DE102017108806A1 - Selbstfahrendes Bodenbearbeitungsgerät - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein selbstfahrendes Bodenbearbeitungsgerät, insbesondere ein Saugroboter, mit einer Beleuchtungseinrichtung zum Ausleuchten eines Arbeitsbereiches des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes und mit einer Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Beleuchtungseinrichtung.
Description
- Die Erfindung betrifft ein selbstfahrendes Bodenbearbeitungsgerät und ein Verfahren zur Steuerung eines selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes mit einer Beleuchtungseinrichtung zum Ausleuchten eines Arbeitsbereiches.
- Selbstfahrende Bodenbearbeitungsgeräte sind aufgrund der integrierten Sensorik in der Lage Bodenflächen auch in völliger oder teilweiser Dunkelheit zu reinigen. Die Helligkeitsverhältnisse auf einer Bodenfläche haben dabei keinen Einfluss auf die Bearbeitungs- oder Navigationsleistung von selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgeräten. Dadurch sind selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgeräte in der Lage, nicht oder schlecht ausgeleuchtete Bereiche beispielsweise unter Möbeln zu bearbeiten oder Bearbeitungsfahrten in verdunkelten oder nicht beleuchteten Räumen auszuführen. Da die meistens selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgeräte keine oder für den Menschen nicht sichtbare Beleuchtungseinrichtungen aufweisen, sind selbstfahrende Bodenbearbeitungsgeräte in manchen Betriebsszenarien für den Benutzer nicht oder nicht eindeutig zu lokalisieren. Hierdurch kann es in dunklen oder schlecht beleuchteten Umgebungen zu ungewollten Kollisionen zwischen selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgeräten und Benutzern kommen. Eine schwierige Lokalisation des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgeräts durch den Benutzer erschwert auch dessen Bergung, wenn sich dieses in komplexen Raumszenarien insbesondere untern Möbeln festgefahren hat.
- Aus der
EP 2 264 560 A1 ist ein selbstfahrendes Bodenbearbeitungsgerät bekannt, welches eine Beleuchtungseinrichtung zum Ausleuchten eines Arbeitsbereiches aufweist. Die Beleuchtungseinrichtung ist im Betrieb des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes dabei permanent eingeschaltet. Der zum Betrieb der Beleuchtungseinrichtung erforderliche Energiebedarf reduziert dabei aufgrund der begrenzten Energiespeicherkapazitäten den Aktionsradius des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes im signifikanten Umfang. - Der Erfindung stellt sich somit das Problem eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Beleuchten eines Arbeitsbereiches von selbstfahrende Bodenbearbeitungsgeräten zur Verfügung zu stellen.
- Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
- Erfindungsgemäß weist das selbstfahrende Bodenbearbeitungsgerät ein Sensorelement zur Bestimmung eines Helligkeitswertes in einem Arbeitsbereich des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes auf, wobei die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist die Beleuchtungseinrichtung in Abhängigkeit vom bestimmten Helligkeitswert zu steuern. Die am selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerät angeordnete Beleuchtungseinrichtung ist dazu geeignet, für das menschliche Auge sichtbares Licht zu erzeugen und damit einen Arbeitsbereich des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes auszuleuchten. Der Arbeitsbereich des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes ist die Bodenfläche unterhalb des Gehäuses des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes und die Bodenfläche welche das selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerät in einem festlegbaren Radius umgibt. Der Arbeitsbereich des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes kann sich aber auch auf bodennahe Wandabschnitte erstrecken, welche eine zu bearbeitendene Bodenfläche begrenzen oder unterteilen. Beim Sensorelement zur Bestimmung eines Helligkeitswertes handelt es sich um ein elektrisches Bauelement, welches Licht über den Einsatz eines photoelektrischen Effekts in ein elektrisches Signal oder einen elektrischen Widerstand wandelt. Beim Sensorelement kann es sich beispielweise um eine Photozelle, ein CMOS-Sensor, ein CCD-Sensor oder eine Photodiode handeln. Beim dem durch das Sensorelement bestimmten Helligkeitswert kann es sich beispielweise um die im Arbeitsbereich vorherrschende Lichtstärke oder die im Arbeitsbereich vorherrschende Belichtung handeln.
