引导装置及操作系统

1.一种引导装置，可控制一扫地机器人的行进方向，该引导装置包括：
一接收单元，用以接收一第一超音波编码信号，该第一超音波编码信号是由该扫地机器人所发射；
一发射单元，发射至少一无线信号；
一控制单元，当该接收单元接收到该第一超音波编码信号时，该控制单元致能该发射单元，使该发射单元发射一第一引导无线信号，其中该扫地机器人根据该第一引导无线信号而移动；
其中当该扫地机器人在一第一区域执行完清洁工作后，该扫地机器人发射出一第二超音波编码信号，该引导装置根据该第二超音波编码信号，发射出一第二引导无线信号，用以引导该扫地机器人进入一第二区域，该第一及第二引导无线信号具有不同的编码值。
2.根据权利要求1所述的引导装置，其中该第一引导无线信号和该第二引导无线信号为一超音波信号或是一红外线信号。
3.根据权利要求1所述的引导装置，其中在该接收单元尚未接收到该第一超音波编码信号时，该控制单元不致能该发射单元，使得该发射单元不发射该第一引导无线信号，或是在该接收单元尚未接收到该第一超音波编码信号时，该控制单元致能该发射单元，使该发射单元发射一辨识无线信号。
4.一种操作系统，包括：
一扫地机器人，用以进行一清洁工作，并包括：
一第一发射单元，发射一第一超音波编码信号；
一第一引导装置，包括：
一接收单元，接收该第一超音波编码信号；
一第二发射单元，发射至少一无线信号；以及
一控制单元，当该接收单元接收到该第一超音波编码信号时，该控制单元致能该第二发射单元，使该第二发射单元发射一第一引导无线信号，该扫地机器人根据该第一引导无线信号而移动；
当该扫地机器人在一第一区域执行完清洁工作后，该第一发射单元发射出一第二超音波编码信号，该第一引导装置根据该第二超音波编码信号，发射出一第二引导无线信号，用以引导该扫地机器人进入一第二区域，该第一及第二引导无线信号具有不同的编码值。
5.根据权利要求4所述的操作系统，其中在该接收单元尚未接收到该第一超音波编码信号时，该控制单元不致能该第二发射单元，使得该第二发射单元不发射该第一引导无线信号，或是在该接收单元尚未接收到该第一超音波编码信号时，该控制单元致能该第二发射单元，使得该第二发射单元发射一辨识无线信号，该扫地机器人根据该辨识无线信号，开始往该第一引导装置移动，在该第二发射单元发射该第一引导无线信号后，该扫地机器人根据该第一引导无线信号，得知与该第一引导装置之间的距离。
6.根据权利要求4所述的操作系统，其中该操作系统还包括一第二引导装置，当该扫地机器人进入该第二区域后，该第一引导装置和该第二引导装置发射出该第一引导无线信号，并且该第一发射单元发射该第一超音波编码信号，当该扫地机器人在该第二区域执行完清洁工作后，该第一发射单元发射出该第二超音波编码信号，该第二引导装置根据该第二超音波编码信号，发射出该第二引导无线信号，用以引导该扫地机器人进入一第三区域。
7.根据权利要求6所述的操作系统，其中该第一引导无线信号和该第二引导无线信号为一超音波信号或是一红外线信号，该扫地机器人还包括：
一可充电单元；以及
一电量检测单元，用以检测该可充电单元的电量，当该可充电单元的电量小于一默认值时，则该第一发射单元发射出该第二超音波编码信号，该第一引导装置根据该第二超音波编码信号，发射出该第二引导无线信号，用以引导该扫地机器人进入该第一区域。
8.根据权利要求4所述的操作系统，其中该扫地机器人还包括一存储单元，用以储存清洁工作的相关信息，当该扫地机器人接收到该第一引导无线信号时，重置或校正该存储单元所储存的信息，其中当该扫地机器人接收到该第一引导无线信号时，该扫地机器人将该第一引导装置视为一虚拟墙。

引导装置及操作系统\n技术领域\n[0001] 本发明是有关于一种操作系统，特别是有关于一种具有扫地机器人的操作系统。\n背景技术\n[0002] 随着科技的进步，电子产品的种类愈来愈多，其中机器人(robot)就是其中一种。\n在许多可移动的机器人装置中，为了达到自动移动的功能，机器人通常会具有一驱动装置、一检测器以及一移动控制器。举例而言，清扫机器人就是一种清扫装置，不需使用者操作，便可自动移动，并吸取地板上的灰尘。\n发明内容\n[0003] 本发明提供一种引导装置，可控制一扫地机器人的行进方向，并包括一接收单元、一发射单元以及一控制单元。接收单元用以接收一超音波编码信号。超音波编码信号是由扫地机器人所发射。发射单元发射至少一无线信号。