可自动移动的装置及其导航方法制造方法及图纸

本发明专利技术首先涉及一种可自动移动的装置，尤其是清洁地面的清洁装置，如吸尘和/或清扫机器人，其带有一个或多个光传感器。为了尤其在对于接收的光信号的分析方面进一步改善前述类型的清洁装置，设置前置放大元件和相位敏感的探测元件以及中央控制元件，使得对由光传感器提供的信号进行由中央控制元件预先给定的信号图样方面的检验并且使该信号在布置有多个光传感器的情况下在清洁装置的控制方面与各光传感器的取向相关联或与一个光传感器的角度取向相关联。此外本发明专利技术还涉及一种用于为可自动移动的装置，尤其是用于清洁地面的清洁装置，如吸尘和/或清扫机器人进行导航的方法，该清洁装置带有一个或多个光传感器。

【技术实现步骤摘要】
可自动移动的装置及其导航方法
本专利技术首先涉及一种可自动移动的，尤其是用于清洁地面的装置的清洁装置，如吸尘和/或清扫机器人，其带有一个或多个光传感器。
技术介绍
已知前述类型的装置。这种尤其是自动操作的装置，如尤其是清洁装置或运输装置，进一步尤其是可使用在家务领域，工作起来优选不需要用户干预。但它们一般配有用于导航的装置，以便例如用户可以使该清洁装置在居室的确定的区域内移动，例如在此进行点清洁。与之相关地已知远程操作(无线电和基于光学的红外线)，其中，遥控器包括例如用于不同行驶方向的按键(单独的用于行驶方向的按键、摇杆、四向开关等)。通过该按键，用户可以有目的地控制该清洁装置。该操作与遥控汽车一样。借助遥控器的导航已被证实是耗时，且需要用户习惯的。为了应对这种情况，进一步已知配有一个或多个尤其是用于借助光源的光线进行导航的光传感器的清洁装置，该光传感器使光线指向远离清洁装置的地面区域，其中，尤其优选处理为导航而从该装置发射出的光的反射份额。这种实施方案已由DE102009059215A1公开。本专利申请的内容因此全部已包含在公开文本中，为此目的，在权利要求书中同样还包含了一些本申请的特征。
技术实现思路
鉴于前述现有技术，本专利技术所要解决的技术问题是，尤其在对于接收的光信号的分析方面进一步改善前述类型的清洁装置。该技术问题首先并且基本上通过一种可自动移动的装置，尤其是用于清洁地面的清洁装置，如吸尘和/或清扫机器人解决，该可自动移动的装置带有一个或多个光传感器，其中规定，设置前置放大元件和相位敏感的探测元件以及中央控制元件，以便对由光传感器提供的信号进行针对由中央控制元件预先给定的信号图样的检验并且使得信号在布置多个光传感器的情况下在清洁装置的控制方面与各光传感器的取向相关联或与一个光传感器的角度取向相关联。预先给定的信号图样在此优选仅包含以可变化的(时间)间隔出现的、数字化的低-高位状态。在信号形式(例如正弦、矩形、锯齿)方面，信号图样不可变化。根据该设计方案，给出一种可自动移动的装置，该可自动移动的装置具有非常灵敏的，但相对现有技术对干扰更不灵敏的用于接收和分析光信号的系统。根据该实施方案，即使在不利的干扰影响情况下也可以确定发射器，尤其是光发射器的位置方向。由现有技术已知如下的解决方案，其中，借助主动带通滤波器和多个光传感器，尤其是PIN光电二极管能够实现，获得有关例如光学发射器，尤其是例如红外线手持发射器的位置信息。但这种系统很容易受外界光源的干扰，因为尤其是所用的滤波器的品质较低。此外，在已知的现有技术中，一般所使用的滤波器的极限频率在硬件方面，也就是通过电容和电阻大小的确定已固定。由于部件的公差会导致，发射器和接收器的频率不同并且不能确保系统较高的灵敏度。部件公差的这个不利影响通过建议的解决方案克服。此外，尤其优选通过中央控制元件的布置可数字调节所寻找信号的频率。公差因此以简单的方式得以补偿。此外，优选由微处理器控制的电路开销较小。优选尤其使用不可见光，也即，尤其是红外线或紫外线。与之相关地，优选在红外线范围内使用光传感器。与之相关地，作为备选，也可以使用所有光学波长，除此外也可以利用物质波(声波、超声波)。在布置有多个光传感器的情况下，这些光学传感器优选地点分散地布置，这尤其优选在彼此(尤其沿该清洁装置的圆周方向)相距优选最大10至100cm，尤其优选20至50cm的不同的清洁装置的范围内，其中，所有的光传感器尤其优选布置在同一个优选与地面平行的平面上。在布置有至少两个光传感器的情况下，该至少两个光传感器尤其优选布置成，该光传感器距分析信号的单元优选最大40cm，尤其优选最大30cm。与之相应地，尤其优选既可以实现一维、二维信号识别也可以实现三维信号识别。在可选的实施方案中，优选设置围绕清洁装置垂直轴线旋转的各个光传感器。尤其通过布置至少一个相位敏感的探测元件，尤其优选通过布置两个相位敏感的探测元件有利地给出这种可能性，光信号的分析，尤其是光信号的识别以及尤其优选检测接收的光信号的方向不直接设计在光传感器上。而由此给出几乎中央的电子部件的有利的可能。这提供尤其在光传感器直接区域内结构空间大小方面的优点，这进一步以有利的方式考虑在电子部件与光传感器之间距离更大时出现的噪音。根据建议的解决方案，由光传感器提供的并且通过多个光传感器之一或通过一个优选旋转的光传感器接收的信号与预先给定的数字化的信号图样(参考图样)比较。相位敏感的探测元件优选是锁相放大器，该锁相放大器为一个非常窄带的带通滤波器。耦合入的干扰可以这样可靠地抑制。寻找的信号图样由中央控制元件预先给定，其中，信号图样的选择尤其由电路运行所在环境中与其它频率或信号图样的距离获得。其它来源(例如空间照明装置，遥控器等)的信号以有利的方式不被模仿。信号图样是频率图样，尤其是光频率图样，因此进一步尤其是编码信号，尤其是光信号的脉冲序列。通过光传感器接收的信号优选首先前置放大，之后将该信号传递给相位敏感的整流器或相位敏感的探测元件。在此，每个相位使用一个放大电路(锁相放大器)，该放大电路可以优选借助多路转接器在倒转与不倒转之间转换。多路转接器可以尤其优选集成在中央控制元件中。与之相关地，设置集成的锁相放大器。后者需要由微处理器提供的参考信号。此外，中央控制元件优选提供了使信号发射器和光传感器借助校准功能相互匹配的可能性。与之相应地，既能实现可通过用户激活的校准又能实现自动校准。下面根据附图进一步阐述本专利技术其它的特点。因此，尤其优选的实施方案规定，选择元件前置于前置放大元件，用于在布置多个优选地点分散设置的光传感器的情况下选择光传感器。该选择元件优选自动切换，亦即，尤其在无用户干预的情况下尤其优选电气控制地在多个光传感器之间交替切换，以便分别优选仅一个光传感器主动地接收和传递光信号或信号图样。相应地，取决于相应的主动的光传感器地明确获知接收信号图样的方向。在尤其优选仅一个但为此优选围绕垂直轴线旋转的光传感器的布置中，根据旋转传感器优选的角度检测结果计算接收的信号图样的方向信息，这尤其优选考虑必要时分析电子部件中存在的信号经过电子部件的延迟时间。与之相关地，可选地，优选将时间戳作为信号计算。由此优选允许，根据借助自动同步发送机或类似物的测得的传感器旋转角和所计算出的滤波器时间延迟来检测信号的方向。尤其优选设有带通滤波元件，在到达前置放大元件之前，光传感器信号经过该带通滤波元件。带通滤波元件优选用于分离在信号线路上的具有远离所寻找的频率或信号图样的频率份额的不期望的干扰。相应地，优选远远在所寻找的频带之外的频率或信号图样在后续的前置放大元件中没有一起放大。前置放大元件的前置放大系数尤其优选由中央控制元件预先给定。优选在此实现尤其优选集成到中央控制元件中的多路转接器，可变的前置放大器，为此优选视编码而定地激活决定放大系数的各种电路。放大系数的选择优选根据在相位敏感的探测元件的输出处最后测得的信号强度以及所有传感器的信号强度获得。若该放大系数位于按照经验确定的或根据当前放大中推导出的极限值以下，则优选提高放大系数，以便不丢失信号。信号强度过大时会造成电子部件超出控制。为了防止这种情况的发生，优选及时选择足够小的放大系数。优选根据各次测量进行放大系数的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可自动移动的装置(1)，尤其是用于清洁地面(2)的清洁装置，如吸尘和/或清扫机器人，该装置(1)带有一个或多个光传感器(6至8)，其特征在于，设置前置放大元件(14)和相位敏感的探测元件(16,17)以及中央控制元件(15)，以便对由所述光传感器(6至8)提供的信号关于由所述中央控制元件(15)预先给定的信号图样进行检验并且使得所述信号在布置有多个光传感器(6至8)的情况下在所述清洁装置(1)的控制方面与各光传感器(6至8)的取向相关联或与一个光传感器(6)的角度取向相关联。

