碎屑監視的制作方法

碎屑監視的制作方法
【專利摘要】一種碎屑監視系統，包括容器、第一和第二發射器和第一接收器。所述容器限定了將碎屑接收進容器內的開口。所述第一和第二發射器各自布置成跨過所述開口的至少一部分發射信號。所述第一接收器靠近所述第一發射器，以接收第一發射器發射的信號的反射部分，且所述第一接收器朝向開口設置，以接收第二發射器跨過所述開口的至少一部分發射的信號的未反射部分。
【專利說明】碎屑監視
[0001]基于35U.S.C § 119(e)，本申請要求2010年12月30日提交的美國臨時申請61/428808的優先權,該申請的公開內容被認為是本申請的公開內容的一部分,并由此通過引用整體結合于此。
【技術領域】
[0002]本申請涉及機器人，并尤其涉及自主覆蓋機器人。
【背景技術】
[0003]自主機器人可以在開放環境中執行期望的任務，而不需連續的人類引導。很多種機器人自主到特定程度。不同的機器人能夠以不同方式自主工作。自主覆蓋近期人能夠在沒有連續的人類引導的情況下穿過工作表面，來執行一項或多項任務。在家庭、辦公室和/或消費者定制的機器人的領域，廣泛采用了執行家務功能，如從表面去除碎屑(例如，真空清潔和地板清洗)的活動機器人。

【發明內容】

[0004]下面的
【發明內容】
部分描述了本發明的各實施方式和發明。出于經濟的考慮，這個
【發明內容】
部分的文字在【具體實施方式】部分沒有被逐字陳述。但是，【具體實施方式】部分應被認為是包括和結合這個
【發明內容】
部分的整體。
[0005]在一個方面，碎屑監視系統包括容器、第一和第二發射器以及第一接收器。容器限定了將碎屑接收于該容器中的開口。第一和第二發射器各自被布置成跨過所述開口的至少一部分發射信號。第一接收器靠近第一發射器，以接收從第一發射器發出的信號的反射，并且第一接收器朝向所述開口設置，以接收第二發射器跨過所述開口的至少一部分發射的信號的未反射部分。
[0006]在另一方面，覆蓋機器人包括殼體、驅動系統、清潔組件、容器、第一和第二發射器、以及第一接收器。所述驅動系統耦接到所述殼體上并且被構造成操縱機器人跨過清潔表面。所述清潔組件耦接到所述殼體上。所述容器基本上設置在所述殼體之內，并且所述容器限定了將碎屑從所述清潔組件接收到所述容器中的開口。所述碎屑監視系統基本上設置在所述殼體之內。所述碎屑監視系統包括第一和第二發射器以及第一接收器。所述第一和第二發射器各自布置成跨過所述開口的至少一部分發射信號。所述第一接收器靠近所述第一發射器，以接收第一發射器所發射的信號的反射部分，所述第一接收器朝向所述開口設置，以接收由所述第二發射器跨過所述開口的至少一部分發射的信號的未反射部分。
[0007]本公開內容的這些方面中的一項或多項的實施例可以包括一個或多個以下特征。在一些實施例中，第一接收器和第二發射器基本上跨過開口的最大尺寸彼此相對設置。所述開口可以基本上為矩形。額外地或可替代的，第一接收器和第二接收器可以基本上跨過開口彼此對角相對。在特定實施例中，第一和第二發射器相對于彼此布置成由第一和第二發射器發射的相應信號沿著所述開口的至少一部分相交。在碎屑被接收到所述容器中時，所述開口能夠被限定在基本上垂直的平面內。
[0008]在特定的實施例中，所述開口具有頂部和底部，在碎屑被接收到所述容器中時，所述頂部在所述底部之上，并且第一和第二發射器以及第一接收器各自朝向所述開口的頂部設置，且第一接收器設置在所述第一和第二發射器之上。
[0009]在一些實施例中，第一接收器布置在距第二發射器大約0.5英寸到大約30英寸處。第一接收器可以距第一發射器小于大約5英寸。額外地或可替代的，第一接收器和第二發射器之間的距離與第一接收器和第一發射器之間的距離的比在大約0.1到大約600。
[0010]在特定實施例中，所述容器與所述殼體可釋放地接合,所述殼體被構造成在碎屑通過所述容器的開口被接收時支撐所述容器。所述第一和第二發射器以及第一接收器各自被支撐在所述殼體上，且所述容器可以相對于所述第一和第二發射器以及第一接收器移動。第一和第二發射器以及第一接收器能夠各自被支撐在所述容器上。控制器能夠被支撐在所述殼體上。所述第一和第二發射器以及第一接收器能夠各自與所述控制器無線通信(例如，紅外通信)。
[0011 ] 在一些實施例中，在所述覆蓋機器人處于清潔表面上時所述容器可以從所述機器人的側部拆卸且/或從所述殼體的側部拆卸。額外地或可替代的，在所述覆蓋機器人處于清潔表面上時所述容器可以從所述機器人的頂部上拆卸且/或從所述殼體的頂部拆卸。
[0012]在另一方面，碎屑監視系統包括容器、多個第一發射器和多個第二發射器、第一接收器以及第二接收器。所述容器限定了將碎屑接收到容器內的開口。每種所述多個發射器中的每個發射器布置成跨過所述開口的至少一部分發射信號。所述第一接收器靠近所述多個第一發射器，以接收由所述多個第一發射器中的每個所發射的信號的反射部分，所述第一接收器朝向所述開口設置，以接收從所述多個第二發射器的每一個跨過所述開口的至少一部分發射的信號的未反射部分。所述第二接收器靠近所述多個第二發射器，以接收由所述多個第二發射器中的每一個所發射的信號的反射部分，且所述第二接收器朝向所述開口設置，以接收由所述多個第一發射器中的每一個跨過所述開口的至少一部分發射的信號的未反射部分。
[0013]本公開內容的這個方面的實施例可以包括一個或多個以下特征。在一些實施例中，控制器被構造成脈沖地開和關所述多個第一發射器以及脈沖地開和關所述多個第二發射器。所述控制器能夠被構造成同步地使第一和第二接收器中每一個取樣，使得在所述多個第一發射器和所述多個第二發射器關時取得每個接收器的第一樣本，當所述多個第一發射器開且所述多個第二發射器關時取得每個接收器的第二樣本，以及當所述多個第一發射器關且所述多個第二發射器開時取得每個接收器的第三樣本。
[0014]在特定實施例中，多個第一發射器和多個第二發射器相對于彼此布置成使得由多個第一發射器發射的信號與由所述多個第二發射器發射的信號相交。該相交可以沿著所述開口的至少一部分。所述多個第一發射器和所述多個第二發射器可以相對于彼此布置成使得沿著基本上等分所述開口的線，由所述多個第一發射器發射的信號與由所述多個第二發射器發射的信號相交。
[0015]在一些實施例中，所述多個第一發射器和所述多個第二發射器相對于彼此間隔開，使得在每一種所述多個第一和第二發射器中的全部發射器都開時，每個由所述多個第一發射器和所述第二發射器發射的信號基本上覆蓋所述開口的所有區域(例如大于50%)。[0016]在又一個方面，碎屑監視方法包括觸發和關閉第一發射器和第二發射器；測量設置在所述第一發射器附近的第一接收器；以及探測碎屑通過開口的運動。所述第一發射器和第二發射器被觸發以在基本上恒定的頻率下跨過由容器限定的開口發射相應的信號。所述第一接收器設置在第一發射器附近，以接收來自第一發射器的信號的反射部分，并且相對于第二發射器設置，以接收來自第二發射器的信號的未反射部分。所述探測碎屑通過開口的運動至少部分基于當第一和第二發射器被各自觸發時獲得的第一測量值、當第一發射器被觸發而第二發射器被關閉時獲得的第二測量值以及當第一發射器被關閉而第二發射器被觸發時的第三測量值。
[0017]本公開內容的這個方面的實施例包括一個或多個如下特征。在一些實施例中，探測碎屑通過開口的運動包括作為時間的函數處理第一、第二和第三測量值，并且探測被處理的第二和第三測量值中至少一個的變化。在特定實施例中，探測碎屑通過開口的運動包括至少部分基于第一測量值從第二和第三測量值中濾掉環境光。第一、第二和第三測量值能夠作為時間的函數被處理(例如，通過低通濾波第二和第三測量值中的至少一個)。在一些實施例中，探測被處理的第二和第三測量值中的至少一個的變化包括將瞬時變化與相應被處理的測量值的平均值相比較。
[0018]在特定的實施例中，碎屑監視方法包括確定被穿過開口的碎屑阻擋的光量并至少部分基于所確定的被碎屑阻擋的光量來周期性將分數分配給碎屑。確定被穿過開口的碎屑阻擋的光量能夠至少部分基于第二或第三測量值。
[0019]在一些實施例中，碎屑監視方法包括合計連續的碎屑分數，并且如果該碎屑分數的和超過閾值則提供污垢探測信號。所述碎屑分數的和能夠隨時間減小。減小量可以至少部分基于碎屑分數的移動平均值(running average value)。
[0020]在再一方面中，碎屑監視方法包括觸發和關閉第一發射器和第二發射器，以跨過由容器限定的開口發出相應的信號；測量第一接收器；以及確定所述容器是否充滿碎屑。所述第一接收器設置在所述第一發射器附近，以接收來自第一發射器的信號的反射部分，并且相對于第二發射器設置，以接收來自第二發射器的信號的未反射部分。確定所述容器是否充滿碎屑是至少部分基于將第一反射信號與第一透射信號相比較。所述第一反射信號源自于第一發射器被觸發而第二發射器被關閉時所述第一接收器的測量值，而所述第一透射信號源自于第一發射器被關閉而第二發射器被觸發時所述第一接收器的測量值。
[0021]本公開內容的這個方面的實施例可以包括一個或多個如下特征。在一些實施例中，確定所述容器是否充滿碎屑包括至少部分基于第一反射信號與第一透射信號的比較設定第一閾值。所述第一閾值能夠部分基于達到第一交叉點的第一透射信號和第一反射信號來設定，在所述第一交叉點，所述第一反射信號從小于所述第一透射信號變成大于或等于所述第一透射信號。所述第一閾值可以設定成比在第一交叉點處的所述第一反射信號的值更大的值。附加的和替代的，第一閾值可以至少部分基于以下中的一個或多個:第一交叉點的值以及第一反射信號到達第一交叉點的速率。如果在已經設定閾值之后第一反射信號落到第一交叉點之下，那么可以重新設定第一閾值。
[0022]在一些實施例中，碎屑監視方法包括隨著時間漸減所述閾值，直到第一反射信號大于所述第一閾值為止。在特定實施例中，所述碎屑監視方法包括:如果第一反射信號和第一透射信號各自達到大約零，則產生容器滿信號。[0023]在一些實施例中，碎屑監視方法包括測量第二接收器，該第二接收器設置在所述第二發射器附近，以接收來自第二發射器的信號的反射部分，并且相對于所述第一發射器設置，以接收來自第二發射器的信號的未反射部分。確定容器是否充滿碎屑能夠包括將第二反射信號與第二透射信號相比較，所述第二反射信號源自于第二發射器被觸發而第一發射器被關閉時第二接收器的測量值，而所述第二透射信號源自于第二發射器被關閉而所述第一發射器被觸發時的第二接收器的測量值。確定容器是否充滿碎屑能夠包括至少部分基于所述第二反射信號與所述第二透射信號的比較來設定第二閾值。額外地或可替代的，所述碎屑監視方法包括如果第一和第二反射信號每一個超過相應的第一和第二閾值，則產生容器滿信號。
[0024]在又一方面中，碎屑監視方法包括操縱自主覆蓋機器人穿過清潔表面；觸發和關閉第一發射器和第二發射器；從第一接收器接收信號；至少部分基于接收到的信號探測碎屑通過開口的運動；以及至少部分基于探測到的信號確定容器是否充滿碎屑。所述機器人帶有清潔組件和相對于清潔組件布置的容器，以接收由清潔組件從清潔表面去除的碎屑。第一和第二發射器被觸發和關閉，以跨過由所述容器限定的開口發射相應的信號。所述第一接收器設置在所述第一發射器的附近，以接收來自所述第一反射器的信號的反射部分，并且相對于所述第二發射器設置以接收來自所述第二發射器的信號的未反射部分。從所述第一接收器接收信號包括:接收源自于在所述第一發射器被關閉且所述第二發射器被關閉時第一接收器的測量值的黑暗信號；接收源自于在第一發射器被觸發且第二發射器被關閉時第一接收器的測量值的反射信號；以及接收源自于第一發射器被關閉且第二發射器被觸發時第一接收器的測量值的透射信號。探測碎屑通過開口的運動至少部分基于黑暗信號、反射信號和透射信號，并且確定容器是否充滿碎屑至少部分基于所述反射信號和透射信號。
[0025]本公開內容的這個方面的實施例可以包括一個或多個以下特征。在一些實施例中，機器人的運動至少部分基于探測碎屑通過開口的運動而變化。機器人的變化的運動能夠包括初始化點覆蓋清潔圖案。例如，初始化點覆蓋清潔圖案能夠包括立即將機器人的行進方向改變成朝向被探測的碎屑。所述點覆蓋圖案能夠包括一個或多個以下圖案:螺旋圖案、星形圖案、以及玉米條圖案。在一些實施例中，點覆蓋圖案的至少一個尺寸至少部分基于被探測到的碎屑通過開口的運動中的變化。額外地或可替代的，改變機器人的運動包括改變如下至少一項:機器人的行進方向和機器人的行進速度。
[0026]在特定實施例中，碎屑監視方法包括至少部分基于探測到容器充滿碎屑而改變機器人的運動。改變機器人的運動包括朝向清空站移動機器人，所述清空站被構造成接合所述容器。在一些實施例中，所述碎屑監視方法包括至少部分基于探測到所述容器充滿碎屑而清空清潔組件。
[0027]在又一方面中，自主覆蓋機器人包括具有向前部分和后部分的機器人主體、右和左從動輪、由機器人主體所承載的碎屑攪拌器、第一和第二落差傳感器(cliff sensor)以及與所述左和右從動輪以及第一和第二落差傳感器連通的控制器。所述右和左從動輪限定了在所述機器人主體的向前部分和后部分之間的橫向軸，并且每個從動輪可以圍繞該橫向軸轉動。碎屑攪拌器被構造成從清潔表面去除碎屑。第一落差傳感器設置在所述橫向軸之前，而所述第二落差傳感器設置在所述橫向軸之后。所述控制器被構造成至少部分基于從第一和第二落差傳感器接收到的信號來改變機器人的行進方向。
[0028]本公開內容的這個方面的實施例可以包括一個或多個以下特征。在一些實施例中，包括廢物容器，該廢物容器被所述機器人主體承載并且與所述碎屑攪拌器流體連通，以接收從清潔表面去除的碎屑。廢物容器的至少一部分可以設置在所述機器人主體中。額外地或可替代的，所述廢物容器能夠承載在所述機器人主體的后部分上。
[0029]在特定實施例中，所述廢物容器可釋放地與所述機器人主體接合，并且所述第二落差傳感器設置在所述廢物容器上。所述控制器能夠與所述第二落差傳感器無限通信，并且這個無限通信能夠包括以下的一種或多種:光學通信、電磁通信和射頻通信。
[0030]在一些實施例中，第一電觸頭設置在廢物容器上，而第二電觸頭被承載于機器人主體上，其中，第一電觸頭與第二電觸頭可釋放地接合，以在第二落差傳感器和控制器之間建立電通信。所述控制器可以被構造成:如果與第二落差傳感器的通信被中斷，則使左和右從動輪無效。
