DE102017213426A1

DE102017213426A1 - Robot for soil cultivation

Info

Publication number: DE102017213426A1
Application number: DE102017213426.7A
Authority: DE
Inventors: Markus Kühnel
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2017-08-02
Filing date: 2017-08-02
Publication date: 2019-02-07
Also published as: EP3437538B1; EP3437538A1

Abstract

Ein Roboter umfasst eine Bewegungseinheit zum Fahren des Roboters über eine Bodenfläche und eine Bearbeitungseinheit zur Bearbeitung der abgefahrenen Bodenfläche. Ein Verfahren zum Steuern des Roboters umfasst Schritte des Erfassens eines Betriebszustands der Bearbeitungseinheit; des Bestimmens, dass der erfasste Betriebszustand die Bearbeitung beeinträchtigt; und des Ansteuerns der Bewegungseinheit, um den Roboter zu einer vorbestimmten Position zu fahren, die dem erfassten Betriebszustand zugewiesen ist.A robot comprises a movement unit for driving the robot over a floor surface and a processing unit for processing the worn floor surface. A method of controlling the robot includes steps of detecting an operating state of the processing unit; determining that the detected operating condition interferes with the processing; and driving the moving unit to drive the robot to a predetermined position assigned to the detected operating state.

Description

Die Erfindung betrifft einen autonomen Roboter. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Roboter, der zur Bearbeitung einer Bodenfläche eingerichtet ist.The invention relates to an autonomous robot. In particular, the invention relates to a robot that is set up for processing a floor surface.

Ein Roboter ist zur autonomen Bearbeitung einer Bodenfläche eingerichtet. Beispielsweise kann der Roboter dazu eingerichtet sein, eine Bodenfläche in einem Haushalt abzufahren und dabei Staub aufzusammeln. Der aufgesammelte Staub wird in einem Behälter gesammelt, der gelegentlich ausgeleert werden muss. Üblicherweise wird ein voller Behälter mittels eines Signals angezeigt, beispielsweise mit einem Warnlicht.A robot is set up for the autonomous processing of a floor surface. For example, the robot may be configured to run a floor surface in a household while collecting dust. The collected dust is collected in a container that occasionally needs to be evacuated. Usually, a full container is displayed by means of a signal, for example with a warning light.

DE 10 2009 003 748 A1 betrifft einen Staubsaugroboter mit einer optischen Abtasteinrichtung zur Erfassung einer strukturierten Marke. DE 10 2009 003 748 A1 relates to a vacuum cleaner robot with an optical scanner for detecting a structured mark.

DE 10 2010 016 263 A1 schlägt eine Basisstation für einen Staubsaugroboter vor, wobei ein Sammelbehälter für Staub, den der Roboter eingesammelt hat, mit einer Aufladestation zum Aufladen eines Energiespeichers integriert werden kann. DE 10 2010 016 263 A1 proposes a base station for a vacuum cleaner robot, wherein a collection container for dust collected by the robot can be integrated with a charging station for charging an energy storage device.

Eine der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine verbesserte Technik zur Steuerung eines Bodenbearbeitungs-Roboters anzugeben. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.An object of the present invention is to provide an improved technique for controlling a tillage robot. The invention solves this problem by means of the subjects of the independent claims. Subclaims give preferred embodiments again.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ein erfindungsgemäßer Roboter umfasst eine Bewegungseinheit zum Fahren des Roboters über eine Bodenfläche und eine Bearbeitungseinheit zur Bearbeitung der abgefahrenen Bodenfläche. Ein Verfahren zum Steuern des Roboters umfasst Schritte des Erfassens eines Betriebszustands der Bearbeitungseinheit; des Bestimmens, dass der erfasste Betriebszustand die Bearbeitung beeinträchtigt; und des Ansteuerns der Bewegungseinheit, um den Roboter zu einer vorbestimmten Position zu fahren, die dem erfassten Betriebszustand zugewiesen ist.A robot according to the invention comprises a movement unit for driving the robot over a ground surface and a processing unit for processing the worn ground surface. A method of controlling the robot includes steps of detecting an operating state of the processing unit; determining that the detected operating condition interferes with the processing; and driving the moving unit to drive the robot to a predetermined position assigned to the detected operating state.

Dadurch kann vermieden werden, dass der Roboter, wenn er einen externen Eingriff, einen Service oder eine Wartungstätigkeit erfordert, manuell transportiert werden muss. Insbesondere wenn der Roboter zum Reinigen der Bodenfläche eingerichtet ist, kann vermieden werden, dass durch den Transport eine Verunreinigung der Bodenfläche erfolgt, beispielsweise durch auslaufendes Reinigungsmittel, herabfallenden, zuvor eingesammelten Schmutz oder Ähnliches. Die vorbestimmte Position kann insbesondere so festgelegt sein, dass der erforderliche Eingriff verbessert durchgeführt werden kann. Muss beispielsweise ein Sammelbehälter des Roboters für Schmutz ausgeleert werden, so kann die Position im Bereich eines Abfalleimers gewählt werden. Die Anwesenheit des Roboters im Bereich des Abfalleimers kann ein eingängiger und kaum zu übersehender Hinweis an eine Bedienperson des Roboters zum Ausleeren des Behälters sein.This can prevent the robot from having to be manually transported if it requires external intervention, service or maintenance. In particular, when the robot is set up for cleaning the floor surface, it can be avoided that contamination of the floor surface occurs by the transport, for example by leaking cleaning agent, falling, previously collected dirt or the like. Specifically, the predetermined position may be set so that the required engagement can be performed improved. If, for example, a collecting container of the robot has to be evacuated for dirt, the position in the area of a trash can can be selected. The presence of the robot in the area of the trash can can be a catchy and hard to miss indication to an operator of the robot for emptying the container.

