自動工作系統及其對接方法
【專利摘要】本發明的自動工作系統及其對接方法，涉及自動行走設備與停靠站對接的對接方法，停靠站上設置有第一對接部，自動行走設備上設置有圖像采集裝置和第二對接部，對接方法包括：a)通過圖像采集裝置采集的環境圖像信息，獲取停靠站上至少一個特征部的圖像；b)判斷所述環境圖像信息中的特定的特征部圖像的位置是否滿足預設條件；c)當步驟b)的判斷結果為是時，確認第一對接部與第二對接部正對，控制自動行走設備朝停靠站直行；d)判斷所述環境圖像信息中的特定的特征部圖像形成的尺寸是否為預設尺寸；e)當步驟d)的判斷結果為是時，確認第一對接部與第二對接部對接成功。本發明提供的對接方法和自動工作系統可實現自動行走設備與停靠站的可靠對接，給生產和生活帶來極大便利。
【專利說明】自動工作系統及其對接方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種判斷自動行走設備與停靠站對接成功的對接方法。
[0002]本發明還涉及一種自動行走設備與停靠站組成的自動工作系統。
【背景技術】
[0003]隨著科學技術的發展，智能的自動行走設備為人們所熟知，由于自動行走設備可以自動預先設置的程序執行預先設置的相關任務，無須人為的操作與干預，因此在工業應用及家居產品上的應用非常廣泛。工業上的應用如執行各種功能的機器人，家居產品上的應用如割草機、吸塵器等，這些智能設備極大地節省了人們的時間，給工業生產及家居生活都帶來了極大的便利。但這些自動行走設備由于采用能量儲存單元供電，當能量儲存單元的能量被用盡后，這些自動行走設備就無法工作了，此時就必須人為地把自動行走設備移動到能為其提供能量的停靠站，為其補充能量。在一些情況下，補充能量可能需要花費數小時的時間，人們必須等待數小時，直到補充能量完成，從而再次開啟自動行走設備，使其繼續工作。
[0004]為克服上述問題，現有技術提出了多種自動行走設備自動返回停靠站，并確認自動行走設備與停靠站是否對接成功的技術方案，如通過判斷自動行走設備與停靠站之間相互發送信號是否為預設信號確認是否對接成功、自動行走設備檢測充電端子的電壓是否達到預設電壓確認是否對接成功等多種方式。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題為:提供一種新的判斷自動行走設備與停靠站是否對接成功的對接方法。
[0006]為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案為:一種自動行走設備與停靠站對接的對接方法，所述停靠站上設置有第一對接部，所述自動行走設備上設置有圖像采集裝置和第二對接部，圖像采集裝置采集自動行走設備當前位置的環境圖像信息，第二對接部可選擇地與第一對接部對接，所述對接方法包括如下步驟:a)通過所述環境圖像信息，獲取停靠站上至少一個特征部的圖像山)判斷所述環境圖像信息中的特定的特征部圖像的位置是否滿足預設條件；c)當步驟b)的判斷結果為是時，確認第一對接部與第二對接部正對，控制自動行走設備朝停靠站直行；d)判斷所述環境圖像信息中的特定的特征部圖像形成的尺寸是否為預設尺寸；e)當步驟d)的判斷結果為是時，確認第一對接部與第二對接部對接成功。
[0007]優選的，步驟b)中的特定的特征部與步驟d)中的特定的特征部為相同的特征部。
[0008]優選的，所述特定的特征部為設置于停靠站上的特定結構。
[0009]優選的，步驟b)中的特定的特征部包括第一部分和第二部分，第一部分和第二部分相互分離，環境圖像信息中第一部分圖像與環境圖像信息的中軸線的距離為第一距離，第二部分圖像與環境圖像信息的中軸線的距離為第二距離，所述預設條件為環境圖像信息中第一部分圖像和第二部分圖像分別位于環境圖像信息的中軸線的兩側，且第一距離與第二距離的比值為預設比值。
[0010]優選的，所述預設比值為I。
[0011]優選的，步驟b)中的特定的特征部為第一對接部，第一對接部包括第一端子和第二端子，特定的特征部的第一部分為第一端子，特定的特征部的第二部分為第二端子。
[0012]優選的，步驟b)中的特定的特征部具有中心部分，所述預設條件為特定的特征部的中心部分圖像位于環境圖像信息的中軸線上。
[0013]優選的，步驟d)中的特定的特征部包括第一部分和第二部分，第一部分和第二部分相互分離，環境圖像信息中第一部分圖像與第二部分圖像的之間形成第一間距，步驟d)中，通過判斷第一間距是否為預設間距，判斷環境圖像信息中的特定的特征部圖像形成的尺寸是否為預設尺寸。
[0014]優選的，步驟d)中的特定的特征部為第一對接部，第一對接部包括第一端子和第二端子，特定的特征部的第一部分為第一端子，特定的特征部的第二部分為第二端子。
[0015]優選的，步驟d)中，通過判斷環境圖像信息中的特定的特征部圖像的大小是否為預設大小，判斷環境圖像信息中的特定的特征部圖像形成的尺寸是否為預設尺寸。
[0016]優選的，所述對接方法還包括如下步驟，bl)當步驟b)的判斷結果為否時，計算自動行走設備偏離第一對接部與第二對接部正對方向的偏移角度，控制自動行走設備偏轉所述偏移角度。
[0017]優選的，所述對接方法還包括步驟e)之后的步驟f)，再次判斷第一對接部與第二對接部是否對接成功。
[0018]優選的，步驟f)中通過判斷自動行走設備或停靠站的電性參數判斷第一對接部與第二對接部是否對接成功。
