本发明涉及一种包括带有可再充电电池的自动吸尘器和外部再充电装置的自动吸尘器系统，更具体地说，涉及一种能够检测并与安放在摄像机不能检测到的区域的外部再充电装置进行对接的自动吸尘器系统及其对接方法。

通常，“自动吸尘器”是指一种在工作区域的预定范围内自动运动，而无需操作者的操作的装置，其执行指定的工作，例如从地板上吸入灰尘或外部物质的吸尘工作，或检查家中的门、窗或气阀的安全工作。
自动吸尘器通过传感器来确定家中或办公室中障碍物的距离，例如，到家具、办公设备、墙壁等的距离，并基于检测到的信息，在沿着不会碰到障碍物的路线运行的同时执行指定的工作。
通常，自动吸尘器装有一个能提供运行所需的必要动力的电池，而可再充电电池常常被用作此目的。自动吸尘器与一个外部再充电装置一起形成了一个系统，以使所述电池能在必要时被再充电。
为了使自动吸尘器返回到外部再充电装置进行充电，自动吸尘器需要知道外部再充电装置的位置。
传统上，为了确定外部再充电装置所处的位置，外部再充电装置就发出一个高频信号，而自动吸尘器从外部再充电装置接收此高频信号，从而根据所接收到的高频信号的电平来找到外部再充电装置的位置。
然而，根据上面的基于检测到的高频信号电平来找到外部再充电装置的位置的方法，当高频信号因比如反射波、干扰等外部因素而变化时，对外部再充电装置位置的确定有时是不准确的。
即使在找到了外部再充电装置的准确位置之后，外部再充电装置的电源插头和自动吸尘器的电源插头也可能连接不当。
在试图克服先前技术的上述问题的一种方案中，发明者已经在2002年10月31日提交的韩国专利申请No.10-2002-0066742(KR10-2002-0066742)中公开了“具有外部再充电装置的自动吸尘器系统以及用于使所述自动吸尘器与外部再充电装置进行对接的方法”，其允许自动吸尘器确定外部再充电装置的准确位置并与外部再充电装置对接。
根据KR10-2002-0066742号专利申请，自动吸尘器利用上部摄像机和天花板上的位置识别标准确定外部再充电装置的位置。与外部再充电装置的对接总是能准确地实现，这是因为所述过程是利用来自缓冲器(bumper)的信号以及再充电插头和电源插头之间的接触信号进行控制的。
然而，KR10-2002-0066742申请中公开的自动吸尘器系统在外部再充电装置的安装空间方面具有一定的限制。具体地说，外部再充电装置必须形成在能够被自动吸尘器的上部摄像机所识别的区域内。因此，在大于上部摄像机所能检测的区域中，就不能有效地使用自动吸尘器。
因此，对于即使在超出上部摄像机的识别区域也能使自动吸尘器检测到外部再充电装置的准确位置的自动吸尘器系统及其对接方法的需求已经引起了注意。

因此，本发明的一个目的是提出一种具有外部再充电装置的自动吸尘器系统，即使当外部再充电装置处于位置识别标志能被上部摄像机检测到的范围之外时，所述系统也能准确地检测到外部再充电装置的位置。
本发明的另一个目的是提供一种自动吸尘器和外部再充电装置的对接方法，即使当外部再充电装置处于上部摄像机的识别范围之外时，其也能使自动吸尘器准确地对接到外部再充电装置中。
以上目的通过提供一种根据本发明的自动吸尘器系统而得以实现，其包括由连接到公用电源(utility power supply)的电源插头、形成在外部再充电装置上的再充电装置识别标志组成的外部再充电装置，具有能检测再充电装置识别标志的识别标志传感器以及可再充电电池的自动吸尘器。自动吸尘器自动地对接到电源插头上以便对可再充电电池进行再充电。电源插头控制单元安装在外部再充电装置中，以便只有在对自动吸尘器的再充电期间输送电能。
电源控制单元包括电源插头支撑部件，一端连接到电源插头支撑部件而另一端连接到电源插头以便弹性地支撑电源插头的弹性部件，以及位于电源插头和电源插头支撑部件之间，根据电源插头的位置变化而操作的微动开关。
电源插头支撑部件包括连接到外部再充电装置主体上的支撑支架，以及一个形成在支撑支架的底面上并具有一个从上表面上凸起的用于连接微动开关的连接件凸块的再充电电源装置外壳。
再充电装置识别标志形成在电源插头的一侧。再充电装置识别标志由反射材料制成，识别标志传感器是一种能够检测反射材料的光电传感器。
再充电装置识别标志形成在外部再充电装置前面的地板上。再充电装置识别标志由一种金属带制成，识别标志传感器是一种能够检测金属带的接近传感器(proximity sensor)。