Es ist besonders bevorzugt, dass die Position von einer weiteren Position verschieden ist, die einem Betriebszustand zugeordnet ist, in welchem ein Energiespeicher des Roboters nachgefüllt werden soll. Das Nachfüllen des Energiespeichers erfolgt üblicherweise in einer sogenannten Basisstation, in welcher beispielsweise ein elektrisches Ladegerät für den elektrischen Energiespeicher angebracht sein kann. Durch die Trennung der vorbestimmten Position von der weiteren Position kann die Basisstation auch an einer unzugänglichen Stelle, beispielsweise unterhalb eines niedrigen Möbelstücks, angeordnet sein. Im üblichen Betrieb kann der Roboter die Basisstation ohne fremdes Zutun erreichen und wieder verlassen. Die vorbestimmte Position fährt er hingegen nur dann an, wenn eine externe Maßnahme erforderlich ist.It is particularly preferred that the position is different from a further position, which is assigned to an operating state in which an energy store of the robot is to be refilled. The refilling of the energy storage is usually carried out in a so-called base station, in which, for example, an electric charger for the electrical energy storage can be mounted. By separating the predetermined position from the further position, the base station can also be arranged in an inaccessible location, for example below a low piece of furniture. In normal operation, the robot can reach and leave the base station without outside intervention. On the other hand, he only moves to the predetermined position if an external measure is required.

Es können mehrere Betriebszustände vorbestimmt sein, die die Bearbeitung beeinträchtigen, und jedem Betriebszustand können eine oder mehrere vorbestimmte Positionen zugeordnet sein.Several operating conditions may be predetermined which affect processing, and each operating condition may be assigned one or more predetermined positions.

In einer Ausführungsform ist die Bearbeitungseinheit dazu eingerichtet, Schmutz von der Bodenfläche in einen Behälter zu sammeln, wobei der Betriebszustand einen vorbestimmten Füllstand des Behälters umfasst. Beispielsweise kann die Bearbeitungseinheit dazu eingerichtet sein, die Bodenfläche zu kehren, zu saugen oder anderweitig zu räumen. Der Roboter kann auch dazu eingerichtet sein, die Bodenfläche nass zu reinigen, eine Rasenfläche zu trimmen, wobei abgeschnittene Grasstücke aufgesammelt werden, oder eine andere Tätigkeit der Bodenbearbeitung oder Bodenpflege durchzuführen. Bevorzugt ist der Roboter zum Einsatz in einem Haushalt eingerichtet, kann jedoch auch zur Bearbeitung einer Industrie- oder Außenfläche geeignet sein. Übersteigt der Füllstand im Behälter einen vorbestimmten Schwellenwert, ist mit einer verschlechterten Wirkung der Bearbeitungseinheit zu rechnen. In diesem Fall kann der Roboter dazu angesteuert werden, sich an eine vorbestimmte Position zu begeben, die bevorzugt so gewählt ist, dass der Behälter dort leicht ausgewechselt oder entleert werden kann, beispielsweise durch eine Bedienperson. Außerdem ist die Position bevorzugt so gewählt, dass eine Bedienperson den Roboter leicht bemerken kann.In one embodiment, the processing unit is configured to collect debris from the bottom surface into a container, the operating state comprising a predetermined level of the container. For example, the processing unit may be configured to sweep, suck, or otherwise clear the floor surface. The robot may also be configured to wet-clean the floor surface, trim a lawn, picking up cut grass pieces, or perform another soil or soil maintenance activity. Preferably, the robot is set up for use in a household, but may also be suitable for processing an industrial or external surface. If the level in the container exceeds a predetermined threshold value, a deteriorated effect of the processing unit is to be expected. In this case, the robot can be controlled to go to a predetermined position, which is preferably selected so that the container can be easily replaced or emptied there, for example by an operator. In addition, the position is preferably selected so that an operator can easily notice the robot.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Bearbeitungseinheit eine bewegliche Bürste, wobei der Betriebszustand eine mangelnde Beweglichkeit der Bürste umfasst. Die Bürste kann beispielsweise flach ausgebildet sein und rotieren, um beispielsweise gröbere Verschmutzungen wie Tierhaare von der Bodenfläche zu entfernen. Dabei kann die Bürste so viele Fremdkörper aufnehmen, dass ihre Beweglichkeit nicht mehr gewährleistet ist. Eine vorbestimmte Position, die diesem Betriebszustand zugeordnet ist, kann beispielsweise ein Ort sein, an welchem ein Benutzer eine Schere oder einen Kamm deponiert hat, um die Bürste von Verschmutzung zu reinigen.In a further embodiment, the processing unit comprises a movable brush, wherein the operating condition comprises a lack of mobility of the brush. For example, the brush may be flat and rotate to remove, for example, coarser soils such as animal hair from the bottom surface. The brush can absorb so many foreign objects that their mobility is no longer guaranteed. For example, a predetermined position associated with this operating condition may be a location at which a user has deposited a pair of scissors or comb to clean the brush of contamination.

Insbesondere dann, wenn der externe Eingriff ein Reinigen oder ein Entfernen von Schmutz vom Roboter umfasst, kann die Bodenfläche im Bereich der vorbestimmten Position durch den Eingriff besonders verschmutzt werden. In einer weiteren Ausführungsform wird daher erfasst, dass der Betriebszustand die Bodenreinigung nicht mehr beeinträchtigt, während sich der Roboter an der vorbestimmten Position befindet, und anschließend wird die Bodenfläche in einem Bereich um die vorbestimmte Position bearbeitet. Beispielsweise kann beim Ausleeren eines Staubbehälters ein Teil des zuvor eingesammelten Staubs entweichen oder zu Boden fallen. Im Fall einer verschmutzten Bürste kann ein aus der Bürste entfernter Fremdkörper zu Boden fallen. Sobald bestimmt wurde, dass der externe Eingriff (erfolgreich) durchgeführt wurde, kann die Bodenfläche im Bereich der vorbestimmten Position bearbeitet, und insbesondere gereinigt werden.In particular, when the external intervention comprises a cleaning or removal of dirt from the robot, the bottom surface in the region of the predetermined position can be particularly dirty by the intervention. In another embodiment, therefore, it is detected that the operating condition no longer affects the floor cleaning while the robot is at the predetermined position, and then the floor surface is processed in a range around the predetermined position. For example, when emptying a dust container, part of the previously collected dust may escape or fall to the ground. In the case of a soiled brush, foreign matter removed from the brush may fall to the floor. Once it has been determined that the external intervention has been carried out (successfully), the floor surface can be processed in the region of the predetermined position, and in particular be cleaned.

