DE102014212399A1

DE102014212399A1 - Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung

Info

Publication number: DE102014212399A1
Application number: DE102014212399.2A
Authority: DE
Inventors: Peter Biber; Steffen PETEREIT; Stefan Hensel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2014-06-27
Publication date: 2015-12-31

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung für ein autonomes Arbeitsgerät (12), insbesondere für einen autonomen Rasenmäher, welche getrennt von dem autonomen Arbeitsgerät (12) ausgebildet ist. Es wird vorgeschlagen, dass die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung zumindest eine Sensoreinheit (14) aufweist, die zu einer Erfassung von zumindest einer Lokalisierungskenngröße des autonomen Arbeitsgeräts (12) vorgesehen ist.

Description

Stand der Technik
Es ist bereits eine Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung für ein autonomes Arbeitsgerät, insbesondere für einen autonomen Rasenmäher, welche getrennt von dem autonomen Arbeitsgerät ausgebildet ist, vorgeschlagen worden.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung für ein autonomes Arbeitsgerät, insbesondere für einen autonomen Rasenmäher, welche getrennt von dem autonomen Arbeitsgerät ausgebildet ist.
Es wird vorgeschlagen, dass die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung zumindest eine Sensoreinheit aufweist, die zu einer Erfassung von zumindest einer Lokalisierungskenngröße des autonomen Arbeitsgeräts vorgesehen ist. Vorzugsweise ist die Sensoreinheit zu einer Erfassung von zumindest einem Parameter einer aktuellen Position des autonomen Arbeitsgeräts relativ zu der Sensoreinheit und/oder relativ zu einem alternativen Bezugssystem vorgesehen. Bevorzugt erfolgt eine Erfassung durch das Emittieren eines Signals als Ortungshilfe. Besonders bevorzugt ist das Signal elektrisch, optisch, magnetisch und/oder als Schallwelle ausgeprägt. Insbesondere ist die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung zu einem ständigen Verfolgen einer Position des autonomen Arbeitsgeräts vorgesehen. Unter einer „Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, die in zumindest einem Betriebszustand dazu vorgesehen ist, zumindest einen Teilbereich eines Arbeitsbereichs des autonomen Arbeitsgeräts zu definieren. Vorzugsweise soll darunter insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, einen Arbeitsbereich des autonomen Arbeitsgeräts in zumindest einem Teilbereich zu begrenzen. Besonders bevorzugt ist die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung von einer Landmarke gebildet. Insbesondere soll darunter eine portable Vorrichtung verstanden werden, die bevorzugt unabhängig von einer dauerhaften Spannungsquelle betrieben werden kann. Ferner soll in diesem Zusammenhang unter einem „autonomen Arbeitsgerät“ insbesondere ein Gerät verstanden werden, welches eine Arbeit zumindest teilweise selbsttätig verrichtet, wie insbesondere selbsttätig beginnt, selbsttätig beendet und/oder selbsttätig zumindest einen Parameter, wie insbesondere einen Streckenparameter, und/oder einen Umkehrpunkt usw. auswählt. Vorzugsweise soll darunter insbesondere ein Gerät verstanden werden, das sich selbsttätig in einem Bereich und/oder in einer Umgebung fortbewegt, orientiert oder navigiert, insbesondere sich nach einem Anlernprozess selbsttätig in einem Bereich und/oder in einer Umgebung fortbewegt und/oder sich orientiert. Der Ausdruck „selbsttätig fortbewegen und/oder orientieren“ soll hier insbesondere eine Fortbewegung, eine Orientierung und/oder Navigation des Fortbewegungsgeräts, insbesondere nach einem Anlernprozess, ohne einen menschlichen Eingriff definieren. Vorzugsweise bewegt sich das autonome Fortbewegungsgerät nach einem von einem Bediener mit dem autonomen Fortbewegungsgerät durchgeführten Anlernprozess selbsttätig in einem Bereich und/oder in einer Umgebung fort bzw. orientiert sich selbsttätig in einem Bereich und/oder in einer Umgebung. Besonders bevorzugt ist das Gerät dazu vorgesehen, eine Fläche abzufahren und insbesondere die Fläche zu bearbeiten, wie beispielsweise zu kehren, abzusaugen, zu reinigen und/oder einen auf der Fläche befindlichen Rasen zu mähen. Dabei sind verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende autonome Arbeitsgeräte denkbar, wie beispielsweise eine autonome Kehrmaschine, ein autonomer Staubsauger, ein autonomes Transportfahrzeug, ein autonomes Fluggerät, ein autonomes Agrargerät, eine autonome Schwimmbadreinigungsmaschine o. dgl. Insbesondere ist das autonome Arbeitsgerät jedoch als autonomer Rasenmäher ausgebildet. Darunter, dass „die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung getrennt von dem autonomen Arbeitsgerät ausgebildet ist“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung in einem Betrieb räumlich unabhängig von dem autonomen Arbeitsgerät angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung in einem Betrieb in der Regel, d.h. abgesehen von kurzen Berührungen während einer Bewegung des autonomen Arbeitsgeräts, insbesondere räumlich getrennt zu dem autonomen Arbeitsgerät angeordnet. Des Weiteren soll in diesem Zusammenhang unter einer „Sensoreinheit“ insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, zumindest eine Kenngröße und/oder eine physikalische Eigenschaft aufzunehmen, wobei die Aufnahme aktiv, wie insbesondere durch Erzeugen und Aussenden eines elektrischen Messsignals, und/oder passiv, wie insbesondere durch eine Erfassung von Eigenschaftsänderungen eines Sensorbauteils, stattfinden kann. Es sind verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Sensoreinheiten denkbar. Unter einer „Lokalisierungskenngröße“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Kenngröße verstanden werden, die zumindest teilweise einen Rückschluss auf eine aktuelle Position des autonomen Arbeitsgeräts relativ zu der Sensoreinheit und/oder relativ zu einem alternativen Bezugssystem und/oder global gibt. Vorzugsweise soll darunter insbesondere eine Kenngröße verstanden werden, aus welcher direkt auf eine Entfernung, einen Winkel und/oder eine Ausrichtung des autonomen Arbeitsgeräts relativ zu der Sensoreinheit geschlossen werden kann. Alternativ soll darunter insbesondere eine Kenngröße verstanden werden, welche eine globale Position und/oder eine Position innerhalb eines Arbeitsbereichs des autonomen Arbeitsgeräts, wie insbesondere deren aktuelle Koordinaten, umfasst. Hierbei werden durch die Sensoreinheit insbesondere zusätzlich die eigenen Koordinaten erfasst. Dabei ist die Sensoreinheit insbesondere zumindest teilweise als Kommunikationseinheit ausgebildet, welche dazu vorgesehen ist, die aktuellen Koordinaten des autonomen Arbeitsgeräts und/oder eine aktuelle Kartierung des autonomen Arbeitsgeräts zu empfangen, welche durch das autonome Arbeitsgerät übertragen wurden. Eine Erfassung der Koordinaten des autonomen Arbeitsgeräts und/oder der Sensoreinheit erfolgt dabei beispielsweise durch GPS. