CN110709790A - 用于控制自主移动机器人的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于控制自主移动机器人的方法，机器人设计成在使用传感器和地图的情况下自动地在机器人应用区域中导航。根据一种实施例，该方法包括探测障碍物并且基于由传感器获得的测量数据得出探测障碍物的位置，控制机器人，从而避免与探测到的障碍物发生碰撞，其中地图包括地图数据，地图数据表示至少一个虚拟锁定区域，虚拟锁定区域在控制机器人时以与真实的探测障碍物相同的方式被考虑。

Description

用于控制自主移动机器人的方法

技术领域

本说明书涉及自主移动机器人领域，尤其涉及自主移动服务机器人的安全操作。

背景技术

近年来，自主移动机器人，特别是服务机器人越来越多地用于私人家庭。可能的应用包括，例如，用于抽真空和/或擦拭地板表面的清洁机器人，或监测机器人，以便在巡逻期间检测诸如窃贼或火灾之类的潜在危险。

用户的基本要求是例如机器人能够到达其应用区域的所有重要区域以便完成它的工作。根据具体应用，锁定机器人的各个区域可能是有利的。例如，可能希望机器人占据诸如避开儿童游乐区的区域，因为许多小物体可能会阻碍机器人的移动或被机器人损坏。

已知的解决方案允许用户在机器人的应用区域中放置标记，机器人可以用传感器检测该标记，标记表示机器人的锁定区域。一个例子是一种“灯塔”(Lighthouse)，其发射红外信号。然而，这种解决方案取决于其自身的电源(例如电池)，由此可靠性可能会降低。另外，红外信号必须精确对准，并且其范围是有限的。另一个例子是机器人可探测到的磁带，这是铺设或粘结在地面。当机器人检测到磁带，它不会驶过磁带。所有这些辅助工具的缺点是，他们的空间设计的自由度受限，非常不灵活。

对于存储和管理其后续任务中使用的应用区域的地图的自主移动机器人，可以在地图中直接记录虚拟锁定区域。例如，这些可以是机器人不得越过的虚拟边界。这种纯虚拟锁定区域的优点是它不需要机器人周围的任何额外标记。然而，用户的错误或机器人的测量和驾驶错误可能导致机器人处于用户实际想要锁定的区域中，这可能无意中造成损坏。此外，进入虚拟锁定区域的最简单的、但是可实现的方案是必要的。

本发明的目的是简单地且稳定地操作自主移动的机器人以及绕过锁定区域。

发明内容

上述目的通过根据权利要求1、6、18、24、30、37和58所述的方法、根据权利要求66所述的自主移动的机器人以及根据权利要求27和61所述的系统实现。不同的实施例和改进方案是从属权利要求的主题。

描述了一种用于控制自主移动机器人的方法，该自主移动机器人被配置为使用传感器和地图在机器人应用区域中独立地导航。根据示例性实施例，该方法包括基于从传感器获得的测量数据来检测障碍物并确定检测到的障碍物的位置，控制机器人以避免与检测到的障碍物的碰撞，该地图包括表示至少一个虚拟锁定区域的地图数据，机器人以与真实探测到的障碍物一样的方式处理所述虚拟锁定区域。

此外，描述了一种控制自主移动机器人的方法，该自主移动机器人被配置为使用传感器和地图在机器人区域中独立地导航，该地图包括具有一定向的至少一个虚拟边界线，从而边界线的第一侧和第二侧是可区分的。当导航机器人时，避免在第一方向上驶过边界线，即从边界线的第一侧来，而允许在第二方向上通过边界线，即从边界线的第二侧来。

此外描述用于控制自主移动机器人的方法，该机器人构造成使得在应用传感器和电子地图的情况下独立地在机器人应用区域中导航，其中机器人可定期地获取其在地图中的位置并且地图包含至少一个虚拟锁定区域。根据一种实施例，该方法包括根据预定的标准检验，锁定区域是否被激活还是无效，其中机器人仅考虑激活的锁定区域并因此没有驶入该锁定区域。

根据另一实施例，该方法包括经由通信连接从另一机器人接收数据，其中数据表示虚拟锁定区域，并且基于接收的数据在机器人的地图中存储虚拟锁定区域。

此外描述一种系统，其包括自主移动机器人和外部设备。根据一种实施例，机器人设置成，根据地图数据自动地在其周围环境中导航，探测机器人不可自动摆脱的情况和根据探测设立机器人的状态。外部设备设置成，通过经由至少一个通信连接发送给机器人请求来询问机器人的状态。机器人还构造成，在从外部设备接收询问时机器人的状态显示为机器人不可自动地摆脱的情况时，对于预定的时间发出光学的和/或声学的信号。

此外描述用于控制自主移动机器人的方法，该机器人构造成，在使用传感器和电子地图的情况下自动地在机器人应用区域中导航，其中，机器人定期地获取其在地图中的位置并且地图可包括至少三个不同分类的区域。根据一个示例，该方法包括借助传感器通过机器人得出自身的位置并且检测，机器人是否位于至少三个不同分类的区域中的其中一个中。对此，机器人自动地导航并且在其位于至少三个不同分类的区域的第一区域中时，执行任务。机器人自动地导航，但是在其位于至少三个不同分类的区域的第二区域中时停止执行任务。至少三个不同分类的区域的第三区域是虚拟锁定区域，其中禁止机器人自主行驶该虚拟锁定区域。

此外，描述用于在至少两个自主移动机器人之间交换信息的方法，其中，至少两个机器人中的每个都构造成，在使用传感器和电子地图的情况下自主地在机器人应用区域中导航，自动建立地图并且更新。机器人分别具有通信模块，借助通信模块可将信息发送给至少另一机器人。根据一种实施例，该方法包括自动确定从第一机器人的第一地图的坐标到第二机器人的第二地图的坐标的变换操作，从第一机器人发送给第二机器人与位置相关的信息以及通过应用变换操作将与位置相关的信息的坐标从第一地图的坐标的变换到第二地图的坐标中。其他的实施例涉及机器人，机器人构造成，执行此处的方法。

此外描述用于将虚拟锁定区域输入电子地图中的方法，电子地图表示自主移动机器人的机器人应用区域。根据一种实施例，该方法包括通过人机接口接收用户输入以定义虚拟锁定区域，评估用户输入，其中检测用户输入是否满足至少一个预定标准，并且基于用户输入的评估决定，是否在地图中存储虚拟锁定区域和/或以何种几何形状存储。

此外描述用于控制自主移动机器人的方法，其中机器人构造成，在使用传感器和电子地图的情况下自动地在机器人应用区域中导航并且定期地获得其在地图中的位置，其中地图可包括至少一个虚拟锁定区域，该至少一个虚拟锁定区域在导航时没有被机器人驶过。根据一种实施方式，该方法包括：在导航通过机器人应用区域时，识别损害或限制机器人功能的危险区域；自动定义锁定区域，锁定区域包括识别的危险区域；以及在地图中存储锁定区域。其他的实施例涉及机器人，机器人设置成执行此处描述的方法。

另一实施例涉及系统，系统包括自主移动机器人和投影仪。机器人设置成，根据地图数据自动地在机器人应用区域中导航，并且投影仪设置成，将信息投影到机器人应用区域中的地面或对象上。该系统构造成，从地图中提取与对应位置的位置相关的信息以及借助投影仪将与位置相关的信息投影到地面或位于此处的对象上的对应位置。

最后描述一种自主移动机器人。根据一种实施例，机器人设置成，根据地图数据自动地在机器人应用区域中导航，经由人机接口从用户接收与位置相关的信息，并且基于此获得机器人路径并且沿着该机器人路径行驶。在机器人驶过机器人路径期间或之后，或者通过用户删除与位置相关的信息或者确认并且持久地借助地图数据存储。

附图说明

下面根据在附图中示出的示例详细阐述本发明。示意图不是一定按尺寸比例示出并且本发明不仅限于示出的方案。而价值在于示出的本发明的原理。在附图中示出：

图1A示出了具有可经由网络连接进行通信的自主移动机器人、人机接口和服务器的系统。

图1B示出了自主移动机器人的构造的方框图和其与其他的(外部)设备的通信方案。

图2示意性地示出了多种方案，借助在人机接口上示出的地图输入与位置相关的信息，以用于定义虚拟锁定区域。

图3示出了在障碍物周围的虚拟锁定区域，障碍物的尺寸对于机器人来说不是可轻松探测到的。

图4示出了通过投影到地面上显示与位置相关的信息的示例，例如虚拟锁定区域。

图5示出了虚拟边界线的示例性应用，以警告危险位置，例如阶梯或障碍物。

图6示出了两个机器人交互的示例，其中，例如经由虚拟锁定区域交换与位置相关的信息。

图7用于示出借助自主移动机器人从虚拟锁定区域中导航的不同方案。

具体实施方式

自主移动机器人作为服务型机器人自动地执行一个或多个任务(工作)，例如清洁或监控机器人应用区域(robot deployment area)或在机器人应用区域(例如房间)之内运输物品。此处描述的实施例涉及清洁机器人。但是不限于清洁机器人，而是可使用在自主移动机器人需要在限定的应用领域中执行任务的所有应用中，在应用领域中自主移动机器人可借助地图自动地运动(或导航)。

图1A示例性地示出了自主移动机器人100可连接到家用网络中，例如无线网络(WLAN)。在该示例中，WLAN接入点501能够使机器人100与人机接口(human machineinterface,HMI)200以及与外部计算机502(例如云服务器)进行通信，外部计算机经由因特网500访问。图1B示例性地在方框图中示出了图1A中的自主移动机器人100的不同单元(模块)。对此，一个单元可为独立的组件或用于控制机器人的软件的一部分。负责机器人100的行为的软件(包括控制软件模块151和导航模块152，参见图1B)可在机器人100的控制单元150上(借助相应的处理器155和存储器156)执行。控制单元150也可至少部分地借助外部计算机进行若干操作。也就是说，控制单元150所需的计算操作可至少部分地存储在外部计算机上，外部计算机例如可经由家用网络或经由因特网(云)实现。

机器人基本自主地工作。为了能够在没有与用户大量交互的情况下进行工作，机器人例如具有基站110，机器人在完成任务之后自动地返回基站。机器人在基站上例如可给其电池充电和/或(在清洁机器人的情况下)可清除接收的脏物。

自主移动机器人100包括驱动单元170，驱动单元例如可具有电动马达、变速器和轮子，借助它们可使机器人100至少在理论上行驶到其应用区域的任一点处。驱动单元170例如可构造成，使得将由控制单元接收的命令或信号转换成机器人100的运动。

自主移动机器人100包括通信单元140，以便建立与人机接口(HMI)200和/或其他的外部设备300的通信连接145。通信连接例如可为直接的无线连接(例如蓝牙)，无线的局域网连接(例如WLAN或ZigBee)或因特网连接(例如至云服务)。人机接口200可为用户显示关于自主移动机器人100的信息(例如电池状态、当前的工作任务、地图数据(即，存储在地图中以及与位置相关的信息)如清洁地图等)并且接受自主移动机器人100的工作任务的用户命令。

人机接口200的示例是平板PC、智能手机、智能手表、计算机或智能电视。人机接口200也可直接地集成到机器人中，由此机器人例如可经由按键、手势和/或语音输入和输出被操作。外部设备300的示例是计算机和服务器、外部的传感器或其他的家用设备(例如其他的自主移动机器人100B)，在计算机和服务器上存储计算和/或数据，外部的传感器提供额外信息，自主移动机器人100与其他的自主移动机器人共同工作和/或交换信息。

