DE102004013811A1

DE102004013811A1 - Verfahren zur flächendeckenden Befahrung eines Gebietes sowie Fahrzeug zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102004013811A1
Application number: DE102004013811A
Authority: DE
Inventors: Winfried Dipl.-Inform. Baum
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2004-03-20
Filing date: 2004-03-20
Publication date: 2005-10-06

Abstract

Verfahren zur flächendeckenden Befahrung eines von einem oder mehreren ersten Objekten umgrenzten Gebietes mit einem Fahrzeug, das Sensoren zur Abstandsmessung und zur koppelnden Positionsbestimmung des Fahrzeugs einsetzt, aus denen eine momentane Orientierung des Fahrzeugs ableitbar ist, bei dem das Fahrzeug das Gebiet zunächst im konstanten vordefinierten Abstand zu den ein oder mehreren ersten Objekten umfährt und anschließend in zumindest annähernd parallelen Bahnen abfährt, zwischen denen es über Verbindungsstrecken wechselt. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Fahrzeug beim Umfahren von Objekten Merkmalssequenzen der Objekte erfasst und zusammen mit jeweils abgeleiteten momentanen Orientierungen abspeichert, während dem Durchfahren der Verbindungsstrecken Merkmalssequenzen des jeweils nächstliegenden Objektes erfasst, mit den bereits abgespeicherten Merkmalssequenzen vergleicht, bei Übereinstimmung die momentane Orientierung mit der zu der übereinstimmenden Merkmalssequenz abgespeicherten Orientierung vergleicht und die abgespeicherten Orientierungen und die momentane Orientierung so korrigiert, dass ein minimaler Orientierungsfehler resultiert, wobei das Fahrzeug auch einen Anfangspunkt oder einen Anfangs- und einen Endpunkt jeder abgefahrenen parallelen Bahn als Abstand zu einem nächstliegenden Merkmal des nächstliegenden Objektes abspeichert, um das doppelte Abfahren der parallelen Bahnen zu vermeiden.

Description

Technisches Anwendungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur flächendeckenden Befahrung eines von einem oder mehreren ersten Objekten umgrenzten Gebietes mit einem Fahrzeug, das Sensoren zur Abstandsmessung und zur koppelnden Positionsbestimmung des Fahrzeugs einsetzt, aus denen eine momentane Orientierung des Fahrzeugs ableitbar ist, bei dem das Fahrzeug das Gebiet zunächst in einem konstanten vordefinierten Abstand zu den ein oder mehreren ersten Objekten umfährt und anschließend in zumindest annähernd parallelen Bahnen abfährt, zwischen denen es über Verbindungsstrecken wechselt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Fahrzeug mit einer Steuerung sowie mit der Steuerung verbundenen Abstandssensoren und Sensoren zur koppelnden Positionsbestimmung, mit denen das Verfahren durchführbar ist.
Das vorliegende Verfahren sowie das zugehörige Fahrzeug finden in Bereichen Anwendung, bei denen eine vorgegebene Fläche mit einem Fahrzeug möglichst flächendeckend ohne Eingriff einer Bedienperson abgefahren werden soll. Derartige selbstfahrende Fahrzeuge werden bspw. zum Staubsaugen oder zur Nassreinigung in Wohnräumen, zum Rasenmähen oder auch zum Minensuchen eingesetzt.

Bereits bekannte auf dem Markt erhältliche Produkte arbeiten im Wesentlichen nach einem zufallsbasierten Ablauf. Das Fahrzeug wird hierbei durch den Benutzer an einem beliebigen Punkt innerhalb der abzudeckenden Fläche abgestellt und eingeschaltet. Das Fahrzeug fährt dann auf einer Bahn mit vorgegebener Geometrie, bspw. einer Gerade, einer Spirale oder einem Mäander. Diese Bahn wird solange verfolgt, wie keine Hindernisse den Weg blockieren. Blockiert ein Hindernis den Weg, wird die Fahrtrichtung geändert. Diese Fahrtrichtungsänderung erfolgt zufällig, wobei optional die Richtung, in der das Hindernis relativ zum Fahrzeug steht, berücksichtigt wird. Das Fahrzeug bewegt sich so lange, bis entweder die Betriebsdauer oder die gefahrene Gesamtwegstrecke eine vorgegebene Grenze erreicht oder für den Betrieb notwendige Ressourcen, wie bspw. die gespeicherte Energie, ein benötigtes Reinigungsmittel oder freies Speichervolumen für entfernten Schmutz, erschöpft sind. Die von dem Fahrzeug abzufahrende Fläche wird durch Objekte begrenzt, die das Fahrzeug sensorisch detektieren kann. So können Wände durch taktile Sensoren oder berührungslose Näherungssensoren, in den Boden eingebrachte Induktionsschleifen durch induktive Sensoren oder zur Begrenzung der Fläche eingesetzte, künstlich erzeugte Infrarotstrahlen mittels Photosensoren vom Fahrzeug detektiert werden.

Ein derart zufallsbasiertes Verfahren zur flächendeckenden Befahrung eines von Objekten umgrenzten Gebiets stellt sicher, dass jede Stelle der abzudeckenden Fläche nach entsprechend langer Zeit auch tatsächlich erreicht wird. Allerdings ist diese Zeitdauer nicht abschätzbar.

Neben den genannten Verfahren gibt es auch Ansätze, die deterministische Verfahren zur Flächenabdeckung nutzen. Diese setzen eine absolute Positionsbestimmung des Fahrzeugs ein, mit der das mehrfache Befahren derselben Stelle erkannt und vermieden werden kann. Die absolute Positionsbestimmung setzt ortsfeste, sensorisch erfassbare Orientierungspunkte in der Umgebung voraus. Dies können künstliche aktive Landmarken, wie bspw. Peilsender auf Ultraschall- oder Infrarotbasis, oder künstliche passive Landmarken sein, wie bspw. Reflektormarken oder Barcodes, die mittels Bildverarbeitung oder Laserabtastung erfasst werden. Auch natürliche Landmarken, wie bspw. markante Muster oder Geometriemerkmale in der Umgebung, die mittels Ultraschall, Laser oder Bildverarbeitung erfasst werden, lassen sich zur absoluten Positionsbestimmung einsetzen.

