专利名称：用于控制自行移动式机器人的系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种系统，该系统包括 -基地站，包括信号发射模块，
-可自行移动式机器人，至少包括储能器；传感器，用于感测 由基地站的信号发射模块发射的信号；以及处理器，用于基于感测 的信号来控制机器人的移动以使机器人返回到基地站，
本发明还涉及 一 种用于控制自行移动式机器人的方法。
背景技术：
从US-A1-2006/0273749已知这样的机器人，该才几器人可以用 于例如借助真空清洁来清洁各区域。
这种机器人优选地包括储能器，借助该储能器可以向机器人 的多个部件如真空清洁器供电；推进单元，用于移动机器人；以及 例如传感器，用于检测机器人附近的障碍。
例如当储能器的充电电平低于预定参考电平时，机器人必须返 回到基地站以对储能器再充电。返回到基地站的另 一原因可能在于 排空集尘器或者再填充水容器。
为了能够找到基地站，基地站包括其信号由机器人的传感器检 测的信号发射模块。 一旦已经检测到基地站，机器人在处理器的控 制之下移回到基地站。为了将机器人移回到基地站，没有必要知道
机器人相对于基地站的绝对位置。由于基地站的信号发射模块所发 射的信号，机器人应当移动到的方向是已知的。
在对储能器再充电之后，机器人应当恢复它在中断之前正在进 行的真空清洁或者其它操作。
如果机器人从基地站恢复它的操作，则会再次清洁基地站周围的区域，而清洁操作中断的位置的附近区域根本不会被清洁。
然而，由于在中断机器人的操作时机器人的绝对位置未知，所
以不可能从中断位置恢复操作。
向机器人提供用于持续地感测、检测和记忆机器人相对于基地
站的绝对位置以便能够将机器人移回到中断位置的手段成本相对高
昂且相对复杂。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种相对简易的系统，其中机器人可以在从中断位置返回到基地站之后恢复它的操作。
这一目的通过根据本发明的系统来实现，其中机器人包括-用于控制机器人的移动以在表面之上随机移动机器人的装置，
其中并不记忆机器人的绝对位置，
-用于标记机器人的移动被中断而返回到基地站的中断位置的
装置，
-用于使机器人从基地站返回到中断位置的装置，该装置使用所述标记。
通过标记中断位置，机器人可以容易地移回到中断位置，而无需知道中断位置相对于基地站的绝对位置。仅需知道中断位置相对于机器人的相对位置。
根据本发明的系统的 一个实施例的特征在于，用于标记中断位置的装置包括至少 一个信标，该至少 一个信标由机器人至少放置于中断位置并且保持于中断位置至少直至机器人从基地站返回到中断位置。
机器人可以容易地放置这样的信标。信标可以是物理的，例如是物体，甚至是在中断位置设置的半持久物理改变，例如温度或者颜色的改变。优选地，信标使机器人能够恢复与在中断操作时刻之前一样的确切位置和定向。以这一方式，才几器人可以如同没有出现中断 一 样恢复它的随机移动。
5根据本发明的系统的另 一 实施例的特征在于，信标包括其信号可以由机器人的传感器感测的信号发射模块。
机器人可以通过正借助于其感测基地站的信号的同 一 传感器来感测由信号发射模块发射的信号。优选地，这些信号不同使得机器人可以识别信号是由基地站还是由信标发射。也有可能的是信标上的模块发射的信号由机器人的另一传感器感测。
根据本发明的系统的又一 实施例的特征在于，机器人包括将放置于中断位置与基地站之间的路径上的若干信标。
如果基地站与中断位置之间的预计距离相对长或者预计障碍物体存在于基地站与中断位置之间，则放置若干信标可能是必要的，在该情况下需要引导机器人绕过所述障碍物体。
根据本发明的系统的又一 实施例的特征在于，用于标记中断位置的装置包括用于记忆机器人从中断位置到基地站的移动的存储器，并且用于使机器人从基地站返回到中断位置的装置使用所述存储器。
通过记忆机器人在从中断位置移回到基地站时的移动，中断位置的绝对位置仍然未知，但是可以通过在与从中断位置移动到基地站时的方向相反的方向上移动机器人来找回中断位置。
现在将参照以下附图更具体地说明本发明，附图中
图1-图5是根据本发明的系统的五个不同实施例的顶视图。
具体实施例方式
相似部分在附图中由相同标号表示。
图1示出了基地站2和机器人3定位于其中的房间1。机器人在整个房间1内移动，其中机器人遵循路径P1。每当机器人达到房间1的墙壁4时，改变线性路径P1的方向。在图1中所示的机器人3的中断位置5处，中断机器人3的移动，例如短时暂停。在该暂停之后，沿着在与3各径Pl相同的方向上延伸的路径P4继续机器人3的移动。
图2示出了根据本发明的系统的第二实施例，其中在中断位置5改变环境的物理性质6，如例如温度或者颜色。在中断位置，机器人3基于由基地站2发射的信号来搜索基地站2。然后沿着路径P2将机器人3上移到基地站2。在基地站2，可以对储能器再充电，可以排空集尘器，可以再填充水容器等。这一过程由P3表示。在已经完成在基地站2的过程P3后，沿着路径P4将机器人返回到中断位置5,其中修改的性质6由机器人3感测，从而机器人3能够精化中断位置5。在中断位置5，控制机器人3以沿着在与路径Pl相同的方向上延伸的路径P5进一步移动。路径Pl是机器人3在移动中断之前移动所沿着的路径。