[0019]優選的，步驟f)包括如下步驟，Π)停靠站啟動充電，f2)自動行走設備檢測能量存儲單元的能量水平，在預設時間間隔內，當能量存儲單元的能量水平升高時，判斷第一對接部與第二對接部對接成功，當能量存儲單元的能量水平沒有升高時，判斷第一對接部與第二對接部沒有對接成功。
[0020]本發明還解決的技術問題為:提供一種新的判斷自動行走設備與停靠站是否對接成功的自動工作系統。
[0021]為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案為:一種自動工作系統，包括自動行走設備與停靠站，所述停靠站包括，第一對接部，設置于停靠站的殼體表面，收容自動行走設備；所述自動行走設備包括，能量存儲單元，為自動行走設備提供能量；圖像采集裝置，采集自動行走設備周圍的環境圖像信息；第二對接部，可選擇地與第一對接部對接；主控模塊，接收環境圖像信息，獲取停靠站上至少一個特征部的圖像，根據環境圖像信息控制自動行走設備的行走，包括第一判斷組件、第二判斷組件以及控制組件，第一判斷組件，獲取特定的特征部的圖像，通過判斷特定的特征部圖像在環境圖像信息中的位置是否滿足預設條件來判斷第一對接部與第二對接部是否正對；第二判斷組件，獲取特定的特征部的圖像，通過判斷特定的特征部圖像形成的尺寸是否為預設尺寸來判斷第一對接部與第二對接部是否對接成功；控制組件，根據第一判斷組件和第二判斷組件傳遞的信號控制自動行走設備的行走。
[0022]優選的，被第一判斷組件獲取圖像的特定的特征部與被第二判斷組件獲取圖像的特定的特征部為相同的特征部。
[0023]優選的，所述特定的特征部為設置于停靠站上的特定結構。
[0024]優選的，被第一判斷組件獲取圖像的特定的特征部具有相互分離的第一部分和第二部分，環境圖像信息中第一部分圖像與環境圖像信息的中軸線的距離為第一距離，第二部分圖像與環境圖像信息的中軸線的距離為第二距離，所述預設條件為環境圖像信息中第一部分圖像和第二部分圖像分別位于環境圖像信息的中軸線的兩側，且第一距離與第二距離的比值為預設比值。
[0025]優選的，所述預設比值為I。
[0026]優選的，被第一判斷組件獲取圖像的特定的特征部為第一對接部，第一對接部包括第一端子和第二端子，特定的特征部的第一部分為第一端子，特定的特征部的第二部分為第二端子。
[0027]優選的，被第一判斷組件獲取圖像的特定的特征部具有中心部分，所述預設條件為特定的特征部的中心部分圖像位于環境圖像信息的中軸線上。
[0028]優選的，被第二判斷組件獲取圖像的特定的特征部包括相互分離的第一部分和第二部分，環境圖像信息中第一部分圖像與第二部分圖像的之間形成第一間距，第二判斷組件通過判斷第一間距是否為預設間距，判斷環境圖像信息中的特定的特征部圖像形成的尺寸是否為預設尺寸。
[0029]優選的，被第二判斷組件獲取圖像的特定的特征部為第一對接部，第一對接部包括第一端子和第二端子，特定的特征部的第一部分為第一端子，特定的特征部的第二部分為第二端子。
[0030]優選的，第二判斷組件通過判斷環境圖像信息中的特定的特征部圖像的大小是否為預設大小，判斷環境圖像信息中的特定的特征部圖像形成的尺寸是否為預設尺寸。
[0031]優選的，當第一判斷組件的判斷結果為否時，控制組件計算自動行走設備偏離第一對接部與第二對接部正對方向的偏移角度，控制自動行走設備偏轉所述偏移角度，當第一判斷組件的判斷結果為是時，控制組件控制自動行走設備保持當前角度行走。
[0032]優選的，預設時間間隔內，第二判斷組件再次判斷第一對接部與第二對接部是否對接成功。
[0033]優選的，自動行走設備進一步包括檢測自動工作系統的電性參數的檢測裝置，第二判斷組件根據檢測裝置傳遞的信號，再次判斷第一對接部與第二對接部是否對接成功。
[0034]優選的，所述檢測裝置為檢測能量存儲單元的能量水平的能量檢測裝置，在預設時間間隔內，當能量檢測裝置檢測到能量存儲單元的能量水平升高時，第二判斷組件判斷第一對接部與第二對接部對接成功，當能量檢測裝置檢測到能量存儲單元的能量水平沒有升高時，第二判斷組件判斷第一對接部與第二對接部沒有對接成功。
[0035]本發明的有益效果為:自動行走設備無需人為干預即可與停靠站可靠對接，給生產及生活帶來極大便利。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]以上所述的本發明所解決的技術問題、技術方案以及有益效果可以通過下面的能夠實現本發明的具體實施例的詳細描述，同時結合附圖描述而清楚地獲得。
[0037]附圖以及說明書中的相同的標號和符號用于代表相同的或者等同的元件。
[0038]圖1是一較佳實施方式的自動工作系統圖；
[0039]圖2是圖1所示停靠站的立體圖；
[0040]圖3是圖2所示停靠站的側視圖；
[0041]圖4是圖2所不停靠站的正視圖；
[0042]圖5是圖1所示自動行走設備的電路模塊圖；
[0043]圖6是圖5所述第一判斷組件的電路框圖；
[0044]圖7是圖6所示第一判斷組件判斷自動行走設備與停靠站是否正對的第一較佳實施方式的工作流程圖；
[0045]圖8是圖6所示第一判斷組件判斷自動行走設備與停靠站是否正對的第二較佳實施方式的工作流程圖；
[0046]圖9是圖6所示第一判斷組件判斷自動行走設備與停靠站是否正對的第三較佳實施方式的工作流程圖；