So werden seit einiger Zeit Verfahren mit künstlichen Markern erfolgreich durchgeführt, deren Positionen bereits vor Beginn der Befahrung bekannt sind. Auch bekannte natürliche Marken, bspw. gerade Wandsegmente oder Raumecken, können schon sinnvoll genutzt werden. Wesentlich schwieriger zu realisieren sind Verfahren, die ohne Vorwissen über die Umgebung auskommen, da einerseits eine Karte der Umgebung benötigt wird, um sich darin zu orientieren, andererseits zur automatischen Erstellung dieser Karte die jeweilige Fahrzeugposition bekannt sein muss, damit erkannte Marken positionsgenau in die Karte eingetragen werden können. Verfahren, die simultan Karten erstellen und gleichzeitig die Position schätzen, sind auch unter der Bezeichnung SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) bekannt.

Die weiter oben beschriebenen Verfahren mit Zufallssteuerung setzen sehr einfache Sensoren, wie bspw. Berührungsschalter, Reflexlichtaster, Ultraschallsensoren oder Infrarot-Abstandsensoren mit stark eingeschränkter Reichweite und Messgenauigkeit ein. Im Gegensatz dazu sind für die letztgenannten Systeme mit zuverlässiger absoluter Positionsbestimmung anhand natürlicher Landmarken nach heutigem Stand der Technik sehr aufwendige Sensoren erforderlich, deren Kosten um ein Vielfaches höher liegen. Darüber hinaus werden für die Auswertung der Sensordaten dieser Systeme und die Steuerung des Fahrzeugs sehr leistungsfähige Recheneinheiten benötigt. Dies hat zur Folge, dass sich trotz ihrer prinzipbedingt geringen effektiven Flächenleistung bisher nur zufallsbasierte Systeme am Markt durchsetzen konnten.

Aus der DE 196 14 916 A1 ist ein Fahrroboter für die automatische Behandlung von Bodenflächen bekannt, bei dem durch Bildaufnahme mit zwei am Fahrroboter befestigten Kameras und Bildverarbeitung ein Modell des umgebenden Raumes geschaffen und ständig aktualisiert wird, an dem sich der Fahrroboter orientiert, um den Fahrweg zu optimieren. Diese Bildverarbeitung ist jedoch sehr aufwendig.

Die DE 43 07 125 C2 beschreibt ein Verfahren zum selbsttätigen Steuern eines Reinigungsgerätes, bei dem die Kontur der zu reinigenden Fläche unter Einhaltung eines vordefinierten konstanten Abstandes abgefahren wird. Positionskoordinaten der Kontur werden aus der jeweiligen Laufgeschwindigkeit und Laufrichtung des Fahrzeugs bestimmt. Die auf diese Weise erfasste Kontur der eingeschlossenen Fläche wird in parallele Streifen zerlegt, die anschließend über eine Kontrolle der Position des Fahrzeugs über Laufgeschwindigkeit und Laufrichtung abgefahren werden. Zur Verbesserung der Genauigkeit wird bei der Vermessung der Kontur je Wegabschnitt der jeweils zuverlässigste Positionswert in Form einer Mittelpunktskoordinate ausgewählt. Laufgeschwindigkeit und Laufrichtung werden einer Fuzzy-Regelung unterworfen. Die bei diesem Verfahren eingesetzte Positionsbestimmung aus Laufrichtung und Laufgeschwindigkeit mit dem sog. Positionsunterscheidungskreis wird jedoch nach kurzer Zeit nach wie vor sehr ungenau, so dass die Flächenabdeckung nicht gewährleistet werden kann.

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zur flächendeckenden Befahrung eines von einem oder mehreren Objekten umgrenzten Gebiets sowie ein zugehöriges Fahrzeug anzugeben, die bei geringem Sensoraufwand eine deutlich bessere effektive Flächenleistung erreichen als die bekannten zufallsbasierten Verfahren.

Darstellung der Erfindung

Die Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 sowie dem Fahrzeug gemäß Patentanspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sowie des Fahrzeugs sind Gegenstand der Unteransprüche oder lassen sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ausführungsbeispielen entnehmen.

Bei dem vorliegenden Verfahren zur flächendeckenden Befahrung eines von einem oder mehreren ersten Objekten umgrenzten Gebiets wird ein Fahrzeug eingesetzt, das Sensoren zur Abstandsmessung und zur koppelnden Positionsbestimmung des Fahrzeugs aufweist, aus denen eine momentane Orientierung des Fahrzeugs ableitbar ist. Bei dem Verfahren umfährt das Fahrzeug das Gebiet zunächst in einem konstanten vordefinierten Abstand zu den ein oder mehreren ersten Objekten und fährt dieses Gebiet anschließend in zumindest annähernd parallelen Bahnen ab, zwischen denen es über Verbindungsstrecken wechselt. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Fahrzeug während dem erstmaligen Umfahren des Gebietes Merkmalssequenzen der ein oder mehreren Objekte erfasst und zusammen mit jeweils abgeleiteten momentanen Orientierungen abspeichert. Die Verbindungsstrecken werden in dem vordefinierten Abstand zu einem jeweils nächstliegenden der ein oder mehreren ersten oder weiterer Objekte innerhalb des Gebietes durchfahren, wobei während dem Durchfahren der Verbindungsstrecken Merkmalssequenzen des jeweils nächstliegenden Objektes erfasst und mit den bereits abgespeicherten Merkmalssequenzen verglichen werden. Das Fahrzeug bewegt sich solange entlang dem jeweils nächstliegenden Objekt und speichert die erfassten Merkmalssequenzen als Merkmalssequenzen eines neuen Objekts zusammen mit jeweils abgeleiteten momentanen Orientierungen ab, bis Übereinstimmung mit bereits abgespeicherten Merkmalssequenzen erkannt wird. Bei Übereinstimmung wird die momentane Orientierung mit der zu der übereinstimmenden Merkmalssequenz abgespeicherten Orientierung verglichen und alle oder ein Teil der abgespeicherten Orientierungen und die momentane Orientierung werden so korrigiert, dass ein minimaler Orientierungsfehler resultiert. Weiterhin werden für jede befahrene Bahn die Abstände ihres Anfangs- und/oder Endpunktes zu den jeweils benachbarten Objektmerkmalen gespeichert, um eine doppelte Befahrung der Bahnen zu vermeiden. Dieser Abstand wird dabei senkrecht zur Richtung der Bahn gemessen. Eine neue Bahn wird dann vorzugsweise immer von einem Punkt begonnen, der zu den bestehenden Bahnen einen vorgegebenen Sollabstand hat.

