DE102016213174A1 - Creation of a semantic card - Google Patents
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- A47L9/2852—Elements for displacement of the vacuum cleaner or the accessories therefor, e.g. wheels, casters or nozzles
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- A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
- A47L2201/04—Automatic control of the travelling movement; Automatic obstacle detection
Abstract
Ein Gerät ist dazu eingerichtet, sich automatisiert innerhalb eines vorbestimmten Gebiets zu bewegen. Ein Verfahren zum Erstellen einer semantischen Karte mittels des Geräts umfasst Schritte des Bewegens des Geräts im Gebiet; des Erfassens einer drahtlos vernetzten Vorrichtung im Bereich des Geräts; des Bestimmens eines Typs der Vorrichtung; des Bestimmens semantischer Informationen über den Bereich auf der Basis des bestimmten Typs; und des Zuordnens der semantischen Informationen zum Bereich.A device is adapted to move automatically within a predetermined area. A method of creating a semantic map using the device includes steps of moving the device in the area; detecting a wireless network device in the area of the device; determining a type of device; determining semantic information about the area based on the particular type; and assigning the semantic information to the area.
Description
Die Erfindung betrifft die Erstellung einer semantischen Karte. Insbesondere betrifft die Erfindung die Erstellung einer semantischen Karte mittels eines automatisch beweglichen Geräts.The invention relates to the creation of a semantic card. In particular, the invention relates to the creation of a semantic card by means of an automatically moving device.
Stand der TechnikState of the art
Ein Haushaltsgerät, beispielsweise in Form eines automatischen Bodenstaubsaugers, ist dazu eingerichtet, sich automatisiert innerhalb eines Gebäudes zu bewegen. Zur Erfüllung seines Einsatzzwecks kann das Haushaltsgerät eine topographische Karte benötigen. Auf der Basis dieser Karte kann dann beispielsweise ein Weg von einer aktuellen Position zu einer Aufladestation geplant oder gesteuert werden. Ferner können beispielsweise ein erster Bodenabschnitt, der gereinigt werden soll, und ein zweiter Bodenabschnitt, der nicht gereinigt werden soll, anhand der Karte voneinander unterschieden werden. Auch Hindernisse wie eine Stufe oder eine Tür können in der Karte vermerkt sein.A household appliance, for example in the form of an automatic vacuum cleaner, is adapted to move automatically within a building. To fulfill its purpose, the home appliance may require a topographical map. On the basis of this map, for example, a route from a current position to a charging station can then be planned or controlled. Further, for example, a first bottom portion to be cleaned and a second bottom portion which is not to be cleaned can be discriminated from each other by the map. Even obstacles such as a step or a door can be noted in the map.
Der Nutzen des Haushaltsgeräts kann gesteigert sein, wenn in der topographischen Karte zusätzlich semantische Informationen abgespeichert sind. Semantische Informationen können insbesondere das Wesen eines ortsfesten Objekts, eines Bereichs oder eines Raums betreffen, in dem das Haushaltsgerät unterwegs ist. Eine semantische Information kann beispielsweise eine vorwiegende Nutzungsart eines Raums betreffen. In einer Küche besteht üblicherweise ein anderer Reinigungsbedarf als in einem Wohnzimmer, sodass auf der Basis der semantischen Information der Raumart bzw. seiner bevorzugten Nutzungsart der Betrieb des Haushaltsgeräts verbessert werden kann.The utility of the household appliance can be increased if additional semantic information is stored in the topographical map. In particular, semantic information may relate to the nature of a fixed object, area, or space in which the home appliance is traveling. A semantic information may, for example, relate to a predominant usage of a room. In a kitchen there is usually a different need for cleaning than in a living room, so that on the basis of the semantic information of the room type or its preferred mode of use, the operation of the household appliance can be improved.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Technik zur verbesserten Erstellung einer semantischen Karte anzugeben. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.An object of the present invention is to provide a technique for improved creation of a semantic card. The invention solves this problem by means of the subjects of the independent claims. Subclaims give preferred embodiments again.