特表 2023-534795 自動帰還充電方法、装置、記憶媒体、充電台及びシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-08-14

(54)【発明の名称】自動帰還充電方法、装置、記憶媒体、充電台及びシステム

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/02 20200101AFI20230804BHJP

【ＦＩ】

G05D1/02 H

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023501663

(86)(22)【出願日】2021-07-20

(85)【翻訳文提出日】2023-01-11

(86)【国際出願番号】 CN2021107229

(87)【国際公開番号】W WO2022017341

(87)【国際公開日】2022-01-27

(31)【優先権主張番号】202010704916.0

(32)【優先日】2020-07-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】520441349

【氏名又は名称】追▲べき▼創新科技（蘇州）有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｄｒｅａｍｅ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （Ｓｕｚｈｏｕ） Ｃｏ．， Ｌｔｄ．

【住所又は居所原語表記】Ｂｌｄｇ． Ｅ３， Ｓｈａｎｇｊｉｎｗａｎ Ｈｅａｄｑｕａｒｔｅｒｓ Ｅｃｏｎｏｍｉｃ Ｐａｒｋ， ２２８８ Ｗｕｚｈｏｎｇ Ａｖｅ．， Ｙｕｅｘｉ Ｓｔ．， Ｗｕｚｈｏｎｇ Ｄｉｓｔ．， Ｓｕｚｈｏｕ Ｃｉｔｙ， Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】110002262

【氏名又は名称】ＴＲＹ国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】孫 佳佳

【テーマコード（参考）】

5H301

【Ｆターム（参考）】

5H301AA01

5H301BB05

5H301BB11

5H301BB14

5H301CC03

5H301CC06

5H301CC10

5H301FF11

5H301GG03

5H301JJ06

5H301QQ04

(57)【要約】

自動帰還充電方法、装置、記憶媒体、充電台及びシステムであって、コンピュータの技術分野に属する。該方法は、自動帰還充電過程で画像収集ユニットを起動して自動帰還充電画像を収集するステップ（３０１）と、充電台の充電面に表示されている特徴的標識が自動帰還充電画像に含まれている場合、特徴的標識の自動帰還充電画像での位置に基づいて、充電台の充電面と自動帰還充電装置との相対位置関係を決定するステップ（３０２）と、相対位置関係に基づいて自動帰還充電装置の移動方向を決定し、自動帰還充電装置が充電台の充電面へ移動するようにするステップ（３０３）と、を含む。信号に基づいて充電台の位置を特定する場合、自動帰還充電装置が充電台を見つけることができないことが発生しやすいという問題を解決することができ、自動帰還充電装置が充電台を見つけることを確保でき、自動帰還充電装置が充電台の充電面を決定することを確保でき、これによって、自動帰還充電装置により決定された移動方向の正確性を向上させる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

自動帰還充電方法であって、
画像収集ユニットが取り付けられた自動帰還充電装置に用いられ、
自動帰還充電過程で前記画像収集ユニットを起動して自動帰還充電画像を収集するステップと、
前記自動帰還充電装置を充電する充電台に設けられ、前記充電台の充電面に表示されている特徴的標識が前記自動帰還充電画像に含まれている場合、前記特徴的標識の前記自動帰還充電画像での位置及び前記特徴的標識の充電台の充電面での取り付け位置に基づいて、前記画像収集ユニットと前記特徴的標識との前記自動帰還充電装置の前進方向における第１方向距離と、前記画像収集ユニットと前記特徴的標識との、地面に平行でかつ前記前進方向に垂直な方向における第２方向距離とを決定するステップと、
前記第１方向距離と前記第２方向距離に基づいて、前記充電台の充電面と前記自動帰還充電装置との相対位置関係を決定するステップと、
前記相対位置関係に基づいて前記自動帰還充電装置の移動方向を決定し、前記自動帰還充電装置が前記充電台の充電面へ移動するようにするステップと、を含むことを特徴とする自動帰還充電方法。

【請求項2】

前記第１方向距離と前記第２方向距離に基づいて、前記充電台の充電面と前記自動帰還充電装置との相対位置関係を決定する前記ステップは、
前記第１方向距離と前記第２方向距離に基づいて、前記充電面と前記自動帰還充電装置との間の距離及び角度を決定するステップを含み、
前記相対位置関係に基づいて前記自動帰還充電装置の移動方向を決定し、前記自動帰還充電装置が前記充電台の充電面へ移動するようにする前記ステップは、
前記充電面と前記自動帰還充電装置との間の距離及び角度に基づいて、前記自動帰還充電装置の移動方向を決定し、前記自動帰還充電装置が前記充電台の充電面へ移動するようにするステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記特徴的標識の前記自動帰還充電画像での位置及び前記特徴的標識の前記充電台の充電面での取り付け位置に基づいて、前記画像収集ユニットと前記特徴的標識との前進方向における第１方向距離と、前記画像収集ユニットと前記特徴的標識との、地面に平行でかつ前記前進方向に垂直な方向における第２方向距離とを決定する前記ステップは、
前記特徴的標識の取り付け位置に基づいて、前記画像収集ユニットと前記特徴的標識との、地面に垂直な方向における第１垂直方向距離を決定するステップと、
前記特徴的標識の画像位置と前記自動帰還充電画像の画像中心点との、前記地面に垂直な方向における第２垂直方向距離を取得するステップと、
前記第１垂直方向距離、前記第２垂直方向距離、及び前記画像収集ユニットの焦点距離に基づいて、前記画像収集ユニットと前記特徴的標識との前記前進方向における第１方向距離を算出するステップと、
前記特徴的標識の画像位置と前記自動帰還充電画像の画像中心点との、前記地面に平行な方向における第２方向画像距離を取得するステップと、
前記第１方向距離、前記第２方向画像距離及び前記画像収集ユニットの焦点距離に基づいて、前記画像収集ユニットと前記特徴的標識との、前記地面に平行でかつ前記前進方向に垂直な方向における第２方向距離を算出するステップと、を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記特徴的標識の数は少なくとも２つであり、
少なくとも２つの特徴的標識が前記自動帰還充電画像に含まれているか否かを決定するステップと、
前記少なくとも２つの特徴的標識が前記自動帰還充電画像に含まれている場合、前記前記特徴的標識の前記自動帰還充電画像での位置及び前記特徴的標識の前記充電台の充電面での取り付け位置に基づいて、前記画像収集ユニットと前記特徴的標識との前記自動帰還充電装置の前進方向における第１方向距離と、前記画像収集ユニットと前記特徴的標識との、地面に平行でかつ前記前進方向に垂直な方向における第２方向距離とを決定するステップを実行することをトリガーするステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記特徴的標識の数は少なくとも２つであり、
前記第１方向距離と前記第２方向距離に基づいて、前記充電面と前記自動帰還充電装置との間の距離及び角度を決定する前記ステップは、
前記少なくとも２つの特徴的標識のうちのそれぞれの第１方向距離、第２方向距離に基づいて、前記充電面と前記自動帰還充電装置との間の距離及び角度を決定するステップを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。

