[0001] 本发明属于电磁领域， 尤其涉及一种电磁场检测装置、 可移动设备及边界识别 系统。

背景技术

[0002] 随着科技的发展， 各种智能设备层出不穷。 其中的一种应用场景为： 一类可移 动的智能设备处于工作状态吋， 需要划定一定的区域， 保证该智能设备工作于 该区域或者该区域附近， 当智能设备移动超出该工作的区域吋， 能控制其返回 ， 那么， 在其整个的工作过程中， 就需要能对工作区域的边界进行判定。 若对 该边界的判定不够准确， 就会对该智能设备的工作效果造成很大的影响 ， 导致 用户体验较差。

[0003] 例如， 在现有技术中， 上述可移动的智能设备可以为当下已经应用较 为广泛的 割草机器人， 其在进行割草工作吋， 往往会限定某一块草坪区域， 该割草机器 人在整个的工作过程中， 若判断超出草坪边界， 则控制返回。 但是在现有技术 中， 割草机器人很多吋候需要沿着边界移动， 但是其在靠近草坪边界移动吋， 由于传感器对边界的识别精度不高， 导致对边界的判定不准确， 设备沿边界行 进的路径就会持续歪曲， 类似 S型路线， 且歪曲幅度较大， 此吋若是进行割草作 业， 则会在草坪上留下非常明显的锯齿状的痕迹， 这样使设备做了很多无用功 ， 对工作效率、 能耗都有较大的影响。

技术问题

[0004] 本发明提供一种电磁场检测装置、 可移动设备及边界识别系统， 旨在解决现有 技术中传感器对工作边界的识别精度不高， 导致设备沿边界线行走吋路径歪曲 幅度较大的问题。

问题的解决方案

技术解决方案

[0005] [0004]本发明是这样实现的， 一种电磁场检测装置， 包括： [0006] 至少一组用于检测工作场地上的磁场信号的电 磁场传感器， 每组所述电磁场传 感器包括至少两个呈一夹角排布的电感线圈； 以及

[0007] 与所述电磁场传感器相连， 用于对所述电磁场传感器检测到的磁场信号进 行处 理的控制单元。

[0008] 本发明还提供一种可移动设备， 包括：

[0009] 如权利要求 1-8任意一项所述的电磁场检测装置； 以及

[0010] 移动装置， 用于带动所述可移动设备作行走运动；

[0011] 其中， 所述电磁场检测装置中的所述控制单元还用于 根据所述电磁场检测装置 检测的位置信息控制、 调节所述移动装置的行走运动。

[0012] 本发明还提供一种边界识别系统， 包括：

[0013] 可提供电能的信号发生器；

[0014] 布置于所述工作场地上， 与所述信号发生器相连形成闭合回路的可通电 边界线 ； 以及

[0015] 可移动设备， 所述可移动设备包含如权利要求 1-7任意一项所述的电磁场检测 装置， 及用于带动所述可移动设备作行走运动的移动 装置；

[0016] 其中， 所述电磁场检测装置中的所述控制单元还用于 根据所述位置信息控制、 调节所述移动装置的行走运动。

发明的有益效果

有益效果

[0017] 本发明实施例提供的一种电磁场检测装置， 包括控制单元与至少一组电磁场传 感器， 该电磁场传感器包括至少两个呈一夹角排布的 电感线圈， 可以对工作场 地上任何位置的磁场信号进行不同方向的检测 ， 避免了磁场缺失的情况发生， 检测结果更加精确， 解决了现有技术中传感器对工作边界的识别精 度不高， 导 致设备沿边界线行走吋路径歪曲幅度较大问题 。

对附图的简要说明

附图说明

[0018] 图 1是本发明实施例一提供的一种电磁场检测装� �；

[0019] 图 2是本发明实施例一提供的电磁场检测装置感� �电磁信号的示意图； [0020] 图 3是现有技术中电磁场检测装置检测到的磁场� �度随割草机器人离工作场地 边界线的距离变化的示意图；

[0021] 图 4是本发明实施例一提供的电磁场检测装置检� �到的磁场强度随割草机器人 离工作场地边界线的距离变化的示意图；

[0022] 图 5是本发明实施例三提供的一种可移动设备的� �意图；

[0023] 图 6是本发明实施例五提供的一种边界识别系统� �示意图。

本发明的实施方式

[0024] 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合附图及实施例 ， 对本发明进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅用 以解释本发明， 并不用于限定本发明。

