DE102016205336A1

DE102016205336A1 - Autonomous device for the treatment of weeds

Info

Publication number: DE102016205336A1
Application number: DE102016205336.1A
Authority: DE
Inventors: Peter Biber; Maximilian Wenger; Sebastian Haug; Guido Fiala; Phillip Thiebes; Benjamin Visel; Adrian Coussins; Matthias Koesters; Juergen Jerkewitz; Stefan Laible
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2017-10-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine autonome Vorrichtung zur Behandlung von Unkraut in Fugen, die eine Antriebseinheit und eine Energieversorgungseinheit aufweist. Die autonome Vorrichtung weist eine Lokalisierungseinheit, die dazu ausgebildet ist Fugen optisch und/oder taktil zu lokalisieren, eine Grenzerkennungseinheit zur Bestimmung der Grenzen in denen die autonome Vorrichtung betrieben werden soll und eine Navigationseinheit, die die autonome Vorrichtung während des Betriebs navigiert, auf. Zusätzlich weist die autonome Vorrichtung eine Bearbeitungseinheit auf, die dazu ausgebildet ist Unkraut thermisch zu behandeln.The invention relates to an autonomous device for treating weeds in joints, comprising a drive unit and a power supply unit. The autonomous device comprises a localization unit configured to visually and / or tactually locate joints, a boundary detection unit for determining the boundaries in which the autonomous device is to be operated and a navigation unit navigating the autonomous device during operation. In addition, the autonomous device has a processing unit that is designed to thermally treat weeds.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine autonome Vorrichtung zur Behandlung von Unkraut gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to an autonomous device for the treatment of weeds according to the preamble of claim 1.

In DE 20 2013 008 669 U1 ist ein Roboter zum Entfernen von Gräsern und andere Pflanzen aus Pflasterfugen beschrieben, der unter Zuhilfenahme einer abbildenden Optik sowie eines Rechners zur Erkennung des Fugenverlaufs eine autonome Reinigung der Pflasterfugen durch eine rotierende Bürste vornimmt.In DE 20 2013 008 669 U1 describes a robot for removing grasses and other plants from pavement joints, which performs an autonomous cleaning of the pavement joints by means of a rotating brush with the aid of an imaging optics and a computer for detecting the joint profile.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Aus dem Stand der Technik ergibt sich die Aufgabe eine autonome Vorrichtung zur Behandlung von Unkraut bereitzustellen, die zur effizienten Behandlung von Unkraut eingesetzt werden kann. The object of the prior art is to provide an autonomous device for the treatment of weeds, which can be used for the efficient treatment of weeds.

