[发明专利]导引系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导引系统，特别是一种能在环境信号中提取特定强度的信号的导引系统。 

本发明还涉及一种导引系统的控制方法，特别是一种能在环境信号中提取特定强度的信号的控制方法。 

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行走路径进行控制。所述边界系统包括：信号发生单元，产生预设的边界信号；边界线，与信号发生单元电性连接，预设的边界信号沿边界线传导，并生成预设的磁场信号；信号检测单元，设置在所述自动行走设备内，用于检测环境中的磁场信号，并生成检测信号；信号处理单元，与信号检测单元电性连接，接收所述检测信号，对所述检测信号进行处理，生成处理信号； 

控制单元接收所述处理信号，并根据所述处理信号代表的信息，确认自动行走设备相对边界线的位置，控制自动行走设备的在跨越边界线时及时转换自动行走设备行走方向，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。早期的边界系统发送的预设的边界信号为脉冲信号，此种边界信号的优势在于识别容易，但存在的问题是边界系统无法区分来自边界信号的脉冲信号与干扰的脉冲信号，使得边界系统在接收到干 扰的脉冲信号时，误以为是边界信号而根据其携带的信息对自动行走设备的行走路径进行控制，使得边界系统很容易受到干扰，而做出错误判断，降低了边界系统的抗干扰能力。 

2001年10月9日公告的美国专利US6300737B1揭示的边界系统解决了上述抗干扰能力弱的技术问题。其解决问题的方式在于提供了一种包括至少两个正弦波信号的边界信号，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，从而有效地控制自动行走设备的行走路径，使其始终保持在边界线内工作。由于正弦波信号相较于脉冲信号具有抗干扰能力强的优点，使得该边界系统能有效克服外界信号的干扰，但在实际使用过程中，依然存在干扰问题。因为在实际使用过程中，在相邻的两个区域上，存在同时使用该边界系统的可能性，即在相邻的两个区域上分别存在第一边界系统和第二边界系统，两个边界系统的构成均为上述以正弦波作为边界信号的边界系统。此情况下当第一边界系统的自动行走设备行走至第一边界线与第二边界线靠近的位置时，第一边界系统的自动行走设备既可以检测到第一边界线的信号，又可以检测到第二边界线的信号。若此时第一边界系统的自动行走设备处于第一边界线内时，其相对第二边界线则处于第二边界线的外侧。此时，自动行走设备既检测到来自第一边界线的信号14’与15’，且在14’过零点时信号15’为正；同时又检测到来自第二边界线的信号14’与15’，且在14’过零点时信号15’为负。由于第一边界系统与第二边界系统的构成相同，因此控制单元检测信号14’和15’时无法区分14’和15’来自第一边界线还是第二边界线，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处于边界线内还是外时，判断结果为自动行走设备既处于边界线外又处于边界线内，造成自动行走设备出现混乱，甚至停止工作。此外，当环境中存在一个 频率为16K的正弦波信号A和一个频率为32K的正弦波信号B，且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度时，信号检测单元相应地检测到A’和B’，且在信号A’过零点时，信号B’为正或负。控制单元根据信号A’与B’的对应关系判断自动行走设备2处于边界线3内还是边界线3外。控制单元不会根据其接收到的信号A’与B’来区分信号A与B是否为边界信号，导致即使信号A与B不是边界信号，控制单元仍会根据其携带的信息控制自动行走设备的行走路径，从而导致出现错误判断。