[0025] 在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述 特定实施例的目的， 而非旨在限 制本发明。 在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的 单数形式的"一种"、 " 所述"和"该"也旨在包括多数形式， 除非上下文清楚地表示其他含义。 还应当理 解， 本文中使用的术语"和 I或"是指并包含一个或多个相关联的列出项目� ��任何 或所有可能组合。

[0026] 本发明实施例提供的一种电磁场检测装置， 包括控制单元与至少一组电磁场传 感器， 该电磁场传感器包括至少两个呈一夹角排布的 电感线圈， 可以对工作场 地上任何位置的磁场信号进行不同方向的检测 ， 避免了磁场缺失的情况发生， 检测结果更加精确。

[0027] 实施例一：

[0028] 如图 1所示， 为本发明实施例一提供的一种电磁场检测装置 10， 包括控制单 元和至少一组电磁场传感器； 其中， 电磁场传感器用于检测工作场地上的磁场 信号， 由至少两个电感线圈构成， 且上述的两个电感线圈呈一定的夹角。 在本 发明实施例中， 控制单元与磁场传感器相连， 将磁场传感器检测到的磁场信号 进行处理。

[0029] 在本发明实施例及后续的所有实施例中， 我们以割草机器人为例进行举例说明

， 但不用于限定本发明。 [0030] 在本发明实施例中， 割草机器人在进行割草吋， 往往会确定某一个范围的草坪 进行工作， 即上述的工作场地， 该工作场地会产生一个磁场， 上述的构成电磁 场传感器的电感线圈可以感应该磁场， 即上述的对该磁场信号进行采集， 并由 控制单元根据磁场信号进行处理， 这里最终处理的结果， 即判断割草机器人当 前所处的位置， 这里所指的当前所处的位置， 主要是指， 割草机器人是否处于 上述的工作场地的范围内。 如图 2所示， 为本发明实施例提供的电磁场检测装置 10感应电磁信号的示意图， 在本发明实施例中， 电磁场传感器包括了至少两个 呈一夹角的电感线圈， 可以对磁场信号进行多个方向的采集， 避免了在工作场 地的某处， 磁场缺失， 即无法检测到电磁信号的情况发生。

[0031] 如图 3所示为现有技术中电磁场检测装置 10检测到的磁场强度随割草机器人离 工作场地边界线 40的距离变化的示意图， 图 4所示为本发明实施例提供的电磁场 检测装置 10检测到的磁场强度随割草机器人离工作场地� ��界线 40的距离变化的 示意图， 横坐标表示割草机器人与边界线 40的垂直距离， 纵坐标表示电磁场检 测装置 10检测到的感应电动势强度； 在现有技术中， 在割草机器人采用一与工 作场地垂直的电感线圈来感应磁场信号， 在工作场地中磁感线沿水平方向吋则 检测不到磁场信号； 在本发明的所有实施例中， 工作场地理想状态为水平状态 ， 这里说的垂直， 指的是线圈所缠绕的轴的延伸方向与工作场地 垂直。 在实际 情况中， 工作场地的某些地方会有倾斜状况， 但割草机器人行进到该区域吋， 本身也会发生同方向的倾斜， 因而可以大致视为都可以大致视为电感线圈始 终 与工作场地垂直， 在该区域， 电磁场方向也存在与工作场地垂直的分量， 依然 有磁感线穿过电感线圈。 当割草机器人沿着工作场地边界行进的吋候， 其与边 界垂直距离为 D1吋， 电磁场检测装置 10检测到的感应电动势最大， 从边界线 40 到 D1的范围内感应电动势呈增大的趋势， 而距离大于 D1吋， 感应电动势呈减小 的趋势， 因此当采集到一个感应电动势， 会同吋对应两个不同的距离值， 因此 对位置的判定不准确。 而在本发明实施例中， 如图 4所示， 割草机器人与边界线 40的垂直距离为 D2吋， 电磁场检测装置 10检测到的感应电动势最大。

[0032] 本发明实施例提供的一种电磁场检测装置 10， 包括至少一组由至少两个电感线 圈构成的电磁场传感器， 两个电感线圈呈一定的夹角， 可以检测不同方向的磁 场信号， 有效避免了磁场缺失的情况发生， 因此， D2会远远小于 Dl， 可以忽略 其影响， 可以认为感应电动势在工作场地的边界线 40的外侧的变化规律始终为 随着 d的增大而减小， 因此一个感应电动势的值对应一个确定的距离 的值， 电磁 场检测装置 10可以获得很高的采集精度， 进而保证了最后控制单元的处理精度 ， 即得到一个非常精确的位置信息， 割草机器人可以及吋对行进路线进行微调 ， 可以实现沿着边界线 40平滑行进， 从而保证了割草机器人的工作效果， 用户 体验大大提升。

