CN109791410A - 运行自主行进的表面处理设备的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种运行自主行进的表面处理设备(1)、清洁机器人的方法，其中，所述表面处理设备(1)能够在环境中运行并且必要时实施表面处理作业，并且其中，所述表面处理设备(1)的障碍物探测装置(2、3)在环境中探测障碍物。为了有利地实施侵入监测，在此建议，所述表面处理设备(1)在由用户预设的时间段内在环境中定义的地点(4)、尤其在确定的对象(6)的运动范围(5)内的地点处保持不移动，其中，所述障碍物探测装置(2、3)在所述时间段内重复地测量至确定的对象(6)的间距(a)并且针对间距(a)的测量值在时间上的变化进行评估，和/或其中，所述障碍物探测装置(2、3)在所述时间段内探测与对象(6)可能发生的碰撞，其中，当变化超出定义的极值时和/或当碰撞时发出警报信号。
Description
技术领域
本发明涉及一种运行自主行进的表面处理设备、清洁机器人的方法，其中，所述表面处理设备能够在环境中运行并且必要时实施表面处理作业，并且其中，所述表面处理设备的障碍物测量装置在环境中探测障碍物。
本发明还涉及一种自主行进的表面处理设备、尤其清洁机器人，所述表面处理设备能够在环境中运行并且必要时实施表面处理作业，并且其中，所述表面处理设备具有用于在环境中测量障碍物的障碍物探测装置和控制装置。
本发明还涉及一种由这种类型的自主行进的表面处理设备和与表面处理设备通信连接的外部设备组成的成套设备，所述外部设备具有显示屏，用于显示表面处理设备的环境地图。
本发明还涉及一种计算机程序产品，用于安装在自主行进的表面处理设备上和/或与表面处理设备通信连接的外部设备上，其中，所述计算机程序产品设置用于控制所述表面处理设备。
背景技术
运行这种表面处理设备的方法在现有技术中是已知的。在此，表面处理设备例如可以根据自主建立的且存储的环境地图在住房的一个和/或多个房间内往复行驶并且优选实施清洁作业、如抽吸和/或擦洗。同样已知的是，这种表面处理设备附加地具有另外的功能，例如用于在人员非许可进入方面监视房间。
文献EP 2 423 893 B1例如公开了一种可自主运行的清洁设备，其借助传感器检测物体，其中，一个或多个环境特征至少在确定的预设的时间段内被检测并且在物体的布置方式改变时或者在人员非许可进入时触发警报。物体的布置方式的改变和/或新物体或者人员的存在借助距离测量装置和/或借助障碍物传感器被探测，方法是，房间的保存的参照图与当前的测量值进行比较。
发明内容
从前述现有技术出发，本发明所要解决的技术问题是，以备选的方式方法确定在表面处理设备的周围环境中人员的非许可的进入、尤其侵入，尤其不借助表面处理设备的存储的环境地图。
所述技术问题按照本发明通过一种运行自主行进的表面处理设备的方法解决，其中，所述表面处理设备在由用户预设的时间段内在环境中定义的地点、尤其在确定的对象的运动范围内的地点处保持不移动，其中，所述障碍物探测装置在所述时间段内重复地测量至确定的对象的间距并且针对间距的测量值在时间上的变化进行评估，和/或其中，所述障碍物探测装置在所述时间段内探测与对象可能发生的碰撞，其中，当变化超出定义的极值时和/或当碰撞时发出警报信号。
按照本发明，表面处理设备在其不行进或者不改变其定向的时间段内使用表面处理设备的障碍物探测装置，用于探测所观察的对象的运动。按照本发明，这或者可以通过对对象的间距的相继多个测量实现，或者备选地通过对与对象发生碰撞的检测实现。在前者的情况中，使用表面处理设备的设计为距离测量装置的障碍物探测装置、例如激光三角测量装置、超声波传感器等。在后者的情况中，障碍物探测装置是传感器，其可以直接或间接地探测对象与表面处理设备之间的接触。与现有技术不同的是，在本发明的两个备选的实施方式中不需要与表面处理设备的环境地图进行比较。反而，或者使得在时间段内测量的距离相互比较，其中，可能出现的变化推导出对象相对于表面处理设备移位，和/或表面处理设备与对象的碰撞作为绝对的结果。与对象的间距改变或接触随后导致识别出运动，紧接着表面处理设备的评估和控制装置可以触发警报信号。
由此根据本发明，障碍物探测装置不用于或者不仅用于在表面处理设备在环境中行驶时、例如在清洁行驶时探测障碍物，而是也用于针对侵入对周围环境进行监测，这种侵入会导致观察的对象发生移动、例如可运动的窗扇或可运动的门扇发生运动，侵入者必须移动窗扇或门扇，以便到达被监测的住宅或房间中。
