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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines Abstandssensors eines im Folgenden entsprechend der üblichen Terminologie kurz als Saugroboter bezeichneten selbstfahrenden Sauggeräts sowie einen nach dem Verfahren arbeitenden Saugroboter.
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Saugroboter sind an sich bekannt. Diese benötigen für eine effiziente Navigation in einer Wohnung oder dergleichen ein Abbild der jeweiligen Umgebung zum Beispiel in Form einer 2D-Karte. Zum Erhalt von Daten für eine solche Navigation ist zur Entfernungsmessung die Verwendung von optischen Sensoren und Ultraschallsensoren bekannt. Eine optische Methode zur Entfernungsmessung beruht auf dem Prinzip der Triangulation und eine Sensorik, mittels derer eine solche Entfernungsmessung durchführbar ist, wird im Folgenden kurz als Triangulationssensor bezeichnet. Im Laufe der Zeit oder aufgrund von unsachgemäßem Gebrauch kann sich die Genauigkeit eines Triangulationssensors verschlechtern. Unter einem solchen Genauigkeitsverlust leiden die Genauigkeit der ermittelten Entfernungen und entsprechend auch die Qualität der ermittelten Umgebungskarte. Kollisionen mit Hindernissen einerseits sowie das unerwünschte Auslassen von an sich abzusaugenden Bodenflächen andererseits sind mögliche Folgen.
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Aus der
DE 10 2010 060 347 A ist ein Verfahren zur Überprüfung einer Abstandsmessgenauigkeit eines Saugroboters bekannt. Dabei wird ein Abstand zu einem Referenzpunkt mittels einer zu prüfenden Sensorik und mittels einer Vergleichsmessung ermittelt. Eine Differenz zwischen einem der von der zu prüfenden Sensorik ermittelten Abstandswert und einem aus derselben Position mittels der Vergleichsmessung ermittelten Abstandswert wird als Hinweis darauf gedeutet, dass die zu prüfende Sensorik nicht korrekt arbeitet, und es wird ein diesbezügliches Signal an den Verwender des Saugroboters ausgegeben. Dieser muss dann etwaige Schäden der Sensorik beseitigen oder beseitigen lassen. Die Vergleichsmessung basiert dabei auf einem bekannten Abstand, zum Beispiel zu einem definierten Punkt einer Ladestation, wenn sich der Saugroboter in seiner Ladestation befindet, oder einer Türbreite, wenn sich der Saugroboter in Kontakt mit einer Seite der Türzarge befindet.
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Aus der
JP 2008-290184 A ist ebenfalls ein Verfahren zur Kalibrierung der Abstandssensoren von Robotern bekannt. Dabei bestimmen zwei Roboter simultan den Abstand zueinander und der zu kalibrierende Roboter wird durch die Messwerte des zweiten Roboters korrigiert. Nachteilig hierbei ist, dass das Verfahren zwei Roboter erfordert.
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Dies ist zumindest insoweit verbesserungsfähig, als es dem Verwender des Saugroboters überlassen wird, im Falle einer festgestellten Ungenauigkeit der Abstandsmessung geeignete Gegenmaßnahmen zu ergreifen. Dies ist für den Verwender des Saugroboters lästig und zeitaufwändig, speziell wenn sich der Verwender erst hinsichtlich der zu ergreifenden Maßnahmen informieren muss.
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Der Erfindung stellt sich somit das Problem, die eingangs erwähnten eventuellen Kollisionen und/oder das Auslassen von abzusaugenden Bodenflächen aufgrund eines Genauigkeitsverlusts einer zur Entfernungsmessung verwendeten Sensorik, insbesondere eines Triangulationssensors, ohne notwendige Benutzereingriffe zu vermeiden.
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Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Verfahren zum Kalibrieren eines Abstandssensors (Kalibrierungsverfahren) mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Das Kalibrierungsverfahren umfasst die folgenden, nacheinander und unter Kontrolle einer von dem Saugroboter umfassten Steuerungseinrichtung ausgeführten Schritte: Der Saugroboter bewegt sich zunächst bis zum Kontakt mit dem jeweiligen Hindernis auf ein Hindernis zu. Die dann erreichte Position des Saugroboters vor dem Hindernis wird als Nullposition für die Kalibrierung des Abstandssensors verwendet. Sodann entfernt sich der Saugroboter von dem Hindernis, und zwar um einen vorgegebenen oder vorgebbaren Abstand. Sobald der vorgegebene oder vorgebbare Abstand erreicht ist, wird der Abstandssensor in Bezug auf das Hindernis und den Abstand kalibriert. Bevorzugt erfolgt die Entfernung von dem Hindernis dabei in einer Orientierung senkrecht zur Frontfläche des Hindernisses.