当接收单元接收到超音波编码信号时，控制单元致能发射单元，使发射单元发射一第一引导无线信号。扫地机器人根据第一引导无线信号而移动。\n[0004] 本发明还提供一种操作系统，包括一扫地机器人以及一引导装置。扫地机器人用以进行一清洁工作，并包括一第一发射单元。第一发射单元发射一第一超音波编码信号。引导装置包括，一接收单元、一第二发射单元以及一控制单元。接收单元接收第一超音波编码信号。第二发射单元发射至少一无线信号。当接收单元接收到超音波编码信号时，控制单元致能第二发射单元，使第二发射单元发射一第一引导无线信号。扫地机器人根据第一引导无线信号而移动。\n[0005] 为让本发明的特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。\n附图说明\n[0006] 图1为本发明的操作系统的示意图。\n[0007] 图2A～2C为本发明的操作系统的运作示意图。\n[0008] 图3为本发明的操作系统的另一可能实施例。\n[0009] [主要元件标号说明]\n[0010] 100、300：操作系统；    110、310：扫地机器人；\n[0011] 130、330：引导装置；    111、131：发射单元；\n[0012] 113、133：接收单元；    135：控制单元；\n[0013] 137：充电端；          139：充电单元；\n[0014] 115：可充电单元；      117：电量检测单元；\n[0015] 119：存储单元。\n具体实施方式\n[0016] 图1为本发明的操作系统的示意图。如图所示，操作系统100包括，扫地机器人110以及引导装置130。扫地机器人110用以进行一清洁工作。在本实施例中，引导装置130可控制扫地机器人110的移动方向，并且可同时或分别扮演一基地台(dock)、一光引导(light house)以及一虚拟墙(virtualwall)的角色。\n[0017] 如图所示，扫地机器人110包括发射单元111及接收单元113。发射单元111及接收单元113分别发射及接收无线信号。本发明并不限定无线信号的种类。在一可能实施例中，无线信号可为超音波(Ultrasonic Wave)信号或是红外线(Infrared Ray)信号。\n[0018] 在一可能实施例中，发射单元111及接收单元113发射或接收相同种类的无线信号。举例而言，发射单元111发射超音波信号，而接收单元113接收超音波信号，或是发射单元111发射红外线信号，而接收单元113接收红外线信号。\n[0019] 在另一实施例中，发射单元111及接收单元113分别发射及接收不同种类的无线信号。举例而言，发射单元111发射红外线信号，而接收单元113接收超音波信号，或是发射单元111发射超音波信号，而接收单元113接收红外线信号。\n[0020] 在本实施例中，发射单元111为超音波发射器，而接收单元113为红外线接收器。发射单元111发射一超音波编码信号(如UW1或UW2)，其中超音波编码信号UW1的编码值不同于超音波编码信号UW2的编码值。由于超音波信号的编码方式为本领域技术人员所深知，故不再赘述。\n[0021] 超音波信号的优点在于，传送距离远，并可克服遮蔽的问题，故可提高清扫的效率。再者，通过发射超音波信号，便得知前方是否具有障碍物，以避免直接碰撞障碍物。因此，扫地机器人110在执行清洁动作时，不会产生太大的噪音。另外，超音波具有较高的稳定度及准确度，并且不受光线(太阳光)的干扰。\n[0022] 在本实施例中，引导装置130包括，接收单元131、发射单元133以及控制单元(MCU)\n135。接收单元131接收发射单元111所发出的超音波编码信号(如UW1及UW2)。由于发射单元\n111所发出的超音波信号具有特定的编码值，故接收单元131可根据所接收到的超音波信号的编码值，得知超音波信号是否由扫地机器人110所发出，而不会将其它环境装置所发出的超音波信号，误认为扫地机器人110所发出的信号。\n[0023] 发射单元133发射至少一无线信号(如IRID、IR1、IR2)。本发明并不限定无线信号的种类。在一些实施例中，无线信号可为一超音波信号或是一红外线信号。在本实施例中，发射单元133发射具有不同编码值的红外线信号(如IRID、IR1、IR2)。由于红外线的编码方法亦为本领域技术人员所深知，故不再赘述。\n[0024] 控制单元135用以控制接收单元131以及发射单元133。