[0031]在特定實施例中，自主覆蓋機器人包括設置在所述橫向軸之后的第三落差傳感器。該第三落差傳感器可以靠近所述廢物容器。額外地或可替代的，所述第二落差傳感器靠近所述廢物容器。
[0032]在一些實施例中，所述第一落差傳感器和第二落差傳感器限定了基本上與所述橫向軸垂直的前后軸。在特定實施例中，所述碎屑攪拌器基本上平行于所述橫向軸延伸。
[0033]在另一方面，用于從清潔表面去除碎屑的自動覆蓋機器人的廢物容器包括可釋放地與所述自主覆蓋機器人的機器人主體相接合的殼體以及被支撐在殼體上的落差傳感器。所述殼體限定了容納碎屑的容積，且所述殼體限定了用于接收從清潔表面去除的碎屑的開口。所述落差傳感器布置成在所述殼體與所述機器人主體可釋放地接合且所述機器人從清潔表面去除碎屑的同時，探測潛在的落差。
[0034]本公開內容的這個方面的實施例可以包括一個或多個以下特征。在一些實施例中，在所述殼體可拆卸地與所述機器人主體相接合時，殼體的至少一部分限定了所述自主覆蓋機器人的外周的至少一部分。額外地或可替代的，所述殼體的至少一部分限定了所述自主覆蓋機器人的在該機器人從清潔表面去除碎屑是基本上與清潔表面相對的表面的至少一部分。在一些實施例中，所述殼體的至少一部分限定了所述自主覆蓋機器人的在該機器人從清潔表面去除碎屑時基本上垂直于該清潔表面的表面的至少一部分。
[0035]在特定實施例中，所述落差傳感器被支撐在殼體中的限定了所述自主機器人的外周的至少一部分的部分上。所述殼體可以具有大致拱形的部分，且所述落差傳感器可沿著該大致拱形的部分設置。所述大致拱形的部分可以與用于接收從清潔表面去除的碎屑的開口相對。
[0036]在一些實施例中，在所述殼體可釋放地與所述機器人主體相接合并且所述機器人從清潔表面去除碎屑時，所述殼體在基本上垂直于所述清潔表面的方向上的尺寸小于大約10英寸。
[0037]在特定實施例中，電觸頭支撐在殼體上并且與落差傳感器電連通，該電觸頭被構造成與機器人主體上支撐的電觸頭可釋放地接合。在一些實施例中，光發射器被支撐在殼體上并且與所述落差傳感器電連通，所述光發射器被構造成與支撐在機器人主體上的光接收器光學連通。[0038]在另一方面，操縱自主覆蓋機器人的方法包括從第一落差傳感器接收信號；從第二落差傳感器接收信號；以及驅動右和左從動輪，以將機器人沿著與被探測到的潛在落差基本上相反的方向上移動。所述第一落差傳感器被布置成探測橫向軸之前的潛在落差，所述橫向軸被所述機器人的右和左從動輪限定。所述橫向和走基本上垂直于所述機器人行進的前后方向。所述第二落差傳感器被布置成探測所述橫向軸之后的潛在落差。
[0039]本公開內容的這個方面的實施例可以包括一個或多個以下特征。在一些實施例中，從第二落差傳感器接收信號包括從第二落差傳感器接收無限信號。額外地或可替代的，從第二落差傳感器接收信號包括通過可釋放地接合的電觸頭接收所述信號的至少一部分。
[0040]在特定實施例中，所述第一落差傳感器沿著所述機器人的基本上最向前部分設置，而所述第二落差傳感器沿著所述機器人的基本上最后部分設置。在一些實施例中，確定所述第二落差傳感器是否存在，并且如果所述第二落差傳感器不存在，則使右和左從動輪無效。在特定實施例中，驅動所述右和左從動輪以沿著與被探測的潛在落差基本上相反的方向上移動機器人包括移動機器人大于沿著橫向軸在所述右從動輪和所述左從動輪之間的距離的距離。
[0041]在又一方面中，操作自主清潔設備的方法包括:控制清潔設備的驅動系統，以移動所述清潔設備越過清潔表面；從清潔設備的碎屑傳感器接收信號；以及至少部分基于所接收到的碎屑信號，移動所述清潔設備通過運動圖案。來自碎屑傳感器的信號表示清潔設備正收集碎屑。所述運動圖案包括多個線條(swath)。
[0042]本公開內容的這個方面的實施例可以包括一個或多個以下特征。在一些實施例中，多個線條中的每一個彼此基本上平行。在特定實施例中，多個線條中的每個從星形圖案的中心區域延伸。所述中心區域可以是清潔表面的基本上對應于所接收到的碎屑信號的局部最大值的區域。所述星形圖案能夠通過大約360度的角度輻射。
[0043]在特定實施例中，所述多個線條的至少一些的至少一部分彼此重疊。在一些實施例中，線條之間的重疊量可以至少部分基于碎屑信號的大小來調節。額外地或可替代的，線條的數量能夠至少部分基于來自所述碎屑傳感器的信號。在特定實施例中，調節所述線條的數量包括與所述碎屑信號的大小成比例地調節線條的數量。
[0044]在一些實施例中，每個線條的長度至少部分基于來自所述碎屑傳感器的信號加以調節。額外地或可替代的，在碎屑信號落入閾值之下時，每個線條能夠被終止。在特定實施例中，碎屑傳感器是設置在清潔設備的清潔路徑上的光學傳感器。所述碎屑傳感器能夠包括設置在廢物容器上的光學傳感器，該廢物容器可釋放地與所述清潔設備相接合。額外地或可替代的，所述碎屑傳感器包括壓電傳感器元件。
[0045]在另一方面，操作自主清潔設備的方法包括:控制所述清潔設備的驅動系統，以移動清潔傳感器越過清潔表面；從清潔設備的碎屑傳感器接收信號；沿著在探測到的碎屑的方向上的前方移動所述清潔設備。所述信號對應于被探測的碎屑方向上的前方。
[0046]本公開內容的這個方面的實施例包括一個或多個以下特征。在一些實施例中，碎屑傳感器包括基本上指向清潔設備的前方的攝像機。在特定實施例中，該攝像機是可移動的，以掃描基本上在清潔設備前方的區域。額外地或可替代的，所述碎屑的尺寸被確定，且清潔設備遠離大于預定尺寸的碎屑移動。
[0047]在另一方面，一種導航自主覆蓋機器人的方法包括:操縱自主覆蓋機器人越過表面；探測從維護站發出的信號中的第一變化，該維護站被構造成接收自主覆蓋機器人；探測從維護站發出的信號中的第二變化；以及確定機器人在一時間段內發現維護站的可能性。所確定的可能性是至少部分基于被探測到的信號中的第一變化和被探測到的信號中的第二變化之間的消逝時間。
[0048]本公開內容的這個方面的實施例可以包括一個或多個以下特征。在一些實施例中，確定機器人在一時間段內發現維護站的可能性包括至少部分基于所述消逝時間來更新可能性分布。所述可能性分布可以是非參數模型(例如柱狀圖)。額外地或可替代的，所述可能性分布可以是參數模型，如泊松分布，其中，泊松分布的中間值被估計(例如平均值)。
[0049]在一些實施例中，導航自主覆蓋機器人的方法還包括確定在機器人能夠找到維護站之前可從機器人攜帶的電池獲得的能量將被耗盡的可能性。在特定實施例中，為找到維護站分配一時間段。分配的時間段可以至少部分基于所確定的在該分配的時間段內機器人將找到維護站的可能性。在一些例子中，在分配的時間段內，給機器人的能量將被減少。例如，減少能量能夠包括減少向機器人攜帶的清潔組件的能量。
[0050]在特定實施例中，導航自主覆蓋機器人的方法還包括探測機器人是否已經從表面移除，并且忽略探測到的信號中的第一變化，該信號中的第一變化正好在探測到機器人已經從表面移除之前發生，并且忽略探測到的信號中的第二變化，該信號中的第二變化正好在探測到機器人已經從表面移除之后發生。例如，探測到機器人已經從表面移除可以包括從機器人所攜帶的一個或多個傳感器(例如，車輪掉落傳感器和/或落差傳感器)接收信號。
[0051]在特定實施例中，機器人和維護站之間的可釋放的接觸被建立。在機器人和維護站之間建立可釋放接觸時，機器人所攜帶的電池可以被充電。
[0052]在又一方面，導航自主覆蓋機器人的方法包括操縱自主覆蓋機器人越過表面；探測沿著該表面設置的第一結構；探測沿著該表面設置的第二結構；確定在一時間端內機器人將發現所述第一結構的可能性，其中，探測到的可能性至少部分基于探測第二結構以及在探測第一結構和探測第二結構之間的消逝時間。
[0053]本公開內容的這個方面的實施例可以包括一個或多個以下特征。所述第一結構可以是被構造成接收機器人的維護站，而所述第二結構是燈塔。額外地或可替代的，所述第一結構可以是第一燈塔而所述第二結構可以是第二燈塔。
[0054]在又一方面，系統包括維護站和自主覆蓋機器人。所述維護站包括用于發出信號的發射器。所述自主覆蓋機器人被構造成操縱越過一表面，并且包括用于接收所發射的信號的至少一個接收器和控制器。所述控制器被構造成操作該機構器跨過該表面；探測從所述維護站發出并且由所述至少一個接收器所接收的信號中的第一變化；探測由所述維護站發出并且由所述至少一個接收器所接收的信號中的第二變化；以及確定在一時間段內所述機器人將找到所述維護站的可能性。所探測的可能性是至少部分基于所探測到的信號中的第一變化和所探測到的信號中的第二變化之間的消逝時間。
[0055]本公開內容的這個方面的實施例包括一個或多個如下特征。發射器可以包括紅外發射器，而所述至少一個接收器包括紅外接收器。在一些實施例中，所述自主覆蓋機器人還包括電池。所述維護站可以被構造成可釋放地接合所述自主覆蓋機器人，以將能量傳輸給電池。
[0056]在又一方面，校準廢物容器的碎屑監視系統的方法包括:探測初始條件；向發射器陣列施加第一脈寬調制占空因數；在接收器處測量響應于第一脈寬調制占空因數的第一信號；向發射器信號施加第二脈寬調制占空因數；在接收器處測量響應于第二脈寬調制占空因數的第二信號；確定測得的第一信號和測得的第二信號之間的差是否大于閾值；以及至少部分基于所確定的測得的第一信號和測得的第二信號之間的差大于閾值而將測得的第二信號設定成基礎亮度。所述第二脈寬調制占空因數小于第一脈寬調制占空因數。
[0057]本公開內容的這個方面的實施例可以包括一個或多個以下方面。探測初始條件可以包括探測廢物容器插入到碎屑收集裝置(例如，自主清潔機器人)的主體內。額外地或可替代的，探測初始條件可以包括探測施加的能量(例如，探測電池的插入和/或電源開關的位置)。在一些實施例中，至少部分基于探測到初始條件來觸發指示器。
[0058]在特定實施例中，至少部分基于測得的第一信號和測得的第二信號之間的差是否大于閾值來關閉指示器。
[0059]在一些實施例中，觸發和/或關閉指示器包括觸發和/或關閉一個或多個發光二級管。
[0060]在特定實施例中，向發射器陣列施加第一脈寬調制占空因數包括向發射器陣列施加最大脈寬調制占空因數。
[0061]在一些實施例中，廢物容器限定了開口，以將碎屑接收于廢物容器中。第一發射器陣列可以布置成跨過所述開口的至少一部分發射信號。在接收器處測量第一和第二信號可以各自包括接收由第一發射器所發出的信號的未反射部分。額外地或可替代的，在接收器處測量第一和第二信號可以各自包括接收由第一發射器發出的信號的反射部分。
[0062]在特定實施例中，向發射器陣列施加第二脈寬調制占空因數包括確定所施加的第二脈寬調制是否大于極限值。
[0063]在又一方面，碎屑監視系統包括容器、多個第一發射器和多個第二發射器、第一接收器和第二接收器。所述容器包括擋板，該擋板水平跨過容器的寬度延伸并且垂直沿著所述容器的高度的至少一部分延伸。所述擋板限定了開口的至少一部分，該開口將碎屑接收到容器中。第一發射器在所述開口的第一側上彼此垂直間隔開，而第二發射器在所述開口的第二側上彼此垂直間隔開。所述第一和第二發射器中的發射器被布置成跨越所述開口的水平和垂直尺寸發射信號。第一接收器靠近所述多個第一發射器，而第二接收器靠近所述多個第二發射器。
[0064]在一些實施例中，所述擋板的至少一部分是門，所述門可移動，以允許接近存放在容器中的碎屑。例如，所述擋板可以包括鉸接的門。額外地或可替代的，所述擋板可以包括可滑動的門。
[0065]在特定實施例中，開口的垂直尺寸基本上是所述容器的組合高度的大約1/2或更小(例如，所述開口的垂直尺寸和擋板的組合高度的大約1/2或更小)。
[0066]在一些實施例中，開口的寬度可以是容器的寬度的大約2/3或更小。在這些實施例中，平展可以基本上跨過容器的整個寬度延伸。從而，例如，擋板的寬度可以壁開口的寬度大至少1/3。
[0067]在附圖和下面的描述中陳述了本發明的一個或多個實施方式的細節。本發明的其他特征、目的和有點將從該描述和附圖以及從權利要求中理解到。【專利附圖】

【附圖說明】
[0068]圖1A是自主機器人清潔器的俯視圖
[0069]圖1B是自主機器人清潔器的底視圖
[0070]圖1C是自主機器人清潔器的側視圖
[0071]圖2是自主機器人清潔器的系統的方框圖
[0072]圖3A至3B是自主機器人清潔器的俯視圖
[0073]圖3C是自主機器人清潔器的后部透視圖；
[0074]圖3D至3E是自主機器人清潔器的底視圖
[0075]圖3F至3G是自主機器人清潔器的透視圖
[0076]圖4A至4B是可拆卸集塵盒的透視圖；
[0077]圖4C至4E是自主機器人清潔器的示意圖
[0078]圖5A是自主機器人清潔器的俯視圖；
[0079]圖5B是盒傳感器刷的俯視圖；
[0080]圖6A至6C是自主機器人清潔器的示意圖
[0081]圖7A至7B是可拆卸集塵盒的前視圖
[0082]圖7C至7E是可拆卸集塵盒的透視圖
[0083]圖7F至7H是可拆卸集塵盒的前視圖
[0084]圖8A至8E是可拆卸集塵盒的前視圖
[0085]圖9A是碎屑監視程序的過程流程圖；
[0086]圖9B是碎屑定量程序的過程流程圖；
[0087]圖9C是盒充滿探測程序的過程流程圖；
[0088]圖9D是閾值設定程序的過程流程圖；
[0089]圖9E是校準程序的過程流程圖；
[0090]圖1OA是機器人清潔圖案的示意圖；
[0091]圖1OB是機器人清潔圖案的示意圖；
[0092]圖11是機器人的透視圖；
[0093]圖12A至12B是自主機器人清潔器的示意圖；
[0094]圖13A是集塵盒的透視圖；
[0095]圖13B至13D是集塵盒指示器的示意圖；
[0096]圖14A是集塵盒指示器系統的示意圖；
[0097]圖14B至14C是遠程集塵盒指示器的示意圖；
[0098]圖14D是自主機器人清潔器和清空站的示意圖；
[0099]圖15A是自主機器人清潔器和清空站的示意圖；
[0100]圖15B是自主機器人清潔器相對于清空站移動的示意圖；
[0101]圖16是搜尋程序的過程流程圖；
[0102]圖17是自主機器人清潔器相對于清空站和第二結構移動的示意圖
[0103]圖18是搜尋程序的過程流程圖；