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Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Kalibrierung des Abstandssensors automatisch ausführbar ist und beim Betrieb des Saugroboters automatisch durch den Saugroboter ausgeführt wird, so dass für eine solche Kalibrierung keine Bedienhandlung eines Verwenders des Saugroboters erforderlich ist.
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Eine reduzierte Genauigkeit des Abstandssensors wird demnach mittels einer automatisch ausgelösten Kalibrierung kompensiert und im Anschluss an die Kalibrierung ist erneut eine ausreichende Genauigkeit der Entfernungsmessung mittels des Triangulationssensors gewährleistet.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen. Dabei verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem nachgeordneten Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen nicht vorhanden ist.
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Bei einer besonderen Variante des Kalibrierungsverfahrens wird dessen Ausführung automatisch mittels einer von dem Saugroboter umfassten Steuerungseinrichtung entsprechend zumindest eines vorgegebenen oder vorgebbaren Kriteriums veranlasst. Als ein derartiges Kriterium kommt ein Maß für eine seit einer vorangehenden Ausführung des Kalibrierungsverfahrens verstrichene Zeit in Betracht, so dass bei einer Berücksichtigung eines solchen Kriteriums das Kalibrierungsverfahren im Ergebnis automatisch in regelmäßigen Abständen ausgeführt wird. Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass im Falle einer unerwarteten Kollision mit einem Hindernis automatisch eine Ausführung des Kalibrierungsverfahrens veranlasst wird, denn eine unerwartete Kollision mit einem Hindernis deutet auf eine fehlerhafte oder nicht mehr verlässliche Entfernungsmessung und damit auf eine Notwendigkeit zur Kalibrierung des Abstandssensors hin. Nochmals zusätzlich oder alternativ kommt in Betracht, dass mittels der von dem Saugroboter umfassten Steuerungseinrichtung beim Betrieb des Saugroboters auftretende Erschütterungen und dergleichen erfasst werden und eine Ausführung des Kalibrierungsverfahrens automatisch durch die Steuerungseinrichtung veranlasst wird, wenn ein Maß für erfasste Erschütterungen einen vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellwert überschreitet. Die Ermittlung eines solchen Maßes für im Betrieb vorkommenden Erschütterungen kann nach Art einer Integralbildung erfolgen und das Erreichen oder Überschreiten des jeweiligen Schwellwerts ist ein Indiz dafür, dass die vorgekommenen Erschütterungen zu einer Verstellung der Optik des Abstandssensors geführt haben könnten, so dass eine automatische Kalibrierung des Abstandssensors angezeigt ist.
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Den nachfolgend beschriebenen Varianten des Verfahrens liegt die Notwendigkeit zugrunde, mittels des Saugroboters automatisch eine zur Kalibrierung des Abstandssensors geeignete Position mit einem definierten Abstand zu einem Referenzpunkt anzufahren. Dafür gibt es unterschiedliche Möglichkeiten, die zu jeweils alternativen, aber grundsätzlich auch kombinierbaren Ausführungsformen des Verfahrens führen.
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Beim Kalibrierungsverfahren wird der Abstand zu dem Hindernis während der Entfernung des Saugroboters von dem Hindernis mittels eines von dem Saugroboter umfassten Wegmesssystems ermittelt. Dabei wird die Position des Saugroboters vor dem Hindernis als Nullposition angenommen und der Inhalt einer für die Erfassung des Abstands vorgesehenen Speicherzelle mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren Startwert initialisiert. Beim anschließenden automatischen Entfernen des Saugroboters von dem Hindernis im Rahmen des Kalibrierungsverfahrens wird der Inhalt der Speicherzelle entsprechend des mittels des Wegmesssystems ermittelten Abstands zu dem Hindernis angepasst, insbesondere fortwährend inkrementiert oder dekrementiert. Die Kalibrierung des Abstandssensors wird dann automatisch initiiert, sobald der Inhalt der Speicherzelle einen dem vorgegebenen oder vorgebbaren Abstand entsprechenden Wert erreicht.