以上目的也可以通过根据本发明的一种自动吸尘器系统来实现，其包括外部再充电装置和自动吸尘器。外部再充电装置包括连接到公用电源上的电源插头，被固定地配置在预定位置上的具有一个安装在其上的电源插头的接线板，以及形成在接线板前面的底面上的再充电装置识别标志。自动吸尘器包括形成在自动吸尘器主体底部用于检测再充电识别标志的识别标志传感器，用于使自动吸尘器主体运动的驱动单元，安装在自动吸尘器主体上以捕捉天花板的影像的上部摄像机，安装在自动吸尘器主体外围以便当自动吸尘器撞到障碍物时输出碰撞信号的缓冲器，安装在缓冲器上能与接线板上的电源插头相连的再充电插头，安装在自动吸尘器主体上能够利用通过再充电插头输送的电力进行再充电的可再充电电池，以及一个根据接收到的再充电命令，利用识别标志传感器检测再充电装置识别标志，并控制驱动单元去连接外部再充电装置的控制单元。
再充电装置识别标志相对于接线板形成垂直关系。识别标志传感器，沿着缓冲器安装的方向安装在自动吸尘器主体的底部。
再充电装置识别标志是一种金属带，且识别标志传感器是一种能够检测金属带的接近传感器。
只有当接收来自缓冲器的碰撞信号，然后接收到指示再充电插头和电源插头之间接触的接触信号时，控制单元才确定再充电插头连接到电源插头。
自动吸尘器还包括用于检测可再充电电池的剩余电能的电池电能测量单元，根据从电池电能测量单元接收到的再充电请求信号，自动吸尘器停止执行指定的工作并返回外部再充电装置。
根据本发明，一种用于同外部再充电装置对接的自动吸尘器的对接方法包括以下步骤：自动吸尘器根据接收到的工作开始信号，从与外部再充电装置的连接状态下启动；自动吸尘器，在运行期间，通过上部摄像机对第一位置识别标进行检测，将首先检测到的第一位置识别图像存储为进入点信息；自动吸尘器利用输入的再充电命令信号执行指定的工作；自动吸尘器通过利用当前位置信息和存储的进入点信息返回到进入点，其中当前位置信息是从由上部摄像机所捕捉到的上方图像计算得到的；通过利用自动吸尘器主体上的传感器检测再充电装置识别标志来检测外部再充电装置；自动吸尘器将其再充电插头连接到外部再充电装置的电源插头上；以及，通过再充电插头利用外部电源对可再充电电池进行充电。
检测外部再充电装置的步骤包括自动吸尘器向前行驶，确定前方是否存在障碍物，确定障碍物，以及沿着绕所述障碍物的一个方向行驶。自动吸尘器在行驶期间确定是否检测到了再充电装置识别标志，并基于检测到的再充电装置识别标志，执行外部再充电装置的连接步骤。在没有检测到再充电装置识别标志的情况下，自动吸尘器确定行驶距离是否超过了参考距离，并且如果如此，转动180°以绕障碍物运行。
连接外部再充电装置的步骤包括自动吸尘器的下述步骤：转动以使自动吸尘器的再充电插头面对着外部再充电装置；运行并确定是否收到了缓冲器碰撞信号；在收到缓冲器碰撞信号之后，确定是否收到了接触信号。接触信号表示自动吸尘器的再充电插头与外部再充电装置的电源插头相接触。在收到来自缓冲器的碰撞信号后没有接触信号的情况下，自动吸尘器将其行驶角度调整一个预定的角度，并确定是否收到了接触信号。当经过一定次数的对自动吸尘器行驶角度调整之后仍然没有收到接触信号时，自动吸尘器就退回到进入点。
对自动吸尘器的行驶角的调整被确定为每次15°，对自动吸尘器行驶角的调整次数被设定为6次。
当在执行指定工作的步骤中缺少能量时，或当执行指定工作的步骤完成时，就产生再充电命令信号。
对于具有依照本发明的外部再充电装置的自动系统，即使当外部再充电装置被定位于位置识别标志被自动吸尘器的上部摄像机检测到的可检测区域之外时，外部再充电装置也能够被准确地找到。
另外，根据自动吸尘器与外部再充电装置的对接方法，即使当外部再充电装置被定位于上部摄像机的可识别区域之外时，自动吸尘器也能准确地找到并对接到外部再充电装置中。
根据本发明的另一方面，其提供一种自动吸尘器系统，其包括：连接在公用电源上的电源插头；具有安装在其上的电源插头以及固定在预定位置上的接线板的外部再充电装置；形成在接线板的前面电源插头的一侧的再充电装置识别标志；和自动吸尘器，所述自动吸尘器包括：安装在自动吸尘器主体上以检测再充电装置识别标志的识别标志传感器；用于驱动自动吸尘器主体的驱动部分；安装在自动吸尘器主体上以摄取天花板上的影像的上部摄像机；安装在自动吸尘器主体外围上，以便在撞到障碍物的情况下输出碰撞信号的缓冲器；以与外部再充电装置的电源插头可连接方式形成在缓冲器上的再充电插头；安装在自动吸尘器主体上，通过再充电插头进行充电的可再充电电池，以及控制单元，其根据接收到的再充电命令，利用识别标志传感器检测再充电装置识别标志并控制驱动部分，且将自动吸尘器对接到外部再充电装置中。
附图说明