[0104]圖19A是自主機器人清潔器的局部分解頂部透視圖；
[0105]圖19B是圖19A的自主機器人清潔器的局部分解底部透視圖；[0106]圖19C是沿著線19C-19C截取的處于未分解結構的圖19A的自主機器人清潔器的橫剖前視圖；
[0107]圖19D是圖19A的自主機器人清潔器的垃圾箱的透視圖；
[0108]圖19E是圖19A的自主機器人清潔器的垃圾箱的側視圖；
[0109]圖19F是沿著線19F-19F截取的圖19A的自主機器人清潔器的垃圾箱的橫截面圖；
[0110]圖19G是沿著線19G-19G截取的圖19A的自主機器人清潔器的垃圾箱的橫截面圖；
[0111]在各個圖中相同的附圖標記表示相同的元件。
【具體實施方式】
[0112]參照圖1A至1C，自主機器人清潔器11包括機器人主體31 (例如底盤和/或殼體)，該機器人主體承載連接到緩沖器5上的外殼6。機器人主體31還承載控制面板10和全方向接收器15，該接收器具有360度的視線，用于從基本上所有方向探測朝機器人11發射的信號。
[0113]參照圖1B，沿著機器人主體31的每一側安裝的是差速驅動的車輪45，每個車輪圍繞橫向軸可旋轉，以使機器人11機動，并且提供兩點支撐。差速驅動的車輪45可以在向前和相反方向上移動機器人11，使得機器人主體31具有在差速驅動的車輪45之前的相應的向前部分3IA和在差速驅動的車輪45之后的后部分31B。
[0114]落差傳感器30A (例如，紅外傳感器)安裝在機器人11的下側，沿著機器人主體31的向前部分31A，以隨著機器人11在向前驅動方向上移動而探測機器人11前方的潛在落差。落差傳感器30B安裝在機器人11的下側，沿著機器人主體31的后部分31B，以隨著機器人11在向后驅動方向上移動而探測機器人11后方的潛在落差。至少一個落差傳感器30B碎屑盒50上，該碎屑盒50與清潔頭40流體連通，以接收從清潔表面去除的碎屑。設置在集塵盒50上的落差傳感器30B能夠與機器人主體31上的一個或多個部件通信且/或由機器人主體31上的能源通過在集塵盒50和機器人主體31之間建立的通信和/或能量通道供能(分別在下面描述)。落差傳感器30A和30B被構造成地板特性的突然變化，該地板特性表示地板的邊緣或落差(例如樓梯的邊緣)。如下面進一步詳細描述的，落差傳感器30A和30B能夠利于清潔圖案的執行，該清潔圖案包括機器人11在包含碎屑的區域上來回運動。例如，設置在機器人11的向前部分和后部分上的落差傳感器30A和30B能夠減小隨著機器人在執行清潔圖案過程中的前后移動而機器人11翻越其前方或后方的落差的可能性。
[0115]底盤31的向前部分31A包括腳輪35，該腳輪35為機器人11提供額外支撐，作為與地板接觸的第三點，并且不會阻礙機器人的活動性。位于腳輪35附近并且位于腳輪35的每一側上的是兩個輪-地板接近傳感器70。輪-地板接近傳感器70被構造成探測表示地板的邊緣或落差(例如樓梯的邊緣)的地板特性的突然變化。輪-地板接近傳感器70在一旦主落差傳感器30A不能探測邊緣或落差時提供冗余性。在一些實施例中，未包括輪-地板接近傳感器70，但是主落差傳感器30A仍然沿著底盤31的底部向前部分3IA安裝。在特定實施例中，腳輪35未被包括在內，而為機器人11的額外支撐是通過清潔頭組件的至少一部分來提供的，后者在下面詳細描述。
[0116]清潔頭組件40大體上設置在機器人11的向前部分31A和后部分31B之間，且清潔頭組件的至少一部分設置在機器人主體31之內。清潔頭組件40包括主刷65和次刷60。電池25承載在機器人主體31上，并且在一些實施例中，靠近清潔頭組件40。在一些例子中，主刷65和/或次刷60是可拆卸的。在其他例子中，清潔頭組件40包括固定的主刷65和/或次刷60，在此固定是指刷永久安裝在機器人主體31上。
[0117]側刷20被支撐在機器人主體31的一側上，使得側刷20的至少一部分延伸超出機器人主體31。在一些實施例中，當機器人11工作時，側刷20被構造成圍繞基本上垂直于清潔表面的軸旋轉360度。側刷20的旋轉可以改善在機器人側面相鄰區域內以及否則更居中定位的清潔頭組件40無法到達的區域內(例如，角落)的清潔。
[0118]可拆卸的集塵盒50被朝向機器人11的后端3IB支撐，且可拆卸的集塵盒50的至少一部分設置在外殼6內。在特定實施例中，集塵盒50從底盤31上可拆卸，以提供對盒內容物以及內部過濾器54的接近。額外地或可替代的，接近集塵盒50可以通過清空口 80來提供，如圖1C所示。在一些實施例中，清空口 80包括一組沿著底盤31的側壁滑動的滑動側板55以及外殼6的下側板，以打開清空口 80。清空口 80被構造成與維護站或其他用于將碎屑從盒50清空的裝置上的相應的清空口配合。在其他實施例中，清空口 80沿著外殼6的邊緣設置在外殼6的最頂部上、在機器人主體31的底部上或者清空口 80使得集塵盒50的內容物容易接近的其他類似位置。
[0119]圖2是包括在機器人11之內的系統的方塊圖。機器人11包括微處理器245,該微處理器245能夠執行成像并且向機器人11內的致動器產生和發送控制信號。與該微處理器245相連接的是用于存儲程序和傳感器的輸入和輸出的存儲器225、電源組件20 (例如，電池和/或能夠產生并且向微處理器245配送電能的多個放大器)、以及其他包括在機器人11內的部件。數據模塊240連接到微處理器245上，其可以包括ROM、RAM、EEPROM或閃存。數據模塊240可以存儲在機器人11內產生的數值或者將新的軟件程序或數值上傳到機器人11。
[0120]微處理器245連接到多個組件和系統，其中之一是通信系統205，該通信系統205包括RS-232收發器、無線電、以太網和無線通信器。驅動組件210連接到微處理器245上，并包括右和左差速驅動車輪45、右和左車輪馬達以及車輪編碼器。驅動組件210可操作以從微處理器245接收命令并且產生通過通信系統205發送回到微處理器245的傳感器數據。單獨的腳輪組件230連接到微處理器245上，并且包括腳輪35和車輪編碼器。清潔組件215連接到微處理器245并且包括主刷65、次刷60、側刷20以及與每個刷相關聯的刷馬達。還連接到微處理器上的是傳感器組件235，該傳感器組件235包括紅外接近傳感器75、全方向探測器15、安裝在緩沖器5中的機械開關、輪-地板接近傳感器70、停滯傳感器、陀螺儀71和紅外落差傳感器30。
[0121]參照圖3A至3E，圖中示出了集塵盒50和過濾器54設置在底盤31和外殼6上的示例性位置。圖3A顯示了機器人300A，其中清空口 305設置在機器人300A的頂部，更具體地說，安裝在集塵盒3IOA的頂部。集塵盒3IOA可以從底盤31和外殼6上拆卸或者不可拆卸，如果可拆卸的話，則該集塵盒310A可拆卸以使得盒310A與機器人300A到后部分312A分離(例如，可釋放地接合)。[0122]參照圖3B，集塵盒310B朝向機器人300B的后部安裝并包括閂鎖315。在一些實施例中，在閂鎖315被操縱時，集塵盒310的一部分朝向機器人310B的向前部分滑動，提供對集塵盒310B的內容物的接近，以將其去除。額外地或可替代的，集塵盒310B可以從機器人310B的后部分312B上去除，以提供對集塵盒310B的內容物的接近，用于將其去除且/或提供對基本上設置于集塵盒310B之內的過濾器(例如過濾器54)的接近。在這個實施例中，集塵盒閂鎖315可以被操作者手動操縱或者可以通過機器人驅動的操縱器自動操縱。
[0123]參照圖3C，機器人300C包括位于外殼6的最后側壁320上的集塵盒310C。集塵盒310C具有一組可移動的門350，每個門可沿著機器人主體31的側面滑動，并且每個門可以在外殼6之下凹入。在一些實施例中，在門350可以在外殼6下面凹入的情況下，集塵盒3IOC被構造成接收外部清空口并且與該外部清空口配合。
[0124]圖3D提供了機器人300D和位于機器人300D后底部的集塵盒3IOD的底部的仰視圖。集塵盒310D具有閂鎖370，該閂鎖370允許位于集塵盒310D底部上的門365朝向機器人300D的向前部分滑動，使得可以去除集塵盒310D的內容物。在特定實施例中，集塵盒310D支撐過濾器(例如，圖1C所示的過濾器54)，并且集塵盒310D可以從機器人300D的后部拆卸，以便于清潔和/或更換過濾器。集塵盒310D和閂鎖370可以由操作者手動操縱或者通過機器人驅動的操縱器來自動操縱。
[0125]圖3E提供了機器人300E以及位于機器人300E的后底部的集塵盒3IOE的仰視圖。集塵盒3IOE包括用于接近集塵盒3IOE的內容物的清空口 380。清空軟管可以連接到清空口 380上，以清空集塵盒310E。在特定實施例中，集塵盒310E可以從機器人300D的后部分312E上拆卸，以及接近和清潔設置在集塵盒310之內的過濾器(例如，如圖1C所示的過濾器54)。
[0126]參照圖3F，機器人300F包括沿著機器人后部分312F設置的集塵盒310F。在一些實施例中，集塵盒310F包括在后側上的至少一個清空口 380 (圖中示出三個)。清空口 380可以被構造成接收清空軟管，用于從盒310F去除碎屑。額外地或可替代的，清空口 380可以被構造成利于手動去除碎屑(例如，通過抓住盒310F，以在重力作用下使得盒內的碎屑落到盒之外)。
[0127]參照圖3G，機器人300G包括位于機器人后部分312G上的集塵盒310G。集塵盒310G包括在側部(例如左和/或右側)上的一個或多個清空口 380。清空口 380被構造成接收清空軟管，用于從盒3IOG中去除碎屑。
[0128]機器人清潔器11可以接收多種不同的集塵盒50。例如，參照圖4A，集塵盒400A被構造成與外部真空清空口配合。集塵盒400A限定了主腔室405A，該主腔室405A具有傾斜的地板410A，其有利于碎屑朝向清空口 415、420和425移動。第一側清空口 415位于中心清空口 420附近，該中心清空口 420位于第一側清空口 415和第二側清空口 425之間。位于盒400A的側壁上的是兩個清空出口 430，該清空出口被安裝以在其清空操作過程中進一步有利于產生真空。
[0129]參照圖4B，盒400B包括沿著盒400B的開口邊緣452的齒450。通過將盒400B足夠靠近主刷60和/或次刷65，使得齒492在刷60、65上累積的細絲之下滑動并隨著刷60、65的旋轉而剝離細絲，齒450可以減少在刷6、65上累積的細絲量。在一些例子中，盒400B可以包括大約24至36個齒之間。在所示的例子中，盒400B限定了清掃集塵盒部分460和真空集塵盒部分465。梳或齒450定位在清掃集塵盒部分460和真空集塵盒部分465之間，并且布置成隨著清掃刷60旋轉而輕微梳理清掃刷60。梳或齒450從清掃刷60上去除雜亂的細絲，其累積在齒450上或累積在清掃集塵盒部分460中。真空集塵盒部分465與上述齒450彼此互不干涉。集塵盒400B帶有真空組件480 (例如，真空馬達/風扇)，該真空組件被構造成通過通道吸取碎屑，該通道如在真空集塵盒部分460內的一對橡膠掃帚470A和470B所限定的通道。
[0130]集塵盒400B包括電觸頭482A、482B，它們與機器人主體31上的相對應的電觸頭可釋放地接合，使得在集塵盒400B與機器人主體31相接合時，電能被供給到集塵盒400B。在一些實施例中，電能被提供給真空組件480。在特定實施例中，電觸頭482A、482B可以提供與集塵盒微處理器217的通信。過濾器54 (圖1C所示)可以將真空集塵盒部分460與真空組件480分離開。在一些例子中，過濾器54沿著側邊緣、頂邊緣或者底邊緣可以輸轉打開，以用于維護。在其他例子中，過濾器54滑出到真空集塵盒部分460之外。
[0131]在一些情況下，集塵盒50包括盒滿探測系統，用于感測集塵盒50內存在的碎屑量。例如，參照圖5A至5B，盒滿探測系統包括容納在集塵盒50內的發射器755和探測器760。殼體757圍繞發射器755和探測器760的每一個并且在集塵盒50沒有碎屑是基本上也沒有碎屑。在一個實施例中，集塵盒50可拆卸地連接到機器人清潔器11上，并包括刷組件770，用于從發射器/探測器殼體757的表面去除碎屑和油煙。刷組件770包括安裝到機器人主體31上的刷772，該刷772被構造成在集塵盒50從機器人11上拆卸或者將集塵盒50安裝到機器人11上時清掃發射器/探測器殼體757。刷772包括在距機器人11最遠的遠端的清潔頭774 (例如，鬃毛或海綿)以及窗口部分760，該窗口部分760朝向刷772的底部定位并且在集塵盒50安裝到機器人11上時與發射器755或探測器760對齊。發射器755發出光，且探測器760通過該窗口 760接收光。除了從發射器755和探測器760掃走碎屑之外，在集塵盒50安裝到機器人11上時，清潔頭774減少了到達發射器755和探測器760的碎屑或灰塵量。在一些例子中，窗口 776包括透明的或者半透明的材料，并且與清潔頭774—體地形成。在一些例子中，發射器755和探測器760安裝在機器人11的底盤31上，并且清潔頭774和/或窗口 776安裝在集塵盒50上
[0132]參照圖6A，在一些實施例中，清掃機器人11包括刷60和翻蓋65，它們清掃或另外攪拌來自清潔表面的碎屑，使之移動到集塵盒700A中，該集塵盒700A具有發射器755和探測器760，它們各自位于集塵盒進口 701 (例如，由集塵盒700A限定的開口)附近。
[0133]參照圖6B，在特定實施例中，集塵盒700B包括真空/鼓風機馬達780、和位于進入到集塵盒700B內的真空流入路徑的入口 782附近的發射器755和探測器760。機器人11的機器人主體31包括機器人真空出口 784，該真空出口 784接合集塵盒700B的真空入口782 (例如，與真空入口 782平齊配合)。通過將發射器755和探測器760設置在碎屑入口792附近，可以沿著吸取流動路徑，而非在碎屑腔室785內，探測碎屑。因此，當沿著流動路徑被清掃或真空吸取的碎屑量非常高(通常是很少見的情況)時或者當碎屑腔室785被充滿(例如，碎屑不在沉積在里面，而代之以沿著吸取流動路徑堵塞在入口 782附近)，即可以觸發盒滿條件。