Die Erfindung betrifft eine autonome Vorrichtung zur Behandlung von Unkraut in Fugen, die eine Antriebseinheit und eine Energieversorgungseinheit aufweist. Unter Fugen soll dabei insbesondere ein Spalt oder ein Zwischenraum zwischen zwei Materialien oder Bauteilen verstanden werden. In Fugen, insbesondere in Fugen, die sich auf Oberflächen außerhalb von Gebäuden befinden, kann ungewollt Unkraut wachsen, welches durch die autonome Vorrichtung zur Behandlung von Unkraut entfernt werden soll. Die Antriebseinheit ist zur Fortbewegung der autonomen Vorrichtung ausgebildet und wird von der Energieversorgungseinheit mit Energie versorgt. Die Energieversorgungseinheit kann hierzu einen oder mehrere wiederaufladbare, insbesondere auswechselbare, Akkumulatoren mit zumindest einer Akkuzelle sowie eine Ladeschnittstelle aufweisen, wobei die Ladeschnittstelle dazu vorgesehen ist, den wiederaufladbaren Akkumulator der Energieversorgungseinheit elektrisch mit einer externen Energiequelle zu verbinden. Die Ladeschnittstelle der autonomen Vorrichtung kann zumindest teilweise außerhalb eines Gehäuses der autonomen Vorrichtung angeordnet sein. So kann außerhalb des Gehäuses der autonomen Vorrichtung eine Ladestation vorgesehen sein, welche von der autonomen Vorrichtung nach dem Betrieb oder wenn die Energieversorgungseinheit wieder aufgeladen werden muss, selbsttätig angesteuert wird und sich mit ihr elektrisch und insbesondere mechanisch verbindet. Die Ladestation kann wiederum elektrisch mit einer externen Energiequelle verbunden sein. Bei der externen Energiequelle kann es sich beispielhaft um eine 230 V Steckdose handeln. Die Antriebseinheit kann beispielsweise drei oder vier Räder aufweisen, wobei die beiden stirnseitigen Räder zur Lenkung und die beiden hinteren Räder zum Antrieb vorgesehen sein können. Die Antriebseinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, die autonome Vorrichtung auf einer bebauten Oberfläche beziehungsweise einer gepflasterten oder gefliesten Oberfläche zu bewegen. Des Weiteren weist die autonome Vorrichtung eine Lokalisierungseinheit auf, die dazu ausgebildet ist, Fugen optisch und/oder taktil auf einer Oberfläche zu lokalisieren. Insbesondere kann die Lokalisierungseinheit auch dazu ausgebildet sein, die Dimension, also die Breite und Tiefe der Fuge zu detektieren. Unter einer Fuge soll insbesondere ein gewollter und/oder toleranzbedingter Spalt zwischen zwei Bauteilen oder Materialien verstanden werden. In Gärten oder auf Terrassen können die Fugen leer, mit Erde oder mit Steinen befüllt sein. Somit unterscheiden sich die Fugen optisch oder in ihrer Höhe, ihrer Rauheit oder in ihrer Druckfestigkeit von den Bauteilen oder den Materialien, zwischen denen sie angeordnet sind. Insbesondere ist die Lokalisierungseinheit dazu ausgebildet, den Fugenverlauf, vorteilhaft während der Bewegung der autonomen Vorrichtung, zu erkennen. Unter optischer Lokalisierung soll insbesondere die Aufnahme und Auswertung von optischen Bildern der Oberfläche, über welcher sich die autonome Vorrichtung bewegt, verstanden werden. Die optischen Bilder können dabei Fotos oder auch Intensitätsdaten von Licht in verschiedenen Spektralbereichen sein. Zur Aufnahme der optischen Bilder kann die Vorrichtung eine Kamera oder andere optischen Sensoren aufweisen. Unter taktiler Lokalisierung soll insbesondere das Ausmessen und Auswerten von Kraftdaten verstanden werden. Hierfür kann die Lokalisierungseinheit ein Kraftsensor, beispielweise in Form eines Tasters aufweisen, welcher beweglich in Richtung der Oberfläche in oder an der autonomen Vorrichtung gelagert ist und welcher in Richtung der Oberfläche vorgespannt ist. Ferner weist die autonome Vorrichtung eine Grenzerkennungseinheit auf, die dazu ausgebildet ist, die Grenzen in denen der Betrieb der autonomen Vorrichtung vorgesehen ist, insbesondere automatisch, zu detektieren. Beispielhaft kann die Grenzerkennungseinheit analog zu einem System zur Arbeitsbereichserkennung wie in DE 10 2008 042 948 A1 ausgebildet sein. Die Grenzerkennungseinheit kann einen Sensor aufweisen, der dazu ausgebildet ist, pflanzliche Materialien von anderen Materialien wie Steine oder Metallen zu unterscheiden. Es ist auch denkbar, dass größere Stellen mit Vegetation wie beispielsweise ein Rasen, Büsche oder Blumenbeete als Grenzen von dem Sensor erkannt werden. Die Grenzerkennungseinheit kann auch einen haptischen Sensor aufweisen, der beispielsweise eine Kollision der autonomen Vorrichtung mit einem größeren Objekt wie beispielsweise einer Wand, einem Zaun oder Gartenmöbeln detektieren und als Grenze erfassen kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Grenzerkennungseinheit auch einen Sensor umfassen, der dazu ausgebildet ist, stationäre oder mobile Markierungen insbesondere optisch, elektrisch und/oder magnetisch zu erfassen. Beispiele für eine stationäre Markierung sind fixierte Lichtschranken, die dazu benutzt werden können, den Arbeitsbereich der autonomen Vorrichtung von einem angrenzende Bereich, insbesondere einem angrenzenden gepflasterten Bereich, zu trennen. Alternativ ist auch ein Draht als stationäre Markierung denkbar, beispielsweise in Form eines stromdurchflossenen Drahts. Beispielhaft kann die Position der autonomen Vorrichtung bezüglich eines definierten Bereichs analog zu dem in DE 10 2010 028 251 A1 bestimmt werden. Als mobile Markierung können transportierbare Lichtschranken verwendet werden oder magnetische Streifen. Weiterhin umfasst die autonome Vorrichtung eine Navigationseinheit, die eine Recheneinheit umfasst, und zumindest dazu ausgebildet ist, die Vorrichtung innerhalb der Grenzen, die durch die Grenzerkennungseinheit bestimmt werden und entlang der Fugen, die durch die Lokalisierungseinheit lokalisiert werden, während eines Betriebes der Vorrichtung zu navigieren. Die Navigationseinheit kann insbesondere dazu ausgebildet sein, die autonome Vorrichtung vollständig und systematisch über alle Fugen im Arbeitsbereich zu navigieren. Alternativ kann die Navigationseinheit auch genutzt werden, um die autonome Vorrichtung in einem zufälligen Muster über den gesamten Arbeitsbereich zu bewegen. Vorteilhaft wird die autonome Vorrichtung systematisch entlang der Fugen beziehungsweise entlang des Fugenverlaufs bewegt, was eine effiziente und schnelle Behandlung von Unkraut, das sich in den Fugen befindet, ermöglicht. Besondere Merkmale des Bodens innerhalb des Arbeitsbereichs der autonomen Vorrichtung, die von der Grenzerkennungseinheit erfasst werden können, können von der Navigationseinheit als Landmarken verwendet werden. Zusätzlich weist die Vorrichtung eine Bearbeitungseinheit auf, die dazu ausgebildet ist, Unkraut thermisch zu behandeln. Die Bearbeitungseinheit ist insbesondere dazu ausgebildet, sämtliches Unkraut in seinem Wirkbereich zu töten, zu entfernen oder von der Wurzel zu trennen. Unter einer thermischen Behandlung soll insbesondere verstanden werden, dass die Behandlung im Wesentlichen über Hitze oder Verbrennen erfolgt. Dazu kann die Bearbeitungseinheit beispielweise einen Gasbrenner wie einen Propanbrenner oder ein Heizelement oder eine Plasmaquelle mit einer Quelle für heißes Plasma aufweisen. Alternativ oder auch zusätzlich ist auch denkbar, dass die Bearbeitungseinheit zur mechanischen Behandlung von Unkraut ausgebildet ist. Hierzu kann die Bearbeitungseinheit eine harte, aber leicht flexible Bürste aufweisen, vorteilhaft aus Metall und/oder Kunststoff geformt. Der Vorteil einer thermischen Behandlung gegenüber einer mechanischen Behandlung des Unkrauts ist, dass bei der thermischen Behandlung die an die Fugen angrenzenden Bauteile oder Materialien in der Regel weniger in Mitleidenschaft gezogen werden. Eine weitere Alternative der Bearbeitungseinheit kann eine chemische Behandlung von Unkraut vorsehen. Da die chemische Behandlung von Unkraut üblicherweise eine Flüssigkeit benötigt, kann die autonome Vorrichtung ein Flüssigkeitstank, welcher insbesondere auf dem Gehäuse der autonomen Vorrichtung angeordnet ist, aufweisen. Die chemische Flüssigkeit kann über Leitung zur Bearbeitungseinheit geleitet werden, die vorteilhaft eine Düse, beispielsweise eine Sprühdüse, zur insbesondere gezielten Verteilung der Flüssigkeit in den Fugen aufweist. Ferner kann die Bearbeitungseinheit auch die thermische und/oder mechanische und/oder chemische Behandlung von Unkraut miteinander kombinieren, um eine intensive Behandlung des Unkrauts zu ermöglichen.The invention relates to an autonomous device for treating weeds in joints, comprising a drive unit and a power supply unit. Under joints should be understood in particular a gap or a gap between two materials or components. In joints, especially in joints located on surfaces outside of buildings, weeds may unintentionally grow which is to be removed by the autonomous device for treating weeds. The drive unit is designed for locomotion of the autonomous device and is supplied with energy by the energy supply unit. For this purpose, the energy supply unit can have one or more rechargeable, in particular replaceable, accumulators with at least one rechargeable cell and a charging interface, the charging interface being intended to electrically connect the rechargeable accumulator of the energy supply unit to an external energy source. The charging interface of the autonomous device may be at least partially disposed outside a housing of the autonomous device. Thus, a charging station can be provided outside the housing of the autonomous device, which is automatically controlled by the autonomous device after operation or when the power supply unit has to be recharged and connects to it electrically and in particular mechanically. The charging station may in turn be electrically connected to an external power source. The external energy source can be an example of a 230 V socket. The drive unit may, for example, have three or four wheels, wherein the two front wheels for steering and the two rear wheels may be provided for driving. The drive unit is in particular intended to move the autonomous device on a built-up surface or a paved or tiled surface. Furthermore, the autonomous device has a localization unit which is designed to locate joints visually and / or tactually on a surface. In particular, the localization unit can also be designed to detect the dimension, that is to say the width and depth of the joint. A joint is to be understood in particular as a wanted and / or tolerance-related gap between two components or materials. In gardens or on terraces, the joints may be empty, filled with earth or with stones. Thus, the joints differ optically or in their height, their roughness or in their compressive strength of the components or the materials between which they are arranged. In particular, the localization unit is designed to detect the course of the joint, advantageously during the movement of the autonomous device. Optical localization is to be understood in particular as meaning the recording and evaluation of optical images of the surface over which the autonomous device moves. The optical images can be photos or even intensity data of light in different spectral ranges. For receiving the optical images, the device may comprise a camera or other optical sensors. By tactile localization is meant in particular the measurement and evaluation of force data. For this purpose, the localization unit may comprise a force sensor, for example in the form of a probe, which is mounted movably in the direction of the surface in or on the autonomous device and which is biased in the direction of the surface. Furthermore, the autonomous device has a limit detection unit, which is designed to detect the limits in which the operation of the autonomous device is provided, in particular automatically. By way of example, the limit detection unit can be used analogously to a workspace recognition system, as in FIG DE 10 2008 042 948 A1 be educated. The boundary detection unit may include a sensor configured to distinguish plant materials from other materials such as stones or metals. It is also conceivable that larger areas with vegetation such as a lawn, bushes or flower beds are recognized as limits of the sensor. The boundary detection unit may also include a haptic sensor that can detect, for example, a collision of the autonomous device with a larger object such as a wall, a fence or garden furniture and detect as a limit. Alternatively or additionally, the limit detection unit may also include a sensor which is designed to detect stationary or mobile markings in particular optically, electrically and / or magnetically. Examples of one Stationary markers are fixed light barriers that can be used to separate the working area of the autonomous device from an adjacent area, particularly an adjacent paved area. Alternatively, a wire as a stationary marking is conceivable, for example in the form of a current-carrying wire. By way of example, the position of the autonomous device with respect to a defined area analogous to that in FIG DE 10 2010 028 251 A1 be determined. Transportable photocells or magnetic strips can be used as a mobile marking. Furthermore, the autonomous device comprises a navigation unit which comprises a computing unit and is designed at least to navigate the device within the limits determined by the boundary detection unit and along the joints located by the localization unit during operation of the device , The navigation unit may in particular be designed to completely and systematically navigate the autonomous device over all joints in the work area. Alternatively, the navigation unit may also be used to move the autonomous device in a random pattern over the entire working area. Advantageously, the autonomous device is moved systematically along the joints or along the course of the joints, which allows an efficient and rapid treatment of weeds, which is located in the joints. Particular features of the ground within the working area of the autonomous device that can be detected by the border detection unit can be used as landmarks by the navigation unit. In addition, the device has a processing unit which is designed to treat weeds thermally. In particular, the processing unit is designed to kill, remove or separate all weeds in its effective range from the root. A thermal treatment is to be understood in particular as meaning that the treatment takes place essentially via heat or burning. For this purpose, the processing unit may for example have a gas burner such as a propane burner or a heating element or a plasma source with a source of hot plasma. Alternatively or additionally, it is also conceivable that the processing unit is designed for the mechanical treatment of weeds. For this purpose, the processing unit may have a hard but slightly flexible brush, advantageously formed of metal and / or plastic. The advantage of a thermal treatment over a mechanical treatment of the weeds is that in the thermal treatment, the components or materials adjacent to the joints are generally less affected. Another alternative of the processing unit may provide for a chemical treatment of weeds. Since the chemical treatment of weeds usually requires a liquid, the autonomous device may have a liquid tank, which is arranged in particular on the housing of the autonomous device. The chemical liquid can be passed via line to the processing unit, which advantageously has a nozzle, for example a spray nozzle, for the particular targeted distribution of the liquid in the joints. Further, the processing unit may also combine the thermal and / or mechanical and / or chemical treatment of weeds to allow for intensive treatment of the weeds.