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Bei einer speziellen Ausführungsform dieser Variante des Kalibrierungsverfahrens umfasst das Wegmesssystem des Saugroboters Mittel zur Erfassung einer Anzahl von Vollumdrehungen und/oder einer Rotationslage zumindest eines zum Bewegen des Saugroboters bestimmten Antriebs- oder Laufrads. Beim automatischen Entfernen des Saugroboters von dem Hindernis im Rahmen des Kalibrierungsverfahrens wird der Inhalt der Speicherzelle entsprechend der erfassten Vollumdrehungen und/oder der Rotationslage inkrementiert oder dekrementiert. Dabei kommt als Mittel zur Erfassung einer Anzahl von Vollumdrehungen und/oder einer Rotationslage des Antriebs- oder Laufrads ein dem jeweiligen Rad zugeordneter Inkrementalgeber in Betracht, so dass der Inhalt der Speicherzelle entsprechend dem vom dem Inkrementalgeber für jedes Inkrement – also für jede Drehung des Rads um einen Teilstrich der jeweiligen Maßverkörperung – gelieferten Signal inkrementiert oder dekrementiert wird.
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Bei einer Variante des Kalibrierungsverfahrens wird der Abstand zu dem Hindernis während der Entfernung des Saugroboters von dem Hindernis anhand einer festgelegten, also bekannten und damit im Rahmen der automatischen Ausführung des Verfahrens verwendbaren Eigenschaft des Hindernisses ermittelt. Als Hindernis fungiert dabei bevorzugt die Ladestation des Saugroboters, denn die Ladestation ermöglicht den – von Ladepausen unterbrochenen – dauerhaften Betrieb des Saugroboters und gehört damit zu dem Saugroboter, so dass die Ladestation am ehesten dafür in Betracht kommt, so angepasst zu werden, dass sich damit das Kalibrierungsverfahren ausführen lässt. Grundsätzlich ist diese Variante des Kalibrierungsverfahrens aber natürlich nicht auf die Verwendung der Ladestation als Hindernis (Referenzort) beschränkt und eine entsprechende Verwendung jedes anderen Hindernisses ist demnach zumindest als äquivalente Verwendung dieser Variante des Kalibrierungsverfahrens anzusehen. Im Interesse einer besseren Lesbarkeit der nachfolgenden Beschreibung – aber ohne Verzicht auf eine weitergehende Allgemeingültigkeit – wird diese allerdings anhand der Ladestation als dem Referenzort mit der im Rahmen der automatischen Ausführung des Verfahrens verwendbaren Eigenschaft fortgesetzt.
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Eine erste Möglichkeit zur Realisierung einer im Rahmen des Kalibrierungsverfahrens verwendbaren Eigenschaft der Ladestation besteht darin, dass die Ladestation in einem definierten Winkel ein fokussiertes Lichtsignal aussendet und dass die Kalibrierung des Abstandssensors initiiert wird, sobald der Saugroboter mittels eines dafür vorgesehenen Sensors das Lichtsignal empfängt. Aufgrund der Aussendung des fokussierten Lichtsignals durch die Ladestation in einem definierten Winkel ist gewährleistet, dass der Saugroboter mit dem dafür vorgesehenen Sensor das Lichtsignal nur dann empfangen kann, wenn er sich in einem durch den Winkel bestimmten Abstand von der Ladestation befindet. Sobald also das Lichtsignal empfangen wird, ist ein definierter Abstand von der Ladestation erreicht, auf dessen Basis die Kalibrierung des Abstandssensors erfolgen kann.