【請求項6】

前記特徴的標識の数は少なくとも２つであり、
前記少なくとも２つの特徴的標識は前記充電面での表示位置の地面からの高さが同一又は異なり、及び／又は、
前記少なくとも２つの特徴的標識は前記充電面での表示位置が中心対称であることを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項7】

自動帰還充電過程で前記画像収集ユニットを起動して自動帰還充電画像を収集する前記ステップは、
前記自動帰還充電装置の残量が予め設定された残量値を下回っている場合、前記画像収集ユニットを起動して前記自動帰還充電画像を収集し、又は、
充電命令を受信すると、前記画像収集ユニットを起動して前記自動帰還充電画像を収集するステップを含むことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項8】

自動帰還充電装置であって、
プロセッサとメモリを含み、
前記メモリには、前記プロセッサによってロードされて実行され、請求項１～７のいずれか１項に記載の自動帰還充電方法を実現するプログラムが記憶されていることを特徴とする自動帰還充電装置。

【請求項9】

プロセッサによって実行されると、請求項１～７のいずれか１項に記載の自動帰還充電方法を実現するプログラムが記憶されていることを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。

【請求項10】

自動帰還充電装置と、充電台と、を含み、
前記自動帰還充電装置は請求項８に記載の自動帰還充電装置を含み、
前記充電台に特徴的標識が設けられていることを特徴とする自動帰還充電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は自動帰還充電方法、装置及び記憶媒体に関し、コンピュータの技術分野に属する。

【背景技術】

【0002】

インテリジェント化の発展に伴い、自走装置（例えば、掃除ロボット、スマートモータなど）が所定時間使用されると自律的に充電台に戻って充電することができる。この場合、自走装置が充電台の位置を特定しなければならない。

【0003】

現在、自走装置が充電台の位置を特定する方式には、充電台が絶えずに信号を送信し、自走装置がこの信号を受信すると、該信号に基づいて充電台の位置を特定することがある。充電台から送信された信号には赤外線信号、超音波信号、レーザレーダ信号などが含まれる。

【0004】

しかし、上記の信号は環境要素による影響を受けて干渉されやすく、この場合、自走装置が充電台を見つけることができない場合がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本願は、信号に基づいて充電台の位置を特定する場合、自動帰還充電装置が充電台を見つけることができないことが発生しやすいという問題を解決することができる自動帰還充電方法、装置、記憶媒体、充電台及びシステムを提供する。本願は以下の技術案を提供する。

【0006】

第１態様は、
画像収集ユニットが取り付けられた自動帰還充電装置に用いられ、
自動帰還充電過程で前記画像収集ユニットを起動して自動帰還充電画像を収集するステップと、
前記自動帰還充電装置を充電する充電台に設けられ、前記充電台の充電面に表示されている特徴的標識が前記自動帰還充電画像に含まれている場合、前記特徴的標識の前記自動帰還充電画像での位置に基づいて、充電台の充電面と前記自動帰還充電装置との相対位置関係を決定するステップと、
前記相対位置関係に基づいて前記自動帰還充電装置の移動方向を決定し、前記自動帰還充電装置が前記充電台の充電面へ移動するようにするステップと、を含む自動帰還充電方法を提供する。

【0007】

好ましくは、前記特徴的標識の数は少なくとも１つであり、
前記特徴的標識の前記自動帰還充電画像での位置に基づいて、充電台の充電面と前記自動帰還充電装置との相対位置関係を決定する前記ステップは、
前記特徴的標識の前記充電面での取り付け位置を取得するステップと、
前記特徴的標識の前記自動帰還充電画像での位置及び前記取り付け位置に基づいて、前記充電面と前記自動帰還充電装置との間の距離及び角度を決定するステップと、を含む。

【0008】

好ましくは、前記特徴的標識の数は少なくとも２つであり、前記方法は、
少なくとも２つの特徴的標識が前記自動帰還充電画像に含まれているか否かを決定するステップと、
前記少なくとも２つの特徴的標識が前記自動帰還充電画像に含まれている場合、前記前記特徴的標識の前記自動帰還充電画像での位置に基づいて、充電台の充電面と前記自動帰還充電装置との相対位置関係を決定するステップを実行することをトリガーするステップと、をさらに含む。

