CN108227699A - 用于运行自动前进的车辆的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于运行自动在环境(2)内前进的车辆(1)、尤其清洁机器人的方法，其中，所述车辆(1)在所述环境(2)内前进期间探测关于障碍物的环境数据(3)，其中，所述车辆(1)根据探测到的环境数据与环境地图(4)的地图数据的比较来识别车辆(1)在环境(2)内的当前位置和定向并且根据所述环境地图(4)在环境(2)内部前进，其中，所述环境地图(4)在所述车辆(1)的显示器(5)上显示。为了使使用者容易在环境地图(4)内定向，建议所述环境地图(4)被显示在所述车辆(1)前进期间在显示器(5)的显示平面方面基本水平对准的显示器(5)上，其中，所述环境地图(4)的定向根据识别到的车辆(1)在环境(2)内的定向而变化。

Description

用于运行自动前进的车辆的方法

技术领域

本发明涉及一种用于运行自动在环境中前进的车辆、尤其清洁机器人的方法，其中，所述车辆在环境中前进期间探测关于障碍物的环境数据，其中，所述车辆根据将探测到的环境数据与环境地图的地图数据的比较来识别该车辆在环境中的当前位置和定向，并且所述车辆根据环境地图在环境中前进，其中，所述环境地图在车辆的显示器上显示。

此外，本发明还涉及一种自动在环境中前进的车辆、尤其清洁机器人，其中，所述车辆具有用于探测关于环境中障碍物的环境数据的探测装置，并且其中，所述车辆具有导航装置，该导航装置被设置用于根据将探测到的环境数据与环境地图的地图数据的比较识别该车辆在环境中的当前位置和定向，并且其中，所述车辆具有用于显示环境地图的显示器。

背景技术

在现有技术中已知自动前进的车辆。例如专利文献DE 10 2012 109 004A1显示设计为清洁机器人的这种车辆。在此描述了一种具有人机界面的清洁机器人，所述人机界面可以具有在清洁机器人的壳体上构造的显示器。在该显示器上可以显示关于清洁机器人处理过程的信息，此外也可以例如以环境地图的形式显示关于清洁环境的信息。

此外，例如也由专利文献DE 10 2008 014 912 A1和DE 10 2011 000 250A1已知，自动前进的车辆、如清洁机器人配备探测装置，该探测装置具有例如带有光源和接收单元的光学式的三角测量系统。在驶过环境的子区域、例如公寓的房间时，探测装置测量相对于障碍物的距离，该距离用作建立环境地图的基础。根据测得的相对于障碍物的间距车辆可以通过适当的调度(Rangier)运动和避让运动做出反应，以便不与障碍物相撞。

除了三角测量系统以外，在现有技术中已知另外的用于探测障碍物的探测装置，例如超声波传感器、接触传感器、摄像机系统等。此外还已知利用里程测量传感器测量车辆的行程，从而可以确定驶过的路段和方向。

在此，若车辆、尤其清洁机器人具有用于显示环境地图的显示器，那么存在如下问题，使用者必须(根据车辆在环境中的当前定向)设想自己处于环境地图的示图中，以便在想象中使显示的环境与环境实际的空间定向相一致。这对于车辆的使用者来说是不舒适的，并且在手动控制车辆前进时可能导致错误。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于运行自动前进的车辆的方法或一种这样的自动前进的车辆，其中，如此优化环境地图的显示，使得在车辆变向的情况下使用者也可以特别简单且快速地在环境地图中定向。

为了解决前述技术问题首先建议一种用于运行自动在环境中前进的车辆的方法，其中，环境地图被显示在车辆前进期间在显示器的显示平面方面基本水平定向的显示器上，并且其中，环境地图的定向根据识别到的、车辆在环境中的定向而变化。