Das vorliegende Verfahren basiert darauf, dass eine Fläche beliebiger Geometrie vollständig in eine Anzahl sich nicht oder nur geringfügig überlappender paralleler Streifen vorgegebener Breite zerlegt werden kann. Ziel ist es, das Fahrzeug entlang solcher Streifen zu bewegen, wobei deren Breite etwas geringer als die Breite des Effektors des Fahrzeugs, bspw. des Saugmunds bei einem Staubsauger, des Messers bei einem Rasenmäher oder des Inspektionsfeldes bei einem Inspektionsfahrzeug, gewählt wird. Dabei sollen die Streifen nicht mehrfach befahren werden. Die geradlinigen Bahnen entlang der Streifen werden im Folgenden auch als Traversen bezeichnet. Da die Traversen für sich gesehen keinen zusammenhängenden Weg bilden, müssen ihre Endpunkte geeignet verbunden werden. Diese Wege werden als Verbindungsstrecken bezeichnet. Eine vollständige Bahn zur Abdeckung einer vorgegebenen Fläche besteht also aus einer Folge von abwechselnd je einer Verbindungsstrecke und einer Traverse. Da die Verbindungsstrecken keinen Beitrag zur Flächenabdeckung leisten, sollte ihr Anteil an der Gesamtstrecke möglichst klein sein.

Die abzudeckende Fläche kann durch mehrere jeweils geschlossene Kurven begrenzt sein. Eine dieser Kurven ist immer der Außenrand des Gebietes. Das Gebiet kann zusätzlich Begrenzungskurven nach innen aufweisen. Diese umschließen bspw. Hindernisse oder Abgründe, die nicht befahrbar sind. In der vorliegenden Patentanmeldung werden alle nicht befahrbaren Gebiete unabhängig von ihrer physikalischen Beschaffenheit als Objekte bezeichnet. Der durch den Umriss des abzudeckenden Gebietes definierte, nicht befahrbare Außenraum ist dabei als hohles Objekt anzusehen.

Damit die befahrenen Traversen annähernd parallel liegen, ist es erforderlich, zu jedem Zeitpunkt die absolute Orientierung des Fahrzeuges mit ausreichender Genauigkeit zu kennen. Beim vorliegenden Verfahren wird dies mittels koppelnder Positionsbestimmung, d. h. Integration des Geschwindigkeitsvektors über die Zeit, realisiert. Damit lassen sich sowohl Position als auch Orientierung leicht bestimmen. Allerdings besteht durch die Integration ein mit fortschreitender Zeit beliebig anwachsender Fehler. Dieser Fehler wird beim vorliegenden Verfahren dadurch in Grenzen gehalten, dass das mittels koppelnder Positionsbestimmung erhaltene Ergebnis in regelmäßigen Zeitabständen korrigiert (gestützt) wird.

Bei dieser Korrektur der jeweils bereits abgespeicherten Orientierungsdaten auf Basis des Vergleichs der erfassten mit den abgespeicherten Merkmalssequenzen wird vorzugsweise ein Kalmanfilter eingesetzt. Der Kalmanfilter ist ein Verfahren zur optimalen Schätzung eines Systemzustands basierend auf fehlerbehafteten Beobachtungen. Eine umfassende Beschreibung lässt sich bspw. in dem Werk Brammer, K. et al., Kalman-Bucy-Filter, Deterministische Beobachtung und stochastische Filterung, 4. verb. Auflage München, Oldenburg, 1994 (Methoden der Regelungs- und Automatisierungstechnik) finden.

Die Verbindungsstrecken sind bei dem vorliegenden Verfahren so gelegt, dass sie immer entlang von Objektbegrenzungen führen. Dazu wird mittels geeigneter Sensoren die Fahrbewegung so geregelt, dass der seitliche Abstand zum jeweils nächstliegenden Objekt einen konstanten Wert annimmt. Eine derartige Regelung des Abstandes ist aus dem genannten Stand der Technik bereits bekannt. Während dieser Objektverfolgung werden beim vorliegenden Verfahren ständig markante Merkmale des Objektumfangs erfasst. Die dabei entstehenden Merkmalsequenzen werden gespeichert und gleichzeitig mit gespeicherten Sequenzen verglichen. Die aktuell erfassten Merkmale können den gespeicherten Merkmalen zugeordnet werden. Wird eine Übereinstimmung festgestellt, so hat das Fahrzeug offensichtlich eine frühere Position erneut erreicht. Der während dieses Zeitraums durch die koppelnde Positionsbestimmung angewachsene Positions- und Orientierungsfehler kann damit bestimmt und kompensiert werden. Nach dem Start des vorliegenden Verfahrens wird immer zunächst der Umriss des zu bearbeitenden Gebietes komplett abgefahren. Dadurch wird sichergestellt, dass sich vor dem Befahren der einzelnen Traversen mindestens eine vollständige Merkmalssequenz im Speicher befindet.

Im Gegensatz zu den eingangs erwähnten SLAM-Verfahren wird beim vorliegenden Verfahren nicht die absolute Position, sondern lediglich die absolute Orientierung des Fahrzeugs bestimmt. Durch diese Orientierungsbestimmung wird sichergestellt, dass sich das Fahrzeug immer auf annähernd parallelen Bahnen bzw. Traversen bewegt. Die Kompensation des Orientierungsfehlers erfolgt dabei durch die gleichzeitige Erfassung der Merkmalssequenzen der Objektbegrenzung. Zu jedem gespeicherten Objektmerkmal wird die aus der koppelnden Positionsbestimmung geschätzte absolute Orientierung des Fahrzeuges abgelegt. Dabei wird für das erste nach dem Start detektierte Merkmal willkürlich bspw. die Orientierung 0 festgelegt. Während der Fahrt zwischen zwei Merkmalen – unabhängig davon, ob auf einer Traversen oder einer Verbindungsstrecke – wird koppelnd die Orientierungsänderung des Fahrzeugs bestimmt. Hieraus ergibt sich die relative Orientierung der beiden Merkmale zueinander, die im Allgemeinen von der aus den bereits gespeicherten Merkmalen errechneten Orientierungsdifferenz abweichen wird. Mit Hilfe eines geeigneten Algorithmus, bspw. eines Kalman-Filters, werden die absoluten Orientierungen sämtlicher bereits gespeicherter Merkmale so angepasst, dass der zu erwartende Gesamtfehler der Orientierung minimal wird.