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungsund/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung kann vorteilhaft eine gezielte Erfassung, besonders bevorzugt eine gezielte Lokalisierung des autonomen Arbeitsgeräts erfolgen.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung zumindest eine Kommunikationseinheit aufweist, die zumindest zu einem elektromagnetischen, elektronischen, optischen, akustischen und/oder magnetischen Datenaustausch mit dem autonomen Arbeitsgerät vorgesehen ist. Vorzugsweise ist die Kommunikationseinheit zu einem bidirektionalen elektromagnetischen, elektronischen, optischen, akustischen und/oder magnetischen Datenaustausch mit dem autonomen Arbeitsgerät vorgesehen. Besonders bevorzugt ist die Kommunikationseinheit zu einem Datenaustausch mit einer Kommunikationseinheit des autonomen Arbeitsgeräts vorgesehen. Unter einer „Kommunikationseinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, die zu einem Empfang und/oder zu einem Aussenden von Daten und/oder Signalen von und/oder an zumindest eine differierende Kommunikationseinheit vorgesehen ist. Vorzugsweise soll darunter insbesondere eine Einheit verstanden werden, die zu einem bidirektionalen Datentransfer mit zumindest einer differierenden Kommunikationseinheit vorgesehen ist. Ein Datentransfer erfolgt dabei insbesondere elektromagnetisch, elektronisch, optisch, akustisch und/oder magnetisch. Grundsätzlich sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Formen des Datentransfers denkbar. Es sind verschiedene, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Kommunikationseinheiten denkbar. Eine Kommunikation kann dabei insbesondere auf Basis von elektromagnetischen Wellen im nicht sichtbaren Bereich, wie beispielsweise W-LAN, Zigbee, Bluetooth, Infrarot, ultraviolettes Licht und/oder Radiowellen, oder im sichtbaren Bereich, wie beispielsweise durch Lichtzeichen und/oder kamerabasiert, ausgeführt werden. Dadurch kann insbesondere eine Kommunikation zwischen der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung und dem autonomen Arbeitsgerät erfolgen. Insbesondere kann dadurch ein Datenabgleich, die Übertragung von Informationen und/oder die Übertragung von Steuerbefehlen zwischen der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung und dem autonomen Arbeitsgerät erfolgen.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Kommunikationseinheit in zumindest einem Betriebszustand dazu vorgesehen ist, Navigationsbefehle an das autonome Arbeitsgerät zu übertragen. Zudem oder alternativ sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Befehle denkbar, welche von der Kommunikationseinheit in zumindest einem Betriebszustand an das autonome Arbeitsgerät übertragen werden können. Beispielsweise wäre denkbar, dass die zumindest eine Kommunikationseinheit in zumindest einem Betriebszustand dazu vorgesehen ist, einen Steuerbefehl zu einem Betriebszustand einer Antriebseinheit an das autonome Arbeitsgerät zu übertragen. Insbesondere wäre dabei denkbar, dass beispielsweise über die Kommunikationseinheit ein Betrieb eines Mähwerks kurzzeitig ausgesetzt werden kann. Unter einem „Navigationsbefehl“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Steuerbefehl der Kommunikationseinheit verstanden werden, der zumindest eine durch das autonome Arbeitsgerät auslesbare Zielposition, an welche das autonome Arbeitsgerät sich zu bewegen hat, und/oder zumindest eine durch das autonome Arbeitsgerät auslesbare Bewegungsfolge, welche durch das autonome Arbeitsgerät ausgeführt werden soll, beinhaltet. Grundsätzlich kann darunter jedoch auch ein abstrakter Befehl verstanden werden, wie beispielsweise die Rückkehr zu einem Ausgangspunkt oder das Zurückfahren einer bereits gefahrenen Strecke über eine definierte Dauer. Dadurch kann insbesondere erreicht werden, dass die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung dem autonomen Arbeitsgerät zumindest gezielte Navigationsbefehle erteilen kann. Dadurch kann wiederum eine gezielte Manipulation des autonomen Arbeitsgeräts erreicht werden. Insbesondere kann so erreicht werden, dass das autonome Arbeitsgerät durch die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung so beispielsweise aus Gebieten außerhalb des Arbeitsbereichs navigiert werden kann.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass die zumindest eine Kommunikationseinheit in zumindest einem Betriebszustand dazu vorgesehen ist, von dem autonomen Arbeitsgerät ausgesandte Statusdaten zu empfangen. Unter „Statusdaten“ des autonomen Arbeitsgeräts sollen in diesem Zusammenhang insbesondere Daten verstanden werden, welche zumindest einen Ist-Zustand zumindest eines variablen Parameters des autonomen Arbeitsgeräts darstellen. Es sind verschiedene, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Statusdaten denkbar, wie beispielsweise eine aktuelle Position des autonomen Arbeitsgeräts innerhalb des Arbeitsbereichs, ein Betriebszustand eines Mähwerks des autonomen Arbeitsgeräts, ein aktueller Status eines Arbeitsfortschritts des autonomen Arbeitsgeräts und/oder ein aktueller Ladezustand eines Energiespeichers des autonomen Arbeitsgeräts. Dadurch kann insbesondere erreicht werden, dass Statusdaten des autonomen Arbeitsgeräts von der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung genutzt und/oder verarbeiten werden können. Ferner kann insbesondere eine gezielte Auswertung durch die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung vorgenommen werden.