【技术特征摘要】
2011.06.28 DE 102011051397.3;2011.09.08 DE 1020111.一种可自动移动的用于清洁地面(2)的清洁装置(1)，所述清洁装置(1)带有一个或多个光传感器(6,7,8)，其特征在于，设置前置放大元件(14)和相位敏感的探测元件(16,17)以及中央控制元件(15)，以便将由所述光传感器(6,7,8)提供的光传感器信号与由所述中央控制元件(15)预先给定的信号图样比较并且使得所述光传感器信号在布置有多个光传感器(6,7,8)的情况下与各光传感器(6,7,8)的取向相关联或使得所述光传感器信号在布置有一个光传感器的情况下与一个光传感器(6)的角度取向相关联，以便控制所述清洁装置(1)。2.按权利要求1所述的装置，其特征在于，选择元件(12)置于所述前置放大元件(14)之前，用于在布置有多个光传感器(6,7,8)的情况下选择光传感器(6,7,8)。3.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于，设有带通滤波元件(13)，光传感器信号在达到前置放大元件(14)之前要通过所述带通滤波元件(13)。4.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述前置放大元件(14)的前置放大系数由所述中央控制元件(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：P维纳，M梅格尔，A索尔瓦尔德，
申请(专利权)人：德国福维克控股公司，
类型：发明
国别省市：