Stößt das Fahrzeug auf ein bisher unbekanntes Objekt, so wird die erfasste Merkmalssequenz zu keiner der bereits gespeicherten Sequenzen passen. Eine Übereinstimmung wird erst erreicht, wenn das Objekt vollständig umrundet worden ist und die Merkmale bzw. Merkmalssequenzen, die beim erstmaligen Auftreffen auf das Objekt abgespeichert wurden, erneut detektiert werden. In diesem Fall wird für das Objekt eine geschlossene Merkmalssequenz im Speicher abgelegt. Die vollständige Umfahrung jedes neuen Objektes wird beim vorliegenden Verfahren dadurch erreicht, dass sich das Fahrzeug jeweils so lange entlang dem jeweils nächstliegenden Objekt bewegt, bis Übereinstimmung mit bereits abgespeicherten Merkmalssequenzen erkannt wird. Erst dann wird die Befahrung einer neuen Traverse begonnen.

Die mit Hilfe des vorliegenden Verfahrens bestimmte, jedem Merkmal zugeordnete Orientierung weist einen Fehler auf, der davon abhängig ist, wie weit das Merkmal vom Startpunkt entfernt ist. Somit ist die Parallelität der Traversen umso weniger gegeben, je weiter diese auseinander liegen. Dies kann zu einer leicht fächerförmigen Verzerrung des Gesamtbilds der Traversen führen. Dies stellt jedoch kein Problem dar, da eine überlappungsarme Bahn lediglich voraussetzt, dass benachbarte Traversen ausreichend parallel liegen.

Das Fahrzeug zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens weist eine Steuerung sowie mit der Steuerung verbundene Abstandssensoren und Sensoren zur koppelnden Positionsbestimmung auf. Das Fahrzeug zeichnet sich dadurch aus, dass die Steuerung nach dem vorliegenden Verfahren arbeitet. Das Fahrzeug selbst kann dabei in beliebiger Weise aufgebaut und mit beliebigen Effek toren, je nach Aufgabe, versehen sein. Die Breite der Effektoren ist in der Steuerung hinterlegt, so dass die entsprechende Überlappung der Traversen während des Fahrzeugbetriebs sichergestellt ist.

Mit dem vorliegenden Verfahren sowie dem zugehörigen Fahrzeug lässt sich eine begrenzte horizontale Fläche automatisiert vollständig abfahren. Ein besonderer Vorteil des Verfahrens sowie des zugehörigen Fahrzeugs besteht darin, dass es mit einfacher Sensorik, insbesondere mit einfachen Abstandssensoren sowie Wegmesssensoren durchführbar ist, die sich kostengünstig realisieren lassen. Das Verfahren erreicht dennoch eine deutlich bessere effektive Flächenleistung als die Steuerungen mit gleicher Sensorik gemäß bekannten zufallsbasierten Verfahren. Das vorliegende Verfahren setzt dabei weder Vorwissen über die Umgebung noch eine externe Infrastruktur in Form künstlicher Landmarken o. ä. voraus. Ziel des Verfahrens ist es nicht, eine exakte überlappungsfreie Bahn zu erzeugen. Für derartige Vorgaben sind leistungsfähigere Systeme denkbar, die jedoch den Nachteil eines wesentlich höheren Aufwands bei der Sensorik und beim Steuerrechner mit sich bringen. Das vorliegende Verfahren ermöglicht vielmehr eine kostengünstige flächendeckende Navigation bei hoher effektiver Flächenleistung.

Vorzugsweise werden als Sensoren zur koppelnden Positionsbestimmung Wegmesssensoren eingesetzt, mit denen der jeweils zurückgelegte Weg zusammen mit der jeweils momentanen Bewegungsrichtung erfassbar ist. Beispiele hierfür sind Zähler am linken und rechten Rad des Fahrzeugs, die die Radumdrehungen zählen, oder ein Zähler an einem Rad in Verbindung mit einem Sensor für die Lenkstellung. Optional kann auch ein inertialer Drehratensensor zur Messung der Rotationsgeschwindigkeit um die Hochachse eingesetzt werden, um eine erhöhte Genauigkeit bei der Orientierungsbestimmung unabhängig vom Schlupf der zur Wegmessung eingesetzten Räder zu erreichen.

Die erforderliche Stützung der mit der Positionsbestimmung erhaltenen Orientierungswerte erfolgt anhand von Umgebungsmerkmalen während der Fahrt auf den Verbindungsstrecken, wie dies bereits näher erläutert wurde. Die Merkmale können dabei markante Punkte der Objektkontur, bspw. Ecken oder starke Krümmungen, oder mit zusätzlichen Sensoren erfasste starke lokale Änderungen in der Objekthelligkeit oder -farbe der Objektbegrenzung sein. Für jedes erkannte Merkmal werden dessen absolute Orientierung sowie zusätzliche Parameter wie Konturkrümmung, Grad der Helligkeits- bzw. Farbänderung gespeichert. Anstelle der Objektkontur kann wahlweise auch die Form der Verbindungsstrecken herangezogen werden, falls die Regelung zur Objektverfolgung mit hinreichender Genauigkeit arbeitet, d. h. einen konstanten und damit reproduzierbaren Abstand zur Objektbegrenzung einhält.