【0009】

好ましくは、前記特徴的標識の数は少なくとも２つであり、
前記特徴的標識の前記自動帰還充電画像での位置及び前記取り付け位置に基づいて、前記充電面と前記自動帰還充電装置との間の距離及び角度を決定する前記ステップは、
特徴的標識ごとに、前記特徴的標識の取り付け位置に基づいて、前記画像収集ユニットと前記特徴的標識との、地面に垂直な方向における第１垂直方向距離を決定するステップと、
前記特徴的標識の画像位置と前記自動帰還充電画像の画像中心点との、前記地面に垂直な方向における第２垂直方向距離を取得するステップと、
前記第１垂直方向距離、前記第２垂直方向距離、及び前記画像収集ユニットの焦点距離に基づいて、前記画像収集ユニットと前記特徴的標識との前進方向における第１方向距離を算出するステップと、
前記特徴的標識の画像位置と前記自動帰還充電画像の画像中心点との地面に平行な方向における第２方向画像距離を取得するステップと、
前記第１方向距離、前記第２方向画像距離及び前記画像収集ユニットの焦点距離に基づいて、前記画像収集ユニットと前記特徴的標識との、前記地面に平行でかつ前記前進方向に垂直な方向における第２方向距離を算出するステップと、
各特徴的標識の第１方向距離と各特徴的標識の第２方向距離に基づいて、前記充電面と前記自動帰還充電装置との間の角度を決定するステップと、を含む。

【0010】

好ましくは、少なくとも２つの特徴的標識は前記充電面での表示位置の地面からの高さが同一又は異なり、及び／又は、少なくとも２つの特徴的標識は前記充電面での表示位置が中心対称である。

【0011】

好ましくは、自動帰還充電過程で前記画像収集ユニットを起動して自動帰還充電画像を収集する前記ステップは、
前記自動帰還充電装置の残量が予め設定された残量値を下回っている場合、前記画像収集ユニットを起動して前記自動帰還充電画像を収集し、又は、
充電命令を受信すると、前記画像収集ユニットを起動して前記自動帰還充電画像を収集するステップを含む。

【0012】

第２態様は、画像収集ユニットが取り付けられた自動帰還充電装置に用いられ、
自動帰還充電過程で前記画像収集ユニットを起動して自動帰還充電画像を収集する画像収集モジュールと、
前記自動帰還充電装置を充電する充電台に設けられ、前記充電台の充電面に表示されている特徴的標識が前記自動帰還充電画像に含まれている場合、前記特徴的標識の前記自動帰還充電画像での位置に基づいて、充電台の充電面と前記自動帰還充電装置との相対位置関係を決定する位置決定モジュールと、
前記相対位置関係に基づいて前記自動帰還充電装置の移動方向を決定し、前記自動帰還充電装置が前記充電台の充電面へ移動するようにする移動制御モジュールと、を含む自動帰還充電装置を提供する。

【0013】

第３態様は、プロセッサとメモリと、を含み、前記メモリには、前記プロセッサによってロードされて実行され、第１態様に記載の自動帰還充電方法を実現するプログラムが記憶されている自動帰還充電装置を提供する。

【0014】

第４態様は、前記プロセッサによってロードされて実行され、第１態様に記載の自動帰還充電方法を実現するプログラムが記憶されているコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供する。

【0015】

第５態様は、自動帰還充電装置の自動帰還充電過程で画像収集ユニットを起動して特徴的標識を含む自動帰還充電画像を収集し、前記特徴的標識の前記自動帰還充電画像での位置に基づいて充電台と前記自動帰還充電装置との相対位置関係を決定し、前記相対位置関係に基づいて前記自動帰還充電装置の前記充電台への移動方向を決定するように、特徴的標識が設けられている充電台を提供する。

【0016】

第６態様は、自動帰還充電装置と、充電台と、を含み、
前記自動帰還充電装置は第２態様又は第３態様による自動帰還充電装置を含み、
前記充電台は第５態様による充電台を含む自動帰還充電システムを提供する。

【発明の効果】

【0017】

本願の有益な効果は以下のとおりである。自動帰還充電過程で画像収集ユニットを起動して自動帰還充電画像を収集し、充電台の充電面に表示されている特徴的標識が自動帰還充電画像に含まれている場合、特徴的標識の自動帰還充電画像での位置に基づいて、充電台の充電面と自動帰還充電装置との相対位置関係を決定し、相対位置関係に基づいて自動帰還充電装置の移動方向を決定し、自動帰還充電装置が充電台の充電面へ移動するようにすることによって、信号に基づいて充電台の位置を特定する場合、自動帰還充電装置が充電台を見つけることができないことが発生しやすいという問題を解決することができ、充電台の充電面に特徴的標識が設けられていることによって、自動帰還充電装置はこの特徴的標識を識別して充電面との相対位置関係を決定し、これによって、自動帰還充電装置が充電台を見つけることを確保でき、自動帰還充電装置が充電台の充電面を決定することを確保でき、これによって、自動帰還充電装置により決定された移動方向の正確性を向上させる。

【0018】

上記の説明は本願の技術案の概要に過ぎず、本願の技術手段をより明確に把握し、明細書の内容に従って実施できるように、以下、本願の好適実施例と図面を参照して詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本願の一実施例による自動帰還充電システムの構造概略図である。

【図2】本願の一実施例による充電台の構造図である。

【図3】本願の一実施例による自動帰還充電方法のフローチャートである。

【図4】本願の一実施例による充電面と自動帰還充電装置との相対位置関係の概略図である。

【図5】本願の別の実施例による充電面と自動帰還充電装置との相対位置関係の概略図である。

【図6】本願の別の実施例による充電面と自動帰還充電装置との相対位置関係の概略図である。

【図7】本願の別の実施例による充電面と自動帰還充電装置との相対位置関係の概略図である。

【図8】本願の一実施例による自動帰還充電装置のブロック図である。

【図9】本願の一実施例による自動帰還充電装置のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面及び実施例を参照して、本願の特定実施形態をさらに詳細に説明する。以下の実施例は本願を説明するために過ぎず、本願の範囲を限定するものではない。

