專利名稱：使用移動通信網(wǎng)絡的機器人清潔系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機器人清潔系統(tǒng)，特別是一種能夠利用移動通信網(wǎng)絡從遠距離控制清潔機器人的機器人清潔系統(tǒng)。
因此，已經(jīng)開發(fā)了只要發(fā)出清潔命令能夠通過自由移動進行清潔的清潔機器人。另外，還在不斷研制具有防止諸如竊賊之類不幸事件的更多功能的移動機器人。


圖1是常規(guī)清潔機器人的方框圖。
參考圖1，清潔機器人具有用于移動機器人機身的驅(qū)動單元40，用于檢測清潔機器人移動道路上的障礙物的障礙檢測單元30，用于識別清潔機器人當前位置的自身位置識別單元20，用于清潔地板的真空清潔單元50，用于對每個單元所需的電源進行存儲和充電的電源單元70，以及控制每個單元的控制器60。此外，清潔機器人還具有從遠距離控制清潔機器人的啟動/停止操作的遙控接收單元10。
自身位置識別單元20和障礙檢測單元30分別具有識別自身位置和檢測障礙物的圖像處理板22，32和攝像機21，31。
當通過遙控接收單元10發(fā)出清潔操作指令時，在控制器60初始化具有上述結構的清潔機器人，并且通過操作自身位置識別單元20的攝像機21來拍攝自身位置。然后，清潔機器人將拍攝的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給圖像處理板22并且允許對圖像數(shù)據(jù)進行處理。控制器60通過分析從圖像處理板22發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)來分析清潔機器人的當前位置。此后，控制器60通過向位于左、右輪43a，43b的電機42a，42b的41a，41b的電機驅(qū)動單元41a，41b發(fā)送控制信號來移動機器人的機身。這時，控制器60通過操作障礙檢測單元30的攝像機31以及接收圖像處理板32中編碼的圖像數(shù)據(jù)來控制驅(qū)動單元40以避開障礙物。當清潔機器人移動到相應的位置時，控制器60向真空清潔單元50和驅(qū)動單元40輸出控制信號，以使機器人的機身旋轉(zhuǎn)和移動來進行清潔工作。清潔機器人就這樣沿著設置的路徑進行清潔工作的操作。
如上所述進行操作的清潔機器人在移動清潔期間，可以在設置的區(qū)間內(nèi)通過對障礙物進行識別來避開放置在清潔機器人前面的障礙物。另外，清潔機器人還能夠在設置的區(qū)間內(nèi)通過自身位置識別操作準確地移動到想到的位置。
此外，清潔機器人利用CCD(電荷耦合器件)來識別自身位置和檢測行駛路徑上的障礙物。不過，拍攝的圖像數(shù)據(jù)量很大，因此，清潔機器人通常使用分開處理圖像數(shù)據(jù)的圖像處理器。
然而，對于常規(guī)清潔機器人，由于每塊具有圖像數(shù)據(jù)處理器的圖像處理板22，32是安裝在清潔機器人機身內(nèi)的，所以很難制造出小型的清潔機器人。
另外，由于只能在近距離控制常規(guī)的清潔機器人，使用者必須命令清潔機器人清潔某個地方的以內(nèi)的地方。如果使用者想命令清潔機器人清潔某個地方的之外的地方，則根本沒有辦法來命令清潔機器人。
上述目的是通過提供包括以下部分的機器人清潔系統(tǒng)實現(xiàn)的，該機器人清潔系統(tǒng)包括通過包含在移動通信信號中發(fā)送的控制數(shù)據(jù)使其在一個地方自由移動來進行清潔的清潔機器人；接收從清潔機器人發(fā)送的移動通信信號和其它移動通信信號來控制清潔機器人，以及將移動通信信號中繼到相應裝置的移動通信中繼裝置；以及用于通過移動通信中繼裝置向清潔機器人發(fā)送操作命令的移動通信終端。
清潔機器人包括用于移動機器人機身的驅(qū)動單元；具有用于識別當前位置的攝像機和傳感器的自身位置識別單元；具有用于檢測障礙物的攝像機和傳感器的障礙檢測單元；用于收集地板上的塵土的真空清潔單元；用于通過移動通信中繼裝置發(fā)送移動通信信號的移動通信模塊；和用于與從移動通信模塊發(fā)送的控制數(shù)據(jù)相對應控制每個單元移動和清潔的控制器。
當根據(jù)發(fā)送的控制數(shù)據(jù)完成操作后，控制器向移動通信終端發(fā)送操作完成數(shù)據(jù)。
控制器向移動通信中繼裝置發(fā)送通過自身識別單元的攝像機和障礙物檢測單元的攝像機拍攝的圖像。
機器人清潔系統(tǒng)還包括用于分析從移動圖像中繼裝置發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)，并且根據(jù)分析結果，通過移動圖像中繼裝置向清潔機器人發(fā)送控制數(shù)據(jù)的圖像處理服務器。
