邊界系統技術方案

本發明專利技術涉及一種邊界系統，所述邊界系統包括：邊界線；信號發生裝置，產生預設邊界信號并發送給所述邊界線，所述邊界信號流經所述邊界線時產生磁場；信號檢測單元，設置在所述自動行走設備內，用于檢測所述磁場，并生成檢測信號；控制單元，設置在所述自動行走設備內，接收所述檢測信號，并判斷自動行走設備是否位于工作區域內，所述預設邊界信號為一個具有交替出現的第一狀態和第二狀態的信號，所述預設邊界信號為一個具有交替出現的第一狀態和第二狀態的信號，在第一狀態和第二狀態交界處存在突變。本發明專利技術提供的邊界系統，結構簡單、成本低。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種邊界系統，特別是一種用于控制自動行走設備行走路徑的邊界系統。
技術介紹
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，這些智能的自動行走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。為保證上述自動行走設備在預設的工作范圍內工作，通常采用邊界系統對自動行走設備的工作范圍進行控制。邊界系統包括鋪設在地表的邊界線，與邊界線連接的信號發生器，自動行走設備上的信號檢測單元以及對信號進行處理并控制自動行走設備行走路徑的控制單元。信號發生器發送的邊界信號流經邊界線時，產生以邊界線為中心向四周逐漸減弱的磁場，即靠近邊界線的位置磁場強度強，遠離邊界線的位置磁場強度弱，自動行走設備上的信號檢測單元將其所處位置處的磁場轉換為相應的電信號傳遞給控制單元，控制單元根據其傳遞的電信號確認其離邊界線的遠近，從而控制自動行走設備的在接近邊界線時及時控制自動行走設備轉換行走方向，防止自動行走設備行走至邊界線外，從而使自動行走設備始終在邊界線內工作。雖然上述方案可以準確地判斷自動行走設備與邊界線的距離，但無法判斷自動行走設備處于邊界線內還是邊界線外，當自動行走設備由于意外，導致其滑移到邊界線外時，控制單元判斷自動行走設備接近邊界線時，同樣會控制自動行走設備向遠離邊界線的方向行走，當自動行走設備行走至磁場很弱的位置時，自動行走設備停止行走，而使其永遠停留在了邊界線外，無法正常工作。基于識別自動行走設備處于邊界線內外的重要性，現有技術在前述系統的基礎上開發了識別自動行走設備處于邊界線內外的功能。如2001年10月9日公告的美國專利US6300737B1，其邊界信號包括至少兩個正弦波信號，分別是頻率為8K的正弦波信號14和頻率為16K的正弦波信號15，為保證兩個信號穩定的相對關系，自起始點處對兩個信號進行同步，起始點處兩個信號的相位相差90度。信號檢測單元相應地檢測到信號14’和15’，由于信號14和15在信號14過零點時具有固定的對應關系，因此信號14’與15’也具有相應的對應關系，控制單元根據信號14’過零點時信號15’為正或者負來判斷自動行走設備2處于邊界線3內還是邊界線3外，有效克服了僅能識別自動行走設備相對邊界線的距離的邊界系統的不足。但上述邊界系統中，由于邊界信號包含多個信號，因此存在多個信號之間的同步問題，且同時對多個信號進行處理和識別增加了整個邊界系統的復雜程度，因而也降低了邊界系統的可靠性。可以想象，邊界信號僅包含一個信號時，可有效克服上述邊界系統存在的不足。現有技術也存在僅使用一個邊界信號的嘗試，但其會在自動行走設備內生成一個與邊界信號同步的基準信號，通過對比邊界信號與基準信號的相對關系判斷自動行走設備是否處于邊界線內，該類系統仍然會存在對多個信號進行同步和信號處理復雜的問題。
技術實現思路
本專利技術解 決的技術問題為提供一種簡易的識別自動行走設備處于邊界線內外的邊界系統。為解決上述技術問題，本專利技術的技術方案是一種邊界系統，用于控制自動行走設備的行走路徑，所述邊界系統包括邊界線，設置在地面，規劃出自動行走設備的工作區域；信號發生裝置，產生預設邊界信號并發送給所述邊界線，所述預設邊界信號流經所述邊界線時產生磁場；信號檢測單元，設置在所述自動行走設備內，用于檢測所述磁場，并生成檢測信號；控制單元，設置在所述自動行走設備內，接收所述檢測信號，并根據所述檢測信號控制所述自動行走設備在所述工作區域內行走；所述預設邊界信號為一個具有交替出現的第一狀態和第二狀態的信號，在第一狀態和第二狀態交界處存在突變。優選地,所述信號檢測單元包括電感。