通过参照附图对本发明的优选实施方式的详细描述，本发明的以上目的和其它特征将会得到更加明显清楚的了解，其中：图1是具有根据本发明的外部再充电装置的自动吸尘器系统的立体图；图2是图1的自动吸尘器系统的方框图；图3A和3B是图1的自动吸尘器的去除了盖子后的立体图；图4是图3的自动吸尘器的底部视图，其显示了吸尘器主体的底部；图5是显示沿顺时针运动以寻找外部再充电装置的自动吸尘器的视图；图6是显示图5中的自动吸尘器的识别标志检测传感器检测再充电装置识别标志的一种方法的视图；图7是显示沿逆时针运动，以搜索外部再充电装置的图1的自动吸尘器的视图；图8是显示图7的自动吸尘器的识别标志显示传感器检测再充电装置识别标志的一种方法的视图；图9是显示图1的自动吸尘器系统的视图，其中外部再充电装置的电源插头不与自动吸尘器的再充电插头相接触；图10是显示了具有根据本发明的另一个优选实施方式的外部再充电装置的自动吸尘器系统的立体图；图11是具有根据本发明的另一个优选实施方式的外部再充电装置的自动吸尘器的立体图；图12是外部再充电装置的立体图；图13是图12的俯视图；图14A是图13的自动吸尘器的立体图，其盖子被去除了以显示安装在主体两侧的识别标志传感器；图14B是图13的自动吸尘器的立体图，其盖子被去除了以显示安装在主体正面的识别标志传感器；图15是显示通过安装在主体两侧的识别标志传感器，来检测外部再充电装置识别标志的一种方法；图16是显示正向前运动以找出外部再充电装置的图14B的自动吸尘器的过程的视图；图17是显示根据本发明的一个优选实施方式的图2的中央控制单元的方框图；图18是显示图1的自动吸尘器系统的一种方法的流程图，用于使自动吸尘器与外部再充电装置对接；图19是显示根据本发明的一种优选实施方式的检测图18的外部再充电装置的一种程序的流程图；和图20是根据本发明的一种优选实施方式的使自动吸尘器与图19的外部再充电装置相对接的一种过程。

以下，将参照附图对本发明进行详细描述。
参照图1至3，自动吸尘器系统包括自动吸尘器和外部再充电装置。
自动吸尘器10包括主体11、灰尘吸取单元16、驱动单元20、上部摄像机30、正面摄像机32、控制单元40、存储单元41、收发单元收发器单元43、传感器单元12、缓冲器54和可再充电电池50。
灰尘吸取单元16形成形成在主体11上，以便从其遇到的地板上连同灰尘一起吸入空气。灰尘吸取单元16可以通过各种已知的方法来构造。例如，灰尘吸取单元16可以包括吸气马达(没有示出)，以及用于收集灰尘的灰尘仓，所述灰尘是通过启动吸气马达，从面对地面形成的吸气口或吸气管道吸入的。
驱动单元20包括形成在前面两侧的一对前轮21a、21b，形成在后面两侧的一对后轮22a、22b，用于转动后轮22a、22b的马达23、24，安装的用来将驱动力从后轮22a、22b传递到前轮21a、21b的正时皮带(timingbelt)25。驱动单20驱动马达23、24，以便沿向前或向后的方向相互独立地转动。自动吸尘器10的行驶方向，是通过控制马达23、24以不同的每分钟转速RPM转动来决定的。
正面摄像机32被安装在主体11上以捕捉自动吸尘器前面的影像，并将捕捉到的影像输出给控制单元40。
传感器单元12安装有用于检测再充电装置识别标志88的识别标志传感器15，配置在主体11侧面以预定的间隔发出信号然后接收反射信号的障碍物传感器14，和测量自动吸尘器10的行驶距离的行驶距离传感器13。
识别标志传感器15被形成在主体11的底部上，以检测外部再充电装置80的再充电装置识别标志88。识别标志传感器15可以优选地形成在主体11的正面靠下的部分，上面安装有缓冲器54，以便随着自动吸尘器10的前进来检测识别标志88。更具体地说，三个识别15a、15b、15c被排列成两条线，以使随着正面传感器15a的启动以及另外两个传感器15b、15c之一的启动，就识别出存在再充电装置识别标志88。可以采用各种方法来构建识别标志传感器15和再充电装置识别标志88的组合，只要识别标志传感器15能够正确地检测到再充电装置识别标志88就行。例如，可以采用金属带作为再充电装置识别标志88，同时采用能够检测金属带的接近传感器作为识别标志传感器15。
根据本发明的另一个优选实施方式，如图14A-B所示，识别标志传感器15′被安装在自动吸尘器主体11的上部，以检测形成在外部再充电装置80正面的再充电装置识别标志89。根据存储在控制单元40中并用来检测外部再充电装置的方法类型，识别标志传感器15′可以被形成在自动吸尘器10的正面，即缓冲器54的上侧，或同时在自动吸尘器10的两侧(见图14A和14B)。另外，识别标志传感器15′是可以检测再充电装置识别标志89的反射材料的传感器，通常，采用反射光电传感器。光电传感器包括发光的光发射部分，和接收来自反射材料的反射光的光反射部分。
障碍物传感器14包括许多发射红外光线的红外光发射元件14a，以及许多与各个红外光元件14a配对的接收反射光的光接收元件14b。成对的红外光发射元件14a和光接收元件14b，沿着主体11的外圆周被配置成垂直线。在一个替代的实例中，障碍物传感器14可以带有一个发射ultra射线并接收反射光的ultra传感器。障碍物传感器14也可以被用于测量从自动吸尘器10到障碍物或到墙壁的距离。
