DE102007036167B4

DE102007036167B4 - Device for holding ultrasound sensors and autonomously movable robots containing them, in particular dust-collecting robots

Info

Publication number: DE102007036167B4
Application number: DE102007036167.1A
Authority: DE
Inventors: Jens Maase
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2007-08-02
Filing date: 2007-08-02
Publication date: 2017-09-07
Anticipated expiration: 2027-08-03
Also published as: DE102007036167A1

Abstract

Vorrichtung mit Ultraschallsensoren zur Abgabe von Ultraschallsignalen und zur Ortung von vor diesen befindlichen Gegenständen durch Empfang von an diesen Gegenständen reflektierten, von zumindest einem der Ultraschallsensoren abgegebenen Ultraschallsignale, wobei von den Ultraschallsensoren (US1 bis US5) der jeweilige Ultraschallsignale abgebende und/oder der jeweilige Ultraschallsignale aufnehmende Ultraschallsensor (US1 bis US5) von der Vorrichtungsaußenseite zum Vorrichtungsinnenraum hin versetzt von einem rohrförmigen Schallleitteil (ST1 bis ST5) aufgenommen ist,
wobei der Austritts- bzw. Eintrittsbereich des jeweiligen Schallleitteiles (ST1 bis ST5) eine schlitzförmige Schallöffnung (SL1 bis SL5) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass die schlitzförmige Schallöffnung (SL1 bis SL5) zumindest vor dem jeweiligen, als Ultraschallsender betriebenen Ultraschallsensor (US1, US3, US5) abgerundete Öffnungskanten aufweist.Device with ultrasonic sensors for emitting ultrasonic signals and for locating objects located in front of them by receiving reflected from these objects, emitted by at least one of the ultrasonic sensors ultrasonic signals, of the ultrasonic sensors (US1 to US5) of the respective ultrasonic signals emitting and / or the respective ultrasonic signals receiving ultrasonic sensor (US1 to US5) is received from the outside of the device toward the device interior offset from a tubular Schallleitteil (ST1 to ST5),
wherein the exit or entry area of the respective sound conducting part (ST1 to ST5) has a slot-shaped sound opening (SL1 to SL5),
characterized in that the slot-shaped sound opening (SL1 to SL5) has rounded opening edges at least in front of the respective ultrasonic sensor (US1, US3, US5) operated as an ultrasonic transmitter.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit einem Trägerteil zur Aufnahme von Ultraschallsensoren zur Ortung von vor diesen befindlichen Gegenständen durch Empfang von an diesen Gegenständen reflektierten, von zumindest einem der Ultraschallsensoren abgegebene Ultraschallsignalen.The invention relates to a device with a carrier part for receiving ultrasonic sensors for locating objects located in front of them by receiving ultrasonic signals reflected from these objects and emitted by at least one of the ultrasonic sensors.

Es ist bereits ein Abstandserfassungssystem für eine autonom arbeitende Vorrichtung, und zwar insbesondere für einen Staubsammelroboter bekannt ( DE 697 06 935 T2 ), auf dessen Außenseite ein Ultraschallsender in Form eines streifenförmigen Ultraschallwandlerteiles angeordnet ist. Dieses Ultraschallwandlerteil ist horizontal in der frontseitigen Umfangsfläche des Staubsammelroboters positioniert und es sendet Ultraschallwellen mit geringer vertikaler Verteilung in einem breiten horizontalen Sektor aus. Zum Empfang der von dem Ultraschallwandlerteil abgegebenen Ultraschallwellen, die von verschiedenen Gegenständen vor dem betreffenden Staubsammelroboter reflektiert werden, sind in dem betreffenden Staubsammelroboter Empfängermikrofone in einer Mehrzahl vorgesehen. Diese Mikrofone sind in den Schall leitenden Hohlleitern vorgesehen, um das Richtwirkungsmuster des jeweiligen Mikrofons zu verbessern. Über die Beseitigung oder zumindest eine Verringerung eines gegebenenfalls auftretenden Totzonenproblems, gemäß dem innerhalb eines gewissen Nahbereichs von etwa 10 cm vor einem Ultraschallwellen abgebenden bzw. aufnehmenden Ultraschallwandler vorhandene Hindernisse nicht richtig oder überhaupt nicht erkannt werden können, ist in diesem Zusammenhang allerdings nichts bekannt.There is already known a distance detection system for an autonomously operating device, in particular for a dust collecting robot ( DE 697 06 935 T2 ), on the outside of which an ultrasonic transmitter in the form of a strip-shaped ultrasonic transducer part is arranged. This ultrasonic transducer part is horizontally positioned in the front peripheral surface of the dust collecting robot, and it emits ultrasonic waves with little vertical distribution in a wide horizontal sector. To receive the ultrasound waves emitted by the ultrasound transducer part, which are reflected by different objects in front of the relevant dust-collecting robot, receiver microphones are provided in a plurality in the dust-collecting robot in question. These microphones are provided in the sound-conducting waveguides to improve the directivity pattern of the respective microphone. About the elimination or at least a reduction of an eventual dead zone problem, according to which within a certain close range of about 10 cm in front of an ultrasonic transducer donating or receiving ultrasonic transducer existing obstacles can not be recognized correctly or not at all, in this context, however, nothing is known.