自主移动机器人100可具有工作单元160，例如用于清洁地面的清洁单元(例如刷子、吸尘装置)或用于抓住并运输物品的夹持臂。在若干情况下，例如在远程呈现机器人或监控机器人的情况下，利用其它的结构单元实现设置的任务并且无需工作单元160。由此远程呈现机器人具有与人机接口200耦合的通信单元140，通信单元具有例如由麦克风、摄像头和显示屏构成的多媒体单元，以便在多个空间上远程的人员之间实现通信。监控机器人借助其传感器在检查运行期间检测出不平常的事件(例如火灾、光、非授权人员等)并且例如将其通知用户或控制站。

自主移动机器人100包括传感器单元120，传感器单元包括不同的传感器，例如一个或多个用于检测关于机器人周围(environment)的信息的传感器，例如在机器人应用区域中的障碍物的位置或其他的导航特征(例如地标，land marks)。用于检测关于环境的信息的传感器例如是用于测量机器人周围环境中的物体(例如墙壁、障碍物等)的主动传感器，例如光学传感器和/或声学传感器，其借助发送信号的三角测量或运行时间测量来测量间距(三角测量传感器、3D摄像头、激光扫描仪、超声波传感器)。合适传感器的其他典型示例是被动传感器，例如用于识别障碍物的摄像头、触觉传感器或触敏式传感器、地面间距传感器(例如用于识别陡峭棱边、台阶的阶梯等)、用于确定机器人的速度和/或经过路程的传感器(例如里程表)、用于确定机器人或轮子接触开关(其探测轮子和地面之间的接触)的位置和运动变化的惯性测量传感器(加速度传感器、转速传感器)。

提及的控制单元150可构造成，提供所需的所有功能，由此自主移动机器人100可自动地在其应用区域中运动并且实现任务。对此，控制单元150例如包括处理器155和存储器156，以便执行机器人100的控制软件(参见图1B，控制软件模块151)。控制单元150基于传感器单元120和通信单元140提供的信息产生用于工作单元160和驱动单元170的控制命令或控制信号。驱动单元可将该控制信号或控制命令转变成机器人的运动。控制软件模块151可包括用于识别对象和工作计划的软件功能。为了使机器人可自主地建立任务，设置导航模块152作为另一软件模块。导航模块152可包括用于机器人的导航(例如管理地图、基于地图的路径规划、机器人在地图中的自定位、SLAM算法等)的软件功能。当然控制软件模块151和导航模块可进行交互、交换信息并且共同工作。这使得机器人可在其周围环境中例如根据导航特征、例如地标来定向并且进行导航。导航模块152例如借助障碍物避让策略(障碍物避让算法)、SLAM算法(Simultaneous Localization and Mapping，即时定位与地图构建)和/或借助一个或多个机器人应用区域的地图来工作。在此尤其借助传感器测量检测障碍物并且确定其位置。障碍物的位置可以地图数据的形式存储。该方法本身是已知的并且因此此处不再详述。

机器人可在应用(deployment)期间新建立机器人应用区域的地图或使用在应用开始时就存在的地图。现有地图可在先前应用、例如检查运行时由机器人本身建立，或由另一机器人和/或人类提供并且例如在非易失性存储器156中持久地(永久)存储。可替代地，需要永久存储的机器人应用区域地图也可存储在机器人之外，例如存储在机器人用户的家用电器的计算机(例如平板PC、家庭服务器)上或存储在可经由因特网访问的计算机(例如云服务器)上。在图1的示例中，地图包含在导航模块152中。机器人所使用的地图通常是电子地图，并且电子地图一般包括地图数据集，地图数据呈现与位置相关的信息。由此地图表示多个具有地图数据的数据组，并且地图数据可包含任意的与位置相关的信息，例如线或其他的几何对象(例如面元件)。线例如可表示障碍物的(由机器人探测的)轮廓。但是地图数据不仅包括几何对象和其在机器人应用区域中的位置，而且也包括关于在地图上指示的对象的重要性及其特性。例如可为引入地图中的对象分配一个或多个属性(特性)。由此可为地图的特定的(部分)区域分配例如“未清洁”或“清洁”和/或“地毯”或“地板”和/或“被障碍物阻挡”。其他的属性例如可将(部分)区域分类为“厨房”或为其分配时间段，在该时间段中需要清洁相关区域。

通常可由机器人100使用的(电子)地图是地图数据集，以便存储与地点相关的关于机器人应用区域和在该应用区域中对机器人重要的周围环境的信息。可存储在地图中的与地点相关的信息类型是关于在机器人应用区域中的对象的位置的信息。这些对象可为机器人可能(至少在理论上)会碰撞到的障碍物，例如墙壁、门、家具、其他的可运动和不可运动的对象。机器人基站110也可为在地图中绘出的对象。对象(障碍物)的位置大多借助坐标限定。另一类型的地图数据是与地点相关的信息，该信息涉及机器人100执行(performance)任务(task)，例如尤其哪个面应被清洁或机器人在其工作期间驶过(在机器人应用区域之内的)哪个位置。另一类型的与地点相关的信息是将机器人应用区域分成多个空间和/或部分区域。该划分可自动地通过机器人100来进行或也可借助于用户来进行。用户可手动地进行划分或手动地处理自动进行的划分。空间的命名(例如“空间1”、“空间2”、“地板”、“厨房”、“起居室”、“卧室”等)也可包含在地图数据中。对于不同的机器人应用区域，例如不同的房子楼层可存储不同的地图。

此外，导航模块152设置成，使得可在地图中标记虚拟的锁定区域S(virtualexclusion region)，机器人在导航时不会自动地经过和/或驶过虚拟的锁定区域。这例如通过以下方式来实现，即，标记为锁定区域S的区域通过机器人控制单元150处理为，锁定区域S是机器人100的应用区域中的障碍物。为了防止机器人100驶过锁定区域S，因此机器人100的控制单元150可利用障碍物避让策略(obstacle avoidance strategy)，其也称为障碍物避让算法(obstacle avoidance algorithm)，障碍物避让策略设置为，基于识别的障碍物的位置控制机器人，使得避免与障碍物发生碰撞。基于借助地图数据存储的虚拟锁定区域S可确定一个或多个锁定区域的位置。该位置此时可被障碍物避让策略以相同的方式利用，正如实际的障碍物处于该位置处时所处理的那样。由此以简单的方式使得，机器人100不会自动驶入和/或驶过虚拟锁定区域S。这应借助以下示例详细阐述：

示例1：在简单的用于控制自主移动机器人的方法中，机器人直接对测量的与障碍物的距离和/或相对位置做出反应。例如机器人一直直线行驶直至其在障碍物前1cm，接着改变方向。为了将用于控制自主移动机器人的方法转用到虚拟锁定区域，在地图上确定机器人的位置并且基于锁定区域在地图中的位置确定(与虚拟锁定区域的)距离和/或相对位置。这以合适的时间间隔重复。

示例2：在另一用于控制自主移动机器人的方法中，机器人例如借助间距测量装置确定障碍物的位置并且将障碍物的位置和例如轮廓记录到地图中。基于地图为机器人规划路线，该路线绕过障碍物并且由此避免碰撞。为了将用于控制自主移动机器人的方法转用到虚拟锁定区域，锁定区域在地图中的位置至少在路线规划期间被当作障碍物的位置来处理。

示例3：在另一用于控制自主移动机器人的方法中，基于地图进行工作规划。例如对于用于处理地面的机器人(例如用于吸尘、打扫或擦洗的清洁机器人)，在待处理的区域中确定待处理的面。这可在处理之前和/或期间进行。此外，可在处理期间确定，实际处理哪个待处理的面。在确定待处理的面时可考虑，无需(或能够不)处理障碍物所在的面和由于障碍物而不可到达的面。为了将用于控制自主移动机器人的方法转用到虚拟锁定区域，至少在工作规划期间在地图中将锁定区域的位置当作障碍物的位置来处理。即，尤其由锁定区域占据的面(正如由障碍物占据的面)没有被加入待处理的面。

示例4：在若干情况下可为有利的是，仅针对控制方法的一部分将锁定区域当作实际的障碍物来处理。市场上常见的家用机器人构造成圆形，从而家用机器人可在该位置没有与障碍物发生碰撞风险地旋转。在较复杂的、例如具有一个或多个角部(尤其基本为三角形的)几何形状中，这不再能被确保，因此对于无碰撞地控制机器人来说，在该位置都必须为每次旋转检测，在旋转之后以及在旋转期间是否会发生碰撞。为了简化对这种机器人的控制，提出了如下方案：在机器人平移运动时将虚拟锁定区域处理为障碍物并且在机器人于该位置旋转期间忽略锁定区域(与实际的障碍物相对)。

通常虚拟锁定区域S是机器人不应驶过的面。该面可通过虚拟的边界B(virtualboundary)和实际的障碍物限定。在若干情况下，虚拟边界B可终止机器人应用区域，以例如防止机器人驶过打开的(屋)门。在两种情况下虚拟边界B的特征是，虚拟边界将机器人可使用的区域分成机器人自由区域和机器人禁止区域。

虚拟锁定区域S例如可通过存储虚拟边界B或作为具有地图数据的面来存储。例如地图数据可以占有格子地图的形式来存储，在该地图中机器人应用区域通过多单元的网格来呈现，其中，为每单元存储信息，例如是否某一特定单元被障碍物占据。为了在地图中标记锁定区域S，属于锁定区域S的单元作为相应占据的单元标记。

虚拟锁定区域S可作为基础几何图形(例如圆、正方形、矩形或规则的多边形)来存储，这具有减小存储空间的优点。例如在圆形的情况下圆心点和半径位置的存储就足够。为了实现虚拟锁定区域S的较复杂的几何形状，虚拟锁定区域S的虚拟边界B可以直线(多段线)的形式存储。对于虚拟边界B也可存储应阻碍机器人的任一面区域。对此，对于虚拟边界B可存储方向，从而可区分机器人在虚拟边界B的哪一侧或机器人必须在虚拟边界的哪一侧(例如始终在边界B的右侧)。尤其可区分，机器人从第一方向或从第二方向(即例如从左侧或从右侧)靠近虚拟边界B，其中，第二方向与第一方向相反。这例如通过直线作为具有起始点和终点的方向节段或向量来存储实现。由此例如可将边界B的右侧限定为可行驶的。

虚拟边界B可如此处理，使得从锁定区域驶入自由面中时可跨越虚拟边界，而相反的方向被阻止。即，在机器人从第一方向(例如从右侧)接近虚拟边界B时，则考虑机器人不能自由行驶和/或驶过。因此，该边界会被处理为例如障碍物(如前所述)。机器人由此为了导航而利用障碍物避让算法，如果机器人朝通过边界限定的锁定区域(例如从右侧来)运动，该障碍物避让算法以与通过机器人的传感器探测的实际障碍物的实际边界一样的方式考虑虚拟边界B。如果机器人从相反的第二方向(例如从左侧)接近虚拟边界B，则虚拟边界没有影响。机器人由此可驶过虚拟边界。