[0047]圖10是圖1所示自動工作系統的流程圖。
[0048]其中:
[0049]1、自動行走設備 4、停靠站
[0050]5、工作區域317、第二判斷組件
[0051]6、邊界319、能量檢測裝置
[0052]13、能量存儲單元 41、第一對接部
[0053]15、圖像采集裝置 411、第一端子
[0054]17、第二對接部412、第二端子
[0055]31、主控模塊43、底座
[0056]313、控制組件45、支架
[0057]315、第一判斷組件 451、第一側邊
[0058]3151、特征識別單元 452、第二側邊
[0059]3153、特征判斷單元
【具體實施方式】
[0060]有關本發明的詳細說明和技術內容，配合【專利附圖】
【附圖說明】如下，所附附圖僅提供參考與說明，并非用來對本發明加以限制。
[0061]如圖1所示的自動工作系統包括停靠站4、自動行走設備I。自動工作系統所在的區域包括工作區域5、非工作區域、以及由工作區域5及非工作區域形成的邊界6。停靠站4固定設置在工作區域5與非工作區域交界的某一位置，自動行走設備I可以自動在工作區域5內工作。在滿足特定條件時，自動行走設備I可自動返回停靠站4，并自動與停靠站4對接。自動行走設備I返回停靠站4的方式可以是基于視頻技術，基于邊界6，基于GPS，基于引導線等。當自動行走設備I基于視頻技術返回停靠站4時，在返回的過程中，自動行走設備I通過圖像采集裝置15獲取當前位置周圍的環境圖像信息，并監控環境圖像信息中是否出現邊界6。當環境圖像信息中出現邊界6時，驅動自動行走設備I在邊界6的特定一側行走。在行走的過程中，圖像采集裝置15仍實時采集自動行走設備I當前位置周圍的圖像信息，在發現自動行走設備I的行走方向偏離邊界6時，調整行走角度，從而保證自動行走設備I始終沿邊界6行走。因為停靠站4設置在工作區域5的邊界6上，自動行走設備I若沿邊界6行走，則最終能夠返回到停靠站4附近。
[0062]以下具體介紹自動行走設備I返回停靠站4附近后，如何實現與停靠站4的自動對接并判斷對接成功。
[0063]如圖2所示為停靠站4的立體視圖，停靠站4包括底座43、支架45和第一對接部41。底座43用于將停靠站4安裝固定，其所在的平面為安裝平面。支架45設置于底座43上，與底座43成角度設置，優選為垂直設置，用于安裝第一對接部41，且支架45具有第一側邊451和第二側邊452。第一對接部41用于在自動行走設備I與停靠站4對接成功時收容自動行走設備I的相應部分。在圖2中，第一對接部41包括設置在支架45上的兩個導電端子，分別為第一端子411和第二端子412。第一端子411和第二端子412沿與安裝平面平行的方向設置。此結構下，自動行走設備I與停靠站4對接成功時，自動行走設備I內的電子結構與停靠站4內的電子結構電性連接。本領域技術人員可以理解的是，第一端子411和第二端子412也可以沿與安裝平面垂直的方向設置；第一端子411和第二端子412也可以整合為一個端子實現該兩個端子的功能。
[0064]如圖3和圖4分別示出了停靠站4的側視圖和正視圖，其中側視圖為停靠站4沿底座43的寬度方向在垂直于安裝平面的二維平面上的投影，正視圖為停靠站4沿與自動行走設備I正對的方向在垂直于安裝平面的二維平面上的投影。為便于自動行走設備I與停靠站4實現自動對接，停靠站4還設置了位于殼體表面的特征部，該特征部可以為設置于停靠站4上的特定結構，如第一對接部41、底座43、支架45中的任意一個，也可以為第一對接部41、底座43、支架45等中的至少兩個組成的特定結構，也可以為設置于停靠站4上的特定標識，如具有特定顏色的一個圓圈或數個圓圈，具有特定形狀的一個圖案或數個圖案等。
[0065]如圖5所示，自動行走設備I包括圖像采集裝置15，主控模塊31，能量存儲單元13，第二對接部17。能量存儲單元13為自動行走設備I提供能量。第二對接部17可選擇地與第一對接部41對接，當自動行走設備I與停靠站4對接成功時，第一對接部41與第二對接部17對接成功，當自動行走設備I與停靠站4沒有對接成功時，第一對接部41與第二對接部17相互分離。圖像采集裝置15設置在自動行走設備I的殼體上，采集自動行走設備I當前位置周圍的環境圖像信息，并將采集的環境圖像信息傳遞給主控模塊31。當自動行走設備I返回到停靠站4附近后，圖像采集裝置15可以采集到停靠站4的圖像信息，因此環境圖像信息中包含了停靠站4的圖像信息。主控模塊31接收圖像采集裝置15傳遞的環境圖像信息，獲取停靠站4上至少一個特征部的圖像，根據環境圖像信息控制自動行走設備I的行走。
[0066]為實現第二對接部17與第一對接部41可選擇地對接，第二對接部17設置為與第一對接部41相對應的結構。根據圖2所示的第一對接部41的結構，第二對接部17相應設置為包含可選擇地與第一端子411電性連接的第三端子和可選擇地與第二端子412電性連接的第四端子，其中，第三端子和第四端子均為導電端子，其在自動行走設備I的殼體上的位置和具體結構形式與第一端子411和第二端子412在支架45上的位置和具體結構形式相對應。前述結構下，當自動行走設備I與停靠站4對接成功時，第一對接部41與第二對接部17電性連接，即有線方式實現對接。本領域技術人員理解的是，當自動行走設備I與停靠站4對接成功時，第一對接部41與第二對接部17也可以為非電性連接，而僅僅是相互之間靠近到一定的距離，即對接方式為無線對接。在無線對接的情況下，第一對接部41和第二對接部17均不包含導電端子，其中第一對接部41為收容自動行走設備I機械結構，且在該機械結構的內部設置相應的第一感應元件，第二對接部17在相應的位置上設置有第二感應元件。當第一對接部41與第二對接部17對接成功時，第一感應元件和第二感應元件相互感應。