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Ein Gerät ist dazu eingerichtet, sich automatisiert innerhalb eines vorbestimmten Gebiets zu bewegen. Ein Verfahren zum Erstellen einer semantischen Karte mittels des Geräts umfasst Schritte des Bewegens des Geräts im Gebiet; des Erfassens einer drahtlos vernetzten Vorrichtung im Bereich des Geräts; des Bestimmens eines Typs der Vorrichtung; des Bestimmens semantischer Informationen über den Bereich auf der Basis des bestimmten Typs; und des Zuordnens der semantischen Informationen dem Bereich. Das Gerät kann insbesondere einen Roboter zur Durchführung einer vorbestimmten Tätigkeit umfassen, etwa ein automatisiertes Haushaltsgerät oder einen Haushaltsroboter wie einen automatischen Rasenmäher oder einen automatischen Trocken- oder Nassreiniger für Böden.A device is adapted to move automatically within a predetermined area. A method of creating a semantic map using the device includes steps of moving the device in the area; detecting a wireless network device in the area of the device; determining a type of device; determining semantic information about the area based on the particular type; and associating the semantic information with the domain. In particular, the apparatus may comprise a robot for performing a predetermined operation, such as an automated home appliance or a household robot such as an automatic lawnmower or an automatic dry or wet floor cleaner.
In der Kartografie wird in der Regel bei der Genauigkeit einer Karte nach geometrischer und semantischer (thematischer) Genauigkeit unterschieden. Eine Karte ist geometrisch genau, wenn die benutzten Kartenzeichen (Signaturen) die ihnen entsprechenden raumbezogenen Objekte im Rahmen der maßstabs- und generalisierungsbedingten Darstellungsmöglichkeit an der richtigen Position und im korrekten geometrischen Zusammenhang abbilden. Sie ist semantisch genau, wenn die in der Karte benutzten Kartenzeichen die Bedeutung der ihnen entsprechenden raumbezogenen Objekte korrekt wiedergeben. Folgerichtig kann im Rahmen der vorliegenden Offenbarung unter einer semantischen Karte insbesondere eine Karte verstanden werden, die Kartenzeichen mit einer Bedeutung umfasst.In cartography, the accuracy of a map is usually distinguished by geometric and semantic (thematic) accuracy. A map is geometrically accurate if the used map symbols (signatures) depict the space-related objects corresponding to them in the correct position and in the correct geometrical context within the context of the scaling and generalization-related representation possibility. It is semantically accurate if the map symbols used in the map correctly reflect the meaning of their corresponding spatial objects. Consequently, in the context of the present disclosure, a semantic card may, in particular, be understood as a card which comprises card characters having a meaning.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass drahtlos vernetzte Vorrichtungen, wie sie allgemein dem Internet of Things (IoT) zugeordnet werden, aufgrund ihres Typs einen Rückschluss auf semantische Informationen des Bereichs zulassen, in dem sie jeweils angeordnet sind. Anders ausgedrückt kann das Gerät aufgrund seiner Nähe zu einem IoT-Gerät – und gegebenenfalls weiterer Informationen der Vorrichtung – semantische Informationen bezüglich des Bereichs generieren, die in einer insbesondere topographischen Karte vermerkt werden können, um später etwa zur verbesserten Positionierung des Geräts oder eines anderen Geräts verwendet werden zu können. Beispielhafte Typen der Vorrichtung umfassen eine Tür, einen Aufzug, ein Haushaltsgerät wie einen Geschirrspüler oder einen Herd, oder einen festen oder mobilen Sensor.The invention is based on the idea that wirelessly networked devices, as they are generally assigned to the Internet of Things (IoT), by virtue of their type, permit inference to semantic information of the area in which they are respectively arranged. In other words, due to its proximity to an IoT device-and possibly further device information-the device may generate semantic information about the area that may be noted in a particular topographic map, later for improved positioning of the device or other device to be used. Exemplary types of apparatus include a door, elevator, home appliance such as a dishwasher or stove, or a fixed or mobile sensor.