[0134]參照圖6C，在一些實施例中，組合的真空/清掃集塵盒700C包括位于清掃集塵盒入口 782A和真空集塵盒入口 782B附近的發射器755和探測器760對，安裝在清掃集塵盒入口 782A附近的發射器755和探測器760被支撐在機器人11的機器人主體31上。額外地或可替代的，入口傳感器755、760、若干發射器陣列788定位在集塵盒700C的內表面上(例如在集塵盒700C的底部內表面上)，并且一個或多個探測器760定位在集塵盒700C的基本上相對的內表面上(例如，在集塵盒700C的頂部內表面上)。如下面將更詳細描述的，來自沿著吸取流動路徑以及集塵盒700C的容器定位的探測器760的信號可以被比較，以探測是否存在碎屑和/或用于確定盒滿。例如，當大量的碎屑被刷60、翻蓋65和/或真空馬達780拉入集塵盒700C時，沿著流動路徑定位的探測器760會產生低探測信號。但是，位于集塵盒700D的頂部內表面上的探測器760不會探測到滿的集塵盒700C，如果它還沒有滿的話。探測器信號的比較避免了錯誤的盒滿條件。
[0135]圖7A至7E示出用于探測集塵盒50內的碎屑的透射型光學碎屑感測系統。如圖7A所示，在一些例子中，集塵盒50包括位于集塵盒50的底部內表面51上的發射器755以及位于集塵盒50的上部內表面上的探測器760。發射器755發出光線，光線穿過集塵盒50的內部，并且可以被探測器760探測到。當集塵盒50的內部沒有碎屑時，從發射器755發出的光線在探測器760產生相對高的信號強度，這是因為隨著被發射的光線穿過空的集塵盒50的內部，很少的被發射的光線被轉向或偏轉而遠離探測器760。相反，當集塵盒50的內部容納碎屑是，至少一些從發射器755發射的光線由于其撞擊碎屑而被吸收、反射或轉向，使得較小比例的發射光線到達探測器760。由集塵盒50內部的碎屑所導致的轉向或偏轉程度與集塵盒50內的碎屑量正相關。
[0136]通過將集塵盒50不包含碎屑時探測器760所產生的信號與在清潔工作周期中隨著機器人11將碎屑清掃和真空吸取到集塵盒50內而由探測器760獲得的隨后的信號讀數相比較，可以確定集塵盒50內存在碎屑。例如，當隨后選擇(polled)的探測器信號與初始探測器信號(例如，在集塵盒50基本上空時取得的信號)相比較，可以做出判定集塵盒50內累積的碎屑是否已經達到足以觸發盒滿條件的程度。
[0137]一個示例性的集塵盒結構包括一個發射器755和兩個探測器760。另一種結構包括在集塵盒51內定位一個或多個發射器755和探測器760，并且它們在相互正交的方向上交叉指向。在內部定表面上的第一探測器760所產生的信號相對低，而在內部側表面上的第二探測器760 (其探測水平發射的光線)所產生的信號沒有滿足盒滿閾值時，機器人11可以確定大量碎屑已經累積在集塵盒50的底部，但是還沒有充滿集塵盒50。額外地或可替代的，當兩個探測器760報告相對低的接收到的光線信號時，可以確定集塵盒50被充滿。
[0138]參照圖7B，在一些實施例中，集塵盒50包括探測器760，該探測器760靠近校準發射器805，二者都設置在集塵是50的頂部內表面上的擋板801后面。發射器755設置在集塵盒50的底部內表面51上。校準信號讀數是通過從校準發射器805發射光線，該光線然后被探測器760作為第一讀數探測到而實現的。半透明或透明的擋板801防止從校準發射器805向探測器760的發射與來自集塵盒50的灰塵或碎屑之間的發光干涉。發射器755然后跨過集塵盒50的內部發射光線，并且探測器760取得被接收光線的第二讀數。通過將第二讀數與第一讀數相比較，可以確定集塵盒50是否充滿碎屑。在一些例子中，機器人11包括在沿著集塵盒50的進口 53之前的碎屑流動路徑定位的傳感器755、760。盒滿傳感器755、760可以探測趨于從集塵盒50溢出的碎屑。
[0139]參照圖7C，在一些實施例中，集塵盒50包括兩個發射器陣列788和兩個探測器760。每個發射器陣列788可以包括若干光源。在相同的發射器陣列788之內，光源可以各自發射彼此不同的光頻率。例如，改變被光源發射的光線的頻率呈現出被不同尺寸碎屑的各種吸收程度。發射器陣列788內的第一子發射器可以發射第一頻率的光線，它被非常小顆粒尺寸的碎屑所吸收，而發射器陣列788內的第二子發射器在第二頻率發射光線，該光線不會被小尺寸碎屑顆粒所吸收。即使在碎屑的顆粒尺寸變化時，通過測量和比較從第一和第二子發射器接收的光信號，機器人11可以確定集塵盒50被充滿。通過采用在不同頻率下發光的子發射器，可以避免與光學透射探測系統不期望的干涉。
[0140]與例如單個發射器和探測器對相比，多個發射器陣列788和探測器760可以提供更準確和可靠的盒滿探測。在所示的例子中，多個發射器陣列788提供穿過集塵盒信號以探測潛在的集塵盒堵塞。一個可能的堵塞位置是靠近突出的真空保持隔壁59，該隔壁59將集塵盒50分成兩個橫向隔室。額外地或可替代的，當足夠大尺寸的被接收的碎屑(例如紙張或者毛團)至少暫時堵塞并分隔集塵盒50時會發生堵塞。在特定實施例中，當在集塵盒中偏移、結塊、移動、振動或推動的碎屑在集塵盒50內廣生Iv或多個隔室(例如，經由系統的累計圖案產生)時發生堵塞。如果碎屑累積在一個橫向隔室內，但不是另一個內，單個探測器對不能探測到這種累積。單個探測器對也會從大的碎屑物品或結塊而提供錯誤的正信號(例如，在集塵盒50未充滿時指示集塵盒充滿了)。在兩個不同的橫向或前后位置、位于集塵盒50的底部內表面51上的多個發射器陣列788和位于集塵盒50的頂部內表面52上的多個探測器760覆蓋集塵盒50的更大的潛在容積，與在相同或類似取向上的單個探測器對相比，提供更準確和可靠的盒滿探測。集塵盒探測器信號的直方圖或平均或者在多個一個中斷光束的結果上使用XOR或AND可以用于給出更真的正值(即使取決從累積開始的時間)。
[0141]參照圖7D，在特定實施例中，集塵盒50包括透射光學探測系統，該系統包括兩個發射器陣列788，每個陣列具有擴散所發出的紅外光的擴散器790。相對于從來自非擴散光源的匯聚光束所產生的探測信號，發射到集塵盒50內部的擴散光提供了更穩定的探測器760產生的探測信號，至少這是因為擴散光提供了所發射信號的一種物理平均。相對于來自一個發射器的僅僅一個視線斷開的光束的中斷相比，接收擴散的紅外光信號的探測器760能夠測量整體的堵塞量。
[0142]參照圖7E，在特定實施例中，集塵盒50包括光管或光纖路徑792，其設置在集塵盒50的底部內表面51上。來自集塵盒50內的光源793的光線沿著光纖路徑792傳播，并且從分配器終端794發出。這個集塵盒結構將光的產生集中到單個光源793，而非將電能施加到多個獨立光源，同時跨過集塵盒50分布光線。分配器終端794也可以包括擴散器790，如上面相對于圖7D所討論的。
[0143]參照圖7F至7H，在一些實施例中，集塵盒50包括通過反射光傳輸實現的光學碎屑探測。在一個例子中，如圖7F所示，集塵盒50包括位于探測器760附近的屏蔽的發射器756。由屏蔽的發射器756發出的光線由于遮擋而不會直接傳播到探測器760。但是，從發射器756發出的光線被集塵盒50的內表面55所反射，并且穿過間接路徑到達探測器760。由集塵盒50內的碎屑所造成的反射光的衰減相對大于直接透射結構的，這是因為例如反射光必須在集塵盒50內行進的路徑實際上被加倍。雖然屏蔽的發射器756和探測器760被圖示彼此靠近，但是它們可以額外地或替代的彼此遠離。發射器756和探測器760可以定位在相同表面上或在不同表面上。
[0144]參照圖7G，在特定實施例中，兩組屏蔽的發射器756和探測器760各自定位在集塵盒50的內部的相對的水平側上。在這種結構中，被每個探測器760所接收的光線可以是從位于集塵盒50的相對側上的屏蔽發射器756直接發射的光線以及來自附近的屏蔽發射器756的被內表面55反射的光線的組合。在一些例子中，第一組屏蔽發射器756和探測器760位于第二組屏蔽發射器756和探測器769附近的集塵盒表面上。在一個例子中，單個屏蔽發射器756和探測器760對位于集塵盒50的底表面上。
[0145]圖7H示出其中集塵盒50包括沿著屏蔽發射器756的發射路徑放置的擴散屏幕412的結構，該屏蔽發射器756設置在集塵盒50的底面51上。擴散屏幕790擴散從屏蔽發射器756發射的光線，該光線在到達探測器760之前在集塵盒50的內部55的不同表面上反射，由此提供了反映集塵盒50內部的寬廣區域的探測信號。
[0146]參照圖8A至8E，在一些實施例中，集塵盒50包括光學探測系統800，該光學探測系統800通過反射和透射信號的組合探測集塵盒50內移動的碎屑。光學探測系統800包括第一接收器802A、第二接收器802B、第一發射器陣列804A和第二接收器陣列804B。在使用過程中，碎屑48通過進口 53進入集塵盒50，并且形成從集塵盒的底面51延伸的堆積49。隨著碎屑48持續進入集塵盒50，堆積49在從底面51向頂部內表面52限定的方向上尺寸增加(比較圖8A、8B和8C)。如下面進一步詳細描述的，發射器陣列804A和804B被依次允許和禁止(例如，以基本上恒定的頻率脈動)，同時接收器802A和802B同步地采樣，以測量反射的和透射的信號，并進一步處理，以探測穿過光學探測系統800的碎屑48，并確定集塵盒50是否充滿碎屑(例如，碎屑48的堆積49是否具有表示盒滿條件的尺寸和/或密度特性)。
[0147]當集塵盒50是空的(如圖8A所示)，或者包含在接收器802A、802B和發射器804A、804B之下的碎屑的堆積49 (如圖8B所示)，在每個接收器802A、802B處接收的透射信號大于(例如，明顯大于)在相應接收器處接收的反射信號。隨著集塵盒50填充碎屑48 (例如，在工作過程中)，反射信號的大小相對于由每個相應的接收器802A、802B所測量的透射信號的大小會增加。當碎屑的堆積49已經填滿集塵盒50 (例如,如圖8C中所示)時,反射信號大約等于或大于在相應的接收器802A、802B處測量的透射信號。如下面進一步詳細描述的，在接收器802A處測量的反射信號與在接收器802B處測量的反射信號的比較可以提供集塵盒50內的碎屑的堆積49是否對稱(圖8C)或不對稱(圖8D和8E)的指示。
[0148]第一和第二接收器802A、802B設置在集塵盒的進口 53的基本上相對側上，并且沿著進口 53的最大尺寸彼此分開。第一和第二接收器802A和802B大致指向彼此，使得每個接收器可以測量從另一接收器附近的光源發出的光線，如下面進一步詳細描述的。在一些實施例中，第一和第二接收器802A、802B被支撐在集塵盒50的基本相對的側壁57上。當集塵盒50安裝到機器人主體31上時，進口 53可以是在垂直于清潔表面的基本上垂直平面上的開口。例如，進口 53能夠是基本上矩形的開口，側壁57限定了基本上矩形開口的短邊，而底面51和頂部52限定了基本上矩形開口的長邊。
[0149]在一些實施例中，被支撐在集塵盒50的基本上相對的側壁57上的第一和第二接收器802A、802B通過提供冗余的測量能夠減小錯誤的正信號的可能性，該冗余的測量可以彼此比較，以確定集塵盒充滿條件或者集塵盒內的碎屑堆積異常。例如，如果被第一和第二接收器802A、802B所接收的反射信號基本上類似，這能夠表示集塵盒是滿的。額外地或可替代的，如果被第一接收器802A所接收的反射信號大于(例如明顯大于)被第二接收器802B所接收的反射信號，這可以是在集塵盒的最靠近第一接收器802A的部分內不對稱的碎屑堆積的指示(例如，如圖8D所示)。類似的，如果第二接收器802B所接收的反射信號大于(例如明顯大于)第一接收器802A所接收的反射信號，這可以是在集塵盒的最靠近第二接收器802B的部分中不對稱的碎屑堆積的指示(例如，如圖8E所示)。在特定實施例中，第一和第二接收器802A和802B所提供的冗余測量能夠探測在第一和第二接收器802A、802B的相應一個的區域內的異常，如紙片或者其他障礙物。
[0150]第一和第二接收器802A和802B以及第一和第二發射器陣列804A和804B朝向集塵盒50的頂部內表面52設置，以將感測區域偏置向集塵盒50的頂部，在特定實施例中，大部分碎屑從該處進入集塵盒50。額外地或可替代的，在集塵盒50從底面51向頂面52填充的實施例中，將第一和第二接收器802A、802B以及第一和第二發射器陣列804A、804B朝向集塵盒50的頂部內表面52定位有利于盒滿探測(例如，減少錯誤正信號的可能性)。在特定實施例中，將接收器802A、802B以及發射器陣列804A、804B朝向頂部內表面52定位可以降低接收器802A、802B以及發射器陣列804A、804B由于碎屑在接收器802A、802B上的堆積而造成的退化，這至少是因為集塵盒50的頂部通常是最少碎屑堆積的位置。
[0151]第一和第二發射器陣列804A、804B設置成靠近相應的第一和第二接收器802A、802B并且在該第一和第二接收器下方，使得每個發射器陣列804A、804B基本上對角跨過進口 53的至少一部分發射信號。每個發射器陣列804A、804B被取向成跨過集塵盒50的進口53、向各個相對的接收器802A、802B發射信號。例如，第一發射器陣列804A朝向第二接收器802B發射信號，使得在集塵盒50內沒有碎屑時，第二接收器802B接收來自第一發射器陣列804A的信號的透射部分(例如，未反射部分)，而第一接收器802A接收來自第一發射器陣列804A的信號的反射部分。第二發射器陣列804B和第一接收器802A相對于彼此以類似的方式布置。
[0152]每個發射器陣列804A、804B基本上未屏蔽，并且可以包括一個或多個光源806 (例如，兩個光源)。在發射器陣列804A、804B包括多于一個光源806的實施例中，每個陣列的光源806 —個在另一個之上布置，并且彼此間隔開。在這些實施例中，多個光源806的這種間隔可以有利于覆蓋進口 53的全部或基本部分的信號的發射，而不需要定制光源806的透鏡。光源806可以布置成，在所有光源806發射信號時發出基本上覆蓋進口 53 (例如覆蓋超過進口 53的面積的約50%)的信號。在特定實施例中，第一接收器802A和第一發射器陣列804B基本上與第二接收器802A和第二發射器陣列804B相同地布置，使得例如，由第一發射器陣列804A發出的信號沿著及本省等分進口 53的軸線與第二發射器陣列804發出的信號相交(例如，交叉)。