【0021】

図１は本願の一実施例による自動帰還充電システムの構造概略図であり、図１に示すように、該システムは自動帰還充電装置１１０と充電台１２０を少なくとも含む。

【0022】

自動帰還充電装置１１０とは充電台を自律的に見つける機能を有する装置である。自動帰還充電装置１１０は自走装置、自走ロボットなどとも呼ばれ、本実施例では、自動帰還充電装置１１０の名称は限定されない。自動帰還充電装置１１０は、掃除ロボット、無人搬送車（ＡＧＶ：Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、スマートモータなどを含むが、これらに限定されず、本実施例は自動帰還充電装置１１０のタイプを限定しない。

【0023】

充電台１２０は自動帰還充電装置１１０を充電するものである。好ましくは、充電台１２０は有線充電技術又は無線充電技術によって自動帰還充電装置１１０を充電する。

【0024】

本実施例では、自動帰還充電装置１１０には画像収集ユニット１３０が取り付けられ、自動帰還充電装置１１０は画像収集ユニット１３０と通信可能に接続される。充電台１２０には特徴的標識が設けられ、充電台１２０の充電面に表示されている。

【0025】

ここでは、充電面とは、充電台１２０のうち自動帰還充電装置１１０に給電する面である。

【0026】

好ましくは、特徴的標識は充電面に取り付けられたり、充電台１２０の内部に取り付けられたりしてもよいが、充電面に表示され、画像収集ユニット１３０によって収集される（例えば、特徴的標識は発光部材であり、該発光部材は充電台１２０の内部に設けられ、発する光が充電面を透過して出射される）。

【0027】

特徴的標識は充電台１２０の充電面を標識するものである。好ましくは、特徴的標識は光信号（ＬＥＤ等により送信された可視光信号）、又は予め設定されたパターンなどの視認可能な方式で表示されてもよく、本実施例では、特徴的標識の実現方式は限定されない。好ましくは、特徴的標識の数は少なくとも２つである。図２に示す充電台１２０では、充電面２１に２つの特徴的標識２２が設けられている。

【0028】

好ましくは、少なくとも２つの特徴的標識は充電面での表示位置の地面からの高さが同一又は異なり、及び／又は、少なくとも２つの特徴的標識は充電面での表示位置が中心対称である。図２を例にして、２つの特徴的標識２２は充電面での表示位置の地面からの高さが同一であり、充電面において中心対称となっている。

【0029】

自動帰還充電装置１１０は自動帰還充電過程で画像収集ユニット１３０を起動して自動帰還充電画像を収集する。

【0030】

このような場合、画像収集ユニット１３０は自動帰還充電装置１１０の制御の下で自動帰還充電画像を収集し、この自動帰還充電画像を自動帰還充電装置１１０に送信する。

【0031】

自動帰還充電装置１１０はまた、自動帰還充電画像を取得し、特徴的標識が自動帰還充電画像に含まれている場合、特徴的標識の自動帰還充電画像での位置に基づいて、充電台の充電面と自動帰還充電装置との相対位置関係を決定し、相対位置関係に基づいて自動帰還充電装置の移動方向を決定し、自動帰還充電装置１１０が充電台１２０の充電面へ移動するようにする。

【0032】

本実施例による自動帰還充電システムでは、充電台１２０の充電面に特徴的標識が設けられていることによって、自動帰還充電装置１１０はこの特徴的標識を識別して充電面との相対位置関係を決定し、これによって、自動帰還充電装置１１０が充電台１２０の充電面を決定することを確保でき、これによって、自動帰還充電装置１１０により決定された移動方向の正確性を向上させる。

【0033】

図３は本願の一実施例による自動帰還充電方法のフローチャートであり、本実施例では、該方法が図１に示す自動帰還充電システムに適用され、各ステップの実行主体が該システムの自動帰還充電装置１１０である場合を例として説明する。該方法はステップ３０１とステップ３０３を少なくとも含む。
ステップ３０１、自動帰還充電過程で画像収集ユニットを起動して自動帰還充電画像を収集する。

【0034】

自動帰還充電過程は自動帰還充電装置が充電台を探す過程である。

【0035】

好ましくは、自動帰還充電装置は、自動帰還充電装置の残量が予め設定された残量値を下回っている場合、画像収集ユニットを起動して自動帰還充電画像を収集するか、又は、充電命令を受信すると、画像収集ユニットを起動して自動帰還充電画像を収集する。もちろん、自動帰還充電装置は他の方式によって自動帰還充電を起動するタイミングを決定してもよく、本実施例では、自動帰還充電装置が自動帰還充電を起動するタイミングを決定する方式を限定しない。

【0036】

ステップ３０２、特徴的標識が自動帰還充電画像に含まれている場合、特徴的標識の自動帰還充電画像での位置に基づいて、充電台の充電面と自動帰還充電装置との相対位置関係を決定する。

【0037】

ここでは、特徴的標識は自動帰還充電装置を充電する充電台に設けられ、充電台の充電面に表示されている。

【0038】

特徴的標識の自動帰還充電画像での位置に基づいて、充電台の充電面と自動帰還充電装置との相対位置関係を決定するステップは、特徴的標識の充電面での取り付け位置を取得するステップと、特徴的標識の自動帰還充電画像での位置及び取り付け位置に基づいて、充電面と自動帰還充電装置との間の距離及び角度を決定するステップと、を含む。

【0039】

自動帰還充電装置は、相似三角形原理を利用して、特徴的標識の自動帰還充電画像での位置及び取り付け位置に基づいて、充電面と自動帰還充電装置との間の距離及び角度を決定する。