在此处应注意，这种虚拟边界B除了持久地限定虚拟锁定区域之外也可暂时地被利用。例如虚拟边界可用于限定机器人需要完成具体任务(例如清洁)的部分区域。虚拟边界B此时如此长时间地激活，直至机器人完成或中断任务。这具有的优点是，机器人可驶入待处理的区域。但是无需额外的复杂的控制方法来将机器人保持在待处理的区域中(因为在该示例中确实在待处理的区域之外的所有区域被定义为虚拟锁定区域)。在最简单的情况下，机器人控制单元150仅在闭合的空间中使用障碍物避让策略和用于完成任务的策略。

虚拟锁定区域的定义-为了将虚拟锁定区域S加入地图数据，用户可经由人机接口200(HMI)输入。由用户输入HMI200的关于虚拟锁定区域S的信息可根据能预定的标准来评价(评估)。由此例如可根据该评价(评估)确定，是否存储锁定区域S和/或以何种形式存储锁定区域S。该过程在下面图2示出的示例中描述。

图2示例性地示出了经由HMI200(例如平板PC)输入虚拟锁定区域S。为此HMI200构造成将地图数据呈现为人类可理解的地图的形式。用户可将关于待定义的虚拟锁定区域S加入地图中。

图2的图表A示出了借助(二维的)几何基础形状(geometric shape)，例如正方形、矩形、长棱形、圆形等引入新的锁定区域S。例如通过用户手指在HMI200的触摸屏201上的位置确定大小和方向。基础图形的方向可由用户确定。可替代地，至少部分地基于地图数据可确定方向。例如基础形状(例如正方形)的一侧可平行于附近墙壁地定向。锁定区域S的位置和大小可同样通过用户确定或至少部分地基于已经存在的地图数据确定。由此例如如此扩展和/或移动在房间角落中引入的虚拟锁定区域S，使得虚拟锁定区域以墙壁终止。这尤其有利的是，在墙壁和锁定区域S之间的区域比机器人用于导航所需的空间更窄。

图2的图表B示出了借助虚拟边界B确定锁定区域。由此用户例如可阻挡机器人进入房间角落，这通过使虚拟边界B确定为线或(打开或闭合的)多线段的形式来实现。如此确定的锁定区域S通过虚拟边界B和墙壁来限定。用户在触摸屏上的输入必须被分析，通过虚拟边界B是否锁定一个面以及必要时锁定哪个面。由此例如可通过HMI200检查，是否由用户输入的虚拟边界B将地图中所示的机器人应用区域分成至少两个相连的部分区域。这例如在虚拟边界B由闭合的多边形表示或虚拟边界B连接两个或多个障碍物(例如两个在房间角落处汇合的墙壁)时是这种情况。机器人应用区域的部分区域对此包括所有可能的位置，机器人从位于部分区域之内的位置可到达该所有可能的位置，但是没有驶过虚拟边界B。该可到达性例如可借助路线规划算法来确定。在若干情况下，例如在房间具有两个门，两个门分别通过机器人100的虚拟边界B闭合的情况下可需要多条线(虚拟边界B的节段)，以将机器人应用区域分成至少两个部分区域(虚拟锁定区域S和机器人应用区域的剩余部分)。

在机器人应用区域分成至少两个相连部分时，可自动化地检测，相连部分中的哪些应被锁定。对此可能的标准是，最大的相连部分、和/或基站110和/或机器人100所在的相连部分看作为应用区域，并且相应地所有其他相连部分作为虚拟锁定区域S存储。

在不能唯一确定需要新设置的虚拟锁定区域S时(例如因为用户输入不清楚，不易懂或意义繁多)，由此可对用户提出警告和/或询问。例如用户可能将机器人的基站110所在的区域定义为锁定区域，例如在图2的图表B中示出的示例中的房间的右上角。在分析用户输入时确定，有大的以及非常小的(房间角落)部分区域，其中，在小的部分区域中是机器人100的基站110。该划分可看作是不易懂的，因此不清楚，用户实际想要阻止哪个区域。可在该情况下经由HMI200通知用户(例如借助触摸屏上的消息)，用户可能给出阻止房间的错误角落。可替代地，用户可从自动得出的部分区域中选出一个或多个作为需要新设置的虚拟锁定区域S。必要时用户此时可将基站建立在新的位置并且通过相应的用户输入通知机器人100关于此消息。

图2的图表C示出了用户如何能够定义虚拟锁定区域的另一示例。据此用户可通过面式标记定义虚拟锁定区域S。这例如通过手指的划擦运动完成。在此用户的输入相对粗糙并且必须分析以确定虚拟锁定区域的合适的虚拟边界B位于何处。这例如通过在面式标记的周围形成凸形外罩或通过以一个或多个矩形(或其他的几何基础图形)遮盖面式标记来完成。这例如可为最小面积的矩形，矩形包围面式标记。此外也可考虑存储在地图数据中的障碍物。由此例如可使矩形的一侧平行于附近障碍物(例如墙壁)定向。

图2的图表D示出了用户如何能够定义虚拟锁定区域的另一示例。因此用户可从障碍物(例如墙壁)或另一地标出发确定锁定区域。例如用户对此在触摸屏上触摸障碍物并且拉离障碍物期望的距离，以由此撑开虚拟的锁定区域S。借助该过程简单地定义虚拟锁定区域S，使得机器人100与相应的障碍物保持恒定间距。额外地或备选地，用户也可直接设定与障碍物的距离(例如85cm)。对此如此分析用户的输入，是否可从用户输入的参数(例如与障碍物的距离)中、示出的障碍物以及必要时邻接的其他障碍物中唯一地确定虚拟边界B以及虚拟锁定区域S。

通过与障碍物(尤其墙壁)的恒定距离定义的虚拟锁定区域S无需一定沿着障碍物的整个长度延伸。用户可进一步限制锁定区域。这例如可通过关联实现。例如为了锁定房间角落(具有两个墙壁)的区域，用户可确定与第一墙壁的第一距离和与第二墙壁的第二距离。两个如此定义的区域的关联(交集)是期望的锁定区域S。这尤其具有的优点是，由此可非常精确地通过用户确定虚拟锁定区域。

机器人100应保持可由用户限定距离的障碍物无需一定为墙壁。图3A例如示出了高脚凳，其支脚对于自主移动机器人100来说难以越过并且也难以被探测到。可有利的是，如在图3B中所示，从作为障碍物H可探测到的高脚凳部分开始定义虚拟锁定区域S，从而机器人100未来自动地避开高脚凳H的支脚。对此例如锁定区域是圆形，其中圆心点和直径由高脚凳的支脚的位置和大小确定。因为高脚凳的位置不是固定的，由此定义的锁定区域S没有固定位置。而是在任一机器人应用的情况下基于机器人100的传感器测量重新确定锁定区域S的位置。例如机器人可借助摄像头和图像识别装置再次识别高脚凳本身。可替代地，例如可与地图数据一起存储，使得在预先规定大小的障碍物周围的部分区域(高脚凳通常所在之处)中(根据高脚凳的可探测到的部分H)考虑障碍物周围的虚拟锁定区域S。由此虚拟锁定区域在地图中不是借助绝对的坐标存储，而是相对于障碍物存储。如果障碍物的位置改变，虚拟锁定区域相应移动。

在此处描述的过程中，虚拟锁定区域S的位置以与(即相对于)障碍物或地标的局部关系来存储并且没有为机器人导航所使用的全球坐标系的全球坐标。由此实现了虚拟锁定区域S的更稳定的考虑以及在虚拟锁定区域S处的精确沿途行驶，因为在这种情况下虚拟锁定区域基于当前的传感器测量。例如用户可锁定平行于可自由选择的墙壁仅几厘米(例如5cm)宽的区域锁定。如在高脚凳的示例(参见图3)中可限定虚拟锁定区域S，该虚拟锁定区域在障碍物或地标的位置改变时在地图中与其一起运动。例如可通过障碍物在周围的运动(例如通过移动)或通过校正(例如测量错误)在地图数据中标出的位置改变位置。

关于虚拟锁定区域S的信息的输入无需仅根据地图显示来进行。例如HMI200可如此构造，使得HMI200识别用户的手势。例如用户可通过直接表示(在锁定区域上)来描述虚拟锁定区域S的轮廓。为了识别手势例如使用摄像头或3D照相机，摄像头或3D照相机可集成在机器人中。在此分析用户的输入，用户处于何处以及用户的相应手势指向何处，以由此确定虚拟边界B和锁定区域S。

作为另一选项，也可在机器人100的学习行驶期间输入关于虚拟锁定区域S的信息，其中，输入信息的分析也考虑机器人的当前位置和方向。由此用户可在机器100首次到达其应用区域期间指示出需要避开的区域。这例如根据机器人的位置和方向来实现。由此用户例如通过语音输入“停止，不要驶入角落”可指示机器人，在机器人刚好驶入的房间角落的区域应为虚拟锁定区域。以相同的方式用户可指示机器人相对于其刚好到达的障碍物保持用户确定的距离。该信息的输入可通过在HMI200上(例如远程操作或平板PC)的预定命令来完成。如所述，(作为替代或补充)信息的输入也可以语音命令的形式来实现，语音命令经由集成在机器人100中或HMI200中或外部的麦克风来接收和分析。作为替代或补充，可使用用于输入信息的其他辅助工具。由此例如可由用户使用激光笔，激光笔用于产生直线，以便将直线投影到地面上。机器人例如可借助摄像头探测其位置和走向并且作为虚拟锁定区域S的虚拟边界B与建立的地图数据一起存储。作为替代或补充，可在学习行驶期间使用常见的标记，如磁带或红外屏障，以通知机器人关于不可驶过的区域。机器人借助其传感器获知其走向并且存储与其对应的虚拟锁定区域S以及建立的地图数据。由此可在学习行驶已经完成后移除标记。

检查用户定义的锁定区域-基于用户获得的信息所建立的虚拟锁定区域S可导致机器人的不可预期的且不期望的行为。因此不仅在考虑到如何确定用户期望的虚拟锁定区域S的情况下来分析用户输入的信息是重要的，而且也应考虑锁定区域如何影响机器人的功能性。对此例如可检测多个标准，在不满足标准的情况下(或破坏标准的情况下)拒绝存储虚拟锁定区域S或之后在用户明确确认的情况下进行。在此之前，可将相应的信息，即为什么没有存储虚拟锁定区域S发送给用户。

由此例如可检测出，机器人是否部分地和/或完全地处于需要新设定的虚拟锁定区域S中。这在这种情况下，用户可指出并且询问，机器人100如何操作。由此可停止存储虚拟锁定区域S。替代地，用户可存储虚拟锁定区域S并且指示机器人离开该虚拟锁定区域。在另一替代方案中，用户可指示机器人100留在此处，以便之后将其从锁定区域中取走。

此外可检查，机器人在考虑虚拟锁定区域S的情况下是否可有利地执行规划的任务和/或机器人是否可独立地驶过对于机器人功能重要的地点。这例如包括机器人100可从其当前位置开始驶过基站110，以及基站110没有位于锁定区域中。此外，例如可检查，从当前的机器人位置和/或基站110开始是否可尽可能无干扰地驶过不属于锁定区域的机器人应用区域。这可防止例如在以下情况下保存虚拟锁定区域S：该锁定区域S使得机器人应用区域中的另一区域(例如大于可预定的最大尺寸)不可通过或仅经由大的绕路的情况下才可通过。尤其可将机器人应用区域分成多个部分区域，例如部分区域相当于一个房子的多个房间或其多个部分。在由于虚拟锁定区域S而不能访问部分区域(或该部分区域被虚拟锁定区域S阻止)时，可通知用户关于此消息。用户可再次确认存储虚拟锁定区域S，以尽管对机器人应用区域有很大限制也可持久地存储虚拟锁定区域。

