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CN103197678B一种扫地机器人智能导航系统[caired.com-彩红网3D模型下载CG模型平面素材专利检索网站源码]

本发明涉及一种扫地机器人智能导航系统,包括导航仪和扫地机,导航仪放在需要打扫的房间的某一边的中央处;在导航仪上安装有红外发光管和红外接收头,在导航仪上还安装有噪声波发射头,在扫地机上安装有红外发光管和红外接收头,在扫地机上还安装有噪声波接收头,扫地机包含两个后轮,分别用马达驱动,用PID调节方式控制两个轮子的速度一致;导航仪发出红外线和噪声波,扫地机在房间的运行角度始终和导航仪垂直,这样每次经过房间中央,扫地机将会获得红外和噪声波信号,红外和噪声波信号计算出扫地机的位置。本发明能准确的定位扫地机器人的控制位置,通过控制扫地机器人的位置,方便而且不走重复路地将房间打扫干净,有效地解放了人力。
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技术领域

[0001] 本发明设及一种导航系统,尤其设及一种能准确的定位扫地机器人的控制位置, 通过控制扫地机器人的位置,方便而且不走重复路地将房间打扫干净,有效地解放了人力 的扫地机器人智能导航系统。

背景技术

[0002] 扫地机有两个后轮,分别用马达驱动,虽然用PID调节方式控制两个轮子的速度 一致,但由于打滑和机械误差,扫地机每运行一段距离就会发生偏移。也就是在实际运行的 过程中,无法走笔直的直线。运样产生的问题便是当多个回合走下来,扫地机将产生较大的 偏转。但是扫地的路径覆盖算法要求必须走直线,否则无法正常工作。为了克服运个困难, 可W在扫地机内部安装MEMS巧螺仪解决,但是巧螺仪有漂移和累计误差,W及AD转换等 引起的误差,时间一长也是会发生偏转。为此,需要提出一种定期纠正角度和位置的方法。

发明内容

[0003] 针对上述问题,本发明的主要目的在于提供一种能准确的定位扫地机器人的控制 位置,通过控制扫地机器人的位置,方便而且不走重复路地将房间打扫干净,有效地解放了 人力的扫地机器人智能导航系统。

[0004] 本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:一种扫地机器人智能导航系 统,所述导航系统包括导航仪和扫地机,所述导航仪和扫地机均放在需要打扫的房间的水 平地面上,所述导航仪放在需要打扫的房间的某一边的中央处;

[0005] 在所述导航仪上安装有红外发光管和红外接收头,在所述导航仪上还安装有噪声 波发射头,

[0006] 在所述扫地机上安装有红外发光管和红外接收头,在所述扫地机上还安装有噪声 波接收头,

[0007] 所述扫地机包含两个后轮,分别用马达驱动,用PID调节方式控制两个轮子的速 度一致;

[0008] 所述导航仪发出红外线和噪声波,所述扫地机在房间的运行角度始终和导航仪垂 直,运样每次经过房间中央,扫地机将会获得红外和噪声波信号,红外和噪声波信号计算出 扫地机的位置。

[0009] 在本发明的具体实施例子中:扫地机在运行的过程中,每过一段距离,通过扫地机 上方的红外发射管,发射测距请求数据包CQ1,物理通信方式为38化Z的调制红外线;红外 线从需要打扫房间的天花板反射到导航仪,导航仪上方的红外接收管经过解调并处理,输 出解码的波形,导航仪上的单片机分析波形,知道被请求测距;导航仪通过前方的噪声波发 射头发出噪声波,同时通过前方的红外发射管发射红外线;由于运个红外线发射角度为1 度,因此基本没发生散射,接近直线,同时也具有一定的范围,也就是光柱是一个W1度为 夹角的锥形光柱,运样可W使得扫地机的红外接收管容易对准并接收到,红外接收管接收 到W后,就获得了参考线LI;噪声波发射头发射噪声波后,经过若干时间,到达扫地机的噪 声波接收管,扫地机内的处理器分析计算出距离r,然后扫地机继续前进很小的距离L2,同 时检测到和导航仪之间的距离L3,获得目前的水平姿态角,从而可W知道目前扫地机在房 间内的位置信息。

[0010] 在本发明的具体实施例子中:导航仪左右两边安装了为了防止扫地机运行的时候 撞上导航仪,从而导致导航仪位移,影响位置基准的红外发射管。

[0011] 在本发明的具体实施例子中:在需要打扫的多个房间分别安装一台导航仪,每台 导航仪有不同的地址编码,扫地机接收到多个应答信息后,知道有多个房间打扫,从而进入 相应的房间打扫。

[0012] 在本发明的具体实施例子中:在扫地机内部安装MEMS巧螺仪,在房间的角落或由 于物体的阻挡,无法接收到导航仪发出的红外和噪声波信号的地方,采用MEMS巧螺仪并结 合卡尔曼滤波算法可W保证每分钟导航仪和扫地机之间的角度误差在1度W内。

[0013] 在本发明的具体实施例子中:所述扫地机上安装的红外发射管,射向正上方为 120度发射角度,还有两个红外接收头,接收头正面朝向前方,另外一个接收头是背面朝正 前方。

[0014] 在本发明的具体实施例子中:所述在导航仪上有四个红外发光管,分别射向正上 方,正前方,左边,右边,其中正上方的发光管为120度发射角度;前方的红外发射管通过一 个长的圆孔,发射角度为1度;左边和右边则采用30度的发射;左右两边的红外发射功率 很小,调整有效发射距离为8-12畑1。

[0015] 在本发明的具体实施例子中:所述导航仪上安装的红外接收头,为120度接收角 度,正面朝上。

[0016] 本发明的积极进步效果在于:本发明提供的扫地机器人智能导航系统能准确的定 位扫地机器人的控制位置,通过控制扫地机器人的位置,方便而且不走重复路地将房间打 扫干净,有效地解放了人力,环保节能。

附图说明

[0017] 图1是本发明提供的导航系统中导航仪和扫地机在房间工作情况示意图。

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