用于自主装置的光学信标和被配置成使用所述光学信标的自主装置

摘要

一种光学信标可以包括壳体、至少部分地安置在所述壳体内的光学发射器，以及光学耦合到所述光学发射器的光学标识符生成器。入射到所述光学标识符生成器上的光可以成形为至少一个光学标识符。所述光学标识符可以与能够由机器人吸尘器执行的动作相关联，使得所述机器人吸尘器对所述光学标识符的检测使所述机器人吸尘器执行所述动作。

说明书

相关申请交叉引用

本申请要求2018年11月28日提交的标题为“用于自主装置的光学信标(OpticalBeacon for Autonomous Device)”的第62/772,394号美国临时申请的权益，所述美国临时申请以引用的方式完全并入本文中。

技术领域

本公开大体上涉及与自主装置一起使用的光学信标，且更具体地涉及被配置成生成标识符以将信息传送到机器人吸尘器的光学信标。

背景技术

机器人吸尘器(例如，机器人真空吸尘器)被配置成在环境内自主地清洁表面。例如，机器人真空吸尘器的用户可以将机器人真空吸尘器定位在环境中，并指令机器人真空吸尘器开始清洁操作。清洁时，机器人真空吸尘器收集碎屑并将其沉积在集尘杯中，以供使用者后续处置。机器人真空吸尘器可以被配置成自动地与对接台对接，以对为机器人真空吸尘器供电的一个或多个电池充电和/或清空集尘杯。

一个或多个信标可以定位在环境内并被配置成发射信号。机器人吸尘器可以被配置成基于所发射信号的物理性质(例如，强度或波长)检测信号。换句话说，可以选择信号的物理性质，使得机器人吸尘器检测到信号或未检测到信号。响应于检测到信号，可以使机器人吸尘器转向远离所述信号。基于信号强度检测到或未检测到信号可能会限制信标将信息传送到机器人吸尘器的能力。

附图说明

这些和其它特征和优点将通过阅读以下结合附图进行的详细描述而得到更好的理解，附图中：

图1是符合本公开的实施例的生成光学标识符的光学信标和被配置成检测光学标识符的机器人吸尘器的示意性示例。

图2是符合本公开的实施例的具有生成光学标识符的光学信标的多个室的示意性示例，所述光学标识符在多个室的开口之间延伸。

图3是符合本公开的实施例的光学信标的示意性横截面图，所述光学信标可以是图1的光学信标的示例。

图4是符合本公开的实施例的具有生成光学标识符的光学信标的多个室的示意性示例，所述光学标识符限定有界区域。

图5是符合本公开的实施例的其中安置有对接台的室的示意性示例，其中所述对接台可以是图4的光学信标的示例。

图6是符合本公开的实施例的光学信标的示意性横截面图，所述光学信标可以是图1的光学信标的示例。

图7是符合本公开的实施例的用于响应于检测到图1的光学标识符等光学标识符的至少一部分而使用图1的机器人吸尘器等机器人吸尘器来执行动作的方法的示例的流程图。

图8是符合本公开的实施例的其中安置有主要光学信标和卫星光学信标的室的示意性示例。

具体实施方式

本公开大体上涉及被配置成生成光学标识符以将信息传送到机器人吸尘器(例如，机器人真空吸尘器)的信标。所述信标包括：壳体；至少部分地安置在壳体内的光学发射器；以及光学耦合到光学发射器的光学标识符生成器，所述光学标识符生成器被配置成使光学发射器发射的光成形为光学标识符。机器人吸尘器被配置成使得对光学标识符的检测使机器人吸尘器执行一个或多个动作(例如，避开区域、在区域内执行特定清洁操作、加载对应于区域的地图等)。

对光学标识符的使用可以允许以(与仅依赖于所生成信号的物理性质相比)更稳健的方式将信息传送给机器人吸尘器。例如，当使用光学标识符时，光学标识符的形状和/或配置可以用于将信息传送到机器人吸尘器。在一些情况下，除了光学标识符的形状和/或配置之外，用于生成光学标识符的光的物理性质(例如，波长和/或强度)也可以用于与机器人吸尘器进行通信。相比之下，当不使用光学标识符(例如，仅使用光束)时，可以仅基于所生成信号的物理性质(例如，所使用光的强度或波长)将信息传送到机器人吸尘器。

如本文中所使用，光学标识符通常可以指具有一个或多个独特段的光投影。机器人吸尘器可以被配置成至少部分地基于所述独特段的至少一部分标识与光学标识符相关联的动作。在一些情况下，光学标识符可以包括多个重复的独特段，从而限定图案。因而，光学标识符通常可以描述为具有能够在被机器人装置检测到时将信息传送到机器人装置(例如，机器人吸尘器)的形状和/或配置。