[0153]在一些實施例中，接收器802A、802B和發射器陣列804A、804B被支撐在機器人主體31上，正好在集塵盒50的進口 53的上游，使得在集塵盒50與機器人主體11脫開時，接收器802A、802B和發射器陣列804A、804B仍設置在機器人主體11上。在一些實施例中，至少一些接收器802A、802B和發射器陣列804A、804B機械連接到集塵盒50上，并由此在集塵盒50從機器人主體11上脫離時與集塵盒50 —起移動。接收器802A、802B和發射器陣列804A、804B可以與微處理器245和/或集塵盒微處理器217 (見圖2)無線通信。微處理器245和/或集塵盒微處理器217與光學探測系統800之間的無線通信可以包括以下中的任一種:紅外通信、電磁通信、以及射頻通信。
[0154]參照圖9A，光學探測系統800包括碎屑監視程序900，以監視碎屑通過進入到集塵盒中。碎屑監視程序900可以通過光學探測系統800與集塵盒微處理器217和微處理器245中的一個或多個之間的通信來實施。
[0155]第一發射器陣列804A和第二發射器陣列804B被觸發和關閉902，以跨過集塵盒51的進口 53發射相應的信號。觸發和關閉902是依次完成的，使得第一發射器陣列804A和第二發射器陣列804B各自在第一時間階段關閉，在第二時間階段，第一發射器陣列804A被觸發而第二發射器陣列804B被關閉，并且在第三時間階段，第一發射器陣列804A被關閉，而第二發射器陣列804B被觸發。在一些實施例中，第一和第二發射器陣列804A、804B的觸發和關閉902以大約0.5kHz到大約20kHz (例如大約IkHz)的基本恒定頻率循環。
[0156]第一接收器802A被測量904。測量值可以在大約0.25kHz到大約IOkHz (例如，大約4kHz)的基本恒定速率下取得。在一些實施例中，第二接收器802B以類似的方式被測量。來自第一接收器802A和第二接收器802B的測量信號例如通過比較來自第一接收器802A和第二接收器802B的測量信號而能夠降低錯誤的正測量值的可能性。額外地或可替代的，來自第一接收器802A和第二接收器802B的測量信號可以用于確定碎屑是從右側還是從左側進入集塵盒50。
[0157]至少部分基于第一和第二發射器陣列804A、804B被各自關閉時獲得的第一測量值、第一發射器陣列804A被觸發而第二發射器陣列804B被關閉時獲得的第二測量值以及第一發射器陣列804A被關閉而第二發射器陣列804B被觸發時獲得的第三測量值，碎屑通過進口 53的運動被探測906。例如，探測碎屑通過進口 53的運動906可以包括將測量值的瞬時值與其相應的平均值相比較。通過至少部分基于第一測量值來調節第二和第三測量值的大小，可以濾掉環境光的影響，所述第一測量值是在兩個發射器陣列804A和804B都關閉時取得的。額外地或可替代的，如在下面進一步詳細描述的，通過動態校準程序，可以確定基礎亮度，該動態校準程序例如至少部分基于初始條件的探測而開始。
[0158]在一些實施例中，第一、第二和第三測量值被作為時間的函數處理，并且探測至少一個被處理的測量值(例如,被處理的第二和第三測量值中的至少一個)中的變化。例如,作為時間的函數處理可以包括低通濾波器，以將測量值的底線定為平均值。這種低通濾波可以減小傳感器間的變化，由此，例如改善了利用光學探測系統800的碎屑探測的魯棒性。
[0159]探測906碎屑通過集塵盒51的進口 53可以包括產生初始化點覆蓋程序的信號，以在對應于所探測的碎屑的區域上移動機器人11，如下面詳細描述的。在特定實施例中，這種點覆蓋程序的初始化至少部分基于確定的碎屑的量。例如，如果在給定區域內探測到大量碎屑，則可以初始化和/或調整點覆蓋程序。
[0160]為了描述清楚的緣故，已經作為基于測量第一接收器802A處的信號來監視碎屑進入到碎屑盒中而描述了碎屑監視程序900。但是，應該指出的是，碎屑監視程序900可以額外地或替代地包括類似地測量在第二接收器802B處的信號。
[0161]在一些實施例中，參照圖9B，光學探測系統800包括碎屑定量程序975。碎屑定量程序975可以通過光學探測系統800和集塵盒微處理器217和微處理器245中的一個或多個之間的通信來實施。[0162]碎屑定量程序975包括周期性向穿過進口 53的碎屑分配978分數。該分數可以至少部分基于所確定的被碎屑阻擋的光量，這可以基于下面中的一項或多項來大致定量化:測得的碎屑信號的大小(表示碎屑的尺寸)以及測得的碎屑信號的持續時間(表示碎屑的濃度)。所分配的碎屑分數被相加980到先前的碎屑分數上。當前碎屑分數向先前碎屑分數的相加980可以包括將碎屑分數的移動總和規則地增量一個固定量988。這種規則增量有時被稱為泄漏積分，并且可以減少在小和輕的碎屑(例如，松散的地毯纖維或作為被清潔的表面的一部分的其他“環境”碎屑)將被作為碎屑探測同時仍允許大片的碎屑和高濃度的小碎屑被探測到的可能性。增量的大小可以是固定值。額外地或可替代的，增量的大小可以基于被清潔的表面來調節(例如，手動調節)，使得脫落的表面(例如，地毯)將比不脫落的表面(例如，硬木地板)具有通常高的增量。
[0163]如果合計的碎屑分數大于閾值982，產生污跡探測信號984并且合計的碎屑分數被復位986 (例如，復位到零)。如果合計的碎屑分數不大于閾值982，則將連續地分配周期性的碎屑分數978，并且加到先前的碎屑分數上980。確定產生碎屑信號的閾值可以是存儲在集塵盒微處理器217內的固定值。在特定實施例中，閾值可以在清潔循環的開始時(例如，當探測的碎屑信號更有可能表示碎屑在地板上)比在清潔循環結束時低。額外地或可替代的，碎屑越經常被探測到，閾值可以越高，這可以減小機器人11運行點覆蓋圖案太多次的可能性。
[0164]參照圖9C，在一些實施例中，光學探測系統800包括盒滿探測程序900，以確定集塵盒50是否充滿碎屑。盒滿探測程序990可以通過光學探測系統800與集塵盒微處理器217和微處理器245中的一個或多個之間的通信來實施。
[0165]第一發射器陣列804A和第二發射器陣列804B被觸發和關閉992，以跨過集塵盒51的進口 53發射相應的信號，并且測量994第一接收器802A。觸發和關閉992以及測量994類似于上面相對于碎屑監視程序900所描述的觸發和關閉以及測量，使得在一些實施例中，相同組的測量值被用作碎屑監視程序900和盒滿探測程序990的一部分。
[0166]在集塵盒內的碎屑量至少部分基于第一反射信號與第一透射信號的比較來確定996,在此,反射信號源自于第一發射器陣列804A被觸發而第二發射器陣列804B被關閉時第一接收器802A的測量值，而透射信號源自于當第一發射器陣列804A被關閉而第二發射器陣列804B被觸發時第一接收器802A的測量值。
[0167]為了描述清楚的緣故，盒滿探測程序990已經被描述為基于第一接收器802A處的測量信號來確定集塵盒是否充滿。但是，應指出的是，碎屑監視程序900可以額外地或替代的包括在第二接收器802B處的類似的信號測量。
[0168]參照圖9D，確定996集塵盒50是否充滿碎屑可以包括閾值設定程序1050。閾值設定程序1050可以通過光學探測系統800和集塵盒微處理器217和微處理器245中的一個或多個之間的通信來實施。
[0169]閾值設定程序1050包括比較1052測得的反射信號與測得的透射信號(即，被第一接收器802A和/或第二接收器802B測得的反射和透射信號)。在一些實施例中，測得的反射信號與測得的透射信號的比較1052是基于每個信號的平均值(例如時間平均值)的。這種平均例如通過減小假的和/或瞬時的條件對盒滿探測的影響，來減小錯誤的正的盒滿結果的可能性。在特定實施例中，測得的反射信號和測得的透射信號以IHz到100Hz(例如大約60Hz)的速率比較1052。
[0170]如果測得的反射信號小于測得的透射信號1054，閾值設定程序1050持續比較測得的反射信號與測得的透射信號。這種條件表示集塵盒相對空，這是因為由發射器陣列(例如，發射器陣列804A、804B)發出的光基本上到達跨過集塵盒的進口 53設置的接收器(例如接收器802A、802B)。如果測得的反射信號大于或等于測得的透射信號1054，反射信號與透射信號比較來確定1066兩個信號是否小于最小目標值(例如，等于零或大約等于零)。這反映了異常條件，如，集塵盒極快地填充。如果兩個信號都等于零，則產生盒滿信號1062。
[0171]反射信號變得大于或等于透射信號時的值被稱為交叉值，并且大致提供了集塵盒變得充滿的指示，這是因為被發射器陣列發出的光隨著它穿過集塵盒的進口 53行進而被以大約相等的量透射和散射。通常，將閾值設定為接收器的交叉值的函數能夠作用為自校準盒滿探測。
[0172]在一些實施例中，設定1056閾值包括將交叉值乘固定倍(例如加倍該交叉值)。在特定實施例中，設定1056閾值包括將交叉值與這樣一個值相乘，該值與交叉點的值成比例(例如正比或反比)。額外地或可替代的，設定1056閾值可以包括將交叉值乘以與至峰值透射信號和/或達到交叉點的時間量成比例(例如，成正比或成反比)的值。
[0173]設定的閾值可以隨著時間以規則的減量減小1058。這可以確保盒滿條件最終可以達到，由此在錯誤或異常條件下減小機器人11持續嘗試清潔的可能性。
[0174]反射信號與設定的閾值相比較1060。假設盒滿過程大致緩慢，這個比較可以在大約IHz到大約IOOHz (例如大約60Hz)的相對頻率下進行。
[0175]如果反射信號大于或等于設定的閾值，則產生盒滿信號1062。在一些實施例中，閾值被設定為第一和第二接收器802A和802B所測量的信號的平均值。額外地或可替代的，盒滿信號的產生1062可以至少部分基于閾值與第一和第二接收器802A和802B測得的反射信號的平均值的比較。如下面進一步詳細描述的，這個盒滿信號可以用來提醒用戶盒滿條件。在特定實施例中，盒滿信號用于初始化導航程序，來找尋停靠站(例如，維護站1250)。額外地或可替代的，盒滿信號的產生1062可以禁止清潔頭40的至少一部分，使得不會將額外的碎屑吸入到集塵盒50。
[0176]反射信號持續與透射信號相比較，以確定1064反射信號在已經大于透射信號之后是否小于或等于透射信號(這有時被稱為變得不交叉)。如果反射信號大于或等于透射信號且閾值得以設定，則閾值被持續減小1058，直到反射信號大于或等于閾值為止。如果在閾值已經設定之后反射信號變得小于透射信號，閾值被復位1067 (例如，設定為較大值且/或復位標志)，并且反射信號持續與透射信號比較1054，以確定1054新的交叉點，并且設定1056新的閾值。這種閾值的動態設定減小了例如由于碎屑被裝入集塵盒50然后被移走所導致的錯誤的正盒滿探測的可能性。
[0177]雖然以在自主的機器人清潔裝置中實施為例已經描述了光學探測系統800，但是光學探測系統800可以額外地或替代地結合到非自主清潔裝置(例如傳統真空吸塵器)中。
[0178]來自碎屑探測系統(例如，光學探測系統，如光學探測系統800或者壓電碎屑探測系統)的信號能夠被用于改變機器人11的操作，包括設定行為模式(如進入點清潔模式)、改變操作條件(如速度、功率等)、在碎屑方向上轉向(尤其是在間隔開的左和右碎屑傳感器用于產生不同信號時)、或者采取其他動作。例如，至少基于探測到的碎屑信號，機器人11能夠基本上立即開始移動通過點覆蓋圖案，包括在下面進一步詳細描述的點覆蓋圖案。通過至少部分基于從陀螺儀71接收到的信號控制驅動組件210，微處理器25能夠移動機器人11通過下面的一種或多種點覆蓋圖案。例如，從陀螺儀71接收的信號能夠允許機器人11在相對于被感測的碎屑的方向上移動且/或返回到被感測的碎屑的位置。
[0179]參照圖9E，在一些實施例中，光學探測系統800包括動態校準程序1100，以設定1116用于碎屑探測(例如通過如圖9A所示且如上所述的碎屑監視程序900)的基礎亮度。如上面指出的，可以從在接收器892A、802B處接收的隨后的信號中減去基礎亮度，以例如改善碎屑探測的準確性。在一些實施例中，校準程序1100可以至少部分基于確定集塵盒是否充滿來觸發和/或關閉盒滿指示器(例如，圖12A中的盒滿指示器1015)。動態校準程序1100可以通過光學探測系統800與集塵盒微處理器217和微處理器245中的一個或多個之間的通信來實施。
[0180]動態校準程序1100包括如果初始條件被探測1102，則施加1104a第一脈寬調制占空因數到第一發射器陣列804A，并且在第二接收器802B處測量來自第一發射器陣列804A的信號。如果第一發射器陣列804A的工作循環被確定1110為大于極限，則第二脈寬調制占空因數被施加1108到第一發射器陣列804A，并且在第二接收器802B處測量1112第二信號。如果第一測得信號和第二測得信號之間的差大于閾值，則測得1112的第二信號被設定1116為基礎亮度。如在此使用的，脈寬調制指的是通過以快速的步調打開和關閉供給負載的電能來控制施加到負載(例如，第一發射器804A)上的平均值，并且工作循環描述開時間相對規則間隔的比例。從而，與低的脈寬調制占空因數相比，更高的脈寬調制占空因數對應于提供到負載的更大的電能，這是因為電能被打開更長的時間段。
[0181]探測1102初始條件可以包括探測集塵盒50插入到機器人主體31內。額外地或可替代的，探測1102初始條件可以包括探測能量施加到自主機器人清潔器11上(例如，電池25插入到機器人主體31中和/或電源開關的位置)。在一些實施例中，探測1102初始條件可以包括至少部分基于探測到的初始條件觸發盒滿指示器。例如，在探測1102到集塵盒50插入到機器人主體31內時，盒滿指示器被觸發。如在此描述的，盒滿指示器可以包括視覺指示器(例如，發光二級管和/或在用戶界面上的文字信息)和/或聲音指示器(例如，警報)。
[0182]施加1104第一脈寬調制占空因數到第一發射器804A可以包括施加最大脈寬調制占空因數到第一發射器804A。