Die Unterscheidbarkeit einzelner Merkmale kann durch Berücksichtigung weiterer Messgrößen, wie bspw. der Richtung des natürlichen Magnetfeldvektors am Merkmal, erhöht werden. Das Magnetfeld darf dabei verzerrt sein, solange es keinen starken zeitlichen Veränderungen unterworfen ist. In einer Ausgestaltung des Verfahrens sowie des Fahrzeugs wird daher zusätzlich die Richtung und/oder Stärke des örtlichen Magnetfelds mit einem entsprechenden Sensor erfasst und abgespeichert. Weiterhin kann das Fahrzeug mit einem GPS-Empfänger (Global Positioning System) ausgestattet sein. Der Einsatz von GPS ist nur bei Anwendungen im Freien, bspw. zum Rasenmähen oder zur Minensuche möglich, da in Gebäuden die Signale der GPS-Satelliten nicht empfangen werden können. Ein GPS kann das vorliegende Navigationsverfahren bei der Wiedererkennung von Umgebungsmerkmalen unterstützen. Das GPS liefert Positionsdaten mit einer Genauigkeit im Bereich von 3 – 5 m. Dies ist als alleinige Positionsbestimmungsmethode zu ungenau, kann jedoch beim vorliegenden Verfahren als zusätzliches Kriterium zur Identifikation von Objektmerkmalen eingesetzt werden.

Weiterhin lässt sich das GPS auch zur Unterstützung der koppelnden Positionsbestimmung einsetzen. Auch wenn der absolute Positionsfehler des GPS im Bereich von 3 – 5 m liegt, ist der relative Fehler, der bei räumlich und zeitlich begrenzter Bewegung entsteht, wesentlich geringer. Damit kann GPS die koppelnde Positionsbestimmung während der Objektverfolgungsfahrten und der Fahrten auf Traversen unterstützen. Dies stellt insbesondere in unebenem Gelände einen großen Vorteil dar, da in diesem Umfeld die koppelnde Positionsbestimmung mit größeren Fehlern behaftet ist.

Durch den Einsatz der genannten zusätzlichen Sensoren werden die Merkmale leichter identifizierbar. Damit wird die für einen sicheren Vergleich von Merkmalssequenzen erforderliche Anzahl von Merkmalen und dadurch der Anteil der nicht produktiven Fahrten auf Verbindungsstrecken reduziert.

Eine Merkmalssequenz, wie sie beim vorliegenden Verfahren erfasst und abgespeichert bzw. verglichen wird, enthält für die einzelnen Merkmale eines Objekts die oben genannten Messgrößen sowie die Wegstrecken zwischen den Merkmalen, entlang des Objektumfangs gemessen. Die Entscheidung, an welchem Merkmal sich das Fahrzeug aktuell befindet, erfolgt vorzugsweise nach einem wahrscheinlichkeitstheoretischen Ansatz, der im Folgenden näher erläutert wird.

Mit jedem neu detektierten Merkmal wird für jedes bereits bekannte Merkmal die Wahrscheinlichkeit berechnet, dass es mit diesem übereinstimmt. Übersteigt eine dieser Wahrscheinlichkeiten einen vorgegebenen Schwellwert, so werden die auf der aktuellen Verbindungsstrecke liegenden Merkmale den entsprechenden abgespeicherten Merkmalen zugeordnet und im anderen Falle als Merkmale eines neuen Objekts gespeichert. In die Wahrscheinlichkeit der Übereinstimmung gehen folgende Faktoren ein:

– Die Wahrscheinlichkeit der Übereinstimmung der merkmalseigenen Messgrößen und Berücksichtigung der Messstreuung;
– die Wahrscheinlichkeit der Übereinstimmung der Wegstrecke zum letzten detektierten Merkmal ebenfalls unter Berücksichtigung Messstreuung;
– die Wahrscheinlichkeit der Übereinstimmung des letzten Merkmals mit dem Vorgänger des gespeicherten Merkmals;
– die Wahrscheinlichkeit dafür, dass ein oder mehrere der gespeicherten Merkmale während der aktuellen Fahrt entlang des Objekts übersehen wurden; und
– die Wahrscheinlichkeit, dass es sich bei dem neu detektierten Merkmal um ein bisher nicht entdecktes Merkmal handelt.

Diese letztgenannte Wahrscheinlichkeit kann aus den geschätzten Inhalten der gesamten und der noch nicht befahrenen Fläche sowie einer aus dem bisherigen Verlauf abgeleiteten Merkmalsdichte bestimmt werden, wie im Folgenden näher erläutert wird.

Stimmt eine detektierte Merkmalssequenz mit einer bereits bekannten überein, sind zwei mögliche Fälle zu berücksichtigen:

Fall 1: Es handelt sich bei der aktuell detektierten Merkmalssequenz tatsächlich um die bereits gespeicherte. Dann befindet sich das Fahrzeug an einem Objekt, das früher schon einmal komplett umrundet wurde.
Fall 2: Das Fahrzeug befindet sich an einem neuen, bisher unbekannten Objekt. Die aktuelle detektierte Merkmalssequenz gleicht zufälligerweise einer bereits gespeicherten. In diesem Fall muss das Objekt vollständig umrundet werden, um anschließend sämtliche zugehörigen Merkmale abzuspeichern.

Die Entscheidung, ob es sich beim aktuell umfahrenen Objekt um ein neues oder bereits bekanntes Objekt handelt, kann umso sicherer gefällt werden, je länger die berücksichtigte Merkmalssequenz ist. Die Aufnahme langer Merkmalssequenzen erfordert jedoch unproduktive Objektverfolgungsfahrten. Deshalb wird die Länge dieser Objektverfolgungsfahrten situationsabhängig vorzugsweise dadurch optimiert, dass bei der Berechnung der Zuordnungswahrscheinlichkeiten der Merkmalssequenzen die Wahrscheinlichkeit des Auftretens bisher unbekannter Merkmale berücksichtigt wird. Ist diese Wahrscheinlichkeit gering, so kann bereits aus der Übereinstimmung kurzer Merkmalsequenzen geschlossen werden, dass Fall 1 zutreffen muss. Ist die Wahrscheinlichkeit groß, wird die Entscheidung zugunsten Fall 1 erst nach einer längeren Merkmalssequenz gefällt, was zu entsprechend längeren Objektverfolgungsfahrten führt. Die Wahrscheinlichkeit des Auftretens bisher unbekannter Merkmale wird aus der geschätzten noch nicht befahrenen Fläche und der geschätzten Merkmalsdichte, d. h. der Anzahl der Merkmale pro Flächeneinheit, ermittelt. Die Gesamtfläche wird beim erstmaligen Abfahren des begrenzenden Objektes, bspw. einer Wand, aus den gekoppelten Positionsdaten bestimmt. Das Ergebnis ist zwar nicht sehr genau, für den vorliegenden Zweck jedoch ausreichend. Die Schätzung der befahrenen Fläche ergibt sich aus den bereits befahrenen Traversen. Die noch nicht befahrene Fläche ist die Differenz von Gesamtfläche und befahrener Fläche. Die Schätzung der Merkmalsdichte ergibt sich aus der befahrenen Fläche und der Anzahl der bereits bekannten Merkmale. Diese Ausgestaltung des Verfahrens führt dazu, dass die erforderliche Länge der Objektverfolgungsfahrten mit fortschreitender Betriebsdauer ständig abnimmt.

