BE1024859B1 - Een energetisch autonome, duurzame en intelligente robot - Google Patents

Abstract

Een energetisch Autonome, Duurzame en Intelligente Robot (ESAIR) die zich kan bewegen binnen een werkingsgebied. De Robot is van energetisch standpunt autonoom en bepaalt zelf hoe en wanneer bepaalde taken worden uitgevoerd.

Description

(30) Voorrangsgegevens :

(73) Houder(s) :

Ai Robots

9790, WORTEGEM-PETEGEM België (72) Uitvinder(s) :

SLEMBROUCK Mike 8750 ZWEVEZELE België

LORREZ Wesley 8790 WAREGEM België (54) EEN ENERGETISCH AUTONOME, DUURZAME EN INTELLIGENTE ROBOT (57) Een energetisch Autonome, Duurzame en Intelligente Robot (ESAIR) die zich kan bewegen binnen een werkingsgebied. De Robot is van energetisch standpunt autonoom en bepaalt zelf hoe en wanneer bepaalde taken worden uitgevoerd.

s ' e .ï'·» 8 s\\sriSSÓï's ïïySfiNX :

Rsôi,

BELGISCH UITVINDINGSOCTROOI

FOD Economie, K.M.O., Middenstand & Energie

Dienst voor de Intellectuele Eigendom

Publicatienummer: 1024859 Nummer van indiening: BE2017/0067

Internationale classificatie: G05D 1/00 Datum van verlening: 24/07/2018

De Minister van Economie,

Gelet op het Verdrag van Parijs van 20 maart 1883 tot Bescherming van de industriële Eigendom;

Gelet op de wet van 28 maart 1984 op de uitvindingsoctrooien, artikel 22, voor de voor 22 september 2014 ingediende octrooiaanvragen ;

Gelet op Titel 1 Uitvindingsoctrooien van Boek XI van het Wetboek van economisch recht, artikel XI.24, voor de vanaf 22 september 2014 ingediende octrooiaanvragen ;

Gelet op het koninklijk besluit van 2 december 1986 betreffende het aanvragen, verlenen en in stand houden van uitvindingsoctrooien, artikel 28;

Gelet op de aanvraag voor een uitvindingsoctrooi ontvangen door de Dienst voor de Intellectuele Eigendom op datum van 23/05/2017.

Overwegende dat voor de octrooiaanvragen die binnen het toepassingsgebied van Titel 1, Boek XI, van het Wetboek van economisch recht (hierna WER) vallen, overeenkomstig artikel XI.19, § 4, tweede lid, van het WER, het verleende octrooi beperkt zal zijn tot de octrooiconclusies waarvoor het verslag van nieuwheidsonderzoek werd opgesteld, wanneer de octrooiaanvraag het voorwerp uitmaakt van een verslag van nieuwheidsonderzoek dat een gebrek aan eenheid van uitvinding als bedoeld in paragraaf 1, vermeldt, en wanneer de aanvrager zijn aanvraag niet beperkt en geen afgesplitste aanvraag indient overeenkomstig het verslag van nieuwheidsonderzoek.

Besluit:

Artikel 1. - Er wordt aan

AiRobots, Spitaalbosstraat 2, 9790 WORTEGEM-PETEGEM België;

vertegenwoordigd door

MARCHAU Michel, Guido Gezellestraat 50, 8020, OOSTKAMP;

een Belgisch uitvindingsoctrooi met een looptijd van 20 jaar toegekend, onder voorbehoud van betaling van de jaartaksen zoals bedoeld in artikel XI.48, § 1 van het Wetboek van economisch recht, voor: EEN ENERGETISCH AUTONOME, DUURZAME EN INTELLIGENTE ROBOT.

UITVINDER(S):

SLEMBROUCK Mike, Processiestraat 10A, 8750, ZWEVEZELE;

LORREZ Wesley, Fazantenlaan 16, 8790, WAREGEM;

VOORRANG :

AFSPLITSING :

Afgesplitst van basisaanvraag : Indieningsdatum van de basisaanvraag :

Artikel 2. - Dit octrooi wordt verleend zonder voorafgaand onderzoek naar de octrooieerbaarheid van de uitvinding, zonder garantie van de verdienste van de uitvinding noch van de nauwkeurigheid van de beschrijving ervan en voor risico van de aanvrager(s).

Brussel, 24/07/2018,

Bij bijzondere machtiging:

BE2017/0067

Een energetisch Autonome, Duurzame en Intelligente Robot.

De onderhavige uitvinding betreft een energetisch Autonome, Duurzame en Intelligente Robot (EASIR), die zodanig opgebouwd is dat hij één of meerdere taken kan uitvoeren, bijv. tuinieren, schoonmaken, stofzuigen, enz..

STAND VAN DE TECHNIEK.

Robotten worden ontwikkeld om een verschillende taken in het huishouden uit te voeren maar ook voor het uitvoeren van taken in andere gebieden van de maatschappij en industrie.

De meeste robotten moeten zich vrij kunnen bewegen wat een probleem betekent voor de energetische autonomie van de robot, in het bijzonder als de robot relatief veel energie verbruikt. De robot over een elektrische kabel verbinden met een voedingspunt van elektriciteit kan een oplossing zijn. Deze oplossing beperkt echter het mogelijk gebruik van de robot. Een andere mogelijkheid kan gevonden worden in een grotere accu, die deel uitmaakt van de robot, maar dit verhoogt het gewicht van de robot met als gevolg een nog grotere behoefte aan energie. Bij het gebruik voor tuinieren is een oplossing gevonden door te voorzien in een “docking” station die een regelmatig opladen van de accu mogelijk maakt. Zo een robot voor het maaien van het gazon wordt beschreven in US 2013/212994. Maar deze robot heeft als nadeel dat een elektrische voeding nodig is voor het voeden van het “docking” station. Een ander nadeel ligt in de beperkte tijdsduur waarbinnen de robot op continue wijze kan worden gebruikt; deze tijdsduur is beperkt door de capaciteit van de accu van de robot.