为了得出是否可访问或锁定确定的区域，可使用已知的路线规划算法。由此例如可确定是否存在从当前的机器人位置至基站110的路径，其中考虑到不允许机器人单独驶入和/或经过新建立的虚拟锁定区域。类似地，对于机器人应用区域的所有部分确定，是否存在从基站至部分区域的路径。尤其在至该区域的连接通道比可预定的极限值更窄时，地图的区域看作为不可到达的或被阻止的。极限值例如相应于机器人直径加上安全余量，机器人需要该安全余量来安全且可靠地导航和控制通过通道。安全余量可相应于导航模块152的最大局部不可靠性，该最大局部不可靠性例如在SLAM方法中获得。

如果探测到，由于虚拟锁定区域S而不可到达机器人应用区域的另一部分区域，继续检测，通过虚拟锁定区域S的微小改变是否可再次到达不可到达的部分区域。由此例如经由地图输入通常不准确且轻微改变的锁定区域始终还是相应于用户的期望和需求。在例如通过锁定区域S限定的通道至位于其后的区域仅与机器人一样宽，则可通过稍微减小锁定区域来实现位于其后的区域的可到达性。例如为了检测是否虚拟锁定区域S的轻微改变符合标准可使虚拟边界B移动或变形。在虚拟边界由(打开或闭合的)多边形给出时，例如可移动多边形的角点。

没有工作任务的区域-不是始终可将自主移动机器人100存在潜在危险的区域作为虚拟锁定区域S而完全地从机器人100的行驶中排除。例如这可为连接机器人100应清洁的所有房间的过道。机器人100必须驶过该过道，因为否则其在其他房间不能执行其任务。此外在过道中通常出现鞋，鞋带会缠绕执行器，例如旋转的刷子。由此一方面会损坏鞋，并且会妨碍机器人100执行其任务。另一示例是机器人100不可以使用执行器、例如刷子来处理，但是其位于机器人100不可环绕的中央区域的敏感地毯。

关于所述问题可为有利的是过道免除自主处理。机器人由此可构造成，将虚拟区域区分为三个类别。在第一类别的虚拟区域中机器人可独立导航并且执行限定的任务。在第二类别的虚拟区域中机器人可独立导航，但是不可独立执行任务。第三类别的区域是上述锁定区域。锁定区域在机器人100导航期间考虑，机器人100不可独立驶入和/或驶过这些区域。

例如通过用户如上关于锁定区域S所述地那样定义虚拟区域。尤其可(通过机器人或HMI)自动地建议用户，对损害机器人功能的虚拟锁定区域免处理，但是可进入该虚拟锁定区域。即，从一个锁定区域中选出第二类的区域，该区域虽然可正常行驶，但是在该区域中不处理地面。此外可假设，一个区域属于第一类(即对于可行驶性和执行工作没有限制)直至用户给出相反指示。

此外，机器人在建立其任务时尽可能少地驶过免处理的区域(第二类)并且遵循最直接的路线。由此只有在其任务需要以便达到其后的机器人应用区域的情况下，机器人才行驶该区域。然后机器人只有在尽可能完成机器人任务时才回到该区域。在横跨该区域时要注意使用最短和/或最快的路径。替代或额外地，也可选择尽可能保持与障碍物预定最小距离的路程。在因为机器人为了达到其目的而必须在距离小于双倍最小距离的两个障碍物之间驶过而不可维持最小距离时，由此选择一条路径，该路径与两个障碍物的距离尽可能大地，尤其在两个障碍物之间的中间驶过。用于实现这种路径的方法是已知的。例如借助成本函数进行路径规划，在其中尤其可基于与障碍物的距离来确定成本并且最终使用具有最小成本的路径来控制机器人。替代或额外地，可利用重新激活式控制方法(例如虚拟的力场分析(virtual force field，VFF))，在其中，机器人直接对周围的障碍物的距离做出反应。

后者例如可在作业规划(task planning)中借助成本函数来实现。对此例如进入免处理的区域的“成本”明显高于移动通过需要处理的区域的成本。例如可使在免处理的区域中运动一米等效于在需要处理的区域中运动十米。由此也考虑机器人更多地绕道，以避开免处理的区域。在路径规划中使用成本函数的原理是已知的。

显示锁定区域-用户限定的虚拟锁定区域S的一个重要方面是，用户快速地、简单地且直接地看到其设定的效果。为此尤其在人机接口中使用例如呈地图形式的显示装置。因为地图可简单地显示机器人应用区域并且因此不会准确，虚拟锁定区域S的虚拟边界B的直接再现就是有利的。即使在其他的用户输入时，例如在输入用户限定的具有虚拟边界的部分区域时(例如选择为在其周围之后应快速清洁)或在输入需要直接处理的面时，此处所述的过程可为是有利的。

根据一种示例，机器人100首先例如借助人机接口200通过用户接收与位置相关的例如关于虚拟锁定区域的信息。从通过用户输入的与位置相关的信息中得出一条或多条线(例如矩形、打开或闭合的多边形等)，其例如代表锁定区域S的虚拟边界B(参见图2)。如所述，机器人应用区域的地图的呈现是实际周围环境的不确切的提取。因此值得期待的是，为用户提供关于经由HMI200限定的锁定区域的更真实的反馈(比地图呈现更为真实)。机器人可在考虑用户限定的锁定区域S的情况下确定一条路径并且驶过该路径。该路径在此可一次性地、多次地或直至由用户中断地被驶过。例如机器人可沿着锁定区域S的虚拟边界B行驶，使得没有在锁定区域行驶和/或驶过锁定区域。

上述可视方式不仅在锁定区域中能实现，而且在任意的部分区域中都可实现。在机器人应用区域的新定义部分区域(例如房间的一部分)中，机器人可直接沿着部分区域的(虚拟)边界行驶。在用户限定的需要清洁的区域(在房间之内)中，机器人例如可在待处理的面的内部中沿着虚拟边界行驶，从而为用户进行演示，处理哪个面。通过该实际演示，用户获得关于其输入效果的直接印象。用户此时可经由HMI200持久地存储其输入的信息或从中推导出的地图数据(例如多边形)，从而其可在未来用于机器人控制。此外，用户有机会识别出其输入没有产生期望的机器人行为并且校正其输入和/或输入新的与位置相关的信息。用户输入的校正可直接应用到新校正的机器人路径中(用于机器人的重新演示)。

关于用户输入可为用户提供尽可能快速、简单和直接的反馈的另一方案是，将信息直接投影到周围环境中。对此例如利用激光投影，激光投影借助可运动的透镜和一个或多个作为光源的激光器将线、形状、图案或图形有针对性地投影到周围环境(例如地面)上。投影仪可安装在房间的固定位置，安装在自主移动机器人100上或另一自主移动机器人100B上。

在图4示出的示例中，投影仪190布置在自主移动机器人100上或集成在其中。示出的布置方式的优点是，投影仪190可被运输到机器人应用区域的(几乎)任一位置。尤其机器人100可行驶到一合适的位置，从该位置开始进行投影。由此根据地图数据和传感器数据得出这样的位置，从该位置开始可在没有障碍物干扰的情况下将所需的信息投影到机器人应用区域的期望位置(尤其地面)。在该位置上确定，由于新的障碍物或周围用户不可无干扰地投影到期望位置上时，机器人100可根据地图数据和传感器数据寻找替代的合适位置。

在该过程中特殊点在于，将与位置相关的信息(例如边界线、表示锁定区域的几何基本形状等)直接投影到相关位置上并且由此可使用户看见。为了计算投影，利用机器人100在机器人应用区域中的位置和方向。基于自主移动机器人的高精度工作方式得知位置和方向。此外，利用在机器人100中或上的投影仪190的位置和方向，位置和方向基于机器人的结构可轻松得知。从中可确定，光束应该如何投影到周围环境中(或控制透镜和/或激光器)，才使得光束射到通过地图数据确定的、在机器人周围环境中的点(尤其地面上)。因此也可从地图数据中提取出与位置相关的信息并且使其借助投影仪显示在机器人应用区域中的对应的真实位置中。

以上述方式例如可通过直接投影到地面上可使用户看见虚拟边界B(例如参见图2B)。额外或替代地，可通过直接投影到地面使用户看见虚拟锁定区域S。以相同的方式可呈现其他的地图数据，例如待清洁的面或用户限定的部分区域。额外地，可借助投影仪190将其他的尤其通过机器人100建立的地图数据直接投影到机器人的应用区域中。这例如可为通过机器人100刚刚清洁过的区域或下一需要清洁的区域。由此例如可警告用户，例如新擦拭的位置并且由此有滑到危险。

根据一种实施例，通过投影仪190显示出的信息直接由机器人100的当前位置以及(可选地)由其速度和/或其当前实施的任务中确定。由此例如可将机器人的即时规划路径投影到地面上。由此可使用户预见到机器人行为并且可避免干扰作业流程。

自动产生锁定区域-虚拟锁定区域S无需一定由用户通过HMI200输入来限定。自主移动机器人100例如可构造成，识别危险区域本身并且在此基础上独立地定义锁定区域S，以在未来避开识别到的危险区域。危险区域首先是损害机器人功能或以其他方式对机器人有危险的区域。这种区域例如只有通过借助传感器行驶或通过对导航能力的分析才可被机器人识别出。这在后面在图5示出的示例中详细阐述。

图5A示出了陡峭棱边(例如楼梯的台阶)作为危险区域的示例，机器人只有通过行驶才可识别出该危险区域。通常机器人在下侧具有地面传感器121，以如此探测陡峭棱边。地面传感器设置在机器人100上，使得机器人可及时在陡峭棱边前停止并且避免翻倒。但是始终会有失效(例如由于传感器脏污)，失效会导致，机器人100不能识别出陡峭棱边并因此驶过陡峭棱边并且翻倒(参见图5B)。

为了避免例如在图5B中示出的事故，机器人100可构造成，例如在应用时(例如学习行驶或首次执行任务、例如清洁时)以已知的方式(例如借助传感器121)探测陡峭棱边并且相应避让，从而避免事故。机器人的示例性轨迹例如在图5C中示出。在此，机器人100部分地驶过陡峭棱边，直至地面传感器121探测到该陡峭棱边，其中，得出测量部位M的位置并且存储。然后基于该测量部位M以及可选地也基于其他的周围环境和地图参数，例如行驶的路线T确定虚拟边界B和/或虚拟锁定区域S，从而在机器人观测到锁定区域时，其与陡峭棱边(尤其与测量部位)的位置之间会保持最小距离(例如1cm)(参见图5D)。由此机器人可在陡峭棱边处沿着陡峭棱边进行清洁并且如此进行导航，使得机器人没有行驶到陡峭棱边上。尤其机器人在考虑到虚拟锁定区域S时进行导航，使得无需触发地面防翻倒传感器121，由此使得由于失效而导致翻倒的风险最小。