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung zumindest eine Recheneinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, zumindest in Abhängigkeit von der erfassten Lokalisierungskenngröße zumindest einen Teilbereich des Arbeitsbereichs des autonomen Arbeitsgeräts aktiv zu begrenzen und/oder das autonome Arbeitsgerät zu einer Bearbeitung des Arbeitsbereichs aktiv zu steuern und/oder zu regeln. Vorzugsweise weist die Recheneinheit zumindest einen Mikrocontroller auf. Unter einer „Recheneinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit mit einem Informationseingang, einer Informationsverarbeitung und/oder einer Informationsausgabe verstanden werden. Vorteilhaft weist die Recheneinheit zumindest einen Prozessor, einen Speicher, Ein- und Ausgabemittel, weitere elektrische Bauteile, ein Betriebsprogramm, Regelroutinen, Steuerroutinen und/oder Berechnungsroutinen auf. Vorzugsweise sind die Bauteile der Recheneinheit auf einer gemeinsamen Platine und/oder vorteilhaft in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Ferner soll in diesem Zusammenhang unter einem „aktiven Begrenzen zumindest eines Teilbereichs des Arbeitsbereichs des autonomen Arbeitsgeräts“ insbesondere verstanden werden, dass eine durch die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung definierte Begrenzung des Arbeitsbereichs in zumindest einem Teilbereich aktiv, durch das Aussenden von Signalen an das autonome Arbeitsgerät, durch die Recheneinheit der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung erfolgt. Das Signal kann dabei sowohl abstrakt ausgestaltet sein, beispielsweise also lediglich eine Grenzüberschreitung anzeigen, als auch konkret ausgestaltet sein, beispielsweise also explizite Richtungs- und/oder Längenangaben beinhalten, welche von dem autonomen Arbeitsgerät verarbeitet werden können. Dabei soll unter „aktiv“ insbesondere verstanden werden, dass die Recheneinheit der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung bei einem bevorstehenden Verlassen und/oder bei einer Überquerung einer durch die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung definierten Begrenzung des Arbeitsbereichs von dem autonomen Arbeitsgerät aktiv Signale an das autonome Arbeitsgerät übersendet, die von dem autonomen Arbeitsgerät verarbeitet werden können. Vorzugsweise berechnet das autonome Arbeitsgerät aus den aktiven Signalen der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung selbsttätig ein weiteres Vorgehen und/oder Maßnahmen gegen ein Verlassen und/oder ein Überqueren der Begrenzung des Arbeitsbereichs. Des Weiteren soll unter einem „aktiven Steuern und/oder Regeln des autonomen Arbeitsgeräts zu einer Bearbeitung des Arbeitsbereichs“ in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Recheneinheit der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung aktiv Signale an das autonome Arbeitsgerät übersendet, welche von dem autonomen Arbeitsgerät zu Steuerbefehlen, wie beispielsweise Navigationsbefehlen, verarbeitet werden können. Die Signale können dabei insbesondere explizite Richtungs- und/oder Längenangaben beinhalten, die von dem autonomen Arbeitsgerät zur zukünftigen Navigation verarbeitet werden können. Dadurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung aktiv mit dem autonomen Arbeitsgerät kommunizieren kann und diesem aktiv Signale übersenden kann, die von dem autonomen Arbeitsgerät für einen weiteren Betrieb verarbeitet werden können. Dadurch kann insbesondere gezielt ein Fehlverhalten des autonomen Arbeitsgeräts vermieden werden. Insbesondere kann die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung so beispielsweise als variable Begrenzung genutzt werden. Des Weiteren können dadurch begrenzte Passagen direkt von der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung gesteuert und/oder überwacht werden. Es kann auf vollständige und dauerhafte Begrenzungen des Arbeitsbereichs des autonomen Arbeitsgeräts verzichtet werden. Ferner kann dadurch eine Begrenzung des Arbeitsbereichs für Grün-Grün-Grenzen erfolgen. Des Weiteren kann dadurch auch eine zeitliche Begrenzung einzelner Areale des Arbeitsbereichs erfolgen.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Recheneinheit in zumindest einem Betriebszustand dazu vorgesehen ist, das autonome Arbeitsgerät zumindest in Abhängigkeit von der erfassten Lokalisierungskenngröße zu einem Übergang zwischen zwei getrennten Teilbereichen des Arbeitsbereichs, die räumlich durch einen nicht zu bearbeitenden Bereich getrennt sind, aktiv zu steuern und/oder zu regeln. Unter einem „Übergang zwischen zwei getrennten Teilbereichen des Arbeitsbereichs“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein gezieltes Leiten des autonomen Arbeitsgeräts von einem Teilbereich des Arbeitsbereichs über eine definierte Passage in einen zweiten Teilbereich des Arbeitsbereichs. Vorzugsweise soll darunter insbesondere verstanden werden, dass das autonome Arbeitsgerät von der Recheneinheit zu einer Überquerung einer definierten Passage zwischen zwei getrennten Teilbereichen des Arbeitsbereichs angesteuert und/oder geregelt wird. Ferner soll in diesem Zusammenhang unter einem „nicht zu bearbeitenden Bereich“ insbesondere ein Bereich verstanden werden, der von dem autonomen Arbeitsgerät grundsätzlich befahren werden kann, jedoch nicht zu einer Bearbeitung vorgesehen ist, beispielsweise, da eine Bearbeitung nicht möglich oder nicht nötig ist. Vorzugsweise schließt der nicht zu bearbeitende Bereich zumindest annähernd eben an den Arbeitsbereich des autonomen Arbeitsgeräts an. Dabei soll unter „zumindest annähernd eben“ insbesondere verstanden werden, dass der nicht zu bearbeitende Bereich in einem Übergangsbereich zu dem Arbeitsbereich gegenüber dem Arbeitsbereich einen Höhenunterschied von maximal 10 cm, vorzugsweise von maximal 5 cm und besonders bevorzugt von maximal 2 cm aufweist. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhafte und bevorzugt intelligente Steuerung des autonomen Arbeitsgeräts durch die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung erreicht werden. Vorzugsweise kann dadurch eine Passage einer ebenen Trennung, wie beispielsweise einer Hofauffahrt, zwischen zwei Teilbereichen des Arbeitsbereichs ermöglicht werden. Insbesondere kann erreicht werden, dass das autonome Arbeitsgerät die Passage gezielt überqueren kann.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung eine Energieversorgungseinheit aufweist, die zu einer Energieerzeugung zumindest ein Solarelement und/oder zumindest eine Brennstoffzelle aufweist. Vorzugsweise ist das Solarelement und/oder die Brennstoffzelle zu einem Aufladen eines Energiespeichers der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung und/oder zu einer direkten Energieversorgung der Sensoreinheit und/oder der Recheneinheit und/oder der Kommunikationseinheit vorgesehen. Unter einem „Solarelement“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element verstanden werden, das Strahlungsenergie, insbesondere Sonnenlicht, indirekt oder vorzugsweise direkt in elektrische Energie umwandelt. Vorzugsweise soll darunter insbesondere ein Element verstanden werden, das zumindest eine Photovoltaikzelle umfasst. Dadurch kann insbesondere direkt an der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung Energie erzeugt werden. Insbesondere kann dadurch eine Abhängigkeit von einem Netzanschluss vermieden werden. Es kann eine freie Positionierung ermöglicht werden.