- Durch die Erfindung wird ein selbstfahrendes Bodenbearbeitungsgerät mit einer Beleuchtungseinrichtung zur Verfügung gestellt, welches die Beleuchtungseinrichtung in Abhängigkeit von der vorherrschenden Helligkeit steuert. Dies ermöglicht eine bedarfsabhängige und somit energiesparende Steuerung der Beleuchtungseinrichtung. Ein negativer Einfluss der Beleuchtungseinrichtung auf die Bearbeitungsdauer oder Bearbeitungsintensität des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes infolge dessen begrenzter Energiespeicherkapazitäten wird dadurch weitestgehend vermieden.
- In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, den bestimmten Helligkeitswert mit einem vorgegebenen oder vorgebaren Helligkeitswert zu vergleichen, wobei die Steuerungseinrichtung die Beleuchtungseinrichtung einschaltet, wenn ein vorgegebener oder vorgebarer Helligkeitswert unterschritten wird und die Beleuchtungseinrichtung ausschaltet, wenn ein vorgegebener oder vorgebarer Helligkeitswert überschritten wird. Unterhalb des vorgegebenen oder vorgebaren Helligkeitswertes ist für Benutzer eine optische eindeutige Lokalisation des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes nicht oder nur eingeschränkt bzw. erschwert möglich. In einer weiteren Ausführungsform berücksichtigt die Steuerungseinrichtung beim Ein- und Ausschalten der Beleuchtungseinrichtung ein vorgebbares Zeitintervall. Bevorzugt ist hierbei ein Zeitintervall von einer bis zwanzig Sekunden. Die Berücksichtigung eines Zeitintervalles bei der Steuerung der Beleuchtungseinrichtung gewährleistet eine stabile Regelung der Beleuchtungseinrichtung und verhindert beispielweise ein störendes Flackern.
- Die helligkeitsabhängige Steuerung der Beleuchtungseinrichtung bildet die Voraussetzung für eine bedarfsabhängige Beleuchtung der Arbeitsfläche. Insbesondere bei dynamisch auftretenden Veränderungen der Helligkeitsverhältnisse auf der zu bearbeitenden Bodenfläche infolge des Ausschaltens einer Raumbeleuchtung oder des Unterfahrens eines größeren Möbelstücks.
- Bevorzugt ist, dass der mindestens eine Sensor zur Bestimmung eines Helligkeitswertes in einem Arbeitsbereich des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes eingesetzt wird. Bei dem Sensor kann es sich beispielsweise um einen Infrarot- oder einen Kamerasensor handeln, insbesondere einen CCD oder CMOS-Sensor. Der Einsatz der zu Navigation des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes erforderlichen Sensorik bietet den Vorteil, dass für die Helligkeitsmessung keine zusätzliche Sensorik erforderlich ist. Die bedarfsabhängige Beleuchtung des Arbeitsbereiches resultiert dadurch in keinen weiteren Kosten oder Fertigungsaufwänden.
- Weiter bevorzugt ist, dass die Steuerungseinrichtung die Beleuchtungseinrichtung in Abhängigkeit vom bestimmten Helligkeitswert und des Sensorsignals des Sensors zur Hinderniserkennung und Navigation steuert. Hierbei erfolgt die Ermittlung eines Helligkeitswertes über Sensoren des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes welche zu autonomen Navigation und Hinderniserkennung eingesetzt werden. Als Sensoren für die Navigation und Hinderniserkennung fungieren hierbei insbesondere optische Sensoren. Der Einsatz dieser Sensoren für die Ermittlung eines Helligkeitswertes im Arbeitsbereich des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes erfordert keine gesonderte Sensorik für die Helligkeitsmessung.