可以采用转动传感器作为行驶距离传感器13，以检测轮子21a、21b、22a、22b的每分钟转速。例如，转动传感器可以包括检测马达23、24的每分钟转速的编码器。
收发单元43发出通过天线42所要传递的数据，通过天线42接收信号，并将接收到的信号传递给控制单元40。
缓冲器54被安装在主体11的外圆周上，以便当自动吸尘器10撞到障碍物例如墙壁时，吸收冲击力并将碰撞信号发送给控制单元40。缓冲器54被支撑在弹性部件(没有示出)上，以使其可以沿着相对于自动吸尘器10行驶的地板的平行方向向前或向后运动。此外，一个传感器被安装在缓冲器54上，以便当缓冲器54撞到障碍物时向控制单元40输出碰撞信号。因此，当缓冲器54撞到障碍物时，一个特定的碰撞信号就被发送给控制单元40。在对应于外部再充电装置80的电源插头82的高度上，再充电插头56被安装在缓冲器54的正面上。如果用来供电的是三相电源，就安装三个再充电插头56。
可再充电电池50被安装在主体11上，并连接到缓冲器54的再充电插头56上。因此，由于再充电插头56与外部再充电装置80的电源插头82相连接，可再充电电池50得到了公用交流电源的充电。即，在自动吸尘器10与外部再充电装置80相连接的地方，经电源线86从公用交流电源输入的电能，被从外部再充电装置80的电源插头82输入，并经缓冲器54的再充电插头56被充电给可再充电电池50。
还安装了一个电池能量测量单元52，以检测可再充电电池50的剩余能量。如果检测到可再充电电池50的能量达到低于预定的下限，电池能量测量单元52就输出一个再充电请求信号给控制单元40。
控制单元40处理经收发单元42接收到的信号，并据此控制各个部分。一种具有多个按键的按键输入装置(没有示出)可以被另外安装在主体11上，以便输入功能设置，在此情况下，控制单元40可以处理从按键输入装置输入的按键信号。
当不工作时，控制单元40执行控制，以使自动吸尘器10待机于与外部再充电装置80的连接模式。由于自动吸尘器处于这样一种待命模式，即与外部再充电装置80相连接，可再充电电池50始终都会具有一种预定的电源电平。
控制单元40通过上部摄像机30，捕捉形成有位置识别标志的天花板的影像。基于上方影像，可以计算出自动吸尘器10当前位置。根据指令，自动吸尘器10的工作路线被计划出来，这样，自动吸尘器就在沿着计划好的路线运动的同时执行指定的任务。
控制单元40，根据命令离开外部再充电装置80并执行操作，然后通过利用由上部摄像机30拍摄的上方影像以及识别标志传感器15返回并与外部再充电装置80有效地对接。
外部再充电装置80包括电源插头82和接线板84。电源插头82通过内部变压器和电源电缆被连接在电源线86上，并与自动吸尘器10的再充电插头56相对接，从而向可再充电电池50供应电能。电源线86被连接在公用交流电源上。内部变压器可以被省略。
接线板84用于将电源插头82支撑在与自动吸尘器10的再充电插头56相同的高度上。电源插头82被固定在接线板84上的适当位置上。如果供电的是三相电源，在接线板84是要安装三个电源插头82。
外部再充电装置80包括再充电装置主体81、电源插头82和电源插头控制单元100。如图1和10所示，外部再充电装置80可以采用三相电源，或者如图11-13所示，可以采用100～240V的公用电源。根据本实施方式，公用电源如图11-13中所示那样使用。
如图12所示，再充电装置主体81包括连接在公用电源上的电源线86(图11)，其中安装有再充电电源装置87的再充电电源装置外壳87a，用于释放再充电电源装置87上产生的热量的散热器81a，以及再充电装置外壳81b。再充电装置外壳81b上带有一个插头孔82′，电源插头82通过插入孔82′暴露在外。
电源插头82通过再充电电源装置87和电源电缆被连接在电源线86上，并连接到自动吸尘器10的再充电插头56上，以便向可再充电电池50输送电能。所采用的电源插头82的类型，是根据外部再充电装置80采用的电源的类型来确定的。例如，如果采用三相感应电源，则三个电源插头82可以配置成如图1中所示，且如果采用民用公用电源，要提供两个电源插头82，如图11所示。电源插头控制单元100被连接在电源插头82上，以便只有当自动吸尘器10的再充电插头56被连接在电源插头82上时电源才会供电。
电源插头控制单元100包括电源插头支撑部件110，一端连接到电源插头支撑部件110，而另一端连接到电源插头82以便弹性地支撑电源插头82的弹性部件120，以及一个安装在电源插头82和电源插头支撑部件110之间的根据电源插头82的位置变化来工作的微动开关130。