Die Berechnung der Wahrscheinlichkeit der Übereinstimmung der Merkmale wird vorzugsweise mittels der Methode der Bayeschen Netzwerke durchgeführt, wie sie bspw. auch zur Entscheidungsfindung in Expertensystemen eingesetzt wird. Eine umfassende Darstellung der Verfahren kann bspw. dem Werk von Jesen, F. V.: Bayesian Networks and Decisions Graphs., New York, Springer, 2001 (Statistics for Engineering and Information Science) entnommen werden.

Mit den bisher beschriebenen Merkmalen des vorliegenden Verfahrens ist es möglich, hinreichend parallele Traversen zu generieren. Zur weiteren Aktivierung des Verfahrens muss verhindert werden, dass eine Traverse mehrfach befahren wird oder dass benachbarte Traversen zu dicht beieinander liegen, so dass die Überlappung zu groß wird. Zu diesem Zweck werden für jede befahrene Traverse die Abstände ihrer Endpunkte zu den jeweils benachbarten Objektmerkmalen gespeichert. Diese Abstände werden dabei senkrecht zur Richtung der Traversen gemessen. Eine neue Traverse wird vorzugsweise immer von einem Punkt begonnen, der zu den bestehenden Traversen einen vorgegebenen Sollabstand hat. Dieser Sollabstand wird in Abhängigkeit von der Breite des mit dem Fahrzeug eingesetzten Effektors gewählt. Bei dieser Buchführung über bereits befahrene Traversen werden die Endpunkte der Traversen somit nicht in absoluten kartesischen Koordinaten sondern nur als Abstand zu gespeicherten Objektmerkmalen gemessen. Die Position des Fahrzeugs selbst wird ebenfalls nicht in absoluten kartesischen Koordinaten angegeben, sondern immer relativ zu dem zuletzt während der Verfolgung von Objektkonturen detektierten Objektmerkmal, da die absolute Position beim vorliegenden Verfahren keine Rolle spielt.

Selbstverständlich lässt sich das vorliegende Verfahren sowie das zugehörige Fahrzeug mit beliebigen zusätzlichen Optionen ausstatten, wie sie aus dem Stand der Technik bereits bekannt sind. Da bspw. vollautomatische Staubsauger oder Rasenmäher oft mit aufladbaren Batterien betrieben werden, für die die Anzahl der Ladezyklen begrenzt ist, ist die abgedeckte Fläche pro Ladung eine wichtigere Kenngröße als die abgedeckte Fläche pro Zeit. Bei dem vorliegenden Verfahren sind die Verbindungsstrecken, die keinen Beitrag zur Flächendeckung bieten, klar von den nutzbringenden Traversen unterscheidbar. Somit lassen sich energieintensive Effektoren, wie bspw. Saugturbine oder Mähmotor, während der Befahrung der Verbindungsstrecken abschalten, so dass ein sehr hoher Anteil der zur Verfügung stehenden Energie sinnvoll genutzt werden kann. Die mit Zufallsstrategien arbeitenden Systeme bieten diese Möglichkeit nicht.

Auch der Einsatz zusätzlicher Sensoren zur Merkmaldetektion mit anderen Messprinzipien als den bereits beschriebenen erlaubt es, die Anzahl der Merkmale zu steigern oder die von den bestehenden Sensoren erkannten Merkmale leichter voneinander zu unterscheiden. Beides führt zu einer Verkürzung der Verbindungsstrecken und damit zu einer Erhöhung der Gesamtleistung des Systems.