圖像處理服務器包括用于對接數(shù)據(jù)和移動通信中繼裝置的接口；用于處理通過接口發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)的圖像處理單元；以及用于分析在圖像處理單元處理的圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)該分析結果生成控制數(shù)據(jù)，并且向接口輸出控制數(shù)據(jù)的控制器。
這里，圖像處理服務器的接口可通過移動通信中繼站從移動通信中繼裝置通過互連網(wǎng)來發(fā)送圖像數(shù)據(jù)，也可以直接從移動通信中繼裝置來接收射頻信號。
具體實施例方式
下面通過參考附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的機器人清潔系統(tǒng)的示意圖。
參見圖2，機器人清潔系統(tǒng)包括清潔機器人100，移動通信中繼裝置200，移動通信終端400，以及圖像處理服務器300。
清潔機器人100從安裝的攝像機生成圖像數(shù)據(jù)并且將作為第一移動通信信號的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給移動通信中繼裝置200。清潔機器人100還接收包含來自移動通信中繼裝置200的控制數(shù)據(jù)的第二移動通信信號。此外，清潔機器人100根據(jù)包含在第二移動通信信號中的控制數(shù)據(jù)來移動機器人的機身并且執(zhí)行清潔操作。
移動通信中繼裝置200接收移動通信信號并且將信號中繼到相應裝置。移動通信信號分別涉及從清潔機器人100發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)以及從移動通信終端400或圖像處理服務器300發(fā)送的對清潔機器人的控制。
移動通信終端400通過移動通信中繼裝置200發(fā)送使清潔機器人100工作的命令。
圖像處理服務器300分析通過移動通信中繼裝置200發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)分析結果生成控制數(shù)據(jù)并且向移動通信中繼裝置200發(fā)送控制數(shù)據(jù)。
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的清潔機器人的方框圖。
參見圖3，清潔機器人100具有用于移動機器人機身的驅(qū)動單元110；具有用于識別清潔機器人當前位置的攝像機121和傳感器122的自身位置識別器120；具有用于檢測移動道路上的障礙物的攝像機131和傳感器132的障礙檢測單元130；用于收集地面上的塵土的真空清潔單元115；用于在把從自身位置識別單元120和障礙檢測單元130發(fā)送的圖像信號轉(zhuǎn)換成移動通信信號后發(fā)送，和在把發(fā)送的移動通信信號轉(zhuǎn)換成控制數(shù)據(jù)后輸出的移動通信模塊140；用來根據(jù)從移動通信模塊140發(fā)送的控制數(shù)據(jù)控制每個單元以便進行移動和清潔的控制器150。顯示單元160對外顯示清潔機器人100的異常情況。清潔機器人100的控制器150根據(jù)需要操作的裝置的控制，通過生成操作完成數(shù)據(jù)并在所需的操作完成后向移動通信模塊140發(fā)送該數(shù)據(jù)來進行響應。此外，清潔機器人100還設置有遙控接收單元180，以允許控制單元響應由使用者通過遙控器從近距離發(fā)出的用來使清潔機器人100驅(qū)動，移動，清潔，以及停止的信號；和用于防護機器人機身由于碰撞或掉落引起的的損壞，檢測障礙物以及識別自身位置的各種傳感器(圖中未示出)。另外，清潔機器人100還包括用于為每一個單元供電以及從外接電源充電的供電單元170。
在此，驅(qū)動單元110具有由電機驅(qū)動單元111a，112a的操作驅(qū)動的電機111b，112b，以便移動左輪和右輪。真空清潔單元130還有一個具有電機驅(qū)動單元115a的風扇電機115b，以便驅(qū)動吸入風扇(未示出)吸入地面上的塵土。
此外，安裝在自身位置識別單元120中的攝像機121朝天花板方向放置，安裝在障礙檢測單元130中的攝像機131朝清潔機器人的前方放置。另外，清潔機器人還包括一個攝像機選擇單元190，用于與控制器150的控制數(shù)據(jù)相對應，有選擇地操作自身位置識別單元120和障礙檢測單元130的攝像機121，131。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的圖像處理服務器300的方框圖。
參見圖4，圖像處理服務器300具有用于將數(shù)據(jù)與移動通信中繼裝置200對接的接口310；用于對從接口310發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)編碼的圖像處理單元320；用于根據(jù)通過圖像處理單元320編碼的圖像數(shù)據(jù)的分析數(shù)據(jù)生成控制數(shù)據(jù)并從接口310輸出該控制數(shù)據(jù)的控制器350。