- Es ist bevorzugt, dass die Beleuchtungseinrichtung dazu geeignet ist, Licht in unterschiedlichen Farben auszustrahlen. Die Beleuchtungseinrichtung ist dazu geeignet, von einer ersten ausgestrahlten Lichtfarbe auf eine zweite ausgestrahlte Lichtfarbe zu wechseln. Die Ausstrahlung unterschiedlicher Lichtfarben ist dazu geeignet, dem Benutzer des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes Statusinformationen zu übermitteln. Die Statusinformationen können sich dabei beispielsweise auf den Bearbeitungsstatus der Bodenfläche oder einen Zustandsstatus des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes beziehen. In einer weiteren Ausführungsform ist es ebenfalls denkbar, eine Lichtfarbe der Beleuchtungseinrichtung als Kollisionswarnung einzusetzen, wenn ein Benutzer den Arbeitsbereich des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes betritt oder die Gefahr einer ungewollten Kollision besteht.
- In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Beleuchtungseinrichtung dazu geeignet, moduliertes Licht auszustrahlen. In einer weiteren Ausführungsform ist die Beleuchtungseinrichtung und die Steuerungseinrichtung dazu geeignet, Lauflicht- und Blinkeffekte zu erzeugen. Die Erzeugung modulierten Lichts oder Lichteffekte eignet sich zur Übermittlung von Statusinformationen an einen Benutzer oder eine Umwelt des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes.
- Bevorzugt ist, dass die Beleuchtungseinrichtung ein LED-Element aufweist. In alternativen Ausführungsformen ist es ebenfalls denkbar andere Lichtquellen als Beleuchtungseinrichtung am selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes einzusetzen. Als Beleuchtungseinrichtung eignen sich hierbei insbesondere Halogenstrahler oder Leuchtdioden. LED-Elemente sind aufgrund ihres geringen Energiebedarfs für den Einsatz an einem selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerät besonders geeignet.
- In einer bevorzugten Ausführungsform weist das selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerät ein Gehäuse auf, wobei die Beleuchtungseinrichtung an einer Mantelfläche und/oder Unterseite des Gehäuses angeordnet ist. In einer alternativen Ausführungsform kann die Beleuchtungseinrichtung an der Oberseite des Gehäuses des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes angeordnet sein. Eine Anordnung der Beleuchtungseinrichtung an der Unterseite und/oder Mantelfläche des Gehäuses ist insofern vorteilhaft, da dies eine Ausstrahlung auf die zu bearbeitenden Bodenfläche erleichtert. Die Bodenfläche bildet eine Projektionsfläche für das ausgestrahlte Licht der Beleuchtungseinrichtung und erhöht dadurch dessen Sichtbarkeit.
- Ein Verfahren zur Steuerung eines selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes, insbesondere eines Saugroboters umfasst zumindest die folgenden Schritte. Einen Schritt der Bestimmung eines Helligkeitswertes in einem Arbeitsbereich des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes; einen weiteren Schritt des Vergleichens des bestimmten Helligkeitswertes mit einem vorgegebenen oder vorgebaren Helligkeitswert; und eines weiteren Schritts der Steuerung der Beleuchtungseinrichtung unter Verwendung des bestimmten Helligkeitswertes. Das Verfahren zur Steuerung eines selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes kann dabei beliebig oft wiederholt werden. Eine kontinuierliche Wiederholung des Verfahrens ermöglicht dabei eine schnelle Reaktion der Beleuchtungseinrichtung auf sich verändernde Helligkeitsverhältnisse auf der zu bearbeitenden Bodenfläche.
- Im Schritt der Steuerung der Beleuchtungseinrichtung kann die Beleuchtungseinrichtung eingeschaltet werden, wenn der bestimmte Helligkeitswert einen vorgegebenen oder vorgebaren Helligkeitswert unterschreitet und die Beleuchtungseinrichtung ausgeschaltet werden, wenn der bestimmte Helligkeitswert einen vorgegeben oder vorgebaren Helligkeitswert überschreitet.
- Im Schritt der Steuerung der Beleuchtungseinrichtung kann auch das Sensorsignal eines Sensors zur Hinderniserkennung und Navigation verwendet werden. Hierdurch wird keine zusätzliche Sensorik für die Ermittlung eines Helligkeitswertes erforderlich.