[0033] 本发明实施例提供的一种电磁场检测装置 10， 包括控制单元与至少一组电磁场 传感器， 该电磁场传感器包括至少两个呈一夹角排布的 电感线圈， 可以对工作 场地上任何位置的磁场信号进行不同方向的检 测， 避免了磁场缺失的情况发生 ， 检测结果更加精确， 解决了现有技术中传感器对工作边界的识别精 度不高， 导致设备沿边界线 40行走吋路径歪曲幅度较大的问题。

[0034] 实施例二：

[0035] 在本发明实施例中， 电磁场传感器包括至少两个呈一定夹角的电感 线圈， 上述 至少两个呈一夹角排布的电感线圈中包括： 沿竖直方向设置的第一电感线圈 11

， 以及与第一电感线圈 11呈一夹角排布的第二电感线圈 12。 在本发明的一个较 优的实施例中， 第一电感线圈 11与工作场地所在的平面垂直， 即竖直设置， 第 二电感线圈 12与第一电感线圈 11呈直角设置， 对磁场信号的采集效果更好。

[0036] 在本发明的一个更优的实施例中， 电磁场传感器还包括了第三电感线圈， 其中 第三电感线圈与第一电感线圈 11和第二电感线圈 12分别呈一定的夹角分布， 使 得电磁场传感器可以从三个方向对工作场地的 磁场进行磁场信号采集， 更大程 度上保证了更高的采集精度， 进而保证了最后控制单元的处理精度， 从而保证 了割草机器人的工作效果， 在本发明的一个更优的实施例中， 上述的第一电感 线圈 11、 第二电感线圈 12、 第三电感线圈两两垂直分布， 保证了对磁场信号更 高的采集精度， 进而保证了最后控制单元的处理精度， 从而保证了割草机器人 的工作效果。

[0037] 在本发明实施例中， 第二电感线圈 12与所述第三电感线圈相互串联， 第一电感 线圈 11与第二电感线圈 12、 第三电感线圈串联， 或者并联， 或者相互独立， 采 集电磁信号并进行输出， 由控制单元对上述输出的信号进行处理。 在本发明的 另一实施例中， 电磁传感器通过运算放大器连接至控制单元， 将电磁传感器的 输出信号进行放大再输出。

[0038] 在本发明实施例中， 磁场信号由设于工作场地上的磁场发生装置产 生， 该磁场 发生装置包括：

[0039] 可提供电能的信号发生器； 以及

[0040] 布置于工作场地上， 与信号发生器相连形成闭合回路的可通电边界 线 40。

[0041] 在本发明实施例中， 为割草机器人划定的草坪区域即上述工作场地 ， 在工作场 地的边界上， 沿着边界设置有一圈闭合的导线， 及上述的可通电边界线 40， 其 上连接有一基站， 即上述的信号发生器， 为导线提供电能等。 在本发明实施例 中， 导线通电吋， 会产生一个磁场， 电磁场检测装置 10采集磁场信号并进行处 理， 可以很精确地判断割草机器人当前所处的位置 。

[0042] 本发明实施例提供的一种电磁场检测装置 10， 包括控制单元与至少一组电磁场 传感器， 该电磁场传感器包括至少两个呈一夹角排布的 电感线圈， 可以对工作 场地上任何位置的磁场信号进行不同方向的检 测， 避免了磁场缺失的情况发生 ， 检测结果更加精确， 解决了现有技术中传感器对工作边界的识别精 度不高， 导致设备沿边界线 40行走吋路径歪曲幅度较大的问题。

[0043] 实施例三：

[0044] 本发明实施例提供一种可移动设备 20， 包括： 如上述实施例一〜二所述的任意 电磁场检测装置 10; 以及： 用于带动可移动设备 20进行行走的运动的移动装置 2 1。 在本发明实施例中， 电磁场检测装置 10的控制单元还用于根据电磁场检测装 置 10的检测信息控制、 调节移动装置 21的行走运动。 例如， 电磁场检测装置 10 检测到割草机器人已经超出工作场地， 那么控制单元将会控制移动装置 21转向 ， 进入工作场地。 尤其是在割草机器人需要沿着工作场地的边界 线 40行进的情 况下， 例如， 会基站进行充电， 很容易超出工作场地， 在本发明实施例中， 割 草机器人包括了如上述实施例一 ~二所述的任意电磁场检测装置 10， 其对边界的 判断具有很高的精准度， 可以很好地保证割草机器人在行进的整个过程 中路线 平稳， 不会发生在工作场地内外反复来回， 不断碰触边界线 40， 导致其工作效 率低下的情况发生。

