CN104677405B - 异常判定系统及其判定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及异常判定系统及其判定方法。在一个方面中，提供一种异常判定系统，包括自动化移动体和充电单元，该自动化移动体包括至少一个距离测量单元，所述至少一个距离测量单元测量距路面的距离并且设置成面向移动方向上的该路面，该充电单元包括用于对自动化移动体的电池进行充电的连接端子。在由距离测量单元在自动化移动体连接至充电站的连接端子并定位时进行测量的路面上设置有台阶部。异常判定系统还包括判定单元，该判定单元构造成判断在定位时由距离测量单元测量到的距台阶部的距离是否小于阈值。

Description

异常判定系统及其判定方法

技术领域

本发明涉及一种异常判定系统及其判定方法，该异常判定系统判定设置在自动化移动体中的距离测量单元中的异常。

背景技术

已知一种自动化移动体，该自动化移动体通过在由距离测量单元测量到的距路面的距离大于阈值时检测出台阶部等并执行停止或避开操作来防止由于台阶部等而引起的跌落或跌倒(例如，参见日本特许申请公报No.2012-130781(JP 2012-130781A))。

发明内容

然而，例如，尽管存在台阶部，距离测量单元仍可能输出诸如水平路面的距离值之类的异常距离值。因此，为了使自动化移动体能够令人满意地检测台阶部等，需要周期性地检查距离测量单元是否正常操作。用户在检查距离测量单元方面遇到困难。本发明提供异常判定系统及其判定方法，其中该异常判定系统可以在自动化移动体返回至充电站时自动检查距离测量单元中的异常。

本发明的第一方面涉及一种异常判定系统。该异常判定系统包括：自动化移动体、充电单元、台阶部以及判定单元，自动化移动体包括至少一个距离测量单元，所述至少一个距离测量单元测量距路面的距离并且设置成面向移动方面上的该路面，充电单元包括用于对自动化移动体的电池进行充电的连接端子，台阶部设置在由距离测量单元在自动化移动体连接至充电站的连接端子并定位时进行测量的路面上，判定单元构造成判断在定位时由距离测量单元测量到的距台阶部的距离是否小于阈值。

在该方面中，台阶部可以为凹部、凸部或反射从距离测量单元输出的信号的反射部。

在该方面中，自动化移动体可以包括多个距离测量单元，并且台阶部可以形成于在定位时由距离测量单元进行测量的各路面上。

在该方面中，台阶部可以为凹部或反射从距离测量单元输出的信号的反射部，并且判定单元可以在由距离测量单元在定位时测量到的距台阶部的距离大于阈值时判定距离测量单元为异常。

本发明的第二方面涉及一种在异常判定系统中判定测量距路面的距离的至少一个距离测量单元中的异常的方法，该异常判定系统包括自动化移动体和充电单元，自动化移动体包括设置成面向移动方向上的该路面的上述至少一个距离测量单元，充电单元包括用于对自动化移动体的电池进行充电的连接端子。该方法包括：由距离测量单元在自动化移动体通过与充电站的连接端子连接而定位时对距台阶部的距离进行测量；以及判断测量到的距离是否小于阈值。台阶部设置于在定位时由距离测量单元进行测量的路面上。

根据本发明的第一方面和第二方面，可以提供异常判定系统及其判定方法，其中该异常判定系统可以在自动化移动体返回至充电站时自动检查距离测量单元的异常。

附图说明

以下将参照附图对本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义进行描述，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：