[0183]在第二接收器802B處測量1106第一信號可以包括測量來自第一發射器陣列804A的信號的未反射部分。例如，如上所述，第一發射器陣列804A可以布置成跨過集塵盒50的進口 53的至少一部分發射信號。額外地或可替代的，在第二接收器802B處測量1106第一信號可以包括測量來自靠近第二接收器的第二發射器804B的信號的反射部分。
[0184]施加1108第二脈寬調制占空因數到第一發射器陣列804A包括從第一脈寬調制占空因數降低脈寬調制占空因數。在一些實施例中，第二脈寬調制占空因數被從先前的脈寬調制占空因數降低固定的百分比。額外地或可替代的，第二脈寬調制占空因數能夠隨著施加1108第二脈寬調制占空因數到第一發射器804A的每次反覆而降低逐漸大的百分比。
[0185]確定1110第一發射器陣列804A的脈寬調制占空因數是否大于極限可以包括將第一發射器804A的脈寬調制占空因數與存儲在集塵盒微處理器217和微處理器245的至少一個內的極限相比較。例如，該極限可以小于第一發射器陣列804A的最大脈寬調制占空因數的90% (例如，小于50%、小于40%)。額外地或可替代的，該極限可以是大于零的任何值。
[0186]如果確定1110第一發射器陣列804A的脈寬調制占空因數小于極限同時第一測得信號和第二測得信號之間的差小于閾值，動態校準程序1100可以結束。動態校準程序1100的這種終止表示所測得的第一發射器陣列804A處的信號部沒有隨著第一和第二測得信號中的相應變化而充分變化。在第一發射器陣列804A處的測得信號中的不充分變化可以表示在初始條件器件集塵盒50內存在碎屑。例如，在第一發射器陣列804A處的測得信號中的不充分變化可以表示在集塵盒50被插入到機器人主體31內時在集塵盒50內存在碎屑。額外地或可替代的，在第一發射器陣列804A處的測得信號的不充分變化可以表示當電池插入到機器人主體31時和/或當電源被提供給光學探測系統800時，在集塵盒50內存在碎屑。于是，在至少部分基于初始條件的探測1102而觸發盒滿指示器的實施例中，在動態校準程序1100終止時，盒滿指示器可以保持觸發。
[0187]測量1112第二接收器802B處的第二信號可以類似于測量1106在第二接收器802B處的第一信號。
[0188]確定1114第一測得信號和第二測得信號之間的差是否大于閾值可以包括在第一測得信號和第二測得信號的每一個已經被處理之后比較第一測得信號與第二測得信號。例如，第一和第二測得信號中的每一個可以通過低帶通濾波器處理。在確定1114中使用的閾值可以是在集塵盒微處理器217和微處理器245中的一個或多個中存儲的常數。
[0189]如果確定1114第一測得信號和第二測得信號之間的差小于或等于閾值，則第二脈寬調制占空因數從前一個反覆的第二脈寬調制占空因數減小1115。在一些實施例中，第二脈寬調制占空因數在每個連續的反覆中減小1115在大約1%到大約30%之間。在特定實施例中，第二脈寬調制占空因數在每個連續的反覆中減小1115逐漸增大的量。
[0190]如果確定1114第一測得信號和第二測得信號之間的差大于閾值，則第二測得信號被設定成基礎亮度(例如，通過存儲在集塵盒微處理器217和微處理器245中的一個或多個中)。額外地或可替代的，至少部分基于確定了第一測得信號和第二測得信號之間的差大于閾值，盒滿指示器被關閉。例如，比閾值大的差的確定1114以是在初始條件時集塵盒50未充滿的指示，因此，盒滿指示器被關閉。
[0191]盡管在此將動態校準程序1100描述為基于從第一發射器陣列804A發射并且在第二接收器802B處接收的信號，但是應當理解動態校準程序1100可以額外地或替代地基于從第二發射器陣列804B發射并在第一接收器802A處接收的信號。
[0192]參照圖10A，機器人11可以包括點清潔模式(有時也稱為點覆蓋模式)，其包括星形圖案1150，具有源自于中心區域1151的向外線條1152和向內線條1153的線條對155。每一對155線條1152、1153限定了夾角α，并且與相鄰對155的線條1152、1153傾斜地分開外角β。星形圖案1150的反覆的來回圖案能夠大致模擬手持真空吸塵器的操作者共同使用的清潔圖案。
[0193]為了運動通過星形圖案，機器人11從中心區域1151沿著向外線條1152在行進的向前方向上移動，并且反轉方向，沿著向內線條1153返回到中心區域1151。這個過程可以反覆，使得機器人11跟隨對應于多對155線條1152、1153的星形圖案。星形圖案1150能夠圍繞中心區域1151延伸180度。在特定實施例中，中心區域1151基本上相對于所探測的碎屑1154的區域居中定位。在一些實施例中，中心區域1151可以基本上相對于所探測的碎屑1154的區域沿外周定位。
[0194]機器人11能夠沿順時針或逆時針方向移動通過星形圖案1150。例如，機器人11移動通過星形圖案1150的方向可以至少部分基于碎屑方向的確定(例如，基于在光學探測系統800的第一和第二接收器802A和802B處測得的信號的比較)。
[0195]向外線條1152的長度可以是固定長度。例如，向外線條1152的長度可以在機器人11的尺寸(例如，機器人的前后尺寸)的0.5倍到5倍之間(例如I倍)。作為另一個例子，向外線條1152的長度可以是在中心區域1151內被碎屑探測系統所探測的碎屑量的函數，使得向外線條1152的長度反比于在中心區域1151內被碎屑探測系統所探測到的碎屑量，使得機器人11在更高碎屑密度的區域中移動通過較小的星形圖案1150。
[0196]在特定實施例中，向外線條1152的長度可以是可變長度。例如，機器人11可以沿著向外線條1152行進，直到所探測的碎屑量落入閾值量之下(例如，表示高碎屑區域的周邊)。
[0197]每個向外線條1152和相應的向內線條1153之間的夾角α是O到45度。在特定實施例中，夾角α通過在向外線條1152的末端在反轉機器人11的方向以沿著向內線條1153移動之前基本上在原位轉動機器人(順時針或逆時針)被掃掠。在一些實施例中，夾角α的值至少部分基于被碎屑探測系統(例如，光學探測系統800)探測到的碎屑量例如，角度α可以至少部分通過隨著機器人11從中心區域1151沿著向外線條1152移動而探測到的碎屑量來確定。在這樣的實施例中，沿著向外線條1152探測到相對大量的碎屑會導致較小的夾角α，使得在機器人沿著向外線條1152和向內線條1153清潔的路徑中存在明顯的重疊。
[0198]在特定實施例中，相鄰線條對1155之間的外角β大于O度且小于約90度。外角β可以相對于夾角α固定。例如，外角β可以基本上等于內角α。額外地或可替代的，外角β可以根據上述相對于夾角α的一個或多個規則來設定。
[0199]在一些實施例中，外角β在大約-90度和大約90度之間。在這種實施例中，機器人11可以通過順時針和逆時針都移動來沿著星形圖案1150移動，使得相鄰的線條對1155
可以局部并且在一些情況下完全重疊。
[0200]在特定實施例中，沿著機器人11的相應的向前部分31Α和后部分31Β設置的落差傳感器30Α和30Β (圖1B中所示)能夠減小機器人11在執行星形圖案1150或其他包括反復向前和向后運動的清潔圖案時越過落差的可能性。例如，沿著機器人的向前部分31Α設置的落差傳感器30Α隨著機器人在向前方向上移動能夠探測機器人11前部的潛在落差，而沿著機器人的后部分31Β設置的落差傳感器30Β能夠探測機器人11后面的潛在落差。響應于落差傳感器30Α和/或落差傳感器30Β所探測的潛在落差，機器人11可以中止點覆蓋圖案，例如，初始化避開和/或逃逸行動。從而，與僅在向前部分上具有落差傳感器的機器人相比，機器人11可以執行更寬隊列的清潔模式，例如，包括不需要機器人11在特定向前取向上的清潔模式。
[0201]在特定實施例中，參照圖10Β，機器人11包括點清潔模式，該模式包括玉米條狀圖案1180，具有反復的相鄰的行1182。機器人11可以至少部分基于在清潔表面上探測的碎屑1184而開始通過玉米條狀圖案1180的運動。額外地或可替代的，每行1182可以基本上垂直于碎屑1184的被探測的方向(例如，如光學探測系統800的第一和第二接收器802A、802B所探測的)延伸。
[0202]機器人11通過沿著行1182a移動而沿著玉米條狀圖案1180移動，直到所探測的碎屑量(例如，如光學探測系統800所確定的)落入到閾值之下，并然后在基本上相反的方向上沿著相鄰的行1182b移動機器人11，并重復這個圖案設定的時間段，或者直到機器人11移動通過一行或多行，而沒有探測到碎屑量超過閾值。
[0203]在一些實施例中，機器人沿著相鄰的行1182a、1182b移動，使得相鄰行1182a、1182b重疊。重疊量可以是固定量，如，例如清潔頭的尺寸的固定倍數(例如一倍半)。額外地或可替代的，在特定相鄰行1182a和1182b之間的重疊量可以至少部分基于機器人11所探測的碎屑量，重疊的程度可以與探測到的碎屑量1184成正比。
[0204]盡管已經將機器人11描述為以點覆蓋模式操作來至少部分基于被探測的碎屑信號來移動機器人通過星形圖案1150和玉米條狀圖案1180，但是其他類型的圖案也是有附加或替代的可能的。例如，機器人11可以移動通過向內螺旋圖案、向外螺旋圖案和/或Z
字形圖案。
[0205]參照圖11，在一些實施例中，機器人11包括攝像機1190，該攝像機朝向在機器人11的向前部分設置，且視場超過機器人11的周長。這個攝像機1190可以與微處理器245連通，使得機器人11在清潔表面上的運動能夠至少部分基于攝像機1190對碎屑和/或障礙物的探測。例如，微處理器245能夠處理來自攝像機1190的信號，以識別清潔表面上的碎屑并使機器人11朝向碎屑運動。
[0206]額外地或可替代的，微處理器245能夠處理來自攝像機1190的信號，以是被在機器人11附近的障礙物和/或碎屑，并且使機器人11運動，來避開大于特定尺寸閾值(例如，小于清潔頭所限定的大約最小開口的值)的障礙物和/或碎屑。
[0207]參照圖12A至12B，在一些實施例中，機器人11包括機器人通信終端1012，而集塵盒50包括集塵盒通信終端1014。關于盒滿狀態的信息例如從集塵盒50通過通信終端1012、1014傳輸到機器人11。額外地或可替代的，來自設置于集塵盒50上的一個或多個落差傳感器30B的落差探測信號從集塵盒通過通信終端1012、1014傳輸到機器人11。在一些實施例中，在集塵盒50安裝到機器人11上時，集塵盒通信終端1014接觸相應的機器人通信終端1012。在一些實施例中，通信終端1012和1014包括串口，其根據適當的串行通信標準(例如RS-232、USB或適當的協議)來工作。
[0208]在一些例子中，機器人11包括解調器/解碼器29，通過它，電能從電池25通過通信終端1012和1014連接(routed)到集塵盒50。集塵盒供電/通信線1018將電能提供給真空馬達780、集塵盒微控制器217和后部落差傳感器30B。集塵盒微控制器217監視由集塵盒50內的碎屑探測系統700所報告的盒滿狀態，并且將報告信號承載于在集塵盒側線路1018上傳輸的電能上。所承載的報告信號然后被傳遞到機器人11的解調器/解碼器29。例如，機器人11的微處理器245處理來自承載于電源線1018上的報告信號的盒滿指示。
[0209]在特定實施例中，集塵盒微控制器217監視集塵盒50內的碎屑探測系統700所報告的盒滿狀態(例如，與機器人控制器獨立)，允許集塵盒50在沒有碎屑探測系統700的情況下在機器人上使用。集塵盒更新時也需要機器人軟件更新。
[0210]在一些實施例中，如圖12A所示，集塵盒50包括設置在集塵盒50上的與集塵盒微控制器217電連通的集塵盒電源1013 (例如電池)、真空馬達780、盒滿指示器1015和/或后部落差傳感器30B。集塵盒微控制器217可以至少部分基于碎屑探測系統700報告的盒滿狀態而控制給真空馬達780的電力。例如，在探測到碎屑探測系統700報告的盒滿條件時，集塵盒微控制器217可以禁止給真空馬達780的電力。額外地或可替代的，集塵盒微控制器217可以控制盒滿指示器1015 (例如LED)的狀態，以給用戶提供集塵盒的狀態的視覺指示(例如，如果盒滿指示器1015被點亮，則集塵盒被充滿)。用集塵盒電源1013給盒滿指示器1015供電允許在集塵盒50從機器人11脫離時(例如，在集塵盒50被清空時)，盒滿指示器1015保持點亮。
[0211]參照圖12B，在一些實施例中，機器人11包括接收器1020 (例如，紅外接收器)，而集塵盒50包括相應的發射器1022 (例如，紅外發射器)。發射器1022和接收器1020分別定位在集塵盒50和機器人11上，使得在集塵盒50安裝到機器人11上時，從發射器1022發出的信號到達接收器1020。例如，在接收器1020和發射器1022是紅外的實施例中，發射器1022和接收器1020相對于彼此定位，以利于發射器1022和接收器1020之間的視線通信。在一些例子中，發射器1022和接收器1020都作用為發射器和接收器，允許在機器人11和集塵盒50之間的雙向通信。在一些例子中，機器人11包括在底盤31上的全方向接收器13，并被構造成與發射和接收紅外信號的遠程虛擬墻壁導航臺1050相互作用。來自集塵盒50上的發射器1022的信號被全方向接收器13和/或遠程虛擬墻壁導航臺1050接收，以通信盒滿信號。如果機器人11被修整有集塵盒50并且接收適當的軟件，則當集塵盒50充滿時，修整的集塵盒50能夠引導機器人11返回到維護站(例如，在圖15A和15B中的維護站)，用于維護。雖然已經描述了在機器人11和集塵盒50之間的紅外通信，但是可以額外地或替代地使用一種或多種類型的無線通信，以實現這樣的無線通信。在機器人11和集塵盒50之間的其他類型的無線通信的例子包括電磁通信和射頻通信。