Durch das Verfahren kann ein aktives, insbesondere ein manuelles Bereitstellen semantischer Informationen über einen Bereich des Gebiets nicht erforderlich sein. Das Gerät kann, beispielsweise im Rahmen seiner zweckgebundenen Tätigkeit oder eines Orientierungslaufs zur Abtastung der Topographie des Gebiets, automatisch Informationen sammeln und interpretieren, um die sematischen Informationen zu generieren oder zu validieren. Die gesammelten semantischen Informationen können später zur Positionierung bzw. Steuerung des Geräts oder eines anderen Geräts verwendet werden. Die Positionierung kann die Bestimmung der Position des Geräts, eine Bewegung oder die Steuerung einer Funktion des Geräts betreffen, etwa einen Transport eines Objekts in dem Gebiet oder eine Reinigung eines Abschnitts des Gebiets. Insbesondere in einem weitläufigen Gebiet wie einem Krankenhaus, einem Parkplatz, einer Sportanlage, einem Industriebetrieb oder einer gastronomischen Einrichtung kann durch die dem Bereich zugeordneten semantischen Informationen ein verbesserter Betrieb des anderen Geräts ermöglicht werden. Die Karte mit den semantischen Informationen kann auch dazu verwendet werden, eine Tätigkeit des Geräts verbessert durchzuführen. So kann beispielsweise eine gestellte Aufgabe anhand der semantischen Informationen verbessert spezifiziert werden. The method may not require active, in particular manual, provision of semantic information about a region of the region. The device may automatically collect and interpret information to generate or validate the sematic information, for example, as part of its dedicated activity or orienteering to scan the topography of the area. The collected semantic information can later be used to position or control the device or other device. The positioning may relate to the determination of the position of the device, a movement or the control of a function of the device, such as a transport of an object in the area or a cleaning of a portion of the area. In particular, in a sprawling area such as a hospital, a parking lot, a sports complex, an industrial plant or a catering facility can by the semantic information associated with the area allows for improved operation of the other device. The semantic information map can also be used to better perform an activity of the device. For example, a task that has been set can be specified using the semantic information.
Die semantische Karte kann zum Positionieren eines Geräts verwendet werden, wobei das Positionieren ein Bestimmen oder ein Anfahren einer Position umfassen kann. Zum Anfahren einer Position können insbesondere ein Bewegungspfad, eine Bewegungsart oder eine Bewegungszeit des Geräts angepasst werden. Eine Teilaufgabe des Geräts kann beispielsweise das Entsorgen zuvor eingesammelten Schmutzes oder Abfalls umfassen. Auf der Basis der semantischen Informationen kann bestimmt werden, wo in dem Gebiet der zuvor eingesammelte Schmutz oder Abfall vorzugsweise entsorgt werden kann. Die Bewegungsart kann zum Beispiel eine Bewegungsgeschwindigkeit betreffen. Weisen die semantischen Informationen beispielsweise darauf hin, dass sich das Gerät in einem Badezimmer befindet, so kann aufgrund von Rutschgefahr auf dem Boden eine verlangsamte Bewegungsart gewählt werden. Außerdem kann das Badezimmer zu bestimmten Tageszeiten gemieden werden, beispielsweise morgens zwischen 6 und 8 Uhr, wenn es wahrscheinlich ist, dass es von Personen frequentiert wird.The semantic card may be used to position a device, where the positioning may include determining or approaching a position. To move to a position, in particular a movement path, a movement type or a movement time of the device can be adapted. For example, a subtask of the device may include disposing of previously collected debris or waste. Based on the semantic information, it can be determined where in the area the previously collected debris or waste can be disposed of preferentially. The movement type may, for example, relate to a movement speed. If the semantic information indicates, for example, that the device is in a bathroom, a slower movement type can be selected on the ground due to the risk of slipping on the floor. In addition, the bathroom can be shunned at certain times of the day, for example between 6 and 8 o'clock in the morning, when it is likely to be frequented by people.
