定位系统及其方法技术方案

本发明专利技术提供一种检测移动装置的位置的定位系统，所述定位系统包括：设置在所述移动装置中的一个超声波振荡器和一个红外信号生成器，以及设置在所述系统中用于基于超声波的接收时间差值来计算移动装置的位置的检测器。本发明专利技术由于移动装置只需发送一个超声波信号，而由两个超声波信号接收装置接收同一超声波信号，这样可以减少定位误差，而且定位扫描周期可以得到提高。此外可以用红外线或射频信号，用射频信号无方向性，可以有效避免家具障碍物或使用环境的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于检测移动装置的位置的定位系统和方法，特别地，涉及智能型吸尘器的定位系统和方法。
技术介绍
常规的真空吸尘机在现有技术中是已知的，其通过由低压装置产生的吸力而将灰尘吸入集尘袋。但是，用户在使用过程中需要拿着吸嘴并且连接吸嘴和集尘袋的管也不能太长。虽然这种手动的吸尘器在打扫较小的房间时没有任何问题，但当打扫较大的房间时，就需要频繁地移动吸嘴和机器本身。此外，手动吸尘器的移动范围也受到连接吸尘器和电源的电源线的长度的限制。当打扫较大房间时，因为电源线不够长，所以需要频繁地插拔电源线的插头来调换位置。当在某些要打扫的区域没有电源时，还需要提供额外的延长线来提供电源。而且，因为使用者必须在清扫过程中拿住吸嘴，因此还必须忍受吸尘器带来的噪音。因此，人们开发出了能够自动进行清扫的智能型吸尘器。这种吸尘器可通过自动运行功能来吸尘，而不需要使用者的劳动。这种智能型吸尘器已在国内外许多专利或专利申请中公开过。例如，图I显示了现有技术的一个例子。该智能型吸尘器7包括用于吸入和移除地板上的灰尘或其他异物的吸尘器本体10、可转动地连接至本体的每个侧面并且由电机驱动的轮子20、以及包裹每个轮子的轮胎30，在轮胎的外表面具有凹槽30a。当启动吸尘器7时，电机驱动轮子20，吸尘器本体10在要被清洁的区域移动，同时通过吸力将其经过的区域的灰尘或异物吸入，以达到清洁的目的。现有的智能型吸尘器通过距离传感器来确定其自身与障碍物(例如家具、办公桌或墙壁)之间的距离，并且根据所测定的距离使电机选择性地驱动左轮或右轮，从而通过改变其方向而完成清洁操作。目前大部份智能吸尘器对房间进行清扫时都是随机进行清扫，吸尘器很容易重复清扫，而且也会有遗漏清扫的可能，从而影响清扫效率和清扫效果。也有一些智能型吸尘器依靠存储在其内的地图信息来完成清洁操作的，该地图信息可以根据安装再起轮子上的编码器来生成。但是，当吸尘器的轮子发生滑动或空转时，位置信息就会发生错误。此外，美国专利7328088号提供了一种定位吸尘器的方法和装置，其具有一个红外信号生成器和两个超声波信号振荡器。工作时，先同时发送红外信号和一个超声波信号，再发送另一个超声波信号，利用时间差来测量距离和确定位置。在该专利中，两个超声波信号之间必需要有一定的延时(需达到几十到几百毫秒以上)，以防止两个信号之间的干扰。同时，如果设备在移动，那么接收到此两个信号可能不是在同一地点，从而会影响定位精度。因此，有必要提供一种改进的位置检测方法和系统来确定吸尘器的位置，从而避免重复清扫或漏扫
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的在于提供一种检测移动装置的位置的定位系统和方法，该系统和方法能够基于信号的时间差快速且精确地确定移动装置的位置。本专利技术的另一个目的在于提供一种智能型吸尘系统，其包括吸尘装置、充电装置定位装置，该吸尘器系统可以被快速且精确地定位，从而避免重复清扫或漏扫。为实现上述目的，本专利技术提供一种检测移动装置的位置的定位系统，所述定位系统包括设置在所述移动装置中的一个超声波振荡器和一个红外信号生成器以及设置在所述系统中用于基于超声波的接收时间差值来计算移动装置的位置的检测器。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述检测器包括用于接收红外信号并开始计时的第一测量单元、至少两个用于接收超声波信号的超声波测量单元(例如第二和第三测量单元)、以及用于基于时间差值计算距离和角度的计算单元。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述定位系统还包括设置在系统内的红外信号生成器，以在移动装置需要位置信息时，将该信息发送给移动装置。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述用于接收超声波信号的第二和第三测量单元被并排设置。