- Im Schritt der Steuerung der Beleuchtungseinrichtung kann in Abhängigkeit vom bestimmten Helligkeitswert und/oder dem Sensorsignal eines Sensors zur Hinderniserkennung und Navigation die Steuerungseinrichtung die Farbe und/oder die Modulation des ausgestrahlten Lichts ändern. Dies dient der Übermittlung von Statusinformationen des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes an den Benutzer.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:
-
1 Seitenansicht eines selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes mit Beleuchtungseinrichtung -
2 Unteransicht eines selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes mit Beleuchtungseinrichtung -
1 zeigt die Seitenansicht eines selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes10 mit einer Beleuchtungseinrichtung12 . Das selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerät10 verfügt über ein Gehäuse20 auf dessen Unterseite22 Räder28 angeordnet sind mit denen das selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerät10 über die zu bearbeitende Bodenfläche verfährt. Auf der Oberseite26 des Gehäuses20 ist ein Sensorelement16 angeordnet, welches zur Bestimmung eines Helligkeitswertes in einem Arbeitsbereich des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes10 einsetzbar ist. An einer Mantelfläche24 des Gehäuses20 des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes10 ist eine Beleuchtungseinrichtung12 angeordnet. Die Beleuchtungseinrichtung12 ist dabei so am Gehäuse20 des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes10 angeordnet, dass sie eine Bodenfläche beleuchtet, welche sich in Fahrtrichtung vor dem selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerät10 erstreckt. Im Gehäuse20 des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes10 ist eine Steuerungseinrichtung14 zur Steuerung der Beleuchtungseinrichtung12 angeordnet. -
2 zeigt die Unteransicht eines selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes10 mit einer Beleuchtungseinrichtung12 . Mittig zentriert an der Unterseite22 des Gehäuses20 ist der Saugmund30 des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes10 angeordnet. Über den Saugmund30 nimmt das selbstfahrende Bodenbearbeitungsgerät10 Staub- und Schmutzpartikel von der zu reinigenden Bodenfläche auf. Seitlich neben dem Saugmund30 und in Fahrtrichtung hinter dem Saugmund30 sind Räder28 angeordnet mit denen das selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerät10 autonom über eine zu bearbeitende Fläche verfährt. In Bezug auf die Fahrtrichtung vor dem Saugmund30 sind Sensoren18 angeordnet. Bei diesen Sensoren18 kann es sich beispielweise um Infrarot-Sensoren handeln. Diese Sensoren18 sind auf die zu bearbeitende Bodenfläche ausgerichtet und erkennen das Vorhandensein einer zu bearbeitenden Bodenfläche. Ein Abstürzen des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes10 an Treppen oder sonstigen Abgründen wird hierdurch verhindert. Neben der Erkennung einer Bodenfläche können diese Sensoren18 auch zur Ermittlung eines Helligkeitswertes eingesetzt werden, welcher an einer zu bearbeitenden Bodenfläche vorherrscht. Ein gesondertes Sensorelement16 zur Helligkeitsermittlung ist dadurch nicht erforderlich. - Ebenfalls an der Unterseite
22 des Gehäuses20 des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes10 ist eine umlaufende Beleuchtungseinrichtung12 angeordnet. Die Beleuchtungseinrichtung12 bildet dabei einen geschlossenen Ring, welcher am äußeren Umfang der Unterseite22 des Gehäuses20 angeordnet ist. Bei der Beleuchtungseinrichtung12 handelt es sich beispielweise um eine LED-Lichtband, was in Richtung der zu bearbeitenden Bodenfläche strahlt. In einer weiteren Ausführungsform ist es denkbar, dass dieses Lichtband farbiges Licht ausstrahlt oder das ausgestrahlte Licht modelliert auf die Bodenfläche projiziert. - Bezugszeichenliste
-
- 10
- selbstfahrendes Bodenbearbeitungsgerät
- 12
- Beleuchtungseinrichtung
- 14
- Steuerungseinrichtung
- 16
- Sensorelement
- 18
- Sensor
- 20
- Gehäuse
- 22
- Unterseite
- 24
- Mantelfläche
- 26
- Oberseite
- 28
- Räder
- 30
- Saugmund
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 2264560 A1 [0003]
Claims (12)
- Selbstfahrendes Bodenbearbeitungsgerät (10), insbesondere ein Saugroboter, mit einer Beleuchtungseinrichtung (12) zum Ausleuchten eines Arbeitsbereiches des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes (10) und mit einer Steuerungseinrichtung (14) zur Steuerung der Beleuchtungseinrichtung (12), dadurch gekennzeichnet, dass das selbstfahrende Bodenbearbeitungsgerät (10) ein Sensorelement (16) zur Bestimmung eines Helligkeitswertes in einem Arbeitsbereich des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes (10) aufweist, wobei die Steuerungseinrichtung (14) dazu eingerichtet ist die Beleuchtungseinrichtung (12) in Abhängigkeit vom bestimmten Helligkeitswert zu steuern.