电源插头支撑部件110将电源插头82支撑在与自动吸尘器10的再充电插头56相同的高度上，并将电源插头82固定在预定的位置上。电源插头支撑部件110，带有连接到再充电装置主体81的支撑支架83a，和形成在支撑支架83a的底面上的再充电电源装置外壳87a，且包括用于连接微动开关130的从上表面凸出的连接凸块87b。
弹性部件120优选可以是一个螺旋弹簧。弹性部件120的一端连接到从电源插头支撑部件110上凸出的第一支撑凸块111，而另一端连接到从电源插头82的内侧凸出的第二支撑凸块82a。
微动开关130安装在从再充电电源装置外壳87a的上部凸出的连接凸块87b上，其带有一个从在电源插头82的一端的接触区域凸出的开/关开关元件131。由于电源插头82克服弹性部件120的恢复力从而与微动开关130相接触，开关元件131被接通，从而允许电能向电源插头82供给。
再充电装置识别标志88被形成在外部再充电装置80前方的地板上，以使自动吸尘器10能够利用标志识别传感器15(见图1)来识别外部再充电装置80的位置。再充电装置识别标志88可以优选地形成相对于外部再充电装置80呈垂直关系，以使识别标志传感器15能够准确地检测外部再充电装置80的位置。如果接近传感器被用作识别标志传感器15，优选采用能够被接近传感器识别的金属带作为再充电装置识别标志88。再充电装置识别标志88的长度，被确定为要长到足以使得当自动吸尘器10沿着外部再充电装置80做顺墙(wall-follow)行驶时，位于主体11的底部的多个识别标志传感器15a、15b、15c中的至少两个传感器能够检测到再充电装置识别标志88。例如，如图6和8所示，对于具有三个识别标志传感器15a、15b、15c的自动吸尘器10，要设定成使得三个传感器中的两个15a和15b，或者15a和15c能够检测到再充电装置识别标志88。
参照图13，根据本发明的另一个优选实施方式的再充电装置识别标志89被安装在外部再充电装置80的接线板84的正面，以便利用识别标志传感器15′来识别外部再充电装置80的位置。“反射材料”直接反射来自光源的入射光，而不管入射角如何。因此，再充电装置识别标志89，将来自自动吸尘器10的识别标志传感器15′的光反射回识别标志传感器15′。因此，自动吸尘器10能够在保洁区域中的任何地方检测到外部再充电装置80，只要自动吸尘器10处于将来自识别标志传感器15′的光反射到再充电装置识别标志89上的角度之内就行。
现在将参照图1-9，对自动吸尘器系统的操作进行描述，其中自动吸尘器10检测外部再充电装置80的位置，并与电源插头82进行对接。
在具有外部再充电装置80的自动吸尘器系统的起始状态中，自动吸尘器10处于待命模式，其再充电插头56连接在外部再充电装置80的电源插头82上。外部再充电装置80，处于自动吸尘器10的上部摄像机30能够检测到天花板上的位置识别标志的适当位置上。更具体地说，如果将工作区域划分为位置识别标志能被上部摄像机30检测到的摄像机区域A，和位置识别标志不能被检测到的非摄像机区域B(见图5)的话，外部再充电装置80处于非摄像机区域B中。
一旦收到工作开始命令，自动吸尘器10向前运动，脱离与外部再充电装置80的连接，并通过上部摄像机30捕捉天花板上的影像。检测位置识别标志(没有示出)的自动吸尘器10计算来自上方影像中点的对应坐标，并将计算出的坐标存储在存储单元41中。在此情况下，自动吸尘器10计算自动吸尘器10离开非摄像机区域B并进入到摄像机区域A处的点P1(图5)的坐标，然后存储计算出的坐标。在下述中，自动吸尘器10首次进入摄像机区域A中的点P1，将被引用作为进入点。工作开始命令包括清洁工作，或者利用摄像机的安全工作。
在执行根据命令的指定工作时，自动吸尘器10周期性地检查是否收到了再充电命令信号。
一旦收到了再充电命令信号，自动吸尘器10的控制单元40就捕捉当前上方影像，并基于捕捉到的影像计算自动吸尘器10的当前位置。控制单元40装载存储的进入点P1的坐标信息，并计算到达进入点P1的优化路线。控制单元40指示驱动单元20，沿着已经找到的优化路线驱动自动吸尘器10。
当自动吸尘器10完成工作时，或接收到从电池能量测量单元52输入的再充电请求信号，就产生再充电命令信号。另外，在自动吸尘器10的工作期间，操作者可以在任何他/她需要的时候强制产生再充电命令信号。
