DE102017220180A1

DE102017220180A1 - Create an environment map

Info

Publication number: DE102017220180A1
Application number: DE102017220180.0A
Authority: DE
Inventors: Markus Kühnel; Maximilian Fremerey
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2017-11-13
Filing date: 2017-11-13
Publication date: 2019-05-16

Abstract

Ein Verfahren umfasst Schritte des Erfassens einer horizontalen Position eines Objekts, das auf einer Bodenfläche steht; des Abtastens einer Höhe zwischen der Bodenfläche und einer Unterseite des Objekts; des Bestimmens des Objekts auf der Basis der Höhe; und des Eintragens des Objekts in eine Umgebungskarte.

A method comprises steps of detecting a horizontal position of an object standing on a floor surface; sensing a height between the floor surface and a bottom of the object; determining the object based on the height; and placing the object in an environment map.

Description

Die Erfindung betrifft das Erstellen einer Umgebungskarte. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Umgebungskarte für ein auf einer Bodenfläche bewegliches autonomes Haushaltsgerät, wie z.B. einen Staubsaugroboter.The invention relates to the creation of an environment map. In particular, the invention relates to an environment map for a floor-mounted autonomous home appliance, e.g. a vacuum cleaner robot.

Ein autonomes Haushaltsgerät ist dazu eingerichtet, eine Bodenfläche zu bearbeiten. Das Haushaltsgerät kann insbesondere einen Staubsauger, einen Kehrer oder einen Rasenmäher betreffen. Die Navigation des Haushaltsgeräts erfolgt üblicherweise auf der Basis einer Umgebungskarte. Zusätzliche Informationen, beispielsweise über ein Hindernis, können von mitgeführten Sensoren bestimmt werden. Optional kann eine Bake an einer vorbestimmten Position die Navigation nach Art eines Leuchtturms unterstützen. Bestimmte Informationen können zur späteren Verwendung in die Umgebungskarte aufgenommen werden.An autonomous home appliance is set up to machine a floor surface. The household appliance may in particular relate to a vacuum cleaner, a sweeper or a lawnmower. The navigation of the household appliance is usually carried out on the basis of an environment map. Additional information, for example about an obstacle, can be determined by entrained sensors. Optionally, a beacon at a predetermined position may assist navigation in the manner of a lighthouse. Certain information may be included in the map for later use.

Die Qualität der durch das Haushaltsgerät verrichteten Tätigkeit hängt im Allgemeinen davon ab, wie gut die Navigation durchgeführt werden kann. Dazu wird auch versucht, Charakteristika der Umgebung durch das Haushaltsgerät zu bestimmen und zu erlernen.The quality of the work done by the appliance generally depends on how well the navigation can be done. For this purpose, it is also attempted to determine characteristics of the environment through the household appliance and to learn.

DE 10 2010 017 689 A1 betrifft das Erstellen einer Umgebungskarte einer Umgebung mittels Unterteilen in Teilgebiete. DE 10 2010 017 689 A1 concerns creating an environment map of an environment by subdividing into subregions.

US 5 867 800 A schlägt eine Bestimmung eines Hindernisses in einer Umgebung auf der Basis von Abstandsmessungen und einer Objekterkennung vor. US 5,867,800 A. suggests a determination of an obstacle in an environment based on distance measurements and object recognition.

Eine der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht in der Angabe einer Technik zur Erstellung oder Verbesserung einer Umgebungskarte, insbesondere für ein Haushaltsgerät. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.An object of the invention is to provide a technique for creating or improving an environment map, in particular for a household appliance. The invention solves this problem by means of the subjects of the independent claims. Subclaims give preferred embodiments again.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren umfasst Schritte des Erfassens einer horizontalen Position eines Objekts, das auf einer Bodenfläche steht; des Abtastens einer Höhe zwischen der Bodenfläche und einer Unterseite des Objekts; des Bestimmens des Objekts auf der Basis der Höhe; und des Eintragens des Objekts in die Umgebungskarte. Bei der Umgebungskarte kann es sich beispielsweise um eine Umgebungskarte eines autonomen Reinigungsroboters handeln, die dieser zum Navigieren im Raum benutzt.A method according to the invention comprises steps of detecting a horizontal position of an object standing on a floor surface; sensing a height between the floor surface and a bottom of the object; determining the object based on the height; and entering the object in the environment map. For example, the environment map may be an environment map of an autonomous cleaning robot that it uses to navigate the space.