在确定虚拟边界B时考虑，可轻易探测到的陡峭棱边的测量部位M的位置之间具有的最大距离小于机器人直径(否则，机器人可在两个测量部位之间驶过并且识别出可行驶的区域或重新获得对陡峭棱边的探测)。(不可行驶的)区域可由陡峭棱边、或由陡峭棱边和额外的障碍物(墙壁，参见图5C)完全包括。相应地，测量部位M的位置可局部连接。必要时可使以这种方式获得的线延长至相邻的障碍物(例如直至墙壁)。由此获得的线将机器人行驶的面与不可行驶的面分隔开。线朝已经行驶的面的方向的移动产生前述效果，即虚拟边界B。应注意，这仅是用于构造虚拟边界B的多种方案中的其中一种，该虚拟边界用于避让陡峭棱边。另一方案是，每个测量部位M限定具有半径的圆，该半径对应机器人的半径加上安全距离d。重叠的圆组成锁定区域。对应的虚拟边界B通过使外轮廓(例如(成对的)凸形外罩)平滑实现。在这种情况下在导航时可将机器人看作点(机器人的附近的圆形外轮廓的中点)。

对于机器人可独立限定的情况的另一示例涉及机器人不可识别出或难以识别出的障碍物。例如机器人利用主动式传感器来识别障碍物和建立地图，传感器发出(例如光)信号并且其接收障碍物的反射。例如透明的障碍物(如玻璃门)、如透镜这样的镜子式的障碍物或位于发出信号的区域之外的障碍物(例如低矮的障碍物)不可识别出或难以识别出。机器人在例如借助触觉传感器(识别与障碍物的物理接触的传感器)接触时探测到障碍物。但是机器人与障碍物的频繁和重复碰撞对于用户来说是不期望的。因此机器人可构造成，在机器人应用期间(学习行驶或在执行任务时)确定障碍物的位置，障碍物仅可以触觉方式(借助接触)探测到，而不是无接触的(例如借助光学传感器)。由这些位置(类似于前面借助陡峭棱边的示例)产生虚拟锁定区域S或虚拟边界B，使得机器人在考虑到虚拟锁定区域的情况下维持与障碍物的预定间距d(例如1cm)，并且不再接触障碍物。该过程使得机器人可无接触地在障碍物周围进行清洁，机器人实际仅通过接触可探测到障碍物。由此降低了由于碰撞而损坏机器人或障碍物的风险。

用于机器人可独立限定锁定区域的情况的第三示例涉及机器人难以导航的区域。这例如可为深绒地毯，在深绒地毯上有许多小的障碍物，例如桌子腿和椅子腿。因为严重妨碍行驶通过地毯，并且同时桌子腿和椅子腿对于机器人实际上形成迷宫，机器人必须特别精确地导航通过该迷宫，这些情况对于机器人来说难以处理。由此会发生，机器人不能从这种情况中解放出来或仅在长时间之后才可从这种情况中解放出来。机器人例如可通过增大的轮子打滑和/或使得机器人占用比平时更长的时间且进行大量的操纵，来探测到该问题区域。因此为了提高效率可使该区域成为锁定区域，从而降低机器人在后续应用中保持在该部位和/或在该部位上消耗非常多时间和能量的危险情况。该区域的清洁例如仅根据用户的明确指示才进行。

在自动建立的虚拟锁定区域S持久地借助地图数据被存储之前，将其显示给用户。用户可决定，虚拟锁定区域S是否如建议那样持久地存储还是机器人在后续的应用中(尽管有警告)也应行驶该区域。

自动产生的虚拟锁定区域的位置可与地标相关联，机器人可简单地探测地标。由此例如在图5D中的虚拟边界B可作为在分界的墙壁之间的连接线来存储。在此情况下，边缘用作可轻松识别出的地标，关于该地标存储虚拟锁定区域S。即，锁定区域S或边界线B的位置相对于地图中的可探测地标(例如墙壁)的位置被存储。比起仅作为全局地图坐标来获知该位置以用于机器人进行导航，通过与可轻松探测到的地标直接关联可在导航时明显更精确地且更稳定地观察虚拟锁定区域S。

通过其他设备限定的锁定区域-在第一自主移动机器人100构建虚拟锁定区域S时可为有利的是，将虚拟锁定区域发送给一个或多个其他的机器人。类似地，机器人100可从外部设备300、尤其从第二自主移动机器人100接收虚拟锁定区域S。在图6中示例性地示出了这种情况。对此第一机器人100构建虚拟锁定区域S，(例如仅)一个或多个其他的机器人(例如第二机器人100B)参考虚拟锁定区域，但是没有被由建立虚拟锁定区域S的第一机器人100参考。为了交换关于虚拟锁定区域S的信息，相关设备(第一和第二机器人100和100B)利用通信连接，通信连接可经由通信单元140建立(参见图1B)。

第二机器人100B同样可具有地图数据，地图数据表示机器人应用区域。地图数据是第一机器人100也利用的数据或第二机器人100B接收的数据，其被更新和/或呈现。在机器人100、100B利用不同数据源时，由此可将用于关于第一机器人100的地图数据的位置指示的坐标换算成关于第二机器人100B的地图数据的位置指示的坐标(反之亦然)。该换算可在其中一个机器人100、100B中进行或者在外部的计算设备，如PC或云服务器上进行。(坐标)变换的参数例如可借助最小二乘法拟合(Least-Squares-Fit)方法基于现有导航特性，如墙壁的位置自动获得。在最简单的情况下，对于二维地图的(坐标)变换由三个参数构成，三个参数描述移位(两个参数)和旋转(一个参数)。可想到复杂的变换，例如用于检测传感器的(系统)测量错误或三维地图。例如用于在系统方面对第一机器人进行距离测量的传感器可比第二机器人的距离传感器测量更小的间距。这可借助额外的伸缩参数来补偿。在另一示例中，利用存储在两个地图中的基站(或另一导航特征)的姿态(位置以及包括方向)来计算坐标变换。假设存储在第一机器人的地图中的姿态与存储在第二机器人的地图中的姿态不同(虽然只是轻微不同)。但是因为在两个地图中涉及相同的实际基站(相同的实际导航特征)，从两个姿态中可推导出转换操作(例如移位加旋转)。

在示例性的在至少两个自主移动机器人100和100B之间交换信息的方法中，两个机器人100和100B构造成，在使用传感器和电子地图的情况下独立自主地在机器人应用区域中导航，自动地建立地图并且更新。两个机器人100和100B具有通信模块(参见图1B，通信单元140)，两个机器人借助通信模块直接或间接地经由外部设备(例如服务器)可将信息发送给各个其他的机器人。根据该示例自动实现从第一机器人100的第一地图的坐标变换操作成第二机器人100B的第二地图的坐标。这可在两个机器人中的一个中或在外部设备中(例如服务器中)实现。与位置相关的信息(地图数据)通过其中一个机器人(例如机器人100)发送给相应其他的机器人(例如机器人100B)。在发送之前(在机器人100中)或在发送之后(在机器人100B中)或在发送期间(在外部设备中，经由外部设备传输信息)通过使用变换操作将与位置相关的信息的坐标从第一地图的坐标转换成第二地图的坐标。

除了前述的用户限定的虚拟锁定区域S和基于功能影响和/或(由第一机器人100识别出的)危险区域自动产生的虚拟锁定区域S之外，在机器人交互时也可利用基于作业应用(用于执行任务的机器人应用)的虚拟锁定区域S。

例如用户会打翻液体，例如牛奶并且由此要求擦洗机器人清除积水。在图6示出的示例中第一机器人100构造成擦洗机器人，其作业模块构造成湿擦地面。在第一机器人擦洗期间，不应有其他机器人(例如机器人100B)驶过积水并且由此使液体散开。还应没有其他的机器人行驶通过新擦洗的(以及因此湿的)区域。第一机器人100基于用户输入以及必要时其他的传感器测量确定待清洁的区域。第一机器人可通知其他的家用机器人，该待清洁的区域(例如主要)作为虚拟锁定区域S被操作。

在擦洗机器人100完成其工作之后，可将消息发送给其他的机器人100B，借助该消息再次摆脱虚拟锁定区域S。替代或额外地，虚拟锁定区域S也可具有自动完成时间。由此擦洗机器人100例如可为其他的机器人针对预先给定的时间定义新擦洗的且因此还湿的区域W作为锁定区域S并因此阻止其它机器人通过(参见图6)。在该时间经过之后，其他的机器人100B可自动地删除虚拟锁定区域S。

激活/无效锁定区域-可能用户不是所有时间都希望机器人100顾及到虚拟锁定区域S。同时可能用户不想持续删除虚拟锁定区域以及新设立虚拟锁定区域。因此可为有用的是，确定标准并且根据该标准决定，在自主移动机器人导航时是否顾及虚拟锁定区域S。即，机器人可根据特定的标准决定，机器人是否独立地行驶或驶过虚拟锁定区域S。

例如虚拟锁定区域S可始终被机器人100参考，除非用户(例如借助HMI200)明确地无效锁定区域S以进行一个任务或无效锁定区域S以一个预定时间。例如虚拟锁定区域S是用作游戏区的房子部分，在其中通常环绕玩具形式的小物品，其使得机器人100在自主行驶时或在独立工作、例如清洁地面时受到损坏。用户会偶尔打扫该游戏区，然后期望，该游戏区立刻或在下次作业应用时一起清洁。由此用户例如经由HMI200通知机器人100，应立即清洁虚拟锁定区域S。然后机器人为了该作业应用而行驶虚拟锁定区域S并且进行清洁。虚拟边界B例如可用作待清洁区域的边界。在之后作业应用时再次观察锁定区域S。

替代或额外地，用户可通知机器人，在下一次作业应用时(尤其清洁房子)无效虚拟锁定区域S。机器人例如可如此行驶，好像虚拟锁定区域S未被存储并且由此自动地一起清洁该虚拟锁定区域。替代地，机器人可根据虚拟边界B将虚拟锁定区域看作为自身待清洁的部分区域并且单独处理。在此虚拟锁定区域例如能够以较高的优先权被驶过。替代地，虚拟锁定区域也可作为作业应用的最后部分区域被驶过，因为必须考虑在该部位处可能会出现不期望的问题，并且由此中断机器人的作业应用。

替代地或额外地，用户可通知机器人，虚拟锁定区域S对于给定的时间是无效的。例如有通常在儿童房间的游戏区玩耍的孩子离开若干小时或几天的情况。在该时间段此时机器人可同时在其自主的作业规划中参考标记为虚拟锁定区域S的游戏区。在经过用户规定的时间之后可再次自动地激活虚拟锁定区域S，因此机器人会考虑该虚拟锁定区域。

在另一示例中，经由日历功能自动地控制虚拟锁定区域S的激活/无效。例如用户不希望机器人在夜间被控制经过卧室。但是机器人应例如在白天将卧室打扫干净。在这种情况下，例如在日历中标注激活虚拟锁定区域S的钟点时间并因此由自主移动机器人100考虑从而使得其不会自动行驶和/或驶过虚拟锁定区域S。例如，在夜间的21:00点直至9：00，对于机器人来说卧室是禁止的。

日历控制虽然通过自动化提供一定的用户舒适性，但是是不灵活的。在前述示例中禁止卧室的目的是避免打扰睡觉的用户。因此有利的是，锁定区域的激活直接与用户活动相关联。但是特别是在用户睡觉的示例中机器人应尽可能不进入卧室检查用户是否(还在)睡觉。因此基于其他设备300，例如消耗物、传感器和/或其他机器人确定，是否考虑虚拟锁定区域S(激活)还是不考虑(例如是否允许机器人进入卧室)。由此例如可借助睡眠追踪器(sleep tracker)、床传感器或智能手表的活动追踪器的睡眠模式、健身追踪器或其他可携带物品的激活来确定，用户恰好是否在睡觉。替代地可利用电动牙刷的激活。由此例如可在晚间使用电动牙刷时激活虚拟锁定区域并且在早上使用电动牙刷时无效虚拟锁定区域。多种其他的基于外部设备300的状态和/或信息确定虚拟锁定区域S的激活情况都可想到。