当接收单元131接收到超音波编码信号UW1时，控制单元135致能发射单元133，使发射单元133发射引导无线信号IR1。扫地机器人110根据引导无线信号IR1而移动。\n[0025] 在一可能实施例中，在发射单元133发射引导无线信号IR1后，扫地机器人110便往引导装置130移动。因此，接收单元133便可准确地接收到扫地机器人110所发出的超音波编码信号UW1。\n[0026] 当接收单元133接收到扫地机器人110所发出的超音波编码信号UW1后，控制单元\n135根据接收单元131所接收到的超音波编码信号UW1的强度或是编码值，再次致能发射单元133，使发射单元133发射引导无线信号IR2，用以控制扫地机器人110移动的方向。\n[0027] 在本实施例中，扫地机器人110具有全向式镜面，故可轻易地接收到引导无线信号IR1及IR2。另外，引导无线信号IR1及IR2具有不同的编码值或强度。\n[0028] 在另一可能实施例中，当接收单元131尚未接收到超音波编码信号UW1时，控制单元135不致能发射单元133，因而，使得发射单元133不发射无线信号(如IRID、IR1、IR2)，直到接收单元131接收到超音波编码信号UW1后，控制单元135才会致能发射单元133。由于引导装置130仅在接收到超音波编码信号UW1后，才发射无线信号，因此，操作系统100具有省电的功能。\n[0029] 在其它可能实施例中，在接收单元131尚未接收到超音波编码信号UW1时，控制单元135致能发射单元133，使发射单元133发射一辨识无线信号IRID。当扫地机器人110接收到辨识无线信号IRID后，便可得知引导装置130并非一障碍物。因此，扫地机器人110便可根据引导装置130所发出的无线信号而动作。\n[0030] 举例而言，在扫地机器人110接收到辨识无线信号IRID后，扫地机器人110便开始往引导装置130移动，进而使得接收单元131接收到扫地机器人110所发出的超音波编码信号UW1。\n[0031] 当接收单元131接收到超音波编码信号UW1时，发射单元133发射引导无线信号IR1。\n扫地机器人110便可根据引导无线信号IR1，得知本身与引导装置130之间的距离，进而执行功能的切换。\n[0032] 在此例中，由于扫地机器人110可根据辨识无线信号IRID，得知引导装置130的存在，故当扫地机器人110的电量不足时，可实时根据引导无线信号IR1，回到引导装置130，并通过引导装置130进行充电动作。\n[0033] 举例而言，若引导装置130具有充电功能，则扫地机器人110可根据引导无线信号IR1，连接引导装置130，用以进行充电动作。倘若引导装置130不具有充电功能，则引导装置\n130可通过引导无线信号IR1，将扫地机器人110引导至可充电的地方。\n[0034] 在另一可能实施例中，若扫地机器人110的电量仍足够，则引导装置130可通过引导无线信号IR1，使扫地机器人110往其它空间进行清洁动作。\n[0035] 举例而言，引导装置130可设置在两区域之间，用以控制扫地机器人，使其分别清扫两区域。请参考图2A，当扫地机器人110在区域210内进行清洁动作时，引导装置130A发出引导无线信号IR1，让扫地机器人110认为引导装置130A为一虚拟墙(virtual wall)。因此，扫地机器人110不会离开区域210。在此实施例中，扫地机器人110会持续在区域210内进行清洁动作。\n[0036] 请参考图2B，当扫地机器人110清洁完区域210后，扫地机器人110的发射单元111会发出另一超音波编码信号UW2。当引导装置130A接收到超音波编码信号UW2后，发射另一引导无线信号IR2。扫地机器人110便可根据引导无线信号IR2离开区域210，并进入区域220，开始进行清洁工作。\n[0037] 在本实施例中，引导无线信号IR1及IR2具有不同的编码值。另外，超音波编码信号UW1及UW2亦具有不同的编码值。\n[0038] 在扫地机器人110进入区域210后，引导装置130A及130B均发射引导无线信号IR1，使得扫地机器人110认为引导装置130A及130B均为虚拟墙。因此，扫地机器人110不会离开区域220，并持续在区域220内进行清洁动作。此时，扫地机器人110发射超音波编码信号UW1。\n[0039] 请参考图2C，当扫地机器人110清洁完区域220后，扫地机器人110改发射超音波编码信号UW2。