图1是示意性地示出了根据本发明的实施方式1的异常判定系统的构型的视图；

图2是示出了根据本发明的实施方式1的异常判定系统的构型的框图；

图3是示出了在由距离传感器在根据本发明的实施方式1的自动化移动体定位在充电站时进行测量的路面上形成凹形台阶部的示例的视图；

图4是示出了根据本发明的实施方式1的异常判定方法的处理流程的流程图；

图5是示出了在本发明的实施方式2中在由距离传感器进行测量的路面上以U形形状布置镜子的示例的视图；

图6是示出了在本发明的实施方式2中镜子在由距离传感器进行测量的路面上布置成包围自动化移动体的四侧的示例的视图；

图7是示出了在本发明的实施方式2中在由距离传感器进行测量的路面上、在充电站的前侧上布置单个镜子的示例的视图；

图8是示出了在本发明的另一实施方式中本发明应用于基于由两个距离传感器检测的距离来检测台阶部或障碍物的自动化移动体的示例的视图；

图9是示出了在本发明的又一实施方式中本发明应用于基于由两个距离传感器检测的距离来检测台阶部或障碍物的自动化移动体的示例的视图；以及

图10是示出了在本发明的又一实施方式中在由距离传感器在自动化移动体定位在预定位置时进行测量的路面上布置镜子的示例的视图。

具体实施方式

实施方式1

下文将参照附图描述本发明的实施方式。图1是示意性地示出根据本发明的实施方式1的异常判定系统的构型的视图。图2是示出了根据本发明的实施方式1的异常判定系统的构型的框图。根据实施方式1的异常判定系统1包括自动化移动体2和充电站3，自动化移动体2包括至少一个距离传感器26，充电站3包括用于对自动化移动体2的电池25进行充电的连接端子31。

自动化移动体2包括移动体本体21、以可旋转的方式设置在移动体本体21中的车轮23、驱动车轮23的马达24、对马达24供电的电池25、距离传感器26、以及基于由距离传感器26测量到的距离来控制马达24的控制器27。自动化移动体2的构型仅为示例，本发明并不限于此，而是可以采用自主地移动的任何移动体。

距离传感器26为距离测量单元的具体示例，距离传感器26设置成面向其移动方向上的路面并且测量距路面的距离。例如，自动化移动体2在由距离传感器26测量到的距路面的距离大于预定值时检测出台阶部。自动化移动体2基于检测到的台阶部来执行停止操作或台阶部避开操作。

充电站3为充电单元的具体示例并且包括沿水平方向延伸的连接端子31。自动化移动体2构造成周期性地(当电池25的充电状态等于或小于预定值、每一预定时间、或类似方式)返回至充电站3。自动化移动体2设置有用于对电池25充电的连接部28。当对电池25充电时，自动化移动体2自主地移动以将连接部28连接至充电站3的连接端子31。自动化移动体2在通过充电站3的连接端子31充电时定位在预定位置处。

然而，例如，尽管存在台阶部，距离传感器仍可能输出诸如水平路面的距离值之类的异常距离值。因此，为了使自动化移动体令人满意地检测台阶部等，需要周期性地检查距离传感器是否正常操作。

与此相反，在根据实施方式1的异常判定系统1中，在由距离传感器26在自动化移动体2通过与充电站3的连接端子31连接而被定位时进行测量的路面上设置有假台阶部4。自动化移动体2的控制器27包括判定单元271，判定单元271构造成判断在定位时由距离传感器26测量到的距台阶部4的距离是否小于阈值。

在自动化移动体2通过与充电站3的连接而定位成用于充电的位置处(在对自动化移动体2进行充电时)，距离传感器26测量距路面上的台阶部4的距离。判定单元271通过判断由距离传感器26测量到的距离是否小于阈值来检查距离传感器26是否异常。

判定单元271为判定单元的具体示例并且在由距离传感器26在对自动化移动体2充电时测量到的距台阶部4的距离大于预定阈值时判定距离传感器26为异常(恒定值的固定的异常)。

由于自动化移动体2通过充电站3定位，因此距离传感器26与台阶部4之间的相对位置恒定。因此，通过将由距离传感器26测量到的距台阶部4的距离与预定的阈值进行比较，可以判断距离传感器26是否异常。以此方式，可以在对自动化移动体2的电池充电时自动地检查距离传感器26是否异常。通过将检查距离传感器26是否异常的步骤加入由自动化移动体2周期性地执行的电池充电步骤，可以进一步令人满意地检查距离传感器26的异常，从而提高了其可靠性。