图1示出了发射限定至少一个光学标识符102的光(例如，红外光)的光学信标100的示意图。当机器人吸尘器104大体上朝向光学信标100移动时，光学标识符102的至少一部分示出为横向于机器人吸尘器104的移动方向延伸。光学标识符102可以与机器人吸尘器104的动作相关联，使得在检测到光学标识符102的至少一部分后，使机器人吸尘器104执行相关联动作。换句话说，光学标识符102与能够由机器人吸尘器104执行的动作相关联，使得对光学标识符102的检测使机器人吸尘器104执行与其相关联的动作。

机器人吸尘器104包括：主体105；一个或多个从动轮106(以隐藏线示出)，其被配置成推动主体105穿过待清洁表面(例如，地板)；至少一个摄像机108(以隐藏线示出)(例如，在向前、向上或向下方向上定向的单目摄像机或立体摄像机)，其耦合到主体105且被配置成使得可以使用摄像机108检测到光学标识符102的至少一部分；以及至少一个处理器110(以隐藏线示出)，其耦合到至少一个存储器112(以隐藏线示出)，处理器110被配置成执行存储在存储器112中的一个或多个指令，所述一个或多个指令使机器人吸尘器104执行一个或多个动作。例如，当使用摄像机108检测到光学标识符102时，处理器110可以使机器人吸尘器104执行与检测到的光学标识符102相关联的动作。所述动作可以包括导航动作(例如，使机器人吸尘器104避开或进入区域的动作)、清洁动作(例如，使机器人吸尘器改变清洁行为的动作，例如调整抽吸力和/或刷辊速度)、映射动作(例如，加载与检测到的光学标识符102相关联的地图或使当前地图与检测到的光学标识符102相关联)和/或任何其它动作。

在一些情况下，光学信标100可以包括用于为光学信标100供电的一个或多个电池，使得光学信标100可以生成限定光学标识符的光。一个或多个电池可以是可再充电的。另外或替代地，光学信标100可以被配置成(例如，经由家用电源插座)电耦合到电网。

图2示出了具有通过墙壁204与第二室202分离的第一室200的地板平面图的示意性示例。如图所示，可以是图1的光学信标100的示例的光学信标206安置在墙壁204中的开口208(例如，门道)内。光学信标206被配置成生成至少第一光学标识符210和第二光学标识符212。第一光学标识符210和第二光学标识符212可以具有大体线性配置，并且在远离光学信标206的方向上延伸。然而，其它配置(例如，第一光学标识符和第二光学标识符中的一个或多个可以至少部分地围绕光学信标206延伸)是可能的。光学标识符210和212中的每一个可以具有能够由与其相关联的机器人吸尘器104执行的对应动作。

例如，第一光学标识符210可以对应于导航动作(例如，对应于使机器人吸尘器104通过开口208的动作)，并且第二光学标识符212可以对应于清洁动作(例如，对应于抽吸功率或刷辊转速)或映射动作(例如，加载与第二光学标识符212相关联的地图)。在一些情况下，多个动作可以与第二光学标识符212相关联，其中所述多个动作中的至少一个动作进一步至少部分地基于第一光学标识符210和第二光学标识符212的检测次序。例如，如果在第一光学标识符210之前检测到第二光学标识符212，则第二光学标识符212可以对应于导航动作(例如，使机器人吸尘器104不通过开口208的动作)。然而，如果在第二光学标识符212之前检测到第一光学标识符210，则第二光学标识符212可以对应于清洁动作。换句话说，光学信标206可以被配置成充当开口208的一个方向网关。

另外或替代地，多个动作可以与第一光学标识符210或第二光学标识符212中的一个或多个相关联，其中至少一个动作进一步与一个或多个预定标准(例如，清洁持续时间、行进距离、剩余电池电量等)相关联。例如，第一光学标识符210和/或第二光学标识符212可以对应于导航动作(例如，使机器人吸尘器104不通过开口208的动作)，直到满足预定标准(例如，剩余电池电量下降到低于阈值、清洁持续时间超过阈值、行进距离超过阈值等)。换句话说，光学信标206可以被配置成防止机器人吸尘器104在第一室200与第二室202之间通过，直到满足预定标准。

