限制移动机器人的运动制造技术

一种机器人，其包括可相对于表面移动的主体；在所述主体内的一个或多个测量设备，其基于所述主体在所述表面上的初始位置处的取向输出信息；以及在所述主体内的控制器，其基于所述信息确定所述主体的取向，并且通过防止所述主体的运动超出基于所述主体取向和初始位置的屏障之外而将所述主体的运动限制到一个区域。

【技术实现步骤摘要】

本说明书总体地涉及限制移动机器人的运动。
技术介绍
一种移动机器人可以在由物体、障碍物、墙壁和在其环境中的其它结构限定的表面周围机动。在某些情况下，可能需要将机器人的运动限制到其环境的特定区域。要做到这一点，可以竖起屏障以防止机器人突入受限区域。例如，可由机器人探测的信标可以被放置在环境中以限制机器人进入受限区域。
技术实现思路
一种示例机器人可以识别环境中不可穿越的区域，即使不存在防止进入这些区域的结构边界，诸如墙壁、障碍物或其它表面。机器人可以生成虚拟屏障以防止移动进入这些区域。本文描述了用于产生这样的虚拟屏障的各种技术。一种示例机器人包括可相对于表面移动的主体，在所述主体内的一个或多个测量设备，其基于主体在表面上的初始位置处的取向输出信息，以及在所述主体内的控制器，其基于该信息确定主体的取向，并且通过防止主体的运动超出基于主体取向和初始位置的屏障之外而将主体的运动限制到一个区域。所述示例机器人可包括一个或多个以下特征，其或者是单独的或或者是组合的。屏障可以延伸穿过门口，并且所述机器人的初始位置可以在门口内。主体可包括正部和背部。屏障可以沿着平行于机器人背部的线延伸。该线可以正切于机器人背部。线可以在由机器人上的视觉指示器指示的位置处与机器人主体相交。屏障可以包括平行于机器人背部延伸的第一线和垂直于机器人背部延伸的第二线。机器人的初始位置可以将主体背部邻近第一线放置，并且将主体侧部邻近第二线放置。所述控制器可被编程为通过控
制主体执行操作而限制主体的运动，所述操作包括相对于初始取向旋转一定角度，以及沿大致平行于屏障的路径穿越表面区域。控制器可以被编程为通过执行操作而限制主体的运动，所述操作包括产生表现待清洁区域的地图，以及在地图上指定虚拟屏障，其可以指示机器人被禁止越过的位置。屏障可以通过将对应于屏障的坐标指定为不可穿越的而指定。确定取向和限制运动的操作可以在进入握手模式时执行。控制器可以被编程为响应于在机器人上的一个或多个用户启动操作而识别握手模式。另一示例机器人包括一个主体，其沿着在主体下方的表面是可移动的，相对表面朝上的相机，其中该相机被构造为拍摄固定到结构的标记物的一个或多个图像，以及在主体内的控制器，以基于所述一个或多个图像而识别标记物的位置，并且，至少在一个或多个条件得到满足前，防止主体运动到超出由标记物位置限定的屏障之外的表面区域。示例机器人可以包括以下一个或多个特征，无论是单独的或组合的。所述标记物可以包括红外图像标记物，并且相机可以是红外相机。这些标记物可以包括可机读信息，其表示对应于结构的位置名称、结构名称、或对应于结构的位置名称和结构名称两者。位置名称和结构名称中的至少一个可被发送到并显示在移动设备上。该控制器可以被编程以执行操作，所述操作包括产生表现表面的至少一部分的地图，基于标记物的位置在地图上识别标记，将地图存储在计算机存储器中，并在计算机存储器中存储数据，所述数据指示禁止主体运动到在超出地图上的标记位置之外的表面区域。控制器可被编程为基于标记物的一个以上的图像识别标记物的位置，并防止主体运动到超出基于一个以上的图像识别的标记物位置之外的表面区域。控制器可以被编程为，在满足一个或多个条件时，允许主体运动到超出由图像标记物的位置限定的屏障之外的表面区域，并且，至少在一个或多个的条件得到满足前，防止主体跨过屏障回来的运动。机器人可以包括与计算机网络无线通信的发射器，以将地图通过计算机网络发送到一个或多个远程计算设备。所述一个或多个条件可以包括机器人穿越在屏障内至少一定百分比的表面区域。所述一个或多个条件可以包括机器人两次或多次穿越在屏障内至少一定百分比的表面区域。一种产生可由机器人穿越的至少一部分环境的占用网格的示例方法包括通过在机器人内的控制器确定机器人在环境中的位置和取向，并通过控制器用不可穿越单元的屏障填充占用网格。不可穿越单元的屏障至少基于所述机器人的位置和取向。一种为环境中的机器人产生占用网格的方法包括通过所述机器人的相机探测在环境中的一个或多个结构上的一个或多个可移动标记物的一个或多个特征，和通过在该机器人上的控制器在占用网格上基于所述一个或多个特征指示不可穿越的单元线。该示例方法可以包括一个或多个以下特征，无论是单独的或组合的。所述方法可包括产生所述一个或多个特征的一个或多个图像，对所述一个或多个图像施加仿射变换以产生一个或多个变换的图像，和确认所述一个或多个变换图像充分匹配一个或多个存储的图像。在占用网格上的指示响应于确认所述一个或多个变换的图像充分匹配一个或多个存储的图像而被执行。前述优点可以包括但不限于以下内容。用户可以控制机器人以及该机器人导航通过的区域。机器人可以被限制到该机器人可以自由移动的区域，同时减少对该区域中的物体产生损害的风险。在一些实施方式中，机器人自主地运行，而用户不需要在机器人覆盖一个房间时监控该机器人以将该机器人保持在房间的特定区域之外。在本说明书中描述的任何两种或更多的特征，包括在本
技术实现思路
部分，可以被组合以形成本文未具体描述的实施方式。本文所描述的机器人和技术或其一部分可以通过计算机程序产品进行控制，其包括存储在一个或多个非临时性可机读存储介质中的指令，并且可在一个或多个处理设备上执行以控制(例如，协调)本文所描述的操作。本文所描述的机器人或其一部分可以被实现为装置或电子系统的全部或一部分，所述装置或电子系统可以包括一个或多个处理设备和用于存储可执行指令以实现各种操作的存储器。一个或多个实施方式的细节在本文的附图和描述中阐述。其它的特征和优点从说明书和附图中以及从权利要求书中将是显而易见的。附图说明图1示出了在一个房间中的机器人的视图。图2A示出了机器人的透视图。图2B示出了图2A中的机器人的剖切侧视图。图3A示出了另一机器人的透视图。图3B示出了图3A中的机器人的侧视图。图4是用于与移动机器人一起使用的示例控制系统。图5A至图5C包括示图和流程图，其示出了移动机器人为机器人创建不可见或虚拟屏障的过程。图6A至图6C包括示图和流程图，其示出了移动机器人为机器人创建不可见或虚拟屏障的另一过程。图7A至图7C包括示图和流程图，其示出了移动机器人为机器人创建不可见或虚拟屏障的另一过程。图8A至图8C包括示图和流程图，其示出了移动机器人为机器人创建不可见或虚拟屏障的又一过程。在不同附图中的相同参考标号表示相同的元件。具体实施方式本文所描述的是构造为穿越(或行驶)表面并执行各种操作的示例机器人，所述表面例如地板、地毯、草皮或其它材料，所述操作包括但不限于真空吸尘、湿式或干式清洁、抛光和类似操作。本文所描述的示例机器人的运动可能受到限制。例如，机器人可以竖立虚拟屏障，其限定该机器人不能越过的边界。例如，用户能够为虚拟屏障选择位置以防止机器人进入特定空间。如图1所示，机器人被定位在卫生间中，并且虚拟屏障(以散列方块示出)被产生以防止机器人进入卧室。如本文所述，虚拟屏障可以由机器人自身创建(例如，基于机器人的取向和位置)，或由机器人与一种或多种元件组合创建，所述元件诸如可被机器人识别为限定机器人不能越过的虚拟屏障的标记物。在机器人于初始使用期间首次检测到标记物之后，该标记物可以被除去。因此，对于机器人的后续使用，标记物不必本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人，包括：可相对于表面移动的主体；在所述主体内的一个或多个测量设备，其基于所述主体在所述表面上的初始位置处的取向输出信息；以及在所述主体内的控制器，其基于所述信息确定所述主体的取向，并且通过防止所述主体的运动超出基于所述主体取向和初始位置的屏障之外而将所述主体的运动限制到一区域。