障碍物探测装置由此按照本发明也用作侵入传感器。在此，表面处理设备有利地不必再为了监测环境而规定要建立房间或住宅的环境地图。
在此建议，所述表面处理设备的用户在表面处理设备的显示屏上和/或与表面处理设备通信连接的外部设备的显示屏上所示的环境地图中选择对象。用户可以舒适地在表面处理设备或外部设备的显示屏上选择表面处理设备用于房间监测的工作位置或待监测的物体。在此，环境地图的图形显示尤其在同时显示表面处理设备在环境地图内的当前位置的情况下能够实现用户的顺利的定向和由此通过表面处理设备快速且确定地选择待监测的对象。环境地图例如可以显示住宅的平面图，在其中表面处理设备通常用于清洁等作业。在环境地图中，用户例如可以选择住宅或房间的入口大门的区域。通过在环境地图中选择对象，用户例如标记了待监测的对象，由此可以同时或必要时延迟地开始监测功能。显示屏可以或者是表面处理设备自身的显示屏，或者是与表面处理设备相连的外部设备、例如移动电话、平板电脑、笔记本电脑等的显示屏。当表面处理设备与这种外部设备通信连接时，则为了开始监测不需要用户当前处于表面处理设备的周围。而是用户也可以在外面例如通过移动无线连接在外部设备的显示屏上选择待监测的对象并且开始监测作业。
此外建议，所述表面处理设备根据已进行的选择借助表面处理设备的和/或外部设备的控制装置移动到确定的对象的定义的地点处或运动范围内并且占据位置和/或定向，该位置和/或定向允许对确定的对象进行障碍物探测。根据该设计方案，依据已进行的选择生成控制指令，该控制指令使表面处理设备移动到所选的地点。所述控制指令在此可以通过外部设备生成，或者由表面处理设备的评估和控制装置生成。在与外部设备连接的情况下还可行的是，外部设备仅仅将关于所选地点的信息传递给表面处理设备的评估和控制装置，并且评估和控制装置据此生成控制指令。表面处理设备借助控制指令不仅移动到所选的地点，而且在那里如此定位，从而可以实施对所选对象的监测。为此，例如需要表面处理设备相对于对象的确定的定向和/或相对于对象的确定的间距，例如表面处理设备在确定的对象的通常的运动范围内的布置。所述运动范围例如可以是门扇或窗扇的转动范围。表面处理设备在规定用于监测的时间段内驻停，使得障碍物探测装置可以很好地感知待监测对象的运动。
此外建议，在所测量的间距的变化超出极值时或者在探测到碰撞时，推断出所述对象发生运动并且随之发出警报信号。定义的极值确定了，所测量的超出极值的间距差值反映出对象的运动。例如，极值可以是几毫米、例如10mm，但也可以是几厘米。在尝试侵入时，通常所观察的对象会出现运动或移位、例如门扇或窗扇的摆动。定位在对象的范围内、尤其对象的运动范围内的表面处理设备可以测量至运动的对象的间距的变化，或者与运动的对象的直接接触。间距变化或与对象的接触则导致识别出运动，随之表面处理设备的评估和控制装置可以发出警报信号。在此，警报信号可以由表面处理设备自身发出，或者由与表面处理设备通信连接的外部设备发出，还或者由与表面处理设备通信连接的房屋警报设备发出。警报信号可以是声学的、光学的或者触觉的(振动信号)。
此外建议，借助接触传感器、加速度传感器、电容传感器和/或里程传感器探测碰撞。表面处理设备与对象之间的碰撞由此可以由传感器以不同的形式或功能方式检测。接触传感器例如可以设计在表面处理设备的保险杠的区域，尤其以触头的形式，该触头在碰撞时、也就是与待监测的对象接触时被操作。加速度传感器可以测量表面处理设备的运动的数值和方向，由此同样可以推断出与待观察的对象的接触。此外，也可以使用大多数情况下本来就安置在表面处理设备上的里程传感器，其监测表面处理设备的轮子的转动并且由此推断出感应出的电机电压，这显示出表面处理设备的运动以及由此与待观察对象的碰撞。同样适用电容传感器。在所有建议的传感器中有利的是，这些传感器具有较小的或完全没有能量需求。由此考虑借助例如激光三角测量用于距离测量的相应的测量过程。
此外建议，所述表面处理设备在到达定义的地点之后转换为待机模式并且通过与对象的碰撞被唤醒。根据该设计方案，表面处理设备在到达在环境地图中所选的地点之后进入待机模式。通过可能的碰撞可以从这种待机模式中唤醒。该待机模式如此设置，使得表面处理设备可以数天在待机模式下保持监测功能，而无需例如为对蓄电池充电而行驶到基站。待机模式必要时也可以例如借助计时功能通过行驶到基站而被中断。至少表面处理设备与待监测对象的碰撞会导致从待机模式中唤醒并且随后必要时输出或发出警报信号。有利地，计时器或实时时钟也可以在待机模式下工作。与之相应地，例如在经过预设的时间段之后可以结束待机模式，该时间段限定了表面处理设备的最大的待机时长，从而表面处理设备可以行驶到基站。相对于表面处理设备的计时器或实时时钟备选的是，外部设备也可以实施相应的计时器功能，例如表面处理设备可以通过WLAN连接从外部设备获得唤醒指令，随之表面处理设备从待机模式被唤醒。