作为台阶部4的镜子4设置在由距离传感器26在自动化移动体2通过与充电站3的连接端子31的连接而定位时进行测量的路面上。镜子4为反射部的具体示例并且反射从距离传感器26输出的光学信号。通过将镜子4设置在路面上，可以使由距离传感器26测量到的距离增加了通过镜子的反射而延长的反射光路径。即，由实际凹形台阶部引起的光学路径的增加可以通过镜子4的反射光路径类似地产生。

例如，如图1所示，由距离传感器26测量到的距离L等于AB+BC，增加了从距镜子4的正常距离AB延伸的反射光路径BC(＝BC’)。反射光路径BC对应于实际凹部的光学路径。因此，可以通过简单地安装镜子4而不实际形成凹部，以与凹部实际形成时相同的方式判定距离传感器26的异常。

凹形台阶部可以形成在由距离传感器26在自动化移动体2通过与充电站3的连接端子31的连接而定位时进行测量的路面上(图3)。

判定单元271通过诸如微型计算机之类的硬件构成，其中该微型计算机包括：执行计算程序等的中央处理单元(CPU)、包括存储由CPU执行的计算程序等的只读存储器(ROM)或随机存储器(RAM)的存储器、以及从外界输入信号及输出信号至外界的接口单元(IF)。CPU、存储器以及接口单元经由数据总线等彼此连接。

图4是示出了根据实施方式1的异常判定方法的处理流程的流程图。例如，当自动化移动体2接收到作为用于开始运动的触发的运动开始指令时，判断自动化移动体是否连接至充电站3的连接端子31(步骤S101)。

当判定自动化移动体2未连接至充电站3的连接端子31时(在步骤S101中为“否”)，处理流程结束。当判定自动化移动体2连接至充电站3的连接端子31时(在步骤S101中为“是”)，距离传感器26测量距路面的台阶部4的距离(步骤S102)。

控制器27的判定单元271判断由距离传感器26测量到的距台阶部4的距离是否大于阈值(步骤S103)。当判定由距离传感器26测量到的距台阶部4的距离大于阈值时(在步骤S103中为“否”)，判定单元271判定距离传感器26为异常(步骤S104)。在这种情况下，例如，自动化移动体2维持自动化移动体2连接至充电站3的状态(在异常情况下停止)(步骤S105)。当判定距离传感器26为异常时，判定单元271可以使用警报单元对用户发出警报。警报单元的示例包括：输出警报声的扩音器、显示警报的显示器以及发射警报光或闪烁的警报灯。

另一方面，当判定由距离传感器26测量到的距台阶部4的距离不大于阈值时(在步骤S103中为“是”)，判定单元271判定距离传感器26为正常(步骤S106)。在这种情况下，例如，自动化移动体2离开充电站3并开始自动化移动体2的运动(步骤S107)。

在根据实施方式1的上述异常判定系统1中，假台阶部4设置在由距离传感器26在自动化移动体2通过与充电站3的连接端子31的连接而定位时进行测量的路面上。自动化移动体2的控制器27包括判定单元271，判定单元271构造成判断在定位时由距离传感器26测量到的距台阶部4的距离是否小于阈值。因此，可以在对自动化移动体2的电池充电时自动地检查距离传感器26是否异常。

实施方式2

在本发明的实施方式2中，自动化移动体2可以包括沿着其外周的多个距离传感器26。在这种情况下，台阶部即镜子4安装在由距离传感器26在自动化移动体2相对于充电站3定位时进行测量的路面上。例如，如图5所示，当三个距离传感器26等间距地布置在自动化移动体2的前侧上时，镜子4以大致U形形状布置在由距离传感器26进行测量的路面上。因此，可以同时检查这三个距离传感器26的异常。