【0040】

一例では、特徴的標識の数は少なくとも２つである。この場合、特徴的標識ごとに、自動帰還充電装置は、該特徴的標識の取り付け位置に基づいて、画像収集ユニットと特徴的標識との、地面に垂直な方向における第１垂直方向距離を決定し、特徴的標識の画像位置と自動帰還充電画像の画像中心点との、地面に垂直な方向における第２垂直方向距離を取得し、第１垂直方向距離、第２垂直方向距離、及び画像収集ユニットの焦点距離に基づいて、画像収集ユニットと特徴的標識との前進方向における第１方向距離を算出し、特徴的標識の画像位置と自動帰還充電画像の画像中心点との、地面に平行な方向における第２方向画像距離を取得し、第１方向距離、第２方向画像距離及び画像収集ユニットの焦点距離に基づいて、画像収集ユニットと特徴的標識との、地面に平行でかつ前進方向に垂直な方向における第２方向距離を算出し、各特徴的標識の第１方向距離と各特徴的標識の第２方向距離に基づいて、充電面と自動帰還充電装置との間の角度を決定する。

【0041】

第１垂直方向距離の取得については、自動帰還充電装置には、地面に対する画像収集ユニットの高さＨ１、及び地面に対する各特徴的標識の高さＨ２（又は充電面の底部に対する各特徴的標識の距離、及び地面に対する充電面底部の距離が記憶されており、これらからＨ２が得られる）が予め記憶されており、Ｈ１とＨ２との差に基づいて画像収集ユニットと特徴的標識との、地面に垂直な方向における第１垂直方向距離が得られる。

【0042】

好ましくは、本願では、地面に垂直な方向は高さ方向やｚ方向などとしてもよく、本実施例は地面に垂直な方向の名称を限定しない。

【0043】

第２垂直方向距離は第１垂直方向距離を画像収集ユニットで結像したものの自動帰還充電画像での距離である。

【0044】

第１方向距離の取得については、自動帰還充電装置には、画像収集ユニットの焦点距離が予め記憶されており、画像収集ユニットの焦点距離と第２垂直方向距離とにより構成される三角形が、第１方向距離と第１垂直方向距離とにより構成される三角形と相似しているので、相似三角形原理を利用して、第１垂直方向距離、第２垂直方向距離、及び画像収集ユニットの焦点距離に基づいて、第１方向距離を算出することができる。

【0045】

好ましくは、本願では、前進方向は画像収集ユニットの水平収集方向やｙ方向などとしてもよく、本実施例は前進方向の名称を限定しない。

【0046】

第２方向画像距離は第２方向距離を画像収集ユニットで結像したものの自動帰還充電画像での距離である。

【0047】

第２方向距離の取得については、画像収集ユニットの焦点距離と第２方向画像距離とにより構成される三角形が、第１方向距離と第２方向距離とにより構成される三角形と相似しているので、相似三角形原理を利用して、第１方向距離、第２方向画像距離及び画像収集ユニットの焦点距離に基づいて、第２方向距離を算出することができる。

【0048】

好ましくは、本願では、地面に水平で前進方向に垂直な方向は高さ方向やｘ方向などとしてもよく、本実施例は地面に垂直な方向の名称を限定しない。

【0049】

各特徴的標識の第１方向距離と各特徴的標識の第２方向距離に基づいて、充電面と自動帰還充電装置との間の角度を決定することは、下記の式で表されてもよい。
ｔａｎα＝Ｓ／Ｌ
Ｓ＝（（Ｘ１＊Ｓ２）＋（Ｘ２＊Ｓ１））／（Ｘ１＋Ｘ２）
Ｌ＝（（Ｘ１＊Ｌ２）＋（Ｘ２＊Ｌ１））／（Ｘ１＋Ｘ２）
ただし、αは充電面と自動帰還充電装置との間の角度であり、複数の特徴的標識のうちのいずれか２つの特徴的標識に対しては、Ｘ１は特徴的標識のいずれかと充電面の中心軸線との間の距離であり、Ｌ１は該特徴的標識の第１方向距離であり、Ｓ１は該特徴的標識の第２方向距離であり、Ｘ２は別の特徴的標識と充電面の中心軸線との間の距離であり、Ｌ２は別の特徴的標識の第１方向距離であり、Ｓ２は別の特徴的標識の第２方向距離であり、Ｌは充電面と自動帰還充電装置との間の第１方向距離であり、Ｓは充電面と自動帰還充電装置との間の第２方向距離である。

【0050】

図４には、充電面４１と自動帰還充電装置４２との間の位置関係の概略図が示されている。充電面４１には２つの特徴的標識４３が設けられている。図４の概略図によれば、充電面４１と自動帰還充電装置４２との間の位置関係は図５に示す位置関係に相当する。ここでは、αは充電面と自動帰還充電装置との間の角度であり、Ｌは充電面と自動帰還充電装置との間の第１方向距離であり、Ｓは充電面と自動帰還充電装置との間の第２方向距離である。

【0051】

ここでは、特徴的標識４３は充電面４１での表示位置が中心対称であり、この場合、Ｌは画像収集ユニットから各特徴的標識までの第１方向距離の平均値に近く、Ｓは画像収集ユニットから各特徴的標識までの第２方向距離の平均値に近い。

【0052】

図５に示すように、特徴的標識の数が２つである場合を例にして、Ｌ＝（Ｌ１＋Ｌ２）／２、Ｓ＝（Ｓ１＋Ｓ２）／２である。

【0053】

ここでは、Ｌ１は画像収集ユニットと特徴的標識５１との間の第１方向距離であり、Ｌ２は画像収集ユニットと特徴的標識５２との間の第１方向距離であり、Ｓ１は画像収集ユニットと特徴的標識５１との間の第２方向距離であり、Ｓ２は画像収集ユニットと特徴的標識５２との間の第２方向距離である。

【0054】

特徴的標識ごとに、特徴的標識５１のＬ１及びＳ１を取得する場合を例にして、図６に示す充電台の左面図及び充電台と画像収集ユニットとの間の相対位置関係の概略図を参照する。少なくとも２つの特徴的標識の充電面での取り付け位置及び画像収集ユニットの高さに基づいて、画像収集ユニットと特徴的標識５１との間の第１垂直方向距離Ｈ（即ち、地面に垂直な方向における距離）を決定してもよい。自動充電装置は、自動帰還充電画像において特徴的標識５１の画像位置と自動帰還充電画像の画像中心点との間の第２垂直方向距離ΔＨ（即ち、画像収集ユニットの地面に垂直な方向における）を決定してもよい。画像収集ユニットの焦点距離ｆが既知のものであれば、相似三角形原理に基づいて下記の式が得られる。
Ｌ１＝Ｈ×ΔＨ／ｆ