除了前述的用于运行自主行进的表面处理设备的方法以外，本发明还建议一种自主行进的表面处理设备、尤其清洁机器人，所述表面处理设备能够在环境中运行并且必要时实施表面处理作业，其中，所述表面处理设备具有用于在环境中探测障碍物的障碍物探测装置和控制装置，其中，所述控制装置设置为，使所述表面处理设备在由用户预设的时间段内在环境中定义的地点、尤其在确定的对象的运动范围内的地点处不移动地定位，其中，所述障碍物探测装置设置为，在所述时间段内重复地测量至确定的对象的间距并且针对间距的测量值在时间上的变化进行评估，和/或在所述时间段内探测与对象可能发生的碰撞，并且当变化超出定义的极值时和/或当碰撞时发出警报信号。此外，所建议的表面处理设备可以设计用于实施前述的方法，这尤其包含所有前述的关于方法的技术特征。
此外还建议一种由自主行进的表面处理设备和与表面处理设备通信连接的外部设备组成的成套设备，所述外部设备具有显示屏，用于显示表面处理设备的环境地图，其中，所述外部设备设计为，能够在显示屏上所示的环境地图中选择定义的地点，并且通过选择将信息传递给表面处理设备，其中，所述表面处理设备设置为，根据选择移动到定义的地点并且占据定向，该定向能够测量确定的对象，并且在由用户预设的时间段内在定义的地点处保持不移动。自主行进的表面处理设备在此是按照本发明的前述的表面处理设备。相应地，关于表面处理设备所述的技术特征和优点也适用于按照本发明的成套设备。
最后，本发明还建议一种计算机程序产品，用于安装在自主行进的表面处理设备上和/或与表面处理设备通信连接的外部设备上，其中，所述计算机程序产品设置用于控制所述表面处理设备，其中，所述计算机程序产品提供：用于在表面处理设备的显示屏上和/或外部设备的显示屏上显示表面处理设备的环境地图的程序步骤，用于在环境地图中选择待监测地点的程序步骤，用于控制表面处理设备移动到所选的地点、尤其在确定的对象的运动范围内的地点的程序步骤，用于在确定的时间段内将表面处理设备定位和不移动地保持在所述地点处的程序步骤，和用于控制表面处理设备的障碍物探测装置以便重复地测量至确定的对象的间距并且针对测量的间距在时间上的变化进行评估和/或探测可能出现的与对象的碰撞的程序步骤。在此，计算机程序产品尤其可以设计用于实施前述的方法。所述计算机程序产品有利地是应用程序，其或者可以安装在表面处理设备本身上，或者可以安装在外部设备上、例如移动电话、笔记本电脑、平板电脑等。
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示出按照本发明的表面处理设备，
图2示出表面处理设备的周围环境，
图3示出具有屏幕的外部设备，在该屏幕上显示环境地图，
图4示出表面处理设备在待监测对象的运动范围内前进，
图5示出在待监测对象的运动范围内的表面处理设备，
图6示出当待监测对象运动时在图5所示的表面处理设备。
具体实施方式
图1示出按照本发明的表面处理设备1，所述表面处理设备在此设计为可自主运行的抽吸机器人。所述表面处理设备1具有轮子12，在所示的视图中仅能看到这些轮子中的一个，并且所述轮子与驱动装置相结合，用于表面处理设备1的自主行进。此外，表面处理设备1具有作用在待清洁的面上的刷子11。表面处理设备1具有两个障碍物探测装置2、3，其中的第一障碍物探测装置2是激光三角测量仪，并且其中的第二障碍物探测装置3是设计为触头的接触传感器，所述接触传感器构成表面处理设备1的设备壳体13的局部区域。
在表面处理设备1进行通常的清洁运行时，障碍物探测装置2、3用于探测视作障碍物的对象6，例如墙壁、家具等。由此，表面处理设备1可以在周围环境中定向，并且建立表面处理设备1的环境地图9，表面处理设备1在其自主导航时调取该环境地图。设计为激光三角测量仪的障碍物探测装置2在此可以在围绕表面处理设备1的360度的角度范围内测量对象6。障碍物探测装置2配有(未示出的)评估和控制装置，借助评估和控制装置可以评估由障碍物探测装置2探测到的测量值。障碍物探测装置2设计为对对象6进行无接触测量。在此，可以在几毫米至数米的间距内探测对象6。设计为接触传感器的障碍物探测装置3通过与待测量的对象6的直接接触检测对象6的存在。