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Energieversorgungseinheit zu einer Bereitstellung von Energie zumindest für die Sensoreinheit und/oder die Recheneinheit und/oder die Kommunikationseinheit zumindest einen Energiespeicher, vorzugsweise einen Akkumulator, und/oder zumindest einen Netzanschluss aufweist. Vorzugsweise wird der zumindest eine Energiespeicher durch das zumindest eine Solarelement und/oder die zumindest eine Brennstoffzelle geladen. Grundsätzlich wäre jedoch auch denkbar, dass der Energiespeicher temporär durch den Netzanschluss, durch das autonome Arbeitsgerät, durch Induktion oder durch Photodioden geladen werden kann. Alternativ wäre jedoch auch denkbar, dass der Energiespeicher wechselbar und/oder entnehmbar ausgestaltet ist. So könnte der Energiespeicher beispielsweise für ein Aufladen in einem Ladegerät entnommen werden und gegebenenfalls durch einen weiteren Energiespeicher ersetzt werden. Es wäre jedoch auch denkbar, dass der Energiespeicher als Einweg-Energiespeicher ausgebildet ist, und bei Entladung durch einen neuen Energiespeicher getauscht wird. Unter einem „Energiespeicher“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Vorrichtung zum temporären Speichern elektrischer Energie verstanden werden. Dadurch kann insbesondere eine zuverlässige Energieversorgung erreicht werden.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung ein Gehäuse mit zumindest einem Befestigungselement zu einer Befestigung in losem Untergrund aufweist. Vorzugsweise weist das Befestigungselement einen Kragen auf, durch welchen die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung, insbesondere die Sensoreinheit und/oder die Kommunikationseinheit der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung, in einer definierten Höhe fixiert werden kann. Vorzugsweise kann dadurch das Befestigungselement mit einer definierten Tiefe in einem losen Untergrund versenkt werden. Unter einem „Befestigungselement“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element verstanden werden, das zu einer form- und/oder kraftschlüssigen Fixierung der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung in einem Untergrund vorgesehen ist. Dadurch kann insbesondere eine zuverlässige Fixierung der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung erreicht werden.
Ferner wird ein Verfahren zur Erfassung und Verarbeitung einer Relativposition eines autonomen Arbeitsgeräts durch die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung vorgeschlagen.
Es wird vorgeschlagen, dass zumindest in Abhängigkeit von einer durch eine Sensoreinheit der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung erfassten Lokalisierungskenngröße zumindest ein Teilbereich eines Arbeitsbereichs des autonomen Arbeitsgeräts aktiv begrenzt wird und/oder das autonome Arbeitsgerät zu einer Bearbeitung des Arbeitsbereichs aktiv gesteuert und/oder geregelt wird. Dadurch kann vorteilhaft ein Eingreifen der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung in einen Betrieb des autonomen Arbeitsbereichs erreicht werden. Ferner kann gezielt ein Fehlverhalten des autonomen Arbeitsgeräts vermieden werden. Des Weiteren kann eine Steuerung und/oder eine Regelung des autonomen Arbeitsgeräts von einem festen Bezugspunkt aus erfolgen. Vorzugsweise kann dadurch eine variable Begrenzung des Arbeitsbereichs erreicht werden. Insbesondere können dadurch begrenzte Passagen direkt von der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung gesteuert und/oder überwacht werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das autonomen Arbeitsgerät zumindest in Abhängigkeit von der erfassten Lokalisierungskenngröße zu einem Übergang zwischen zwei getrennten Teilbereichen des Arbeitsbereichs, die räumlich durch einen nicht zu bearbeitenden Bereich getrennt sind, aktiv gesteuert und/oder geregelt wird. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhafte und bevorzugt intelligente Steuerung des autonomen Arbeitsgeräts durch die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung erreicht werden. Vorzugsweise kann dadurch eine Passage einer ebenen Trennung, wie beispielsweise einer Hofauffahrt, zwischen zwei Teilbereichen des Arbeitsbereichs ermöglicht werden. Insbesondere kann erreicht werden, dass das autonome Arbeitsgerät die Passage gezielt überqueren kann.
Die erfindungsgemäße Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung mit einer Sensoreinheit, mit einer Kommunikationseinheit und mit einer Recheneinheit in einer schematischen Darstellung,
2 die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung, in einem ersten Betriebsmodus, und ein autonomes Arbeitsgerät in einem Arbeitsbereich mit zwei getrennten Teilbereichen, in einer schematischen Darstellung,
3 die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung, in einem zweiten Betriebsmodus, und das autonome Arbeitsgerät in einem Arbeitsbereich, in einer schematischen Darstellung,
4 die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung und das autonome Arbeitsgerät in einem Arbeitsbereich, in einer schematischen Darstellung und
5 die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung und das autonome Arbeitsgerät in einem Arbeitsbereich, in einer schematischen Darstellung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt eine erfindungsgemäße Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 für ein autonomes Arbeitsgerät 12. Die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 ist von dem autonomen Arbeitsgerät 12 getrennt ausgebildet. Das autonome Arbeitsgerät 12 ist als autonomer Rasenmäher ausgebildet. Das autonome Arbeitsgerät 12 ist als Rasenmäherroboter ausgebildet. Das autonome Arbeitsgerät 12 ist dazu vorgesehen einen Arbeitsbereich 20 zu mähen. Der Arbeitsbereich 20 ist von einer Wiese bzw. einem Rasen eines Gartens gebildet. Grundsätzlich wäre jedoch auch denkbar, dass das autonome Arbeitsgerät 12 von einem Staubsaugerroboter oder einem anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Serviceroboter gebildet ist und der Arbeitsbereich 20 dementsprechend beispielsweise von einem Raum gebildet ist. Ferner wäre denkbar, dass das autonome Arbeitsgerät 12 auch für mehrere Arbeitsbereiche 20 programmiert werden kann.