此外，对虚拟锁定区域S的激活/无效可取决于机器人的状态和/或活动。例如机器人可具有不同的清洁模块，清洁模块适用于不同的干和/或湿清洁。在这种情况下锁定区域的激活可取决于使用的清洁模块。例如可在湿清洁模块激活时将例如地毯或另一水敏感的地面区域作为虚拟锁定区域S处理。激活/无效虚拟锁定区域S取决于机器人状态和/或活动的另一示例涉及辅助家务的运输机器人。此类机器人例如可运输瓶口打开的玻璃瓶饮料。在这种情况下机器人应避免地面不平，例如地毯边。为了使其实现，可将地毯限定为锁定区域，锁定区域在机器人运输饮料时长时间被激活。

在自主移动机器人尤其在虚拟锁定区域S中进行工作时，在自主移动机器人100导航时对是否考虑虚拟锁定区域S的决定是可变化的。即，检查是否应考虑锁定区域，也可在作业应用或规划作业应用期间不断地或至少以有规律的间隔进行。在机器人进行这种检查发现有待考虑的锁定区域时，可使机器人100的当前位置处于虚拟锁定区域S之内。在这种情况下，机器人例如停住并且等待用户的指示。替代地，机器人可控制从该区域中出来。替代地，在激活虚拟锁定区域之前，机器人可完全或至少部分地完成其在该区域中的当前任务。对此例如可确定用于完成任务所需的时间。在该时间小于预定的最大值时，由此完成任务并且将锁定区域的激活延迟该时间。

机器人在锁定区域中-通常机器人可靠地避开(虚拟)锁定区域S，例如这通过机器人在导航时将其当作真实的障碍物考虑来实现。该过程可一直进行，直至自主移动机器人100以足够的精确性识别出其在地图中的位置。但是例如用户限定部分区域并且该部分区域指示为锁定区域，而机器人位于该部分区域中时，机器人可进入虚拟锁定区域S。因此会出现另一问题，因为机器人100不再精确识别自身位置。因此会发生，机器人(在“不知道”的情况下)未意识地驶过虚拟边界。在这种情况下机器人可运动到锁定区域中并且同时引起损伤。值得注意的是，即时机器人尝试无碰撞导航，其也可能会与障碍物发生碰撞。但是机器人可基于碰撞意识到导航错误并且相应地调整其导航策略。在虚拟锁定区域中缺少即时反馈(通过物理碰撞)。因此需要额外措施来使机器人的行为以处理虚拟锁定区域的操作来针对这种错误。这些措施如下所述。

对虚拟锁定区域的稳定操作的一种方案是，如此处理虚拟边界B，使得仅在一个方向上禁止驶过(如前所述)。因此，机器人100可始终离开虚拟锁定区域，而避免驶入锁定区域。换句话说，标在机器人地图中的虚拟边界B仅在一个方向上起作用；可在一个方向上驶过虚拟边界，但是在另一方向上不可驶过。

替代地或额外地，可检查，机器人是否完全地或仅部分地位于锁定区域S之内。根据该检查可决定，机器人是否离开锁定区域S还是留在锁定区域。例如锁定区域可被分成边缘区域和核心区域。机器人至少部分地位于核心区域中时使机器人停止。如果机器人仅位于锁定区域S的边缘区域中，那么尝试导航使机器人从锁定区域S中出来。锁定区域S的该特征(分成边缘区域和核心区域)隐喻地也称为“软墙”。即，锁定区域在机器人导航时不是如“硬”墙那样起作用，而是有“软的”过渡区域，机器人可驶入过渡区域中，但是之后尝试尽可能再次离开边缘区域。例如可将消息发送给人机接口200，以通知用户该问题，并且请求用户指示。

在导航期间可继续该检查，例如在重新确定机器人位置时，始终继续进行检查。此外可在例如用户或另一设备限定和/或激活新的虚拟锁定区域S时进行检查。在机器人位于需要新产生的虚拟锁定区域S中时，由此可拒绝存储，直至例如用户确认锁定区域S。作为补充或替代，机器人可被控制自动地从锁定区域S出来。作为补充或替代，可通知产生锁定区域S的设备(或用户)，机器人位于需要新产生的锁定区域S中。此外可将询问发送给产生锁定区域S的设备(例如HMI200)或用户，询问机器人是否以及如何能够离开需要新产生的锁定区域S。例如用户可给出优选方向，机器人可沿该优选方向离开锁定区域。替代地，用户可使机器人停止，以便手动地将机器人移出锁定区域。

在锁定区域S已经存在、但是未激活的情况下，可存储与锁定区域S相关联的操作信息。由此例如将卧室定义为锁定区域S，在用户睡觉时，锁定区域被激活。在这种情况下机器人在激活锁定区域S之后自动地离开该锁定区域。在其他情况下可期望的是，机器人留在此处，直至锁定区域再次被无效或用户进行干预。

自主移动机器人100的应用场景也可包括，通过用户手动地移动机器人，这通常造成，机器人丢失关于其自身在电子地图中的位置的信息。然后机器人可借助全球自身定位重新确定其位置。对此机器人100在其周围环境中运动，以借助其传感器收集关于周围环境的数据，并且将该数据与存在的地图数据相比较。因为机器人在全球自定位期间没有或仅有少量关于其相对于地图数据的定位信息，可能发生对此机器人无意地驶入锁定区域S中。因此重要的是，机器人在全球自定位之后根据存储的地图数据检查，机器人是否位于虚拟锁定区域S中。

在自定位期间，机器人基于定位假设(即基于传感器和地图数据的假设，机器人可位于该假设的位置上，例如借助概率模型来确定)检查，机器人是否位于虚拟锁定区域S中或附近。基于该信息，机器人可调节其勘察行驶以进行全球自定位，从而降低无意行驶虚拟锁定区域的风险(即概率)。基于概率的用于机器人在地图中(全球)自定位的定位假设本身是已知的并因此不再进一步阐述。对于该示例重要的是，如果机器人在其用于自定位的勘察行驶期间没有正确识别其自身位置，其仅可确定具体地图位置的概率。对此机器人也可检查，机器人以何种概率位于锁定区域中。根据该概率机器人可调节其当前路线。如果例如机器人处于锁定区域S中的概率增加，而机器人沿着确定的路线运动，则机器人可改变行驶方向，直至概率再次降低。

除了检查机器人100是否位于锁定区域S中，可在全球定位期间绘出机器人100的路径。绘出的路径可用于从锁定区域中行驶出来。例如机器人可按绘出的路径驶回，直至其离开锁定区域或能够可靠离开锁定区域。

用户可在放置的情况下有意或无意地将机器人置于虚拟锁定区域S中，因为用户例如希望(例外地)清洁该区域。基于用户放置机器人的位置，机器人(如前所述)开始进行全球自定位。基于在进行全球自定位期间经过且绘出的路径可确定机器人的起始位置，并且得出用户是否已经使机器人100在虚拟锁定区域S中开始。然后机器人可在虚拟锁定区域S中执行由用户确定的任务。额外地，机器人可将相应的信息(例如警告信息)经由HMI200发送给用户。

为了决定，机器人是否以及如何从锁定区域中导航出来，有不同方法，这些方法可单个或组合地使用。在图7A和B中，虚拟锁定区域S被分成第一部分区域Sa和第二部分区域Sb。在机器人处于第一部分区域Sa中时，则机器人停住(急停)。在机器人位于第二部分区域中时，则控制机器人经由虚拟边界B从锁定区域中出来。虚拟锁定区域S的划分例如如此进行，使得从虚拟边界B开始，间距d(例如机器人的宽度)范围内的一切区域均属于第二部分区域Sb。换句话说，机器人在其比距离边界B预定路程更远时执行急停，而在其更靠近边界B时自动从锁定区域S中驶出。例如可基于用户输入划分虚拟锁定区域S。这可包括，维持锁定区域的重要性。在维持锁定区域非常重要时，第二部分区域Sb的宽度d选择得非常窄(例如1cm)，或者完全取消该宽度。

机器人从锁定区域中导航出来的另一方案基于虚拟力场分析(virtual force-field(VFF)analysis)。力场分析是(已知的)以反应性方式在没有规划(即没有预先规划机器人轨道)的情况下控制机器人的方法。对此，基于传感器测量和机器人的目标确定(计算)虚拟力场，力场“作用到”机器人上。术语力或力场在本文中理解为隐喻的。由此没有作用到机器人上的物理力，而是虚拟的。但是机器人的控制单元150(参见图1B)构造成，计算该虚拟力，并且机器人此时可对力作出反应(例如朝作用到机器人上的虚拟力的方向后退)。如在物理力场中，虚拟力场可由不同的源(障碍物、机器人的目标)叠加。基于获得的虚拟力在机器人的当前位置和定向的方向和数值为驱动单元建立控制命令。由此机器人的控制直接对传感器测量作出反应并且没有额外的规划成本。力场分析例如可用于(在软墙的情况下)有效地将机器人从锁定区域S的边缘区域中导航出来。

如在图7C中示意性示出地，在虚拟锁定区域S中可考虑虚拟力场(通过力向量V示意性示出)，虚拟力场例如始终显示在虚拟边界线B的下一点上。该方案尤其适用于在机器人导航期间例如由于不正确识别的机器人位置而进入锁定区域中时，控制机器人快速从锁定区域S中出来。此外将力场选择为如此大，使得机器人在位置精确已知的情况下没有行驶虚拟锁定区域。例如在实际障碍物的情况下进行选择，从而尽可能避免与障碍物发生碰撞。

另一方案基于成本，机器人的规划路线引起该成本，其中选择用于控制机器人的最小成本路径。例如在机器人在锁定区域S之内的运动各个经过的路径“花费”恒定数额并且在锁定区域S之外的运动没有引起成本，则这使得在成本最小的情况下选择从锁定区域S出来的最短路径。由此机器人选择从锁定区域中出来的最短路径，以将“成本”保持最小。在上下文中术语“成本”也理解为隐喻的并且也可称为加权因子。

图7D示例性地示出了用于路径的成本函数的走向，该路劲朝向虚拟的锁定区域S。对于在锁定区域S之外的路径没有发生成本。对于驶过虚拟边界B可产生基础成本C0。然后成本与经过路程成正比地提高。当然也可利用其它的成本函数。在没有成本低于先前确定的最大值的路径可规划时，可使机器人停止并且例如进入急停状态。由此暗示达到虚拟锁定区域S的前述两个划分。

需注意，借助上述方案虚拟边界B可表现得像软墙(soft wall)。软墙的特征是，其边界不固定，而是类似于橡胶带可弯曲。而硬墙如真实的障碍物不可驶过(因为在真实的障碍物的情况下发生碰撞)并且不可预见；机器人由此立即停止。关于所述基于成本的方案例如这意味着，规划路线的成本在破坏虚拟边界B的情况下低于机器人的所有其他的可能运动的成本，由此虚拟边界B以及锁定区域可(部分地)被行驶。例如在行驶虚拟锁定区域S的基础成本C0选择为大于或等于最大值Cm时，由此不允许按规划地行驶锁定区域。在如图7D所示，行驶虚拟锁定区域S的基础成本C0选择为小于最大值Cm时，由此可按规划行驶锁定区域。例如，如果机器人卡在了障碍物之间，或者在障碍物和虚拟边界B之间只有有限的空间来到达障碍物后面的区域，这可能是必需的。在“硬的”虚拟墙壁的情况下，在虚拟锁定区域S之内的每次运动都具有最大的成本，由此不可在位于硬的虚拟墙壁之后的锁定区域中运动。