【0055】

図７に示す充電台の上面図及び充電台と画像収集ユニットとの間の相対位置関係の概略図を参照する。相似三角形原理に基づいて下記の式が得られる。
Ｓ１＝Ｌ１×ΔＳ／ｆ

【0056】

Ｌ２及びＳ２の取得方式は図６及び図７と同じであるので、本実施例では、詳しく説明しない。

【0057】

好ましくは、特徴的標識の数は少なくとも２つであり、自動帰還充電装置は、自動帰還充電画像に少なくとも２つの特徴的標識が含まれているか否かを決定し、少なくとも２つの特徴的標識が自動帰還充電画像に含まれている場合、このステップを実行し、少なくとも２つの特徴的標識が自動帰還充電画像に含まれていない場合、ステップ３０１を再度実行する。

【0058】

別の例では、特徴的標識の数は少なくとも１つである。この場合、自動帰還充電画像に１つの特徴的標識が含まれている場合、画像収集ユニットから特徴的標識までの第１垂直方向距離、特徴的標識と自動帰還充電画像の画像中心点との間の第２垂直方向距離、及び画像収集ユニットの焦点距離に基づいて、画像収集ユニットと特徴的標識との間の第１方向距離を算出し、特徴的標識の画像位置と自動帰還充電画像の画像中心点との、地面に平行な方向における第２方向画像距離を取得し、第１方向距離、第２方向画像距離及び画像収集ユニットの焦点距離に基づいて、画像収集ユニットと特徴的標識との、地面に平行でかつ前進方向に垂直な方向における第２方向距離を算出し、第１方向距離及び第２方向距離から充電面と自動帰還充電装置との間の初期角度を決定し、自走装置を制御して初期角度に従って回転させ、第１方向距離及び第２方向距離に従って移動させ、充電面に移動させた後、自走装置を制御して、充電台の充電インターフェースに合わせるように移動させて回転させ、最終的な距離及び最終的な角度を得る。

【0059】

好ましくは、充電台の画像が自動帰還充電画像に含まれていない場合、自動帰還充電装置は、自動帰還充電画像に障害物画像が含まれているか否かを検出し、自動帰還充電画像に障碍物画像が含まれている場合、該自動帰還充電装置を制御して該障碍物画像に対応する障碍物を迂回させ、ステップ３０１を再度実行する。

【0060】

ステップ３０３、相対位置関係に基づいて自動帰還充電装置の移動方向を決定し、自動帰還充電装置が充電台の充電面へ移動するようにする。

【0061】

前記の通り、本実施例による自動帰還充電方法では、自動帰還充電過程で画像収集ユニットを起動して自動帰還充電画像を収集し、自動帰還充電装置を充電する充電台の充電面に表示されている特徴的標識が自動帰還充電画像に含まれている場合、特徴的標識の自動帰還充電画像での位置に基づいて、充電台の充電面と自動帰還充電装置との相対位置関係を決定し、相対位置関係に基づいて自動帰還充電装置の移動方向を決定し、自動帰還充電装置が充電台の充電面へ移動するようにすることによって、信号に基づいて充電台の位置を特定する場合、自動帰還充電装置が充電台を見つけることができないことが発生しやすいという問題を解決することができ、充電台の充電面に特徴的標識が設けられていることによって、自動帰還充電装置はこの特徴的標識を識別して充電面との相対位置関係を決定し、これによって、自動帰還充電装置が充電台を見つけることを確保でき、自動帰還充電装置が充電台の充電面を決定することを確保でき、これによって、自動帰還充電装置により決定された移動方向の正確性を向上させる。

【0062】

図８は本願の一実施例による自動帰還充電装置のブロック図であり、本実施例では、該装置が図１に示す自動帰還充電システムの自動帰還充電装置１１０に適用される場合を例にして説明する。該装置は画像収集モジュール８１０、位置決定モジュール８２０及び移動控制モジュール８３０を少なくとも含む。

【0063】

画像収集モジュール８１０は、自動帰還充電過程で前記画像収集ユニットを起動して自動帰還充電画像を収集し、
位置決定モジュール８２０は、前記自動帰還充電装置を充電する前記充電台の充電面に設けられ、前記充電台の充電面に表示されている特徴的標識が前記自動帰還充電画像に含まれている場合、前記特徴的標識の前記自動帰還充電画像での位置に基づいて、充電台の充電面と前記自動帰還充電装置との相対位置関係を決定し、
移動控制モジュール８３０は、前記相対位置関係に基づいて前記自動帰還充電装置の移動方向を決定し、前記自動帰還充電装置が前記充電台の充電面へ移動するようにする。

【0064】

関連する詳細は上記の方法実施例を参照する。

【0065】

なお、上記の実施例による自動帰還充電装置の自動帰還充電については、上記の各機能モジュールの分割を例にして説明したが、実際の適用では、必要に応じて上記の機能を異なる機能モジュールに割り当ててもよく、すなわち、自動帰還充電装置の内部構造を異なる機能モジュールに分割して、上記の全部又は一部の機能を発揮する。また、上記実施例による自動帰還充電装置は自動帰還充電方法の実施例とは構想が同じであり、その具体的な実現過程は方法実施例において詳細に説明されているので、ここでは詳しく説明しない。

【0066】

図９は本願の一実施例による自動帰還充電装置のブロック図であり、該装置は図１に示す自動帰還充電システムの自動帰還充電装置１１０を含んでもよい。該装置はプロセッサ９０１とメモリ９０２とを少なくとも含む。