[0212]參照圖13A至13D，在一些實施例中，集塵盒50包括盒滿指示器1130。一些例子中，盒滿指示器1130包括視覺指示器1132，如LED(圖13B)、IXD、燈泡、旋轉消息輪(圖13C)或者旋轉色輪，或者任何其他適合的視覺指示器。視覺指示器1132可以穩定地發光，閃爍，脈動，通過各種顏色循環或者通過色譜演變(advance),以向用戶指示集塵盒50充滿了碎屑，等等。指示器30可以包括模擬顯示器，用于表示集塵盒50充滿的相對程度。半透明的窗口允許用戶看到根據集塵盒50內探測的充滿程序而旋轉的色輪的區段，例如從綠色(空)到紅色(滿)。在一些例子中，指示器30包括例如成條桿圖案的兩個或多個LED，它們點亮與集塵盒充滿程度成比例的數量。替代的是，例如，指示器1030可以是電子的和/或機械的指示器，如標志、彈起或消息條。在其他例子中，盒滿指示器1130包括可聽見的指示器1134，如揚聲器、呼叫器、聲音合成器、鈴、壓電揚聲器或用于聲音指不用戶盒滿狀態的任何其他適合的裝置。可聽見的指示器1134發出聲音，如穩定的聲調、鈴聲、顫音、嗡嗡聲、間歇的聲音或任何其他適合的可聽見的指示。可聽見的指示器1134調制音量，以便吸引注意到盒滿狀態(例如，通過反覆增加和減小音量)。在一些例子中，如圖13D所示，指示器1130分別包括視覺和可聽見的指示器1132和1134。用戶可以關閉視覺指示器1132或可聽見的指示器1134，而不必清空集塵盒50。在一些實施例中，盒滿指示器1130位于機器人主體31上或在機器人11的外殼6上。
[0213]參照圖14A至14B，在一些實施例中，集塵盒50向遠程指示器1202無線傳輸信號(例如，通過發射器1201)，該遠程指示器1202然后利用光學(例如LED、IXD、CRT、燈泡等)和/或聲音輸出(如揚聲器1202C)向用戶指示集塵盒被充滿。在一個例子中，遠程指示器1202包括安裝在廚房用磁鐵(kitchen magnet)上的電子器件。遠程指示器1202可以提供(I)普通的機器人維護通知；(2)清潔程序完成通知；(3)中止和回家指示；以及(4)其他與機器人11和/或集塵盒50的控制相互作用。
[0214]現有的機器人11沒有包括任何通信路徑或線路，用于與集塵盒50上的盒滿傳感器系統通信，但是該現有的機器人可以被翻新具有包括盒滿傳感器系統700和發射器1201的集塵盒50。“翻新”通常意思為將集塵盒與現有的正在工作的機器人相關聯，但是用于本公開內容的目的，至少額外包括向前的配裝，即，將集塵盒與新生產的機器人以兼容的方式關聯。雖然機器人11不能與盒滿傳感器系統700通信，并且不能包括任何對盒滿條件做出相應的程序或者動作慣例，盡管如此集塵盒50可以通過將適當的信號經由發射器1201傳輸到遠程指示器1202而向用戶指示集塵盒50被充滿。遠程指示器1202可以位于不同于機器人11的房間內，并且利用適當的無線通信方法，如IEEE801.11/WiF1、藍牙、Zigbee、無線USB、調頻信號、調幅信號等從集塵盒50無線地接收信號。
[0215]在一些實施例中，如圖14B所示，遠程指示器1202是磁鐵安裝的單元，其包括LED1204，當集塵盒50充滿時該LED點亮或閃爍。在一些例子中，如圖14C所示，遠程指示器1202包括IXD顯示器1206，用于打印關于盒滿條件的消息和/或包括揚聲器1208，用于向用戶發出可聽見的信號。遠程指示器1202可以包括功能鍵1210，當觸發時，該功能鍵1210將指令傳送給機器人11。在一些例子中，遠程指示器1202包括確認按鈕1212，該確認按鈕1212在被推動時將適當的指令信號發送到活動的機器人11。例如，當接收到盒滿信號時，IXD顯示器1206將顯示消息，該消息向用戶表示集塵盒被充滿。用戶然后按下按鈕1212，導致指令被傳送給機器人11，這又進一步導致機器人11被導航到特定位置。例如，用戶然后拆下和清空集塵盒50。
[0216]在一些例子中，遠程指示器1202是桌面裝置或者計算機系統的部件。遠程指示器1202可以設置有安裝裝置，如鏈、夾子或者在反面上的磁鐵，允許它保持在廚房、吊燈或在腰帶上。發射器1201可以利用WiFi或其他家用射頻(RF)網絡與作為計算機系統1204的一部分的遠程指示器1202通信，這又導致計算機系統顯示通知用戶盒滿狀態的窗口。
[0217]參照圖14D，當光學探測系統800確定集塵盒50被充滿和/或當微處理器245確定電池25的充電狀態已經落入到閾值之下，在一些例子中，機器人11移動到維護站1250(例如，對接塢(dock))用于維護。移動機器人11到維護站1250將在下面進一步詳細描述。
[0218]機器人11可釋放地與維護站1250接合。在一些例子中，維護站1250自動清空集塵盒50 (例如，通過連接到集塵盒50的清空口 80、305、380、415、420、425、430的真空管)。額外地或可替代的，維護站1250給電池25充電。例如，維護站1250能夠通過與至少一個充電端子72的可釋放接合來給電池25充電。在一些例子中，充電端子72沿著機器人11的底部設置。額外地或可替代的，充電端子72能夠沿著機器人的頂部和/或側部設置。至少一個充電端子72能夠是接觸端子。
[0219]如果清潔頭40被填滿累積的細絲，機器人11可以自動排出清潔刷/翻蓋60、65，用于自動或手動清潔。刷/翻蓋60、65可以手動或自動地送入到維護站1250中，該維護站將細絲和碎屑從刷/翻蓋60、65上剝離。[0220]參照圖15-16，在一些例子中，維護站1250發出信號1252(例如，單個信號、多個信號或多個疊加的信號)。該信號1252例如是一個或多個光學信號(例如，紅外的)和/或聲音信號。機器人11包括用于接收信號1252的接收器15。維護站1250的信號發射以及機器人11的信號接收的其他細節和特征在名稱為“自主機器人自動對接以及能量管理系統和方法(Autonomous Robot Auto-Docking and Energy Management System and Methods) ”的美國專利第7，332，890中公開，該專利的整個內容通過引用結合于此。
[0221]隨著機器人11移動跨過清潔表面1，在機器人11沿著路徑1254移動(例如，以反彈模式)時，接收器15能夠接收維護站1250發射的信號1252。機器人11能夠探測與信號1252中的每個變化相關聯的時間tl-t7，信號1252中的每個變化表示機器人11進入和離開信號1252的相應運動。例如，機器人11在tl探測到離開信號1252的運動，并且在t2探測到進入信號1252的運動。類似地，機器人11在t3探測到離開信號1252的運動，而在t4探測到進入信號1252的運動。如下面描述的，機器人11的微處理器245可以至少部分基于tl、t2、t3和t4等之間消逝的時間來找尋維護站1250。為了解釋清楚的緣故，在圖15B中顯示了與信號1252中的變化相關聯的七個時間。但是，應理解的是機器人可以探測任何數量的時間。
[0222]在一些實施例中，找尋1300維護站1250可以包括沿著路徑1254移動1302機器人11跨過清潔表面1，探測1304從維護站1250發出的信號內的第一變化，探測1306從維護站1250發出的信號中的第二變化，以及確定1308機器人在一時間段內找到對接塢的可能性。在一時間段內找到對接塢的可能性的確定1308至少部分基于探測到1304信號中的第一變化和探測到1306信號中的第二變化之間的消逝時間。這個確定1308例如能夠減小機器人11將被困在清潔表面I上而沒有足夠能量返回維護站1250的可能性。在特定實施例中，機器人11周期性地找尋1300維護站1250。額外地或可替代的，機器人11可以在探測到電池25的充電狀態低于閾值(例如，低于大約50%)時找尋1300維護站。
[0223]移動1302機器人11跨過清潔表面可以包括在執行一個或多個其他行為的同時移動機器人11。例如，移動1302可以包括以反彈模式、點覆蓋模式、逃脫模式、遷移模式等移動機器人11跨過清潔表面。額外地或可替代的，移動1302機器人11跨過清潔表面I可以通過仲裁器(arbiter)來確定。這種仲裁器的細節和特征在名稱為“用于自主機器人的多模式覆蓋的方法和系統(Method and System for Mult1-Mode Coverage for an AutonomousRobot) ”的美國專利第7，388，343號中公開，該專利的整個內容通過引用結合于此。
[0224]探測1304從維護站1250發出的信號中的第一變化包括接收(例如通過接收器15)從維護站1250發出的信號1252。探測到1304信號中的第一變化可以包括探測從未接收到信號到接收到信號的變化和/或探測從接收到信號到未接收到信號的變化。在一些實施例中，探測1304在信號中的第一變化包括探測變化的信號。例如，該信號可以被編碼，以識別與該機器人11相關聯的維護站1250，使得機器人11不會找尋與之不相關聯的維護站1250。
[0225]探測1306從維護站1250發出的信號中的第二變化包括接收(例如通過接收器15)從維護站1250發出的信號1252。探測1306信號1252中的第二變化暫時在探測1304信號中的第一變化之后，使得在探測1304信號中的第一變化和探測1306信號中的第二變化之間具有消逝時間。[0226]確定1308機器人將找到維護站1250的可能性至少部分基于探測1304信號中的第一變化和探測1306信號中的第二變化之間的消逝時間。探測1304信號中的第一變化和探測1306信號中的第二變化之間的消逝時間表示維護站1250被機器人11 (各次)發現之間的時間。在一些實施例中，消逝時間用于至少部分基于消逝時間和/或先前確定的消逝時間來更新可能性分布。例如，t6和t5之間的消逝時間用于更新包括t4和t3之間的消逝時間和t2和tl之間的消逝時間的可能性分布。
[0227]可能性分布用于估計機器人11在一時間段(例如，特定的時間段或變化的時間段)內將到達維護站1250的可能性。例如，可能性分布可以用于估計在五分鐘之內機器人11將到達維護站1250的可能性。
[0228]額外地或可替代的，可能性分布可以用于確定機器人11以特定可能性到達維護站1250所需要的時間長度。例如，可能性分布能夠用于估計在大于75%的可能性下機器人11到達維護站1250所需的時間長度。在一些例子中，機器人11以特定可能性到達維護站1250所需的時間長度可以是允許機器人11找到維護站1250所分配的時間。從而，在一個例子中，如果機器人以大于95%的可能性到達維護站1250所需的估計時間是5分鐘，希望在找到維護站1250為95%的成功率，當剩余電池25的壽命是五分鐘時，機器人11開始試圖找到維護站1250。為了允許更大的安全裕度，機器人11可以通過例如在所分配的時間期間降低給清潔頭40的電能量來減小電池25的能量消耗。
[0229]在一些實施例中，消逝時間的可能性分布是非參數模型。例如，非參數模型可以是作為消逝時間的函數的可能性的可能性分布直方圖。用于直方圖的解析度(resolution)的消逝時間范圍可以是固定值(例如，大約5秒到大約2分鐘間隔)。
[0230]在特定實施例中，消逝時間的可能性分布是參數模型。例如，該參數模型可以是泊松分布，其中成功的結果是機器人11在一時間段內到達維護站1250的結果，而失敗是機器人11在一時間段內未到達維護站1250的結果。泊松分布的平均值例如可以作為多個消逝時間測量值的算數平均來估計。從泊松分布，可以確定機器人11在一時間段內到達維護站1250的可能性。例如，泊松分布可以用于確定機器人11在五分鐘之內到達維護站1250的可能性。作為額外地或可替代的例子，泊松分布可以用于確定機器人11以特定可能性(例如大于75%的可能性)到達維護站1250所需要的時間長度。
[0231]在一些實施例中，確定1308機器人11將找到維護站1250的可能性可以包括確定可從機器人11所攜帶的電池25獲得的能量在機器人11找到維護站1250之前將耗盡的可能性。例如，對應于從電池25可獲得的剩余能量的時間長度可以基于在當前操作模式下機器人11的能量消耗率來確定。機器人11在剩余電池時間內將到達維護站1250的可能性可以例如利用如上面所討論的非參數和/或參數模型來確定。
[0232]如果機器人11從清潔表面11上移走，在維護站1250的連續發現之間的消逝時間可能不表示機器人11找到維護站1250所需要的時間長度。從而，在一些實施例中，找尋1300維護站1250包括在探測到機器人11從表面I移走之后忽略被探測的信號中的變化。例如，如果機器人11在tl和t2之間從表面I移走，對應于tl的探測到的1304信號1252中的第一變化被忽略，，且探測到1306的信號1252中的第二變化也被忽略，使得下一個消逝時間被確定為t4和t3之間的差。在特定實施例中，探測機器人已經從表面被移走包括從機器人11所攜帶的一個或多個傳感器(例如，落差傳感器30A和30B和/或接近傳感器70)接收信號。額外地或可替代的，車輪45可以被偏壓成下降，并且探測機器人已經從表面被移走可以包括探測車輪45已經下降。這種偏壓成下降的車輪45和下降的車輪的探測的細節在名稱為“覆蓋機器人活動性(Coverage Robot Mobility) ”的美國專利第7，441，298號中公開，該美國專利的整體內容通過引用結合于此。
[0233]參照圖17-18，維護站1250發出第一信號1252’(例如，單個信號、多個信號或者多個疊加信號)，且第二結構1258發出第二信號1258。第二結構1258可以是燈塔(例如，導航臺)、出入口標記器、第二維護站等。機器人11在清潔表面I上沿著路徑1260移動，使得機器人11穿越維護站1250發出的信號1252’，并且穿越第二結構1256發出的第二信號1258。機器人11在和t5’穿越信號1252’，并且在t2’和t3’穿越信號1258。第二結構1256可以作為標志，以利于對找到維護站1250的預測。例如，如下所述，發現第二結構1256和發現維護站1250之間的時間可以用于預測找到對接塢所需要的時間長度，假設第二結構1256剛剛被看到。
[0234]在一些實施例中，找尋1400維護站1250包括移動1402機器人跨過清潔表面1，探測1404維護站1250，探測1406第二結構1256，以及確定1408機器人在一時間段內將找到維護站1250的可能性。在一些實施例中，來自維護站1250的信號1252’與從第二結構1256發出的信號1258不同(例如不同地編碼和/或具有不同波長)。找尋1400可以允許機器人11通過選擇提供從一個標志向下一個標志移動的最佳機會的動作，將終點在目標位置(如維護站1250)的路徑捆綁到一起來導航。