Es ist auch schon ein Führungs- und Navigationssystem für einen mobilen Roboter bekannt ( US 5 165 064 ), bei dem der Roboter zumindest eine Reihe von Ultraschallwandlern enthält, die jeweils einen eigenen Sektor eines Roboter-Arbeitsraumes überwachen. Über das Vorhandensein einer Totzone, wie sie zuvor erwähnt worden ist, vor den betreffenden Ultraschallwandlern und über eine Überwindung des damit verbundenen Totzonenproblems bei der Ermittlung von Hindernissen bzw. Gegenständen im Nahbereich des Staubsammelroboters ist auch in diesem Zusammenhang nichts bekannt.There is also already known a guidance and navigation system for a mobile robot ( US 5,165,064 ), in which the robot contains at least one series of ultrasonic transducers, each of which monitors its own sector of a robot workspace. The presence of a dead zone, as mentioned above, in front of the respective ultrasonic transducers and overcoming the associated dead zone problem in the detection of obstacles or objects in the vicinity of the dust collection robot, is also unknown in this connection.

Es ist ferner ein Verfahren zum Bestimmen von Entfernungsdaten in einem System bekannt, in welchem von einem fahrbaren Gerät Ultraschallsignale ausgesendet und als Reflexionen empfangen werden. In diesem Zusammenhang ist es bekannt, dass sich die Strahlungskeulen von unmittelbar einander benachbarten Ultraschallsensoren überlappen und damit zu einem so genannten Übersprechen führen, durch das der Störabstand zwischen unmittelbar einander benachbarten Ultraschallsensoren verschlechtert ist. Um eine Verbesserung dieses Störabstands zu erreichen, ist bei dem betreffenden bekannten Verfahren vorgesehen, in Verbindung mit den einzelnen Ultraschallsensoren Einrichtungen zur Änderung der Empfindlichkeitsgröße vorzusehen. Dies bedingt jedoch einen unverhältnismäßig hohen Schaltungsaufwand, um das erwähnte Übersprechen zu reduzieren. Andererseits ist dadurch das oben erwähnte Totzonenproblem nicht gelöst, das im Nahbereich von Ultraschallsensoren existiert und das auf ein Übersprechen zwischen einander benachbarten Ultraschallsensoren zurückgeht. Dieses Übersprechen resultiert aus dem direkten Empfang eines von einem Ultraschallsensor abgegebenen und nach Reflexion von einem dem betreffenden einen Ultraschallsensor benachbarten Ultraschallsensor empfangenen Ultraschallsignals und aus dem Empfang von von dem genannten einen Ultraschallsensor abgegebenen so genannten Ausschwingsignalen (englisch „Ringing”) durch den betreffenden benachbarten Ultraschallsensor.There is also known a method for determining distance data in a system in which ultrasound signals are emitted by a mobile device and received as reflections. In this context, it is known that the radiation lobes of ultrasound sensors which directly adjoin one another overlap and thus lead to a so-called crosstalk, as a result of which the signal-to-noise ratio between ultrasound sensors immediately adjacent to one another is worsened. In order to achieve an improvement of this signal-to-noise ratio, provision is made in the known method in question to provide devices for changing the sensitivity variable in conjunction with the individual ultrasound sensors. However, this requires a disproportionate amount of circuitry to reduce the mentioned crosstalk. On the other hand, it does not solve the above-mentioned dead zone problem which exists in the vicinity of ultrasonic sensors and is due to crosstalk between adjacent ultrasonic sensors. This crosstalk results from the direct reception of an ultrasound signal emitted by an ultrasound sensor and received after reflection from an ultrasonic sensor adjacent to the relevant ultrasound sensor and from the reception of so-called drowning signals emitted by said one ultrasound sensor ("ringing") by the respective adjacent ultrasound sensor ,

In der DE 31 37 745 A1 ist ein Sensor zur Durchführung von Distanzmessungen nach dem Ultraschallprinzip offenbart. Dazu lehrt die DE 31 37 745 A1 den Einsatz von Dämpfungsmaterialien auf der Innenseite des Topfwandlers, in welchem, die jeweiligen Ultraschallsignalgeber angeordnet sind. Zur Entkoppelung benachbarter Sensoren lehrt die DE 31 37 745 A1 weiter die Ausbildung einer querverlaufenden Rinne zwischen den Mulden, in welchen die benachbarten Sensoren angeordnet sind.In the DE 31 37 745 A1 a sensor for carrying out distance measurements according to the ultrasonic principle is disclosed. This teaches the DE 31 37 745 A1 the use of damping materials on the inside of the pot converter, in which, the respective ultrasonic signal transmitters are arranged. The decoupling of adjacent sensors teaches the DE 31 37 745 A1 Further, the formation of a transverse groove between the wells, in which the adjacent sensors are arranged.