在本发明的另一设计方案中，在检查之后获得机器人100位于虚拟锁定区域S中时，机器人100停住。通知用户该错误，并且询问用户机器人是否应停在该部位上直至用户可将其移到另一部位上，或机器人是否应离开锁定区域S。用户可指示或建议(例如借助HMI200)从锁定区域S中出来的路径。由此用户可对机器人进行直接地远程控制或例如给出路径点或粗略的方向，机器人在此基础上被控制自动地从虚拟锁定区域S中出来。例如机器人可确定虚拟边界B，机器人被控制经由虚拟边界离开锁定区域S。有利的可为，可经由不同的虚拟边界离开一区域。对此例如可为用户显示当前的地图。此外例如可使机器人具有摄像头，摄像头的图像被发送给人机接口200，从而用户基于这些图像可指示离开虚拟锁定区域的可靠路径。

机器人的呼救-在机器人无意地进入虚拟锁定区域S中并且没有离开锁定区域S的前述可能路线时，则机器人停止(急停)并且等待用户干预，以避免发生对于用户不期望的行为。同理适用于机器人没有自动释放或机器人不再能够运动的情况。例如用户可能无意地将机器人锁入房间中(当机器人正在执行时任务时关闭房间门)，由此机器人在完成任务之后不能够自主返回其基站。其他的示例包括：机器人缠入位于地面上的线缆中，机器人的执行器、例如旋转的刷子被锁定；机器人卡入两个障碍物之间；在继续运动时会掉下棱边时；对于机器人的功能重要的传感器例如由于脏污不提供信号或仅提供有限信号；或其他的与安全相关的情况。

通常将机器人的状态设置为特殊模式，例如“急停”，以区分急停与作业过程的用户可期望的正常停歇或停止。内部机器人状态“急停”是指，所有执行器(尤其作业单元160和驱动单元170)停止并且通过用户的(例如手动)干预才可重新激活。在此用户的干预例如是发送命令(例如借助HMI200)，该命令关于机器人应如何摆脱这种情况。在若干情况下会需要用户的手动干预，例如清洁传感器或释放锁定的执行器。

HMI200(或另一外部设备300)可经由通信单元140询问机器人的状态，由此可通知用户关于该问题。此外机器人可在状态“急停”期间发出声的和/或光学的(紧急)信号，由此用户可更简单地发现机器人，以释放机器人。

但是对此会出现的问题是，自主移动机器人100持续地发出信号，由此快速地消耗电池，而用户不在家。在用户到家时，电池可能已经用完，使得机器人关闭并且因此不再发出信号。此外可能由于持续的声音信号会干扰邻居。用户可能在家，但是没有时间处理机器人的问题。在该情况下连续发出信号将造成干扰。

因此目的是，(仅在)用户对设备感兴趣时，发出紧急信号。由此在经由外部设备300(例如HMI200)询问机器人状态时可发出声音的和/或光学的信号并且为机器人设置前述状态“急停”。机器人的状态例如可经由智能手机或平板PC的App调取。尤其在程序开始时自动地调取机器人的状态信息。可替代地，App也可包含菜单，经由菜单可调取机器人的状态信息。此外，机器人可构造成经由服务器502将推送消息发送给HMI200。

例如在机器人识别到问题并且设置状态“急停”时，针对预定时间发出紧急信号，从而位于附近的用户可帮助机器人。在例如5分钟之后没有获得帮助的情况下，机器人切换到省电模式(例如关闭所有传感器和执行器，除了通信单元140以外)，直至经由外部设备300询问机器人100的状态。

智能手机或平板PC可通过用户轻松携带，由此实现机器人的远处控制和操作(例如经由因特网)。但是在询问机器人100的状态时用户不在家，则机器人发出紧急信号是多余的。因此例如可在决定，是否发出紧急信号时考虑询问状态的设备的位置以及用户的位置。由此例如仅在询问状态的设备的位置位于机器人应用区域之内或附近时，此时才发出紧急信号。机器人100可基于不同的数据得出外部设备(例如HMI200)的位置。机器人例如可发出询问给外部设备并且外部设备发送应答消息，该应答消息可识别外部设备是否位于机器人应用区域中。外部设备可构造成，借助GPS传感器得出其位置。但是外部设备登陆的WLAN的SSID(服务设置识别器)允许得出外部设备的(大致)位置。代替发送询问，机器人也可构造成，尤其进行探测，外部设备是否位于附近。例如机器人100可得出，其本身以及外部设备是否登陆同一WLAN。如果是，机器人可得出，外部设备(以及用户)位于附近并且发出紧急信号。在此处描述的示例中紧急信号是直接由机器人本身产生并且可通过用户直接(没有技术设备的帮助)感知的(例如光学的或声学的)信号，。

可携带的外部设备例如可确定其位置并且通知机器人。这例如经由卫星辅助的全球定位系统(例如GPS)基于移动电网的信号或经由WLAN信息进行。尤其HMI200的直接经由局部WLAN的可实现性是对于用户在家非常好的指示，机器人也与该WLAN连接。

机器人还可以通过确定来自设备的状态请求是来自诸如家庭Wi-Fi的局域网还是通过因特网通信来确定用户是否在家。通过因特网的通信连接通常通过云服务来调节(参见图1，服务器502)，因此可以很好地与本地连接区分开。例如，在通过本地网络进行状态查询的情况下，机器人可以发出紧急信号，而不通过因特网进行查询。

此外，可以使用其他传感器来检测用户的存在。例如，安装在机器人中的麦克风可以拾取环境噪声，从中可以推断出用户是否在场或进入或离开家庭。许多其他外部传感器和设备可以具有关于用户存在和不存在的信息并且与机器人共享。例如，电子门锁和/或与其连接的警报系统可以在用户激活或停用机器人时向机器人发送信息。

Claims (68)

1.一种用于控制自主移动机器人的方法，所述机器人构造成，在使用传感器和地图的情况下自动地在机器人应用区域中进行导航，所述方法包括：

探测障碍物并且基于由所述传感器获得的测量数据得出探测的障碍物的位置；

控制机器人，从而避免与探测的障碍物发生碰撞，

其中，所述地图包括地图数据，所述地图数据表示至少一个虚拟锁定区域，所述至少一个虚拟锁定区域在控制机器人时以与真实探测到的障碍物一样的方式被考虑。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述机器人确定其自身的位置并且基于其自身的位置和地图计算所述虚拟锁定区域相对于所述机器人的相对位置并且所述机器人以与真实探测到的障碍物一样的方式处理所述虚拟锁定区域。

3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：

将探测到的障碍物的得出的位置存储在地图中；

所述机器人确定所述机器人的位置；以及

使用路径规划算法，所述路径规划算法在绕过存储在所述地图中的障碍物的情况下规划到达目的地的路径，其中，所述虚拟锁定区域如存储在所述地图中的障碍物一样被处理。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述锁定区域的位置作为相对于表示在地图中的地标的相对位置被存储。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述虚拟锁定区域借助边界线限定，所述机器人不应越过所述边界线，和/或所述虚拟锁定区域通过面限定，所述机器人不应行驶所述面。

6.用于控制自主移动机器人的方法，所述机器人构造成，在使用传感器和地图数据的情况下自动地在机器人应用区域中进行导航，

其中，所述地图数据包括至少一个虚拟边界线，所述至少一个虚拟边界线具有定向，从而所述边界线的第一侧和第二侧可被区分，

其中，在所述机器人导航时避免从所述边界线的第一侧朝第一方向驶过所述边界线，以及

其中，在所述机器人导航时允许从所述边界线的第二侧朝第二方向驶过所述边界线。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，仅暂时地在所述地图数据中包含虚拟边界线，以在所述机器人的作业应用期间使机器人应用区域中的、需要由机器人加工的区域与剩余机器人应用区域分界，并且

其中，所述虚拟边界线如此定向，使得所述机器人可驶入待处理的区域，但是不再能够离开所述区域。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述机器人利用障碍物避让算法进行导航，在机器人位于虚拟边界线的第一侧时，所述障碍物避让算法以与由机器人的传感器探测到的真实障碍物的轮廓相同的方式考虑该虚拟边界线。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其中，所述虚拟边界线通过打开或闭合的多边形形成，其位置暂时地或持久地存储在地图数据中，并且

其中，所述虚拟边界线可选地与包含在地图数据中的一个或多个真实障碍物的一个或多个轮廓一起对在机器人应用区域之内的虚拟锁定区域进行分界。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的方法，其中，所述边界线以与真实障碍物的探测到的轮廓距离限定间距延伸，从而机器人没有比限定间距更近地接近障碍物。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述边界线的位置作为相对于真实障碍物的相对位置存储。

12.一种用于控制自主移动机器人的方法，所述机器人构造成，使得在应用传感器和地图数据的情况下自主地在机器人应用区域中导航，其中机器人定期地获取其在地图中的位置，并且其中，地图数据包含至少一个虚拟锁定区域，所述方法包括：

基于存储在所述地图中的信息检验所述机器人是否至少部分地位于虚拟锁定区域中。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：

所述机器人运动通过所述机器人应用区域时执行全球自定位，其中，由所述机器人经过的路径被存储，

其中检验所述机器人是否至少部分地位于锁定区域中是在所述全球定位期间或之后进行的，以及

其中所述机器人一旦发现其位于虚拟锁定区域中，便沿着存储的路径移回至少能够保证安全离开所述虚拟锁定区域所需的距离，或

其中，所述机器人一旦发现其在自定位开始时就位于虚拟锁定区域中，则开始在锁定区域中执行预定任务。

14.根据权利要求12所述的方法，还包括：

在所述机器人运动通过所述机器人应用区域期间执行全球自定位，其中建立涉及所述机器人当前位置的一个或多个定位假设，并且其中，对于每个定位假设确定其是否位于虚拟锁定区域或虚拟锁定区域附近，并且

控制所述机器人，使得所述机器人离开锁定区域或增大与锁定区域的间距。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中，

在检测到所述机器人位于虚拟锁定区域中时，机器人根据预定标准决定是否停住还是离开锁定区域。

16.根据权利要求15所述的方法，其中

所述锁定区域分成边缘区域和核心区域，并且预定标准是机器人是位于核心区域还是位于边缘区域。

17.根据权利要求15或16所述的方法，其中，所述机器人在决定离开所述锁定区域之后，借助力场分析从所述锁定区域中导航出来。

18.用于控制自主移动机器人的方法，所述机器人构造成，使得在应用传感器和电子地图的情况下自主地在机器人应用区域中导航，其中机器人定期地获取其在地图中的位置，并且其中，地图数据包含至少一个虚拟锁定区域，所述方法包括：

根据预定的标准检验锁定区域是否被激活还是无效，其中所述机器人仅考虑激活的锁定区域并因此没有驶入该锁定区域。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，