Mittels der Erfindung kann eine dreidimensionale (3D) Umgebungkarte angelegt oder auf der Basis einer zweidimensionalen (2D) Umgebungskarte bestimmt werden. Informationen, die für die Navigation auf der Bodenfläche von Belang sind, können durch das Auswerten der Höhe besser bestimmt werden, sodass die Umgebungskarte detaillierter und informativer sein kann. Objekte wie beispielsweise ein Bett, ein Tisch, ein Stuhl, eine Bank, ein Sofa oder ein Schrank können verbessert erkannt werden. Auf der Basis der Umgebungskarte kann anschließend insbesondere ein Hausgerät wie ein automatischer Rasenmäher oder ein Reinigungsroboter wie ein Saugroboter, ein Kehrroboter oder ein Wischroboter verbessert gesteuert werden. Ein solcher Roboter kann insbesondere zur autonomen Operation im Bereich der Umgebungskarte eingerichtet sein.By means of the invention, a three-dimensional (3D) environment map can be created or determined on the basis of a two-dimensional (2D) environment map. Information that is important for navigation on the floor surface can be better determined by evaluating the altitude so that the area map can be more detailed and informative. Objects such as a bed, a table, a chair, a bench, a sofa or a closet can be detected improved. On the basis of the environment map, in particular a domestic appliance such as an automatic lawnmower or a cleaning robot such as a vacuum robot, a sweeping robot or a wiper robot can then be controlled in an improved manner. Such a robot can be set up in particular for autonomous operation in the region of the surroundings map.

Die Bestimmung des Objekts kann beispielsweise mittels einer Datenbank erfolgen, die Geometriedaten einer Vielzahl Objekte umfasst. Alternativ kann auch eine heuristische Bestimmung erfolgen, beispielsweise indem ein Objekt mit einer konstanten Höhe im Bereich zwischen ca. 70 und ca. 110 cm und rechteckigem Umriss als Tisch bestimmt wird. Auch eine probabilistische Bestimmung ist möglich, beispielsweise indem ein Objekt durch seine Nähe zu einem Tisch leichter als Stuhl bestimmt wird.The determination of the object can take place, for example, by means of a database, which comprises geometry data of a plurality of objects. Alternatively, a heuristic determination can also be made, for example by determining an object with a constant height in the range between approximately 70 and approximately 110 cm and a rectangular outline as a table. Also, a probabilistic determination is possible, for example, by an object is determined by its proximity to a table lighter than chair.

Die Umgebungskarte kann insbesondere verwendet werden, die Navigation eines auf der Bodenfläche fahrbaren Geräts zu verbessern. Ist das Gerät im Vergleich zur Höhe des Objekts flach, sodass es unter dem Objekt durchfahren kann, kann beispielsweise verbessert bestimmt werden, ob das Unterfahren erwünscht bzw. sinnvoll ist oder nicht. Handelt es sich bei dem Objekt beispielsweise um einen Tisch und umfasst das Gerät einen fahrbaren Bodenstaubsauger, so kann die Bearbeitung der Bodenfläche unter dem Tisch erwünscht sein. Handelt es sich bei dem Objekt hingegen um eine ausgezogene Schublade, so kann die Befahrbarkeit des unter der Schublade liegenden Bodenabschnitts davon abhängen, ob sich eine Person in der Nähe befindet oder nicht.In particular, the environment map may be used to enhance the navigation of a device drivable on the ground surface. If the device is flat compared to the height of the object, so that it can pass under the object, it can be improved, for example, whether underriding is desired or useful or not. If the object is, for example, a table and the device comprises a mobile vacuum cleaner, the processing of the floor surface under the table may be desired. On the other hand, if the object is an extended drawer, the navigability of the bottom section under the drawer may depend on whether a person is nearby or not.

In einer weiteren Ausführungsform wird ein Höhenprofil der Unterseite des Objekts abgetastet und das Objekt wird auf der Basis des Höhenprofils bestimmt. Das Objekt kann so verbessert klassifiziert werden, sodass die Bestimmungsgenauigkeit erhöht sein kann. Fehlmessungen können vermieden werden.In another embodiment, a height profile of the underside of the object is scanned and the object is determined based on the height profile. The object can be classified as improved, so that the determination accuracy can be increased. Incorrect measurements can be avoided.

Informationen, die dem bestimmten Objekt zugeordnet sind, können ebenfalls in die Umgebungskarte eingetragen werden. Beispielsweise kann hinterlegt werden, ob es sich um ein festes oder ein bewegliches Objekt handelt, welchem Zweck es dient, wie es bezeichnet werden kann (gegebenenfalls in mehreren Sprachen), wie viele Beine es hat, wo diese am Objekt angebracht und wie sie geformt sind. Gegebenenfalls kann auf der Basis der zusätzlichen Informationen auch gezielt eine weitere Bestimmung des Objekts durchgeführt werden, insbesondere mittels Sensoren zur Abtastung seiner Abmessungen. Ist zum Beispiel nur eines von drei Beinen sensorisch zu finden, so kann eine weitere Abtastung von einem anderen Standort aus vorgenommen werden, um auch die restlichen Beine zu finden.Information assigned to the specific object can also be entered in the area map. For example, it can be deposited as to whether it is a fixed or a moving object, what purpose it serves, how it can be designated (possibly in several languages), how many legs it has, where it is attached to the object and how they are shaped , Optionally, on the basis of additional information also targeted another Determination of the object to be carried out, in particular by means of sensors for sensing its dimensions. For example, if only one of three legs is sensory, another scan can be made from another location to find the remaining legs as well.