[0067]主控模塊31進一步包括第一判斷組件315、第二判斷組件317、及控制組件313。其中，第一判斷組件315獲取特定的特征部的圖像，通過判斷特定的特征部圖像在環境圖像信息中的位置是否滿足預設條件來判斷第一對接部41與第二對接部17是否正對，即自動行走設備I與停靠站4是否正對；第二判斷組件317獲取特定的特征部的圖像，通過判斷特定的特征部圖像形成的尺寸是否為預設尺寸來判斷第一對接部41與第二對接部17是否對接成功，即自動行走設備I與停靠站4是否對接成功；控制組件313，與第一判斷組件315和第二判斷組件317電性連接，并根據第一判斷組件315和第二判斷組件317傳遞的信號控制自動行走設備I的行走。
[0068]當第一判斷組件315判斷第一對接部41與第二對接部17正對時，控制組件313控制自動行走設備I朝停靠站4直行。自動行走設備I沿第一對接部41和第二對接部17正對方向行走，可最終實現第一對接部41和第二對接部17對接成功。當第一判斷組件315判斷第一對接部41與第二對接部17不正對時，控制組件313控制自動行走設備I轉動預設角度，以使圖像采集裝置15可以從新的角度采集停靠站4及其特征部的圖像信息，使得第一判斷組件315可以進一步判斷第一對接部41與第二對接部17是否正對。優選的，控制組件313可以根據特定的特征部圖像在環境圖像信息中的位置，計算自動行走設備I偏離第一對接部41與第二對接部17正對方向的偏移角度，并控制自動行走設備I偏轉所述偏移角度，以縮短調整自動行走設備I偏轉方向使第一對接部41與第二對接部17正對的過程的時間，提高正對效率。
[0069]在控制組件313控制自動行走設備I朝停靠站4直行的過程中，第二判斷組件317獲取特定的特征部的圖像，通過判斷特定的特征部圖像形成的尺寸是否為預設尺寸來判斷第一對接部41與第二對接部17是否對接成功。當第二判斷組件317判斷第一對接部41與第二對接部17對接成功時，控制組件313可以選擇控制自動行走設備I停止行走。
[0070]在此需要說明的是，被第一判斷組件315獲取圖像的特定的特征部與被第二判斷組件317獲取圖像的特定的特征部，可以為停靠站4上的同一個特征部，也可以為不同的特征部。
[0071]為判斷第一對接部41與第二對接部17是否正對，第一判斷組件315可以通過判斷特定的特征部圖像在環境圖像信息中的位置是否滿足預設條件，特別是環境圖像信息中的特定的特征部圖像相對環境圖像信息的中軸線的位置是否滿足預設條件，判斷第一對接部41與第二對接部17是否正對。具體地，如圖5所示，第一判斷組件315包括特征識別單元3151和特征判斷單元3153，特征識別單元3151識別環境圖像信息中停靠站4的特定的特征部相對環境圖像信息的中軸線的位置關系，特征判斷單元3153判斷所述位置關系是否滿足預設條件，當所述位置關系滿足預設條件時，第一判斷組件315第一對接部41與第二對接部17正對。本領域技術人員可以理解的是，被第一判斷組件315獲取圖像的特定的特征部的結構不同，預設條件也相應地不同。典型地，被第一判斷組件315獲取圖像的特定的特征部的結構有兩種情形，第一種情形為，該特定的特征部具有相互分離的第一部分和第二部分，第一部分和第二部分可以是一個結構或一個標識的兩個相互分離的邊緣，也可以是兩個相互分離的結構或兩個相互分離的標識；第二種情形為，該特定的特征部為一個獨立的結構或標識。在第一種情形下，環境圖像信息中第一部分圖像與環境圖像信息的中軸線的距離為第一距離，第二部分圖像與環境圖像信息的中軸線的距離為第二距離，所述預設條件為環境圖像信息中第一部分圖像和第二部分圖像分別位于環境圖像信息的中軸線的兩側，且第一距離與第二距離的比值為預設比值。在第二種情形下，被第一判斷組件315獲取圖像的特定的特征部具有中心部分，所述預設條件為特定的特征部的中心部分圖像位于環境圖像信息的中軸線上。
[0072]以下結合圖7至圖8介紹第一種情形下，判斷第一對接部41和第二對接部17時否正對，即自動行走設備I與停靠站4是否正對的兩種較佳實施方式。
[0073]圖7所示為第一種較佳的判斷第一對接部41與第二對接部17是否正對的實施方式。該實施方式中，被第一判斷組件315獲取圖像的特定的特征部為第一對接部41，其中，第一對接部41包括第一端子411和第二端子412，第一端子411和第二端子412相互分離。特定的特征部的第一部分為第一端子411，特定的特征部的第二部分為第二端子412。環境圖像信息中第一端子411圖像與環境圖像信息的中軸線的距離為第一距離，第二端子412圖像與環境圖像信息的中軸線的距離為第二距離，預設條件為第一端子411圖像與第二端子412圖像分別位于環境圖像信息的兩側，且第一距離與第二距離的比值為預設比值。優選的，第一端子411圖像和第二端子圖像412以環境圖像信息的中軸線為中心線對稱設置，此時的預設比值為I。
[0074]具體的，如步驟S580所示，特征識別單元3151識別環境圖像信息的中軸線，典型地，通過識別環境圖像信息中各信息點的橫坐標及縱坐標來確定中軸線。