BE2017/0067

Al deze nadelen worden verholpen door de robot volgens onderhavige uitvinding.

DOEL VAN DE UITVINDING.

Het is het doel van de onderhavige uitvinding om te voorzien in een energetisch Autonome, Duurzame en Intelligente Robot (EASIR), die geschikt is om zich te bewegen binnen een werkingsgebied en die omvat een bron die energie genereert, een gecomputeriseerd visueel systeem, een plaatsbepalingssysteem, een aandrijfsysteem om de robot te bewegen, een werktuig voor het uitvoeren van een taak binnen het werkingsgebied, een verwerkingseenheid voor het verwerken van data signalen afkomstig van het gecomputeriseerd afbeeldingssysteem en/of van het plaats-bepalingssysteem, waarbij de verwerkingseenheid ingericht is om een Artificieel Intelligent systeem zodanig te voeden dat een gedetailleerd 3D plan van het werkingsgebied of van een deel hiervan wordt verkregen en dat bevelsignalen worden verkregen voor het aandrijfsysteem en het werktuig; artificieel intelligente software om de omgeving te interpreteren en om beslissingen te nemen op basis van eigen kennis en een geheugen om het plan van het werkingsgebied of van een deel hiervan op te slaan.

Deze robot kan tevens middelen omvatten om energie op te slaan alsook middelen om binnen het werkingsgebied de beste punten of de beste gebieden te bepalen waar de energie genererende bron externe energie kan ontvangen om de middelen om energie op te slaan op te laden en om de beste tijdspanne te bepalen binnen dewelke er ontvangst van externe energie kan plaatsvinden, waarbij deze beste punten of gebieden opgeslagen kunnen worden op het plan van het werkingsgebied.

BE2017/0067

Het werkingsgebied kan meerdere niet met elkaar verbonden werkingsgebieden omvatten of werkingsgebieden die gedeeltelijk niet met elkaar verbonden zijn.

Deze robot kan verder een gyroscoop en/of een kompas omvatten.

Deze robot kan verder een elektronisch communicatie toestel omvatten dat voorzien kan zijn van een beeldscherm.

Het werktuig kan een gazonmaaier zijn die een kooimaaier omvat.

Deze robot kan een vierwiel-aandrijfsysteem omvatten en/of een aandrijfsysteem gebaseerd op het Caterpillar systeem.

ïo Deze robot kan een automatische hoogte instelling voor de maaier omvatten.

Deze robot kan hardware en programma’s omvatten om de functie van bewaker uit te oefenen.

Het is voorts het doel van de onderhavige uitvinding om te voorzien in een methode voor het maaien van een gazon door gebruik te maken van voomoemde robot waarbij de volgende stappen omvat: het nemen van een beeld van het te maaien gazon door middel van een gecomputeriseerd visueel systeem; het analyseren van de opgenomen data om de omgeving te interpreteren en het in kaart brengen van het gazongebied en/of de hindernissen en/of een huis of een gebouw en/of de grenzen van het gazon; het gebruiken van geanalyseerde opgenomen data om de robot aan te drijven en het instrueren van de robot om het gras te maaien.

De methode voor het maaien van een gazon kan voorts de stap omvatten van het meten van de hoogte van het gras; daarbij omvat het instrueren van de robot om het gras te maaien het instrueren om te maaien op een gepaste hoogte.

Het is voorts het doel van de onderhavige uitvinding om te voorzien in

BE2017/0067 een computer programma dat computer programma code middelen omvat die, als het programma op een computer loopt, alle stappen van voomoemde methode uitvoert.

Het is voorts het doel van de onderhavige uitvinding om te voorzien in een product met een computer programma welk product computer programma code middelen omvat opgeslagen op een middel dat door een computer kan worden gelezen en dat, als het product met het programma loopt op een computer, voomoemde methode uitvoert.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE FIGUREN

Figuur IA toont twee algemene aanzichten van een robot volgens de uitvinding: een figuur toont een zijaanzicht van een robot voor het maaien van een gazon, de tweede figuur geeft een aanzicht in perspectief van een dergelijke robot voor het maaien van een gazon.

Figuur 1B toont een blokschema van een robot volgens de uitvinding.

Figuur 2 illustreert een methode om een robot te gebruiken voor het maaien van een gazon.

Figuur 3 illustreert toont verschillende wegen om de informatie over de oplaadcapaciteit (of het beschikbaar zijn van vermogen) op verschillende plaatsen (oplaad-plaatsen) binnen het werkingsgebied te gebruiken.

Figuur 4 illustreert een gazonmaaier van het kooimaaier type.

Figuur 5 illustreert een blokschema van een methode om het gras te maaien volgens een gegeven patroon.

Figuur 6 geeft een zicht in perspectief van een gazonmaaier robot voorzien van een aandrijfsysteem gebaseerd op het caterpillar systeem.

Figuur 7 toont een blokschema van een methode om een gazon te onderhouden.

BE2017/0067

Figuur 8 geeft een blokschema van een methode om een nieuw werkingsgebied toe te voegen aan de operationele taken van de robot.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN UITVOERINGSVORMEN

Definities: volgende termen, gebruikt in de beschrijving en/of de conclusies, hebben de volgende betekenis:

“Energie genererende middelen” betekent elk middel dat energie opvangt van buiten de robot en deze energie omzet in energie die door de robot kan worden gebruikt bijv. zonnecellen, windmolens, enz.