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Wenn die Ladestation ein solches Lichtsignal aussendet, ist die Ladestation gewissermaßen ein aktiver Partner während der Ausführung des Kalibrierungsverfahrens. Alternativ dazu kommt auch eine Realisierung einer im Rahmen des Kalibrierungsverfahrens verwendbaren Eigenschaft der Ladestation in Betracht, bei der die Ladestation passiv ist. Eine Möglichkeit in dieser Hinsicht besteht darin, dass die Ladestation ein optisch erfassbares Merkmal aufweist und dass die Kalibrierung des Abstandssensors initiiert wird, wenn der Saugroboter mittels eines dafür vorgesehenen Sensors das optisch erfassbare Merkmal erkennt. Diese Variante des Verfahrens basiert auf der Überlegung, dass mittels eines optischen Sensors, zum Beispiel mittels eines Sensors in Form eines CCD-Sensors oder dergleichen, fortwährend ein Bild von der Ladestation oder eines speziellen Abschnitts der Ladestation aufgenommen wird, während sich der Saugroboter von der Ladestation entfernt. Aufgrund einer dem optischen Sensor zugeordneten Optik ergibt sich bei einem bestimmten Abstand ein scharfes Bild der Ladestation oder des jeweiligen Abschnitts der Ladestation und damit ein scharfes Bild des dort verwirklichten optisch erfassbaren Merkmals. Anhand der Eigenschaften des optischen Sensors und der verwendeten Optik liegt damit der Abstand von der Ladestation, bei welchem das optisch erfassbare Merkmal erkannt wird, fest und kann demnach für die automatische Kalibrierung des Abstandssensors verwendet werden.
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Auch hinsichtlich eines solchen optisch erfassbaren Merkmals der Ladestation kommen verschiedene Möglichkeiten in Betracht. Zum Beispiel kann das optisch erfassbare Merkmal ein an der Oberfläche der Ladestation sichtbares geometrisches Muster sein, so dass die Kalibrierung des Abstandssensors initiiert wird, sobald zumindest ein vorgegebenes oder vorgebbares Merkmal des geometrischen Musters mittels des Sensors des Saugroboters erkannt wird.
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Eine besondere Ausführungsform in dieser Hinsicht besteht darin, dass das geometrische Muster ein Streifen- oder Rautenmuster ist und dass die Kalibrierung des Abstandssensors initiiert wird, wenn als vorgegebenes oder vorgebbares Merkmal des geometrischen Musters mittels des Sensors des Saugroboters eine vorgegebene oder vorgebbare Anzahl von Streifen oder Rauten erkannt wird. Die Erkennung einer vorgegebenen oder vorgebbaren Anzahl von Streifen oder Rauten ist abhängig von der Größe des optischen Sensors sowie von der jeweiligen Bildschärfe. Beide Kriterien sind mit einer definierten Entfernung von der Ladestation korreliert. Die Kalibrierung des Abstandssensors wird demnach automatisch initiiert, sobald mittels des optischen Sensors die jeweilige Anzahl von Streifen/Rauten erkannt wird und damit feststeht, dass sich der Saugroboter in der für die Kalibrierung des Abstandssensors vorgesehenen Entfernung von der Ladestation befindet.
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Eine alternative Möglichkeit zur Realisierung eines optisch erfassbaren Merkmals der Ladestation besteht darin, dass diese am Boden einer in einem definierten Winkel geneigten und zur Oberfläche der Ladestation offenen Bohrung ein optisch erkennbares Muster aufweist. Eine Kalibrierung des Abstandssensors wird bei einem solchen optisch erfassbaren Merkmal dann initiiert, wenn mittels des Sensors des Saugroboters das Muster am Boden der Bohrung erkannt wird. Diese Variante des Kalibrierungsverfahrens ist ähnlich zu der Variante des Kalibrierungsverfahrens, bei dem die Ladestation in einem definierten Winkel ein Leuchtsignal aussendet. Hier ist das am Boden der in der Ladestation gebildeten Bohrung befindliche Muster für den Sensor des Saugroboters nur dann erkennbar, wenn sich der Saugroboter in einer definierten Entfernung von der Ladestation befindet. Die Erkennung des Musters bedeutet also das Erreichen der für die Sensorkalibrierung vorgesehenen Entfernung von der Ladestation und kann entsprechend für die automatische Auslösung der Kalibrierung des Abstandssensors verwendet werden. Das Muster am Boden der Bohrung kann dabei eine Farbfläche sein, die einen ausreichenden Kontrast von einer Farbe der Frontfläche der Ladestation aufweist, so dass das Muster von der Frontfläche der Ladestation unterscheidbar ist.