Insbesondere dann, wenn der Roboter dazu eingerichtet ist, die Bodenfläche autonom abzufahren, kann während der Fahrt zur vorbestimmten Position die Bearbeitungseinheit deaktiviert werden. Einerseits kann dadurch vermieden werden, dass die möglicherweise nicht voll funktionstüchtige Bearbeitungseinheit die Bodenfläche verschmutz oder beschädigt, andererseits kann die Fahrt zur vorbestimmten Position eine Strategie zum Abfahren der Bodenfläche nicht stören.In particular, when the robot is set up to autonomously start the ground surface, the processing unit can be deactivated while traveling to the predetermined position. On the one hand, it can be avoided that the possibly not fully functional processing unit soil or damage the ground surface, on the other hand, the drive to the predetermined position can not interfere with a strategy for driving off the ground surface.

Es ist besonders bevorzugt, dass die Fahrt zur vorbestimmten Position nicht zu einem Teil der Bodenfläche gezählt wird, die mittels des Roboters bearbeitet wurde.It is particularly preferable that the travel to the predetermined position is not counted to a part of the floor surface machined by the robot.

Die vorbestimmte Position kann auf verschiedene Arten definiert werden. Beispielsweise kann ein Benutzer die Position auf einer Karte manuell eingeben, z.B. über eine App. In einer anderen Ausführungsform kann die Position markiert werden, indem dort eine vorbestimmte, insbesondere optisch erfassbare Marke angebracht wird. Der Roboter kann entweder im Rahmen seiner üblichen Tätigkeit die Position der Marke erfassen oder erst nach dem Bestimmen, dass die vorbestimmte Position anzufahren ist, die zugeordnete Marke suchen.The predetermined position can be defined in various ways. For example, a user may manually enter the location on a map, e.g. via an app. In another embodiment, the position can be marked by a predetermined, in particular optically detectable mark is attached there. The robot can either detect the position of the mark in the course of its usual activity or search for the associated mark only after determining that the predetermined position is to be approached.

Eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung für einen Roboter, der eine Bewegungseinheit zum Fahren des Roboters über eine Bodenfläche, und eine Bearbeitungseinheit zur Bearbeitung der abgefahrenen Bodenfläche umfasst, ist dazu eingerichtet, einen Betriebszustand der Bearbeitungseinheit zu erfassen; zu bestimmen, dass der erfasste Betriebszustand die Bearbeitung beeinträchtigt; und die Bearbeitungseinheit anzusteuern, um den Roboter zu einer vorbestimmten Position zu fahren, die dem erfassten Betriebszustand zugewiesen ist.A control device for a robot according to the invention, comprising a moving unit for driving the robot over a ground surface, and a machining unit for processing the worn ground surface, is arranged to detect an operating state of the machining unit; determine that the detected operating condition is affecting the processing; and drive the processing unit to drive the robot to a predetermined position assigned to the detected operating state.

Die Steuervorrichtung kann insbesondere einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen. Die Steuervorrichtung kann dazu eingerichtet sein, das hierin beschriebene Verfahren ganz oder teilweise auszuführen. Dazu kann das Verfahren in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Vorteile oder Merkmale der Steuervorrichtung können auf das Verfahren übertragen werden und umgekehrt.The control device may in particular comprise a programmable microcomputer or microcontroller. The control device may be configured to carry out the method described here in whole or in part. For this purpose, the method may be in the form of a computer program product with program code means. Advantages or features of the control device can be transferred to the method and vice versa.

Ein erfindungsgemäßer Roboter, insbesondere ein Reinigungsroboter, umfasst die oben beschriebene Steuervorrichtung. Dadurch kann der Roboter in der Lage sein, die Bodenfläche verbessert zu bearbeiten bzw. auf verbesserte Art und Weise einen externen Eingriff anzufordern, um beispielsweise eine Wartung oder ein Entleeren eines Behälters seiner Bearbeitungseinheit auszulösen. Mittels des oben beschriebenen Verfahrens kann eine an Bord eines üblichen Roboters angebrachte Steuervorrichtung so konfiguriert werden, dass der Roboter das Verfahren durchführen kann. Zusätzliche physische Elemente (englisch: hardware) können hierfür nicht erforderlich sein.A robot according to the invention, in particular a cleaning robot, comprises the control device described above. As a result, the robot may be able to process the floor surface in an improved manner or request an external intervention in an improved manner, for example in order to trigger maintenance or emptying of a container of its processing unit. By means of the method described above, a control device mounted on board a conventional robot can be configured so that the robot can perform the method. Additional physical elements (English: hardware) may not be required for this.

Ein erfindungsgemäßes System umfasst den oben beschriebenen Roboter sowie die vorbestimmte, bevorzugt berührungslos abtastbare Marke. Dabei umfasst die Marke mehrere Abschnitte, von denen wenigstens einer in seinen Reflexeigenschaften binär verändert werden kann. Die Marke kann insbesondere eine ein- oder zweidimensionale Abfolge von Abschnitten umfassen, wobei jeder Abschnitt eine Reflexeigenschaft aufweist, die in eine erste oder eine zweite Klasse eingeteilt werden kann. Beispielsweise können die Abschnitte zur optischen Abtastung hell oder dunkel oder, zur Tiefenabtastung, etwa mittels Ultraschall oder LiDAR, geöffnet oder geschlossen in einer Oberfläche sein.A system according to the invention comprises the above-described robot as well as the predetermined, preferably non-contact scannable mark. In this case, the brand comprises several sections, of which at least one can be changed in binary terms in its reflex properties. In particular, the mark may comprise a one- or two-dimensional sequence of sections, each section having a reflex characteristic which may be classified into a first or a second class. For example, the optical scanning sections may be light or dark or, for depth scanning, such as by ultrasound or LiDAR, opened or closed in a surface.