Bei dem vorliegenden Navigationsverfahren entspricht die einsetzbare Sensorik in etwa der von marktgängigen Produkten mit einer Betriebsart für Wandverfolgung und ist damit kostengünstig herzustellen. Trotz der Leistungseinbußen durch die regelmäßig erforderlichen Verbindungsstrecken liegt die erreichbare effektive Flächenleistung deutlich über derjenigen aktueller Produkte. Batterie- oder akkubetriebene Geräte profitieren von der Möglichkeit, energieintensive Effektoren nur dort zu aktivieren, wo sie auch benötigt werden. Die Fahrt entlang paralleler Linien ist für den Anwender besser nachvollziehbar als zufällig erzeugte Bewegungsmuster.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Das vorliegende Verfahren sowie das zugehörige Fahrzeug werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals näher erläutert. Hierbei zeigen:
1 ein Beispiel für den ersten Verfahrensabschnitt bei der Navigation gemäß dem vorliegenden Verfahren;
2 ein Beispiel für die vom Fahrzeug abgefahrene Bahn bei vollständiger Flächenabdeckung;
3 in stark schematisierter Darstellung ein Beispiel für die Ausstattung eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 ein Beispiel für Objektmerkmale, die beim vorliegenden Verfahren erfasst und abgespeichert bzw. verglichen werden; und
5 ein weiteres Beispiel für Objektmerkmale gemäß dem vorliegenden Verfahren.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Beim vorliegenden Verfahren wird das Fahrzeug zunächst in das zu befahrende Gebiet bzw. die abzudeckende Fläche gesetzt. Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass sich das Fahrzeug am Rand der zu befahrenden Fläche 1 befindet, im Beispiel der 1 einem Wohnraum mit begrenzenden Wänden. In dem Wohnraum stehen mehrere Hindernisse 2 in Form von Möbelstücken.
Das Fahrzeug startet in Punkt 3 und umrundet zunächst den gesamten Umfang 4 der Fläche 1 in konstantem vorgebbaren Abstand zu den Wänden, der mit Abstandssensoren am Fahrzeug gemessen wird, bis es auf bekannte Merkmale stößt. Zu diesem Zeitpunkt wird eine komplette Umrundung vom Fahrzeug erkannt.
Als nächstes wird eine Richtung für die Befahrung der Traversen festgelegt. Das Fahrzeug schlägt die festgelegte Traversenrichtung ein und fährt auf der Traversen 5a gerade aus, bis es auf ein bisher unbekanntes Hindernis stößt. Der Startpunkt der Traversen wird als Abstand zum nächstliegenden Objektmerkmal gespeichert. Je nach Richtungswechselstrategie dreht sich das Fahrzeug nach rechts oder links und verfolgt den Umriss des neuen Objekts, bis es auf bekannte Merkmale stößt. Gehören diese Merkmale zu dem aktuell verfolgten Objekt, so wurde gerade ein bisher unbekanntes Objekt vollständig umrundet. Die detektierten Merkmale werden als eine neue Merkmalssequenz gespeichert. Gehören die Merkmale zu einem bereits bekannten Objekt, werden die Merkmale den bereits bekannten Merkmalen zugeordnet und deren Messgrößen aktualisiert. Das Objekt wird solange weiter verfolgt, bis ein Punkt erreicht wird, der einen ausreichenden Abstand zu den bereits befahrenen Traversen hat. Ggf. werden weitere detektierte Merkmale bereits bekannten zugeordnet und deren Messgrößen aktualisiert. Ist ein oben genanntes Abbruchkriterium für die Objektverfolgungsfahrt erfüllt, so wird mit der Befahrung einer neuen Traversen begonnen.
Im Beispiel der 1 erfolgt eine vollständige Umrundung 6 des bisher unbekannten Hindernisses 2. Anschließend wird eine neue Traverse 5b gestartet, die wiederum durch ein Objekt beendet wird. Dieses wird solange verfolgt, bis sicher ist, dass es sich dabei um ein bekanntes Objekt, nämlich die äußere Begrenzung der Fläche 1 handelt. Dann wird erneut eine Traverse 5c gestartet. Die zumindest annähernde Parallelität der Traversen wird durch die aus der koppelnden Positionsbestimmung jeweils bekannte (und gegebenenfalls korrigierte) Orientierung des Fahrzeugs gewährleistet.
2 zeigt die vollständige Bahn des Fahrzeugs bis zu einem Zeitpunkt, zu dem das Abbruchkriterium für die vollständige Befahrung der Fläche 1 erstmals erfüllt ist.
Die Richtung der Traversen wird beim vorliegenden Verfahren in Abhängigkeit von der Genauigkeit der koppelnden Positionsbestimmung festgelegt. Je höher diese Genauigkeit ist, umso zuverlässiger können auch lange Traversen befahren werden. Lange Traversen haben den Vorteil, dass durch sie ein günstigeres Verhältnis von Verbindungsstrecken zur Traversen erreicht wird. Da nach der Umrundung des Außenrands die ungefähre Geometrie der Gesamtfläche bekannt ist, kann durch die Wahl der Traversenrichtung die mittlere Länge einer Traverse beeinflusst werden.
Beim Auftreffen auf ein Objekt wird zur Verfolgung dessen Umfangs entweder immer in die gleiche Richtung, bspw. nach links, gedreht, oder die Drehung erfolgt nach jeder Traverse abwechselnd nach rechts oder links. Die erste Variante hat den Vorteil, dass die Sensoren zur Objektverfolgung nur auf einer Seite des Fahrzeugs bestückt werden müssen. In der zweiten Variante werden die Traversen von Anfang an gleichmäßiger über die Gesamtfläche verteilt, so dass die mittlere Länge der erforderlichen Verbindungsstrecken wesentlich kleiner ist. Die Wahl der Traversenrichtung erfolgt nach dem erstmaligen Umrunden des gesamten Raums, bevor die erste Traverse verzweigt wird. Prinzipiell kann die Traversenrichtung beliebig gewählt werden, darf jedoch, nachdem sie einmal festgelegt ist, nicht mehr geändert werden. Die optimale Traversenlänge kann aus einer durch Versuche ermittelten Genauigkeit der koppelnden Positionsbestimmung berechnet werden. Die ungefähre Geometrie des Raums kann hierbei aus den gekoppelten Positionsdaten der ersten Umrundung bestimmt werden. Zusammen mit der optimalen Traversenlänge wird daraus die optimale Traversenrichtung ermittelt.
Das vorliegende Verfahren wird abgebrochen, wenn die registrierten Endpunkte der Traversen ausreichend dicht liegen. Zu diesem Zeitpunkt, an dem das Abbruchkriterium erfüllt ist, ist die Abdeckung je nach Genauigkeit der Positionsbestimmung eventuell noch nicht vollständig. Eine bessere Abdeckung wird erzielt, wenn nach Erreichen des Abbruchkriteriums das Verfahren dahingehend fortgesetzt wird, dass insbesondere in Bereichen mit besonders langen und damit weniger genauen Traversen weitere Traversen generiert werden.
3 zeigt schließlich stark schematisiert ein Beispiel für die für das Verfahren erforderliche Ausgestaltung des vorliegenden Fahrzeuges 7. Das Fahrzeug 7 umfasst eine Steuerung 8, die mit Abstandssensoren 11 zur Objektverfolgungsfahrt verbunden ist. An den Vorderrädern 10 sind Zähler als Wegmesssensoren 12 angebracht, die zusammen mit dem Sensor 13 an der Lenkachse der Orientierungs- und relativen Positionsbestimmung des Fahrzeugs 7 dienen und ebenfalls mit der Steuerung 8 verbunden sind. Weiterhin sind in dieser Darstellung mit dem Bezugszeichen 14 optional weitere Sensoren, wie bspw. ein inertialer Drehratensensor, ein elektronischer Kompass oder ein GPS-System angedeutet.
Objektmerkmale bzw. Merkmalssequenzen zur Stützung der fehlerbehafteten koppelnden Positionsbestimmung werden während der Verfolgung der Objektkonturen, d. h. bspw. der Wand- oder Möbelkonturen, detektiert. Primäre Merkmale sind Krümmungsextrema in der Bahnkurve des Fahrzeugs, wie sie bspw. in der 4 erkennbar sind. In dieser Figur ist die Kontur des Objektes 2 sowie die Verbindungsstrecke 15, die durch das Fahrzeug abgefahren wird, erkennbar. Die Punkte mit den dargestellten Pfeilen geben die erfassten Merkmale an, im vorliegenden Beispiel eine maximale positive Krümmung 19 sowie eine maximale negative Krümmung 20. Die Bahnkrümmung wird aus den gekoppelten Positionsdaten berechnet. Der anwachsende absolute Positionsfehler ist dabei ohne Bedeutung, da die Bahnkrümmung unabhängig von absoluter Position und Orientierung ist.
Zusätzlich zur Bahnkrümmung kann der Helligkeits- und Farbgradient des verfolgten Objekts als Merkmalslieferant herangezogen werden, wie dies durch die 5 veranschaulicht ist. Die Helligkeit und Farbe wird dabei mit einem Intensität messenden Reflexlichtraster, einem Farbsensor oder einer elektronischen Kamera bestimmt. In der Figur sind die Messhöhe 16 des Sensors sowie die detektierten Merkmale, im vorliegenden Beispiel ein maximaler Helligkeitsabfall 17 und ein maximaler Helligkeitsanstieg 18 in Seitenansicht zu erkennen.

