第二编码组分别包括至少`两个码元，频率调制单元根据第一编码组生成具有第一特征频率的信号，根据第二编码组生成具有第二特征频率的信号。
5.根据权利要求4所述的自动工作系统，其特征在于:基带编码包括8个二进制码元，第一编码组和第二编码组分别包括4个相邻的二进制码元。
6.根据权利要求1所述的自动工作系统，其特征在于:所述预设频率包括相继出现的第一特征频率和第二特征频率，所述信号发生装置包括微控单元、第一信号单元和第二信号单元，第一信号单元生成的信号具有第一特征频率，第二信号单元生成的信号具有第二特征频率，第一信号单元与第二信号单元根据微控单元的控制信号相继生成具有第一特征频率和第二特征频率的信号。
7.根据权利要求1所述的自动工作系统，其特征在于:基带信号为数字信号。
8.根据权利要求1所述的自动工作系统，其特征在于:载波信号为正弦波信号。
9.根据权利要求3所述的自动工作系统，其特征在于:所述编码设置单元包括人机交互界面，编码设置单元根据人机交互界面接收的手动输入信号设定所述基带编码。
10.根据权利要求7所述的自动工作系统，其特征在于:所述编码设置单元将设定的基带编码发送给处理单元，处理单元根据接收的基带编码设定中心频率。
11.根据权利要求3所述的自动工作系统，其特征在于:自动行走设备包括频率识别单元，频率识别单元与检测单元电性连接，识别检测信号具有的频率，从预先存储的频率中选择与识别的频率不同的频率，将选择的频率发送给编码设置单元；所述编码设置单元根据接收的频率设定对应的基带编码，使信号发生装置生成的边界信号具有所述选择的频率。
12.根据权利要求11所述的自动工作系统，其特征在于:频率识别单元记录自动行走设备绕边界线行走一圈的过程中识别的频率，从预先存储的频率中选择与记录的频率不同的频率。
13.根据权利要求11所述的自动工作系统，其特征在于:频率识别单元将选择的频率发送给处理单元，处理单元将接收的频率设定为中心频率。
14.根据权利要求1所述的自动工作系统，其特征在于:自动行走设备还进一步包括控制单元，所述控制单元接收处理单元传递的处理信号，根据处理信号的频率由一种特征频率向另一种特征频率过渡时的波形变化识别自动行走设备是否处于工作区域内。
15.根据权利要求14所述的自动工作系统，其特征在于:所述控制单元包括第一特征组件、第二特征组件和中央控制组件，第一特征组件在具有第一幅值的信号出现时输出相应信号，第二特征组件在具有第二幅值的信号出现时输出相应信号，中央控制组件接收第一特征组件和第二特征组件的输出信号，根据输出信号的时间间隔以及两个输出信号出现的先后顺序识别 自动行走设备是否处于工作区域内。
【文档编号】G05D1/02GK103869813SQ201210544082
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年12月14日 优先权日:2012年12月14日
【发明者】强尼·鲍瑞那图 申请人:苏州宝时得电动工具有限公司