根据所述按照本发明的设计方案，在显示器上显示的环境地图不具有相对于显示器或车辆的壳体的恒定的定向。取而代之的是，显示的环境地图的定向随着车辆在环境中的当前定向而变化，也就是说，例如随着车辆当前的前进方向而变化。如果车辆改变其前进方向，那么在车辆上显示的环境地图的定向也同时改变，从而使用者不必重新设想自己处于环境地图中。此外，显示器的显示平面和由此环境地图也基本水平和/或平行于地面定向，车辆在所述地面上前进。在此，所述水平的对准与车辆的同样水平的定向或车辆的全局行驶方向相关。与此相反，如果车辆处于上升或下降的面上，例如在地面不平的情况下，显示平面当然也跟随所述上升或下降。由此，从上方观察车辆的车辆使用者，可以以特别简单的方式重新识别在环境地图中显示的环境并且在其中定向。为了确定显示的定向的待执行的改变，从由车辆的探测装置记录的环境数据中、例如从激光测距传感器、里程测量传感器等的数据中确定车辆在环境中的瞬时的位置和定向，并且用于显示的环境地图的定向。

尤其建议，所述环境地图始终如此显示，使得显示的环境地图的定向与环境的空间上的定向相符。在车辆的每次方向改变时，环境的图像的显示如此修正，使得该显示的定向始终与环境的空间上的定向相符。由此，无论使用者从哪个空间方向观察布置在车辆上的显示器，在环境地图中显示的空间方向始终保持为实际的空间方向，使用者同时也沿该实际的空间方向看向环境。由此，在显示器上显示的环境地图是实际环境的较小的影像，并且在显示的空间方向方面与实际情况相符。由此，车辆或使用者在环境中的定位可以特别容易实施。如果使用者例如基于向显示平面的上方的图像边缘的观察看到了房间门，那么此房间门在环境中实际上也处于使用者前面。由此，对于使用者的使用舒适度特别高。

此外还建议，车辆在环境地图中的当前位置被显示。该措施额外地简化了使用者在环境地图内的定向。由此，使用者获得了车辆在环境中所处的准确位置的信息。附加地，使用者同样获得关于他、也就是关于使用者自身在环境中所处的位置的信息，因为车辆必然在使用者的视野中。车辆的位置可以通过特别的符号、旗标、车辆的模型等显示。如果所述模型例如是车辆的俯视图，那就建议，所述俯视图也具有定向，该定向与车辆实际的空间上的定向相符。

可以规定，车辆在环境中实施清洁工作。根据所述设计方案车辆例如是清洁机器人，该清洁机器人设计为抽吸机器人和/或拖擦机器人。车辆可以已经在实施清洁工作期间和由此也在与清洁工作相关联的向前移动期间探测用于建立环境地图的环境数据。

此外，在此规定，环境的至少子区域的当前的清洁状态和/或对于环境的子区域有关清洁状态的信息显示在环境地图内。由此，环境可以例如分成多个子区域显示。其中，所述子区域附有信息，该信息告知相应子区域是否已由车辆清洁或是否还需要清洁或者说是否还在清洁，和/或相应子区域何时已由车辆清洁或何时还需要清洁或者说何时还在清洁。由此，存在于环境地图中的环境数据超出了纯粹的空间信息和/或障碍物信息的显示。由此，使用者可以特别简单地在子区域之间区分，哪些或者已经被清洁或者尚需清洁。例如也可以包含关于相应子区域最后一次被清洁或下一次被清洁的时间点的信息。此外，有关清洁状态的信息也可以包含特殊事件、例如清洁未完成的原因，例如当家具阻碍驶入子区域时。

按照本发明建议，在环境的至少子区域中待执行的和/或已经执行的清洁工作的类型显示在环境地图内。由此，通过所述设计方案在环境地图中显示不同的清洁类型、例如干式清洁、湿式清洁等，车辆或者已实施该清洁类型，或者该清洁类型还待执行。当车辆是组合的抽吸-拖擦设备时这尤其有利。

尤其建议，借助不同的颜色、图案和/或亮度级别在环境地图内显示不同的清洁状态和/或清洁工作的不同类型。这也使使用者容易在环境地图内定向和识别环境的可能还需要清洁的子区域。

按照本发明建议，车辆从探测到的环境数据中建立环境地图。由此，车辆自身建立内部的环境地图，通过在环境中继续进行的向前移动，该环境地图被用越来越多的环境数据扩展。为了从由探测装置记录的环境数据建立环境地图，车辆优选地具有相应的计算设备。

备选地可以规定，车辆的使用者将环境地图传输到车辆上。在此情况下，环境地图不由车辆自身建立，而是由外部的设备建立或通过使用者输入建立。例如环境地图可以储存在例如移动电话、PC、服务器等外部设备上并且传递到车辆上。车辆在前进期间读取所述预先建立的环境地图并且通过将在该环境地图中记录的环境数据与当前由车辆的探测装置测得的环境数据作比较来定向。