如果自动吸尘器10到达了进入点P1，控制单元40就控制驱动单元20，以使自动吸尘器朝着墙壁90运动。这是因为在非摄像机区域B中的自动吸尘器10，不能通过上部摄像机30得知其当前的位置。基于通过障碍物传感器14对墙壁90的探测，自动吸尘器10停止在距墙壁90有一预定距离的第二点P2，并沿着墙壁90作逆时针运动，如图5所示。因此，自动吸尘器10顺着墙壁行驶。自动吸尘器10沿着墙壁90的行驶方向以及行驶中的自动吸尘器10和墙壁90之间的间隙可以由操作者来调节。控制单元40对顺着墙壁的行驶过程加以控制，并确定再充电装置识别标志88是否被识别标志传感器15检测到了。当从识别标志传感器15收到接近再充电装置识别标志的检测信号时，控制单元40使自动吸尘器10停止顺着墙壁的运动，并与外部再充电装置80对接。当满足了某些条件时，例如当三个识别标志传感器15a、15b、15c中的正面传感器15a被启动，随后剩余的传感器15b、15c中的至少一个在一预定的时间间隔内被启动时(见图6)，控制单元40确定再充电装置识别标志88被检测到了。参照图15，根据本发明的另一个实施方式，当主体两侧上的识别标志传感器15′中的至少一个被启动时，就确定再充电装置识别标志89被检测到了。
如果在开始顺着墙壁行驶之后的一段预定的时间内，自动吸尘器10没有检测到再充电装置识别标志88，控制单元40就使自动吸尘器10转动180°，并沿着先前行驶的反方向执行顺着墙壁行驶(图7)。如果在顺着墙壁行驶期间，自动吸尘器10通过识别标志传感器15检测到了再充电装置识别标志88，控制单元40就使自动吸尘器10停止顺着墙壁的行驶，并与外部再充电装置80对接。当例如，三个识别标志传感器15a、15b、15c中的正面传感器15a被启动，且剩余的传感器15b、15c中的一个在一预定的时间间隔内被启动时，控制单元40确定检测到了再充电识别标志88(见图8)。再次参照图15，根据本发明的另一个优选实施方式，当主体两侧的识别标志传感器15′中的一个被启动时，就确定再充电装置识别标志89被检测到了。
以下将描述用于将自动吸尘器10对接到外部再充电装置80中的对接方法。
当再充电装置识别标志88被检测到时，自动吸尘器10向前运动到对接点P3，并转动，以使缓冲器54的再充电插头56面对着外部再充电装置80的电源插头82。对接点P3是基于外部再充电装置80的电源插头82和再充电装置识别标志88之间的几何关系而预先确定的。当自动吸尘器到达对接点P3时，控制单元40进行控制，以使自动吸尘器10朝着外部再充电装置80行驶。
一旦收到来自缓冲器54的碰撞信号，控制单元40就确定是否收到了来自与电源插头82相接触的接触点附近的再充电插头56的信号。当缓冲器54的碰撞信号和再充电插头56的接触信号被同时收到时，控制单元40就确定再充电插头56被完全连接在外部再充电装置80的电源插头82上，并控制自动吸尘器10向前直至缓冲器54受到某种程度的压缩。这样，就就完成了对接。
如果在收到碰撞信号后没有收到接触信号，控制单元40就确定再充电插头56没有与外部再充电装置80的电源插头82相连接。收到了碰撞信号而没有收到接触信号的情况如图9中所示。
参照图9，在连接电源插头82的中心和自动吸尘器10的I-I第一线与连接再充电插头56的中心和自动吸尘器10的II-II第二线之间错位的一个角度θ，意味着电源插头82没有连接在再充电插头56上。相应地，控制单元40控制驱动单元20行驶，以使自动吸尘器10沿相反的方向行驶一段预定的距离，直至碰撞信号消失，转动一个预定的角度，然后直接向前运动。
在转过所述预定角度之后，一旦收到来自缓冲器54的碰撞信号和来自再充电插头56的接触信号，控制单元就命令自动吸尘器10沿着一个新的方向向前运动，并确定连接被完成了。
当在以预定的角度转动后没有来自再充电插头56的接触信号时，控制单元40就调节自动吸尘器10的行驶角度。如果在经过预定次数的尝试之后，控制单元40没有收到来自再充电插头56的接触信号，控制单元40就命令自动吸尘器10返回到进入点P1。控制单元40重复以上过程，直至同时收到碰撞信号和接触信号。当碰撞信号和接触信号被同时收到时，控制单元40命令自动吸尘器10向前运动一段预定的距离，并完成连接。
对行驶角度的调节，可以在考虑外部再充电装置80的电源插头82和自动吸尘器10的再充电插头56的尺寸的情况下来确定，最适合的角度是15°。调节次数可以在考虑调节角度的情况下适当地确定。行驶角从起始状态开始要调节多次，且如果没有收到接触信号，自动吸尘器10就返回到初始状态，然后行驶角度被沿着相反方向调整。另外，优选的情况是，如果调节角度被设定为15°，行驶角就被调节三次每次调节15°，如果没有接触信号，行驶角度就沿着相反的方向调节三次每次调节15°。结果，自动吸尘器10，就试图在与外部再充电装置80的起始接触点左右45°范围内与电源插头82相连接，且在多数情况下，来自再充电插头56的接触信号都是通过这种方式接收的。