图3示出了可以是图1的光学信标100的示例的光学信标300的示意性横截面图。光学信标300可以被配置成生成一个或多个线性光学标识符302(例如，图2的第一光学标识符210和/或第二光学标识符212)。如图所示，光学信标300包括光学发射器303(例如，发光二极管)，其至少部分地安置在光学信标300的壳体301内且被配置成将光(例如，红外光)发射到光学标识符生成器304中。因而，光学发射器303通常可以描述为光学耦合到光学标识符生成器304。光学标识符生成器304被配置成使得入射到光学标识符生成器304上的光成形为形成线性光学标识符302。

例如，光学标识符生成器304可以被配置成对穿过其中的光进行成形，使得光线性地延伸穿过表面(例如，地板、墙壁、天花板和/或任何其它表面)。在这些情况下，光学标识符生成器304包括具有一个或多个不透明部分(不透光部分)和一个或多个透光部分的材料，使得穿过其中的光成形为限定光学标识符302。例如，成形的光可以限定z字形(zig-zag)形状、弯曲形状、斑点图案和/或任何其它形状/图案。

光学标识符生成器304可以包括具有透光部分和不透明部分的膜，使得光根据所述膜限定的标识符从中穿过。另外或替代地，光学标识符生成器304可以包括光导器，所述光导器具有被配置成协作以投射光学标识符302的多个光发射部分。另外或替代地，光学标识符生成器304可以包括衍射光学元件。另外或替代地，光学标识符生成器304可以包括棱镜。

图4示出了具有通过具有开口405(例如，门道)的墙壁404与第二室402分离的第一室400的地板平面图的示意性示例。如图所示，可以是图1的光学信标100的示例的光学信标406安置在第二室402内。光学信标406被配置成生成围绕光学信标406延伸的至少一个光学标识符408，从而限定有界区域407。例如，光学标识符408可以具有环形形状、正方形形状、矩形形状、五边形形状、三角形形状、八边形形状和/或任何其它形状。

在检测到光学标识符408后，可以使机器人吸尘器104执行与光学标识符408相关联的一个或多个动作(例如，导航动作、清洁动作、映射动作和/或任何其它动作)。例如，光学信标406可以安置在第二室402的一部分中，使得有界区域407限定机器人吸尘器104不行进的区域。作为另外的示例，光学信标可以安置在第二室402的一部分中，使得有界区域407限定使机器人吸尘器104执行强化清洁(例如，增大抽吸功率和/或刷辊速度)的区域。

在一些情况下，光学信标406可以被配置成生成多个光学标识符408。如关于图2所论述，使得待由机器人吸尘器104执行的动作可以至少部分地基于机器人吸尘器104检测光学标识符408中的每一个光学标识符的次序。

图5示出了其中安置有对接台502的室500的示意性地板平面图，对接台502可以是图4的光学信标406的示例。对接台502可以被配置成电耦合到机器人吸尘器104，使得机器人吸尘器104的一个或多个电池可以进行再充电。在一些情况下，对接台502可以被配置成从机器人吸尘器104的集尘杯移除碎屑。

如图所示，对接台502可以被配置成生成至少第一光学标识符504和第二光学标识符506。第一光学标识符504可以对应于第一动作(例如，导航动作、清洁动作、映射动作和/或任何其它动作)，并且第二光学标识符506可以对应于第二动作(例如，导航动作、清洁动作、映射动作和/或任何其它动作)。在一些情况下，与第一光学标识符504和第二光学标识符506相关联的动作可以至少部分地基于检测到第一光学标识符504和第二光学标识符506的次序。例如，第一光学标识符504可以对应于导航动作，所述导航动作使机器人吸尘器104进入由第一光学标识符504和第二光学标识符506限定的有界区域508。当在第二光学标识符506之前检测到第一光学标识符504时，第二光学标识符506可以指示例如对接台类型(例如，对接台是否能够从机器人吸尘器的集尘杯移除碎屑)。然而，当在第一光学标识符504之前检测到第二光学标识符506时，第二光学标识符506可以对应于导航动作(例如，防止机器人吸尘器104离开有界区域508的动作)。因而，可以保持机器人吸尘器104接近对接台502，使得机器人吸尘器104可以接合对接台502。

另外或替代地，第一光学标识符504和第二光学标识符506中的一个或多个可以与多个动作相关联。所述动作中的至少一个可以进一步与一个或多个预定标准(例如，清洁持续时间、行进距离、剩余电池电量等)相关联。例如，第二光学标识符506可以对应于导航动作，所述导航动作在电池电量的测量值低于阈值时防止机器人吸尘器104离开有界区域508。