Auch die DE 39 16 632 C2 offenbart einen Ultraschallsensor und ein System mit einer Vielzahl von Ultraschallsensoren. Dieser Ultraschallsensor weist eine Vielzahl von Räumen, die jeweils als Druckkammern ausgebildet sind, um eine geeignete Formung der Schallkeule bereitzustellen.Also the DE 39 16 632 C2 discloses an ultrasonic sensor and a system having a plurality of ultrasonic sensors. This ultrasonic sensor has a plurality of spaces, each of which is designed as a pressure chambers to provide a suitable shaping of the sound lobe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art auf relativ einfache Weise eine Totzone, also der Nahbereich vor der mit Ultraschallsignalen arbeitenden Vorrichtung zur Ermittlung von vor der betreffenden Vorrichtung befindlichen Gegenständen eliminiert, zumindest aber wirksam verkleinert werden kann.The invention has for its object to show a way, as in a device of the type mentioned in a relatively simple way a dead zone, ie the near range in front of working with ultrasound signals device for detecting located in front of the device concerned objects eliminated, but at least effective can be downsized.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The object indicated above is achieved by a device having the features of claim 1.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die erwähnte Totzone wirksam beseitigt ist, so dass dadurch bereits im Nahbereich, das heißt unmittelbar vor der Vorrichtungsaußenseite befindliche Gegenstände mittels Ultraschallsignalen sicher geortet werden können. Darüber hinaus bringt die vorliegende Erfindung den Vorteil mit sich, dass auch ein zu Fehlauswertungen führendes störendes Übersprechen zwischen unmittelbar einander benachbarten Ultraschallsensoren gänzlich aufgehoben ist.This results in the advantage that the mentioned dead zone is effectively eliminated, so that thereby already located in the vicinity, that is located directly in front of the device outside objects using ultrasound signals safely can be. In addition, the present invention has the advantage that even leading to false evaluations disturbing crosstalk between immediately adjacent ultrasonic sensors is completely eliminated.

Vorzugsweise ist das jeweilige Schallleitteil zu der Außenseite des betreffenden Trägerteiles hin zu einem trichter- oder trompetenförmigen Schallkanal erweitert. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die von dem jeweiligen Ultraschallsensor abgegebenen Ultraschallsignale in einer gewünschten Richtung gebündelt werden können und dass die von dem jeweiligen Ultraschallsensor zu empfangenden Ultraschallsignale in einer bestimmten Richtung bevorzugt empfangen werden können. Dies ist für eine Ortung von Hindernissen vor der die betreffenden Ultraschallsensoren enthaltenden Vorrichtung von besonderer Bedeutung.Preferably, the respective Schallleitteil is extended to the outside of the relevant carrier part towards a funnel-shaped or trumpet-shaped sound channel. This has the advantage that the ultrasound signals emitted by the respective ultrasound sensor can be bundled in a desired direction and that the ultrasound signals to be received by the respective ultrasound sensor can preferably be received in a specific direction. This is of particular importance for locating obstacles in front of the device containing the respective ultrasonic sensors.

Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Vorrichtung gemäß der Erfindung weist der Austritts- bzw. Eintrittsbereich des jeweiligen Schallkanal-Aufnahmeteiles eine schlitzförmige Schallaustritts- bzw. Schalleintrittsöffnung auf. Diese schlitzförmige Schallaustritts- bzw. Schalleintrittsöffnung ist dabei vorzugsweise horizontal oder vertikal ausgerichtet. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass Ultraschallsignale in jeweils festgelegter Ebene bevorzugt abgegeben bzw. empfangen werden können.According to an expedient development of the device according to the invention, the outlet or inlet region of the respective sound channel receiving part has a slot-shaped sound outlet or sound inlet opening. This slot-shaped sound outlet or sound inlet opening is preferably aligned horizontally or vertically. As a result, the advantage is achieved that ultrasound signals can be emitted or received preferably in each fixed plane.

