本发明专利技术涉及清洁系统(1)，其具有自行式清洁机器人(2)和充电站(3)，充电站具有参考标记(4)，而清洁机器人(2)具有光学检测装置(5)，清洁机器人通过该光学检测装置检测参考标记(4)，其中清洁机器人(2)具有计算机装置(6)，计算机装置与检测装置(5)和用于控制所述清洁机器人(2)的控制装置(7)通信连接。在此对于本发明专利技术重要的是，该计算机装置(6)取决于距离以及取决于检测地通过方向梯度直方图(HOG)以及通过参考标记(4)来控制清洁机器人(2)到充电站(3)的移动过程。由此可以为了经改进的导航而结合使用HOG方法和参考标记方法。结合使用HOG方法和参考标记方法。结合使用HOG方法和参考标记方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有自行式清洁机器人和充电站的清洁系统以及清洁机器人移动到充电站的方法
[0001]本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分的具有自行式清洁机器人和充电站的清洁系统。本专利技术此外涉及用于将自行式清洁机器人移动到这种清洁系统的充电站的方法。
技术介绍
[0002]已知的清洁系统通常具有自行式的，即自主的清洁机器人，例如吸尘机器人，和充电站，清洁机器人临时驶入所述充电站或在那里对接以便为其电池充电。
[0003]从US 2016/0091899A1中已知具有自行式清洁机器人和用于为清洁机器人的电池充电的充电站的这种清洁系统，其中充电站具有可见地布置的参考标记并且清洁机器人具有光学检测装置，清洁机器人可以通过所述光学检测装置检测到这些参考标记。清洁机器人还具有与检测装置和控制装置通信连接的计算机装置，所述控制装置用于控制清洁机器人的、例如驱动装置的移动过程，并且所述计算机装置能够获得由光学检测装置提供的两个参考标记的图像，并且这样控制所述控制装置或清洁机器人的驱动系统，使得其基于所接收图像中两个参考标记的表示与第一和第二参考标记间的预定相对距离之间的差异而行驶到充电站。因此经由用于检测两个参考标记的基于摄像机的检测装置来驶向充电站。
[0004]EP 3185096A1中公开了一种用于自主清洁设备的充电站，其包括带有电源接口的站主体。电源接口布置在站主体的侧面，以便为自主清洁设备供应能量。还设置了一种标识结构，该标识结构也布置在站主体的侧面并且可以通过自主清洁设备上的检测装置识别出电源接口的位置并且相应地操控自主清洁设备。在此，标识结构包括至少一个凸起和至少一个凹陷，它们形成表面结构，当光入射时，该表面结构能够实现反射光的不同强度并由此实现标识。这也使得自主清洁设备、例如自行式清洁机器人可以驶向充电站。
[0005]从US 8，749，196B2中已知由自主机器人、充电站和用于控制机器人的移动和运行的导航控制系统构成的组合。在充电站处设置用于向机器人投射信号的信号发射器。机器人具有至少一个信号检测器，其设计用于检测由充电站的发射器投射的至少一个红外对接信号，其中为此而在使用充电站和/或墙壁和大型物体作为参考点的情况下使用空间映射程序。
[0006]现有技术中已知的清洁系统或充电站的缺点在于，它们不仅结构相对较大和技术复杂并因此昂贵，而且如果不存在清洁机器人与充电站之间的视觉或信号连接的话则还存在由清洁机器人找到充电站方面的困难性。
技术实现思路
[0007]因此，本专利技术致力于如下问题：针对这种类型的清洁系统而说明一种经改进的或至少替代性的实施方式，其尤其是克服了现有技术中已知的缺点并且特别是使得自主清洁机器人能够以经改进的方式找到充电站。
[0008]根据本专利技术，该问题由独立权利要求1的主题解决。有利的实施方式是从属权利要
求的主题。
[0009]本专利技术基于的共同思想在于，说明一种具有充电站和自主的、也即自行式的清洁机器人的清洁系统，其有助于使用两种不同的方法，即所谓的HOG方法(方向梯度直方图)和参考标记方法(基准标记)来自主找到充电站。因此，根据本专利技术的清洁系统首次将这两种方法结合起来，从而产生了充电站本身可以构造得更紧凑且更不显眼的巨大优点，并且因此使得即使在清洁机器人如此远离充电站、例如在要清洁的寓所的另一个房间里以至于不存在与充电站的直接视线接触并且因此没有直接的信号连接的情况下清洁机器人也能找到充电站。因此，根据本专利技术的清洁系统具有上述自行式清洁机器人和用于为清洁机器人的电池充电的充电站，其中充电站具有可见地布置的参考标记，并且清洁机器人具有光学检测装置，清洁机器人通过所述光学检测装置可以检测到充电站侧的参考标记和周围环境。此外，根据本专利技术的清洁机器人具有计算机装置，例如微处理器，所述计算机装置与检测装置及控制装置通信连接以控制清洁机器人的移动过程。控制装置在此优选还包括驱动装置，清洁机器人通过该驱动装置被驱动。替代性地，当然也可以设想，控制装置与驱动装置仅仅是通信连接的。根据本专利技术，计算机装置现在被设计成，如果清洁机器人与充电站之间的距离大于预定义的距离或者清洁机器人的检测装置未检测到参考标记，则所述计算机装置通过上述HOG方法(方向梯度直方图)控制清洁机器人到充电站的移动过程。这例如是如下情况：清洁机器人距离其充电站太远，以至于其光学检测设备无法清楚地识别充电站侧的参考标记。