Das Objekt umfasst bevorzugt ein Möbelstück. Die Höhe des Objekts kann zwischen einem vorbestimmten Minimum und einem vorbestimmten Maximum liegen. Das Minimum kann auf der Basis der Bauhöhe einer Abtasteinrichtung zur Abtastung der Höhe des Objekts oder auf der Basis der Bauhöhe eines Geräts, welches auf der Basis der Umgebungskarte gesteuert werden soll, bestimmt werden. Das Maximum kann in einem geschlossenen Raum unterhalb der Kopfhöhe eines üblichen Benutzers liegen, um bauliche Gegebenheiten wie ein Treppenhaus, einen Durchgang oder eine Dachschräge nicht zu berücksichtigen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Maximalhöhe so gewählt, dass sie die Höhe eines Tisches eben noch umfasst.The object preferably comprises a piece of furniture. The height of the object may be between a predetermined minimum and a predetermined maximum. The minimum may be determined on the basis of the height of a scanner for sensing the height of the object or on the basis of the height of a device to be controlled on the basis of the environment map. The maximum can be in a closed space below the height of the head of a conventional user, not to take into account structural conditions such as a staircase, a passage or a sloping roof. In a preferred embodiment, the maximum height is selected so that it just covers the height of a table.

Die Umgebungskarte kann insbesondere mittels eines Geräts bestimmt werden, welches auch auf der Basis der Umgebungskarte gesteuert werden soll. Dazu kann beispielsweise ein SLAM-Verfahren (Simultaneous Localization And Mapping) eingesetzt werden. Dazu kann das Gerät einen oder mehrere Sensoren umfassen.The environment map can be determined in particular by means of a device which should also be controlled on the basis of the environment map. For this purpose, for example, a SLAM method (Simultaneous Localization And Mapping) can be used. For this purpose, the device may include one or more sensors.

In einer ersten Variante wird die horizontale Position des Objekts auf der Basis einer horizontalen Entfernungsmessung erfasst. Die Entfernungsmessung kann beispielsweise mittels einer Kamera, eines optischen oder eines akustischen Entfernungsmessers durchgeführt werden. Die Entfernungsmessung kann auch auf andere Weise, etwa mittels Radiowellen (RADAR) erfolgen.In a first variant, the horizontal position of the object is detected on the basis of a horizontal distance measurement. The distance measurement can be carried out for example by means of a camera, an optical or an acoustic rangefinder. The distance measurement can also be done in other ways, such as by means of radio waves (RADAR).

In einer zweiten Variante, die mit der ersten Variante kombinierbar ist, wird die horizontale Position des Objekts auf der Basis der Umgebungskarte erfasst. Die Umgebungskarte kann zu einem früheren Zeitpunkt mittels des gleichen Geräts oder mittels eines anderen Geräts erstellt worden sein. Es ist bevorzugt, dass die Höhe mittels eines auf der Bodenfläche unter dem Objekt fahrbaren Geräts bestimmt wird. Dadurch kann insbesondere die Bestimmung des Höhenprofils erleichtert sein. Das bestimmende Gerät kann auch kleiner als ein Gerät sein, das auf der Basis der Umgebungskarte gesteuert werden kann. Dadurch kann ein Detailgrad bei der Abtastung der Höhe verbessert werden, und in der Folge kann die Bestimmung des Objekts verbessert werden.In a second variant, which can be combined with the first variant, the horizontal position of the object is detected on the basis of the environment map. The environment map may have been created earlier by the same device or by another device. It is preferred that the height is determined by means of a device which can be moved on the floor surface underneath the object. As a result, in particular the determination of the height profile can be facilitated. The determining device may also be smaller than a device that can be controlled based on the environment map. Thereby, a degree of detail in the scanning of the height can be improved, and as a result, the determination of the object can be improved.