Zur Wahl der Reflexeigenschaft kann ein bewegliches Element vorgesehen sein. Es ist besonders bevorzugt, dass das bewegliche Element zwischen zwei Stellungen bewegt werden kann, sodass sich das Element in einer ersten Stellung im Bereich des Abschnitts und in einer zweiten Stellung außerhalb des Abschnitts befindet. Dadurch kann ein binärer Abtastwert an einem vorbestimmten Abschnitt leicht gesteuert werden, je nachdem, ob das Element dort angebracht ist oder nicht. Das Element kann beispielsweise verschiebbar, schwenkbar oder klappbar angebracht sein. Ein Benutzer kann so eine vorbestimmte Kennung, die eine Sequenz binärer Abtastwerte umfasst, leicht selbst an der Marke einstellen. Die Marke kann so einem vorbestimmten Zweck zugeordnet werden. Beispielsweise kann eine Marke mit einer ersten Kennung einen Abfalleimer markieren, während eine Marke mit einer zweiten Kennung eine Basisstation des Roboters markiert. Eine generische Marke mit beweglichen Elementen kann konfiguriert werden, als erste oder als zweite Marke eingesetzt zu werden.To select the reflex property, a movable element may be provided. It is particularly preferred that the movable element can be moved between two positions so that the element is in a first position in the region of the section and in a second position outside of the section. This allows a binary sample at a predetermined section be easily controlled, depending on whether the item is attached there or not. The element may for example be slidably mounted, hinged or hinged. A user can thus easily set a predetermined identifier comprising a sequence of binary samples himself at the mark. The mark can thus be assigned to a predetermined purpose. For example, a mark with a first identifier may mark a trash can while a tag with a second identifier marks a base station of the robot. A generic tag with moving elements may be configured to be used as a first or second tag.

Die Marke kann dadurch auf einfache Weise durch eine Vorrichtung gebildet sein, die mechanisch beeinflusst werden kann, um unterschiedliche abtastbare Kennungen darzustellen. Dabei kann die Kennung insbesondere auf den Betriebszustand einer Position hinweisen, an welcher die Marke angeordnet ist. Die Vorrichtung kann einfach herstellbar sein, beispielsweise aus Kunststoff oder Karton, und eine Handhabung kann einfach sein. Die Marke kann leicht an einer vorbestimmten Position angebracht oder an eine neue vorbestimmte Position verbracht werden.The tag can thereby be easily formed by a device that can be mechanically influenced to represent different scannable tags. In this case, the identifier can in particular indicate the operating state of a position at which the mark is arranged. The device can be easily manufactured, for example made of plastic or cardboard, and handling can be simple. The tag can be easily attached to a predetermined position or moved to a new predetermined position.

In einer Weiterführung der Idee kann die Marke auch auf einen anderen Umstand hinweisen, beispielsweise auf ein Stockwerk, in welchem sich der Roboter befindet. In Abhängigkeit der abgetasteten Marke kann er dann beispielsweise den korrekten Lageplan des vorliegenden Stockwerks aus einer Speichervorrichtung laden.In a continuation of the idea, the mark can also indicate another circumstance, for example a floor in which the robot is located. Depending on the scanned mark, he may then, for example, load the correct floor plan of the present floor from a storage device.

Die mit Bezug auf eine Anspruchskategorie offenbarten Merkmale können analog auf die anderen Anspruchskategorien angewendet werden.The features disclosed with respect to one claim category may be applied analogously to the other claim categories.

Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die beiliegenden Figuren genauer beschrieben, in denen:

1 ein System mit einem Roboter in einer beispielhaften Ausführungsform;
2 beispielhafte Ausführungsformen einer optischen Marke; und
3 ein Ablaufdiagramm eines exemplarischen Verfahrens zum Steuern eines Roboters

The invention will now be described in more detail with reference to the attached figures, in which:

1 a system with a robot in an exemplary embodiment;
2 exemplary embodiments of an optical tag; and
3 a flowchart of an exemplary method for controlling a robot

darstellt.represents.

1 zeigt ein System 100 mit einem beispielhafter Roboter 105, der dazu eingerichtet ist, eine Bodenfläche 110 zu bearbeiten. Das System 100 umfasst ferner eine oder mehrere Marken 115, wobei jede Marke 115 einer vorbestimmten Position 120 auf der Bodenfläche 110 zugeordnet ist. Rein beispielhaft ist eine erste Marke 115 (in 1 links oben) im Bereich eines Mülleimers und eine zweite Marke 115 (in 1 rechts oben) im Bereich einer Basisstation 125 dargestellt. Die Basisstation 125 kann insbesondere zur Energieversorgung bzw. zum Nachfüllen eines Energiespeichers des Roboters 105 eingerichtet sein. Ferner kann die Basisstation 125 eine Kommunikation des Roboters 105 mit einer externen Einrichtung unterstützen. Der Roboter 105 ist bevorzugt dazu eingerichtet, sich zur Basisstation 125 zu begeben, wenn er seiner vorbestimmten Tätigkeit, die Bodenfläche 110 zu bearbeiten, gerade nicht nachkommt. Die Basisstation 125 kann in einem unzugänglichen Bereich angeordnet sein, beispielsweise unterhalb eines Möbelstücks oder in einer engen Nische. 1 shows a system 100 with an exemplary robot 105 which is set to a floor area 110 to edit. The system 100 also includes one or more brands 115 , each brand 115 a predetermined position 120 on the floor surface 110 assigned. Purely exemplary is a first mark 115 (in 1 top left) in the area of a trash can and a second mark 115 (in 1 right above) in the area of a base station 125 shown. The base station 125 can in particular for energy supply or for refilling an energy storage of the robot 105 be furnished. Furthermore, the base station 125 a communication of the robot 105 with an external device support. The robot 105 is preferably adapted to the base station 125 when he enters his predetermined activity, the floor space 110 to work, just does not comply. The base station 125 can be arranged in an inaccessible area, for example below a piece of furniture or in a narrow niche.