当充电站和清洁机器人之间的距离大于3米时，这种状态是可以设想的，因为在此对于清洁机器人上的光学检测装置而言难以检测参考标记。此外，根据本专利技术的计算机装置被设计成，如果清洁机器人与充电站之间的距离小于或等于预定义的距离或者清洁机器人的检测装置检测到参考标记，则所述计算机装置通过参考标记控制清洁机器人到充电站的移动过程。因此，如果清洁机器人处于充电站周围附近，则只能通过参考标记方法使清洁机器人移动，而在充电站和清洁机器人之间的距离较大时根据本专利技术的清洁系统则首先使用HOG方法，直到清洁机器人移动到如此接近于充电站的位置，以至于可以通过充电站上的参考标记进行进一步导航。因此，根据本专利技术的清洁系统首次结合了两种不同的导航方法，用于使清洁机器人向相关联的充电站移动，并且由此使得充电站在结构上不那么复杂并且更小。通过HOG方法，还可以实现自学习效果，所述自学习效果使得能够在不同的角度、照明条件和到充电站的距离的情况下找到充电站。
[0010]参考标记适宜地具有至少两个图像和/或形状。这两个图像或形状在此可以以彼此间的预定义距离来布置，并形成边、线或点，这些边、线或点对于清洁机器人的光学检测装置而言是可清楚标识的，并且可以被计算机装置转换成对清洁机器人的控制装置或驱动装置的相应控制命令。参考标记或其图像和/或形状在此设计成，使得导航所需的固定点或线能够明确地并且容易地被检测装置检测到。然后，带有各个点的参考标记与由检测装置所检测的图像重叠，并用作测量单位或参考点。
[0011]参考标记适宜地具有三个并排布置的矩形，其中中间的矩形具有与旁边的这两个矩形不同的颜色和/或形状。在此情况下，特别可以设想的是，中间的矩形高7.5cm，宽8cm，而旁边的这两个矩形则都是边长为7.5cm的正方形。结果，可以使用参考标记上的总共八个固定点、即正方形矩形的相应角点以用于导航。为了容易找到或检测这些参考标记，中间的矩形也可以是白色的，而旁边的这两个矩形则是红色的。结果，以颜色来强调旁边的矩形的
相应角点。
[0012]在根据本专利技术的解决方案的另一有利实施方式中，所述预定义距离d大约为3米。在本专利技术的开发过程中，已表明：用于可靠识别参考标记或用于可靠地将清洁机器人导航至充电站的最大距离约为3米。在该距离d内，对于光学检测装置、例如USB摄像机而言可以毫无问题地识别出参考标记的各个固定点或线/边并且仅通过它们就可以驶向充电站。在距离d大于3米的情况下，在某些情况下会出现困难，从而在这种情况下在本专利技术中使用根据本专利技术的HOG方法。通过所述HOG方法，可以创建一个特征分类器，所述特征分类器被构造用于识别图像处理中的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种清洁系统(1)，所述清洁系统具有自行式的清洁机器人(2)和充电站(3)，所述充电站用于为清洁机器人(2)的蓄电池充电，其中所述充电站(3)具有可见地布置的参考标记(4)并且所述清洁机器人(2)具有光学检测装置(5)，所述清洁机器人通过所述光学检测装置检测所述参考标记(4)和周围环境，其中所述清洁机器人(2)具有计算机装置(6)，所述计算机装置与所述检测装置(5)和控制装置(7)通信连接，其中所述控制装置用于控制所述清洁机器人(2)的移动过程，其特征在于，所述计算机装置(6)被设计成，
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如果所述清洁机器人(2)与所述充电站(3)之间的距离d大于预定义的距离或者所述检测装置(5)未检测到所述参考标记(4)，则所述计算机装置通过方向梯度直方图(HOG)控制所述清洁机器人(2)到所述充电站(3)的移动过程，
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如果所述清洁机器人(2)与所述充电站(3)之间的距离d小于或等于预定义的距离或者所述检测装置(5)检测到所述参考标记(4)，则所述计算机装置通过所述参考标记(4)控制所述清洁机器人(2)到所述充电站(3)的移动过程。2.如权利要求1所述的清洁系统，其特征在于，所述参考标记(4)具有至少两个图像(8、8
′
)和/或形状(9，9
′
)。3.如权利要求2所述的清洁系统，其特征在于，所述参考标记(4)具有三个并排布置的矩形(10a、10b、10c)，其中中间的矩形(10b)具有与旁边的两个矩形(10a，10c)不同的颜色和/或形状。4.如权利要求3所述的清洁系统，其特征在于，所述中间的矩形(10b)高7.5cm且宽8cm，而旁边的两个矩形(10a，10c)为边长7.5cm的正方形和/或中间的矩形(10b)是白色的，而旁边的两个矩形(10a，10c)是红色的。5.如前述权利要求中任一项所述的清洁系统，其特征在于，所述预定义的距离为3m。6.用于将自行式清洁机器人(2)移动到如前述权利要求中任一项所述的清洁系统(1)的充电站(3...
【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：BSH家用电器有限公司，
类型：发明
国别省市：
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