Die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 weist ein Gehäuse 28 auf. Das Gehäuse 28 weist einen Grundkörper 34 auf. Der Grundkörper 34 des Gehäuses 28 ist zylindrisch ausgebildet. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Formgebung denkbar. Ferner weist das Gehäuse 28 ein Befestigungselement 30 zur Befestigung der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 in losem Untergrund auf. Das Befestigungselement 30 weist einen Befestigungsdorn 36 und einen an den Befestigungsdorn 36 anschließenden Kragen 38 auf. Der Kragen 38 ist zwischen dem Grundkörper 34 des Gehäuses 28 und dem Befestigungsdorn 36 angeordnet. Der Kragen 38 dient als Anschlag für eine Versenktiefe des Befestigungsdorns 36. Wird der Befestigungsdorn 36 bis zu dem Kragen 38 in einem Untergrund versenkt, kann gewährleistet werden, dass sich alle Bauteile der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 in einer definierten bzw. benötigten Höhe befinden. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltung des Befestigungselements 30 denkbar. Auf einer dem Befestigungselement 30 abgewandten Seite des Grundkörpers 34 weist das Gehäuse 28 eine Dachplatte 40 auf.
Ferner weist die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 eine Sensoreinheit 14 auf. Die Sensoreinheit 14 ist zu einer Erfassung von einer Lokalisierungskenngröße des autonomen Arbeitsgeräts 12 vorgesehen. Die Sensoreinheit 14 ist dazu vorgesehen, Kenngrößen zur Ermittlung einer aktuellen Position des autonomen Arbeitsgeräts 12 zu erfassen. Mittels der Sensoreinheit 14 wird in einem Betriebszustand eine Orientierung des autonomen Arbeitsgeräts 12 relativ zu der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 innerhalb des Arbeitsbereichs 20 erfasst. Die Sensoreinheit 14 ist teilweise innerhalb des Grundkörpers 34 des Gehäuses 28 der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 angeordnet. Die Sensoreinheit 14 ist als eine Ultraschallsensoreinheit ausgebildet. Die Sensoreinheit 14 weist vier nicht weiter sichtbare Ultraschallsensoren auf, die jeweils in einer horizontalen Ebene in jeweils um 90° versetzte Richtungen ausgerichtet sind.
Um die exakte Position des autonomen Arbeitsgeräts 12 relativ zu der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 bestimmen zu können, wird eine kommunikative Verbindung zwischen der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 und dem autonomen Arbeitsgerät 12 hergestellt. Die Verbindung wird zwischen der Sensoreinheit 14 der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 und zwei nicht weiter sichtbaren Sensoreinheiten des autonomen Arbeitsgeräts 12 hergestellt. Die nicht weiter sichtbaren Sensoreinheiten des autonomen Arbeitsgeräts 12 sind ebenfalls jeweils als Ultraschallsensoreinheit ausgebildet. Die nicht weiter sichtbaren Sensoreinheiten des autonomen Arbeitsgeräts 12 weisen ferner einen definierten Abstand zueinander auf dem autonomen Arbeitsgerät 12 auf. Die Sensoreinheit 14 der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 sendet dabei ein Signal aus der definierten Sequenz von Ultraschallwellen aus. Das Signal wird von allen Ultraschallsensoren der Sensoreinheit 14 ausgesendet. Das Signal umfasst beispielsweise zwei definierte Sequenzen von Ultraschallsignalen mit einem Zeitabstand von 100 ms. Das Signal der Sensoreinheit 14 ist dazu vorgesehen, das Aussenden des Antwortsignals durch die Sensoreinheiten des autonomen Arbeitsgeräts 12 nach einem Erkennen des Signals auszulösen. Sobald die Sensoreinheiten des autonomen Arbeitsgeräts 12 die definierte und eindeutige Sequenz von Ultraschallsignalen der Sensoreinheit 14 der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 empfangen, senden die Sensoreinheiten des autonomen Arbeitsgeräts 12 eine ebenfalls definierte und eindeutige Sequenz von Ultraschallsignalen zurück. Die Sensoreinheiten des autonomen Arbeitsgeräts 12 senden dabei definierte, eindeutige und sich jeweils unterscheidende Sequenzen von Ultraschallsignalen zurück. Dadurch kann durch die Sensoreinheit 14 der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 jeweils unterschieden werden von welcher der zwei Sensoreinheiten des autonomen Arbeitsgeräts 12 eine Sequenz von Ultraschallsignalen stammt.
Durch eine Messung einer Laufzeit der Ultraschallsignale zwischen einem Aussenden der definierten und eindeutigen Sequenz und einem Empfangen der definierten, eindeutigen und sich jeweils unterscheidenden Sequenzen von Ultraschallsignalen durch die Sensoreinheit 14 der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 sowie durch die Kenntnis der Schallgeschwindigkeit von Schall in Luft, kann eine tatsächliche Strecke s₁, s₂, s₃ zwischen dem autonomen Arbeitsgerät 12 und der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 bestimmt werden. Ferner kann durch die Entfernungsdifferenz zwischen einer Entfernung zwischen der Sensoreinheit 14 der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 und einer ersten Sensoreinheit des autonomen Arbeitsgeräts 12 und einer Entfernung zwischen der Sensoreinheit 14 der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 und einer zweiten Sensoreinheit des autonomen Arbeitsgeräts 12 auf eine Ausrichtung des autonomen Arbeitsgeräts 12 gegenüber der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 rückgeschlossen werden (4).
Durch eine Erfassung einer jeweiligen Intensität eines zurückkommenden Ultraschallsignals an jedem der Ultraschallsensoren der Sensoreinheit 14, kann auf eine Richtung rückgeschlossen werden, aus welcher das Ultraschallsignal kommt. Dadurch kann ein Winkel α₁, α₂, α₃ rückgeschlossen werden, in welchem sich das autonome Arbeitsgerät 12 relativ zu der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 befindet (5).
Zudem oder alternativ wäre jedoch auch denkbar, dass die Sensoreinheit 14 einen Kompass aufweist. Dadurch könnte beispielsweise auf eine Sensoreinheit an dem autonomen Arbeitsgerät verzichtet werden, da mit globalen Orientierungen gearbeitet werden kann. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltung der Sensoreinheit 14 denkbar. Ferner wäre auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ortung bzw. Entfernungs-, Winkel- und/oder Ausrichtungserfassung zwischen der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 und dem autonomen Arbeitsgerät 12 denkbar. Beispielsweise wäre denkbar, dass eine Ortung über Radiowellen erfolgt. Die Radiowellen können dabei von zwei oder mehren Antennen, insbesondere HF-Antennen, ausgesandt werden und von einem Peilsender empfangen werden. Ferner wäre alternativ auch denkbar, dass eine Ortung mittels einer Kamera erfolgt, welche dazu vorgesehen ist, mehrere identifizierbare Marker auf dem autonomen Arbeitsgerät 12 zu erfassen. Durch Ermittlung der Abstände zu den Empfangseinheiten könnte ermöglicht werden, die Position des autonomen Arbeitsgeräts 12 eindeutig zu bestimmen.