图3示出了根据本发明的系统的第三实施例，其中先沿着路径Pl移动机器人3直至移动被中断。机器人3在中断位置5放置信标7。信标7是机器人3可以容易地放置和识别的物体，诸如钉、球等物体。优选地，信标7具有使机器人3能够记住中断之前移动方向的某一定向。
在机器人3已经放置信标7之后，机器人3感测由基地站2发射的信号并且沿着路径P2移动到基地站2。与图2中所示实施例一样，可以在基地站2中进行若干过程P3。在完成过程P3之后，机器人3感测信标7并且沿着路径P4移回到信标7。信标然后被机器人拾取，并且机器人沿着在与路径Pl相同的方向上延伸的路径P5继续它的移动。
图4示出了根据本发明的系统的第四实施例，该系统类似于如图3中所示系统。按照根据图4的系统，在中断位置5并且沿着通至基地站2的路径P2放置若干信标7。机器人3在它从基地站2回到中断位置5的途中拾取所有信标7。
图5示出了根据本发明的系统的第五实施例，其中机器人3在中断位置5 4企测基地站2。在沿着路径P2移回到基地站2的同时，记忆机器人3的移动。当从基地站2返回到中断位置5时，机器人 进行相同的移动但是是反向的，以使机器人3沿着与路径P2相同的 路径P4回移。按照这一实施例，机器人3也在中断之后继续它沿着 路径P5的移动。
基地站的信号发射模块可以是发射信号的模块本身或者是发 射或者反射从机器人接收的信号的模块。
一种系统包括基地站，包括信号发射模块；可自行移动式机 器人，包括至少一个储能器、用于感测由基地站的信号发射模块发 射的这一信号的传感器和用于借助感测的信号来控制机器人的移动 以使机器人返回到基地站的处理器。机器人包括用于控制机器人 的移动以在表面之上随机移动机器人的装置，其中并不记忆机器人 的绝对位置；用于标记才几器人的移动#皮中断而返回到基地站的中断 位置的装置；以及用于借助所述标记使机器人从基地站返回到中断 位置的装置。
尽管在附图和前文描述中已经具体图示和描述本发明，但是这 样的图示和描述将视为示例或者举例而非限制；本发明不限于公开 的实施例。本领域技术人员在实现要求保护的本发明时根据对附图、 公开内容和所附权利要求书的研究，可以理解和实现对公开的实施 例的其它变化。在权利要求书中，措辞"包括"并不排除其它要素或 者步骤，而不定冠词"一个/一种，，并不排除多个/多种。单个处理器或 者其它单元可以实现权利要求书中记载的数项的功能。在互不相同 的从属权利要求中记载某些措施这仅有的事实并不表明不能有利地 利用这些措施的组合。权利要求书中的任何标号不应理解为对范围 的限制。
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权利要求
1.一种系统，包括-基地站，包括信号发射模块，-可自行移动式机器人，至少包括储能器；传感器，用于感测由所述基地站的信号发射模块发射的信号；以及处理器，用于基于所述感测的信号来控制所述机器人的移动以使所述机器人返回到所述基地站，其特征在于所述机器人包括-用于控制所述机器人的移动以在表面之上随机移动所述机器人的装置，其中并不记忆所述机器人的绝对位置，-用于标记所述机器人的移动被中断而返回到所述基地站的中断位置的装置，以及-用于使所述机器人从所述基地站返回到所述中断位置的装置，该装置使用所述标记。
2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述用于标记所述中断位置的装置包括至少一个信标，该至少一个信标由所述机器人至少放置于所述中断位置并且保持于所述中断位置至少直至所述机器人从所述基地站返回到所述中断位置。
3. 根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述信标包括其信号可以由所述机器人的所述传感器感测的信号发射模块。
4. 根据权利要求2或者3所述的系统，其特征在于，所述机器人包括将放置于在所述中断位置与所述基地站之间的路径上的若干信标。
5. 根据前述权利要求其中之一所述的系统，其特征在于，所述用于标记所述中断位置的装置包括用于记忆所述机器人从所述中断位置到所述基地站的移动的存储器，并且所述用于使机器人从所述基地站返回到所述中断位置的装置使用所述存储器。
6. —种用于控制自行移动式机器人的方法，所述方法包括-在表面之上随机移动所述机器人，其中并不记忆所述机器人的绝对位置，-中断所述机器人的移动，-标记所述机器人的移动#皮中断而返回到所述基地站的中断位置，-感测由所述基地站的发射模块发射的信号，-借助所述信号使所述机器人移动到所述基地站，-借助所述标记使所述机器人从所述基地站返回到所述标记的中断位置，-恢复所述机器人在所述表面之上的随机移动。
全文摘要
一种系统，包括基地站(2)，包括信号发射模块；可自行移动式机器人，至少包括储能器、用于感测由基地站的信号发射模块发射的这一信号的传感器以及用于借助感测的信号来控制机器人的移动以使机器人返回到基地站的处理器。机器人包括用于控制机器人的移动以在表面之上随机移动机器人的装置，其中并不记忆机器人的绝对位置；用于标记机器人的移动被中断而返回到基地站的中断位置(5)的装置；以及用于借助所述标记使机器人从基地站返回到中断位置(5)的装置。
文档编号G05D1/02GK101681169SQ200880018870
公开日2010年3月24日 申请日期2008年6月2日 优先权日2007年6月5日
发明者H·G·J·J·A·维罗门 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司