“Een gecomputeriseerd visueel systeem” betekent een 3D visueel systeem of een stereo visuele camera, een IR diepte camera, een 3D camera, een RGB sensor, een detector gebaseerd op geluidsdetectie, een hitte camera of een combinatie van zulke camera’s; de camera’s kunnen verbonden zijn met een computer element of met een processing eenheid, die de beelden van de camera’s kan analyseren ten einde informatie te verkrijgen zoals de afstand tot een bepaald object, de hoogte van een bepaald object, karakteristieken van afgebeelde objecten, enz.

“De omgeving of de kaart te verstaan” betekent, na de analyse van de opgenomen kaart en middels het gebruik van bijv. beeld-herkenningstechnieken, het bepalen van de aard van het oppervlak in de omgeving (nabij of verder af) van de robot bijv. het oppervlak is een gazon, of het oppervlak is een pad, of het oppervlak behoort tot een gebouw of een boom, of het bepalen van karakteristieken van specifieke zaken in de omgeving zoals bijv. de hoogte van het gras, enz.

“ Een plaatsbepalingssysteem” betekent bijv. een systeem tot plaatsbepaling gebaseerd op een aantal vaste punten gedetecteerd en

BE2017/0067 weergegeven door een gecomputeriseerd visueel systeem of een plaatsbepalingssysteem gebaseerd op GPS of een systeem gebaseerd op lokale “bakens” of een systeem gebaseerd op infertiele instrumenten zoals gyroscopen en/of kompassen, een systeem gebaseerd op visuele merkpunten, die door het visueel systeem herkend en gevolgd worden of een combinatie van dergelijke systemen of eender welk ander gepast plaatsbepalingssysteem. Het plaatsbepalingssysteem kan geïntegreerd zijn in de processor en de bijhorende software.

“Operationele taken” betekent de taken die door de robot uitgevoerd kunnen worden.

“ Operationele tijd” betekent de tijd om een bepaalde taak te volbrengen.

Volgens één aspect van de uitvinding omvat een energetisch Autonome, Duurzame en Intelligente Robot (verder robot genoemd) een lichaam (Figuur 1B, 104), een aandrijfsysteem (105) dat het robot lichaam ondersteunt en zo ontworpen is dat het de robot over het werkingsgebied kan bewegen, een energie genererende bron (101), een werktuig (106) dat een bepaalde taak kan uitvoeren, een gecomputeriseerd visueel systeem (102) en een processor met de nodige software (103) voor de verwerking van de data signalen van het gecomputeriseerd visueel systeem en, eventueel, van het plaatsbepalingssysteem ten einde de omgeving van de robot in kaart te brengen en te verstaan zodat stuursignalen worden verkregen voor het aandrijfsysteem en het werktuig, en verder een software systeem (103) om de robot te sturen. De robot omvat verder een besluit-eenheid en maakt gebruik van artificiële intelligentie technieken. De besluiteenheid bepaalt de operationele taak die moet worden uitgevoerd, gebaseerd op een aantal criteria. Zo kan bijv. in geval van een robot

Ί

BE2017/0067 voor een gazonmaaier, de robot besluiten het gazon te maaien op basis van de tijd die verlopen is sinds het gazon voor het laatst werd gemaaid en/of op basis van de hoogte van het gras en/of op basis van de groeisnelheid van het gras en/of van graad van vochtigheid van het gras en/of van de weersvoorspelling en/of op basis van de tijd die nodig is om het gazon te maaien en/of op basis van het voorhanden zijn van de nodige energie, enz. De besluit-eenheid kan deel uitmaken van de processor.

De robot kan voorzien zijn van middelen om energie op te slaan, maar dit is niet absoluut noodzakelijk.

Het mechanisch en elektronisch ontwerp van de robot kan zorgvuldig en precies uitgevoerd worden zodat een lichaam, een aandrijfsysteem en een elektronisch systeem ontstaat dat extreem licht is zodat een systeem wordt verkregen dat van energetisch standpunt bekeken, zeer efficiënt is. Het specifieke lage gewicht en de verkregen stijfheid van de uitvinding vormen een sleutel tot succes.

Als voorbeeld: om energetisch efficiënt te zijn in geval van een gazon robotmaaier, is het gewicht van de robot bij voorkeur lager dan 2,1 kg Heden wegen de kleinste robotmaaiers meer dan 7 kg en ze zijn niet voorzien van een energie systeem dat zichzelf kan opladen maar ze hebben een “docking” station nodig om opgeladen te worden. De robotmaaier kan, als een optie, voorzien zijn van een accu om energie op te slaan wat toelaat dat de robot kan werken als er geen zon is of in gebieden die in de schaduw liggen.

Voorts kan, in geval van een robot maaier, het gecomputeriseerd visueel systeem samen met het artificieel intelligentie systeem een gazon detecteren alsook hindernissen, kuilen, heuvels, afsluitingen, personen,

B E2017/0067 een huis,... Het kan ook de grenzen van maaizones detecteren. Het kan ook worden gebruikt om een 3D dieptekaart van het gebied te creëren, inclusief de hoogte van het gras, de plaats van een huis en van bomen.

In sommige uitvoeringsvormen kan de energetisch Autonome,

Duurzame en Intelligente Robot eveneens en gyroscoop en/of een kompas omvatten ten einde verdere gegevens te verkrijgen voor het artificieel intelligentie systeem. Dit laat toe dat de robot precies zijn horizontale oriëntatie kent en dat hij een informatieve kaart van het gebied creëert gebaseerd op niveaus. In geval van een robot maaier laat deze informatie toe dat het artificieel intelligentie systeem kan besluiten een gazon te maaien op een slimmere wijze, rekening houdend met de verschillende niveaus.

Figuur 2 illustreert een methode om de robot te gebruiken voor het maaien van een gazon. In een eerste stap (201) bepaalt de robot op de opgeslagen kaart, verkregen door het gecomputeriseerd visueel systeem, zijn eigen plaats en het doel (eindpunt van de taak maaien).