[0075]步驟S580之后，進入步驟S582，特征識別單元3151識別環境圖像信息中停靠站4的第一端子411圖像和第二端子412圖像的位置。具體的，通過識別顏色來初步識別可能為第一端子411圖像和第二端子412圖像的區域，然后通過識別可能為第一端子411圖像或第二端子412圖像的區域的輪廓精確判斷第一端子411圖像和第二端子412圖像的區域，最后通過識別第一端子411圖像和第二端子412圖像的區域的橫坐標和縱坐標來識別第一端子411圖像和第二端子412圖像的位置。具體識別第一端子411圖像和第二端子412圖像的方式同中國專利申請201310140775.4所述的識別停靠站4的實施方式，在此不再贅述。
[0076]步驟S582之后，進入步驟S584，特征識別單元3151計算第一端子411圖像至環境圖像信息的中軸線的第一距離，計算第二端子412圖像至環境圖像信息的中軸線的第二距離。典型地，通過計算第一端子411圖像、第二端子412圖像的橫縱坐標與環境圖像信息的中軸線的橫縱坐標的差值分別計算第一距離和第二距離。
[0077]步驟S584之后，進入步驟S586，特征判斷單元3153計算第一距離與第二距離的比值。
[0078]步驟S586之后，進入步驟S590，特征判斷單元3153將計算的比值與預設比值進行比較。其中預設比值根據自動行走設備I與停靠站4正對時，第一端子411、第二端子412與環境圖像信息的中軸線的距離計算得到。
[0079]步驟S590之后，進入步驟S592，特征判斷單元3153判斷計算的比值與預設比值是否相同，當判斷結果為是時，進入步驟S594，當判斷結果為否時，進入步驟S596。步驟S592中，可以是通過一次判斷，也可以是通過多次判斷來決定進入步驟S594或步驟S596。步驟S594中，第一判斷組件315判斷第一對接部41與第二對接部17正對。步驟S596中，第一判斷組件315判斷第一對接部41與第二對接部17不正對。
[0080]上述實施方式同樣適用于第一對接部41與第二對接部17為非接觸式連接的情形，即無線對接，此時第一對接部41設置為具有左右對稱形狀的收容部，具有與停靠站4的安裝平面成角度設置的第一側邊和第二側邊，該第一側邊和第二側邊即為被第一判斷組件315獲取圖像的特定的特征部的相互分離的第一部分和第二部分。此時判斷是否正對的條件為環境圖像信息中第一側邊圖像與環境圖像信息的中軸線的距離為第一距離，第二側邊圖像與環境圖像信息的中軸線的距離為第二距離，所述預設條件為環境圖像信息中第一側邊圖像和第二側邊圖像分別位于環境圖像信息的中軸線的兩側，且第一距離與第二距離的比值為預設比值。具體實現方式同第一較佳的判斷自動行走設備I與停靠站4是否正對的實施方式，在此不再贅述。
[0081]如圖8所示為第二種較佳的判斷第一對接部41與第二對接部17是否正對的實施方式。該實施方式中，被第一判斷組件315獲取圖像的特定的特征部為停靠站4的支架45，其中，支架45沿自動行走設備I與停靠站4正對的方向具有第一側邊451和第二側邊452。特定的特征部的第一部分為第一側邊451，特定的特征部的第二部分為第二側邊452。環境圖像信息中，第一側邊451圖像與環境圖像信息的中軸線的距離為第一距離，第二側邊452圖像與環境圖像信息的中軸線的距離為第二距離，所述預設條件為第一距離與第二距離的比值為預設比值。
[0082]具體的，如步驟S620所示，特征識別單元3151識別環境圖像信息的中軸線，典型地，通過識別環境圖像信息中個信息點的橫坐標及縱坐標來確定中軸線。
[0083]步驟S620之后，進入步驟S622，特征識別單元3151識別停靠站4的支架45的第一側邊451圖像和第二側邊452圖像的位置。具體識別方式同圖7所示的實施方式，在此不再贅述。
[0084]步驟S622之后，進入步驟S624，特征判斷單元3153計算第一側邊451圖像至環境圖像信息的中軸線的第一距離，計算第二側邊452圖像至環境圖像信息的中軸線的第二距離。典型地，通過計算第一側邊451圖像、第二側邊452圖像的橫坐標與環境圖像信息的中軸線的橫坐標的差值分別計算第一距離和第二距離。
[0085]步驟S624之后，進入步驟S626，特征判斷單元3153計算第一距離與第二距離的比值。
[0086]步驟S626之后，進入步驟S630，特征判斷單元3153將計算的比值與預設比值進行比較。其中預設比值根據自動行走設備I與停靠站4正對時，第一側邊451、第二側邊452與環境圖像信息的中軸線的距離計算得到。
[0087]步驟S630之后，進入步驟S632，特征判斷單元3153判斷計算的比值與預設比值是否相同，當判斷結果為是時，進入步驟S634，當判斷結果為否時，進入步驟S636。步驟S632中，可以是通過一次判斷，也可以是通過多次判斷來決定進入步驟S634或步驟S636。步驟S634中，第一判斷組件315判斷第一對接部41與第二對接部17正對，即自動行走設備I與停靠站4正對。步驟S636中，第一判斷組件315判斷第一對接部41與第二對接部17不正對，即自動行走設備I與停靠站4不正對。
[0088]以下結合如圖9對被第一判斷組件315獲取圖像的特定的特征部為第二種情形時，判斷第一對接部41和第二對接部17時否正對，即自動行走設備I與停靠站4是否正對的一種較佳實施方式。