Der Roboter 105 ist bevorzugt dazu eingerichtet, die Bodenfläche 110 autonom abzufahren. Dafür erforderliche Umfeldsensoren und Kartenspeicher können im Wesentlichen dem Stand der Technik entsprechen und werden hier nicht gesondert betrachtet.The robot 105 is preferably adapted to the floor area 110 to drive autonomously. For this environment sensors and card memory required can essentially correspond to the state of the art and are not considered separately here.

Der Roboter 105 umfasst bevorzugt eine Bewegungseinheit 130 und eine Bearbeitungseinheit 135. Die Bewegungseinheit 130 ist dazu eingerichtet, den Roboter 105 steuerbar über die Bodenfläche 110 zu fahren und umfasst in der dargestellten Ausführungsform lediglich zwei Räder 140 mit zugeordneten Antriebsmotoren 145. Durch diese einfache Konstellation können bereits eine Längs- und Quersteuerung des Roboters 105 ermöglicht sein. Andere Aufbauten sind jedoch ebenfalls möglich. Die Bearbeitungseinheit 135 ist dazu eingerichtet, die Bodenfläche 110 zu bearbeiten. Insbesondere soll die Bearbeitung während des Abfahrens der Bodenfläche 110 erfolgen. Der Roboter 105 kann beispielsweise einen Reinigungsroboter umfassen, wobei die Bearbeitungseinheit 135 wie beispielhaft in 1 dargestellt ist, eine Saugvorrichtung 150 umfassen kann, die dazu eingerichtet ist, Schmutz 155 von der Bodenfläche 110 einzusammeln und in einem Behälter 160 zu sammeln. Zur Reinigung können auch eine oder mehrere bewegliche Bürsten 165 vorgesehen sein, die beispielsweise dazu eingerichtet sind, groben Schmutz 155 in Richtung der Saugvorrichtung 150 zu bewegen oder zu absorbieren. Andere Vorrichtungen sind ebenfalls möglich.The robot 105 preferably comprises a movement unit 130 and a processing unit 135 , The movement unit 130 is set up the robot 105 controllable over the floor area 110 to drive and includes in the illustrated embodiment, only two wheels 140 with associated drive motors 145 , By this simple constellation can already a longitudinal and lateral control of the robot 105 be possible. Other structures are also possible. The processing unit 135 is set to the floor area 110 to edit. In particular, the processing during the departure of the ground surface 110 respectively. The robot 105 For example, it may comprise a cleaning robot, wherein the processing unit 135 as exemplified in 1 is shown, a suction device 150 may include, which is adapted to dirt 155 from the bottom surface 110 to collect and put in a container 160 to collect. For cleaning, one or more movable brushes 165 be provided, for example, are set to coarse dirt 155 in the direction of the suction device 150 to move or absorb. Other devices are also possible.

Der Roboter 105 ist bevorzugt mittels einer Steuervorrichtung 170 steuerbar. Es können auch mehrere Steuervorrichtungen 170 vorgesehen sein, die einzelnen Teilaufgaben der Steuerung des Roboters 105 zugeordnet sind. Die Elemente des Roboters 105 werden bevorzugt mittels Energie aus einem Energiespeicher 175 betrieben. Bevorzugt ist die Steuervorrichtung 170 noch mit wenigstens einer Abtasteinrichtung, insbesondere einem Umfeldsensor 180 zur Abtastung eines Umfelds des Roboters 105 und weiter bevorzugt einer Marke 115, sowie optional einer Speichervorrichtung 185 verbunden, in der Informationen insbesondere zur Navigation des Roboters 105 abgelegt werden können.The robot 105 is preferably by means of a control device 170 controllable. There may also be multiple control devices 170 be provided, the individual subtasks of the control of the robot 105 assigned. The elements of the robot 105 are preferably by means of energy from an energy store 175 operated. The control device is preferred 170 nor with at least one scanning device, in particular an environmental sensor 180 for scanning an environment of the robot 105 and more preferably a trademark 115 , as well as optional a storage device 185 in the information, in particular for the navigation of the robot 105 can be stored.

Es wird vorgeschlagen, dass die Steuervorrichtung 170 dazu eingerichtet ist, einen Betriebszustand der Bearbeitungseinheit 135 zu bestimmen und, falls der Betriebszustand darauf hinweist, dass die Bearbeitung der Bodenfläche 110 mittels der Bearbeitungseinheit 135 in einer vorbestimmten Weise beeinträchtigt ist, die Bewegungseinheit 130 dazu anzusteuern, eine zugeordnete Position 120 anzufahren, die dem bestimmten Betriebszustand zugeordnet ist. An der Position 120 ist bevorzugt eine charakteristische Marke 115 angebracht, die mittels des Umfeldsensors 180 erfasst werden kann. Es ist besonders bevorzugt, dass unterschiedlichen Betriebszuständen unterschiedliche Positionen 120 zugeordnet sind. Insbesondere kann eine erste Position 120, die angesteuert wird, wenn ein erster Betriebszustand des Roboters 105 darauf hinweist, dass der Energiespeicher 175 aufgefüllt werden soll, verschieden sein von einer zweiten Position 120, die angesteuert wird, wenn der Betriebszustand darauf hinweist, dass der Behälter 160 voll oder eine der Bürsten 165 verklemmt ist.It is suggested that the control device 170 is set up to an operating state of the processing unit 135 to determine and, if the operating condition indicates that the processing of the floor area 110 by means of the processing unit 135 is affected in a predetermined manner, the moving unit 130 to go to an assigned position 120 to start, which is assigned to the specific operating state. At the position 120 is preferably a characteristic brand 115 attached by means of the environmental sensor 180 can be detected. It is particularly preferred that different operating states have different positions 120 assigned. In particular, a first position 120 , which is activated when a first operating state of the robot 105 indicating that the energy storage 175 to be filled, be different from a second position 120 , which is controlled when the operating condition indicates that the container 160 full or one of the brushes 165 is stuck.