Ein auf der Bodenfläche fahrbares Gerät kann auf der Basis der Umgebungskarte gesteuert werden. Die Steuerung kann insbesondere auch auf der Basis von Informationen erfolgen, die über die Geometrie eines auf der Bodenfläche angeordneten Objekts hinausgehen. Beispielsweise kann eine Anweisung an das Gerät ein bestimmtes Objekt referenzieren, das zuvor erkannt wurde. So kann das Gerät zum Beispiel angewiesen werden, eine Tätigkeit „unter dem Tisch“ oder „neben der Kommode“ durchzuführen. Die Beziehung zwischen der gewählten Bezeichnung und einem Objekt auf der Bodenfläche kann vorher bestimmt und in die Umgebungskarte eingetragen worden sein.A device that can be moved on the floor surface can be controlled on the basis of the environment map. In particular, the control can also be based on information that goes beyond the geometry of an object arranged on the floor surface. For example, a statement to the device may reference a particular object that was previously detected. For example, the device can be instructed to perform an activity "under the table" or "next to the dresser". The relationship between the selected designation and an object on the floor surface may have previously been determined and entered in the area map.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Steuern eines auf einer Bodenfläche fahrbaren Geräts umfasst eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer horizontalen Position eines Objekts, das auf der Bodenfläche steht; eine Abtasteinrichtung zur Abtastung einer Höhe zwischen der Bodenfläche und einer Unterseite des Objekts; und eine Verarbeitungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, das Objekt auf der Basis der Höhe zu bestimmen und das bestimmte Objekt in eine Umgebungskarte einzutragen. Das Gerät kann insbesondere einen Haushaltsroboter umfassen, der bevorzugt zum autonomen Befahren der Bodenfläche auf der Basis der Umgebungskarte eingerichtet ist. Die Vorrichtung kann auch zur Steuerung des fahrbaren Geräts eingerichtet sein. Bevorzugt ist die Vorrichtung an Bord des Geräts angebracht.An apparatus according to the invention for controlling a device which can be moved on a floor surface comprises detection means for detecting a horizontal position of an object which is standing on the floor surface; a scanning device for scanning a height between the bottom surface and a bottom surface of the object; and a processing device configured to determine the object based on the height and to register the particular object in an environment map. In particular, the device may comprise a household robot, which is preferably set up to travel autonomously on the floor surface on the basis of the surroundings map. The device can also be set up to control the mobile device. Preferably, the device is mounted on board the device.

Die Verarbeitungseinrichtung kann insbesondere dazu eingerichtet sein, ein hierin beschrieben Verfahren durchzuführen. Dazu kann die Verarbeitungseinrichtung insbesondere einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen und das Verfahren kann ganz oder teilweise in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln auf der Verarbeitungseinrichtung ablaufen oder auf einem computerlesbaren Medium gespeichert sein. Merkmale oder Vorzüge des Verfahrens können auf die Vorrichtung übertragen werden und umgekehrt.The processing device can in particular be set up to carry out a method described herein. For this purpose, the processing device may in particular comprise a programmable microcomputer or microcontroller and the method may be wholly or partly in the form of a computer program product with program code means on the processing device or stored on a computer-readable medium. Features or benefits of the method can be transferred to the device and vice versa.

Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die beiliegenden Figuren genauer beschrieben, in denen:

1 ein exemplarisches System mit einem fahrbaren Gerät;
2 ein Ablaufdiagramm eines exemplarischen Verfahrens; und
3 ein Beispiel für eine Erstellung einer Umgebungskarte

darstellt.The invention will now be described in more detail with reference to the attached figures, in which:

1 an exemplary system with a mobile device;
2 a flowchart of an exemplary method; and
3 an example of creating an environment map

represents.

1 zeigt eine Draufsicht auf ein exemplarisches System 100, welches ein fahrbares Gerät 105 in einer Umgebung 110 umfasst. Die Umgebung 110 umfasst eine Bodenfläche 115, auf der hier ein beispielhaftes Objekt 120 angeordnet ist. Die Umgebung 110 kann insbesondere im häuslichen Umfeld bestehen und beispielsweise ein Zimmer, eine Wohnung, ein Stockwerk, eine Halle, eine Garage, einen Schuppen oder eine Grünfläche umfassen. Üblicherweise ist die Umgebung 110 in horizontaler Richtung leicht erkennbar und insbesondere mechanisch abgegrenzt, beispielsweise durch eine Wand, eine Mauer, eine Tür, ein Tor, einen Zaun oder Vegetation. Das Objekt 120 umfasst insbesondere ein Möbel wie einen Tisch, ein Regal, ein Bett oder einen Stuhl. Dabei besteht bevorzugt ein vertikaler Abstand zwischen einer Unterseite des Objekts 120 und der Bodenfläche 115. 1 shows a plan view of an exemplary system 100 which is a mobile device 105 in an environment 110 includes. The environment 110 includes a floor surface 115 , on the here an exemplary object 120 is arranged. The Surroundings 110 may in particular in the home environment exist and include, for example, a room, an apartment, a floor, a hall, a garage, a shed or a green area. Usually the environment 110 Easily recognizable in the horizontal direction and in particular mechanically delimited, for example by a wall, a wall, a door, a gate, a fence or vegetation. The object 120 includes in particular a piece of furniture such as a table, a shelf, a bed or a chair. In this case, there is preferably a vertical distance between a bottom of the object 120 and the floor area 115 ,