[0089]如圖9所示的實施方式中，被第一判斷組件315獲取圖像的特定的特征部為第一對接部41，其中，第一對接部41雖然包含第一端子411和第二端子412，但第一端子411和第二端子412集成在一個部件上，該部件具有中心部分。相應地，預設條件為，第一對接部41的中心部分圖像位于環境圖像信息的中軸線上。
[0090]具體的，如步驟S600所示，特征識別單元3151識別環境圖像信息的中軸線，典型地，通過識別環境圖像信息中個信息點的橫坐標及縱坐標來確定中軸線。
[0091]步驟S600之后，進入步驟S602，特征識別單元3151識別停靠站4的第一對接部41圖像中心部分的位置。具體識別方式同圖7所示的實施方式，在此不再贅述。
[0092]步驟S602之后，進入步驟S604，特征判斷單元3153計算第一對接部41圖像中心部分至環境圖像信息的中軸線的第一距離。典型地，通過計算第一對接部41圖像的中心的橫坐標與環境圖像信息的中軸線的橫坐標的差值計算第一距離。
[0093]步驟S604之后，進入步驟S612，特征判斷單元3153判斷第一距離是否為零，即第一對接部41圖像的中心是否位于中軸線上。當判斷結果為是時，進入步驟S614，當判斷結果為否時，進入步驟S616。步驟S612中，可以是通過一次判斷，也可以是通過多次判斷來決定進入步驟S614或步驟S616。步驟S614中，特征判斷單元3153判斷自動行走設備I與停靠站4正對，即第一對接部41與第二對接部17正對。步驟S616中，特征判斷單元3153判斷自動行走設備I與停靠站4不正對，即第一對接部41與第二對接部17不正對。
[0094]本領域技術人員可以理解的是，根據被第一判斷組件315獲取圖像的特定的特征部的結構的不同，第一判斷組件315判斷第一對接部41與第二對接部17是否正對的預設條件各不相同，在此不再一一贅述。
[0095]如前所述，第二判斷組件317獲取特定的特征部的圖像，通過判斷特定的特征部圖像形成的尺寸是否為預設尺寸來判斷第一對接部41與第二對接部17是否對接成功。本領域技術人員可以理解的是，被第二判斷組件317獲取圖像的特定的特征部的結構不同，該特定的特征部圖像形成的尺寸所指的含義也不相同。典型地，被第二判斷組件317獲取圖像的特定的特征部的結構有兩種情形，第一種情形為，該特定的特征部具有相互分離的第一部分和第二部分，第一部分和第二部分可以是一個結構或一個標識的兩個相互分離的邊緣，也可以是兩個相互分離的結構或兩個相互分離的標識；第二種情形為，該特定的特征部為一個獨立的結構或標識。在第一種情形下，環境圖像信息中第一部分圖像與第二部分圖像的之間形成第一間距，第二判斷組件317通過判斷第一間距是否為預設間距，判斷環境圖像信息中的特定的特征部圖像形成的尺寸是否為預設尺寸。具體的，該特定的特征部可以為第一對接部41，且第一對接部41包括如圖4所示的相互分離的第一端子411和第二端子412，該特定的特征部圖像形成的尺寸為第一端子411圖像和第二端子412圖像形成的第一間距；該特定的特征部還可以為支架45，且支架45具有如圖4所示的相互分離的第一側邊451和第二側邊452，該特定的特征部圖像形成的尺寸為第一側邊451圖像和第二側邊452圖像形成的第一間距。在第二種情形下，第二判斷組件317通過判斷環境圖像信息中的特定的特征部圖像的大小是否為預設大小，判斷環境圖像信息中的特定的特征部圖像形成的尺寸是否為預設尺寸。具體的，該特定的特征部可以為第一對接部41，其包括整合在一個整體結構上的第一端子和第二端子。特定的特征部圖像形成的尺寸為第一對接部41的大小。
[0096]根據圖3和圖4可知，停靠站4沿不同方向在垂直于安裝平面的二維平面上的投影各不相同，導致特定的特征部在環境圖像信息中的位置和大小不同。此外，即使在同一方向上，由于自動行走設備I相對停靠站4的直線距離的不同，即圖像采集裝置15與停靠站4的直線距離的不同，使得環境圖像信息中特征部圖像的位置和大小不同。而當自動行走設備I與停靠站4對接成功時，即第二對接部17與第一對接部41對接成功時，特定的特征部圖像在環境圖像信息中的形成的尺寸為特定的特征部沿第一對接部41與第二對接部17正對方向上的投影形成的尺寸，或者與特定的特征部沿第一對接部41與第二對接部17正對方向上的投影形成的尺寸成一定比例，具體的比例大小根據圖像采集裝置15的參數、圖像采集裝置15在自動行走設備I上的安裝位置、以及第一對接部41有所不同。因此，預設尺寸可以根據特征部沿第一對接部41與第二對接部17正對方向上的投影形成的尺寸設定。
[0097]為可靠確認第一對接部41與第二對接部17是否對接成功，第二判斷組件317在第一次確認第一對接部41與第二對接部17對接成功后的預設時間段內，再次確認第一對接部41與第二對接部17是否對接成功。再次確認第一對接部41與第二對接部17是否對接成功的方法可以與首次確認是否對接成功的方法相同，也可以與首次確認是否對接成功的方法不相同。當再次確認是否對接成功的方法與首次確認是否對接成功的方法不相同時，可以通過設置檢測裝置檢測自動行走設備I或停靠站4的電性參數來判斷第一對接部41與第二對接部17是否對接成功。如可以通過設置檢測裝置檢測能量存儲單元13的能量狀態，并判斷在預設時間段內，能量存儲單元13的能量狀態的變化情況來判斷是否對接成功，或通過在第一對接部41與第二對接部17中設置感應元件，通過感應元件的狀態變化來判斷是否對接成功，或者通過檢測第一對接部41的電壓等來判斷是否對接成功。以通過能量存儲單元13的能量狀態來判斷是否對接成功為例，圖5所示的主控模塊31進一步包括檢測能量存儲單元13的能量水平的能量檢測裝置319。能量檢測裝置319與第二判斷組件317電性連接，第二判斷組件317根據能量檢測裝置319傳遞的信號，再次判斷第一對接部41與第二對接部17是否對接成功。在預設時間間隔內，當能量檢測裝置319檢測到能量存儲單元13的能量水平升高時，第二判斷組件317判斷第一對接部41與第二對接部17對接成功，當能量檢測裝置319檢測到能量存儲單元13的能量水平沒有升高時，第二判斷組件317判斷第一對接部41與第二對接部17沒有對接成功。