In de volgende stap (202) wordt een route bepaald tussen de bekende eigen plaats en het doel (eindpunt). Deze route wordt geverifieerd,

d.w.z. verloopt deze route over het te maaien gazon, zijn er geen voor de robot onoverkomelijke hindernissen op deze route, enz. In een volgende stap (203) wordt de robot gestart en hij beweegt zich langs de bepaalde route tussen zijn eigen plaats en het eindpunt In stap 204 beweegt de robot zich op continue wijze naar het eindpunt en tenslotte in stap 205, wordt de beweging van de robot gestopt wanneer het eindpunt wordt bereikt.

Stap 204 kan andere stappen omvatten, bijv. een stap (206) waarin het type bodem vóór de robot wordt herkend (bijv. is het gebied vóór de robot al dan niet bedekt met gras); en/of een stap (207) waarin

BE2017/0067 hindernissen vóór de robot worden herkend; en tenslotte een stap (208) waarin de robot het gras maait als gras is gedetecteerd vóór de robot en als geen hindernissen zijn gedetecteerd.

In sommige verdere uitvoeringsvormen omvat de energetisch Autonome, Duurzame en Intelligente Robot maaier eveneens een kooisysteem (figuur 4) ten einde de hoogste kwaliteit van gras maaien te bereiken. Heden gebruiken alle commerciële huishoudelijke robot maaiers een systeem met draaiende messen omdat de bekende kooisystemen een gewicht hebben dat te groot is. In onderhavige uitvinding stellen wij voor het eerst een robot gazon maaier voor die gebruik maakt van een nieuw ontworpen kooisysteem ten einde het gras te snijden met de hoogste kwaliteit. Een maaier met draaiende messen beschadigt het gras omdat brute kracht wordt gebruikt om het gras te snijden. Een kooimaaier integendeel werkt als een schaar en snijdt het gras voorzichtig. Omwille van de hoge snijkwaliteit zijn professionele maaiers voor voetbalvelden en golfterreinen in het algemeen maaiers van het kooitype.

Om rekening te houden met de beperking in gewicht van de robot, worden de bladen van het nieuw ontworpen kooisysteem gemaakt van hard plastic. Ieder roterend blad vormt één been van bovenvermelde schaar terwijl het andere been wordt gevormd door een metalen strip gemonteerd op het vaste gedeelte van de kooimaaier.

Weer, heel in het algemeen, kan het energie genererend systeem bijvoorbeeld bestaan uit zonnepanelen, windturbines of een ander middel dat energie opwekt op de robot zelf, met uitzondering van middelen om energie op te slaan. De robot kan voorzien zijn van één of meer vleugels waarop zonnecellen geïnstalleerd zijn. Deze vleugels

B E2017/0067 kunnen ontplooid worden bijv. om de energie geleverd door de zonnecellen te verhogen.

In sommige verdere uitvoeringsvormen kan de energetisch Autonome,

Duurzame en Intelligente Robot maaier eveneens een automatische hoogte instelling omvatten die het mogelijk maakt dat de robot de hoogte waarop het gras moet worden gesneden zelf bepaalt. De hedendaagse robotmaaiers snijden het gras voortdurend waarbij ze maar een klein deel van de hoogte van het gras afsnijden. De snijhoogte wordt hierbij op een vast hoogte manueel ingesteld door de gebruiker.

ïo Door het invoeren van een elektronisch automatisch hoogte systeem, kan de robot maaier de hoogte van het gras instellen zodat het mogelijk wordt het gras op een intelligentere wijze te onderhouden. Het is bijvoorbeeld een gouden regel in grasonderhoud het gras met niet meer dan 1/3 van de hoogte te maaien zoals eveneens het gras niet continu mag worden gemaaid. Hedendaagse robotmaaiers kunnen een dergelijke kwaliteit van gras onderhoud niet leveren terwijl het systeem, voorgesteld in onderhavige uitvinding dit wel kan. Het kan de hoogte van het gras detecteren en eveneens de snijhoogte van het gras instellen Op deze wijze maakt dit systeem een niveau van onderhoud van het gras mogelijk dat beter is dan de hedendaagse robotmaaiers.

Een methode om een gazon te onderhouden volgens onderhavige uitvinding wordt getoond in blokschema 7.

In stap 701 wordt de hoogte van het gras en de groeisnelheid ervan gemeten en de gegevens van deze metingen worden opgeslagen.

In stap 702 kan de operationele tijd van de robot worden bepaald op basis van de grashoogte, waarbij de mogelijkheid wordt gegeven aan het gras om te groeien en gemaaid te worden op maximum 1/3 van de grashoogte.

BE2017/0067

In stap 703 wordt de maximale snijhoogte bepaald tijdens de werking van de robot; deze maximale snijhoogte wordt bepaald op basis van de

1/3 regel.

In stap 704 wordt stap 703 herhaald totdat de geschikte hoogte van het gras bereikt wordt na de nodige hersteltijd van het gras.

Het is ook mogelijk instructies aan de robot te geven om lijnen (strepen) in het gras te maaien of boodschappen en logos (bijv. op Valentijndag een hart, of een naam, of...). Een methode om een gazon te maaien volgens onderhavige uitvinding en volgens een bepaald patroon wordt getoond in blokschema van figuur 5. Volgens de getoonde methode wordt in stap 501 kaartinformatie van het werkingsgebied opgehaald alsook de informatie betreffend het gewenste maai-patroon. In stap 502 wordt het gewenste patroon in kaart gebracht op de kaart van het werkingsgebied terwijl in stap 503 de maai-route, die het gewenste patroon realiseert, wordt berekend en eveneens de hoogte van iedere plaats langs deze maai-route. Tenslotte wordt in stap 504 de maairobot aangedreven langs de berekende maai-route. In een tussenstap 505 kunnen bestaande gebouwen worden herkend ten einde, indien gewenst, patronen te richten op één van deze gebouwen.