Das Gerät 105 ist dazu eingerichtet, Informationen aus der Umgebung 110 abzutasten und in eine Umgebungskarte 125 einzutragen. Ein weiteres Gerät 105 kann dann auf Basis der erstellten Umgebungskarte 125 verbessert in der Umgebung 110 gesteuert werden. In der dargestellten Ausführungsform fallen beide Geräte 105 zusammen, sodass die Umgebungskarte möglichst gleichzeitig oder jedenfalls im Rahmen einer Fahrt des Geräts 105 mit Informationen angereichert und für die Steuerung des Geräts 105 benutzt werden kann. Das Gerät 105 ist bevorzugt dazu eingerichtet, autonom in der Umgebung 115 zu fahren. Das Gerät 105 kann zur Bearbeitung wenigstens eines Abschnitts der Bodenfläche 115 eingerichtet sein und beispielsweise als Staubsaug-, Kehr- oder Rasenmäh-Roboter ausgebildet sein. Dazu kann das Gerät 105 eine Bearbeitungseinrichtung 130 umfassen, die entsprechend als Staubsauger, Kehrer oder Rasenschneider ausgeführt sein kann. Eine Energieversorgung kann mittels eines insbesondere elektrischen Energiespeichers 135 erfolgen. Ein Antriebssystem 140 kann beispielsweise einen oder mehrere Elektromotoren umfassen und zum Antrieb und/oder zur Lenkung des Geräts 105 eingerichtet sein.The device 105 is designed to provide information from the environment 110 to scan and into an environment map 125 entered. Another device 105 can then based on the created environment map 125 improved in the environment 110 being controlled. In the illustrated embodiment, both devices fall 105 together, so that the area map as possible at the same time or at least in the context of a ride of the device 105 enriched with information and for controlling the device 105 can be used. The device 105 is preferably adapted to be autonomous in the environment 115 to drive. The device 105 can be used to work on at least a portion of the floor surface 115 be configured and designed, for example, as a vacuum cleaner, sweeping or lawn mowing robot. This can be done by the device 105 a processing device 130 include, which can be designed as a vacuum cleaner, sweeper or lawn cutter accordingly. A power supply can by means of a particular electrical energy storage 135 respectively. A drive system 140 may include, for example, one or more electric motors and for driving and / or steering the device 105 be furnished.

Eine Vorrichtung 145 ist zur Steuerung des Geräts 105 eingerichtet. Die Vorrichtung 145 umfasst bevorzugt eine Verarbeitungseinrichtung 150, einen ersten Sensor 155 und optional einen zweiten Sensor 160. Der erste Sensor 155 ist zur Bestimmung eines Abstands in vertikaler Richtung, senkrecht zur Bodenfläche 115, und der zweite Sensor 160 zur Bestimmung eines Abstands in horizontaler Richtung, parallel zur Bodenfläche 115 eingerichtet. Ferner kann eine Datenbank 165 oder eine andere Speichervorrichtung vorgesehen sein, in welcher auch die Umgebungskarte 125 abgelegt sein kann. Es können auch zusätzliche Sensoren vorgesehen sein, um beispielsweise eine Kollision zu detektieren oder eine Referenzmarke in der Umgebung 115 zu erfassen.A device 145 is for controlling the device 105 set up. The device 145 preferably comprises a processing device 150 , a first sensor 155 and optionally a second sensor 160 , The first sensor 155 is to determine a distance in the vertical direction, perpendicular to the bottom surface 115 , and the second sensor 160 for determining a distance in the horizontal direction, parallel to the floor surface 115 set up. Furthermore, a database 165 or another storage device may be provided, in which also the environment map 125 can be stored. Additional sensors may also be provided to detect, for example, a collision or a reference mark in the environment 115 capture.

Die Vorrichtung 145 ist bevorzugt dazu eingerichtet, eine horizontale Position des Objekts 120 beispielsweise auf der Basis von in der Umgebungskarte 125 abgelegten Informationen oder mittels des zweiten Sensors 160 zu erfassen. Ferner ist die Vorrichtung 145 dazu eingerichtet, eine Höhe zwischen der Bodenfläche 115 und der Unterseite des Objekts 115 zu bestimmen und auf der Basis der bestimmten Höhe das Objekt 115 zu bestimmen. Dazu können geometrische Informationen des Objekts 115, insbesondere die bestimmte Höhe, mit Vergleichswerten anderer Objekte 115 verglichen werden. An Stelle der Höhe kann auch ein Höhenprofil verwendet werden, das beispielsweise als Serie von einzeln bestimmten Höhen unter dem Objekt 115 oder als entsprechend interpolierte Kurve bestimmt sein kann. Der Vergleich kann auch eine horizontale Ausdehnung und/oder Form des Objekts 115 umfassen. Aufgrund bestimmter geometrischer Begrenzungen des Objekts 120 können Polygone und/oder Flächen gebildet werden, die eine Form des Objekts 120 verbessert annähern können. Der Vergleich bzw. die Bestimmung des Objekts 120 kann auch auf der Basis einer solchen angenäherten Form durchgeführt werden.The device 145 is preferably adapted to a horizontal position of the object 120 for example on the basis of in the area map 125 stored information or by means of the second sensor 160 capture. Furthermore, the device 145 set up a height between the floor area 115 and the bottom of the object 115 to determine and based on the specific height the object 115 to determine. This can be geometric information of the object 115 , in particular the determined height, with comparison values of other objects 115 be compared. In place of the height can also be used a height profile, for example, as a series of individually determined heights under the object 115 or as a correspondingly interpolated curve can be determined. The comparison may also include a horizontal extent and / or shape of the object 115 include. Due to certain geometric limitations of the object 120 Polygons and / or surfaces can be formed that are a shape of the object 120 improved can approximate. The comparison or determination of the object 120 can also be performed on the basis of such an approximate form.