图6示出了可以是图1的光学信标100的示例的光学信标600的示意性横截面图。光学信标600被配置成生成围绕光学信标600环形地延伸的光学标识符602。如图所示，光学信标600包括光学发射器604(例如，发光二极管)，其至少部分地安置在光学信标600的壳体601内且被配置成沿着光路606发射光(例如，红外光)。光路606从光学发射器604延伸，并且入射到光学标识符生成器608上。光路606从光学标识符生成器608延伸并进入围绕光学信标600的环境。

光学标识符生成器608可以被配置成使得入射到光学标识符生成器608上的光成形为具有投射到周围环境(例如，地板、墙壁、天花板和/或任何其它表面)中的标识符。例如，光学标识符生成器608可以包括棱镜、(例如，具有限定待生成的光学标识符的形状的一个或多个非反射部分的)圆锥形镜、衍射光学元件和/或能够生成标识符的任何其它光学元件。在一些情况下，光学标识符生成器608可以包括被配置成将光引导到一个或多个棱镜中的圆锥形镜、具有限定标识符的不透明部分和透射部分的一个或多个膜、一个或多个衍射光学元件和/或能够生成标识符的任何其它光学元件。

图7示出了响应于检测到图1的光学标识符102等光学标识符的至少一部分而使用图1的机器人吸尘器104等机器人吸尘器来执行动作的示例方法700的流程图。方法700可以包括步骤702。步骤702可以包括使用机器人吸尘器的摄像机来检测由光学信标投射到表面(例如，地板、墙壁、天花板和/或任何其它表面上)上的光学标识符的至少一部分。例如，光学标识符可以投射到待清洁表面上。

方法700还可以包括步骤704。步骤704可以包括至少部分地基于检测到的标识符的至少一部分与存储在机器人吸尘器的存储器中的一个或多个已知标识符的比较来确定检测到的光学标识符是否已知。响应于所述比较指示检测到的标识符对应于已知标识符，确定与检测到的标识符相关联的至少一个动作(例如，清洁动作、导航动作、映射动作和/或任何其它动作)。在一些情况下，可以确定检测到的标识符具有与其相关联的多个动作。响应于所述比较指示检测到的标识符不对应于已知标识符(即，检测到的标识符是未知的)，机器人吸尘器可以被配置成使检测到的标识符与至少一个动作(例如，清洁动作、导航动作、映射动作和/或任何其它动作)相关联。例如，机器人吸尘器可以被配置成询问用户以确定使哪一动作与检测到的标识符相关联。

方法700还可以包括步骤706。步骤706可以包括确定是否在预定时间段(例如，0.5秒、1秒、2秒和/或任何其它预定时间段)内检测到多个光学标识符的至少一部分。例如，当检测到多个光学标识符(每个光学标识符是已知的且具有与其相关联的至少一个动作)时，机器人吸尘器可以被配置成确定与多个光学标识符中的一个或多个光学标识符相关联的动作中的一个或多个动作是否还与检测到第一光学标识符和第二光学标识符的次序相关联。如果确定动作还与检测次序相关联，则可以确定检测到光学标识符的次序，并且机器人吸尘器可以被配置成执行与检测次序和对应光学标识符相关联的动作。换句话说，可以使机器人吸尘器至少部分地基于检测次序执行与检测到的标识符相关联的一个或多个动作。如果确定动作不与检测次序相关联，则机器人吸尘器可以被配置成执行与相应光学标识符相关联的每个动作和/或(例如，响应于询问机器人吸尘器的用户)使动作与至少部分地基于检测次序的检测到的标识符中的一个或多个标识符相关联。

方法700还可以包括步骤708。步骤708可以包括确定预定标准(例如，清洁持续时间、行进距离、剩余电池电量等)是否与对应于检测到的光学标识符的动作相关联。如果预定标准与动作相关联，则机器人吸尘器可以被配置成仅在满足预定标准时才执行所述动作。

方法700还可以包括步骤710。步骤710可以包括使机器人吸尘器执行与一个或多个光学标识符相关联的一个或多个动作。

方法700可以体现为至少一个非瞬态计算机可读介质中的指令，使得当指令由一个或多个处理器执行时，可以使得执行方法700。在一些情况下，方法700的一个或多个步骤可以在电路系统(例如，专用集成电路)中体现。因而，方法700可以使用软件、固件和/或硬件的任何组合来执行。

图8示出了安置在室803内的主要信标800和卫星信标802的示意性示例。主要信标800和卫星信标802可以是图1的光学信标100的示例。主要信标800可以被配置成经由电源插座804电耦合到电网。在一些情况下，主要信标800可以是对接台，所述对接台被配置成对机器人吸尘器104的一个或多个可再充电电池进行再充电。卫星信标802可以被配置成由一个或多个可再充电电池806(以隐藏线示出)供电。