In sommige uitvoeringsvormen omvat de energetisch Autonome, Duurzame en Intelligente Robotmaaier ook een elektronisch communicatie apparaat. Dit apparaat maakt het mogelijk alarmsignalen, beelden, video, hmdemisinformatie te sturen naar de gebruiker alsook informatie betreffende weersvoorspelling te downloaden. De weersvoorspelling kan worden gebruikt door het artificieel intelligentiesysteem voor oplaadactiviteiten. De draadloze communicatie methode maakt het voor de gebruikers eveneens mogelijk het apparaat op afstand te bedienen.

BE2017/0067

Voorts kan, in geval van een robotmaaier, het elektronisch communicatie apparaat worden gebruikt om maaier-informatie te sturen naar de gebruiker of beelden betreffend het gazon en de informatie betreffende de weersvoorspelling kan het mogelijk maken dat de robot maaier een planning opmaakt voor zijn maai-activiteiten. In sommige uitvoeringen kan de energetisch Autonome, Duurzame en Intelligente Robot geprogrammeerd worden om als bewaker te functioneren. De robot kan zich op verschillende tijdstippen bewegen in de tuin en inbrekers of sporen van inbraak detecteren. Zo kan de robot ramen en deuren inspecteren op sporen van inbraak. Of de robot kan een positie innemen bij een achterdeur en deze permanent bewaken. Of de robot kan geprogrammeerd worden om een zwembad te bewaken tegen de verdrinking van kinderen of volwassenen. De robot kan eveneens geprogrammeerd worden om verschillende andere visueel gestuurde taken uit te voeren in de tuin, zoals bijv. het verjagen van mollen. In een voorkeursuitvoering van de robotmaaier kan één of meerdere van deze “bewakings” functies worden voorzien.

Een ander aspect van de uitvinding bestaat in een methode om een energetisch Autonome, Duurzame en Intelligente Tuin-Robot te configureren. De methode omvat de opname van beeld- en diepte data door middel van een camera, een stereo beeld camera, een IR diepte camera, een 3D camera, een hitte camera, of enig ander beeldopname apparaat.

Inclusief hierbij kan ook het analyseren van de opgenomen data zijn om de omgeving te verstaan en het gebied in kaart te brengen met inbegrip van hindernissen, huizen, de grenzen van het gazon en terzelfdertijd in realtime te bepalen waar hindernissen zijn, mensen en dieren te herkennen. De methode gebruikt de geanalyseerde date om de robot aan te drijven en om

BE2017/0067 de gepaste actie te ondernemen als gevolg op de geanalyseerde situatie en de voorhanden data en instructies.

Dezelfde methode meet de hoogte van het gras en instrueert de robot op gepaste hoogte te maaien. Deze methode garandeert ook dat de maaier niet tegen bomen, personen of andere hindernissen botst en dat de maaier niet op hindernissen of afsluitingen inrijdt terwijl het garandeert dat de maaier heuvels herkent. De methode meet het niveau van hoogte toename alvorens het besluit de heuvel te bestijgen of hoe de heuvel te bestijgen.

Een ander aspect van de uitvinding bestaat in een methode om een slim ïo energetisch autonoom duurzaam oplaadsysteem te verwezenlijken dat een onderdeel kan zijn van de energetisch autonome duurzame intelligente robot. De methode gebruikt het gecomputeriseerd visueel systeem en/of het artificieel intelligentie systeem om de beste oplaadplaatsen te volgen en te ontdekken, bijvoorbeeld de beste plaatsen in de tuin om de robot op te laden door middel van een zonnepaneel dat gemonteerd is op de robot.

Gebaseerd op plaats, tijd en weersgesteldheid, inspecteert de robot en meet hij hoeveel zonlicht valt op een gegeven plaats van de kaart. Bij het meten wordt rekening gehouden met hindernissen die schaduwen veroorzaken. De robot berekent en schat de beste oplaadtijden en oplaadplaatsen, gebaseerd op de beschikbare plaatsen en het actuele weer.

Het systeem zelf bestaat uit een zonnepaneel, een accu en electronica om het opladen uit te voeren.

Figuur 3 illustreert verschillende wegen om de informatie over de oplaadcapaciteit (of de beschikbaarheid van vermogen) op verschillende plaatsen (oplaadplaatsen) binnen het werkingsgebied te gebruiken. Eerst wordt de beschikbaarheid van vermogen op verschillende plaatsen binnen het werkingsgebied gemeten en de gemeten data voor elke plaats worden op de kaart (vermogenskaart) van het werkingsgebied opgeslagen (301). De

BE2017/0067 tijd die de robot zal nodig hebben om een bepaalde taak uit te voeren wordt bepaald op basis van de informatie aanwezig in de vermogenskaart; tevens wordt de plaats en de route van de robot tijdens het uitvoeren van de taak bepaald (302). Als de robot voorzien is van een eigen accu of een ander vermogen-capaciteit (303), worden plaats en route hierboven vermeld, bepaald door eveneens rekening te houden met de aanwezige oplaadcapaciteit van de eigen accu of van de vermogen-capaciteit (304). Tijdens de operaties zelf (d.w.z. tijdens het uitvoeren van de gegeven taak door de robot) gaat de robot naar een bepaalde oplaadplaats wanneer het vermogen aanwezig in de accu beneden een bepaald niveau valt (bijv.

102% van het vermogen nodig voor de robot om het eindpunt te bereiken) (305).