Das Gebiet kann ein Gebäude umfassen, der Bereich kann in einem Raum des Gebäudes liegen und auf der Basis des bestimmten Typs kann, als semantische Information, eine Nutzungsart des Raums bestimmt werden. Die Nutzungsart weist häufig auf eine Widmung des Raums hin, beispielsweise auf ein Badezimmer, eine Toilette, ein Wohnzimmer, ein Schlafzimmer, einen Gang, eine Küche oder auch eine Garage. Mit der Nutzungsart bzw. Widmung des Raums verbunden sind meist zeitlich bestimmte Nutzungsmuster durch Personen, sodass das Gerät verbessert entscheiden kann, zu welchen Zeiten sich in dem Raum Personen befinden und ob diese vermieden oder gezielt gesucht werden sollen. Außerdem kann die semantische Information der Nutzungsart bestimmen, wann oder auf welche Weise das Gerät eine Aufgabe in dem Raum erfüllt. Ein Reinigungsroboter kann beispielsweise eine Küche oder ein Badezimmer bevorzugt feucht reinigen, während auf einem Gang oder in einer Garage eine Trockenreinigung bevorzugt werden kann.The area may include a building, the area may be in a room of the building, and based on the particular type, semantic information may be determined as a type of use of the space. The type of use often indicates a dedication of the room, for example, to a bathroom, a toilet, a living room, a bedroom, a hall, a kitchen or a garage. With the type of use or dedication of the room are usually temporally determined patterns of use by people, so that the device can better decide at what times in the room are people and whether they should be avoided or targeted search. In addition, the usage type semantic information may determine when or how the device performs a task in the room. For example, a cleaning robot may preferentially wet clean a kitchen or bathroom, while dry cleaning may be preferred in a hallway or garage.
Es ist besonders bevorzugt, dass die Typen mehrerer drahtlos vernetzter Vorrichtungen im Raum erfasst werden und auf der Basis der bestimmten Typen eine Nutzungsart des Raums bestimmt wird. Umfasst eine der Vorrichtungen beispielsweise einen Kühlschrank und eine andere einen Toaster, so kann der Raum als Küche identifiziert werden. Eine Kombination aus einem Kühlschrank und einem Bildschirm hingegen kann auf ein Labor hindeuten.It is particularly preferable that the types of a plurality of wirelessly networked devices are detected in space and a usage mode of the room is determined on the basis of the particular types. For example, if one of the devices includes a refrigerator and another a toaster, the space may be identified as a kitchen. A combination of a refrigerator and a screen, on the other hand, may indicate a laboratory.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass eine Kommunikation mit der vernetzten Vorrichtung durchgeführt wird und das Bestimmen des Typs der Vorrichtung auf der Basis von Identifikationsdaten der vernetzten Vorrichtung erfolgt. Um von den Identifikationsdaten auf den Typ der Vorrichtung rückschließen zu können, kann eine Datenbank vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Identifikation „Bosch Serie 6 Avantixx“ lauten und die Datenbank kann den Typ der Vorrichtung als Waschmaschine bestimmen.It is further preferred that communication with the networked device is performed and the type of device is determined based on networked device identification data. In order to be able to conclude from the identification data on the type of the device, a database can be provided. For example, the identification may be "Bosch Series 6 Avantixx" and the database may determine the type of device as a washing machine.