除了上文所述的方法，本发明同样建议一种自动在环境中前进的车辆、尤其一种清洁机器人，所述车辆具有用于探测关于在环境中障碍物的环境数据的探测装置，并且其中，所述车辆具有导航装置，该导航装置被设置用于，根据探测到的环境数据与环境地图的地图数据的比较来识别车辆在环境中的当前的位置和定向，并且根据环境地图在环境中前进，其中，所述车辆具有用于显示环境地图的显示器，其中，所述显示器的显示平面相对于在前进期间的车辆的定向基本水平定向，并且其中，所述车辆具有计算设备，该计算设备被设置用于，根据识别到的车辆在环境中的定向改变环境地图在显示器上的定向。

由此，上文建议的车辆、尤其如此设计的清洁机器人适合于，实施上文阐述的方法，并且把在车辆的显示器上显示的环境地图始终如此变化，使得显示的环境地图的定向始终与环境的空间上的定向相符。

附图说明

以下结合实施例进一步阐述本发明。在附图中：

图1示出按照本发明的自动前进的车辆，

图2示出在沿第一前进方向前进期间在环境中的车辆，

图3示出根据图2的车辆的放大的视图，

图4示出在沿第二前进方向前进期间在环境中的车辆，

图5示出根据图4的车辆的放大的视图。

具体实施方式

图1示出自动在环境2内部前进的车辆1，在此，该车辆1设计为抽吸机器人。车辆1具有壳体7，显示器5设计在壳体7的顶侧。此外，车辆1还具有用于在环境2内前进的电机驱动的车轮8以及具有一个或多个用于实施清洁工作的刷子9。此外，车辆1还具有探测装置6，在此，探测装置6设计为三角测量装置。在此，探测装置6如此设计且设置，使得测量可以在探测平面内在360度的角度范围上、也就是说围绕车辆1实施。在此，探测装置6作为三角测量装置起作用，从而由三角测量装置的激光器发出的光线穿过壳体7的开口射出并且在360度的角度范围上扫描车辆1的环境2。当光线遇到障碍物3时，至少部分被反射并且碰到探测装置6的传感器、例如CCD芯片或CMOS芯片。根据探测装置6和反射光线的障碍物3之间的间距，反射的部分到达芯片上的其它位置上。通过该位置可以确定障碍物3相对于车辆1的距离。除了探测装置6以外，车辆1还具有未示出的里程测量装置，该里程测量装置配属于车轮8并且测量驶过的路段以及行驶方向。车辆1具有内部的存储器以及计算设备，借助其可以建立车辆1的环境2的环境地图4。车辆1根据该环境地图4可以在环境2内部定向，并且可以例如为在公寓中有针对性的地面清洁规划前进路径。为了建立环境地图4，将由里程测量装置记录的测量数据与探测装置6的环境数据作比较。建立的环境地图4在车辆1的显示器5上向车辆1的使用者显示。

图2示出环境2的例子，即在此示出具有多个房间10的住宅的部分。在房间10中存在有不同的障碍物3，即一方面有家具例如沙发、柜子、厨房家具，并且另一方面有房间边界例如墙、门、落地窗等等。在根据图2的视图中，车辆1相对于页面沿(箭头)方向朝下方的页边缘移动。在此，在显示器5上显示的环境地图4如此定位，使得在环境地图4中显示的房间10和障碍物3的空间上的布置与实际的环境情况相符，也就是说，相对于纸面布置在右上方的房间10在环境地图4中也显示在右上方，从而在车辆1旁边的使用者可以特别简单且舒适地在环境地图4中定向，并且该使用者直接识别房间10和障碍物3的位置和定向，而不需要在脑中多想。