Die Bearbeitungseinheit der autonomen Vorrichtung und die Antriebseinheit der autonomen Vorrichtung können beide von der Energieversorgungseinheit der autonomen Vorrichtung mit Energie versorgt werden. Hierzu sind sowohl die Bearbeitungseinheit als auch die Antriebseinheit mit einer Energiequelle der Energieversorgungseinheit, wie etwa einem wiederaufladbaren Akkumulator, elektrisch verbunden. Durch die gemeinsame Nutzung einer Energiequelle, wird ein kompakter Aufbau der autonomen Vorrichtung ermöglicht.The autonomous device processing unit and the autonomous device driving unit may both be powered by the autonomous device power supply unit. For this purpose, both the processing unit and the drive unit with a power source of the power supply unit, such as a rechargeable battery, electrically connected. By sharing an energy source, a compact design of the autonomous device is made possible.

Die Bearbeitungseinheit der autonomen Vorrichtung kann zumindest eine Plasmaquelle aufweisen. Die Plasmaquelle ist dazu ausgebildet eine heiße Plasma „Flamme“ zu erzeugen, im weitesten Sinne vergleichbar mit einer Flamme eines Feuerzeugs oder eines Propangas Brenners. Das Plasma kann beispielsweise durch Elektroden und einen Lüfter oder einer Barriereentladung erzeugt werden. Umfasst die autonome Vorrichtung mehr als eine Plasmaquelle, so können vorteilhaft auch Plasmaquellen mit unterschiedlichen Leistungsdaten, unterschiedlichen geometrischen Anordnungen oder Eigenschaften wie der Größe des Wirkbereichs der Plasmaquelle verbaut werden. So kann beispielsweise Energie gespart werden, in dem die Plasmaquelle zur Behandlung des Unkrauts verwendet wird, der hierfür geeignet ist und einen möglichst geringen Energieverbrauch aufweist. Sind Plasmaquellen mit unterschiedlichen Wirkbereichen in der autonomen Vorrichtung verbaut, so kann vorteilhaft diejenige Plasmaquelle von der autonomen Vorrichtung zur Behandlung des Unkrauts aktiviert werden, dessen Wirkbereich der Größe der Fuge beziehungsweise des Unkrauts am besten entspricht. Dabei werden die Daten, die die Lokalisierungseinheit bezüglich der Dimension der Fugen aufgenommen hat, verarbeitet und an die Bearbeitungseinheit weitergeleitet. Vorteilhaft kann hierdurch sowohl Energie gespart als auch sichergestellt werden, dass die an der Fuge angrenzenden Materialien dem Plasma möglichst wenig ausgesetzt werden. Unter der geometrischen Anordnung der Plasmaquelle soll insbesondere verstanden werden, dass die Plasmaquelle derart an oder in dem Gehäuse der autonomen Vorrichtung angeordnet sein kann, dass Wirkung der Plasmaquelle beziehungsweise die Flamme der Plasmaquelle im Wesentlichen senkrecht von oben oder im Wesentlichen seitlich auf das Unkraut wirkt. Die Bearbeitungseinheit kann auch derart beweglich im oder am Gehäuse der autonomen Vorrichtung angeordnet sein, dass der Winkel, unter dem die Bearbeitungseinheit, insbesondere die Plasmaquelle, auf die Fuge oder das Unkraut wirkt, einstellbar ist. Der Einsatz einer Plasmaquelle gegenüber einer anderen thermischen Behandlungsmethode wie einem Gasbrenner hat den zusätzlichen Vorteil, dass die autonome Vorrichtung nicht mit einem Gastank ausgestattet werden muss, was stets ein Sicherheitsrisiko darstellen kann. The processing unit of the autonomous device may comprise at least one plasma source. The plasma source is designed to produce a hot plasma "flame", broadly comparable to a flame of a lighter or a propane gas burner. The plasma can be generated for example by electrodes and a fan or a barrier discharge. If the autonomous device comprises more than one plasma source, plasma sources with different performance data, different geometric arrangements or properties, such as the size of the effective range of the plasma source, can advantageously also be installed. For example, energy can be saved, in which the plasma source is used to treat the weed, which is suitable for this purpose and has the lowest possible energy consumption. If plasma sources with different effective ranges are installed in the autonomous device, it is advantageously possible to activate that plasma source from the autonomous device for treating the weeds, the effective range of which best corresponds to the size of the joint or weeds. In this case, the data that the localization unit has recorded regarding the dimension of the joints is processed and forwarded to the processing unit. Advantageously, this can both save energy and ensure that the materials adjacent to the joint are exposed to the plasma as little as possible. The geometrical arrangement of the plasma source should be understood in particular to mean that the plasma source is so on or in the housing of the autonomous device may be arranged that effect of the plasma source or the flame of the plasma source acts substantially perpendicularly from above or substantially laterally on the weeds. The processing unit can also be movably arranged in or on the housing of the autonomous device such that the angle at which the processing unit, in particular the plasma source, acts on the joint or the weed, is adjustable. The use of a plasma source over another thermal treatment method such as a gas burner has the additional advantage that the autonomous device does not have to be equipped with a gas tank, which can always pose a safety risk.