Des Weiteren weist die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 eine Kommunikationseinheit 16 auf. Die Kommunikationseinheit 16 ist teilweise innerhalb des Grundkörpers 34 des Gehäuses 28 der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 angeordnet. Die Kommunikationseinheit 16 ist zu einem elektronischen Datenaustausch mit dem autonomen Arbeitsgerät 12 vorgesehen. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Form des Datenaustauschs denkbar, wie beispielsweise ein elektromagnetischer, ein optischer, ein akustischer und/oder ein magnetischer Datenaustausch. Eine Kommunikation mit dem autonomen Arbeitsgerät 12 erfolgt auf Basis von elektromagnetischen Wellen im nicht sichtbaren Bereich. Die Kommunikationseinheit 16 weist dazu eine nicht weiter sichtbare Bluetooth-Schnittstelle auf, die zu einer Kommunikation mit einer nicht weiter sichtbaren Bluetooth-Schnittstelle des autonomen Arbeitsgeräts 12 vorgesehen ist. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Form der Kommunikation denkbar.
Die Kommunikationseinheit 16 ist in einem Betriebszustand dazu vorgesehen, Navigationsbefehle an das autonome Arbeitsgerät 12 zu übertragen. Ferner können über die Kommunikationseinheit 16 weitere Befehle an das autonome Arbeitsgerät 12 übertragen werden. Über die Kommunikationseinheit 16 kann beispielsweise zudem ein Befehl zu einer temporären Deaktivierung des Mähwerks an das autonome Arbeitsgerät 12 übertragen werden. Des Weiteren ist die Kommunikationseinheit 16 in einem Betriebszustand dazu vorgesehen, von dem autonomen Arbeitsgerät 12 ausgesandte Statusdaten zu empfangen. Dabei werden verschiedene Statusdaten von dem autonomen Arbeitsgerät 12 an die Kommunikationseinheit 16 der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 übertragen. Das autonome Arbeitsgerät 12 überträgt Daten zu einer von dem autonomen Arbeitsgerät 12 ermittelten aktuellen Position des autonomen Arbeitsgeräts 12 an die Kommunikationseinheit 16 der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10. Das autonome Arbeitsgerät 12 überträgt eine interne Trajektorie, welche mit Hilfe einer Inertialnavigation bestimmt wird, an die Kommunikationseinheit 16. Dadurch können Mehrdeutigkeiten der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 bei einer Lokalisierung des autonomen Arbeitsgeräts 12 aufgelöst werden. Ferner können dadurch Echos erkannt und insgesamt ein Lokalisierungsergebnis verbessert werden. Die hierbei verwendeten Algorithmen werden in einem Schätzframework implementiert. Dadurch kann insbesondere eine Komplexität gering gehalten werden, wodurch lediglich eine geringe Rechenleistung benötigt wird. Ferner überträgt das autonome Arbeitsgerät 12 Daten zu einem aktuellen Mähstatus an die Kommunikationseinheit 16 der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10. Dadurch kann beispielsweise von der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 ein bestimmter Teilbereich des Arbeitsbereichs 20 so lange gesperrt werden, bis ein aktueller Teilbereich vollständig gemäht ist. Des Weiteren überträgt das autonome Arbeitsgerät 12 Daten zu einem aktuellen Ladezustand an die Kommunikationseinheit 16 der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10. Über die Daten zu einem aktuellen Ladezustand kann von der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 abgeschätzt werden, wie schnell das autonome Arbeitsgerät 12 zurück zu einer Basisstation muss. Dadurch kann verhindert werden, dass eine Rückkehr aufgrund von Navigationsbefehlen der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 nicht möglich ist.
Ferner wird durch die Kommunikationseinheit 16 eine Gesamtlokalisierung des autonomen Arbeitsgeräts 12 verbessert. Befindet sich das autonome Arbeitsgerät 12 in einem Erfassungsbereich der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10, kann eine Position der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 relativ zu einer Basisstation erfasst werden und in einer virtuellen Karte des autonomen Arbeitsgeräts 12 abgespeichert werden. Dadurch kann die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 als fester Bezugspunkt für das autonome Arbeitsgerät 12 genutzt werden, wodurch eine Gesamtlokalisierung des autonomen Arbeitsgeräts 12 verbessert wird. Die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 überträgt dem autonomen Arbeitsgerät 12 über die Kommunikationseinheit 16 ständig eigene Lokalisierungsergebnisse in Form von Ergebnissen einer Entfernungsmessung und einer Winkelmessung.
Ferner weist die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 eine Recheneinheit 18 auf. Die Recheneinheit 18 weist einen Mikrocontroller auf. Die Recheneinheit 18 ist innerhalb des Grundkörpers 34 des Gehäuses 28 angeordnet. Die Recheneinheit 18 ist dazu vorgesehen, in Abhängigkeit von der erfassten Lokalisierungskenngröße einen Teilbereich 20.1, 20.2, 20.3 des Arbeitsbereichs 20 des autonomen Arbeitsgeräts 12 aktiv zu begrenzen. Die Recheneinheit 18 ist in einem ersten Betriebsmodus der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 dazu vorgesehen, einen Teilbereich 20.1, 20.2, 20.3 des Arbeitsbereichs 20 des autonomen Arbeitsgeräts 12 aktiv zu begrenzen.