在本专利技术的一个实施方式中，所述红外信号生成器也可被射频信号生成器取代，相应地，所述第一测量单元接收的是射频信号。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述移动装置为智能型吸尘器，所述定位装置设置在智能型吸尘器的充电装置中或虚拟墙装置中。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述移动装置为可移动玩具。另一方面，本专利技术提供一种检测移动装置的位置的方法，所述方法包括(a)向定位装置发送由移动装置中的红外信号生成器或射频信号生成器生成的红外或射频信号；(b)向定位装置发送由移动装置中的超声波振荡器生成的超声波信号；(C)基于定位装置中的两个超声波信号接收器接收到超声波信号与红外或射频信号发送的时间差分别计算移动装置与这两个超声波信号接收器之间的距离；和(d)基于所计算出的距离以及两个超声波信号接收器之间的距离来计算移动装置的位置。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述红外或射频信号发送过后，间隔预定的时间，再发送超声波信号。优选地，所述预定的时间为I至5毫秒，优选2毫秒。在本专利技术的一个优选实施方式中，在发送超声波信号之后，间隔另一预定的时间，再发送红外或射频信号，如此循环。优选地，所述另一预定的时间为O. I至I秒，优选O. 3秒。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述移动装置为智能型吸尘器，所述定位装置设置在智能型吸尘器的充电装置中或虚拟墙装置中。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述移动装置为可移动玩具。本专利技术的再一个目的在于提供一种智能型吸尘系统，其包括吸尘装置、充电装置和本专利技术所述的定位装置，该吸尘器系统选择性地包括虚拟墙装置。该吸尘器系统可以被快速且精确地定位，从而避免重复清扫或漏扫。在优选的实施方式中，所述定位装置与所述充电装置或虚拟墙装置整合在一起。本专利技术由于移动装置只需发送一个超声波信号，而由两个超声波信号接收装置接收同一超声波信号，这样可以减少定位误差，而且定位扫描周期可以得到提高。此外可以用红外线或射频信号，用射频信号无方向性，可以有效避免家具障碍物或使用环境的影响。附图说明图I是现有智能型吸尘器的示意图；图2是本专利技术定位系统的一个实施方式的结构示意图；图3是图2所示的定位系统的工作原理图；图4是本专利技术定位方法的一个实施方式的信号时序图；图5是本专利技术定位方法的一个实施方式的流程图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述。参考图2，其显示了本专利技术定位系统的一个实施方式的示意图。该定位系统用于检测智能型吸尘器200的位置，包括设置在智能型吸尘器200内用于生成并发送红外或射频信号的红外或射频信号生成器201 ;设置在智能型吸尘器200内用于生成超声波信号的超声波振荡器202 ;和设置在用于给智能型吸尘器200充电的充电单元100内的检测器，所述检测器用于基于超声波的接收时间差值来计算智能型吸尘器200的位置。具体来说，该检测器包括用于接收红外信号并开始计时的第一测量单元101、用于接收超声波信号的第二测量单元101和第三测量单元103、以及用于基于时间差值计算距离和角度的计算单元104。在其他实施方式中，本专利技术的检测器可包括两个以上的用于接收超声波信号的测量单元，以提高测量精度。每个额外的超声波信号测量单元以与第二测量单元或第三测量单元相同的原理工作。该系统按照如下程序操作。首先，红外信号生成器201向检测器发送红外信号，第一测量单元101接收到红外信号并开始计时。间隔to时间后，超声波振荡器202向检测器发送超声波信号，第二测量单元102和第三测量单元103分别接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测移动装置的位置的定位系统，其特征在于，所述定位系统包括：设置在所述移动装置中的一个超声波振荡器和一个红外信号生成器，以及设置在所述系统中用于基于超声波的接收时间差值来计算移动装置的位置的检测器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李武，邱顶殷，
申请(专利权)人：深圳市恒润晖光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：