在本发明的又一种实施方式中，识别标志传感器15可以形成在自动吸尘器10的主体11的正面，且自动吸尘器10如何接受检测外部再充电装置80的指令的过程将参照图13进行说明。
自动吸尘器10通过与以上描述相同的程序运动到进入点P1。自动吸尘器10离开外部再充电装置80，并到达相同位置的进入点P1。参照图16，随着自动吸尘器10到达进入点P1，控制单元40使自动吸尘器10相对于再充电插头56安装的正面转动一个预定的角度。当在自动吸尘器10的转动期间识别标志传感器15′被启动时，控制单元40就使自动吸尘器10停止，并将自动吸尘器10引向识别标志传感器15′被启动的方向。结果，自动吸尘器10对接在外部再充电装置80中。由于自动吸尘器10对接到外部再充电装置80中的过程与以上所描述的过程相同，其进一步的描述将被省略。
到目前为止以实例的方式描述的是控制单元40自动处理计算以检测并对接在外部再充电装置80上。
根据本发明的另一方面，自动吸尘器系统可以被构造成要使进入点P1的上方影像的存储和自动吸尘器10的连接由外部控制单元来实现。这一点的目的是减少自动吸尘器10用于控制检测和与外部再充电装置80对接所需的计算量。
对于这一点，自动吸尘器10通过无线方式发送由上部摄像机30捕捉到的上方影像，并根据从外部接收到的控制信号驱动自动吸尘器。设置一个远程控制器60，其无线地控制着自动吸尘器10的操作，所述操作包括执行指定任务并返回到外部再充电装置80。
远程控制器60包括无线继电器63和中央控制装置70。
无线继电器63处理从自动吸尘器10接收到的无线信号，通过导线将接收到的信号传递给中央控制装置70，并通过天线62以无线的方式将从中央控制装置70接收到的信号发送给自动吸尘器10。
计算机通常被用作中央控制装置70，其一个实例如图14中所示。参照图14，中央控制装置70包括中央处理单元(CPU)71、只读存储器(ROM)72、随机存取存储器(RAM)73、显示器74、输入单元75、存储单元76和收发单元77。
存储单元76上装有一个自动吸尘器驱动器76a以控制自动吸尘器10并处理从自动吸尘器10传递的信号。
一旦开始运行，自动吸尘器驱动器76工作以使自动吸尘器10的控制菜单被显示在显示屏74上，由操作者对控制菜单做出的选择可以由自动吸尘器10来执行。所述菜单可以含有各种菜单，主菜单中(包括)例如保洁项目和安全项目，子菜单中(包括)例如工作区域选择列表，工作方法选择列表，等等。
当预定了工作周期时，或当工作开始命令信号被操作者通过输入单元75输入时，自动吸尘器10就离开外部再充电装置80，上方影像，即天花板的影像就被自动吸尘器10的上部摄像机30所捕捉。相应地，自动吸尘器驱动器76a就接收来自自动吸尘器10的上方影像，并确定位置识别标志是否被检测到了。如果第一次从上方影像中检测到了位置识别标志，自动吸尘器驱动器76a就计算有关检测到位置识别标志的地方自动吸尘器10的位置的数据，并将计算数据存储在存储单元76中作为进入点。
自动吸尘器驱动器76a命令自动吸尘器10执行指定的工作。自动吸尘器10的控制单元40，根据通过无线继电器63传递给自动吸尘器驱动器76a的控制信息，控制驱动单元20和/或灰尘吸取单元16，并将由上部摄像机30当前捕捉到的上方影像，通过无线继电器63发送给中央控制装置70。
当从自动吸尘器10收到电池再充电请求信号时，或通过无线继电器63收到再充电命令信号，例如工作完成信号时，自动吸尘器驱动器76a，就利用存储在存储单元76中的进入点信息和通过上部摄像机30捕捉并接收到的上方影像获得的当前位置信息，计算返回到外部再充电装置80的路线，从而命令自动吸尘器10沿着计算出的返回路线运动到进入点。自动吸尘器驱动器76a按照先前所描述的方法控制自动吸尘器10，以使自动吸尘器10能够对接外部再充电装置80中。
下面，将参照图18至20，对根据本发明的优选实施方式的具有外部再充电装置的自动吸尘器系统的对接方法，即用于将自动吸尘器10对接到外部再充电装置80中的对接方法进行说明。
在此情况下，自动吸尘器10开始处于与外部再充电装置80相连的待命状态。
随着收到工作开始命令，控制单元40控制自动吸尘器10向前运动，脱离外部再充电装置80。在步骤S100，自动吸尘器10在行驶的同时，通过其上部摄像机30连续地捕捉上方影像。
一旦在上方影像中检测到了第一位置识别标志，在操作步骤S200，控制单元40就将该点上自动吸尘器10的坐标存储在存储单元41中作为进入点P1。
在步骤S300，自动吸尘器10执行指定的工作，例如保洁或安全工作。
执行完指定的工作，在步骤S400，控制单元40确定是否收到了再充电命令信号。