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Die oben genannte Aufgabe wird auch mit einem Saugroboter gelöst, der nach dem Verfahren wie hier und im Folgenden beschrieben arbeitet und dazu Mittel zur Durchführung des Verfahrens umfasst. Die Erfindung ist dabei bevorzugt in Software implementiert. Die Erfindung ist damit einerseits auch ein Computerprogramm mit durch einen Computer ausführbaren Programmcodeanweisungen und andererseits ein Speichermedium mit einem derartigen Computerprogramm in einem Saugroboter mit einer Steuerungseinrichtung, in deren Speicher als Mittel zur Durchführung des Verfahrens und seiner Ausgestaltungen ein solches Computerprogramm geladen oder ladbar ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Das oder jedes Ausführungsbeispiel ist nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung durchaus auch Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten und Kombinationen, die zum Beispiel durch Abwandlung oder Kombination von einzelnen in Verbindung mit den im allgemeinen oder speziellen Beschreibungsteil beschriebenen sowie in den Ansprüchen und/oder der Zeichnung enthaltenen Merkmalen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen.
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Es zeigen:
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1 einen Saugroboter vor einem Hindernis in einer Seitenansicht;
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2, Momentaufnahme bei der Ausführung eines Kalibrierungsverfahrens ohne Wegmesssystem;
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3 und 4 Momentaufnahmen bei der Ausführung des hier vorgeschlagenen Kalibrierungsverfahrens sowie; und
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5 eine Steuerungseinrichtung des Saugroboters sowie weitere Elemente des Saugroboters als Mittel zur Ausführung des Kalibrierungsverfahren.
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Die Darstellung in 1 zeigt in schematisch vereinfachter Form einen Saugroboter 10 in einer Seitenansicht vor einem Hindernis 12, zum Beispiel einer Seitenwand eines Raums in einer Wohnung, in welcher der Saugroboter 10 zum Abreinigen des dortigen Untergrunds betrieben wird.
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Der Saugroboter 10 umfasst einen Abstandssensor 14, dessen Genauigkeit im Laufe des Betriebs des Saugroboters 10 aus verschiedenen Gründen nachlassen kann, so dass die Genauigkeit der mit dem Abstandssensor 14 ausgeführten Abstandsmessung infrage gestellt ist und es entsprechend zu unerwünschten Kollisionen mit in der Umgebung des Saugroboters 10 befindlichen Hindernissen 12 kommen kann, indem der Saugroboter 10 zu dicht an solche Hindernisse 12 heranfährt. Ebenso kann es aufgrund einer Ungenauigkeit der mit dem Abstandssensor 14 ausgeführten Abstandsmessung dazu kommen, dass an sich abzusaugende Bodenflächen ausgelassen werden, indem der Saugroboter 10 nicht dicht genug an Hindernisse 12 und sonstige Begrenzungen der Umgebung des Saugroboters 10 heranfährt.
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Der hier vorgestellte Ansatz beschreibt eine Möglichkeit, solchen Ungenauigkeiten automatisch entgegenzuwirken und es wird ein automatisches Verfahren zur automatischen Kalibrierung eines Abstandssensors 14 eines Saugroboters 10 vorgeschlagen.
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Die Darstellung in 1 zeigt eine Momentaufnahme bei einer Ausführung eines solchen Kalibrierungsverfahrens. Im Rahmen des Verfahrens bewegt sich der Saugroboter 10 zunächst bis zum Kontakt mit dem Hindernis 12 auf ein jeweiliges Hindernis 12 zu. Der Saugroboter 10 umfasst dafür zum Beispiel entlang einer äußeren Umfangslinie angeordnete Schaltelemente, die bei einem Kontakt mit einem Hindernis 12 ein automatisch auswertbares Signal liefern. Mit dem Kontakt mit dem Hindernis 12 liegt eine Referenzposition fest und die Position des Saugroboters 10 vor dem Hindernis 12 wird als Nullposition für die nachfolgende Kalibrierung des Abstandssensors 14 verwendet. Anschließend entfernt sich der Saugroboter 10 – insbesondere in einer Orientierung senkrecht zur Frontfläche des jeweiligen Hindernisses 12 – um einen vorgegebenen oder vorgebbaren Abstand d von dem Hindernis 12. Sobald der jeweils vorgegebene oder vorgebbare Abstand d erreicht ist, wird der Abstandssensor 14 in Bezug auf das Hindernis 12 und den jeweiligen Abstand d kalibriert. Dabei wird zum Beispiel ein bei dem jeweiligen Abstand d zu dem Hindernis 12 von dem Abstandssensor 14 gelieferter Abstandsmesswert in Relation zu dem definierten Abstand d gesetzt und ein dabei erhältlicher Faktor für die zukünftige Korrektur des von dem Abstandssensor 14 gelieferten Abstandsmesswerts ermittelt und anstelle eines bisherigen Faktors gespeichert. Das Kalibrierungsverfahren wird automatisch mittels einer von dem Saugroboter 10 in grundsätzlich an sich bekannter Art und Weise umfassten Steuerungseinrichtung 16 ausgeführt.