這里，圖像處理服務器300的接口310可以從移動通信中繼裝置200通過移動通信中繼基站向互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送圖像數(shù)據(jù)，或者直接從移動通信中繼裝置200發(fā)送射頻信號。
下面，將描述根據(jù)本發(fā)明使用移動通信網(wǎng)絡的機器人清潔系統(tǒng)的操作。
首先，當從遙控器(未示出)或通過移動通信中繼裝置200從移動通信終端400發(fā)送驅(qū)動信號時，清潔機器人100的控制器150進行初始化，并操作自身位置識別單元120的第一攝像機121在當前位置拍攝天花板。然后，控制器150將通過拍攝生成的圖像數(shù)據(jù)通過移動通信模塊140轉(zhuǎn)換成移動通信信號，并且將移動通信信號輸出給移動通信中繼裝置200。此后，從清潔機器人100的移動通信模塊140接收了移動通信信號的移動通信中繼裝置200將移動通信信號再次轉(zhuǎn)發(fā)給圖像處理服務器300的接口310。當圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到接口310時，圖像處理服務器300的控制器350允許發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)在圖像數(shù)據(jù)處理單元320內(nèi)進行編碼。清潔機器人100根據(jù)編碼的圖像數(shù)據(jù)識別當前位置。當識別出清潔機器人100的當前位置時，圖像處理服務器300的控制器350從圖像數(shù)據(jù)生成用來控制清潔機器人100的位置改變的控制數(shù)據(jù)，并且將控制數(shù)據(jù)輸出給接口310。然后，移動通信中繼裝置200將從圖像處理服務器300發(fā)送的用來控制清潔機器人100的位置變化的控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給清潔機器人100。
當控制數(shù)據(jù)發(fā)送給清潔機器人100，清潔機器人100的移動通信模塊將發(fā)送的移動通信信號轉(zhuǎn)換為控制數(shù)據(jù)，并向清潔機器人100的控制器150發(fā)送該控制數(shù)據(jù)。清潔機器人100的控制器150從發(fā)送的控制數(shù)據(jù)中識別位置進行移動，根據(jù)識別出的位置向右和左輪的電機驅(qū)動單元111a、112a輸出控制數(shù)據(jù)，并且驅(qū)動電機111b，112b。通過這樣，清潔機器人100改變了位置。此時，清潔機器人100的控制器150通過操作攝像機131經(jīng)移動通信模塊140向圖像處理服務器300發(fā)送關于清潔機器人100移動的路徑的圖像數(shù)據(jù)。這里，清潔機器人100的控制器150控制攝像機選擇單元190來發(fā)送通過周期性地操作自身位置識別單元120的攝像機121而生成的圖像數(shù)據(jù)。另外，清潔機器人100的控制器150允許發(fā)送在自身位置識別單元120的攝像機121拍攝的圖像數(shù)據(jù)。
當圖像處理服務器300的控制器350通過移動通信中繼裝置200接收到來自障礙檢測單元130和自身位置識別單元120的攝像機121，131中的每一個的圖像數(shù)據(jù)后，分析在自身位置識別單元120的攝像機121拍攝的圖像數(shù)據(jù)和在障礙檢測單元130的攝像機131拍攝的圖像數(shù)據(jù)，并且輸出與位置變化相關的數(shù)據(jù)。
當清潔機器人100通過這樣的處理移動到相應位置時，清潔機器人100的控制器150通過移動通信模塊140輸出用于通知位置改變完成的移動完成信號。接收到數(shù)據(jù)移動完成信號的圖像處理服務器300的控制器350識別出清潔機器人100已經(jīng)完成了移動，生成用于命令清潔操作的控制數(shù)據(jù)，并將該控制數(shù)據(jù)輸出給接口310。
接著，在清潔機器人100的控制器150從移動通信中繼裝置200接收到命令進行清潔操作的控制數(shù)據(jù)后，通過根據(jù)從移動通信模塊140發(fā)送的命令進行清潔操作的控制數(shù)據(jù)向真空清潔單元115的電機驅(qū)動單元115a輸出該控制數(shù)據(jù)來驅(qū)動風扇電機115b，并且允許清潔機器人100從當前位置開始清潔操作。此后，清潔機器人100的控制器150通過向驅(qū)動單元150輸出控制數(shù)據(jù)來旋轉(zhuǎn)和移動機器人的機身，以使它能夠沿著編好程序的路徑進行清潔操作。此時，障礙檢測單元130的攝像機131連續(xù)地對清潔機器人100的前方進行拍攝，并且向圖像處理服務器300發(fā)送圖像數(shù)據(jù)。清潔機器人100從圖像處理服務器300接收控制數(shù)據(jù)。