In einer weiteren Ausführungsform kann auch eine heuristische Bestimmung des Objekts 115 erfolgen, beispielsweise indem geprüft wird, ob die bestimmten Informationen unter eine vorbestimmte Beschreibung eines bekannten Objekts 115 fallen. Beispielsweise kann davon ausgegangen werden, dass eine Sitzhöhe eines Stuhls oder einer Bank in einem vorbestimmten ergonomischen Bereich liegt und dementsprechend eine Höhe unter dem Sitzmöbel in einen bestimmten Bereich fällt. Ähnliche Annahmen können bei anderen Objekten 120 wie einem Tisch oder einem Bett getroffen werden. In einer weiteren Ausführungsform kann auch eine Benutzereingabe mit dem bestimmten Objekt 115 verknüpft sein. So können insbesondere ungewöhnliche Objekte 115 korrekt bestimmt werden. Beispielsweise kann so ein Barhocker, der für einen üblichen Stuhl zu hoch ist, nicht irrtümlich als Tisch behandelt werden.In a further embodiment, also a heuristic determination of the object 115 for example, by checking whether the particular information is under a predetermined description of a known object 115 fall. For example, it can be assumed that a seat height of a chair or a bench is in a predetermined ergonomic area and, accordingly, a height under the seating falls within a certain range. Similar assumptions can be made with other objects 120 to be hit like a table or a bed. In another embodiment, user input may also be with the particular object 115 be linked. So in particular, unusual objects 115 be determined correctly. For example, such a stool, which is too high for a common chair, can not be erroneously treated as a table.

Dem bestimmten Objekt 115 können Informationen zugeordnet sein, die insbesondere genauere geometrische Abmessungen, eine genauere Position in der Umgebung 110, eine Bezeichnung oder einen Funktionszweck umfassen können. Diese Informationen können als Referenzinformationen in der Datenbank 165 vorliegen oder auf andere Weise bestimmt werden. Bestimmte Informationen können dem Objekt 115 in der Umgebungskarte 125 zugeordnet werden, beispielsweise als Attribute oder als verknüpfte Informationen.The specific object 115 can be associated with information, in particular more accurate geometric dimensions, a more accurate position in the environment 110 , may include a name or purpose. This information can be used as reference information in the database 165 be present or otherwise determined. Certain information may be given to the object 115 in the area map 125 be assigned, for example as attributes or as linked information.

In der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich beim Objekt 120 beispielhaft um einen Tisch. Eine Position wenigstens eines Tischbeins kann mittels des zweiten Sensors 160 bestimmt werden, beispielsweise mittels Ultraschall, einer Kamera oder eines Laser- oder Radarbasierten Abstandssensors. Das Gerät 105 kann dann zum Objekt 110 hinfahren und versuchen, in den Raum zwischen der Bodenfläche 115 und dem Objekt 110 einzufahren, um die Höhe mittels des ersten Sensors 155 zu bestimmen. In anderen Ausführungsformen kann eine Höhenbestimmung auch ohne Unterfahren möglich sein, beispielsweise wenn der erste Sensor 155 eine Kamera oder einen Entfernungsmesser umfasst, der in Elevationen zwischen horizontal und vertikal eingesetzt werden kann. Während des Bestimmens der Höhe können weitere geometrische Eigenschaften des Objekts 110 erfasst werden, beispielsweise die Position eines weiteren Tischbeins. Die erfassten Informationen können miteinander in Kontext gesetzt oder fusioniert werden. Das Objekt 110 kann auf der Basis der Informationen bestimmt werden, wie oben genauer beschrieben ist. Das Ergebnis der Bestimmung kann dann in die Umgebungskarte 125 eingetragen werden, wobei ein früherer Eintrag des Objekts 125 unter Umständen abgeändert oder gelöscht werden kann.In the present embodiment, the object is 120 by way of example around a table. A position of at least one leg of the table can by means of the second sensor 160 be determined, for example by means of ultrasound, a camera or a laser or radar-based distance sensor. The device 105 can then become the object 110 Go there and try to get into the space between the floor area 115 and the object 110 retract to the height by means of the first sensor 155 to determine. In other embodiments, a height determination may also be possible without underrunning, for example when the first sensor 155 a camera or range finder that can be used in elevations between horizontal and vertical. While determining the height, additional geometric properties of the object may be present 110 be detected, for example, the position of another table leg. The captured information can be contextualized or fused together. The object 110 can be determined on the basis of the information, as described in more detail above. The result of the determination can then be in the area map 125 be entered, being a previous entry of the object 125 may be modified or deleted.