表面处理设备1还具有通信模块，例如WLAN模块，表面处理设备1借助通信模块可以与外部设备8(参见图3)、例如移动电话通信。
图2示出具有多个房间的住宅的一部分，这些房间在其位置上具有可变化的对象6、在此例如是门扇。在其中一个房间中存在表面处理设备1。所述表面处理设备1在此安置在基站10上，例如用于对蓄电池充电。
示例性地设计为可转动的门扇的对象6具有运动范围5，该运动范围相应于门扇的转动范围。在运动范围5内定义一个地点4。该地点4可以原则上选在运动范围5内的任意一点。
图3示出外部设备8，该外部设备在此设计为移动电话。外部设备8具有显示屏7，所述显示屏在此设计为触摸屏。在显示屏7上示出环境地图9，该环境地图相应于在图2中示出的房间情况。在环境地图9中标记出表面处理设备1和基站10的当前位置。在所示的环境地图9中，外部设备8的用户可以(通过点击)选择地点4，由此在环境地图9中设置标记。备选地，用户可以选择待监测的对象6，在此为门扇。在选择地点4或对象6之后，用户必须在外部设备8上选择希望的功能、在此例如是“开始监测模式”功能。接下来，表面处理设备1从基站10离开朝地点4或对象6的方向运动。这在图4中示出。
表面处理设备1到达对象6的运动范围5内、即门扇的转动范围内。通过选择“开始监测模式”功能，使得表面处理设备1距离待监测对象6以定义的间距a(参见图5)定位。在此，表面处理设备1的位置和方向如此选择，使得障碍物探测装置3、也就是接触传感器指向待监测对象6的方向。
表面处理设备1的用户可以附加地借助外部设备8定义一个时间段，在该时间段内应实施监测功能。用户不在场的时间段例如可以定义为三小时。在该时间段内设计为激光三角测量仪的障碍物探测装置2以定义的时间间隔、例如以每分钟的时间间隔探测表面处理设备1和对象6之间的间距a。表面处理设备1的评估和控制装置计算由时间上相继测量的距离值的差值。为此，或者考虑两个直接相继的测量，或者也可以是通过另外的测量获得的两个单独的测量值。所述差值与定义的极值相比较，所述极值在此例如等于20mm。这意味着，距离a的测量值因此被监测，是否其在经过的时间中具有大于20mm的改变。如果是这种情况，则推断对象6发生移动，即门扇在运动范围5内发生转动，并且触发警报信号，该警报信号例如以表面处理设备1的声音信号输出，并且还可以输出为外部设备8的显示屏7上的光学信号，使得用户当不在表面处理设备1的周围时也能注意到警报。为了前述的借助障碍物探测装置2的测量，需要表面处理设备1在定义的地点4上实现不改变的定位。在测量过程中，表面处理设备1由此位置上保持不移动，但是障碍物探测装置2是激活的，从而可以持续地测量至对象6的间距a。
相应于障碍物探测装置2备选或附加地，也可以由设计为接触传感器的障碍物探测装置3实施对对象6的监测。在此，表面处理设备1可以在到达定义的地点4之后转换为待机模式，并且当对象6碰撞障碍物探测装置3、即设备壳体13的配属的局部区域时才被唤醒。如果对象6的运动监测仅通过障碍物监测装置3进行，则表面处理设备1可以相应地节能地运行。
如果经由对象6、即门开始尝试侵入，则对象6转入到运动范围5内并且移动到地点4，在该地点上表面处理设备1不移动，通过对象6的移位，首先由障碍物探测装置2测量的间距a发生改变。之后，对象6可能与障碍物探测装置3相接触并且碰触安置在设备壳体13上的触头。在两种情况中，表面处理设备1的评估和控制装置识别出对象6的运动，推断出尝试侵入并且触发相应的警报。
附图标记列表
1 表面处理设备
2 障碍物探测装置
3 障碍物探测装置
4 地点
5 运动范围
6 对象
7 显示屏
8 外部设备
9 环境地图
10 基站
11 刷子
12 轮子
13 设备壳体
a 间距
Claims (10)