如图6所示，当四个距离传感器26等间距地布置在自动化移动体2的外周上时，镜子4在由距离传感器26进行测量的路面上布置成包围自动化移动体2的四侧。因此，可以同时检查这四个距离传感器26的异常。在该示例中，自动化移动体包括三个和四个距离传感器，而自动化移动体包括两个或五个或更多个距离传感器时的情况与自动化移动体包括三个和四个距离传感器时的情况相同。即，镜子4布置在由距离传感器26在自动化移动体2相对于充电站3定位时进行测量的路面上。判定单元271可以通过判断由距离传感器26测量到的距台阶部4的距离是否大于阈值来检查距离传感器26的异常。

如图7所示，一个镜子4可以在由距离传感器26进行测量的路面上布置在充电站3的前侧上。在这种情况下，在自动化移动体2连接至充电站3并且定位的位置处，距离传感器26a测量距路面上的镜子4的距离，并且控制器27的判定单元271判断由距离传感器26a测量到的距离是否小于阈值。之后，自动化移动体2与充电站3断开并且在该位置处旋转90°。在该状态下，距离传感器26b测量距路面上的镜子4的距离，并且判定单元271判断由距离传感器26b测量到的距离是否小于阈值。随后，自动化移动体2在该位置处旋转90°。在该状态下，距离传感器26c测量距路面上的镜子4的距离，并且判定单元271判断由距离传感器26c测量到的距离是否小于阈值。自动化移动体2在该位置处进一步旋转90°。在该状态下，距离传感器26d测量距离路面上的镜子4的距离，并且判定单元271判断由距离传感器26d测量到的距离是否小于阈值。以此方式，可以使用单个镜子4来判定自动化移动体的这四个距离传感器26的异常。

在实施方式2中，其他构型与在实施方式1中的基本相同，对应的元件将通过相同的附图标记表示，并将不再重复对其的详细描述。根据实施方式2，可以在对自动化移动体2的电池充电时自动地检查多个距离传感器26的异常。

本发明不限于上述实施方式并且可以在不偏离本发明的主旨的情况下进行适当地修改。

上述实施方式可以应用于下述自动化移动体2：该自动化移动体2包括检测路面上的沿移动方向的距离的两个距离传感器26，并且该自动化移动体2基于由距离传感器26检测出的距离来检测台阶部或障碍物。镜子4布置在由距离传感器26在自动化移动体2通过与充电站3的连接端子31的连接而定位时进行测量的路面上(图8)。判定单元271可以通过判断在自动化移动体2通过与充电站3的连接端子31的连接而定位的状态下由距离传感器26测量到的距镜子4的距离是否大于阈值来判定距离传感器26的异常。

距离传感器26的异常可以在自动化移动体2通过与充电站3的连接端子31的连接而定位时通过使镜子4从充电站3侧移动至自动化移动体2侧来判定。

例如，在图9所示的状态下，由于由上距离传感器26测量到的距离包括镜子4的反射光路径，因此上距离传感器26检测到台阶部。另一方面，由于由下距离传感器26测量到的距离不包括镜子4的反射光路径，因此下距离传感器26检测到水平路面。之后，当使镜子4移动至自动化移动体2侧时(在Δt秒后)，如图8所示，由上距离传感器和下距离传感器26测量到的距离包括镜子4的反射光路径，并且因此上距离传感器和下距离传感器26检测到台阶部。因此，通过移动镜子4替代移动自动化移动体2来判断下距离传感器26是否正常地检测台阶部。通过固定镜子4并且实际移动自动化移动体2(例如，使自动化移动体2从充电站3向后移动)，可以判断距离传感器26是否异常。

在上述实施方式中，控制器27的判定单元271设置在自动化移动体2中，但是也可以设置在充电站3中。

在上述实施方式中，凸部可以形成为台阶部4。在实施方式1和实施方式2中，布置镜子4并且形成凹部作为台阶部4。在这种情况下，可以检查距离传感器26是否可以正常测量实际凹形台阶部。另一方面，通过使凸部形成为台阶部4，可以检查距离传感器26是否可以正常测量实际凸形台阶部。