当引导装置130B接收到超音波编码信号UW2后，改发射引导无线信号IR2。扫地机器人110便可根据引导无线信号IR2离开区域220，并进入区域230，开始进行清洁工作。\n[0040] 在上述实施例中，由于引导装置130A已接收过超音波编码信号UW2，故不会再根据超音波编码信号UW2，而改发出引导无线信号IR2。由于引导装置130A发射引导无线信号IR1，故扫地机器人110不会从区域220进入区域210。\n[0041] 另外，不论扫地机器人110在哪个区域，当扫地机器人110电量不足时，扫地机器人\n110改发射另一超音波编码信号UW3，用以回到最初的区域(如210)。\n[0042] 举例而言，当扫地机器人110正在区域220内进行清洁工作时，若扫地机器人110发现本身的电量不足时，扫地机器人110改发射超音波编码信号UW3。由于引导装置130B从未发射过引导无线信号IR2(因扫地机器人110尚未进入区域230)，而引导装置130A曾发射过引导无线信号IR2(为了将扫地机器人110由区域210引导至区域220)，故只有引导装置130A会根据超音波编码信号UW3，再次发射引导无线信号IR2，用以将扫地机器人110由区域220引导回区域210，用以进行充电动作。\n[0043] 在上述实施例中，若引导装置130A具有充电功能，则扫地机器人110可通过引导装置130A，进行充电动作。\n[0044] 另外，扫地机器人110本身具有计时的功能。举例而言，当扫地机器人110清扫30分钟后，便会改发射超音波编码信号UW2，用以进入另一区域清扫。\n[0045] 在其它实施例中，当扫地机器人110进入新的区域时，可先沿墙移动，用以计算出此区域的约略大小，以及计算出，清扫此区域所需的预估时间。当实际的清扫时间等于预估时间时，扫地机器人110便发射超音波编码信号UW2，用以进入另一区域清扫。\n[0046] 图3为本发明的操作系统的另一可能实施例。图3相似图1，不同之处在于，图3的引导装置330多了充电端137以及充电单元139。充电单元139可通过充电端137，对扫地机器人\n310进行充电。\n[0047] 举例而言，当扫地机器人310接收到引导无线信号IR1后，扫地机器人310便往充电端137前进。接着，发射单元133再发射引导无线信号IR2，使得扫地机器人310根据引导无线信号IR2，准确地接触充电端137，用以进行充电动作。此时，引导装置330作为一基地台。\n[0048] 在其它实施例中，当扫地机器人310接收到引导无线信号IR1后，扫地机器人310先往充电端137前进。接着，发射单元133再发射引导无线信号I R2。扫地机器人310可根据引导无线信号IR2而转向，往引导装置330的左侧或右侧移动。此时，引导装置330作为一光引导装置。\n[0049] 另外，如图所示，扫地机器人310还包括，可充电单元115、电量检测单元117以及存储单元119。可充电单元115可为一充电电池，并可提供电源予发射单元111及接收单元113。\n[0050] 电量检测单元117检测可充电单元115的电量。当可充电单元115的电量小于一默认值时，若引导装置330具有充电功能，则扫地机器人310便往引导装置330移动。\n[0051] 存储单元119用以储存清洁工作的相关信息。当扫地机器人310接收到引导无线信号IR1时，可重置或校正存储单元119所储存的信息。\n[0052] 举例而言，通过扫地机器人310的轮子311的转动圈数或方向，便可推得扫地机器人310的所在位置，而此位置是储存于存储单元119之中。根据存储单元119所储存的位置，便可提供清扫的覆盖率。\n[0053] 然而，轮子311的转动圈数或方向可能会因打滑而有所误差。因此，在一实施例中，当扫地机器人310接收到引导无线信号IR1时，可重置或校正存储单元119，以提高清扫的准确度。\n[0054] 综上所述，本发明的引导装置可具有基地台、光引导以及虚拟墙的功能。当引导装置具有充电功能时，则可作为扫地机器人的充电基地台。由于扫地机器人可根据引导装置所发射的引导信号而移动，故引导装置亦具有光引导功能。再者，通过引导装置所发射的引导信号，扫地机器人可将引导装置视为一虚拟墙。因此，引导装置具有虚拟墙的功能。\n[0055] 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。