Een ander aspect van de uitvinding bestaat in een methode om te maaien in strepen of andere patronen. De robot gebruikt het gecomputeriseerd visueel systeem en/of het artificieel intelligentie systeem om het gras te maaien in lijnen (strepen). Het is wel bekend dat professionelen het gras maaien in strepen. Hedendaagse robotmaaiers maaien het gras in toevallige patronen. Deze uitvinding maakt het mogelijk het gras te maaien in steepen of andere patronen. De methode kan eveneens een huis of gebouw op het gazon ontdekken en hert gazon maaien in lijn met het huis om zo een gazon te verkrijgen dat professioneel gemaaid lijkt. Of de gebruiker kan bevelen sturen (als vormen, beelden, instructies) naar de robotmaaier om patronen, signalen, tekst, logo’s of andere creatieve vormen in het gazon te snijden. Zo kan bijv. een gebruiker de robotmaaier instrueren een hartvorm in het gazon te maken met vermelding van de naam van zijn vrouw alsook de maaier instrueren dat te doen in de vroege ochtend van Valentijnsdag.

In sommige uitvoeringsvormen creëert de energetisch Autonome, Duurzame en Intelligente Robotmaaier een gedetailleerde 3D kaart van het

BE2017/0067 gazon, afsluitingen, bomen, muren, bosjes, bloemen en zijn volledige omgeving inclusief de gebouwen op het eigendom, zodat de robot volledig bewust is van zijn omgeving.

In sommige uitvoeringsvormen werkt de energetisch Autonome, Duurzame en Intelligente Robotmaaier tezamen met één of meerdere energetisch Autonome, Duurzame en Intelligente Robotmaaiers om grote terreinen te maaien. Ze communiceren met elkaar om elk individueel bereik te bepalen dat ze bestrijken terwijl ze informatie delen zoals bijv. de informatie over oplaadplaatsen, 3D kaarten, kaarten met hindernissen.

Een ander aspect van de uitvinding bestaat in een methode om meerdere gazons te maaien. De methode maakt het mogelijk gazons te ontdekken die niet verbonden zijn met het gazon waarop de robot is. Er kan, bijvoorbeeld, een laantje liggen tussen het gazon waarop de robot zich bevindt en een ander gazon of het gras kan gedeeld zijn door een wandelweg. De robot kan dit over zijn gecomputeriseerd visueel en artificieel intelligentie systeem detecteren. Na detectie informeert de robot de gebruiker en wacht op verdere instructies. De gebruiker kan de robot bevelen dat andere gazon eveneens te maaien dan wel dit gazon links te laten liggen. In het geval de gebruiker de robot beveelt dit gazon eveneens te maaien, zal de robot van dan af automatisch beide (of meerdere) gazons maaien totdat nieuwe instructies worden gegeven.

Figuur 8 geeft een blokschema van een methode waarmee een nieuw werkingsgebied kan worden toegevoegd bij de operationele taken van een robotmaaier van onderhavige uitvinding.

In een eerste stap (801) ontdekt de robot in een afstandszicht (een zicht dat een aanduiding bevat van de afstanden tussen de robot zelf en andere zaken die door het gecomputeriseerd visueel systeem worden gezien) gazons die gelegen zijn nabij het actuele gazon dit is een gazon of werkingsgebied dat

BE2017/0067 reeds gedetecteerd en bewerkt werd door de robot. In een volgende stap (802) zal de robot, bij detectie van zo een nieuw gazon dat niet met het huidig werkingsgebied verbonden is, verifiëren of er voldoende operationele tijd (de tijd waarbinnen de robot een taak kan vervullen, gebaseerd op de capaciteit van de geïnstalleerde accu) aanwezig is. In een volgende stap (803) wordt het nieuwe gazon/werkingsgebied geëxploreerd door de robot ten einde laadplaatsen in te voegen op de kaart (zie stap 301 in figuur 3).

In stap 804 bepaalt de robot of het nieuwe geëxploreerde gazon/werkingsgebied al dan niet kan gevoegd worden bij de operaties (= een lijst van taken, opgeslagen door de robot), gebaseerd op de beschikbare operatie tijd (= tijd gebaseerd op het energieverbruik van de robot gedurende het uitvoeren van zijn taak, op de capaciteit van de accu en op de hoeveelheid energie die kan worden ontvangen en opgeslagen op de “oplaadplaatsen”) en op de tijd nodig om het nieuwe gazon/werkingsgebied te onderhouden. Als het resultaat van stap 804 positief is, dan wordt in stap 805 het nieuwe werkingsgebied/gazon toegevoegd aan de operationele taken.

In sommige uitvoeringsvormen kan de energetisch Autonome, Duurzame en Intelligente Robotmaaier een communicatie apparaat omvatten zoals een weergave inrichting of LED’s. De weergave inrichting of LED’s kan worden gebruikt om informatie weer te geven zoals bijvoorbeeld het niveau van de accu, maai-informatie of informatie over fouten.

In sommige uitvoeringsvormen kan het aandrijfsysteem van de energetisch

Autonome, Duurzame en Intelligente Robotmaaier een vierwiel aandrijfsysteem zijn. Een vierwiel aandrijfsysteem zal, in vergelijking met hedendaagse robotmaaiers, een stabieler systeem mogelijk maken en een betere tractie om bijvoorbeeld heuvels te beklimmen.

BE2017/0067

In sommige uitvoeringsvormen kan het aandrijfsysteem van de energetisch Autonome, Duurzame en Intelligente Robot een vliegend mechanisme zijn zoals bijv. een drone of een mechanisme geschikt voor op het water, zoals een boot

In sommige uitvoeringsvormen kan het aandrijfsysteem van de energetisch

Autonome, Duurzame en Intelligente Robotmaaier een methode omvatten om vast klittende grasknipsels en/of ander vuil te elimineren en te verwijderen dat de robot zou kunnen blokkeren, zoals het geval is bij hedendaagse commerciële grasmaaiers. De methode bestaat in het aanbrengen van een super hydrophobe coating op het inwendige van het toestel alsook op de onderdelen van het kooisysteem. Om het even welk vuil of grasknipsel dat in aanraking komt met deze coating wordt afgestoten en valt er eenvoudig vanaf; de extra coating garandeert dat vuil of grasknipsel niet kleeft aan of op de inwendige onderdelen van de robotmaaier.