一旦收到了再充电命令信号，控制单元40就通过上部摄像机40捕捉上方影像，计算自动吸尘器10的当前位置信息，并利用当前位置信息和存储的进入点P1的位置信息，控制单元40计算自动吸尘器10到进入点P1的返回路线。在步骤S500，控制单元40控制自动吸尘器10沿着计算好的返回路线行驶。
随着自动吸尘器10运动到进入点P1，在步骤S600中，控制单元40接管，且自动吸尘器10检测外部再充电装置80。自动吸尘器10检测外部再充电装置80的一种检测方法如图19所示。
参照图19，在步骤S610，控制单元40命令自动吸尘器10朝着墙壁90直线运动。在步骤S620，确定在运行期间是否收到了来自障碍物传感器14的障碍物检测信号。如果检测到了任何障碍物，在步骤S630，控制单元40命令自动吸尘器10，沿着预定的方向沿着障碍物顺着墙壁行驶。在步骤S640，控制单元40确定在自动吸尘器10顺着墙壁行驶期间，是否有任何从识别标志传感器15收到的在再充电装置识别标志88的检测信号。当收到在再充电装置识别标志88的检测信号时，在步骤S700，控制单元40向自动吸尘器10发送对接到外部再充电装置中的信号。
如果没有收到在再充电装置识别标志88的检测信号，在步骤S650，控制单元40确定自动吸尘器10顺着墙壁行驶的距离是否超过了预定的距离。所述预定的参数，涉及由操作者对外部再充电装置80设定的距离，以防止自动吸尘器10沿着整个工作区域做顺着墙壁的运动。
如果顺着墙壁运动的自动吸尘器10的运动距离已经超过了预定的参数，在步骤S660，控制单元40就给自动吸尘器10发送转动180°的信号，然后继续沿墙壁行驶。当在顺着墙壁行驶期间检测到了再充电装置识别标志88时，控制单元40就向自动吸尘器10发送与外部再充电装置80相连接的信号。
图20是显示根据本发明的优选实施方式，自动吸尘器10与外部再充电装置80相对接的方法的流程图。
参照图20，在步骤S710，控制单元40向自动吸尘器发送绕着开始检测到再充电装置识别标志88的点移动和转动的信号，以使再充电插头56能够面对外部再充电装置80。也就是说，控制单元40向自动吸尘器10发送信号以相对于再充电装置识别标志88，沿着预定的方向运动，并到达预定的位置。然后，控制单元40向自动吸尘器10发送向前运动的信号。然后，在步骤S720，控制单元40确定是否从缓冲器54收到了任何碰撞信号。
如果收到了碰撞信号，在步骤S730，控制单元40确定是否从再充电插头56收到了接触信号。如果在步骤S730没有从再充电插头56收到接触信号，在步骤S740，控制单元40向自动吸尘器10发送后退一段预定距离的信号，然后将自动吸尘器10的行驶角度调整一个预定的角度。由于自动吸尘器10的再充电插头56被确定为没有与电源插头82相连接，自动吸尘器10被迫将其方向改变一预定的角度，然后直接向前运动，这样，再充电插头56与电源插头82相接触的可能性增大了。
行驶角度的调整可以沿着一个方向进行，但更适合于在两个方向上进行所述调整。因此，如果沿着一个方向调整了数次之后还没有收到接触信号，就可以沿着相反方向进行预定次数的调整。例如，如果甚至自动吸尘器10已经沿着向左方向调整了三次行驶角度，每次15°之后，还没有收到接触信号，自动吸尘器10就返回其初始状态，然后沿着向右方向调整三次行驶角，每次15°。
自动吸尘器10每调整一次行驶角，在步骤S750中就计数一次调整。然后在步骤S760，确定计数值是否低于预定的调整次数。如果是，控制返回到步骤S730，以确定是否从再充电插头56收到了接触信号。基于假设步骤S740中的调整角被设定为“15°”，对于预定的调整次数，优选被设定为“6次”。
当在步骤S730中最终确定接收到了再充电插头56的接触信号时，自动吸尘器10在步骤S730中沿着确定的方向移动一段预定的距离，并在步骤S733开始再充电，在步骤S732中确定自动吸尘器10的再充电插头56被完全地连接在外部再充电装置80的电源插头82上。
对于根据以上对本发明的描述的具有外部再充电装置的自动吸尘器系统，即使当外部再充电装置处于不能被上部摄像机检测到的区域中时，即处于非摄像机区域中时，外部再充电装置也能被准确地找到，结果，自动吸尘器总是能与外部再充电装置准确地对接。
尽管以上已经参照自动吸尘器对本发明进行了描述，其只是作为一个实例，因此，应该明白本发明能够被用于所有类型的具有可再充电电池的自动，所述自动利用可再充电电池的能量自动地运动并执行预定的任务，且还能在任何出现再充电需要的时候自动地返回外部再充电装置。
尽管已经描述了本发明的一些优选实施方式，应该明白，对于所述技术领域内的技术人员而言，本发明并不局限于所描述的优选实施方式，而是可以在所附的权利要求限定的本发明的精髓和范围之内做出各种变化和修改。