優選地，所述控制單元包括信號處理單元和微處理器，檢測信號包括對應于預設邊界信號的第一狀態的第一信號和對應于預設邊界信號的第二狀態的第二信號，所述信號處理單元根據第一信號與第二信號之間對應于所述突變的變化確定第二信號的起始點，并生成表示第二信號波形的處理信號，微處理器根據所述處理信號確定自動行走設備是否在工作區域內。優選地，所述第二信號包括第一特征部分和第二特征部分，所述第一特征部分的幅值大于第一信號的最大幅值，所述第二特征部分的幅值小于第一信號的最小幅值，所述處理信號攜帶表示第一特征部分和第二特征部分出現的時間點的信息。優選地，所述信號處理單元包括第一比較器和第二比較器，所述處理信號包括第一比較器輸出的信號和第二比較器輸出的信號，當第一特征部分出現時第一比較器輸出高電平信號，否則第一比較器輸出低電平信號，當第二特征部分出現時第二比較器輸出低電平信號，否則輸出高電平信號。優選地，當第一比較器輸出高電平信號的時間點先于第二比較器輸出低電平信號的時間點時，微處理器確認自動行走設備位于工作區域內。優選地，所述預設邊界信號為方波信號。優選地，所述預設邊界信號為正弦波信號。優選地，所述正弦波信號在第一狀態的幅值大于所述正弦波信號在第二狀態的幅值。優選地，所述正弦波信號在第一狀態的頻率小于所述正弦波信號在第二狀態的頻率。優選地，所述正弦波信號在第一狀態與所述正弦波信號在第二狀態的相位相差180 度。優選地，當第一比較器始終輸出低電平信號，且第二比較器每間隔預設的時長輸出低電平信號時，微處理器確認自動行走設備位于工作區域內。本專利技術的有益效果為由于本邊界系統中的預設邊界信號為一個包含兩種狀態的信號，在任意時間點上，僅存在一種信號，因此不會增加信號發生裝置的復雜程度。此外，由于預設邊界信號在第一狀態和第二狀態之間轉換，且第一狀態和第二狀態的交界處存在突變，控制單元可以接收到包括對應于預設邊界信號的第一狀態的第一信號和對應于預設邊界信號的第二狀態的第二信號，并根據第一信號與第二信號之間對應于所述突變的變化確定第二信號的起始點，并生成表示第二信號波形的處理信號，將所述處理信號與控制單元內存儲的預設存儲信號比較，根據比較結果確定自動行走設備是否在工作區域內，從而無需在自動行走設備內增設額外的基準信號產生單元，因此也不會增加信號處理和識別的復雜程度。因此本系統完全克服了現有技術中，邊界系統結構復雜的問題，有效地簡化了整個邊界系統的結構，同時提高了邊界系統的可靠性。附圖說明以上所述的本專利技術解決的技術問題、技術方案以及有益效果可以通過下面的能夠實現本專利技術的較佳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。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。·圖I是本專利技術較佳實施方式的邊界系統的示意圖；圖2是圖I所示邊界系統的電路模塊圖；圖3是圖2所示邊界系統的電路模塊圖；圖4是本專利技術第一較佳實施方式的預設邊界信號形式的示意圖；圖5是圖4所示實施方式下自動行走設備處于邊界線內的檢測信號形式的示意圖；圖6是圖5所示檢測信號經放大器放大后的示意圖；圖7是圖4所示實施方式下第一比較器的輸出信號示意圖；圖8是圖4所示實施方式下第二比較器的輸出信號示意圖；圖9是圖4所示實施方式下自動行走設備處于邊界線外的檢測信號形式的示意圖；圖10是圖9所示檢測信號經放大器放大后的示意圖；圖11本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種邊界系統，用于控制自動行走設備的行走路徑，所述邊界系統包括：邊界線，設置在地面，規劃出自動行走設備的工作區域；信號發生裝置，產生預設邊界信號并發送給所述邊界線，所述預設邊界信號流經所述邊界線時產生磁場；信號檢測單元，設置在所述自動行走設備內，用于檢測所述磁場，并生成檢測信號；控制單元，設置在所述自動行走設備內，接收所述檢測信號，并根據所述檢測信號控制所述自動行走設備在所述工作區域內行走；其特征在于：所述預設邊界信號為一個具有交替出現的第一狀態和第二狀態的信號，在第一狀態和第二狀態交界處存在突變。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：強尼·鮑瑞那圖，
申請(專利權)人：蘇州寶時得電動工具有限公司，
類型：發明
國別省市：