主要信标800可以被配置成对卫星信标802的一个或多个可再充电电池806进行充电。例如，主要信标800可以包括多个主要充电触点808，其被配置成电耦合到安置在卫星信标802上的多个卫星充电触点810。另外或替代地，可以通过将卫星信标802经由电源线电耦合到电源插座804来对一个或多个可再充电电池806进行再充电。

在一些情况下，机器人吸尘器104可以被配置成对卫星信标802进行再充电。例如，如果在执行清洁操作时，机器人吸尘器104检测到限定卫星光学标识符812的光的强度已降到低于阈值，则机器人吸尘器104可以使用机器人吸尘器104的一个或多个可再充电电池来电耦合到卫星信标802以对卫星信标802的一个或多个可再充电电池806进行再充电(例如，在清洁操作完成后)。因而，一个或多个可再充电电池806可以在不涉及机器人吸尘器104的用户的情况下进行再充电。

符合本公开的光学信标的示例可以包括壳体、至少部分地安置在所述壳体内的光学发射器，以及光学耦合到所述光学发射器的光学标识符生成器。入射到所述光学标识符生成器上的光可以成形为至少一个光学标识符。所述光学标识符可以与能够由机器人吸尘器执行的动作相关联，使得所述机器人吸尘器对所述光学标识符的检测使所述机器人吸尘器执行所述动作。

在一些情况下，所述光学标识符生成器可以包括衍射光学元件。在一些情况下，所述光学标识符生成器可以包括棱镜。在一些情况下，所述至少一个光学标识符可以包括多个光学标识符，每个光学标识符具有与其相关联的对应动作。在一些情况下，所述光学标识符可以是大体上线性的。在一些情况下，所述光学标识符可以围绕所述壳体延伸，从而限定有界区域。在一些情况下，所述光学标识符可以围绕所述壳体环形地延伸。在一些情况下，所述动作可以是清洁动作或导航动作中的一个或多个。在一些情况下，所述光学信标可以进一步包括一个或多个可再充电电池。在一些情况下，可以使用用于所述机器人吸尘器的对接台对所述一个或多个可再充电电池进行再充电，所述对接台经由电源插座电耦合到电网。在一些情况下，可以使用所述机器人吸尘器对所述一个或多个可再充电电池进行再充电。

符合本公开的机器人吸尘器的示例可以包括：主体；一个或多个从动轮，其被配置成推动所述主体穿过待清洁表面；摄像机，其耦合到所述主体；以及至少一个处理器，其被配置成执行存储在至少一个存储器中的一个或多个指令在执行所述一个或多个指令时，所述处理器可以使所述机器人吸尘器执行操作，所述操作包括：检测由光学信标投射到所述待清洁表面上的至少一个光学标识符；至少部分地基于检测到的光学标识符的至少一部分与存储在所述存储器中的一个或多个已知光学标识符的比较来确定所述检测到的光学标识符是否已知；响应于确定所述检测到的光学标识符是已知的，确定与所述检测到的光学标识符相关联的至少一个动作；以及使所述机器人吸尘器执行确定的动作。

在一些情况下，所述操作可以进一步包括，响应于确定所述光学标识符是未知的，使所述机器人吸尘器使至少一个动作与所述检测到的光学标识符相关联。在一些情况下，可以检测到多个光学标识符，所述光学标识符中的每一个光学标识符是已知的并且具有与其相关联的至少一个相应动作。在一些情况下，所述多个光学标识符中的至少一个光学标识符可以具有与其相关联的多个动作。在一些情况下，所述操作可以进一步包括确定所述多个光学标识符的检测次序。在一些情况下，可以使所述机器人吸尘器至少部分地基于所述检测次序执行与所述光学标识符中的至少一个光学标识符相关联的所述多个动作中的一个或多个动作。在一些情况下，所述光学标识符可以是大体上线性的。在一些情况下，所述光学标识符可以围绕所述光学信标延伸，从而限定有界区域。在一些情况下，所述光学标识符可以围绕所述光学信标环形地延伸。

虽然本文中已经描述了本发明的原理，但是本领域的技术人员应理解，此描述仅作为实例，而不是作为对本发明的范围的限制。除本文中示出且描述的示例性实施例之外，其它实施例也涵盖在本发明的范围内。由所属领域的技术人员进行的修改和替代被认为在本发明的范围内，本发明的范围不受以下权利要求书以外的其它限制。