In sommige uitvoeringsvormen kan het aandrijfsysteem van de energetisch Autonome, Duurzame en Intelligente Robotmaaier een systeem zijn gebaseerd op caterplillar (Fig. 8) In vergelijking met huidige robotmaaiers levert een aandrijfsysteem van het caterpillar type een meer stabiel systeem op met hoger tractie om bijvoorbeeld heuvels te bestijgen.

De uitvinding is niet beperkt tot de voorbeelden en uitvoeringsvormen hierboven beschreven. De verschillende karakteristieken die behoren tot eender welke van deze voorbeelden of uitvoeringsvormen kunnen ook toegepast worden in andere uitvoeringsvormen. De onderhavige uitvinding omvat ook uitvoeringsvormen die verschillende combinaties van de bovenstaande karakteristieken omvatten. In het bijzonder kunnen karakteristieken beschreven in verband met een energetisch Autonome,

Duurzame en Intelligente Robotmaaier ook worden gebruikt in andere

BE2017/0067 robotten met een andere taak dan het maaien. Dergelijke energetisch Autonome, Duurzame en Intelligente Robotten maken ook deel uit van de uitvinding.

Andere variaties op de beschreven uitvoeringsvormen kunnen begrepen en geïmplementeerd worden door personen met ervaring in deze techniek wanneer ze de geclaimde uitvinding praktisch behandelen uitgaande van een studie van de figuren, de beschrijving en de aangehechte conclusies. In de conclusies sluit het onbepaald lidwoord “een” het gebruik van meerdere niet uit. Het pure feit dat bepaalde maatregelen opgesomd worden in ïo onderling verschillende afhankelijke conclusies wijst er geenszins op dat een combinatie van deze maatregelen niet met voordeel kan worden gebruikt. Een referentie in de conclusie kan niet worden geïnterpreteerd als een beperking van de omvang van de bescherming.

BE2017/0067

Addendum

Vertaling van de begrippen in de figuren

Fig. IB:

Element 101: “energy generating source” betekent “energie genererende bron”;

Element 102: “computer vision system” betekent “gecomputeriseerd visueel systeem”;

Element 103: “software” betekent “software”;

Element 104: “ robot body” betekent “robot lichaam”;

Element 105: “drive system” betekent “ aandrijfsysteem”;

Element 106: “ tool (ex.: lawn mower)” betekent “werktuig (bijv. gazonmaaier)”.

Fig. 2:

Element 201 : “Determine location and destination on the known map” betekent “Bepalen van plaats en doel op de bekende kaart”;

Element 202: “Verify route ahead on the map” betekent “Verifiëren van voorliggende route op de kaart”;

Element 203: “Start en route by moving the robot towards its destination” betekent “Starten van de route door de robot te bewegen naar zijn doel”;

Element 204: “Continuously driving towards destination while:” betekent “Continue aandrijving naar het doel terwijl:”;

Element 205: “Finish on reaching destination” betekent “Beëindigen bij het bereiken van het doel”;

BE2017/0067

Element 206: “Recognising the type of the ground in front of die robot” betekent “Herkennen van het type bodem voor de robot”;

Element 206: “Recognising obstacles in front of the robot” betekent “Herkennen van hindernissen voor de robot”;

Element 207: “Mowing if grass detected and no obstacles” betekent “Maaien indien gras is gedetecteerd en geen hindernissen”.

Fig. 3:

Element 301 : “Measure and store data about the power availability for each location on the map” betekent “Meten en opslaan van gegevens over beschikbaarheid van vermogen voor elke plaats op de kaart”;

Element 302: “ Determine robotic operations time & location/path based on the Power map information” betekent “Bepalen van operationele tijd van de robot & plaats/route gebaseerd op vermogenskaart informatie”;

Element 303: “if there is a battery or other power capacity installed” betekent “indien een accu of ander vermogen-capaciteit is geïnstalleerd”;

Element 304: “ Determine robotic operations time & location/path based on the Power map information, as well as on the available charge capacity” betekent “Bepalen van operationele tijd van de robot & plaats/route gebaseerd op vermogenskaart informatie alsook op de beschikbare oplaad capaciteit”;

Element 305: “During operations: Go to the determined charge location if only 2% extra power remains on top of the power needed to reach to the destination.” betekent “Gedurende de operaties: Ga naar de bepaalde oplaadplaats indien slechts 2% extra vermogen overblijft nodig om het doel te bereiken”.

BE2017/0067

Figuur 5:

Element 501 : “Retrieve map information + retrieve desired pattern information” betekent “Ophalen van kaartinformatie + ophalen informatie gewenst patroon”;

Element 502: “Map the pattern on the map, such as horizontal/vertical stripes, a name, a logo...” betekent “ In kaart brengen van het patroon, zoals horizontale/vertikale strepen, een naam, een logo,...”

Element 503: “Calculate mowing path + height for each location along the path” betekent “Berekenen van maairoute + hoogte van elke plaats langs de route”;

Element 504: “Drive and mow as per defined path” betekent “Aandrijven en maaien langs bepaalde route”;

Element 505: “Recognise buildings to align patterns with the building” betekent “Gebouwen herkennen om het patroon te aligneren met het gebouw”.