锁定区域是否激活的标准是当前的时间或经过预定时间段，其可定义为通过在人机接口上的用户输入而开始。

20.根据权利要求18或19所述的方法，其中，

锁定区域是否激活的标准是机器人是否执行特定任务。

21.根据权利要求18至20中任一项所述的方法，其中，

锁定区域是否激活的标准是另一机器人是否执行特定任务。

22.根据权利要求18至21中任一项所述的方法，其中，

锁定区域是否激活的标准是所述锁定区域是否通过外部设备、尤其人机接口标记为激活的或无效的。

23.根据权利要求18至22中任一项所述的方法，其中，

在所述机器人确定，先前无效的锁定区域被激活并且机器人处于所述锁定区域中时，所述机器人离开所述锁定区域和/或所述机器人结束其在锁定区域中的工作。

24.用于控制自主移动机器人的方法，所述机器人构造成，使得在应用传感器和电子地图的情况下自主地在机器人应用区域中导航，其中机器人定期地获取其在地图中的位置，并且其中，地图数据包含至少一个虚拟锁定区域，所述机器人不会自主行驶所述虚拟锁定区域，所述方法包括：

经由通信连接从另一机器人接收数据，所述数据表示虚拟锁定区域，以及

基于接收的数据将虚拟锁定区域存储在所述机器人的地图中。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，表示所述虚拟锁定区域的数据通过另一机器人根据当前执行的或已经结束的作业应用、尤其根据在作业应用期间需要处理的或已经处理的面来产生。

26.根据权利要求24或25所述的方法，还包括：

删除先前存储的锁定区域，其作为对于经由通信连接从另一机器人接收的消息或在预定时间段完成之后的反应。

27.一种包括自主移动机器人和外部设备的系统，

其中，所述机器人构造成：

根据地图数据自动在其周围环境中导航，

探测其不可自动摆脱的情况，以及

根据探测来设定所述机器人的状态，其中，所述外部设备设置成：

通过经由至少一个通信连接发送给机器人的请求来询问所述机器人的状态，其中，所述机器人设置成，在从所述外部设备接收询问时所述机器人的状态显示为机器人不可自动摆脱的情况下，对于预定时间发出光学和/或声学信号。

28.根据权利要求27所述的系统，其中，

所述机器人构造成，得出所述外部设备的位置并且根据得出的所述外部设备的位置发出光学和/或声学信号，并且只有在所述外部设备位于所述机器人的应用区域中或附近时才发出信号。

29.根据权利要求27或28所述的系统，其中，所述系统还构造成，探测用户是否存在，并且只有在用户存在时才发出信号。

30.一种用于控制自主移动机器人的方法，该机器人构造成，在使用传感器和电子地图的情况下自主地在机器人应用区域中导航，其中，机器人定期地获取其在地图中的位置并且地图数据可以包括至少三个不同分类的区域，所述方法包括：

借助传感器通过机器人得出自身的位置；

检测机器人是否位于至少三个不同的分类区域中的其中一个中，

其中机器人自动地导航并且在其位于至少三个不同分类的区域的第一区域中时，执行任务，

其中机器人自动地导航，但是在其位于至少三个不同分类的区域的第二区域中时，不执行任务，

其中至少三个不同分类的区域的第三区域是虚拟锁定区域，机器人不会自主行驶所述虚拟锁定区域。

31.根据权利要求30所述的方法，其中，

所述机器人确认尽可能短的或尽可能快的路径来横跨所述第二区域。

32.根据权利要求30或31所述的方法，其中，

在机器人导航时，使用成本函数用于规划机器人路线或作业过程，其中，在第二区域中的运动成本高于在第一区域中的运动成本。

33.根据权利要求30至32中任一项所述的方法，其中，所述机器人仅在所述机器人完成当前任务和/或为了满足任务而必须横跨第二区域时行驶第二区域。

34.一种用于在至少两个自主移动机器人之间交换信息的方法，

其中，至少两个机器人中的每个都构造成，在使用传感器和电子地图的情况下自主地在机器人应用区域中导航，自动建立地图并且更新；以及

其中机器人分别具有通信模块，借助通信模块可将信息发送给至少另一机器人，

该方法包括：

自动确定从第一机器人的第一地图的坐标到第二机器人的第二地图的坐标的变换操作，

第一机器人发送给第二机器人与位置相关的信息，

通过应用变换操作将与位置相关的信息的坐标从第一地图的坐标变换到第二地图的坐标中。

35.根据权利要求34所述的方法，其中，对变换操作的自动确定包括：

基于同一导航特征、例如基站的存储在第一地图中的第一姿态和存储在第二地图中的第二姿态计算变换操作。

36.根据权利要求34或35所述的方法，其中，所述变换操作包括移动和旋转以及可选地包括伸缩。

37.一种用于将虚拟锁定区域输入自主移动机器人的机器人应用区域的电子地图中的方法，所述方法包括：

通过人机接口接收用户输入以定义虚拟锁定区域，

评估用户输入，其中检测用户输入是否满足至少一个预定标准，并且

基于用户输入的评估决定，是否在地图中存储虚拟锁定区域和/或以何种几何形状存储。

38.根据权利要求37所述的方法，其中，所述人机接口显示地图并且所述用户输入基于示出的地图。

39.根据权利要求38所述的方法，其中，所述人机接口是具有触摸屏的移动设备并且所述用户输入借助触摸屏进行。

40.根据权利要求37至39中任一项所述的方法，其中，所述用户输入是面信息，其标记包含在地图中的区域，并且

评估用户输入包括确定几何基本形状，其表示标记在地图中的区域。

41.根据权利要求37至40中任一项所述的方法，

其中，用户输入是线信息，其表示边界线，

评估用户输入包括基于边界线以及存储在地图中的障碍物轮廓确定锁定区域。

42.根据权利要求41所述的方法，其中，

所述边界线连接两个障碍物的轮廓或障碍物的轮廓在两个不同部位处接触，从而机器人应用区域分成两个部分区域。

43.根据权利要求42所述的方法，其中，两个部分区域中的较小的定义为虚拟锁定区域。

44.根据权利要求42所述的方法，其中，两个部分区域中的机器人和/或基站不在的区域定义为虚拟锁定区域。

45.根据权利要求44所述的方法，其中，在机器人和基站位于不同部分区域中时，经由人机接口将警告输出给用户。

46.根据权利要求41或45中任一项所述的方法，其中，所述边界线是闭合的多边形并且由多边形包围的区域定义为虚拟锁定区域。

47.根据权利要求37至46中任一项所述的方法，其中，基于以下至少一项评估用户输入：由用户输入定义的锁定区域的形状、大小和位置。

48.根据权利要求47所述的方法，其中，所述机器人应用区域的由于虚拟锁定区域的位置、大小或形状不再能够被机器人行驶的区域自动地加入到所述虚拟锁定区域。

49.根据权利要求37至48中任一项所述的方法，其中，评估用户输入包括将通过用户输入限定的锁定区域与存储在地图中的障碍物轮廓、例如墙壁轮廓进行对齐。

50.根据权利要求37至49中任一项所述的方法，其中，通过用户输入限定的锁定区域的位置作为相对于在地图中表示的地标的相对位置存储。

51.根据权利要求37至50中任一项所述的方法，

其中，评估用户输入包括识别已经存储在地图中的障碍物以及确定与障碍物的间距，以及

其中通过边界线定义锁定区域，其以距离已经存储在地图中的所识别的障碍物的先前确定的间距延伸。

52.根据权利要求37至51中任一项所述的方法，

其中，至少一个预定标准包括一要求，在所述要求没有被满足时，则导致机器人不能将虚拟锁定区域自动存储在地图中，

其中经由人机接口通知用户所述要求没有被满足，并且

所述虚拟锁定区域只有在经由人机接口的另一用户输入之后才确认被存储。

53.根据权利要求52所述的方法，其中，

所述至少一个预定标准至少包括以下要求：

当观察到锁定区域时，机器人可以访问机器人应用区域的预定义位置。

54.根据权利要求53所述的方法，其中，

检查是否满足要求，并且在检查时使用路线规划算法来规划从机器人的当前位置或预定起始位置、例如基站的位置至预定位置的路径。

55.根据权利要求52至54中任一项所述的方法，其中，至少一个预定标准包括以下要求中的至少一个：

在观察到虚拟锁定区域时，机器人能够访问基站；

机器人位于所述虚拟锁定区域之外；

机器人应用区域中的、不属于虚拟锁定区域且在没有虚拟锁定区域的情况下能够访问的区域，对于机器人来说在观察到虚拟锁定区域的情况下也能够访问。

56.根据权利要求52至55中任一项所述的方法，还包括:

在没有满足要求时，检查是否能够通过改变虚拟锁定区域来实现满足要求。

57.根据权利要求56所述的方法，其中，虚拟锁定区域的改变包括以下操作中的至少一个：虚拟锁定区域和/或虚拟锁定区域的边界的移动、旋转和变形。

58.用于控制自主移动机器人的方法，机器人构造成，在使用传感器和电子地图的情况下自主地在机器人应用区域中导航，其中机器人定期地获得其在地图中的位置，其中地图可以包括至少一个虚拟锁定区域，该至少一个虚拟锁定区域在导航时没有被机器人驶过，所述方法包括:

在导航通过机器人应用区域时，识别损害或限制机器人功能的危险区域，

自动定义锁定区域，锁定区域包括识别的危险区域，以及

在地图中存储锁定区域。

59.根据权利要求58所述的方法，其中，识别危险区域在学习行驶期间和/或在使用期间进行，其中机器人建立机器人应用区域的地图，所述地图即使在之后机器人应用时也能够使用。

60.根据权利要求58或59所述的方法，其中，危险区域包括以下中的至少一个：机器人不能够无接触探测到的陡峭棱边、障碍物、机器人的运动具有大滑移的区域。

61.一种系统，包括：

自主移动机器人，其构造成，根据地图数据自动地在机器人应用区域中导航，

投影仪，其构造成，将信息投影到机器人应用区域中的地面或对象上，

其中，所述系统构造成，从地图中提取与对应位置的位置相关的信息以及借助投影仪将与位置相关的信息投影到地面或位于此处的对象上的对应位置。

62.根据权利要求61所述的系统，其中，所述投影仪布置在自主移动机器人上或另一机器人上。

63.根据权利要求61或62所述的系统，其中，所述系统构造成，基于机器人的当前位置和/或定向来确定待投影的信息。

64.根据权利要求62所述的系统，其中，自主移动机器人或另一机器人构造成，确定与位置相关的信息的投影的位置和定向。

65.根据权利要求61至64中任一项所述的系统，其中，与位置相关的信息是虚拟锁定区域、虚拟边界线、还需要清洁的区域或未清洁的区域。

66.自主移动机器人，

其中机器人设置成，根据地图数据自主地在机器人应用区域中导航，

其中机器人设置成，经由人机接口从用户接收与位置相关的信息，并且基于此获得机器人路径并且沿着该机器人路径行驶，并且

在机器人驶过机器人路径期间或之后，取决于进一步的用户输入，或者删除与位置相关的信息或者持久地借助地图数据存储。

67.根据权利要求66所述的机器人，其中，与位置相关的信息表示面区域，尤其虚拟锁定区域并且基于得出的机器人路线沿着面区域的边界延伸。

68.根据权利要求67所述的机器人，其中，机器人路径沿着面区域的边界延伸，使得所述机器人完全在面区域之内或完全在面区域之外或恰好在边界上行驶。

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