2 zeigt beispielhafte Ausführungsformen einer Marke 115 zur Abtastung mittels des Umfeldsensors 180 des Roboters 105 von 1. Die Marke 115 kann bevorzugt berührungslos abgetastet werden, beispielsweise optisch, mittels Radar, Lidar oder Ultraschall. Dabei kann die Marke 115 bevorzugt mechanisch konfiguriert werden, unterschiedliche Kennungen zu repräsentieren. Eine Kennung umfasst bevorzugt eine Sequenz (Datenwort) binärer Werte (Bits), wobei jedes Bit durch eine Reflexeigenschaft ausgedrückt werden kann. Jedes Bit ist einem geometrischen Abschnitt zugeordnet, wobei die Anordnung der Abschnitte die Lage der Bits im Datenwort bestimmt. Es ist bevorzugt, dass dieselbe Marke 115 dazu konfiguriert werden kann, unterschiedliche Kennungen zu realisieren bzw. repräsentieren. In der Darstellung von 1 ist die Marke 115 in drei unterschiedlichen Konfigurationen 115.1, 115.2 und 115.3 dargestellt. 2 shows exemplary embodiments of a brand 115 for sampling by means of the environment sensor 180 of the robot 105 from 1 , The mark 115 can preferably be scanned without contact, for example optically, by means of radar, lidar or ultrasound. In doing so, the brand 115 preferably be mechanically configured to represent different identifiers. An identifier preferably comprises a sequence (data word) of binary values (bits), wherein each bit can be expressed by a reflex property. Each bit is associated with a geometric section, the arrangement of sections determining the location of the bits in the data word. It is preferred that the same brand 115 can be configured to realize or represent different identifiers. In the presentation of 1 is the brand 115 in three different configurations 115.1 . 115.2 and 115.3 shown.

In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Marke 115 eine Oberfläche 205, die bevorzugt gerade bzw. eben verläuft. Die Oberfläche 205 ist in mehrere Abschnitte 210 unterteilt, wobei jedem Abschnitt 210 eine Reflexeigenschaft für ein Signal zugeordnet ist, welches mittels des Umfeldsensors 180 abgetastet werden kann. Dieses Signal kann beispielsweise Licht, eine Radarsignal oder ein Ultraschallsignal umfassen. Bevorzugt ist wenigstens ein bewegliches Element 215 vorgesehen, welches in mindestens eine erste Stellung bewegt werden kann, in welcher es in einem Abschnitt 210 liegt, und eine zweite Stellung, in welcher es sich außerhalb dieses Abschnitts 210 befindet. Das Element 215 kann beispielsweise einen Schieber, eine Klappe oder eine drehbare Blende umfassen. Befindet sich das Element 215 im Abschnitt 210, so kann das beschriebene Signal in den Bereich des Umfeldsensors 180 reflektiert werden. Befindet sich das Element 215 in der zweiten Position, ist aus dem Bereich des zugeordneten Abschnitts 210 keine oder nur eine geringe Signalreflexion zu erwarten. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Marke 115 einen Hohlkörper 220, der sich an die Oberfläche 205 anschließt. Der Hohlkörper 220 kann verhindern, dass das Signal beispielsweise von hinten durch einen Abschnitt 210 zum Umfeldsensor 180 gelangt.In the illustrated embodiment, the mark includes 115 a surface 205 , which preferably straight or flat. The surface 205 is in several sections 210 divided, each section 210 a reflex characteristic for a signal is assigned, which by means of the environment sensor 180 can be sampled. This signal may include, for example, light, a radar signal or an ultrasonic signal. At least one movable element is preferred 215 provided, which can be moved in at least a first position, in which it in a section 210 lies, and a second position in which it is outside this section 210 located. The element 215 For example, it may include a slider, a flap, or a rotatable bezel. Is the element located? 215 in the section 210 , so the signal described in the area of the environmental sensor 180 be reflected. Is the element located? 215 in the second position, is out of the range of the assigned section 210 no or only a small signal reflection to be expected. In the illustrated embodiment, the mark includes 115 a hollow body 220 that is to the surface 205 followed. The hollow body 220 can prevent the signal, for example, from behind through a section 210 to the environment sensor 180 arrives.

Mehrere Abschnitte 210 können ein zwei- oder dreidimensionales binäres Muster bilden, welches nach Art eines 2D- oder 3D-Strichcodes (QR-Code) mittels des Umfeldsensors 180 erfasst werden kann. Dadurch kann das Datenwort abgetastet werden, das durch die Stellungen der Elemente an den Abschnitten 210 konfiguriert ist. Dieses Datenwort kann einem vorbestimmten Betriebszustand des Roboters 105 zugeordnet sein. Der Ort, an dem die Marke 115 aufgestellt ist, ist die Position der Marke 115 und die Position 120, zu der sich der Roboter 105 im vorbestimmten Betriebszustand begibt.Several sections 210 may form a two- or three-dimensional binary pattern, which may be in the nature of a 2D or 3D bar code (QR code) using the environmental sensor 180 can be detected. This allows the data word to be sampled by the positions of the elements at the sections 210 is configured. This data word can be a predetermined operating state of the robot 105 be assigned. The place where the brand 115 is the position of the brand 115 and the position 120 to which the robot 105 in the predetermined operating state goes.

In einer Ausführungsform ist die Marke 115 so konfiguriert, dass mehrere Elemente 215 gleichzeitig in benachbarten Abschnitten 210 bewegt werden können, sodass mehrere vorbestimmte Kennungen auf einfache Weise repräsentiert werden können. Jeder Kennung kann beispielsweise ein vorbestimmter Betriebszustand zugeordnet sein, den der Roboter 105 einnimmt, wenn er eine Position 120 aufsucht, an der die entsprechende Kennung angebracht ist. Die Elemente 215 können so markiert sein, dass der Betriebszustand, auf den die Stellung der Elemente 215 hinweist, beispielsweise als Aufdruck von einem Benutzer gelesen bzw. erkannt werden können.In one embodiment, the mark is 115 configured to have multiple elements 215 simultaneously in adjacent sections 210 can be moved, so that a plurality of predetermined identifiers can be easily represented. Each identifier can be assigned, for example, a predetermined operating state that the robot 105 takes when he takes a position 120 which the appropriate identification is attached. The Elements 215 can be marked so that the operating condition to which the position of the elements 215 indicates, for example, as a print can be read or recognized by a user.