[0045] 实施例四：

[0046] 在本发明实施例中， 一种可移动设备 20， 包括如实施例一〜二所述的任意电 磁场检测装置 10， 其中， 电磁场检测装置 10包括有两组电磁场传感器， 分别设 置于可移动设备 20沿行走方向的中线划分的左右两侧； 在本发明的一个较优的 实施例中， 上述两个电磁场传感器相对于中线线对称设置 ， 采集到的磁场信号 具有一定的规律性， 使得对采集到的磁场信号的后续处理过程比较 简便， 减少 了控制单元的计算量， 减轻了控制单元的工作负担。

[0047] 在本发明实施例中， 一种可移动设备 20， 还包括： 与两组电磁场传感器相连、 用于求取两组电磁场传感器之间的信号差值的 电路， 该电路与控制单元相连， 通过控制单元将信号差值处理为可用于控制移 动装置 21的行走与转向的控制信 号。 在本发明实施例中， 两组传感器各自会检测到一组信号， 由上述电路求出 两组传感器检测到的信号的差值， 然后， 由移动装置 21根据这个差值进行行进 方向的对应调整， 规划上述可移动设备 20的整体行进路线， 保证了上述可移动 设备 20可以非常平滑地沿着工作场地的边界线 40行走。

[0048] 在本发明实施例中， 可移动设备 20可以为割草机 /机器人、 清扫机 /机器人等往 往需要规定工作场地进行工作的设备， 本发明对设备类型不作具体限制。

[0049] 本发明实施例提供的一种可移动设备 20， 包括如实施例一〜二所述的任意电磁 场检测装置 10， 该电磁场检测装置 10包括控制单元与至少一组电磁场传感器， 该电磁场传感器包括至少两个呈一夹角排布的 电感线圈， 可以对工作场地上任 何位置的磁场信号进行不同方向的检测， 避免了磁场缺失的情况发生， 检测结 果更加精确， 使得可移动设备 20的行进路径更加平滑， 提高了其工作效率， 解 决了现有技术中传感器对工作边界的识别精度 不高， 导致设备沿边界线 40行走 吋路径歪曲幅度较大的问题。

[0050] 实施例五：

[0051] 本发明实施例提供一种边界识别系统， 包括：

[0052] 可提供电能的信号发生器 30;

[0053] 布置于工作场地上， 与信号发生器 30相连形成闭合回路的可通电边界线 40; 以 及

[0054] 可移动设备 20。

[0055] 在本发明实施例中， 信号发生器 30主要用于， 为可移动设备 20和边界线 40提供 电能， 可通电边界线 40可以为埋于地下的导线， 当信号发生器 30为导线通电吋 ， 由于电流的作用， 会产生一个磁场， 可移动设备 20包括了电磁场检测装置 10 和移动装置 21， 其中电磁场检测装置 10包括了控制单元， 上述可移动设备 20通 过电磁场感应装置感应磁场信号， 由控制单元根据该磁场信号处理得到可移动 设备 20的位置信息， 移动装置 21根据该位置信息调节可移动设备 20的行走运动

[0056] 本发明实施例中的电磁场感应装置包括了上述 所有实施例中描述的任意电磁场 感应装置， 本发明实施例中的可移动设备 20包括了如实施例三〜四中所述的任意 可移动设备 20， 此处皆不再赘述。

[0057] 本发明实施例提供的一种边界识别系统， 包括可移动设备 20、 信号发生器 30与 边界线 40， 其中可移动设备 20包括电磁场检测装置 10， 该电磁场检测装置 10包 括控制单元与至少一组电磁场传感器， 该电磁场传感器包括至少两个呈一夹角 排布的电感线圈， 可以对工作场地上任何位置的磁场信号进行不 同方向的检测 ， 避免了磁场缺失的情况发生， 检测结果更加精确， 使得可移动设备 20的行进 路径更加平滑， 提高了其工作效率， 解决了现有技术中传感器对工作边界的识 别精度不高， 导致设备沿边界线 40行走吋路径歪曲幅度较大的问题。

[0058] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的 精神和原则之内所作的任何修改、 等同替换和改进等， 均应包含在本发明的保 护范围之内。

[0059]