1: abzudeckende Fläche
2: Objekt/Hindernis
3: Startpunkt
4: Umfang der Fläche
5: Traversen
5a/b/c: Traversen
6: Umrundung des Hindernisses
7: Fahrzeug
8: Steuerung
9: Hinterräder
10: Vorderräder
11: Abstandssensoren
12: Wegmesssensoren
13: Sensor für Stellung der Lenkachse
14: weitere Sensoren
15: Verbindungsstrecke
16: Messhöhe des Sensors
17: maximaler Helligkeitsabfall
18: maximaler Helligkeitsanstieg
19: maximale positive Krümmung
20: maximale negative Krümmung

Claims

Verfahren zur flächendeckenden Befahrung eines von einem oder mehreren ersten Objekten (2) umgrenzten Gebietes (1) mit einem Fahrzeug (7), das Sensoren (11 – 13) zur Abstandsmessung und zur koppelnden Positionsbestimmung des Fahrzeugs (7) einsetzt, aus denen eine momentane Orientierung des Fahrzeugs (7) ableitbar ist, bei dem das Fahrzeug (7) das Gebiet (1) zunächst in einem konstanten vordefinierten Abstand zu den ein oder mehreren ersten Objekten (2) umfährt und anschließend in zumindest annähernd parallelen Bahnen (5) abfährt, zwischen denen es über Verbindungsstrecken (15) wechselt, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (7) während dem erstmaligen Umfahren des Gebietes (1) Merkmalssequenzen der ein oder mehreren ersten Objekte (2) erfasst und zusammen mit jeweils abgeleiteten momentanen Orientierungen abspeichert, die Verbindungsstrecken (15) in dem vordefinierten Abstand zu einem jeweils nächstliegenden der ein oder mehreren ersten (2) oder weiterer Objekte innerhalb des Gebietes (1) durchfährt, während dem Durchfahren der Verbindungsstrecken (15) Merkmalssequenzen des jeweils nächstliegenden Objektes erfasst und mit den bereits abgespeicherten Merkmalssequenzen vergleicht, wobei sich das Fahrzeug (7) solange entlang dem jeweils nächstliegenden Objekt bewegt und die erfassten Merkmalssequenzen als Merkmalssequenzen eines neuen Objekts zusammen mit jeweils abgeleiteten momentanen Orientierungen abspeichert, bis Übereinstimmung mit einer bereits abgespeicherten Merkmalssequenz erkannt wird, und bei Übereinstimmung die momentane Orientierung mit der zu der übereinstimmenden Merkmalssequenz abgespeicherten Orientierung verglichen und zumindest ein Teil der abgespeicherten Orientierungen und die momentane Orientierung so korrigiert werden, dass ein minimaler Orientierungsfehler resultiert, wobei das Fahrzeug (7) einen Anfangspunkt oder einen Anfangs- und einen Endpunkt jeder abgefahrenen parallelen Bahn (5) als Abstand zu einem nächstliegenden Merkmal des nächstliegenden Objektes abspeichert, um das doppelte Abfahren der parallelen Bahnen (5) zu vermeiden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der koppelnden Positionsbestimmung der jeweils zurück gelegte Weg zusammen mit der jeweils momentanen Bewegungsrichtung erfasst und aufaddiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Merkmalssequenzen eine momentane Kontur einer Objektbegrenzung und/oder mit zusätzlichen Sensoren erfasste Helligkeits- oder Farbmerkmale einer Objektbegrenzung beinhalten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Merkmalssequenzen zusätzlich eine mit einem Magnetfeldsensor erfasste Richtung und/oder Stärke eines örtlichen Magnetfeldes beinhalten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Merkmalssequenzen zusätzlich eine mit einem GPS-System erfasste lokale Position beinhalten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein inertialer Drehratensensor zur Verbesserung der koppelnden Positionsbestimmung eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur der abgespeicherten und der momentanen Orientierungen unter Einsatz eines Kalman-Filters erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Erkennen der Übereinstimmung der Merkmalssequenzen über eine Wahrscheinlichkeitsberechnung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Wahrscheinlichkeitsberechnung die Größe der noch nicht befahrenen Fläche des Gebietes (1) sowie ggf. eine Merkmalsdichte einbezogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass energieintensive Effektoren des Fahrzeugs (7) während der Bewegung auf den Verbindungsstrecken (15) abgeschaltet werden.
Fahrzeug mit einer Steuerung (8) sowie mit der Steuerung (8) verbundenen Abstandssensoren (11) und Sensoren (12, 13) zur koppelnden Positionsbestimmung, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (8) das Fahrzeug (7) nach dem Verfahren der Ansprüche 1 bis 10 ansteuert.
Fahrzeug nach Anspruch 11, das als Bodenbearbeitungsfahrzeug ausgebildet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 11, das als Bodeninspektionsfahrzeug ausgebildet ist.