3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines exemplarischen Verfahrens 300 zum Steuern eines Roboters 105, insbesondere nach Art von 1. Das Verfahren 300 ist insbesondere zum Ablaufen auf der Steuervorrichtung 170 eingerichtet. In einer Ausführungsform ist das dargestellte Verfahren 300 Teil eines übergeordneten Navigations- bzw. Arbeitsverfahrens. Das dargestellte Verfahren 300 kann beispielsweise periodisch durchlaufen werden, etwa minütlich oder beispielsweise alle ca. 10 bis 20 Sekunden. Das Verfahren 300 kann das übergeordnete Verfahren auch unterbrechen oder abändern. 3 shows a flowchart of an exemplary method 300 for controlling a robot 105 , in particular of the type of 1 , The procedure 300 is in particular for draining on the control device 170 set up. In one embodiment, the illustrated method is 300 Part of a higher-level navigation or work procedure. The illustrated method 300 can be traversed periodically, for example, every minute or for example every 10 to 20 seconds. The procedure 300 can also interrupt or modify the parent procedure.

Das Verfahren 300 beginnt in einem Schritt 305. In einem Schritt 310 kann ein Betriebszustand der Bearbeitungseinheit 135 bestimmt werden. Der Betriebszustand kann in einem Schritt 315 untersucht werden, insbesondere dahingehend, ob der bestimmte Betriebszustand darauf hinweist, dass die Bearbeitung der Bodenfläche 110 mittels der Bearbeitungseinheit 135 beeinträchtigt ist. Ist dies nicht der Fall, so kann das Verfahren 300 in einem Schritt 320 enden bzw. die Kontrolle an das übergeordnete Verfahren zurückgeben.The procedure 300 starts in one step 305 , In one step 310 may be an operating state of the processing unit 135 be determined. The operating state can be in one step 315 be examined, in particular whether the certain operating condition indicates that the cultivation of the floor area 110 by means of the processing unit 135 is impaired. If this is not the case, then the procedure can 300 in one step 320 or return control to the parent procedure.

Andernfalls, wenn eine Beeinträchtigung zu erwarten ist, kann eine Maßnahme ergriffen werden, um die Bearbeitungseinheit 135 in die Lage zu versetzen, die Bearbeitung der Bodenfläche 110 fortzuführen. Dies ist mit einer Fahrt des Roboters 105 zu einer vorbestimmten Position 120 verbunden. Optional kann an dieser Stelle in einem Schritt 325 überprüft werden, ob zudem der Energiespeicher 175 aufgeladen werden soll. In diesem Fall kann in einem Schritt 330 der Roboter 105 zur vorbestimmten Position 120 einer Basisstation 125 gefahren werden und in einem Schritt 335 kann der Energiespeicher 175 aufgeladen werden. Die Schritte 325 bis 335 können jedoch auch an anderen Stellen des Verfahrens 300 durchgeführt werden, insbesondere immer unmittelbar vor dem Schritt 320.Otherwise, if an impairment is expected, a measure can be taken to the processing unit 135 able to put the processing of the floor area 110 continue. This is with a ride of the robot 105 to a predetermined position 120 connected. Optionally, at this point in one step 325 be checked whether, moreover, the energy storage 175 should be charged. In this case, in one step 330 the robot 105 to the predetermined position 120 a base station 125 be driven and in one step 335 can the energy storage 175 to be charged. The steps 325 to 335 However, they can also be found elsewhere in the process 300 be performed, especially always immediately before the step 320 ,

In einem Schritt 340 wird eine Position 120 bestimmt, die dem bestimmten Betriebszustand der Bearbeitungseinheit 135 zugeordnet ist. Die Position 120 kann durch eine Marke 115 gekennzeichnet sein, die eine vorbestimmte Kennung repräsentiert. Es wird davon ausgegangen, dass der Roboter 105 die Position 120 bezüglich seiner eigenen Position kennt, beispielsweise weil der die korrespondierende Marke 115 bereits zuvor beim Abfahren der Bodenfläche 110 passiert und mittels des Umfeldsensors 180 abgetastet hat. Andernfalls kann der Roboter 105 an dieser Stelle ein Suchverfahren beginnen, um die Position 120 zu lokalisieren.In one step 340 becomes a position 120 determines the specific operating state of the processing unit 135 assigned. The position 120 can by a brand 115 be marked, which represents a predetermined identifier. It is assumed that the robot 105 the position 120 knows about his own position, for example, because of the corresponding brand 115 already before when driving off the floor surface 110 happens and by means of the environment sensor 180 has scanned. Otherwise, the robot can 105 At this point, start a search process to get the position 120 to locate.

In einem Schritt 345 kann der Roboter 105 dazu angesteuert werden, zur vorbestimmten Position 120 zu fahren. Dort kann der Roboter 105 darauf warten, dass ein erforderlicher Serviceeingriff erfolgt ist. In einer Ausführungsform wird in einem Schritt 350 lediglich das Stattfinden eines solchen Eingriffs geprüft, in einer bevorzugten Ausführungsform wird zusätzlich geprüft, ob sich - infolge des Eingriffs - der Betriebszustand der Bearbeitungseinheit 135 geändert hat, und zwar so, dass er nicht mehr auf eine Beeinträchtigung der Funktionsweise bzw. Leistungsfähigkeit der Bearbeitungseinheit 135 hinweist. Ist dies der Fall, so kann das Verfahren 300 im Schritt 320 enden.In one step 345 can the robot 105 to be driven to the predetermined position 120 to drive. There the robot can 105 wait for a required service intervention to occur. In one embodiment, in one step 350 only the occurrence of such an intervention checked, in a preferred embodiment is also checked whether - due to the intervention - the operating state of the processing unit 135 has changed so that it no longer interferes with the functioning or performance of the processing unit 135 points. If this is the case, then the procedure can 300 in step 320 end up.