Erfindungsgemäß weist die jeweilige schlitzförmige Schallöffnung zumindest vor dem jeweiligen, als Ultraschallsender betriebenen Ultraschallsensor abgerundete Öffnungskanten auf. Auf diese Weise lässt sich das Übersprechen zwischen in der Vorrichtung gemäß der Erfindung vorgesehenen Ultraschallsensoren noch weiter verringern, indem die Erzeugung von ebenfalls für das erwähnte Übersprechen verantwortlichen Nebenkeulen der jeweils abgegebenen Ultraschallwellen vermieden ist.According to the invention, the respective slot-shaped sound opening has rounded opening edges at least in front of the respective ultrasonic sensor operated as an ultrasonic transmitter. In this way, the crosstalk between provided in the device according to the invention ultrasonic sensors can be further reduced by the generation of also responsible for the mentioned crosstalk side lobes of the respective emitted ultrasonic waves is avoided.

Gelöst wird die oben angegebene Aufgabe der Erfindung ferner durch einen eine Vorrichtung der vorstehend genannten Art gemäß der vorliegenden Erfindung enthaltenden selbständig verfahrbaren Roboter. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass auch ein mit einer solchen Vorrichtung versehener selbständig verfahrbarer Roboter, insbesondere ein Staubsammelroboter mit Ultraschallsensoren ausgestattet sein kann, ohne dass dabei die oben erwähnten Übersprech- und Totzonenprobleme auftreten.The above-mentioned object of the invention is further achieved by a self-traveling robot including a device of the aforementioned type according to the present invention. This results in the advantage that even a self-movable robot provided with such a device, in particular a dust-collecting robot, can be equipped with ultrasonic sensors without the above-mentioned crosstalk and dead zone problems occurring.

Vorzugsweise weist der vorstehend genannte Roboter in horizontaler Ebene nebeneinander angeordnete, als Ultraschallsender bzw. als Ultraschallempfänger betreibbare Ultraschallsensoren auf. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass trotz der Anordnung von als Ultraschallsender bzw. als Ultraschallempfänger betreibbaren Ultraschallsensoren diese in relativ geringem Abstand nebeneinander angeordnet sein können, ohne dass es zu den oben erwähnten Übersprech- und Totzonenproblemen kommt. Dies ermöglicht somit erhebliche bauliche Freiheitsgrade hinsichtlich der Anordnung der als Ultraschallsender bzw. als Ultraschallempfänger betreibbaren Ultraschallsensoren in einem Roboter der erwähnten Art zu erzielen.Preferably, the above-mentioned robot has ultrasound sensors arranged side by side in a horizontal plane and operable as ultrasonic transmitters or as ultrasonic receivers. This has the advantage that despite the arrangement of ultrasound sensors which can be operated as ultrasound transmitters or as ultrasound receivers, they can be arranged next to one another in a relatively short distance, without the crosstalk and dead zone problems mentioned above occurring. This thus makes it possible to achieve considerable constructional degrees of freedom with regard to the arrangement of the ultrasonic sensors which can be operated as ultrasonic transmitters or as ultrasonic receivers in a robot of the type mentioned.

Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.Reference to a drawing, the invention is explained below using an exemplary embodiment.

1 zeigt in einer schematischen Draufsicht einen Ausschnitt aus einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Reihe von nebeneinander angeordneten Ultraschallsensoren. 1 shows a schematic plan view of a section of a device according to an embodiment of the invention with a series of juxtaposed ultrasonic sensors.

2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Vorderansicht der in 1 schematisch dargestellten Vorrichtung. 2 shows a schematic representation of a front view of in 1 schematically illustrated device.

In 1 ist in einer ausschnittweisen schematischen Draufsicht ein Trägerteil TR einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit insgesamt fünf nebeneinander angeordneten Ultraschallsensoren US1, US2, US3, US4 und US5 veranschaulicht. Bei dem Trägerteil TR kann es sich beispielsweise um ein Gehäuseteil der erwähnten Vorrichtung handeln, die z. B. in einem selbständig verfahrbaren Roboter, insbesondere in einem Staubsammelroboter untergebracht sein kann, in welchem eine Erkennung von Hindernissen mittels Ultraschallsignalen ermöglicht ist, die von den betreffenden Ultraschallsensoren US1 bis US5 abgegeben und die nach Reflexion an den betreffenden Hindernissen von der betreffenden Vorrichtung wieder empfangen werden.In 1 is a fragmentary schematic plan view of a support member TR of a device according to an embodiment of the present invention with a total of five juxtaposed ultrasonic sensors US1, US2, US3, US4 and US5 illustrated. The carrier part TR may be, for example, a housing part of the mentioned device, the z. B. in a self-propelled robot, in particular in a dust collection robot can be accommodated, in which a detection of obstacles is made possible by means of ultrasonic signals emitted from the respective ultrasonic sensors US1 to US5 and received after reflection at the relevant obstacles of the device again become.