Figuur 7:

Element 701 : “Measure and store data about the height of the grass and the speed it grows” betekent “Meten en opslaan van gegevens betreffende de hoogte van het gras en zijn groeisnelheid”;

Element 702: “Determine robotic operations time based on the grass height, allowing the grass to grow and be mowed at max 1/3 of the grass height” betekent “Bepalen van operationele tijd van de robot gebaseerd op de hoogte van het gras en daarbij toelaten dat het gras groeit en gemaaid wordt op max. 1/3 van de grashoogte”;

B E2017/0067

Element 703: “During operations, determine max cut height based on the

1/3 rule to professionally mown lawn” betekent “Bepalen, gedurende de operaties, van de max snijhoogte gebaseerd op de 1/3 regel tot een professioneel gemaaid gazon”

Element 704: “Repeat the path, based on allowing enough time for the grass to recover, until the desired height is reached” betekent “Herhaal de route, rekening houdend met voldoende tijd zodat het gras zich kan herstellen totdat de gewenste hoogte is bereikt”

Figuur 8:

Element 801 : “While creating the map, detect lawns in the distance view, lawns that are located next to the current lawn” betekent “Tijdens het maken van een kaart, gazons detecteren in het afstands zicht, gazons die zich bevinden in de nabijheid van het actuele gazon”;

Element 802: “On detecting a new lawn area that is not connected to the current area, verify if there is enough operational time available to add a new area” betekent “Bij het detecteren van een nieuw gazon gebied dat niet verbonden is met het huidige gebied, verifiëren of er voldoende operationele tijd aanwezig is om een nieuw gebied bij te voegen”;

Element 803: “Explore the new discovered area and add locations to the map” betekent “Het nieuw ontdekte gebied exploreren en plaatsen op de kaart bijvoegen”;

Element 804: “Determine if the new explored area can be added to the operations or not, based on the available operation time and needed time to maintain the new area” betekent “Bepalen of het nieuw geëxploreerde gebied al dan niet bij de operaties kan worden gevoegd, gebaseerd op de

BE2017/0067 voorhanden operatie tijd en de tijd nodig om het nieuwe gebied te onderhouden”;

Element 805: “’’Add new area to the operational tasks” betekent “Voeg het nieuwe gebied bij de operationele taken”.

ΒΕ2017/0067

Claims (12)

1. CONCLUSIES

   1. Een energetisch Autonome, Duurzame en Intelligente Robot (ESAIR) geschikt om zich te bewegen binnen een werkingsgebied die omvat:

   - een bron die energie genereert (101);

   - een gecomputeriseerd visueel systeem (102);

   - een plaatsbepalingssysteem;

   - een aandrijfsysteem om de robot te bewegen (105)

   - een werktuig voor het uitvoeren van een taak binnen het werkingsgebied (106);

   - een verwerkingseenheid voor het verwerken van data signalen afkomstig van het computer afbeeldingssysteem en/of van het plaatsbepalings-systeem, waarbij de verwerkingseenheid ingericht is om een Artificieel Intelligent systeem zodanig te voeden dat een gedetailleerd 3D plan van het werkingsgebied of van een deel hiervan wordt verkregen en dat bevelsignalen worden verkregen voor het aandrijfsysteem en het werktuig;

   - artificieel intelligente software om de omgeving te analyseren en te interpreteren en om beslissingen te nemen op basis van eigen kennis;

   - een geheugen om het plan van het werkingsgebied of van een deel hiervan op te slaan.
2. 2. De robot van conclusie 1 die verder omvat/

   - middelen om energie op te slaan;

   - middelen om binnen het werkingsgebied de beste punten of de beste gebieden te bepalen waar de energie genererende bron externe energie kan ontvangen om de middelen om energie op te slaan op te

   B E2017/0067 laden en om de beste tijdspanne te bepalen binnen dewelke er ontvangst van externe energie kan plaatsvinden;

   - waarbij deze beste punten of gebieden opgeslagen worden op het plan van het werkingsgebied.
3. 3. De robot volgens één van bovenstaande conclusies waarbij het werkingsgebied meerdere niet met elkaar verbonden werkingsgebieden omvat of werkingsgebieden die gedeeltelijk niet met elkaar verbonden zijn.
4. 4. De robot volgens één van bovenstaande conclusies die verder een gyroscoop en/of een kompas omvat.
5. 5. De robot volgens één van bovenstaande conclusies die verder een elektronisch communicatie toestel omvat dat voorzien kan zijn van een beeldscherm.
6. 6. De robot volgens één van bovenstaande conclusies waarbij het werktuig een gazonmaaier is die een kooimaaier omvat (Fig. 4).
7. 7. De robot volgens conclusie 6 die een vierwiel-aandrijfsysteem omvat en/of een aandrijfsysteem gebaseerd op het Caterpillar systeem (Fig. 6).
8. 8. De robot volgens één van conclusies 6 of 7, die een automatische hoogte instelling voor de maaier omvat.

   BE2017/0067
9. 9. De robot volgens één de van conclusies 6 tot 8 die de hardware en de programma’s omvat om de functie van bewaker uit te oefenen.
10. 10. Een methode voor het maaien van een gazon die de robot volgens één 5 van de conclusies 6 tot 9, omvattende de volgende stappen:

    - het nemen van een beeld van het te maaien gazon door middel van een gecomputeriseerd visueel systeem;

    - het analyseren van de opgenomen data om de omgeving te interpreteren en het afbeelden van het gazongebied en/of hindernissen io en/of een huis of een gebouw en/of de grenzen van het gazon;

    - het gebruiken van geanalyseerde opgenomen data om de robot aan te drijven;

    - het instrueren van de robot om het gras te maaien.

    15
11. 11. De methode voor het maaien van een gazon volgens conclusie 10 die verder de stap omvat:

    - het meten van de hoogte van het gras; waarbij

    - het instrueren van de robot om het gras te maaien omvat het instrueren om te maaien op een gepaste hoogte.
12. 12. Een computer programma dat computer programma code middelen omvat die, als het programma op een computer loopt, alle stappen van conclusie 10 of 11 uitvoeren

    BE2017/0067