Die Bearbeitungseinheit kann mehr als eine Plasmaquelle aufweisen, welche in einer Reihe senkrecht und/oder entlang zu der Fortbewegungsrichtung der autonomen Vorrichtung oder in einem Muster angeordnet sind. Unter einem Muster soll dabei eine bestimmte geometrische Anordnung, die einem Fachmann als geeignet erscheinen würde, verstanden werden, beispielsweise eine im Wesentlichen rautenförmige, rechteckige, quadratische oder jede weitere dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Anordnung der Plasmaquellen, in einer Reihe, wobei der Abstand der Plasmaquellen nicht konstant ist, sondern zu- oder abnimmt, zwei oder mehr Reihen, wobei die Plasmaquellen in den Reihen axial zu der benachbarten Reihe versetzt angeordnet sind. Sind mehr als eine Plasmaquelle in einer Reihe entlang der Fortbewegungsrichtung der autonomen Vorrichtung angeordnet, so kann das Unkraut, welches sich in den Fugen befindet effektiv von mehreren Plasmaquellen behandelt werden, ohne dass die autonome Vorrichtung mehr als einmal über das zu behandelnde Unkraut fahren muss. Des Weiteren ist auch denkbar, dass Plasmaquellen mit unterschiedlichen Wirkbereichen oder unter unterschiedlichen Winkeln in einer Reihe verbaut sind, was die bereits oben genannten Vorteile bewirkt. Sind mehr als eine Plasmaquelle in einer Reihe senkrecht zu der Fortbewegungsrichtung der autonomen Vorrichtung angeordnet, so ist es vorteilhaft möglich, mehrere Fugen gleichzeitig und/oder eine Fuge mit mehreren Plasmaquellen gleichzeitig zu behandeln. Dies hat vorteilhaft zur Folge, dass effektiv der Prozess der Unkrautbehandlung in dem Arbeitsbereich schneller ablaufen kann. Insbesondere kann durch den größeren Wirkbereich aufgrund mehrerer Plasmaquellen die benötigte Genauigkeit der Navigation der autonomen Vorrichtung reduziert werden.The processing unit may comprise more than one plasma source arranged in a row perpendicular and / or along the direction of travel of the autonomous device or in a pattern. In this case, a pattern is to be understood as meaning a specific geometric arrangement that would be suitable for a person skilled in the art, for example a substantially diamond-shaped, rectangular, square or any further arrangement of the plasma sources which appears expedient to the person skilled in the art, in a row, wherein the distance of the Plasma sources is not constant, but increases or decreases, two or more rows, the plasma sources are arranged offset in the rows axially to the adjacent row. If more than one plasma source is arranged in a row along the direction of travel of the autonomous device, the weed which is in the joints can be effectively treated by several plasma sources without the autonomous device having to travel more than once over the weed to be treated. Furthermore, it is also conceivable that plasma sources with different effective ranges or at different angles are installed in a row, which brings about the advantages already mentioned above. If more than one plasma source is arranged in a row perpendicular to the direction of travel of the autonomous device, it is advantageously possible to treat several joints simultaneously and / or one joint with several plasma sources at the same time. This advantageously has the consequence that effectively the process of weed treatment in the work area can proceed more quickly. In particular, due to the larger effective range due to multiple plasma sources, the required accuracy of the navigation of the autonomous device can be reduced.

Die autonome Vorrichtung kann eine Detektionseinheit aufweisen, die dazu ausgebildet ist, Unkraut beispielsweise optisch, elektromagnetisch und/oder taktil zu detektieren und abhängig von dem Detektionszustand die zumindest eine Plasmaquelle in einen Betriebsmodus zu versetzen. Insbesondere kann die Detektionseinheit dazu ausgebildet sein, mögliche Bereiche mit Vegetation allgemein im Arbeitsbereich zu erfassen, beziehungsweise zu detektieren. Der Detektionseinheit kann eine Kamera oder sonstige optische Sensoren zugeordnet sein, die Vegetation oder Unkraut innerhalb der Fugen basierend auf der Form und/oder Farbe erkennen und insbesondere von Fugen ohne Vegetation und/oder Unkraut unterscheiden können. Zur Erkennung des Unkrauts kann das optische Bild einer Kamera mit Bildern aus einer Datenbank von Bildern, insbesondere von Bildern mit unterschiedlichen Arten von Unkraut, verglichen werden. Optional kann die Detektionseinheit auch über eine Negativ-/Positivliste per integriertem Webserver und/oder WLAN, beispielsweise über eine Applikation auf einem Smartphone oder einer anderen mobilen Recheneinheit, konfigurierbar ausgebildet sein. Auf diese Weise kann ein Anwender der autonomen Vorrichtung beispielsweise bestimmtes Unkraut von der Erfassung durch die Detektionseinheit ausnehmen oder ein nicht erkanntes Unkraut der Datenbank hinzufügen. Des Weiteren kann der Anwender dadurch auch Grenzfälle bewerten. Der Detektionseinheit kann eine multispektrale Kamera zugeordnet sein, die insbesondere Licht im roten und/oder infraroten Spektralbereich detektiert. Eine multispektrale Kamera kann dazu genutzt werden, in Kombination mit einer Recheneinheit oder Logik, Vegetation durch Berechnung des NDVI (englische Abkürzung für normalisierter differenzierter Vegetationsindex) zu detektieren und insbesondere lebendige Vegetation von toter Vegetation zu unterscheiden. Als eine Alternative der optischen Detektion von Vegetation und/oder Unkraut kann der Detektionseinheit auch ein Laser zugeordnet sein, der auf die Oberfläche gerichtet ist und dessen Reflektion von der Detektionseinheit erfasst und ausgewertet wird. Da Unkräuter im Wesentlichen kreisförmig um eine zentral gelegene Wurzel wachsen, ist es von Vorteil, wenn die Bilderkennung überlappende Kreise beziehungsweise teilweise überlappend wachsende Unkräuter erkennt und die Position der Wurzel der Unkräuter erkennt. Alternativ zur optischen Detektion kann die Detektion auch mechanisch durch einen taktilen Sensor erfolgen oder durch eine Kombination der optischen und mechanischen Erfassung erfolgen. Insbesondere wird die autonome Vorrichtung durch die Navigationseinheit derart über den Arbeitsbereich bewegt, dass die Detektionseinheit im Wesentlichen exklusiv im Bereich der Fugen tätig ist. Vorteilhaft kann die autonome Vorrichtung eine Kartographie-Funktion umfassen, die dazu ausgebildet ist, die Daten der Lokalisierungseinheit, der Detektionseinheit und der Grenzerkennungseinheit zu speichern. In Kombination mit der Kartographie-Funktion kann die Position des behandelten Unkrauts temporär gespeichert werden, um die autonome Vorrichtung nach einem definierten Zeitraum ein zweites Mal die Position gezielt anfahren zu lassen, um den Effekt der Behandlung des Unkrauts zu überprüfen und gegebenenfalls die Behandlung des Unkrauts zu wiederholen.The autonomous device may comprise a detection unit which is designed to detect weeds, for example optically, electromagnetically and / or tactilely, and to put the at least one plasma source into an operating mode as a function of the detection state. In particular, the detection unit may be designed to detect or detect possible areas of vegetation in general in the work area. The detection unit may be associated with a camera or other optical sensors that can detect vegetation or weeds within the joints based on the shape and / or color and in particular can distinguish from joints without vegetation and / or weeds. To detect the weeds, the optical image of a camera can be compared with images from a database of images, in particular images with different types of weeds. Optionally, the detection unit via a negative / positive list by integrated web server and / or WLAN, for example via an application on a smartphone or other mobile computing unit, be configured configurable. In this way, a user of the autonomous device may for example exclude certain weeds from detection by the detection unit or add an unrecognized weed to the database. Furthermore, the user can also evaluate borderline cases. The detection unit may be associated with a multispectral camera, which in particular detects light in the red and / or infrared spectral range. A multi-spectral camera can be used, in combination with a computational unit or logic, to detect vegetation by calculating the NDVI (English abbreviation for normalized differentiated vegetation index) and in particular to distinguish living vegetation from dead vegetation. As an alternative to the optical detection of vegetation and / or weeds, the detection unit may also be assigned a laser, which is directed onto the surface and whose reflection is detected and evaluated by the detection unit. Since weeds grow substantially circularly around a centrally located root, it is advantageous if the image recognition recognizes overlapping circles or partially overlapping growing weeds and recognizes the position of the root of the weeds. Alternatively to the optical detection, the detection can also be carried out mechanically by a tactile sensor or by a combination of the optical and mechanical detection. In particular, the autonomous device is moved by the navigation unit over the working area in such a way that the detection unit operates essentially exclusively in the area of the joints. Advantageously, the autonomous device may comprise a mapping function, which is designed to store the data of the localization unit, the detection unit and the limit detection unit. In combination with the cartography function, the position of the treated weeds can be temporarily stored to allow the autonomous device to selectively approach the position a second time after a defined period of time to check the effect of weed treatment and if necessary, to repeat the treatment of weeds.

Die autonome Vorrichtung kann eine Kamera, insbesondere eine multispektrale Kamera, aufweisen.The autonomous device may comprise a camera, in particular a multispectral camera.