Von den vorzugsweise in einer horizontalen Ebene nebeneinander angeordneten Ultraschallsensoren US1 bis US5 sind im vorliegenden Fall beispielsweise die Ultraschallsensoren US1, US3 und US5 als Ultraschallsender betreibbar, und die Ultraschallsensoren US2 und US4 sind als Ultraschallempfänger betreibbar. An dieser Stelle sei jedoch angemerkt, dass grundsätzlich auch eine andere Aufteilung des Betriebs der betreffenden Ultraschallsensoren als Ultraschallsender und als Ultraschallempfänger möglich ist und dass überdies auch sämtliche Ultraschallsensoren US1 bis US5 jeweils sowohl als Ultraschallsender wie auch als Ultraschallempfänger im schnellen Wechsel (Zeitmultiplexbetrieb) betreibbar sind.Of the ultrasonic sensors US1 to US5, which are preferably arranged next to one another in a horizontal plane, in the present case, for example, the ultrasonic sensors US1, US3 and US5 can be operated as ultrasonic transmitters, and the ultrasonic sensors US2 and US4 can be operated as ultrasonic receivers. It should be noted, however, that in principle also a different division of the operation of the respective ultrasonic sensors as ultrasonic transmitter and as an ultrasonic receiver is possible and that, moreover, all the ultrasonic sensors US1 to US5 both as an ultrasonic transmitter as well as an ultrasonic receiver in rapid change (time division multiplexing) are operable ,

Die Ultraschallsensoren US1 bis US5 sind, wie aus 1 klar hervorgeht, von der in 1 unten dargestellten Außenseite des Trägerteiles TR zum Vorrichtungsinnenraum (in 1 ist dies der obere Bereich) hin versetzt, beispielsweise um 2 cm bis 6 cm, jeweils von einem rohrförmigen Schallleitteil ST1, ST2, ST3, ST4 bzw. ST5 aufgenommen. Grundsätzlich genügt es, die als Ultraschallsender oder als Ultraschallempfänger jeweils betriebenen Ultraschallsensoren in der zuvor betrachteten Weise von der Vorrichtungsaußenseite und damit von der Außenseite des Trägerteiles TR zum Vorrichtungsinnenraum hin versetzt anzuordnen, um das eingangs erwähnte Totzonenproblem und den Effekt des Übersprechens zwischen einem Ultraschallsender und einem Ultraschallempfänger bezogen auf den Fall möglichst zu eliminieren, zumindest aber zu verringern, dass die jeweiligen Ultraschallsensoren unmittelbar an der Vorrichtungsaußenseite und damit an der Außenseite des Trägerteiles TR angeordnet wären. Durch die so erzielte Verlängerung des Schallweges von einem als Ultraschallsender betriebenen Ultraschallsensor zu einem als Ultraschallempfänger betriebenen Ultraschallsensor ist somit auf relativ einfache Weise das sonst auftretende Übersprechen zwischen derartigen Ultraschallsensoren zumindest weitgehend eliminiert. Dadurch wird zugleich auch erreicht, dass im nahen Bereich unmittelbar vor der erwähnten Vorrichtungsaußenseite bzw. von der Außenseite des Trägerteiles TR bis etwa 10 cm befindliche Hindernisse mittels der Ultraschallwellen sicher detektiert werden können, die von den Ultraschallsensoren, wie den Ultraschallsensoren US1, US3 und US5 ausgesendet werden und deren Reflexionen von den Ultraschallsensoren, wie den Ultraschallsensoren US2 und US4 empfangen werden. Durch die versetzte Anordnung der Ultraschallsensoren US1 bis US5 von der Vorrichtungsaußenseite und damit von der Außenseite des Trägerteiles TR zum Vorrichtungsinnenraum hin ist nämlich auch die bei Ultraschallsensoren üblicherweise vorhandene so genannte Totzone – das ist der im Zentimeterbereich vor den Ultraschallsensoren liegende Bereich, innerhalb dessen normalerweise keine Hindernisse detektiert werden können – eliminiert, so dass auch unmittelbar vor der Vorrichtung bzw. dem Trägerteil TR befindliche Hindernisse sicher detektiert werden können.The ultrasonic sensors US1 to US5 are as out 1 clearly, from the in 1 shown outside of the support part TR to the device interior (in 1 this is the top one Range), for example, by 2 cm to 6 cm, each received by a tubular Schallleitteil ST1, ST2, ST3, ST4 or ST5. In principle, it is sufficient to arrange the ultrasound sensors respectively operated as ultrasound transmitters or ultrasound receivers in the previously considered manner offset from the device outside and thus from the outside of the carrier part TR to the device interior to the Totzonenproblem mentioned above and the effect of crosstalk between an ultrasonic transmitter and a As far as possible, ultrasound receivers should be eliminated in relation to the case, or at least reduced, so that the respective ultrasonic sensors would be arranged directly on the device outside and thus on the outside of the carrier part TR. The thus obtained extension of the sound path from an ultrasonic sensor operated as an ultrasonic transmitter to an ultrasonic sensor operated as an ultrasonic receiver thus at least largely eliminates the otherwise occurring crosstalk between such ultrasonic sensors in a relatively simple manner. As a result, it is also achieved that in the near area directly in front of the aforementioned device outside or from the outside of the support member TR to about 10 cm located obstacles can be reliably detected by means of ultrasonic waves from the ultrasonic sensors, such as the ultrasonic sensors US1, US3 and US5 are emitted and their reflections are received by the ultrasonic sensors, such as the ultrasonic sensors US2 and US4. Due to the staggered arrangement of the ultrasonic sensors US1 to US5 from the outside of the device and thus from the outside of the support part TR to the device interior, namely the so-called dead zone usually present in ultrasonic sensors - that is the area lying in the centimeter range in front of the ultrasonic sensors, within which normally no Obstacles can be detected - eliminated, so that even located directly in front of the device or the support member TR obstacles can be reliably detected.