至此所描述的根據(jù)本發(fā)明的機器人清潔系統(tǒng)允許在遠處的圖像處理服務器300中處理由安裝在清潔機器人100的攝象機121，131拍攝的圖像。此外，使用者可以利用移動通信模塊400從遠處控制清潔機器人100。
因此，由于使用者可以利用移動通信模塊從遠處控制清潔機器人100，根據(jù)本發(fā)明的機器人清潔系統(tǒng)可改善使用清潔機器人的方式。此外，因為可以在清潔機器人以外來處理圖像，所以圖像處理板不必安裝在清潔機器人內(nèi)，這使得可以將清潔機器人制造得更緊湊，并且也降低了制造成本。
至此，已經(jīng)說明并描述了本發(fā)明的實施例。然而，本發(fā)明還不限于在此所描述的優(yōu)選實施例，本領域技術人員在不脫離所附權利要求部分中要求的本發(fā)明的要點的情況下可以對本發(fā)明進行修改。
權利要求
1.一種使用移動通信網(wǎng)絡的機器人清潔系統(tǒng)，包括通過包含在移動通信信號中發(fā)送的控制數(shù)據(jù)使其在一定區(qū)域自由移動來進行清潔的清潔機器人；用于接收從清潔機器人發(fā)送的移動通信信號和其它移動通信信號來控制該清潔機器人，并將移動通信信號轉(zhuǎn)發(fā)給相應裝置的移動通信中繼裝置；和用于通過移動通信中繼裝置向清潔機器人發(fā)送操作命令的移動通信終端。
2.根據(jù)權利要求1所述的機器人清潔系統(tǒng)，其特征在于清潔機器人包括用于移動機器人機身的驅(qū)動單元；具有用于識別當前位置的攝像機和傳感器的自身位置識別單元；具有用于檢測障礙物的攝像機和傳感器的障礙檢測單元；用于收集地面上的塵土的真空清潔單元；用于通過移動通信中繼裝置發(fā)送移動通信信號的移動通信模塊；和用于與從移動通信模塊發(fā)送的控制數(shù)據(jù)相對于來控制每個單元移動和進行清潔的控制器。
3.根據(jù)權利要求2所示的機器人清潔系統(tǒng)，其特征在于當根據(jù)發(fā)送的控制數(shù)據(jù)完成操作后，控制器向移動通信終端發(fā)送操作完成數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權利要求2所述的機器人清潔系統(tǒng)，其特征在于機器人控制器向移動通信中繼裝置發(fā)送通過自身位置識別單元的攝像機和障礙檢測單元的攝像機拍攝的圖像。
5.根據(jù)權利要求4所述的機器人清潔系統(tǒng)，其特征在于還包括用于分析通過移動通信中繼裝置發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)，并且根據(jù)分析結果通過移動通信中繼裝置向清潔機器人發(fā)送該控制數(shù)據(jù)的圖像處理服務器。
6.根據(jù)權利要求5所述的機器人清潔系統(tǒng)，其特征在于圖像處理服務器包括用于對接數(shù)據(jù)與移動通信中繼裝置的接口；用于處理通過該接口發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)的圖像處理單元；用于分析圖像處理單元處理的圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)該分析結果生成控制數(shù)據(jù)，并向接口輸出該控制數(shù)據(jù)的控制器。
全文摘要
能夠利用移動通信網(wǎng)絡從遠距離控制清潔機器人的機器人清潔系統(tǒng)。該機器人清潔系統(tǒng)在把安裝的攝像機拍攝的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為移動通信信號后發(fā)送圖像數(shù)據(jù)。機器人清潔系統(tǒng)具有:通過包括在移動通信信號中發(fā)送的控制數(shù)據(jù)使機器人機身在一個內(nèi)部空間自由移動來執(zhí)行清潔操作的清潔機器人;接收與從清潔機器人發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)和清潔機器人的控制有關的移動通信信號的移動通信中繼裝置;通過移動通信中繼裝置向清潔機器人發(fā)送清潔命令的移動通信終端;以及分析通過移動通信中繼裝置發(fā)送的圖像數(shù)據(jù),根據(jù)分析結果生成控制數(shù)據(jù)并且向移動通信中繼裝置發(fā)送控制數(shù)據(jù)的圖像處理服務器。用戶可以通過移動通信網(wǎng)絡遠程控制機器人。
文檔編號B25J9/00GK1381339SQ02105988
公開日2002年11月27日 申請日期2002年4月11日 優(yōu)先權日2001年4月18日
發(fā)明者宋貞坤, 高將然, 李商容 申請人:三星光州電子株式會社