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Der definierte Abstand d zu dem jeweiligen Hindernis 12 wird erfindungsgemäß mittels eines von dem Saugroboter 10 umfassten Wegmesssystems ermittelt. Die Position des Saugroboters 10 vor dem Hindernis 12 wird dabei als Nullposition angenommen und der Inhalt einer Speicherzelle wird mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren Startwert, zum Beispiel „0“, initialisiert. Beim anschließenden Entfernen des Saugroboters 10 von dem Hindernis 12 wird der Inhalt der Speicherzelle entsprechend des mittels des Wegmesssystems ermittelten Abstands zu dem Hindernis 12 inkrementiert oder dekrementiert. Die Kalibrierung des Abstandssensors 14 wird sodann initiiert, sobald der Inhalt der Speicherzelle einen dem vorgegebenen oder vorgebbaren Abstand d entsprechenden Wert erreicht.
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Als Wegmesssystem des Saugroboters 10 kommen dabei Odometriesensoren oder sonstige Mittel zur Erfassung einer Anzahl von Vollumdrehungen und/oder einer Rotationslage zumindest eines zum Bewegen des Saugroboters 10 bestimmten Antriebs- oder Laufrads 18 in Betracht. Der Inhalt der Speicherzelle wird dann entsprechend der erfassten Vollumdrehungen und/oder der Rotationslage des Antriebs- oder Laufrads 18 inkrementiert oder dekrementiert.
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Die Darstellung in 2 zeigt eine Momentaufnahme bei der Ausführung eines Kalibrierungsverfahrens, bei dem auf Seiten des Saugroboters 10 kein Wegmesssystem erforderlich ist. Stattdessen umfasst der Saugroboter 10 Mittel zum Aussenden eines auf dem Hindernis 12 auftreffenden fokussierten Lichtstrahls 20, also zum Beispiel eine Laserdiode 22. Die Kalibrierung des Abstandssensors 14 wird dann initiiert, wenn der Saugroboter 10 mittels eines dafür vorgesehenen Sensors 24 einen Auftreffpunkt des Lichtstrahls 20 auf dem Hindernis 12 erfasst. Bei einer geeigneten Auswahl und Ausrichtung des Sensors 24 befindet sich der Saugroboter 10 dann und nur dann in einem definierten Abstand d von dem Hindernis 12, so dass in dieser Position die automatische Kalibrierung des Abstandssensors 14 erfolgen kann.
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Bei dem Sensor 24 handelt es sich zum Beispiel um einen CCD-Sensor mit einer üblichen matrixartigen Anordnung lichtempfindlicher Photodioden. Beim Erreichen des definierten Abstands d von dem Hindernis 12 erfassen nur einzelne Photodioden das Bild des Auftreffpunkts des Lichtstrahls 20 auf dem Hindernis 12, so dass automatisch ein entsprechendes Signal generierbar ist, das aufgrund einer Auswertung durch die Steuerungseinrichtung 16 die automatische Kalibrierung des Abstandssensors initiiert. Das von einem CCD-Sensor gelieferte Bild kann auch in an sich bekannter Art und Weise mittels der Steuerungseinrichtung 16 unter Verwendung üblicher Bildverarbeitungsalgorithmen ausgewertet werden, um zu ermitteln, an welcher Stelle des Bildes der Auftreffpunkt des Lichtstrahls 20 auf dem Hindernis 12 erscheint. Dann erfolgt die Auswertung der von dem Sensor 24 gelieferten Daten und die Initiierung der automatischen Kalibrierung des Abstandssensors 14 vollständig unter Kontrolle der Steuerungseinrichtung 16. Im einfachsten Fall kann der CCD-Sensor ein vertikal oder im Wesentlichen vertikal orientierter CCD-Zeilensensor sein, bei dem eine Aktivierung einer bestimmten Photodiode auf eine Erkennung des Bilds des Auftreffpunkts des Lichtstrahls 20 auf dem Hindernis 12 unter einem bestimmten Winkel hindeutet und damit mit dem Erreichen des definierten Abstands d von dem Hindernis 12 korreliert ist.