Optional kann zuvor jedoch in einem Schritt 355 die Bodenfläche 110 im Bereich der vorbestimmten Position 120, an der sich der Roboter 105 befindet, bearbeitet werden. Dazu kann beispielsweise ein vorbestimmter Bereich um die vorbestimmte Position 120 durch den Roboter 105 abgefahren werden, wobei die Bodenfläche 110 mittels der Bearbeitungseinheit 135 bearbeitet wird. Befindet sich der Roboter 105 beispielsweise an der in 1 oben links dargestellten vorbestimmten Position 120, um den Behälter 160 durch einen Benutzer ausleeren zu lassen, so kann bei diesem Entleeren ein Teils des zuvor aufgesammelten Schmutzes 155 unkontrolliert auf die Bodenfläche 110 fallen. Durch das vorsorgliche Abfahren und - in diesem Fall - Reinigen der Bodenfläche 110 in diesem Bereich kann verhindert werden, dass der Schmutz 155 weiter ausgebreitet wird.Optionally, however, can be done in one step before 355 the floor area 110 in the range of the predetermined position 120 in which the robot 105 is to be edited. For this purpose, for example, a predetermined range around the predetermined position 120 through the robot 105 be traveled, with the bottom surface 110 by means of the processing unit 135 is processed. Is the robot located? 105 for example, at the in 1 top left illustrated predetermined position 120 to the container 160 can be emptied by a user, so in this emptying part of the previously collected dirt 155 uncontrolled on the floor surface 110 fall. By the precautionary departure and - in this case - cleaning of the floor area 110 In this area can be prevented from the dirt 155 is spread further.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100: Systemsystem
105105: Roboterrobot
110110: Bodenflächefloor area
115115: Markebrand
120120: vorbestimmte Positionpredetermined position
125125: Basisstationbase station
130130: Bewegungseinheitmoving unit
135135: Bearbeitungseinheitprocessing unit
140140: Radwheel
145145: Motorengine
150150: Saugvorrichtungsuction device
155155: Schmutzdirt
160160: Behältercontainer
165165: bewegliche Bürstemovable brush
170170: Steuervorrichtungcontrol device
175175: Energiespeicherenergy storage
180180: Umfeldsensor / AbtasteinrichtungEnvironment sensor / scanner
185185: Speichervorrichtung storage device
205205: Oberflächesurface
210210: Abschnittsection
215215: Elementelement
220220: Hohlkörper hollow body
300300: Verfahrenmethod
305305: Startbegin
310310: Bestimmen Betriebszustand BearbeitungseinheitDetermine operating state processing unit
315315: Bearbeitung beeinträchtigt?Processing affected?
320320: EndeThe End
325325: Energiespeicher aufladen?Charge energy storage?
330330: Fahren zur BasisstationDrive to the base station
335335: AufladenCharge
340340: Bestimmen zugeordnete PositionDetermine assigned position
345 345: Fahren zur PositionDrive to the position
350350: Betriebszustand geändert?Operating status changed?
355355: Boden im Bereich der Position bearbeitenWork the ground in the area of the position

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009003748 A1 [0003]
DE 102010016263 A1 [0004]

Claims

Method (300) for controlling a robot (105), in particular a cleaning robot, comprising a movement unit (130) for driving the robot (105) over a floor surface (110), and a processing unit (135) for machining the worn floor surface (110) comprising, wherein the method (300) comprises the following steps: - detecting (310) an operating state of the processing unit (135); - determining (315) that the detected operating condition interferes with the processing; and - driving (345) the moving unit (130) to drive the robot (105) to a predetermined position (120), which is assigned to the detected operating state, wherein the position is located in particular in a region of a trash can.

Method (300) according to Claim 1 wherein the position (120) is different from another position (120) associated with an operating condition in which an energy store (175) of the robot (105) is to be replenished.

The method (300) of any one of the preceding claims, wherein the processing unit (135) is configured to collect debris (155) from the bottom surface (110) into a container (160) and the operating condition comprises a predetermined level of the container (160) ,

The method (300) of any one of the preceding claims, wherein the processing unit (135) comprises a movable brush (165) and the operating condition comprises a lack of mobility of the brush (165).

The method (300) of any one of the preceding claims, further comprising detecting (350) that the operating condition no longer interferes with the floor cleaning while the robot (105) is at the predetermined position (120), and then processing (355) the bottom surface (110) in an area around the predetermined position (120).

The method (300) of any one of the preceding claims, further comprising disabling the processing unit (135) while traveling to the predetermined position (120).

Method (300) according to one of the preceding claims, wherein the position (120) is effected by means of optical detection of a predetermined mark (115) attached to the position (120), the mark being arranged in particular on a trash can.

A control device (170) for a robot (105) comprising a moving unit (130) for driving the robot (105) over a floor surface (110), and a processing unit (135) for working the worn floor surface (110), wherein the control device (170) is set up to: to detect an operating state of the processing unit (135); - to determine that the detected operating condition affects the processing; and - to drive the moving unit (130) to drive the robot (105) to a predetermined position (120), which is assigned to the detected operating state.

Robot (105), in particular cleaning robot, with a control device (170) according to Claim 8 ,

Robot (105) to Claim 9 further comprising a scanner (180) for optically detecting a predetermined mark (115), wherein the marker (115) is associated with the position (120).

A system (100) comprising a robot (105) Claim 10 and the marker (115), wherein the marker (115) comprises a plurality of sections (210) at least one of which may be binarized in its reflexive properties.

System (100) after Claim 11 , wherein a movable element (215) is provided with two positions, so that the element (215) is in a first position in the region of the portion (210) and in a second position outside of the portion (210).