[0098]以下結合圖10具體說明為實現自動行走設備I與停靠站4對接成功，即第一對接部41與第二對接部17對接成功，自動行走設備I的工作流程。
[0099]進入步驟S640，自動行走設備I進行初始化。
[0100]隨后進入步驟S642，控制自動行走設備I啟動行走。
[0101]步驟S642之后，進入步驟S644，啟動圖像采集裝置15。
[0102]步驟S644之后，進入步驟S646，圖像采集裝置15開始采集自動行走設備I當前位置周圍的環境圖像信息，并將采集到的環境圖像信息傳遞給主控模塊31的第一判斷組件315和第二判斷組件317。本領域技術人員可以理解的是，圖像采集裝置15與主控模塊31之間可以同過電性接觸的方式進行信號傳遞，也可以通過非電性接觸的方式進行信號傳遞，圖像采集裝置15可以設置在自動行走設備I上，也可以設置在自動行走設備I以外的其他地方。
[0103]步驟S646之后，進入步驟S648，主控模塊31的第一判斷組件315通過判斷特定的特征部圖像在環境圖像信息中的位置是否滿足預設條件來判斷第一對接部41與第二對接部17是否正對，當判斷結果為是時，進入步驟S652 ;反之，當判斷結果為否時，進入步驟S650。具體的判斷方法參見前述對第一判斷組件315判斷第一對接部41與第二對接部17是否正對判斷的描述，在此不再贅述。
[0104]步驟S652中，主控模塊31的控制組件313控制自動行走設備I沿直線行走，即沿第二對接部17與第一對接部41正對的方向行走。步驟S652之后，進入步驟S654。
[0105]步驟S650中，控制組件313控制自動行走設備I轉動預設角度并繼續行走，以便于圖像采集裝置15從新的角度采集停靠站4的圖像信息，使得自動行走設備I可以再次嘗試與第一對接部41正對。所述預設角度可以為自動行走設備I出廠設置的預設角度，也可以為控制組件313根據環境圖像信息中特定的特征部圖像的位置計算出的自動行走設備偏離第一對接部與第二對接部正對方向的偏移角度。步驟S650之后，返回步驟S646。
[0106]步驟S654中，第二判斷組件317判斷第一對接部41與第二對接部17是否對接成功，判斷依據為，特定的特征部圖像形成的尺寸是否為預設尺寸。其中，特定的特征部圖像形成的尺寸代表的含義，及預設尺寸的設定方法參見前述說明，在此不再贅述。當判斷結果為是時，進入步驟S656 ;當判斷結果為否時，進入步驟S652。
[0107]步驟S656中，控制組件313控制自動行走設備I停止行走。
[0108]步驟S656之后，進入步驟S658。步驟S658中，第二判斷組件317再次判斷第一對接部41與第二對接部17是否對接成功。再次判斷第一對接部41與第二對接部17是否對接成功的方法可以與首次判斷對接是否成功的方向相同，也可以不相同。當不相同時，可以通過檢測自動行走設備I或停靠站4的電性參數來再次判斷是否對接成功。具體的判斷方法參見前述再次判斷是否對接成功的方法。步驟S658中，當判斷結果為是時，進入步驟S660 ;反之，當判斷結果為否時，進入步驟S650。
[0109]步驟S660中，控制組件313控制自動行走設備I保持停止行走的狀態。
[0110]本發明中，自動行走設備I可以為智能割草機、騎式割草機、智能吸塵器等智能或半智能設備。停靠站4可以為控制平臺、充電站等。
【權利要求】
1.一種自動行走設備與停靠站對接的對接方法，所述停靠站上設置有第一對接部，所述自動行走設備上設置有圖像采集裝置和第二對接部，圖像采集裝置采集自動行走設備當前位置的環境圖像信息，第二對接部可選擇地與第一對接部對接，其特征在于，所述對接方法包括如下步驟: a)通過所述環境圖像信息，獲取停靠站上至少一個特征部的圖像； b)判斷所述環境圖像信息中的特定的特征部圖像的位置是否滿足預設條件； c)當步驟b)的判斷結果為是時，確認第一對接部與第二對接部正對，控制自動行走設備朝停靠站直行； d)判斷所述環境圖像信息中的特定的特征部圖像形成的尺寸是否為預設尺寸； e)當步驟d)的判斷結果為是時，確認第一對接部與第二對接部對接成功。
2.根據權利要求1所述的對接方法，其特征在于，步驟b)中的特定的特征部與步驟d)中的特定的特征部為相同的特征部。
3.根據權利要求1所述的對接方法，其特征在于，所述特定的特征部為設置于停靠站上的特定結構。
4.根據權利要求1所述的對接方法，其特征在于，步驟b)中的特定的特征部包括第一部分和第二部分，第一部分和第二部分相互分尚，環境圖像信息中第一部分圖像與環境圖像信息的中軸線的距離為第一距離，第二部分圖像與環境圖像信息的中軸線的距離為第二距離，所述預設條件為環境圖像信息中第一部分圖像和第二部分圖像分別位于環境圖像信息的中軸線的兩側，且第一距離與第二距離的比值為預設比值。