[0235]探測1404維護站1250包括探測接收到的維護站1250發出的信號1252’中的變化。在時間tl’，例如，在接收到的信號1252’中的變化是從接收到信號1252’到未接收到信號1252’的變化。作為另一個例子，在時間t4’，在接收到的信號1252’中的變化是從為接收到信號1252’到接收到信號1252’的變化。
[0236]探測1406第二結構1256包括探測所接收到的第二結構1256發出的信號1258中的變化。在時間t2’，例如，所接收到的信號1258中的變化是從未接收到信號1258到接收到信號1258的變化。作為另一個例子，在時間t3’，在接收到的信號1258中的變化是從接收到信號1258到未接收到信號1258的變化。
[0237]確定1408機器人11在一時間段內將找到維護站1250的可能性是至少部分基于探測到1404維護站1250和探測到1406第二結構之間的消逝時間。例如，消逝時間是t2’和tl’之間的差，且可能性確定是假設第二結構1256剛剛被探測到，機器人11將找到維護站1250的可能性。機器人11在一時間段內將找到維護站1250的可能性的確定1408可以類似于上面討論的確定1308。
[0238]在一些實施例中，維護站1250是第一燈塔(例如當電池25充滿電時)，并且第二結構1256是第二燈塔，使得機器人11基于對維護站1250和/或第二結構1256的相對定位來沿著清潔表面I移動。
[0239]圖19A至19G示出自主機器人清潔器的另一實施例。由包括“撇(prime) ”的附圖標記所標示的特征類似于在上述實施例中相應的未加撇的附圖標記所標示的特征。因此，例如，機器人11’類似于機器人11，且集塵盒50’類似于集塵盒50。
[0240]盒導引件33限定了由機器人主體31’限定的接收容積37的至少一部分。集塵盒50’可以沿著盒導引件33移動(例如，滑動)，以閉鎖到位(例如，如下面描述的)，使得集塵盒50’的進入53’與接收容積37的頂部對齊。例如，這種對齊在圖8A、圖19C和圖19F中示出。圖19C是沿著接收容積37通過機器人11’截取的橫截面圖，其中集塵盒50’插入到接收容積37中。于是，如圖19C所示，例如，碎屑移動通過沿著接收容積37的頂部設置的紅外陣列組件810，并且進入由集塵盒50’限定的進口 53’中。這種運動在圖19F中示意性示出，例如，其中紅外陣列組件810的位置(其沿著機器人11’的接收容積37設置并因此在圖19F中表示為虛線)被相對于集塵盒50’限定的進口 53’來表示。
[0241]每個紅外陣列組件810包括發射器陣列(第一發射器陣列804A’或第二發射器陣列804B’，如圖19C所示)，每個相應的發射器陣列包括兩個光源806’。每個紅外陣列組件801還包括接收器(第一接收器802A’或第二接收器802B’，如圖19C所示)以及設置在接收容積37和紅外陣列組件810的相應的發射器陣列和接收器之間的過濾器812。每個過濾器812可以是紅外透過的日光過濾器。
[0242]雖然每個紅外陣列組件810被視作沿著機器人主體31’限定的接收容積設置，但是，每個紅外陣列組件810也可以設置在集塵盒50’上。無論紅外陣列組件810設置在接收容積37上還是設置在集塵盒50’上，第一和第二接收器802A’、802B’以及第一和第二發射器陣列804A’、804B’可以在進口 53’的每個水平側上跨過進口 53’基本上均勻地間隔開，以基本上通過來自陣列組件810的發射光跨越進口 53’的水平和垂直尺寸。
[0243]機器人11 ’包括集塵盒50 ’，用于在機器人11 ’工作時收集碎屑。集塵盒50 ’可釋放地從機器人11’拆卸(例如，可釋放地從機器人主體31’拆卸)，以允許碎屑從集塵盒50’中去除和/或允許集塵盒50’所攜帶的過濾器811得以更換。集塵盒50’可以通過移動閂鎖809的釋放件819 (例如，壓下釋放件819和/或提升釋放件819)從機器人11’上拆卸，使得集塵盒50’能夠從機器人11’上可滑動地拆下。在一些實施例中，釋放件819可以包括一個或多個發光件(例如，表示機器人11’的工作模式的發光件)以及/或一個或多個接近傳感器。在特定實施例中，釋放件819探測閂鎖809的位置，使得釋放件819提供集塵盒50’的位置的指示(例如，集塵盒50’未與機器人11’完全接合的指示)。
[0244]集塵盒50’包括擋板55，該擋板跨過集塵盒50’的寬度水平延伸并且沿著集塵盒50’的至少一部分垂直延伸，使得擋板55限定了進口 53’的水平底部的至少一部分。在一些實施例中，擋板55限定了保持碎屑的隔室的一部分，當集塵盒在機器人11’中就位時，所述碎屑沉積在集塵盒50’的底部。在特定實施例中，擋板55的至少一部分是門(例如，鉸接門和/或滑動門)，該門可移動以允許接近集塵盒50’內存放的碎屑。在一些實施例中，擋板55相對于進口 53’剛性固定，并且對碎屑的接近是通過形成集塵盒50’的側壁、底壁或后壁的一部分的一個或多個門來獲得的。
[0245]在一些實施例中，進口 53’的垂直尺寸基本上是擋板55和進口 53’的垂直尺寸的組合高度的1/2或更小。于是，在集塵盒50’的高度大致由進口 53’和擋板55的組合垂直尺寸限定的實施例中，擋板55的垂直尺寸可以大于進口 53’的垂直尺寸。擋板55和進口53’的這些相對尺寸可以有利于在使用過程中在保持機器人11’的輪廓不變的情況下，在集塵盒50’內存放大量碎屑。
[0246]雖然進口 53’和擋板55被視作基本上跨過集塵盒50’的整個寬度延伸，但是其他結構也是有可能的。例如，進口 53’可以延伸集塵盒50’的寬度的大約2/3或更小，而擋板55基本上跨過集塵盒50’的整個寬度延伸，使得擋板55的寬度比進口 53’的寬度大至少1/3。擋板55和進口 53’的這些尺寸關系可以有利于在使用過程中在保持機器人11’的輪廓不變的情況下，在集塵盒50’內存放大量碎屑。
[0247]雖然集塵盒50’被視為限定了具有單個開口的進口 53’，但是其他實施例也是有可能的。例如，集塵盒50’可以限定具有多個開口的進口 53’，這可以有利于增加沿著流動路徑819 (圖19F)的湍流和/或有利于大塊的碎屑隨著它沿著流動路徑819移動而破碎。例如，集塵盒50’可以限定具有兩個開口的進口，這兩個開口彼此水平間隔開。更具體地說，如在此使用的，術語進口指的是在工作過程中碎屑通過其進入集塵盒50’的總的開口面積。
[0248]集塵盒50’包括朝向集塵盒50’的與機器人11’相接合的端部設置的突起807。突起807可以與機器人11’接合，以減小在集塵盒50’滑動而與機器人11’形成接合時損壞集塵盒50’的各部分的可能性。例如，突起807能夠減小在集塵盒50’滑動到機器人11’之內時對門54’和/或釋放件819損壞的可能性。額外地或可替代的，突起807能夠有利于將集塵盒50’固定到機器人11’上的閂鎖809的對齊。
[0249]集塵盒50’還包括過濾器811、馬達815、和葉輪817。在使用過程中，通過由馬達815驅動的葉輪817的旋轉所產生的負壓，流體流819(例如在空氣中攜帶的碎屑)被吸入到集塵盒50’中。流體流819移動通過光學探測系統800’，使得碎屑探測和盒滿探測可以如上所述執行。流體流819移動通過過濾器811，使得碎屑與空氣分離，且碎屑保留在集塵盒50’內(例如在集塵盒50’中至少部分由擋板55限定的部分中)，并且空氣通過集塵盒50’限定的排出口 813離開集塵盒50’。
[0250]光學探測系統800’類似于光學探測系統800，并且作用為以類似于上面參照圖8A至8E所描述的碎屑和盒滿探測的方式探測碎屑和盒滿條件。總的來說，圖8A至SE所示的視圖對應于圖19C所示的集塵盒50’的前視圖。如圖19C所示，由集塵盒50’限定的進口53’僅沿著集塵盒50’垂直尺寸的一部分延伸。從而，為了進一步說明圖8A所示的集塵盒50和圖19C所示的集塵盒50’之間的結構上的對應性，進口 53’的位置在圖8A中作為虛線示出。
[0251]因此，可以理解到圖SB中碎屑48的探測類似于沿著路徑819通過進口 53’進入到集塵盒50’內的碎屑的碎屑探測。類似的，應理解到圖SC所示的由于碎屑的堆積49而導致的盒滿探測類似于碎屑在集塵盒50’限定的隔室內的堆積的盒滿探測。同樣，應該進一步理解到圖8D和SE所示的非對稱碎屑堆積的探測類似于在集塵盒50’限定的隔室內的非對稱碎屑堆積的探測。
[0252]可以與在此描述的那些相組合的其他細節和特征可以在2007年5月21日提交的名稱為“覆蓋機器人及相關的集塵盒(Coverage Robots and Associated Cleaning Bins”的美國專利申請第11/751,267號和2004年I月28日提交的名稱為“用于清潔設備的碎屑傳感器(Debris Sensor for Cleaning Apparatus) ”美國專利申請第 10/766，303 號(現在為美國專利第6，956，348號)中找到，上述申請的每一個的全部內容通過引用結合于此。
[0253]雖然本發明在所附的權利要求書中限定，但是應理解的是本發明也可以替代地由本說明書的
【發明內容】
部分限定的本發明的實施方式來限定。這個【具體實施方式】部分包括和結合有
【發明內容】
部分的整體。
[0254]已經描述了多個實施例，盡管如此，應理解到在不背離本公開內容的精髓和范圍的前提下可以做出各種修改，于是，其他的實施例也在所附的權利要求的范圍內。
【權利要求】
1.一種碎屑監視系統，包括:容器，該容器限定了接收碎屑進入該容器中的開口，該開口具有頂部和底部，隨著碎屑被接收到所述容器中，所述頂部在底部之上；第一和第二發射器，每個發射器布置成跨過所述開口的至少一部分發射信號；以及第一接收器，所述第一接收器靠近所述第一發射器，以接收由所述第一接收器發射的信號的反射部分，所述第一接收器沿著所述開口的頂部并朝向所述開口設置，以接收由所述第二發射器跨過所述開口的最大尺寸發射的信號的未反射部分。
2.如權利要求1所述的碎屑監視系統，其中，所述開口基本上為矩形的，所述第一接收器和第二接收器跨過所述開口基本上彼此對角相對。
3.如權利要求1或2所述的碎屑監視系統，其中，所述第一和第二發射器相對于彼此布置，使得由所述第一和第二發射器發射的相應信號沿著所述開口的至少一部分相交。
4.如權利要求1至3中任一項所述的碎屑監視系統，其中，隨著所述碎屑被接收到所述容器中，所述開口被限定在基本上豎直的平面內。
5.如權利要求1 至4中任一項所述的碎屑監視系統，其中，所述第一接收器布置成距第二發射器大約I英寸到大約8英寸。
6.如權利要求1至5中任一項所述的碎屑監視系統，其中，所述第一接收器距所述第一發射器小于約0.25英寸。
7.如權利要求1至5中任一項所述的碎屑監視系統，其中，所述第一接收器和所述第二發射器之間的距離與所述第一發射器和所述第一接收器之間的距離的比是大約4到大約100。
8.如權利要求1至7中任一項所述的碎屑監視系統，其中，隨著碎屑通過所述容器的開口被接收，所述容器可釋放地與用于支撐所述容器的殼體接合。
9.如權利要求8所述的碎屑監視系統，其中，所述第一和第二發射器以及第一接收器每個都被支撐在所述殼體上，且所述容器相對于所述第一和第二發射器以及所述第一接收器可移動。
10.如權利要求8所述的碎屑監視系統，其中，所述第一和第二發射器和所述第一接收器每個都被支撐在所述容器上。
11.如權利要求10所述的碎屑監視系統，還包括被支撐在所述殼體上的控制器，其中，所述第一和第二發射器以及所述第一接收器每個都與所述控制器無線通信。
12.如權利要求11所述的碎屑監視系統，其中，所述無線通信包括紅外通信。
13.—種碎屑監視系統,包括:容器，所述容器限定了接收碎屑進入該容器的開口 ；多個第一發射器和多個第二發射器，每個所述多個發射器中的每個發射器被設置成跨過所述開口的至少一部分發射信號；第一接收器，該第一接收器靠近所述多個第一發射器，以接收由所述多個第一發射器中的每一個發射的信號的反射部分，且所述第一接收器朝向所述開口設置，以接收由所述多個第二發射器中的每一個跨過所述開口的至少一部分發射的信號中的未反射部分；以及第二接收器，該第二接收器靠近所述多個第二發射器，以接收由所述多個第二發射器中的每一個發射的信號的反射部分，且所述第二接收器朝向所述開口設置，以接收由所述多個第一發射器中的每一個跨過所述開口的至少一部分發射的信號中的未反射部分。
14.如權利要求13所述的碎屑監視系統，還包括控制器，該控制器被構造成脈沖地打開和關閉所述多個第一發射器以及脈沖地打開和關閉所述多個第二發射器。
15.如權利要求14所述的碎屑監視系統，其中，所述控制器被進一步構造成同步地采樣每個第一和第二接收器，使得每個接收器的第一樣本在所述多個第一發射器和所述多個第二發射器關閉時取得，每個接收器的第二樣本在所述多個第一接收器打開而所述多個第二發射器關閉時取得，且每個接收器的第三樣本在所述多個第一發射器關閉而所述多個第二發射器打開時取得。
16.如權利要求13至15中任一項所述的碎屑監視系統，其中，所述多個第一發射器和所述多個第二發射器相對于彼此設置，使得由所述多個第一發射器發射的信號與由所述多個第二發射器發射的信號相交，交點沿著所述開口的至少一部分。
17.如權利要求16所述的碎屑監視系統，其中，所述多個第一發射器和所述多個第二發射器相對于彼此設置，使得由所述多個第一發射器發射的信號沿著基本上等分所述開口的線與由所述多個第二發射器發射的信號相交。
18.如權利要求13至17中任一項所述的碎屑監視系統，其中，所述多個第一發射器和所述多個第二發射器相對于彼此間隔開，使得當來自所述多個第一和第二發射器中每一個的所有發射器都打開時，由所述多個第一發射器發射的信號和由所述多個第二發射器發射的信號基本上覆蓋(spa n)所述開口的全部區域。
【文檔編號】G01N21/47GK103443612SQ201180068872
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2011年12月30日 優先權日:2010年12月30日
【發明者】M.S.施尼特曼, M.T.羅森斯坦 申請人:美國iRobot公司