In einer Ausführungsform umfasst das Bestimmen des Typs ein Abfragen einer zentralen Instanz (Server), insbesondere auf der Basis der Identifikationsdaten. Seitens der zentralen Instanz kann eine entsprechende Datenbank verbessert aktuell gehalten sein, sodass beispielsweise auch der Typ einer Vorrichtung bestimmt werden kann, die erst nach der Produktion des Geräts hergestellt wurde. Außerdem kann beispielsweise eine Aktualisierung der vernetzten Vorrichtung verbessert in der zentralen Datenbank reflektiert werden. In one embodiment, determining the type includes querying a central entity (server), particularly based on the identification data. On the part of the central entity, a corresponding database can be kept up-to-date in an up-to-date manner, so that, for example, it is also possible to determine the type of device that was produced after the production of the device. In addition, for example, an update of the networked device can be reflected improved in the central database.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Kommunikation des Geräts mit der vernetzten Vorrichtung durchgeführt, wobei die semantischen Informationen auf der Basis von Nutzdaten der vernetzten Vorrichtung bestimmt werden. Beispielsweise kann ein Temperatursensor eine bestimmte Temperatur oder ein Feuchtigkeitssensor eine bestimmte Feuchtigkeit als Informationen bereitstellen. Aus derartigen Angaben können semantische Informationen bestimmt werden, die in der Karte vermerkt und später etwa zur verbesserten Positionierung oder Navigation eines automatisch beweglichen weiteren Geräts beitragen können. Weisen die Sensorinformationen beispielsweise auf geöffnete Fenster und Türen hin, sodass mit einem Durchzug zu rechnen ist, so kann ein flugfähiges Haushaltsgerät (Drohne) die Gefahr eines Windstoßes in seine Bewegungsplanung einbeziehen.In another embodiment, communication of the device with the networked device is performed, wherein the semantic information is determined based on user data of the networked device. For example, a temperature sensor may provide a certain temperature or a humidity sensor may provide certain humidity as information. From such information semantic information can be determined, which notes in the map and later contribute to the improved positioning or navigation of another automatically movable device. If, for example, the sensor information points to open windows and doors, so that a draft is to be expected, an airworthy domestic appliance (drone) can incorporate the danger of a gust of wind into its movement planning.
In noch einer weiteren Ausführungsform wird ein bewegliches Objekt im Bereich des Geräts bestimmt und die semantischen Informationen werden auf der Basis des beweglichen Objekts validiert. Wurde etwa zuvor bestimmt, dass ein vorbestimmter Bereich des Gebäudes ein Gang ist, so kann durch das Verfolgen einer Trajektorie einer Person oder durch das Bestimmen von Verkehrsaufkommen innerhalb des Bereichs diese Einschätzung validiert oder falsifiziert werden.In yet another embodiment, a moving object in the area of the device is determined and the semantic information is validated on the basis of the moving object. For example, if it has previously been determined that a predetermined area of the building is a aisle, tracking a trajectory of a person or determining traffic within the area may validate or falsify that estimate.
In noch einer weiteren Ausführungsform umfassen die semantischen Informationen eine Bestimmungszeit. Es ist bevorzugt, dass Bestimmungen des Typs, der Nutzdaten oder von Informationen des beweglichen Objekts zu unterschiedlichen Tages- oder Wochenzeiten durchgeführt werden, um die bestimmten semantischen Informationen zu verbessern bzw. bereits bestimmte semantische Informationen zu validieren. In einer Ausführungsform kann ein bestimmtes Verkehrsaufkommen durch Personen in einem Bereich des Gebiets zeitgebunden bestimmt werden, sodass der Bereich beispielsweise durch ein Gerät dann gemieden werden kann, wenn mit verstärktem Verkehr gerechnet werden muss. In einem Geschäftsgebäude kann dies beispielsweise zu Beginn eines Arbeitstags der Fall sein.In yet another embodiment, the semantic information includes a determination time. It is preferred that provisions type, payload, or moving object information at different times of the day or week to improve the particular semantic information or to validate certain semantic information. In one embodiment, a particular traffic volume may be time bounded by persons in an area of the area, such that the area may be avoided, for example by a device, when increased traffic is to be expected. For example, in a commercial building, this may be the case at the beginning of a working day.
Eine Navigationsvorrichtung für ein automatisiert bewegliches Gerät in einem vorbestimmten Gebiet umfasst eine Schnittstelle zu einer Bewegungssteuerung des Geräts; eine Erfassungseinrichtung für eine drahtlos vernetzte Vorrichtung im Bereich des Geräts; und eine Verarbeitungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, einen Typ der Vorrichtung zu bestimmen, semantische Informationen über den Bereich auf der Basis des bestimmten Typs zu bestimmen und dem Bereich zuzuordnen. Die semantischen Informationen können später dazu verwendet werden, ein Gerät, beispielsweise dasselbe Gerät, auf der Basis der bestimmten semantischen Informationen zu positionieren. Die Verarbeitungseinrichtung kann insbesondere einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen. Insbesondere ist die Verarbeitungseinrichtung bevorzugt dazu eingerichtet, zumindest Teile des oben beschriebenen Verfahrens durchzuführen.A navigation device for an automated mobile device in a predetermined area includes an interface to a motion controller of the device; a detection device for a wireless network device in the area of the device; and a processing device configured to determine a type of device to determine semantic information about the region based on the determined type and to associate it with the region. The semantic information may later be used to position a device, such as the same device, based on the particular semantic information. The processing device may in particular comprise a programmable microcomputer or microcontroller. In particular, the processing device is preferably configured to carry out at least parts of the method described above.