Die autonome Vorrichtung kann eine Sammeleinheit aufweisen, die dazu ausgebildet ist entferntes und/oder bearbeitetes Unkraut aufzunehmen. Die Sammeleinheit kann beispielsweise einen Sammelbehälter in Form eines austauschbaren Sacks, eines austauschbaren Kunststoffbehälters oder eines Kunststoffbehälters der eine Art Klappe umfasst, welche zur Leerung des Sammelbehälters genutzt werden kann, aufweisen. Abhängig von der Behandlung des Unkrauts durch die Bearbeitungseinheit, kann es sich bei dem entfernten Unkraut dabei um Staub oder Asche – bei einer thermischen Behandlung durch eine Flame oder eine Plasmaquelle, oder um aus den Fugen getrenntes Unkraut handeln – bei einer mechanischen Behandlung wie einer Bürste oder bei einem Abtrennen des Unkrauts an der Wurzel durch zum Beispiel eine Plasmaquelle. Um das entfernte Unkraut effektiv aus der Fuge und von der Oberfläche zu lösen kann die Sammeleinheit beispielsweise einen Lüfter oder eine Bürste aufweisen, die einen Luftstrom in Richtung des Sammelbehälters erzeugt und das entfernte Unkraut in den Sammelbehälter führt.The autonomous device may comprise a collection unit adapted to receive removed and / or processed weeds. The collecting unit may, for example, a collecting container in the form of an exchangeable bag, a replaceable plastic container or a plastic container comprising a type flap, which can be used to empty the collecting container have. Depending on the treatment of the weeds by the processing unit, the removed weeds may be dust or ashes - thermal treatment by a flame or plasma source, or weeds separated from the joints - in a mechanical treatment such as brushing or separating the weeds at the root by, for example, a plasma source. To effectively remove the removed weeds from the joint and from the surface, the collection unit may include, for example, a fan or brush that creates a flow of air toward the collection container and guides the removed weeds into the collection container.

In einer weiteren Ausführungsform kann die autonome Vorrichtung zusätzlich eine Rasenmäheinheit aufweisen, die dazu ausgebildet ist, einen Rasen, insbesondere innerhalb der Grenzen des Arbeitsbereichs, zu mähen, insbesondere autonom zu mähen. Um den Rasen zu mähen weist die Rasenmäheinheit zumindest ein Messerelement, insbesondere vier, auf, die sich austauschbar in der autonomen Vorrichtung befestigbar sind.In a further embodiment, the autonomous device may additionally comprise a lawnmower unit, which is designed to mow a lawn, in particular within the limits of the working area, and in particular to mow it autonomously. In order to mow the lawn, the lawn mowing unit has at least one knife element, in particular four, which can be fastened interchangeably in the autonomous device.

Zeichnungendrawings

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele 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.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawings, embodiments of the invention are shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

1: Vorderansicht einer autonomen Vorrichtung zur Behandlung von Unkraut. 1 : Front view of an autonomous device for the treatment of weeds.

2a: Schematische Zeichnung einer alternativen Ausführungsform der autonomen Vorrichtung in einer Untersicht. 2a : Schematic drawing of an alternative embodiment of the autonomous device in a bottom view.

2b: Schematische Zeichnung einer alternativen Ausführungsform der autonomen Vorrichtung in einer Seitenansicht. 2 B : Schematic drawing of an alternative embodiment of the autonomous device in a side view.

3a: Schematische Zeichnung einer weiteren alternativen Ausführungsform der autonomen Vorrichtung. 3a : Schematic drawing of another alternative embodiment of the autonomous device.

3b: Schematische Zeichnung einer weiteren alternativen Ausführungsform der autonomen Vorrichtung. 3b : Schematic drawing of another alternative embodiment of the autonomous device.

4a: Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform der Bearbeitungseinheit der autonomen Vorrichtung. 4a : Side view of an alternative embodiment of the processing unit of the autonomous device.

4b: Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform der Bearbeitungseinheit der autonomen Vorrichtung. 4b : Side view of an alternative embodiment of the processing unit of the autonomous device.

4c: Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform der Bearbeitungseinheit der autonomen Vorrichtung. 4c : Side view of an alternative embodiment of the processing unit of the autonomous device.

5: Perspektive Ansicht einer autonomen Vorrichtung zur Behandlung von Unkraut mit einer chemischen Bearbeitungseinheit. 5 : Perspective View of an autonomous device for treating weeds with a chemical processing unit.

6a: Navigationsstrategie für die autonome Vorrichtung zur Behandlung von Unkraut. 6a : Navigation strategy for the autonomous device for the treatment of weeds.

6b: Alternative Navigationsstrategie für die autonome Vorrichtung zur Behandlung von Unkraut. 6b : Alternative navigation strategy for the autonomous device for the treatment of weeds.