【0067】

プロセッサ９０１は１つ又は複数の処理コアを含んでもよく、例えば、４コアプロセッサ、８コアプロセッサなどである。プロセッサ９０１は、デジタル信号処理（ＤＳＰ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、プログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ：Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ａｒｒａｙ）のうちの少なくとも１つのハードウェア形態で実装されてもよい。プロセッサ９０１はメインプロセッサとコプロセッサを含んでもよく、主プロセッサはウェイクアップ状態でのデータを処理するプロセッサであり、中央プロセッサ（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とも呼ばれ、コプロセッサは待機状態でのデータを処理する低電力プロセッサである。いくつかの実施例では、プロセッサ９０１はグラフィックスプロセッシングユニット（ＧＰＵ：Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が統合されてもよく、ＧＰＵは表示画面に表示すべき内容のレンダリング及び描画を担当する。いくつかの実施例では、プロセッサ９０１は人工知能（ＡＩ：Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）プロセッサを含んでもよく、該ＡＩプロセッサは機械学習に関連する算出操作を担当する。

【0068】

メモリ９０２は１つ又は複数のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含んでもよく、該コンピュータ読み取り可能な記憶媒体は非一時的なものであってもよい。メモリ９０２は高速ランダムアクセスメモリ、及び不揮発性メモリ、例えば１つ又は複数の磁気ディスク記憶装置、フラッシュ記憶装置を含んでもよい。いくつかの実施例では、メモリ９０２における非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は少なくとも１つの命令を記憶するものであり、この少なくとも１つの命令は、プロセッサ９０１によって実行されると、本願の方法実施例による自動帰還充電方法を実現する。

【0069】

いくつかの実施例では、自動帰還充電装置は、任意により、周辺機器インターフェースと少なくとも１つの周辺機器を含んでもよい。プロセッサ９０１、メモリ９０２及び周辺機器インターフェースはバス又は信号線を介して接続されてもよい。各周辺機器はバス、信号線又は回路基板を介して周辺機器インターフェースに接続されてもよい。例示的には、周辺機器は、ＲＦ回路、タッチディスプレイ、オーディオ回路、電源などを含んでもよいが、これらに限定されない。

【0070】

もちろん、自動帰還充電装置はより少ない又は多いユニットを含んでもよいが、本実施例は限定しない。

【0071】

好ましくは、本願はまた、プロセッサによってロードされて実行され、上記の方法実施例の自動帰還充電方法を実現するプログラムが記憶されているコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供する。

【0072】

好ましくは、本願はまた、プロセッサによってロードされて実行され、上記の方法実施例の自動帰還充電方法を実現するプログラムが記憶されているコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含むコンピュータ製品を提供する。

【0073】

また、本願はまた充電台を提供し、該充電台では、自動帰還充電装置の自動帰還充電過程で画像収集ユニットを起動して特徴的標識を含む自動帰還充電画像を収集し、特徴的標識の自動帰還充電画像での位置に基づいて充電台と自動帰還充電装置との相対位置関係を決定し、相対位置関係に基づいて自動帰還充電装置の充電台への移動方向を決定するように、特徴的標識が設けられている。

【0074】

以上の前記実施例の各技術的特徴は任意に組み合わせられてもよく、説明の便宜上、上記の実施例の各技術的特徴の全ての組み合わせを網羅的に説明していないが、これらの技術的特徴の組み合わせは、矛盾しない限り、本明細書に記載の範囲とみなすべきである。

【0075】

以上の前記実施例は本願のいくつかの実施形態を示しており、これらの説明は具体的かつ詳細であるが、発明の特許範囲を制限するものとして理解すべきではない。なお、当業者であれば、本願の構想を逸脱することなく、いくつかの変形や改良を行うことができ、これらは全て本願の特許範囲に属する。そのため、本願特許の特許範囲は特許請求の範囲に準じるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【手続補正書】

【提出日】2023-01-11

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

自動帰還充電方法であって、
画像収集ユニットが取り付けられた自動帰還充電装置に用いられ、
自動帰還充電過程で前記画像収集ユニットを起動して自動帰還充電画像を収集するステップと、
前記自動帰還充電装置を充電する充電台に設けられ、前記充電台の充電面に表示されている特徴的標識が前記自動帰還充電画像に含まれている場合、前記特徴的標識の前記自動帰還充電画像での位置及び前記特徴的標識の充電台の充電面での取り付け位置に基づいて、前記画像収集ユニットと前記特徴的標識との前記自動帰還充電装置の前進方向における第１方向距離と、前記画像収集ユニットと前記特徴的標識との、地面に平行でかつ前記前進方向に垂直な方向における第２方向距離とを決定するステップと、
前記第１方向距離と前記第２方向距離に基づいて、前記充電台の充電面と前記自動帰還充電装置との相対位置関係を決定するステップと、
前記相対位置関係に基づいて前記自動帰還充電装置の移動方向を決定し、前記自動帰還充電装置が前記充電台の充電面へ移動するようにするステップと、を含むことを特徴とする自動帰還充電方法。