- Selbstfahrende Bodenbearbeitungsgerät (10) gemäß
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (14) dazu eingerichtet ist, den bestimmten Helligkeitswert mit einem vorgegebenen oder vorgebaren Helligkeitswert zu vergleichen, wobei die Steuerungseinrichtung (14) die Beleuchtungseinrichtung (12) einschaltet, wenn ein vorgegebener oder vorgebarer Helligkeitswert unterschritten wird und die Beleuchtungseinrichtung (12) ausschaltet, wenn ein vorgegebener oder vorgebarer Helligkeitswert überschritten wird. - Selbstfahrendes Bodenbearbeitungsgerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das selbstfahrende Bodenbearbeitungsgerät (10) mindestens einen Sensor (18) zur Hinderniserkennung und Navigation aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (18) zur Bestimmung eines Helligkeitswertes in einem Arbeitsbereich des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes (10) eingesetzt wird.
- Selbstfahrendes Bodenbearbeitungsgerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das selbstfahrende Bodenbearbeitungsgerät (10) mindestens einen Sensor (18) zur Hinderniserkennung und Navigation aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (14) die Beleuchtungseinrichtung (12) in Abhängigkeit vom bestimmten Helligkeitswert und des Sensorsignals des Sensors (18) zur Hinderniserkennung und Navigation steuert.
- Selbstfahrendes Bodenbearbeitungsgerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (12) dazu geeignet ist, Licht in unterschiedlichen Farben auszustrahlen.
- Selbstfahrendes Bodenbearbeitungsgerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (12) dazu geeignet ist, moduliertes Licht auszustrahlen.
- Selbstfahrendes Bodenbearbeitungsgerät (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (12) ein LED-Element aufweist.
- Selbstfahrendes Bodenbearbeitungsgerät (10) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerät (10) ein Gehäuse (20) aufweist, wobei die Beleuchtungseinrichtung (12) an einer Mantelfläche (24) und/oder Unterseite (22) des Gehäuses (20) angeordnet ist.
- Verfahren zur Steuerung eines selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes (10), insbesondere eines Saugroboters, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst: Bestimmung eines Helligkeitswertes in einem Arbeitsbereich des selbstfahrenden Bodenbearbeitungsgerätes (10); Vergleichen des bestimmten Helligkeitswertes mit einem vorgegebenen oder vorgebaren Helligkeitswert; Steuerung der Beleuchtungseinrichtung (12) unter Verwendung des bestimmten Helligkeitswertes.
- Verfahren gemäß
Anspruch 9 , bei dem im Schritt der Steuerung der Beleuchtungseinrichtung (12) die Beleuchtungseinrichtung (12) eingeschaltet wird, wenn der bestimmte Helligkeitswert einen vorgegebenen oder vorgebaren Helligkeitswert unterschreitet und die Beleuchtungseinrichtung (12) ausgeschaltet wird, wenn der bestimmte Helligkeitswert einen vorgegeben oder vorgebaren Helligkeitswert überschreitet. - Verfahren gemäß
Anspruch 9 , bei dem im Schritt der Steuerung der Beleuchtungseinrichtung (12) auch das Sensorsignal eines Sensors (18) zur Hinderniserkennung und Navigation verwendet wird. - Verfahren gemäß
Anspruch 9 , bei dem im Schritt der Steuerung der Beleuchtungseinrichtung (12) in Abhängigkeit vom bestimmten Helligkeitswert und/oder dem Sensorsignal eines Sensors (18) zur Hinderniserkennung und Navigation die Steuerungseinrichtung (14) die Farbe und/oder die Modulation des ausgestrahlten Lichts ändert.
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