In 1 ist eine Vorderansicht einer autonomen Vorrichtung 100 zur Behandlung von Unkraut 14 gezeigt. Die autonome Vorrichtung 100 weist eine Antriebseinheit 104 auf, welche Räder 106 besitzt, die beispielsweise über einen Motor angetrieben werden können. Die Energieversorgung der Antriebseinheit 104 erfolgt dabei durch die Energieversorgungseinheit 110, die beispielsweise einen wiederaufladbaren Akku 112 umfasst. Stirnseitig am Gehäuse 102 der autonomen Vorrichtung 100 ist eine Kamera 122 angeordnet, die dazu ausgebildet ist, die Oberfläche 10, auf der sich die autonome Vorrichtung 100 bewegt, zu vermessen. Unter Vermessen soll dabei insbesondere verstanden werden, dass die Kamera 122 ein optisches Bild erfasst und eine Recheneinheit die Daten des optischen Bilds verarbeitet. Die autonome Vorrichtung 100 zur Behandlung von Unkraut 14 ist insbesondere dazu vorgesehen, sich innerhalb eines Arbeitsbereich autonom zu bewegen, wobei der Arbeitsbereich durch eine Grenzerkennungseinheit 130 eingegrenzt ist. Innerhalb des Arbeitsbereichs ist zumindest teilweise ein Bereich vorgesehen, in welchem sich Fugen 12 zwischen Materialien 16 oder Oberflächenmaterialien 16 befinden. Innerhalb dieser Fugen 12 kann Unkraut 14 angeordnet sein. Die Kamera 122 kann einer Lokalisierungseinheit 120 zugeordnet sein, die dazu ausgebildet ist, Fugen 12 in einer Oberfläche oder einen Fugenverlauf zu lokalisieren oder zu erkennen. Hierzu kann die Lokalisierungseinheit 120 eine Recheneinheit aufweisen, die die Daten der Kamera 122 auswertet. Alternativ ist auch denkbar, dass die Lokalisierungseinheit 120 eine Kommunikationseinheit aufweist, welche dazu ausgebildet ist, Informationen, die durch die Kamera 122 erfasst worden sind, an eine externe Recheneinheit zu übermitteln, wobei die externe Recheneinheit wiederum dazu ausgebildet ist, auf Basis der Daten der Kamera 122 Fugen 12 in einer Oberfläche zu erkennen. Die externe Recheneinheit kann dabei als eine mobile Recheneinheit ausgebildet sein, wie beispielsweise ein Smartphone oder ein Server, der insbesondere über das Internet mit der Recheneinheit der autonomen Vorrichtung 100 kommunizieren kann. Unter kommunizieren soll hierbei insbesondere der Austausch von Daten verstanden werden. Des Weiteren weist die autonome Vorrichtung 100 eine Detektionseinheit 140 auf, die dazu ausgebildet ist, Unkraut 14 zu erkennen. Auch der Detektionseinheit 140 ist die Kamera 122 zugeordnet. Analog zur Lokalisierungseinheit 120 kann die Detektionseinheit 140 eine Recheneinheit oder eine externe Recheneinheit zur Erkennung von Unkraut 14 aufweisen. An der Unterseite der autonomen Vorrichtung 100 ist eine Bearbeitungseinheit 150 angeordnet, die eine Plasmaquelle 152 aufweist. Vorteilhaft ist die Plasmaquelle 152 ausreichend nah an der Oberfläche 10, auf welcher sich die autonome Vorrichtung 100 bewegt, angeordnet. Die Plasmaquelle 152 kann derart in der autonomen Vorrichtung 100 angeordnet sein, dass er von oben/senkrecht oder seitlich auf Unkraut 14 in den Fugen 12 wirken kann. Die Kamera 122 der Lokalisierungseinheit 120 ist vorteilhaft in Fortbewegungsrichtung der autonomen Vorrichtung 100 vor der Bearbeitungseinheit 150 angeordnet, so dass die Lokalisierung der Fugen 12 vor der Behandlung des Unkrauts 14 in den Fugen 12 erfolgen kann. Es ist weiterhin auch denkbar, dass die Kamera 122 oder weitere optische Sensoren seitlich bezogen auf die Position der Bearbeitungseinheit 150 im oder am Gehäuse 102 der autonomen Vorrichtung 150 angeordnet sind. Des Weiteren umfasst die autonome Vorrichtung auf der Unterseite eine Sammeleinheit 180.In 1 is a front view of an autonomous device 100 for the treatment of weeds 14 shown. The autonomous device 100 has a drive unit 104 on which wheels 106 has, for example, can be driven by a motor. The power supply of the drive unit 104 takes place by the power supply unit 110 for example, a rechargeable battery 112 includes. Front side of the housing 102 the autonomous device 100 is a camera 122 arranged, which is adapted to the surface 10 on which is the autonomous device 100 moved, to measure. Surveying is to be understood in particular that the camera 122 detects an optical image and a processing unit processes the data of the optical image. The autonomous device 100 for the treatment of weeds 14 is intended, in particular, to move autonomously within a work area, the work area being defined by a limit detection unit 130 is limited. Within the work area is at least partially provided an area in which joints 12 between materials 16 or surface materials 16 are located. Within these joints 12 can weed 14 be arranged. The camera 122 can be a localization unit 120 be assigned, which is designed to joints 12 to locate or recognize in a surface or a joint course. For this, the localization unit 120 have a computing unit that the data of the camera 122 evaluates. Alternatively, it is also conceivable that the localization unit 120 a communication unit which is adapted to receive information transmitted by the camera 122 have been detected to transmit to an external processing unit, wherein the external processing unit is in turn designed to, based on the data of the camera 122 Put 12 to recognize in a surface. The external computing unit can be designed as a mobile computing unit, such as a smartphone or a server, in particular via the Internet with the arithmetic unit of the autonomous device 100 can communicate. In this case, the term "communication" should be understood to mean, in particular, the exchange of data. Furthermore, the autonomous device 100 a detection unit 140 which is trained to weed 14 to recognize. Also the detection unit 140 is the camera 122 assigned. Analogous to the localization unit 120 can the detection unit 140 a computing unit or an external computing unit for the detection of weeds 14 exhibit. At the bottom of the autonomous device 100 is a processing unit 150 arranged, which is a plasma source 152 having. The plasma source is advantageous 152 sufficiently close to the surface 10 on which the autonomous device 100 moved, arranged. The plasma source 152 so can in the autonomous device 100 be arranged that it is from above / perpendicular or laterally on weeds 14 in the joints 12 can work. The camera 122 the localization unit 120 is advantageous in the direction of travel of the autonomous device 100 before the processing unit 150 arranged so that the localization of the joints 12 before the treatment of weeds 14 in the joints 12 can be done. It is also conceivable that the camera 122 or other optical sensors laterally with respect to the position of the processing unit 150 in or on the housing 102 the autonomous device 150 are arranged. Furthermore, the autonomous device on the bottom comprises a collection unit 180 ,

In 2a und 2b ist eine schematische Zeichnung einer alternativen Ausführungsform der autonomen Vorrichtung 100a gezeigt. Diese Ausführungsform der autonomen Vorrichtung 100a unterscheidet sich im Wesentlichen durch die Anordnung der Bearbeitungseinheit 150a und der Kamera 122a, die der Detektionseinheit 140a zugeordnet ist, zueinander. Die Bearbeitungseinheit 150a und die Kamera 122a sind beispielhaft stirnseitig am Gehäuse 102a der autonomen Vorrichtung 100a angeordnet. Die Kamera 122a ist insbesondere über der Bearbeitungseinheit 150a angeordnet, welche beispielhaft einen Bohrelement 154a aufweist. Die Kamera 122a kann auch neben der Bearbeitungseinheit 150a angeordnet sein. Die Antriebseinheit 104a weist zwei Räder 106a auf, die von einem Motor angetrieben werden. Des Weiteren kann der autonomen Vorrichtung 100a ein Positionierungssystem 108a, insbesondere ein Servomotor, zur Positionierung der Bearbeitungseinheit 150a zugeordnet sein. Somit kann die Bearbeitungseinheit 150a zumindest teilweise vorteilhaft unabhängig von der Fortbewegungsrichtung 20 der autonomen Vorrichtung 100a positioniert werden. Zusätzlich weist die autonome Vorrichtung 100a ein Rasenmäheinheit 160a auf, das dazu ausgebildet ist Rasen zu mähen. Somit kann die autonome Vorrichtung 100a vorteilhaft sowohl Unkraut 14 in Fugen behandeln als auch Rasen mähen. Vorteilhaft wird entlang der Fortbewegungsrichtung 20 zuerst Unkraut 14 behandelt und danach der Rasen gemäht. Alternativ ist auch denkbar die Detektionseinheit 140a mit der Kamera 122a sowie die Bearbeitungseinheit 150a rückseitig am Gehäuse 102a der autonomen Vorrichtung 100a anzuordnen, so dass zuerst der Rasen gemäht wird und anschließend das Unkraut zu behandeln. Zweckmäßig kann auch vorgesehen sein, dass die Rasenmäheinheit 160a während der Behandlung des Unkrauts 14 durch die Bearbeitungseinheit 150a pausiert, insbesondere um die Zeit für die Unkrautbehandlung zu begrenzen, was vorteilhaft eine Einsparung von Energie zur Folge hat. Alternativ kann die autonome Vorrichtung 100a auch einen zusätzlichen Modus aufweisen, der nur eine Behandlung des Unkrauts 14 mit abgeschalteter Rasenmäheinheit 160a vorsieht. Vorteilhaft weist die autonome Vorrichtung 100b ein Programm zur Zeitplanung auf, die dem Anwender beispielsweise aus der Tendenz zwischen detektierten/entfernten Unkräutern die notwendige Behandlungszeit automatisch ermittelt. Weiterhin können die Kamera 122a und die Bearbeitungseinheit 150a vorteilhaft derart beweglich am Gehäuse 102a der autonomen Vorrichtung 100a angeordnet sein, dass ein manuelles oder automatisches Verschieben der Position der Kamera 122a und der Bearbeitungseinheit 150a, insbesondere zwischen einer stirnseitigen Position und einer rückseitigen Position, ermöglicht wird. Zur Behandlung des Unkrauts 14 wird die Bearbeitungseinheit 150a über der Wurzel des Unkrauts durch die Antriebseinheit 104a und/oder dem Positionierungssystem 108a der autonomen Vorrichtung 100a positioniert. Dabei werden Daten der Detektionseinheit 140a an die Antriebseinheit 104a und/oder das Positionierungssystem 180a übermittelt. Nach der Positionierung der Bearbeitungseinheit 150a erfolgt die Behandlung des Unkrauts 14 über die Aktivierung der Bearbeitungseinheit 150a in den Betriebsmodus. Die Bearbeitungseinheit 150a weist beispielhaft ein Bohrer artiges Werkzeug 154a mit einer Klinge auf, beispielsweise eine spiralförmige Klinge mit einer Korkenzieherform, das dazu ausgebildet ist, die Wurzel des Unkrauts 14 auszubohren. Um eine ausreichende Untersetzung für das nötige Drehmoment zu gewährleisten, kann die Bearbeitungseinheit 150a vorteilhaft einen Motor aufweisen. Alternativ kann die Bearbeitungseinheit 150a auch einen Laser oder ein Heizelement aufweisen, welche die Wurzel des Unkrauts 14 thermisch über die Erhitzung des Wurzelbereichs behandelt beziehungsweise entfernt. Vorteilhaft ist die autonome Vorrichtung 100a dazu ausgebildet, einen Minimalabstand der Bearbeitungseinheit 150a zu den Grenzen, die durch die Grenzerkennungseinheit 130 erkannt werden, zu halten um eine ungewollte Beschädigung der Grenzen und/oder der Bearbeitungseinheit 150a zu verhindern.In 2a and 2 B is a schematic drawing of an alternative embodiment of the autonomous device 100a shown. This embodiment of the autonomous device 100a differs essentially by the arrangement of the processing unit 150a and the camera 122a , the detection unit 140a is assigned to each other. The processing unit 150a and the camera 122a are exemplary frontal on the housing 102 the autonomous device 100a arranged. The camera 122a is in particular above the processing unit 150a arranged, which exemplifies a drilling element 154a having. The camera 122a can also be next to the editing unit 150a be arranged. The drive unit 104a has two wheels 106a which are powered by a motor. Furthermore, the autonomous device 100a a positioning system 108a , in particular a servomotor, for positioning the processing unit 150a be assigned. Thus, the processing unit 150a at least partially advantageous regardless of the direction of travel 20 the autonomous device 100a be positioned. In addition, the autonomous device has 100a a lawnmower unit 160a which is designed to mow lawns. Thus, the autonomous device 100a beneficial both weeds 14 treat in joints as well as mow lawns. It is advantageous along the direction of movement 20 first weeds 14 treated and then mowed the lawn. Alternatively, the detection unit is also conceivable 140a with the camera 122a as well as the processing unit 150a on the back of the housing 102 the autonomous device 100a arrange so that first the lawn is mowed and then to treat the weeds. Appropriately, it can also be provided that the lawn mower unit 160a during the treatment of weeds 14 through the processing unit 150a paused, in particular to limit the time for the weed treatment, which advantageously results in a saving of energy. Alternatively, the autonomous device 100a also have an additional mode, which is just a treatment of weeds 14 with the lawnmower unit switched off 160a provides. Advantageously, the autonomous device 100b a program for scheduling, which automatically determines the necessary treatment time, for example, from the tendency between detected / removed weeds. Furthermore, the camera can 122a and the processing unit 150a advantageously so movable on the housing 102 the autonomous device 100a be arranged that a manual or automatic moving the position of the camera 122a and the processing unit 150a , in particular between a frontal position and a rear position, is made possible. For the treatment of weeds 14 becomes the processing unit 150a over the root of the weeds by the drive unit 104a and / or the positioning system 108a the autonomous device 100a positioned. In this case, data of the detection unit 140a to the drive unit 104a and / or the positioning system 180a transmitted. After positioning the processing unit 150a the treatment of weeds takes place 14 about activating the processing unit 150a in the operating mode. The processing unit 150a exemplifies a drill-like tool 154a with a blade, for example, a spiral blade with a corkscrew shape, which is formed is the root of the weed 14 drill out. To ensure a sufficient reduction for the required torque, the machining unit 150a advantageously have a motor. Alternatively, the processing unit 150a also have a laser or a heating element, which is the root of the weeds 14 thermally treated or removed by heating the root area. Advantageous is the autonomous device 100a adapted to a minimum distance of the processing unit 150a to the borders, by the border detection unit 130 be recognized, to keep unwanted damage to the boundaries and / or the processing unit 150a to prevent.