Ferner ist die Recheneinheit 18 dazu vorgesehen, in Abhängigkeit von der erfassten Lokalisierungskenngröße das autonome Arbeitsgerät 12 zu einer Bearbeitung des Arbeitsbereichs 20 aktiv zu steuern und zu regeln. Die Recheneinheit 18 ist dazu vorgesehen, in Abhängigkeit von der erfassten Lokalisierungskenngröße, zu einer Bearbeitung des Arbeitsbereichs 20 aktiv Signale an das autonome Arbeitsgerät 12 zu übersenden, die von dem autonomen Arbeitsgerät verarbeitet werden können. Die Recheneinheit 18 ist in einem zweiten Betriebsmodus der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 dazu vorgesehen, das autonome Arbeitsgerät 12 zu einer Bearbeitung des Arbeitsbereichs 20 aktiv zu steuern und zu regeln. Die Recheneinheit 18 ist dazu vorgesehen, zu einer Steuerung und einer Regelung des autonomen Arbeitsgeräts 12 zu einer Bearbeitung des Arbeitsbereichs 20 aktiv Signale an das autonome Arbeitsgerät 12, welche von einer Recheneinheit des autonomen Arbeitsgerät 12 zu einer Steuerung und einer Regelung des autonomen Arbeitsgerät 12 verarbeitet werden können. Die Recheneinheit 18 ist in einem Betriebszustand dazu vorgesehen, das autonome Arbeitsgerät 12 in Abhängigkeit von der erfassten Lokalisierungskenngröße zu einem Übergang zwischen zwei getrennten Teilbereichen 20.1, 20.2 des Arbeitsbereichs 20 die räumlich durch einen nicht zu bearbeitenden Bereich 22 getrennt sind, aktiv zu steuern und zu regeln. Die Recheneinheit 18 ist in dem zweiten Betriebsmodus der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 dazu vorgesehen, das autonome Arbeitsgerät 12 in Abhängigkeit von der erfassten Lokalisierungskenngröße zu einem Übergang zwischen zwei getrennten Teilbereichen 20.1, 20.2 des Arbeitsbereichs 20, die räumlich durch einen nicht zu bearbeitenden Bereich 22 getrennt sind, aktiv zu steuern und zu regeln. Die Recheneinheit 18 ist dazu vorgesehen, zu einem Übergang des autonomen Arbeitsgeräts 12 zwischen zwei getrennten Teilbereichen 20.1, 20.2 des Arbeitsbereichs 20, aktiv Signale an das autonome Arbeitsgerät 12 zu übertragen, durch welche das autonome Arbeitsgerät auf einen vorgesehen Übergang schließen und diesen bei einer Navigation berücksichtigen kann. Grundsätzlich sind jedoch auch alternative und/oder weitere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Betriebsmodi der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 denkbar.
Des Weiteren weist die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 eine Energieversorgungseinheit 24 auf. Die Energieversorgungseinheit 24 weist einen Energiespeicher 42 auf. Der Energiespeicher 42 ist von einem Akkumulator gebildet. Der Energiespeicher 42 ist innerhalb des Grundkörpers 34 des Gehäuses 28 angeordnet. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine alternative Anordnung des Energiespeichers 42 denkbar. Der Energiespeicher 42 ist dazu vorgesehen, der Sensoreinheit 14, der Kommunikationseinheit 16 und der Recheneinheit 18 Energie bereitzustellen. Ferner weist die Energieversorgungseinheit 24 zu einer Energieerzeugung ein Solarelement 26 auf. Grundsätzlich wären jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Elemente zu einer Energieversorgung, wie beispielsweise eine Brennstoffzelle, denkbar. Das Solarelement 26 weist mehrere Photovoltaikzellen auf. Das Solarelement 26 ist in der Dachplatte 40 des Gehäuses 28 angeordnet. Das Solarelement 26 ist dazu vorgesehen, den Energiespeicher 42 aufzuladen. Grundsätzlich wäre jedoch auch denkbar, dass das Solarelement 26 die Sensoreinheit 14, die Kommunikationseinheit 16 und/oder die Recheneinheit 18 in einem Betrieb direkt versorgt. Dies kann beispielsweise bei ausreichendem Sonnenschein während eines Betriebs realisiert werden.
Das autonome Arbeitsgerät 12 und die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 bilden ein System 32. Grundsätzlich ist ein Betrieb des autonomen Arbeitsgeräts 12 jedoch auch ohne die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 möglich.
Die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 kann in zwei Betriebsmodi betrieben werden. Der Betriebsmodus kann dabei über einen nicht weiter sichtbaren Schalter ausgewählt werden, Grundsätzlich wäre jedoch auch denkbar, dass die Betriebsmodi jeweils durch differierende Arbeitsbereichsmarkiervorrichtungen 10 realisiert sind. Der erste Betriebsmodus ist dabei von einem Grenzmodus gebildet und der zweite Betriebsmodus ist von einem Leitmodus gebildet. Hierfür ist jeweils ein Verfahren zur Erfassung und Verarbeitung einer Relativposition des autonomen Arbeitsgeräts 12 durch die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 vorgesehen.
Vorab wird die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 mit dem autonomen Arbeitsgerät 12 gekoppelt. Dies geschieht in einer Initialphase, bei der eine Stärke des Funksignals genutzt wird, um den Mäher erstmals zu erkennen. Anschließend kann an der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 oder dem autonomen Arbeitsgerät 12 eine Kopplung bestätigt werden. Abschließend kann ab diesem Zeitpunkt ein Kommunikationsprotokoll personalisiert werden. Eindeutige Identifizierungsnummern erlauben so die Verwendung mehrerer Arbeitsbereichsmarkiervorrichtungen 10 und/oder die Unterscheidung mehrerer autonomer Arbeitsgeräte 12.
In dem Verfahren des ersten Betriebsmodus der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 wird in Abhängigkeit von einer durch die Sensoreinheit 14 der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 erfassten Lokalisierungskenngröße ein Teilbereich 20.3 eines Arbeitsbereichs 20 des autonomen Arbeitsgeräts 12 aktiv begrenzt. Die Recheneinheit 18 der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 erzeugt dabei eine virtuelle Grenzlinie, welche sich durch die Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 erstreckt. Die Erstreckung der virtuellen Grenzlinie ist für einen Bediener durch einen Pfeil auf dem Gehäuse 28 der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 dargestellt. Anschließend wird über die Sensoreinheit 14 ständig eine Position des autonomen Arbeitsgeräts 12 überwacht. Grundsätzlich wäre jedoch auch denkbar, dass eine Überwachung lediglich in einer direkten Umgebung der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 erfolgt. Fährt das autonome Arbeitsgerät 12 nun aus dem Teilbereich 20.3 an die virtuelle Grenzlinie und ist dabei in einen nicht zu bearbeitenden Bereich 22 zu fahren, wird von der Recheneinheit 18 eine Grenzübertretung erfasst. In einem nächsten Schritt wird von der Recheneinheit 18 aktiv ein Signal an das autonome Arbeitsgerät 12 ausgesandt, welches dem autonomen Arbeitsgerät 12 einen möglichen Weg zurück in den Teilbereich 20.3 des Arbeitsbereichs 20 anzeigt. Grundsätzlich wäre jedoch auch denkbar, dass das Signal dem autonomen Arbeitsgerät 12 lediglich eine Grenzüberschreitung anzeigt. Das Signal kann nun von einer Recheneinheit des autonomen Arbeitsgeräts 12 verarbeitet und in ein Koordinatensystem des autonomen Arbeitsgeräts 12 umgerechnet werden. Die Recheneinheit des autonomen Arbeitsgeräts 12 kann nun eine Navigationsstrategie berechnen, welche das autonome Arbeitsgerät 12 wieder zurück in den Teilbereich 20.3 fährt (3).
