[发明专利]边界系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种边界系统，特别是一种用于控制自动行走设备行走路径的边界系统。

背景技术

随着科学技术的发展，智能的自动行走设备为人们所熟知，由于自动行走设备可以自动预先设置的程序执行预先设置的相关任务，无须人为的操作与干预，因此在工业应用及家居产品上的应用非常广泛。工业上的应用如执行各种功能的机器人，家居产品上的应用如割草机、吸尘器等，这些智能的自动行走设备极大地节省了人们的时间，给工业生产及家居生活都带来了极大的便利。

为保证上述自动行走设备在预设的工作范围内工作，通常采用边界系统对自动行走设备的工作范围进行控制。边界系统包括铺设在地表的边界线，与边界线连接的信号发生器，自动行走设备上的信号检测单元以及对信号进行处理并控制自动行走设备行走路径的控制单元。信号发生器发送的边界信号流经边界线时，产生以边界线为中心向四周逐渐减弱的磁场，即靠近边界线的位置磁场强度强，远离边界线的位置磁场强度弱，自动行走设备上的信号检测单元将其所处位置处的磁场转换为相应的电信号传递给控制单元，控制单元根据其传递的电信号确认其离边界线的远近，从而控制自动行走设备的在接近边界线时及时控制自动行走设备转换行走方向，防止自动行走设备行走至边界线外，从而使自动行走设备始终在边界线内工作。虽然上述方案可以准确地判断自动行走设备与边界线的距离，但无法判断自动行走设备处于边界线内还是边界线外，当自动行走设备由于意外，导致其滑移到边界线外时，控制单元判断自动行走设备接近边界线时，同样会控制自动行走设备向远离边界线的方向行走，当自动行走设备行走至磁场很弱的位置时，自动行走设备停止行走，而使其永远停留在了边界线外，无法正常工作。

基于识别自动行走设备处于边界线内外的重要性，现有技术在前述系统的基础上开发了识别自动行走设备处于边界线内外的功能。如2001年10月9日公告的美国专利US 6300737B1，其边界信号包括至少两个正弦波信号，分别是频率为8K的正弦波信号14和频率为16K的正弦波信号15，为保证两个信号稳定的相对关系，自起始点处对两个信号进行同步，起始点处两个信号的相位相差90度。信号检测单元相应地检测到信号14’和15’，由于信号14和15在信号14过零点时具有固定的对应关系，因此信号14’与15’也具有相应的对应关系，控制单元根据信号14’过零点时信号15’为正或者负来判断自动行走设备2处于边界线3内还是边界线3外，有效克服了仅能识别自动行走设备相对边界线的距离的边界系统的不足。但上述边界系统中，由于边界信号包含多个信号，因此存在多个信号之间的同步问题，且同时对多个信号进行处理和识别增加了整个边界系统的复杂程度，因而也降低了边界系统的可靠性。

可以想象，边界信号仅包含一个信号时，可有效克服上述边界系统存在的不足。现有技术也存在仅使用一个边界信号的尝试，但其会在自动行走设备内生成一个与边界信号同步的基准信号，通过对比边界信号与基准信号的相对关系判断自动行走设备是否处于边界线内，该类系统仍然会存在对多个信号进行同步和信号处理复杂的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题为：提供一种简易的识别自动行走设备处于边界线内外的边界系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种边界系统，用于控制自动行走设备的行走路径，所述边界系统包括：边界线，设置在地面，规划出自动行走设备的工作区域；信号发生装置，产生预设边界信号并发送给所述边界线，所述预设边界信号流经所述边界线时产生磁场；信号检测单元，设置在所述自动行走设备内，用于检测所述磁场，并生成检测信号；控制单元，设置在所述自动行走设备内，接收所述检测信号，并根据所述检测信号控制所述自动行走设备在所述工作区域内行走；所述预设边界信号为一个具有交替出现的第一状态和第二状态的信号，在第一状态和第二状态交界处存在突变。

优选地，所述信号检测单元包括电感。

优选地，所述控制单元包括信号处理单元和微处理器，检测信号包括对应于预设边界信号的第一状态的第一信号和对应于预设边界信号的第二状态的第二信号，所述信号处理单元根据第一信号与第二信号之间对应于所述突变的变化确定第二信号的起始点，并生成表示第二信号波形的处理信号，微处理器根据所述处理信号确定自动行走设备是否在工作区域内。

优选地，所述第二信号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号的最大幅值，所述第二特征部分的幅值小于第一信号的最小幅值，所述处理信号携带表示第一特征部分和第二特征部分出现的时间点的信息。