Wie aus der Darstellung in 1 hervorgeht, sind die rohrförmigen Schallleitteile ST1 bis ST5 zur Außenseite des genannten Trägerteiles TR hin zu einem trichter- oder trompetenförmigen Schallkanal erweitert. Auf diese Weise ergibt sich im Falle der als Ultraschallsender betriebenen Ultraschallsensoren, wie der Ultraschallsensoren US1, US3 und US5, eine wünschenswerte gleichmäßige laminare Strömung von Ultraschallwellen, und im Falle der als Ultraschallempfänger betriebenen Ultraschallsensoren, wie der Ultraschallsensoren US2 und US4 ergibt sich eine wünschenswerte Bündelung der jeweils empfangenen Ultraschallwellen. Überdies ergibt sich hierdurch eine Reduzierung der Impedanz des jeweiligen Ultraschallsensors An dieser Stelle sei noch angemerkt, dass unter einem trichterförmigen Schallkanal ein Schallkanal verstanden wird, der sich entsprechend einer linearen Funktion zur Außenseite des Trägerteiles TR hin erweitert, und dass unter einem trompetenförmigen Schallkanal ein solcher verstanden wird, dessen Kontur sich entsprechend einem nichtlinearen Verlauf zur Außenseite des Trägerteiles TR erweitert.As from the illustration in 1 shows the tubular Schallleitteile ST1 to ST5 are extended to the outside of the said support member TR towards a funnel-shaped or trumpet-shaped sound channel. In this way, in the case of the ultrasonic sensors operated as ultrasonic transmitters, such as the ultrasonic sensors US1, US3 and US5, a desirable uniform laminar flow of ultrasonic waves results, and in the case of ultrasonic sensors operated as ultrasonic receivers, such as the ultrasonic sensors US2 and US4, desirable bundling results each received ultrasonic waves. Moreover, this results in a reduction in the impedance of the respective ultrasonic sensor. It should be noted that a funnel-shaped sound channel is understood to be a sound channel which expands according to a linear function towards the outside of the carrier part TR, and such that under a trumpet-shaped sound channel is understood, the contour of which expands according to a non-linear course to the outside of the support member TR.