Die Umgebungskarte 125 kann zur Steuerung des Geräts 105 verwendet oder auch für eine andere Verwendung bereitgestellt werden. Die bestimmte Umgebungskarte 125 kann auch Informationen aus anderen Quellen umfassen, beispielsweise von einem weiteren Gerät 105, welches ortsfest oder ebenfalls fahrbar sein kann, oder von einer externen Quelle wie einem architektonischen Plan der Umgebung 110. Zusätzliche Informationen können aus beliebigen Quellen beigesteuert werden, beispielsweise Textur- oder Farbinformationen. Die Umgebungskarte 125 kann periodisch aktualisiert werden, beispielsweise täglich oder wann immer das Gerät 105 im Umfeld 110 unterwegs ist.The environment map 125 can be used to control the device 105 used or provided for another use. The particular environment map 125 may also include information from other sources, such as from another device 105 which may be stationary or also mobile, or from an external source such as an architectural plan of the environment 110 , Additional information can be contributed from any source, such as texture or color information. The environment map 125 can be periodically updated, for example daily or whenever the device 105 in the environment 110 Is on the way.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 200, das insbesondere mittels eines fahrbaren Geräts 105 mit einer Vorrichtung 145 durchgeführt werden kann, wie es oben mit Bezug auf 2 beschrieben ist. 2 shows a flowchart of an exemplary method 200 in particular by means of a mobile device 105 with a device 145 can be done as above with respect to 2 is described.

In einem Schritt 205 kann die Position des Objekts 120 aus der Umgebungskarte 125 bestimmt werden. Alternativ dazu kann in einem Schritt 210 die Position des Objekts 120 auch sensorisch bestimmt werden, insbesondere mittels des zweiten Sensors 160. Es können auch beide Schritte 205, 210 durchgeführt und die erlangten Informationen miteinander fusioniert werden.In one step 205 can change the position of the object 120 from the area map 125 be determined. Alternatively, in one step 210 the position of the object 120 also be determined by sensors, in particular by means of the second sensor 160 , It can also take both steps 205 . 210 carried out and the obtained information is fused together.

Anschließend wird ein einem Schritt 215 die Höhe zwischen einer Unterseite des Objekts 120 und der Bodenfläche 115 bestimmt. Dazu kann das Gerät 105 unter das Objekt 120 fahren und eine vertikale Abstandsmessung mittels des ersten Sensors 155 durchführen. Anstelle der Höhe kann auch ein Höhenprofil der Unterseite des Objekts 120 aufgenommen werden.Then it becomes one step 215 the height between a bottom of the object 120 and the floor area 115 certainly. This can be done by the device 105 under the object 120 drive and a vertical distance measurement by means of the first sensor 155 carry out. Instead of the height can also be a height profile of the bottom of the object 120 be recorded.

Auf der Basis der bestimmten Höheninformationen wird das Objekt 112 in einem Schritt 220 bestimmt. Zur Bestimmung können außer der Höhe des Objekts 120 an der Unterseite noch weitere Informationen verwendet werden, beispielsweise ein Höhenprofil unter dem Objekt 120, Ausdehnungen des Objekts 120 in horizontaler Richtung, oder Farb- oder Oberflächeninformationen. In einem Schritt 225 können die bestimmten Informationen über das Objekt 120 in die Umgebungskarte 125 eingetragen werden. Alternativ oder zusätzlich kann in einem Schritt 230 eine Steuerung des Geräts 105 auf der Basis des bestimmten Objekts 120 erfolgen. Die Schritte 225, 230 können unabhängig und nebenläufig durchgeführt werden oder in einer vorbestimmten Reihenfolge. Es ist zu beachten, dass die Schritte des Verfahrens 200 auch in einer anderen als der dargestellten Reihenfolge durchgeführt werden können. Beispielsweise können in einer anderen Ausführungsform die horizontale Position und die Höhe des Objekts 120 auch gleichzeitig bestimmt werden, insbesondere wenn das fahrbare Gerät 105 das Objekt 120 unterfährt. Das Gerät 105 kann das Objekt 120 auch mehrmals unterfahren, wie unten mit Bezug auf 3 genauer beschrieben wird. Mehrere Höhen- und/oder Positionsbestimmungen in horizontaler Richtung können dabei zusammengefügt werden.Based on the determined height information, the object becomes 112 in one step 220 certainly. For determination, except the height of the object 120 at the bottom more information is used, for example, a height profile under the object 120 , Extent of the object 120 in horizontal direction, or color or surface information. In one step 225 can get the specific information about the object 120 in the area map 125 be registered. Alternatively or additionally, in one step 230 a control of the device 105 based on the specific object 120 respectively. The steps 225 . 230 can be performed independently and concurrently or in a predetermined order. It should be noted that the steps of the procedure 200 can also be performed in a different order than shown. For example, in another embodiment, the horizontal position and the height of the object 120 be determined at the same time, especially if the mobile device 105 the object 120 moves below. The device 105 can the object 120 also underrun several times, as below with respect to 3 will be described in more detail. Several height and / or position determinations in the horizontal direction can be joined together.