【請求項2】

前記第１方向距離と前記第２方向距離に基づいて、前記充電台の充電面と前記自動帰還充電装置との相対位置関係を決定する前記ステップは、
前記第１方向距離と前記第２方向距離に基づいて、前記充電面と前記自動帰還充電装置との間の距離及び角度を決定するステップを含み、
前記相対位置関係に基づいて前記自動帰還充電装置の移動方向を決定し、前記自動帰還充電装置が前記充電台の充電面へ移動するようにする前記ステップは、
前記充電面と前記自動帰還充電装置との間の距離及び角度に基づいて、前記自動帰還充電装置の移動方向を決定し、前記自動帰還充電装置が前記充電台の充電面へ移動するようにするステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記特徴的標識の前記自動帰還充電画像での位置及び前記特徴的標識の前記充電台の充電面での取り付け位置に基づいて、前記画像収集ユニットと前記特徴的標識との前進方向における第１方向距離と、前記画像収集ユニットと前記特徴的標識との、地面に平行でかつ前記前進方向に垂直な方向における第２方向距離とを決定する前記ステップは、
前記特徴的標識の取り付け位置に基づいて、前記画像収集ユニットと前記特徴的標識との、地面に垂直な方向における第１垂直方向距離を決定するステップと、
前記特徴的標識の画像位置と前記自動帰還充電画像の画像中心点との、前記地面に垂直な方向における第２垂直方向距離を取得するステップと、
前記第１垂直方向距離、前記第２垂直方向距離、及び前記画像収集ユニットの焦点距離に基づいて、前記画像収集ユニットと前記特徴的標識との前記前進方向における第１方向距離を算出するステップと、
前記特徴的標識の画像位置と前記自動帰還充電画像の画像中心点との、前記地面に平行な方向における第２方向画像距離を取得するステップと、
前記第１方向距離、前記第２方向画像距離及び前記画像収集ユニットの焦点距離に基づいて、前記画像収集ユニットと前記特徴的標識との、前記地面に平行でかつ前記前進方向に垂直な方向における第２方向距離を算出するステップと、を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。

【請求項4】

自動帰還充電方法であって、
画像収集ユニットが取り付けられた自動帰還充電装置に用いられ、
自動帰還充電過程で前記画像収集ユニットを起動して自動帰還充電画像を収集するステップと、
前記自動帰還充電装置を充電する充電台に設けられ、前記充電台の充電面に表示されている特徴的標識が前記自動帰還充電画像に含まれている場合、前記特徴的標識の前記自動帰還充電画像での位置に基づいて、充電台の充電面と前記自動帰還充電装置との相対位置関係を決定するステップと、
前記相対位置関係に基づいて前記自動帰還充電装置の移動方向を決定し、前記自動帰還充電装置が前記充電台の充電面へ移動するようにするステップと、を含むことを特徴とする方法。

【請求項5】

前記特徴的標識の前記自動帰還充電画像での位置に基づいて、充電台の充電面と前記自動帰還充電装置との相対位置関係を決定するステップは、
前記特徴的標識の前記充電面での取り付け位置を取得するステップと、
前記特徴的標識の前記自動帰還充電画像での位置及び前記取り付け位置に基づいて、前記充電面と前記自動帰還充電装置との間の距離及び角度を決定するステップと、を含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記自動帰還充電画像に少なくとも２つの特徴的標識が含まれている場合、前記特徴的標識の前記自動帰還充電画像での位置及び前記取り付け位置に基づいて、前記充電面と前記自動帰還充電装置との間の距離及び角度を決定するステップは、
前記自動帰還充電画像中のいずれか１つの特徴的標識に対して、前記特徴的標識の前記自動帰還充電画像での位置及び前記特徴的標識の充電台の充電面での取り付け位置に基づいて、前記画像収集ユニットと前記特徴的標識との前記自動帰還充電装置の前進方向における第１方向距離と、前記画像収集ユニットと前記特徴的標識との、地面に平行でかつ前記前進方向に垂直な方向における第２方向距離とを決定するステップと、
特徴的標識のうちのそれぞれの第１方向距離、第２方向距離に基づいて、前記充電面と前記自動帰還充電装置との間の距離及び角度を決定するステップと、を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記充電台の特徴的標識が２つ以上の状況で、前記方法は、
なくとも２つの特徴的標識が前記自動帰還充電画像に含まれているか否かを決定するステップと、
少なくとも２つの特徴的標識が前記自動帰還充電画像に含まれていない場合、自動帰還充電過程で画像収集ユニットを起動して自動帰還充電画像を収集するステップを実行することをトリガーするステップと、
少なくとも２つの特徴的標識が前記自動帰還充電画像に含まれている場合、前記特徴的標識の前記自動帰還充電画像での位置及び取り付け位置に基づいて、前記充電面と前記自動帰還充電装置との間の距離及び角度を決定するステップを実行することをトリガーするステップと、を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記特徴的標識のうちのそれぞれの第１方向距離、第２方向距離に基づいて、前記充電面と前記自動帰還充電装置との間の距離及び角度を決定するステップは、
tanα=S/L
S=（（X1*S2）+（X2*S1））/（X1+X2）
L=（（X1*L2）+（X2*L1））/（X1+X2）
αは充電面と自動帰還充電装置との間の角度であり、複数の特徴的標識のうちのいずれか２つの特徴的標識に対しては、Ｘ１は特徴的標識のいずれかと充電面の中心軸線との間の距離であり、Ｌ１は該特徴的標識の第１方向距離であり、Ｓ１は該特徴的標識の第２方向距離であり、Ｘ２は別の特徴的標識と充電面の中心軸線との間の距離であり、Ｌ２は別の特徴的標識の第１方向距離であり、Ｓ２は別の特徴的標識の第２方向距離であり、Ｌは充電面と自動帰還充電装置との間の第１方向距離であり、Ｓは充電面と自動帰還充電装置との間の第２方向距離であることを特徴とする請求項６に記載の方法。

【請求項9】

自動帰還充電システムであって、
前記システムは、自動帰還充電装置と、充電台と、を含み、
前記自動帰還充電装置は、請求項１又は４に記載の自動帰還充電方法によって移動方向を決定して、前記充電台の充電面へ移動し、
前記充電台には特徴的標識が設けられることを特徴とするシステム。

【請求項10】

前記特徴的標識の数は少なくとも２つであり、
前記少なくとも２つの特徴的標識は前記充電面での表示位置の地面からの高さが同一又は異なり、及び／又は、
前記少なくとも２つの特徴的標識は前記充電面での表示位置が中心対称であることを特徴とする請求項９に記載のシステム。

【国際調査報告】