1.一种运行自主行进的表面处理设备(1)、清洁机器人的方法，其中，所述表面处理设备(1)能够在环境中运行并且必要时实施表面处理作业，并且其中，所述表面处理设备(1)的障碍物探测装置(2、3)测量在环境中的障碍物，其特征在于，所述表面处理设备(1)在由用户预设的时间段内在环境中定义的地点(4)、尤其在确定的对象(6)的运动范围(5)内的地点处保持不移动，其中，所述障碍物探测装置(2、3)在所述时间段内重复地测量至确定的对象(6)的间距(a)并且针对间距(a)的测量值在时间上的变化进行评估，和/或其中，所述障碍物探测装置(2、3)在所述时间段内探测与对象(6)可能发生的碰撞，其中，当变化超出定义的极值时和/或当碰撞时发出警报信号。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面处理设备(1)的用户在表面处理设备(1)的显示屏上和/或与表面处理设备(1)通信连接的外部设备(8)的显示屏(7)上所示的环境地图(9)中选择对象(6)。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述表面处理设备(1)根据已进行的选择借助表面处理设备(1)的和/或外部设备(8)的控制装置移动到确定的对象(6)的定义的地点(4)处或运动范围(5)内并且占据位置和/或定向，该位置和/或定向允许对确定的对象(6)进行障碍物探测。
4.按照前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在所测量的间距(a)的变化超出极值时或者在探测到碰撞时，推断出所述对象(6)发生运动并且随之发出警报信号。
5.按照前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，借助接触传感器、加速度传感器、电容传感器和/或里程传感器探测碰撞。
6.按照前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述表面处理设备(1)在到达定义的地点(4)之后转换为待机模式并且通过与对象(6)的碰撞被唤醒。
7.按照前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，将可运动的窗扇或可运动的门扇作为对象(6)进行监测。
8.一种自主行进的表面处理设备(1)、尤其清洁机器人，所述表面处理设备(1)能够在环境中运行并且必要时实施表面处理作业，并且其中，所述表面处理设备(1)具有用于在环境中探测障碍物的障碍物探测装置(2、3)和控制装置，其特征在于，所述控制装置设置为，使所述表面处理设备(1)在由用户预设的时间段内在环境中定义的地点(4)、尤其在确定的对象(6)的运动范围(5)内的地点处不移动地定位，其中，所述障碍物探测装置(2、3)设置为，在所述时间段内重复地测量至确定的对象(6)的间距(a)并且针对间距(a)的测量值在时间上的变化进行评估，和/或在所述时间段内探测与对象(6)可能发生的碰撞，并且当变化超出定义的极值时和/或当碰撞时发出警报信号。
9.一种由按照权利要求8所述的自主行进的表面处理设备(1)和与表面处理设备(1)通信连接的外部设备(8)组成的成套设备，所述外部设备具有显示屏(7)，用于显示表面处理设备(1)的环境地图(9)，其特征在于，所述外部设备(8)设计为，能够在显示屏(7)上所示的环境地图(9)中选择定义的地点(4)，并且通过选择将信息传递给表面处理设备(1)，其中，所述表面处理设备(1)设置为，根据选择移动到定义的地点(4)并且占据定向，该定向能够测量确定的对象(6)，并且在由用户预设的时间段内在定义的地点(4)处保持不移动。
10.一种计算机程序产品，用于安装在自主行进的表面处理设备(1)上和/或与表面处理设备(1)通信连接的外部设备(8)上，其中，所述计算机程序产品设置用于控制所述表面处理设备(1)，尤其用于实施按照权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，所述计算机程序产品提供：用于在表面处理设备(1)的显示屏上和/或外部设备(8)的显示屏(7)上显示表面处理设备(1)的环境地图(9)的程序步骤，用于在环境地图(9)中选择待监测地点(4)的程序步骤，用于控制表面处理设备(1)移动到所选的地点(4)、尤其在确定的对象(6)的运动范围(5)内的地点的程序步骤，用于在确定的时间段内将表面处理设备(1)定位和不移动地保持在所述地点(4)处的程序步骤，和用于控制表面处理设备(1)的障碍物探测装置(2、3)以便重复地测量至确定的对象(6)的间距(a)并且针对测量的间距(a)在时间上的变化进行评估和/或探测可能出现的与对象(6)的碰撞的程序步骤。
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