In dem Verfahren des zweiten Betriebsmodus der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 wird das autonome Arbeitsgerät 12 in Abhängigkeit von der erfassten Lokalisierungskenngröße zu einem Übergang zwischen zwei getrennten Teilbereichen 20.1, 20.2 des Arbeitsbereichs 20, die räumlich durch einen nicht zu bearbeitenden Bereich 22 getrennt sind, aktiv gesteuert und geregelt. Die Recheneinheit 18 der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 erzeugt dabei eine virtuelle Passage über den nicht zu bearbeitenden Bereich 22, auf welcher das autonome Arbeitsgerät 12 den nicht zu bearbeitenden Bereich 22 überqueren kann. Die korrekte Justierung bzw. eine Richtung der virtuellen Passage bzw. des Übergangswegs ist für einen Bediener durch einen Pfeil auf dem Gehäuse 28 der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 dargestellt. Anschließend wird über die Sensoreinheit 14 ständig eine Position des autonomen Arbeitsgeräts 12 überwacht. Grundsätzlich wäre jedoch auch denkbar, dass eine Überwachung lediglich in einer direkten Umgebung der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 erfolgt. Fährt das autonome Arbeitsgerät 12 nun beispielsweise aus dem Teilbereich 20.1 an den nicht zu bearbeitenden Bereich 22 und ist dabei in den nicht zu bearbeitenden Bereich 22 zu fahren, wird von der Recheneinheit 18 ein geplanter Übergang erfasst. In einem nächsten Schritt wird von der Recheneinheit 18 aktiv ein Signal an das autonome Arbeitsgerät 12 ausgesandt, welches dem autonomen Arbeitsgerät 12 einen Übergang über den nicht zu bearbeitenden Bereich 22 anzeigt. Das Signal kann nun von einer Recheneinheit des autonomen Arbeitsgeräts 12 verarbeitet und in ein Koordinatensystem des autonomen Arbeitsgeräts 12 umgerechnet werden. Die Recheneinheit des autonomen Arbeitsgeräts 12 kann nun eine Navigationsstrategie berechnen, welche das autonome Arbeitsgerät 12 über einen Übergangsweg von dem Teilbereich 20.1 in den Teilbereich 20.2 fährt. Dadurch kann gewährleistet werden, dass das autonome Arbeitsgerät 12 nicht willkürlich über den nicht zu bearbeitenden Bereich 22 fährt, sondern über einen vorgegeben Übergangsweg fährt. Dieser Übergangsweg kann beispielsweise speziell ausgestaltet sein und von einem Bediener beispielsweise mit einem Kunstrasen ausgelegt werden. Zudem oder alternativ kann die Recheneinheit 18 aktiv ein Signal an das autonome Arbeitsgerät 12 übersenden, dass für die Dauer des Übergangs über die Kommunikationseinheit 16 das Mähwerk des autonomen Arbeitsgeräts 12 deaktiviert werden sollte. Dadurch kann beispielsweise bei einem Überfahren von Kies eine Beschädigung des Mähwerks verhindert werden. Ferner kann so auch das willkürliche Durchfahren von Blumenbeeten verhindert werden. Alternativ wäre jedoch auch denkbar, dass der nicht zu bearbeitende Bereich 22 in bestimmten Situationen von der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung 10 vollständig gesperrt werden kann (2).

Claims

Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung für ein autonomes Arbeitsgerät (12), insbesondere für einen autonomen Rasenmäher, welche getrennt von dem autonomen Arbeitsgerät (12) ausgebildet ist, gekennzeichnet durch zumindest eine Sensoreinheit (14), die zu einer Erfassung von zumindest einer Lokalisierungskenngröße des autonomen Arbeitsgeräts (12) vorgesehen ist.
Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zumindest eine Kommunikationseinheit (16), die zumindest zu einem elektromagnetischen, elektronischen, optischen, akustischen und/oder magnetischen Datenaustausch mit dem autonomen Arbeitsgerät (12) vorgesehen ist.
Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Kommunikationseinheit (16) in zumindest einem Betriebszustand dazu vorgesehen ist, Navigationsbefehle an das autonome Arbeitsgerät (12) zu übertragen.
Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung zumindest nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Kommunikationseinheit (16) in zumindest einem Betriebszustand dazu vorgesehen ist, von dem autonomen Arbeitsgerät (12) ausgesandte Statusdaten zu empfangen.
Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine Recheneinheit (18), die dazu vorgesehen ist, zumindest in Abhängigkeit von der erfassten Lokalisierungskenngröße zumindest einen Teilbereich (20.1, 20.2, 20.3) des Arbeitsbereichs (20) des autonomen Arbeitsgeräts (12) aktiv zu begrenzen und/oder das autonome Arbeitsgerät (12) zu einer Bearbeitung des Arbeitsbereichs (20) aktiv zu steuern und/oder zu regeln.
Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Recheneinheit (18) in zumindest einem Betriebszustand dazu vorgesehen ist, das autonomen Arbeitsgerät (12) zumindest in Abhängigkeit von der erfassten Lokalisierungskenngröße zu einem Übergang zwischen zwei getrennten Teilbereichen (20.1, 20.2) des Arbeitsbereichs (20), die räumlich durch einen nicht zu bearbeitenden Bereich (22) getrennt sind, aktiv zu steuern und/oder zu regeln.
Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Energieversorgungseinheit (24), die zu einer Energieerzeugung zumindest ein Solarelement (26) und/oder zumindest eine Brennstoffzelle aufweist.
Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (28) mit zumindest einem Befestigungselement (30) zu einer Befestigung in losem Untergrund.
System mit einem autonomen Arbeitsgerät (12), insbesondere einem autonomen Rasenmäher, und mit einer Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
Verfahren zur Erfassung und Verarbeitung einer Relativposition eines autonomen Arbeitsgeräts (12) durch eine Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in Abhängigkeit von einer durch eine Sensoreinheit (14) der Arbeitsbereichsmarkiervorrichtung (10) erfassten Lokalisierungskenngröße zumindest ein Teilbereich (20.1, 20.2, 20.3) eines Arbeitsbereichs (20) des autonomen Arbeitsgeräts (12) aktiv begrenzt wird und/oder das autonome Arbeitsgerät (12) zu einer Bearbeitung des Arbeitsbereichs (20) aktiv gesteuert und/oder geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das autonome Arbeitsgerät (12) zumindest in Abhängigkeit von der erfassten Lokalisierungskenngröße zu einem Übergang zwischen zwei getrennten Teilbereichen (20.1, 20.2) des Arbeitsbereichs (20), die räumlich durch einen nicht zu bearbeitenden Bereich (22) getrennt sind, aktiv gesteuert und/oder geregelt wird.