在上述实施方式中，自动化移动体2通过将自动化移动体2的连接部28以接触的方式连接至充电站3的连接端子31而相对于充电站3定位，但是本发明不限于此。通过将自动化移动体2的连接部28以非接触的方式连接至充电站3的连接端子31，自动化移动体2可以相对于充电站3定位。

在上述实施方式中，自动化移动体2可以使用诸如包括照相机的图像传感器、超声波传感器、红外线传感器以及毫米波传感器之类的不同于判定用传感器的传感器29来识别用于检查距离传感器26的传感器检查目标。例如，自动化移动体2基于由照相机捕获的图像来识别用于检查传感器的预定目标并且移动至设定在传感器检查目标的附近的预定位置(图10)。镜子4布置在由距离传感器26在自动化移动体2定位在预定位置时测量的路面上。通过使控制器27的判定单元271判断由距离传感器26在自动化移动体2定位在预定位置处的状态下测量的距镜子4的距离是否大于阈值，可以判定距离传感器26的异常。因此，可以在任意设定位置处判定距离传感器26的异常。

本发明的一方面可以提供一种异常判定系统，该异常判定系统包括：自动化移动体、台阶部以及判定单元，自动化移动体包括检测单元和至少一个距离测量单元，所述至少一个距离测量单元设置成面向移动方向上的路面并且构造成测量距该路面的距离，检测单元构造成检测预定位置，台阶部设置在由距离测量单元在自动化移动体定位在预定位置时进行测量的路面上，判定单元判断在定位时由距离测量单元测量到的距台阶部的距离是否小于阈值。

Claims (4)

1.一种异常判定系统(1)，其特征在于包括：

自动化移动体(2)，所述自动化移动体(2)包括至少一个距离测量单元(26)，所述距离测量单元(26)设置成面向移动方向上的路面并且所述距离测量单元(26)测量距该路面的距离；

充电单元(3)，所述充电单元(3)包括用于对所述自动化移动体的电池进行充电的连接端子(31)；

台阶部(4)，所述台阶部(4)设置于当所述自动化移动体连接至所述充电单元的所述连接端子并且定位时由所述距离测量单元进行测量的路面上，所述台阶部(4)与所述充电单元(3)之间的相对位置恒定；以及

判定单元(271)，所述判定单元(271)构造成判断在定位时由所述距离测量单元测量到的距所述台阶部的距离是否小于阈值，

其中，所述台阶部为反射从所述距离测量单元输出的信号的反射部，使得由所述距离测量单元(26)测量到的距离增加了通过所述反射部的反射而延长的反射光路径。

2.根据权利要求1所述的异常判定系统，其特征在于，所述自动化移动体包括多个所述距离测量单元，以及

所述台阶部实施为多个台阶部，所述台阶部分别形成于在定位时由所述距离测量单元进行测量的路面上。

3.根据权利要求1所述的异常判定系统，其特征在于，当在定位时由所述距离测量单元测量到的距所述台阶部的距离大于所述阈值时，所述判定单元判定所述距离测量单元为异常。

4.一种在异常判定系统中对测量距路面的距离的至少一个距离测量单元中的异常进行判定的方法，所述异常判定系统包括自动化移动体和充电单元，所述自动化移动体包括设置成面向移动方向上的该路面的所述至少一个距离测量单元，所述充电单元包括用于对所述自动化移动体的电池进行充电的连接端子，所述方法的特征在于包括：

当所述自动化移动体通过连接至所述充电单元的所述连接端子而定位时，由所述距离测量单元测量距台阶部的距离(S102)，其中，所述台阶部设置于在定位时由所述距离测量单元进行测量的路面上，并且所述台阶部(4)与所述充电单元(3)之间的相对位置恒定，以及，所述台阶部为反射从所述距离测量单元输出的信号的反射部，使得由所述距离测量单元(26)测量到的距离增加了通过所述反射部的反射而延长的反射光路径；以及

判断测量到的距离是否小于阈值(S103)。