5.根據權利要求4所述的對接方法，其特征在于，所述預設比值為I。
6.根據權利要求4所述的對接方法，其特征在于，步驟b)中的特定的特征部為第一對接部，第一對接部包括第一端子和第二端子，特定的特征部的第一部分為第一端子，特定的特征部的第二部分為第二端子。
7.根據權利要求1所述的對接方法，其特征在于，步驟b)中的特定的特征部具有中心部分，所述預設條件為特定的特征部的中心部分圖像位于環境圖像信息的中軸線上。
8.根據權利要求1所述的對接方法，其特征在于，步驟d)中的特定的特征部包括第一部分和第二部分，第一部分和第二部分相互分尚，環境圖像信息中第一部分圖像與第二部分圖像的之間形成第一間距，步驟d)中，通過判斷第一間距是否為預設間距，判斷環境圖像信息中的特定的特征部圖像形成的尺寸是否為預設尺寸。
9.根據權利要求8所述的對接方法，其特征在于，步驟d)中的特定的特征部為第一對接部，第一對接部包括第一端子和第二端子，特定的特征部的第一部分為第一端子，特定的特征部的第二部分為第二端子。
10.根據權利要求1所述的對接方法，其特征在于，步驟d)中，通過判斷環境圖像信息中的特定的特征部圖像的大小是否為預設大小，判斷環境圖像信息中的特定的特征部圖像形成的尺寸是否為預設尺寸。
11.根據權利要求1所述的對接方法，其特征在于，所述對接方法還包括如下步驟，bl)當步驟b)的判斷結果為否時，計算自動行走設備偏離第一對接部與第二對接部正對方向的偏移角度，控制自動行走設備偏轉所述偏移角度。
12.一種自動工作系統，包括自動行走設備與停靠站， 所述停靠站包括， 第一對接部，設置于停靠站的殼體表面，收容自動行走設備； 所述自動行走設備包括， 能量存儲單元，為自動行走設備提供能量； 圖像采集裝置，采集自動行走設備周圍的環境圖像信息； 第二對接部，可選擇地與第一對接部對接； 主控模塊，接收環境圖像信息，獲取停靠站上至少一個特征部的圖像，根據環境圖像信息控制自動行走設備的行走，包括第一判斷組件、第二判斷組件以及控制組件，其特征在于， 第一判斷組件，獲取特定的特征部的圖像，通過判斷特定的特征部圖像在環境圖像信息中的位置是否滿足預設條件來判斷第一對接部與第二對接部是否正對； 第二判斷組件，獲取特定的特征部的圖像，通過判斷特定的特征部圖像形成的尺寸是否為預設尺寸來判斷第一對接部與第二對接部是否對接成功； 控制組件，根據第一判斷組件和第二判斷組件傳遞的信號控制自動行走設備的行走。
13.根據權利要求12所述的自動工作系統，其特征在于，被第一判斷組件獲取圖像的特定的特征部與被第二判斷組件獲取圖像的特定的特征部為相同的特征部。
14.根據權利要求12所述的自動工作系統，其特征在于，所述特定的特征部為設置于停靠站上的特定結構。
15.根據權利要求12所述的自動工作系統，其特征在于，被第一判斷組件獲取圖像的特定的特征部具有相互分離的第一部分和第二部分，環境圖像信息中第一部分圖像與環境圖像信息的中軸線的距離為第一距離，第二部分圖像與環境圖像信息的中軸線的距離為第二距離，所述預設條件為環境圖像信息中第一部分圖像和第二部分圖像分別位于環境圖像信息的中軸線的兩側，且第一距離與第二距離的比值為預設比值。
16.根據權利要求15所述的自動工作系統，其特征在于，所述預設比值為I。
17.根據權利要求15所述的自動工作系統，其特征在于，被第一判斷組件獲取圖像的特定的特征部為第一對接部，第一對接部包括第一端子和第二端子，特定的特征部的第一部分為第一端子，特定的特征部的第二部分為第二端子。
18.根據權利要求13所述的自動工作系統，其特征在于，被第一判斷組件獲取圖像的特定的特征部具有中心部分，所述預設條件為特定的特征部的中心部分圖像位于環境圖像信息的中軸線上。
19.根據權利要求12所述的自動工作系統，其特征在于，被第二判斷組件獲取圖像的特定的特征部包括相互分離的第一部分和第二部分，環境圖像信息中第一部分圖像與第二部分圖像的之間形成第一間距，第二判斷組件通過判斷第一間距是否為預設間距，判斷環境圖像信息中的特定的特征部圖像形成的尺寸是否為預設尺寸。
20.根據權利要求19所述的自動工作系統，其特征在于，被第二判斷組件獲取圖像的特定的特征部為第一對接部，第一對接部包括第一端子和第二端子，特定的特征部的第一部分為第一端子，特定的特征部的第二部分為第二端子。
21.根據權利要求12所述的自動工作系統，其特征在于，第二判斷組件通過判斷環境圖像信息中的特定的特征部圖像的大小是否為預設大小，判斷環境圖像信息中的特定的特征部圖像形成的尺寸是否為預設尺寸。
22.根據權利要求12所述的自動工作系統，其特征在于，當第一判斷組件的判斷結果為否時，控制組件計算自動行走設備偏離第一對接部與第二對接部正對方向的偏移角度，控制自動行走設備偏轉所述偏移角度，當第一判斷組件的判斷結果為是時，控制組件控制自動行走設備保持當前角度行走。
【文檔編號】G05D3/12GK104252180SQ201310268530
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月28日 優先權日:2013年6月28日
【發明者】田角峰, 劉瑜 申請人:蘇州寶時得電動工具有限公司