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Die Darstellungen in 3 und 4 zeigen Momentaufnahmen bei der Ausführung eines Kalibrierungsverfahrens, bei dem ein spezielles Hindernis 12, nämlich eine Ladestation 12 des Saugroboters 10, als Referenzposition für die Kalibrierung des Abstandssensors 14 fungiert.
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3 zeigt dabei in schematisch vereinfachter Form eine Situation, bei der die Ladestation 12 in einem definierten Winkel ein fokussiertes Lichtsignal aussendet. Der definierte Winkel ergibt sich dabei zum Beispiel, indem die Lichtquelle, zum Beispiel eine Infrarotdiode 26 oder dergleichen, am Boden eines im Gehäuse der Ladestation 12 gebildeten Kanals (Bohrung 28) angeordnet ist, so dass ein von der Lichtquelle ausgesandter fokussierter Lichtstrahl 20 von einen am Saugroboter 10 befindlichen Sensor 24 oder einem Abschnitt eines solchen Sensors 24 nur dann empfangen wird, wenn sich der Saugroboter 10 in einem definierten Abstand d von dem Hindernis 12, hier also der Ladestation 12, befindet. Wenn also das von der Ladestation 12 ausgesandte fokussierte Lichtsignal mittels des Sensors 24 empfangen wurde, initiiert die Steuerungseinrichtung 16 automatisch die Kalibrierung des Abstandssensors 14.
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4 zeigt eine Ausführungsform, bei der die als Referenzpunkt fungierende Ladestation 12 nicht aktiv ein Signal aussendet, sondern stattdessen ein optisch erfassbares Merkmal aufweist. Die Kalibrierung des Abstandssensors 14 wird dann automatisch mittels der Steuerungseinrichtung 16 initiiert, wenn das optisch erfassbare Merkmal mittels eines dafür vorgesehenen Sensors 24, zum Beispiel eines Sensors 24 in Form eines CCD-Sensors, erkannt wird. Als Beispiel für ein solches optisch erfassbares Merkmal der Ladestation 12 zeigt die Darstellung in 4 die Ladestation 12 wieder (vergleiche 3) mit einer unter einem bestimmten Winkel geneigten und zur Oberfläche der Ladestation 12 offenen Bohrung 28. Das optisch erfassbare Merkmal der Ladestation 12 ist dann ein am Boden der Bohrung 28 befindliches Muster. Bei dem Muster kann es sich um eine Farbfläche handeln, die sich durch einen ausreichenden Kontrast zur Farbe der Frontfläche der Ladestation 12 auszeichnet. Das Muster ist mittels des Sensors 24 nur zu erkennen, wenn sich der Saugroboter 10 in dem definierten Abstand d entsprechend der Neigung der Bohrung 28 von der Ladestation 12 befindet. Die Kalibrierung des Abstandssensors 14 wird dementsprechend mittels der Steuerungseinrichtung 16 automatisch initiiert, sobald mittels des Sensors 24 das Muster am Boden der Bohrung 28 erkannt wird.
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Andere, nicht dargestellte Beispiele für ein optisch erfassbares Merkmal der Ladestation 12 sind ein Streifen- oder Rautenmuster oder dergleichen auf der Frontfläche oder einem Teil der Frontfläche der Ladestation 12. Ein solches Muster kann mittels eines von dem Saugroboter 10 umfassten Sensors 24, zum Beispiel eines Sensors 24 in Form eines CCD-Sensors, aufgenommen werden. Bei einer festen Brennweite eines solchen Sensors 24 oder eines solchen Sensors 24 zusammen mit einer dem Sensor 24 zugeordneten Optik ergibt sich ein scharfes Bild von dem jeweiligen Muster nur in einem definierten Abstand des Saugroboters 10 von der Ladestation 12. Sobald also das Muster oder Teile des Musters, zum Beispiel eine bestimmte Anzahl von Streifen bzw. Rauten, mittels des Sensors 24 erkannt wurde bzw. wurden, steht fest, dass sich der Saugroboter 10 in einem definierten Abstand d von der Ladestation 12 befindet, so dass mittels der Steuerungseinrichtung 16 automatisch die Kalibrierung des Abstandssensors 14 initiiert wird.