Die mit Bezug auf das Verfahren offenbarten Merkmale können analog auf das Navigationsgerät angewendet werden. Insbesondere umfassen Ausführungsformen des Navigationsgeräts Mittel und Einrichtungen, um die offenbarten Schritte auszuführen.The features disclosed with respect to the method can be applied analogously to the navigation device. In particular, embodiments of the navigation device include means and means for carrying out the disclosed steps.
Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures
Ausführungsformen der Erfindung werden nun unter Bezug auf die beiliegenden Figuren genauer beschrieben, in denen:Embodiments of the invention will now be described in more detail with reference to the accompanying figures, in which:
darstellt.
represents.
Genaue Beschreibung eines AusführungsbeispielsDetailed description of an embodiment
Das Gerät
Die Positionierung oder der Betrieb eines weiteren Geräts
Es wird vorgeschlagen, an Bord des ersten Geräts
In einer Ausführungsform ist ferner eine zweite drahtlose Kommunikationseinrichtung
In einem optionalen Schritt
In einem Schritt
In einem optionalen Schritt
In einer Ausführungsform wird eine Überprüfung der semantischen Informationen durch Vergleichen der akquirierten Informationen oder der bestimmten semantischen Informationen miteinander durchgeführt. Ändern sich die Informationen beispielsweise im Tages- oder Wochenrhythmus, so kann die bestimmte semantische Information um den Rhythmus erweitert werden. Dadurch kann eine verbesserte Validierung oder Falsifizierung der semantischen Information erfolgen. Gegebenenfalls wird eine zuvor bestimmte semantische Information des Bereichs
In einem Schritt
Das Verfahren
Das Gerät
Der zweite Raum
Die mit Bezug auf die Figuren gemachten Erläuterungen sind rein illustrativ und nicht beschränkend zu verstehen.The explanations made with reference to the figures are purely illustrative and not restrictive.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- System system
- 105105
- Gerät device
- 110110
- Vorrichtung contraption
- 115115
- zentrale Instanz central instance
- 120120
- Gebiet area
- 125125
- Raum room
- 130130
- Bereich Area
- 135135
- Navigationsvorrichtung navigation device
- 140140
- Verarbeitungseinrichtung processing device
- 145145
- Schnittstelle interface
- 150150
- erste drahtlose Kommunikationseinrichtung first wireless communication device
- 155155
- zweite drahtlose Kommunikationseinrichtung second wireless communication device
- 160160
- Datenspeicher data storage
- 165165
- Sensor sensor
- 200200
- Verfahren method
- 205205
- Gebäudetyp bestimmen Determine the building type
- 210210
- topographische Karte bestimmen determine topographical map
- 215215
- Anfahren vorbestimmter Bereich Approaching predetermined area
- 220220
- Erfassen Vorrichtungen Capture devices
- 225225
- Kommunikation mit Vorrichtungen Communication with devices
- 230230
- Bestimmen semantische Informationen Determine semantic information
- 235235
- Validieren / Plausibilisieren / Zuordnen semantische Informationen Validate / validate / map semantic information
- 240240
- Positionieren positioning
- 300300
- Karte map
- 305305
- Rauchmelder smoke detector
- 310310
- Herd stove
- 315315
- Fenstersensor window sensor
- 320320
- Tür door
- 325325
- Waschmaschine Washing machine
- 330330
- Feuchtigkeitssensor humidity sensor
- 335335
- Tür door
Claims (10)
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