In der in 1 ausschnittweise gezeigten Darstellung des Trägerteiles TR sind noch auf dessen Außenseite Blenden BL1, BL2, BL3, BL4 bzw. BL5 vor den Schallleitteilen ST1, ST2, ST3, ST4 und ST5 angeordnet. Die Formen dieser Blenden BL1 bis BL5 sind aus der in 2 gezeigten schematischen Darstellung der Vorderansicht der in 1 gezeigten Vorrichtung näher ersichtlich. Wie aus 2 hervorgeht, sind die Blenden BL1 bis BL5 jeweils schmal ausgebildet, und sie weisen jeweils eine in horizontaler Richtung verlaufende schlitzförmige Schallöffnung SL1, SL2, SL3, SL4 bzw. SL5 auf. Durch diese Formgebungen der schlitzförmigen Schallöffnungen treten die von den im vorliegenden Fall beispielsweise als Ultraschallsender betriebenen Ultraschallsensoren US1, US3 und US5 jeweils abgegebenen, die oben genannten Ultraschallsignale bildenden Ultraschallwellen UW mit einer starken Bündelung in horizontaler Richtung aus den Blenden BL1, BL3 bzw. BL5 aus. Damit ist auch durch diese Schallbündelung das oben betrachtete Problem des Übersprechens und auch der Totzone zwischen einem als Ultraschallsender betriebenen Ultraschallsensor und einem benachbarten Ultraschallsensor, der als Ultraschallempfänger betrieben wird, wie beispielsweise zwischen den Ultraschallsensoren US1, US3 und US5 einerseits und den Ultraschallsensoren US2 und US4 andererseits zumindest weitgehend verringert. Zum anderen ist durch diese starke Bündelung der von den als Ultraschallsendern betriebenen Ultraschallsensoren, wie den Ultraschallsensoren US1, US3 und US5 jeweils abgegebenen Ultraschallwellen UW eine gezielte Ultraschallwellenabgabe innerhalb eines relativ schmalen Sektors ermöglicht, was zur verbesserten Hindernisdetektierung beiträgt. Es sei hier noch angemerkt, dass die erwähnten schlitzförmigen Schallöffnungen SL1 bis SL5 prinzipiell auch in dem Trägerteil TR selbst, also generell in der Vorrichtung vorgesehen sein können. Ferner sind die Ultraschallsensoren US1 bis US5 durch die vor ihnen befindlichen schlitzförmigen Schallöffnungen SL1 bis SL5 besser vor dem Eindringen von Fremdkörpern in die die rohrförmigen Schallleitteile ST1 bis ST5 geschützt als in dem Fall, dass keine schlitzförmigen Schallöffnungen vorhanden wären. Überdies verleihen die betreffenden schlitzförmigen Schallöffnungen SL1 bis SL5 der gesamten Vorrichtung ein gutes ästhetisches Aussehen.In the in 1 Sectionally shown representation of the support part TR are still on the outside of apertures BL1, BL2, BL3, BL4 or BL5 arranged in front of the Schallleitteilen ST1, ST2, ST3, ST4 and ST5. The shapes of these diaphragms BL1 to BL5 are made of the in 2 shown schematic representation of the front view of in 1 shown device closer. How out 2 shows, the apertures BL1 to BL5 are each narrow, and they each have a slot extending in the horizontal direction SL1, SL2, SL3, SL4 and SL5. Due to these shapes of the slit-shaped sound openings, the ultrasound sensors US1, US3 and US5 emitted by the ultrasound transmitters US1, US3 and US5 in the present case exert the ultrasound waves UW forming the above-mentioned ultrasound signals with strong bundling in the horizontal direction from the diaphragms BL1, BL3 and BL5 , Thus, the above-considered problem of crosstalk and also the dead zone between an ultrasonic sensor operated as an ultrasonic transmitter and an adjacent ultrasonic sensor operated as an ultrasonic receiver, such as between the ultrasonic sensors US1, US3 and US5 on the one hand and the ultrasonic sensors US2 and US4 on the other hand, at least largely reduced. On the other hand, this strong bundling of the ultrasound sensors operated as ultrasonic transmitters, such as ultrasound sensors U1, US3 and US5 respectively emitted ultrasound waves UW enables a targeted ultrasonic wave output within a relatively narrow sector, which contributes to improved obstacle detection. It should also be noted here that the aforementioned slot-shaped sound openings SL1 to SL5 can in principle also be provided in the carrier part TR itself, ie generally in the device. Furthermore, the ultrasonic sensors US1 to US5 are better protected from the penetration of foreign matter into the tubular sound guide parts ST1 to ST5 by the slit-shaped sound openings SL1 to SL5 in front of them than in the case that no slit-shaped sound openings would be present. Moreover, the respective slit-shaped sound openings SL1 to SL5 give the whole apparatus a good aesthetic appearance.