In 3a und 3b ist eine schematische Zeichnung einer weiteren alternativen Ausführungsform der autonomen Vorrichtung 100b gezeigt. Die Antriebseinheit 104b umfasst zwei Antriebsräder 106b sowie zwei Schwenkräder 103b zum Lenken. An der Unterseite der autonomen Vorrichtung ist eine Rasenmäheinheit 160b, eine Kamera 122b und/oder optische Sensoren die der Detektionseinheit 140b zugeordnet sind und ein Fräskopf 156b, welcher der Bearbeitungseinheit 150b zugeordnet ist, angeordnet. Vorteilhaft ist der Fräskopf 156b der Bearbeitungseinheit 150b zwischen der Kamera 122b und/oder den optischer Sensoren und der Rasenmäheinheit 160b angeordnet. Der Fräskopf 156b wird über einen Fräsantrieb 157b angetrieben.In 3a and 3b is a schematic drawing of another alternative embodiment of the autonomous device 100b shown. The drive unit 104b includes two drive wheels 106b as well as two swivel wheels 103b for steering. At the bottom of the autonomous device is a lawnmower unit 160b , a camera 122b and / or optical sensors of the detection unit 140b are assigned and a milling head 156b , which is the processing unit 150b is assigned arranged. The milling head is advantageous 156b the processing unit 150b between the camera 122b and / or the optical sensors and the lawnmower unit 160b arranged. The milling head 156b is via a milling drive 157b driven.

In 4a bis 4c sind Seitenansichten einer alternativen oder auch zusätzlichen Form der Bearbeitungseinheit 150 der autonomen Vorrichtung 100 gezeigt. Dabei ist die Bearbeitungseinheit 150c, 150d, 150e insbesondere dazu ausgebildet, Unkraut 14 mechanisch zu behandeln. Die Bearbeitungseinheit 150c in 4a ist als eine ausfahrbare Lanze ausgebildet, die eine senkrechte Bewegung 151c in Richtung des Unkrauts 14 auszuführen kann. Zur effektiven Unkrautbehandlung muss eine autonome Vorrichtung 100 mit einer Bearbeitungseinheit 150c vorteilhaft ein hohes Eigengewicht aufweisen um die benötigte Kraft für die ausfahrbare Lanze bereitzustellen. Vorteilhaft ist in dieser Ausführungsform nur eine Bewegungsachse der Bearbeitungseinheit 150c vorgesehen. Die Bearbeitungseinheit 150d in 4b ist als ein Bohrer artiges Werkzeug mit einem Helix artigen Schneideblatt ausgebildet. Die Außenkontur des Schneideblatts kann dabei glatt, gewellt, gezahnt oder auch eine Kombination aus diesen sein. Es ist auch denkbar mehrere Schneideblätter versetzt zueinander anzuordnen. Das Bohrer artige Werkzeug wird senkrecht in das Unkraut 14 gebohrt, und weist somit eine senkrechte Bewegungsachse 151c und eine Rotationsachse 153d auf. In einer weiteren Ausführungsform kann die Bearbeitungseinheit 150e als eine ausfahrbare, drehbar gelagerte Lanze mit steiler Schneidhelix ausgebildet sein. Aufgrund der gewählten Geometrie der Schneidhelix, ist keine aktive Rotationsbewegung der Lanz erforderlich. Die Klinge wird aufgrund der Geometrie des Schneideblatts passiv beim Einstechen in das Unkraut in Rotation versetzt. Auch hier sind versetzt angeordnete Klingeln denkbar und die Außenkontur des Schneideblatts beziehungsweise der Schneidehelix kann glatt, gewellt oder gezahnt ausgebildet sein.In 4a to 4c are side views of an alternative or additional form of the processing unit 150 the autonomous device 100 shown. Here is the processing unit 150c . 150d . 150e specially adapted to weeds 14 to be treated mechanically. The processing unit 150c in 4a is designed as an extendable lance, which is a vertical movement 151c in the direction of the weed 14 can perform. For effective weed treatment must be an autonomous device 100 with a processing unit 150c advantageously have a high weight to provide the required force for the extendable lance. In this embodiment, only one movement axis of the processing unit is advantageous 150c intended. The processing unit 150d in 4b is designed as a drill-like tool with a helix-like cutting blade. The outer contour of the cutting blade can be smooth, wavy, serrated or a combination of these. It is also conceivable to arrange a plurality of cutting blades offset from one another. The drill-like tool is perpendicular to the weed 14 drilled, and thus has a vertical axis of movement 151c and a rotation axis 153d on. In a further embodiment, the processing unit 150e be designed as a retractable, rotatably mounted lance with steep cutting helix. Due to the selected geometry of the cutting helix, no active rotational movement of the lance is required. The blade is passively rotated due to the geometry of the cutting blade as it is pierced into the weed. Here, too, staggered ringing is conceivable and the outer contour of the cutting blade or the cutting helix can be smooth, corrugated or toothed.