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Die Darstellung in 5 zeigt abschließend in stark schematisierter Form die Steuerungseinrichtung 16 des Saugroboters 10, die je nach Implementierung eines in einen Speicher 30 der Steuerungseinrichtung 16 geladenen Steuerungsprogramms 32 einzelne Varianten des hier vorgestellten automatischen Kalibrierungsverfahrens ausführt. Die Steuerungseinrichtung 16 umfasst dafür neben dem Speicher 30 eine Verarbeitungseinheit 34 in Form von oder nach Art eines Mikroprozessors und beim Betrieb der Steuerungseinrichtung 16, also beim Betrieb des Saugroboters 10, wird das Steuerungsprogramm 32 mittels der Verarbeitungseinheit 34 in an sich bekannter Art und Weise ausgeführt. Dabei wird die automatische Kalibrierung des Abstandssensors 14 zum Beispiel ausgelöst, wenn ein zur Überwachung eines Ablaufs eines Kalibrierungsintervalls bestimmter Zähler abläuft. Dann fährt der Saugroboter 10 unter Kontrolle der Steuerungseinrichtung 16 bis zur Berührung mit dem jeweiligen Hindernis 12 auf ein Hindernis 12 zu und entfernt sich anschließend von dem Hindernis 12, bis ein definierter Abstand d von dem Hindernis 12 erreicht ist. Zum Erkennen des definierten Abstands d kommen die vorstehend beschriebenen Möglichkeiten in Betracht, so dass die Steuerungseinrichtung 16 zum Beispiel Signale von einem Wegmesssystem (nicht gezeigt und nur durch die Darstellung eines Rades 18 des Saugroboters 10 symbolisiert) und/oder einem Sensor 24 erhält. Sobald der definierte Abstand d zu dem jeweiligen Hindernis 12 besteht, initiiert die Steuerungseinrichtung 16 automatisch die Kalibrierung des Abstandssensors 14.
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Bei den anhand von 2, 3 und 4 erläuterten Varianten des automatischen Kalibrierungsverfahrens kommt auch in Betracht, dass der Verfahrensschritt, wonach sich der Saugroboter 10 bis zum Kontakt mit dem Hindernis 12 auf ein Hindernis 12 zubewegt, ersatzlos entfällt, denn das Erkennen eines von der Ladestation 12 ausgesandten fokussierten Lichtsignals oder das Erkennen eines optisch erfassbaren Merkmals der Ladestation 12 deutet stets auf einen definierten Abstand d zu der Ladestation 12 hin. Das Entfernen von der Ladestation 12 kann allerdings sinnvoll sein, um auf diese Art und Weise ein von der Ladestation 12 ausgesandtes fokussiertes Lichtsignal eindeutig von anderen gegebenenfalls ebenfalls zum Sensor 24 des Saugroboters 10 gelangenden Lichtsignalen zu unterscheiden. Gleiches gilt in Bezug auf die eindeutige Unterscheidung eines optisch erfassbaren Merkmals der Ladestation 12 von anderen ähnlichen und gegebenenfalls in der Umgebung des Saugroboters 10 mittels des Sensors 24 ebenfalls erfassbaren Merkmalen.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch die Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch das oder die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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Einzelne im Vordergrund stehende Aspekte der hier eingereichten Beschreibung lassen sich damit kurz wie folgt zusammenfassen: Es werden ein Verfahren zum Kalibrieren eines Abstandssensors 14 eines Saugroboters 10 und ein nach dem Verfahren arbeitender Saugroboter 10 angegeben, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Der Saugroboter 10 bewegt sich bis zum Kontakt mit dem Hindernis 12 auf ein Hindernis 12 zu. Die Position des Saugroboters 10 vor dem Hindernis wird als Nullposition für die Kalibrierung des Abstandssensors 14 verwendet. Der Saugroboter 10 entfernt sich um einen vorgegebenen oder vorgebbaren Abstand d von dem Hindernis 12. Sobald der vorgegebene oder vorgebbare Abstand d erreicht ist, wir der Abstandssensor 14 in Bezug auf das Hindernis 12 und den Abstand d kalibriert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Saugroboter
- 12
- Hindernis/Ladestation
- 14
- Abstandssensor
- 16
- Steuerungseinrichtung
- 18
- Antriebs- oder Laufrad/Rad
- 20
- Lichtstrahl
- 22
- Laserdiode
- 24
- Sensor/CCD-Sensor
- 26
- Infrarotdiode
- 28
- Bohrung
- 30
- Speicher
- 32
- Steuerungsprogramm
- 34
- Verarbeitungseinheit