Um das erwähnte Übersprechen zwischen den als Ultraschallsender betriebenen Ultraschallsensoren, wie den Ultraschallsensoren US1, US3 und US5 einerseits, und den als Ultraschallempfänger betriebenen Ultraschallsensoren, wie den Ultraschallsensoren US2 und US4 andererseits, und damit das Totzonenproblem noch weiter zu verringern, hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, der schlitzförmigen Schallöffnung zumindest vor dem jeweiligen, als Ultraschallsender betriebenen Ultraschallsensor abgerundete Öffnungskanten zu geben. Im vorliegenden Fall weisen jedoch, wie aus 2 hervorgeht, die schlitzförmigen Schallöffnungen SL1 bis SL5 sämtlicher Blenden BL1 bis BL5 jeweils abgerundete Öffnungskanten auf. Der Grund dafür liegt neben der Vereinheitlichung und damit Vereinfachung der Herstellung der betreffenden Blenden aber auch darin, dass wie oben erwähnt, die hinter den betreffenden Blenden BL1 bis BL5 befindlichen Ultraschallsensoren US1 bis US5 in durchaus unterschiedlicher Weise jeweils als Ultraschallsender und/oder als Ultraschallempfänger betreibbar sind. Durch die erwähnten abgerundeten Öffnungskanten der betreffenden schlitzförmigen Schallöffnungen SL1 bis SL5 ist in dem Fall, dass der hinter der jeweiligen Blende BL1 bis BL5 angeordnete Ultraschallsensor als Ultraschallsender betrieben wird, sichergestellt, dass die von diesem Ultraschallsensor erzeugte Ultraschallwelle UW lediglich mit einer Hauptkeule auftritt und dass keine störenden Nebenkeulen erzeugt werden, die sonst zu einem Übersprechen von einem als Ultraschallsender betriebenen Ultraschallsensor zu einem als Ultraschallempfänger betriebenen, insbesondere dem erstgenannten Ultraschallsensor unmittelbar benachbarten Ultraschallsensor führen würden.In order to reduce the aforementioned crosstalk between the ultrasonic sensors operated as ultrasonic transmitters, such as the ultrasonic sensors US1, US3 and US5 on the one hand, and the ultrasonic sensors operated as ultrasonic receivers, such as the ultrasonic sensors US2 and US4 on the other hand, and thus further reducing the dead band problem, it has proven to be particularly advantageous expedient to give the slot-shaped sound opening at least before the respective, operated as an ultrasonic transmitter ultrasonic sensor rounded opening edges. In the present case, however, as out 2 shows, the slot-shaped sound openings SL1 to SL5 of all diaphragms BL1 to BL5 each rounded opening edges. The reason for this, in addition to the standardization and thus simplification of the production of the relevant screens but also that, as mentioned above, located behind the respective panels BL1 to BL5 ultrasonic sensors US1 to US5 in quite different ways each as an ultrasonic transmitter and / or as an ultrasonic receiver operable are. By the mentioned rounded opening edges of the respective slot-shaped sound openings SL1 to SL5, in the case where the ultrasound sensor arranged behind the respective panel BL1 to BL5 is operated as an ultrasound transmitter, it is ensured that the ultrasound wave UW generated by this ultrasound sensor only occurs with one main lobe and no disturbing side lobes are generated, which would otherwise lead to a crosstalk from an ultrasonic sensor operated as an ultrasonic transmitter to an ultrasonic sensor operated as an ultrasonic receiver, in particular the first-mentioned ultrasonic sensor immediately adjacent ultrasonic sensor.

Abschließend sei noch angemerkt, dass in Abweichung von den vorstehend an Hand der Zeichnung erläuterten Verhältnisse die schlitzförmigen Schallöffnungen SL1 bis SL5 bedarfsweise auch in anderer Richtung als in der dargestellten horizontalen Richtung ausgerichtet sein können, wie insbesondere in vertikaler Richtung. In diesem Fall wäre die Bündelung der durch eine solche schlitzförmige Schallöffnung austretenden Ultraschallwelle bezogen auf die in 2 dargestellten Verhältnisse um 90° gedreht, so dass eine starke Bündelung in vertikaler Richtung vorläge.Finally, it should be noted that, in deviation from the above explained with reference to the drawing ratios, the slot-shaped sound openings SL1 to SL5 may, if necessary, be aligned in a different direction than in the illustrated horizontal direction, in particular in the vertical direction. In this case, the bundling of the ultrasound wave emerging through such a slit-shaped sound opening would be based on that in FIG 2 shown ratios rotated by 90 °, so that a strong bundling in the vertical direction vorläge.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

BL1, BL2, BL3, BL4, BL5

cover

SL1, SL2, SL3, SL4, SL5

slotted opening

ST1, ST2, ST3, ST4, ST5

Schallleitteil

TR

support part

US1, US2, US3, US4, US5

ultrasonic sensor

UW

ultrasonic wave

Claims

Device with ultrasonic sensors for emitting ultrasonic signals and for locating objects located in front of them by receiving reflected from these objects, emitted by at least one of the ultrasonic sensors ultrasonic signals, of the ultrasonic sensors (US1 to US5) of the respective ultrasonic signals emitting and / or the respective ultrasonic signals receiving ultrasonic sensor (US1 to US5) offset from the device outside to the device interior offset from a tubular Schallleitteil (ST1 to ST5) is received, wherein the exit or entrance region of the respective Schallleitteiles (ST1 to ST5) has a slot-shaped sound opening (SL1 to SL5) , characterized in that the slot-shaped sound opening (SL1 to SL5) has rounded opening edges at least in front of the respective ultrasonic sensor (US1, US3, US5) operated as an ultrasonic transmitter.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the respective tubular Schallleitteil (ST1 to ST5) is extended to the outside of the support member (TR) towards a funnel-shaped or trumpet-shaped sound channel.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the slot-shaped sound opening (SL1 to SL5) of the respective Schallleitteiles is aligned horizontally or vertically.

Self-propelled robot, in particular dust-collecting robot, with a device according to one of Claims 1 to 3.

Robot according to claim 4, characterized in that it has arranged in a horizontal plane side by side, operable as an ultrasonic transmitter and / or as an ultrasonic receiver ultrasonic sensors (US1 to US5).