In 5 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren alternativen oder zusätzlichen Form der Bearbeitungseinheit zur Behandlung von Unkraut mit einer chemischer Bearbeitungseinheit 150f gezeigt. An der Unterseite des Gehäuses 102f der autonomen Vorrichtung 100f ist die Bearbeitungseinheit 150f zur chemischen Behandlung angeordnet, die insbesondere zumindest eine Spritzdüse aufweist, welche dazu vorgesehen eine chemische Flüssigkeit über Unkraut freizusetzen beziehungsweise zu verteilen. Zur Aufbewahrung der chemischen Flüssigkeit kann das Gehäuse 102f der autonomen Vorrichtung 100f auf seiner Oberseite einen Flüssigkeitsbehälter 155f aufweisen. Weiterhin ist auf der Unterseite des Gehäuses 102f die Detektionseinheit 140f angeordnet, die mittels optischer Sensoren dazu ausgebildet ist Unkraut zu detektieren. In 5 is a perspective view of another alternative or additional form of the processing unit for treating weeds with a chemical processing unit 150f shown. At the bottom of the case 102f the autonomous device 100f is the processing unit 150f arranged for chemical treatment, in particular having at least one spray nozzle, which is intended to release a chemical liquid over weeds or to distribute. To store the chemical fluid, the housing 102f the autonomous device 100f on its top a liquid container 155f exhibit. Furthermore, on the bottom of the case 102f the detection unit 140f arranged, which is designed by means of optical sensors to detect weeds.

In 6a ist eine Navigationsstrategie für die autonome Vorrichtung 100 zur Behandlung von Unkraut 14 gezeigt. Die autonome Vorrichtung 100 bewegt sich auf der Oberfläche 10 entlang seiner Fortbewegungsrichtung 20. Die Oberfläche besteht aus im Wesentlichen quadratischen Materialien 16 wie Platten, beispielsweise aus Stein, zwischen welchen Fugen 12 angeordnet sind. Die Fugen 12 verlaufen geradlinig und kreuzen sich unter einem 90° Winkel. Die Navigationsstrategie wird von einer Steuereinheit der Navigationseinheit 160 der autonomen Vorrichtung 100 an die Antriebseinheit 104 übermittelt. Die Navigationsstrategie in 6a sieht vor, dass sich die autonome Vorrichtung 100 innerhalb der Grenzen 30, welche durch die Grenzerkennungseinheit 130 erkannt werden, im Wesentlichen geradlinig entlang der Fugen bewegt bis die autonome Vorrichtung 100 die Grenze 30 erreicht. Nach dem Erreichen der Grenze 30 dreht sich die autonome Vorrichtung 100 um 180° und bewegt sich wiederum geradlinig entlang der Fugen, die parallel der zuvor abgefahrenen Fugen verlaufen. Der Versatz ist insbesondere eine Fuge. Sollte ein Umdrehen der autonomen Vorrichtung 100 um 180° nach Erreichen der Grenze nicht möglich sein, beispielsweise da keine weiteren Fugen vorhanden sind oder weil die Grenze 30 parallel zum abgefahrenen Fugenverlauf erreicht worden ist, so dreht sich die autonome Vorrichtung um einen Winkel von 90° beziehungsweise 270°. Somit bewegt sich die autonome Vorrichtung 100 daraufhin im Wesentlichen orthogonal zum dem vorherigen Fugenverlauf, so dass am Ende der Bewegung jede Fuge zumindest einmal behandelt werden kann.In 6a is a navigation strategy for the autonomous device 100 for the treatment of weeds 14 shown. The autonomous device 100 moves on the surface 10 along its direction of movement 20 , The surface consists of essentially square materials 16 like plates, for example made of stone, between which joints 12 are arranged. The joint 12 run in a straight line and intersect at a 90 ° angle. The navigation strategy is performed by a control unit of the navigation unit 160 the autonomous device 100 to the drive unit 104 transmitted. The navigation strategy in 6a Foresees that the autonomous device 100 inside the borders 30 passing through the border detection unit 130 be recognized, essentially rectilinear along the joints moved to the autonomous device 100 the border 30 reached. After reaching the border 30 the autonomous device turns 100 180 ° and again moves in a straight line along the joints, which run parallel to the previously worn joints. The offset is in particular a joint. Should turn the autonomous device 100 180 ° after reaching the limit may not be possible, for example, because there are no more joints or because the limit 30 has been achieved parallel to the worn joint profile, so the autonomous device rotates at an angle of 90 ° or 270 °. Thus, the autonomous device moves 100 then substantially orthogonal to the previous joint profile, so that at the end of the movement, each joint can be treated at least once.

In 6b ist eine alternative Navigationsstrategie gezeigt. Mit dieser Navigationsstrategie bewegt sich die autonome Vorrichtung 100 zufällig entlang der detektierten Fugen 12 innerhalb der Grenzen 30. Diese Navigationsstrategie eignet sich insbesondere für Fugen 12, die in einem zufälligen Muster angeordnet sind. In 6b an alternative navigation strategy is shown. With this navigation strategy moves the autonomous device 100 randomly along the detected joints 12 inside the borders 30 , This navigation strategy is particularly suitable for joints 12 which are arranged in a random pattern.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202013008669 U1 [0002]
DE 102008042948 A1 [0004]
DE 102010028251 A1 [0004]

Claims

Autonomous device for treating weeds in joints ( 12 ), comprising a drive unit ( 104 ), a power supply unit ( 110 ), a localization unit ( 120 ), which is designed to joints ( 12 ) optically and / or tactile on a surface ( 10 ), wherein the autonomous device comprises a limit detection unit ( 130 ) and a navigation unit ( 170 ), wherein the navigation unit ( 170 ) comprises a computing unit, and is at least adapted to the device within the limits determined by the boundary detection unit ( 130 ) and along the joints ( 12 ) generated by the localization unit ( 120 ) can be localized during operation of the autonomous device ( 100 ), characterized in that the autonomous device comprises a processing unit ( 150 ) which is adapted to thermally treat weeds.

Autonomous device according to claim 1, characterized in that the processing unit ( 150 ) and the drive unit ( 104 ) from the power supply unit ( 110 ) be energized.

Autonomous device according to one of the preceding claims, characterized in that the processing unit ( 150 ) at least one plasma source ( 152 ) having.

Autonomous device according to one of the preceding claims, characterized in that the processing unit ( 150 ) more than one plasma source ( 152 ), wherein the plasma source in a row perpendicular and / or along to the direction of movement of the device ( 100 ) or arranged in a pattern.

Autonomous device according to one of the preceding claims, characterized in that the autonomous device ( 100 ) a detection unit ( 140 ), which is adapted to weed ( 14 ) detect optically, electromagnetically and / or tactile and depending on the detection state, the plasma source ( 152 ) into an operating mode.

Autonomous device according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 100 ) a camera ( 122 ), in particular a multispectral camera.

Autonomous device according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 100 ) a collection unit ( 180 ) adapted to receive removed or processed weeds.

Autonomous device according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 100 ) a lawn mower unit ( 160a ) having.