【技术特征摘要】
2015.04.09 US 14/682,6581.一种机器人，包括：可相对于表面移动的主体；在所述主体内的一个或多个测量设备，其基于所述主体在所述表面上的初始位置处的取向输出信息；以及在所述主体内的控制器，其基于所述信息确定所述主体的取向，并且通过防止所述主体的运动超出基于所述主体取向和初始位置的屏障之外而将所述主体的运动限制到一区域。2.根据权利要求1所述的机器人，其中，所述屏障延伸穿过门口，并且所述机器人的初始位置在所述门口内。3.根据权利要求1所述的机器人，其中，所述主体包括正部和背部；并且其中，所述屏障沿着平行于所述机器人背部的线延伸。4.根据权利要求3所述的机器人，其中，所述线正切于所述机器人的背部。5.根据权利要求3所述的机器人，其中，所述线在由所述机器人上的视觉指示器指示的位置处与所述机器人的主体相交。6.根据权利要求1所述的机器人，其中，所述主体包括正部和背部；并且其中，所述屏障包括平行于所述机器人背部延伸的第一线和垂直于所述机器人背部延伸的第二线。7.根据权利要求6所述的机器人，其中，所述机器人的初始位置将所述主体的背部邻近所述第一线放置，并且将所述主体的侧部邻近所述第二线放置。8.根据权利要求6所述的机器人，其中，所述控制器被编程为通过控制所述主体执行操作而限制所述主体的运动，所述操作包括：相对于所述初始取向旋转一角度；以及沿大致平行于所述屏障的路径穿越所述表面的区域。9.根据权利要求1所述的机器人，其中，所述控制器被编程为通过执行操作而限制所述主体的运动，所述操作包括：产生表现待清洁区域的地图；以及在所述地图上指定虚拟屏障，其指示禁止所述机器人越过的位置。10.根据权利要求8所述的机器人，其中，所述屏障通过将对应于所述屏障的坐标指定为不可穿越的而被指定。11.根据权利要求1所述的机器人，其中，确定所述取向和限制所述运动的操作在进入握手模式时执行，所述控制器被编程为响应于所述机器人上的一个或多个用户启动操作而识别所述握手模式。12.一种机器人，包括：沿着在所述主体下方的表面可移动的主体；相对于所述表面朝上的相机，所述相机被构造为拍摄固定到一结构的标记物的一个或多个图像；以及在所述主体内的控制器，其基于所述一个或多个图像而识别所述标记物的位置，并至少在一个或多个条件得到满足前，防止所述主体运动到超出由所述标记物位置限定的屏障之外的表面的一区域。13.根据权利要求12所述的机器人，其中，所述标记物包括红外图像标记物，并且所述相机是红外相机。14.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：M威廉斯，PH陆，JM约翰逊，
申请(专利权)人：美国iRobot公司，
类型：发明
国别省市：美国;US