车辆1的计算设备将记录在环境地图4中的房间10和障碍物3与当前被探测装置6测得的房间10和障碍物3作比较。在环境数据一致的情况下，该计算设备可以推断出车辆1在环境2内的当前位置和定向。随后在显示器5上显示的环境地图4如此转动，使得显示的环境地图4的定向分别与环境2的空间上的定向相符。附加地在环境地图4内部还可以显示不单单与环境2的房间10和障碍物3的几何布置相关的信息。例如对于单个的房间10可以告知清洁状态、例如“尚未清洁”或“已清洁”。此外还可以包含告知已执行或尚待执行的清洁工作的类型、例如“湿式清洁”或“干式清洁”的信息。此外还可以告知房间10被清洁好的和/或要清洁的时间点、关于和/或为何清洁未能执行(例如在存在障碍物3的情况下)的信息。所述信息可以以不同的颜色、图案、亮度级别等形式显示。此外，在此车辆1当前的位置和定向在环境地图4中被显示。按符号的形式进行所述显示，所述符号显示在俯视图中的车辆1。为了附加的定向舒适，所述符号例如可以闪烁或以显眼的颜色显示。

图3示出车辆1根据图2的放大的视图。在此，可以看到车辆1当前的前进方向(箭头)和符合房间10和障碍物3的实际定向地显示的环境地图4。

图4和图5示出在车辆1改变其前进方向(箭头)后的车辆1。如图4所示，车辆1这时沿相对于图2和图3的前进方向逆时针转动90度的方向移动。通过将当前由探测装置6记录到的环境数据与环境地图4作比较，车辆1的计算设备识别到，车辆1已经改变了其位置和定向并且这时在沿其它的方向前进。该计算设备算出，在显示器5上显示的环境地图4必须(相对于显示器5)顺时针转动90度，以使在环境地图4中显示的房间10和障碍物3的定向继续与环境2的实际的空间上的定向相符。

由此，总的来说，使用者在显示器5上始终获得关于车辆1的环境2的实际定向的信息。由此，可以特别舒适且简单地读知环境地图4。

附图标记列表

1 车辆

2 环境

3 障碍物

4 环境地图

5 显示器

6 探测装置

7 壳体

8 车轮

9 刷子

10 房间

Claims (10)

1.一种用于运行在环境(2)内自动前进的车辆(1)、尤其清洁机器人的方法，其中，所述车辆(1)在所述环境(2)内前进期间探测关于障碍物的环境数据(3)，其中，所述车辆(1)根据探测到的环境数据与环境地图(4)的地图数据的比较来识别该车辆(1)在环境(2)内的当前位置和定向，并且根据所述环境地图(4)在环境(2)内部前进，其中，所述环境地图(4)显示在所述车辆(1)的显示器(5)上，其特征在于，所述环境地图(4)被显示于在所述车辆(1)前进期间在显示器(5)的显示平面方面基本水平定向的显示器(5)上，其中，所述环境地图(4)的定向根据识别到的车辆(1)在环境(2)内的定向而变化。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环境地图(4)始终如此显示，使得显示的环境地图(4)的定向与所述环境(2)的空间定向相符。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述车辆(1)的当前位置在所述环境地图(4)中显示。

4.按照前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述车辆(1)在所述环境(2)内实施清洁工作。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，所述环境(2)的至少子区域的当前的清洁状态和/或对于环境(2)的子区域的涉及清洁状态的信息显示在所述环境地图(4)内。

6.按照权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在所述环境(2)的至少子区域中待执行的和/或已执行的清洁工作的类型显示在所述环境地图(4)内。

7.按照权利要求4至6之一所述的方法，其特征在于，不同的清洁状态和/或清洁工作的不同类型借助不同的颜色、图案和/或亮度级别显示在所述环境地图(4)内。

8.按照权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，所述车辆(1)由探测到的环境数据建立所述环境地图(4)。

9.按照权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，所述车辆(1)的使用者将环境地图(4)传输至车辆(1)。

10.一种在环境(2)内自动前进的车辆(1)、尤其清洁机器人，其中，所述车辆(1)具有用于在所述环境(2)内探测关于障碍物(3)的环境数据的探测装置(6)，并且其中，所述车辆(1)具有导航装置，所述导航装置被设置用于，根据探测到的环境数据与环境地图(4)的地图数据的比较来识别车辆(1)在环境(2)内的当前位置和定向，并且根据环境地图(4)在环境中前进，并且其中，所述车辆(1)具有用于显示环境地图(4)的显示器(5)，其特征在于，所述显示器(5)的显示平面相对于所述车辆(1)在前进期间的定向基本水平定向，并且所述车辆(1)具有计算装置，所述计算装置被设置用于，根据识别到的车辆(1)在所述环境(2)内的定向改变环境地图(4)在显示器(5)上的定向。