3 zeigt ein Beispiel 300 für eine Erstellung einer Umgebungskarte 125 nach den oben beschriebenen Konzepten. Dargestellt sind eine Seitenansicht 305 und eine Draufsicht 310 jeweils auf ein System 100. Exemplarisch wird davon ausgegangen, dass das System 100 eine Wohnung oder ein Zimmer eines Haushalts umfasst. Ein erstes Objekt 120 umfasst exemplarisch einen Stuhl und ein zweites Objekt 120 ebenfalls exemplarisch einen Tisch. In der Draufsicht 310 ist zu erkennen, wie sich das Gerät 105 beispielhaft mäandernd auf der Bodenfläche bewegt und dabei auch unter den Objekten 120 hindurchfährt. Vertikale Abstandsmessungen finden hier an den in der Seitenansicht 310 mit Kreisen gekennzeichneten Positionen statt. Je größer die vertikale Höhe, desto kleiner sind die dargestellten Kreise. Die korrespondierenden, bestimmten vertikalen Entfernungen sind in der Seitenansicht 305 erkennbar. Aufgrund der bestimmten Entfernungen bzw. Höhen können die Objekte 120 voneinander sowie von einer vertikalen Begrenzung der Umgebung 110 (Zimmerdecke) unterschieden werden. In einer Ausführungsform kann eines der Objekte auch auf der Basis der Höheninformationen bestimmt werden, und die horizontale Position kann auf der Basis der Höheninformationen bestimmt werden. Horizontale Begrenzungen können bestimmt werden, wo ein Übergang zwischen einer Höhe unter dem Objekt 120 und einer - in der Regel größeren - Höhe neben dem Objekt 120 bestimmt wird. Die größere Höhe kann insbesondere auf eine Zimmerdecke hinweisen. Üblicherweise ist die Zimmerdecke innerhalb eines Zimmers oder über mehrere zusammenhängende Zimmer gleich hoch. 3 shows an example 300 for creating an environment map 125 according to the concepts described above. Shown are a side view 305 and a plan view 310 each on a system 100 , By way of example, it is assumed that the system 100 includes a flat or a room of a household. A first object 120 exemplarily includes a chair and a second object 120 also exemplarily a table. In the plan view 310 is to recognize how the device 105 meandering on the floor surface and also under the objects 120 shall pass through. Vertical distance measurements can be found here in the side view 310 Positions marked with circles take place. The larger the vertical height, the smaller the circles shown. The corresponding, certain vertical distances are in the side view 305 recognizable. Due to the specific distances or heights, the objects can 120 from each other as well as from a vertical boundary of the environment 110 (Ceiling) are distinguished. In an embodiment, one of the objects may also be determined based on the height information, and the horizontal position may be determined based on the height information. Horizontal boundaries can be determined where a transition is between a height under the object 120 and a - usually larger - height next to the object 120 is determined. The greater height may indicate a ceiling in particular. Usually is the ceiling within a room or over several connected rooms the same height.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100: Systemsystem
105105: fahrbares Gerätmobile device
110110: UmgebungSurroundings
115115: Bodenflächefloor area
120120: Objektobject
125125: Umgebungskartemap
130130: Bearbeitungseinrichtungprocessing device
135135: Energiespeicherenergy storage
140140: Antriebssystemdrive system
145145: Vorrichtungdevice
150150: Verarbeitungseinrichtungprocessing device
155155: erster Sensor (vertikal)first sensor (vertical)
160160: zweiter Sensor (horizontal)second sensor (horizontal)
165165: Datenbank Database
200200: Verfahrenmethod
205205: Bestimmen Objekt aus UmgebungskarteDetermine object from environment map
210210: Bestimmen Objekt aus horizontaler AbtastungDetermine object from horizontal scan
215215: Bestimmen HöheDetermine height
220220: Bestimmen ObjektDetermine object
225225: Eintragen in UmgebungskarteEnter in the map of the surroundings
230230: Navigieren Navigate
300300: Beispielexample
305305: Seitenansichtsideview
310310: DraufsichtTop view

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010017689 A1 [0004]
US 5867800 A [0005]

Claims

Method (200), comprising the following steps: - detecting (205, 210) a horizontal position of an object (120) resting on a bottom surface (115); - scanning (215) a height between the bottom surface (115) and a bottom surface of the object (120); - determining (220) the object (120) based on the height; and - Entering (225) of the object (120) in an environment map (125).

Method (200) according to Claim 1 wherein a height profile of the underside of the object (120) is scanned and the object (120) is determined (220) based on the height profile.

Method (200) according to Claim 1 or 2 wherein information associated with the particular object (120) is entered (225) into the environment map (125).

The method (200) of any one of the preceding claims, wherein the object (120) comprises a piece of furniture.

The method (200) of any one of the preceding claims, wherein the horizontal position of the object (120) is detected (210) based on a horizontal range finding.

Method (200) according to one of Claims 1 to 4 wherein the horizontal position of the object (120) is detected (205) based on the environment map (125).

Method (200) according to one of the preceding claims, wherein the height is determined by means of a device (105) which can be moved on the bottom surface (115) below the object (120).

The method (200) of any one of the preceding claims, further comprising controlling a device (105) drivable on the floor surface (115) based on the environment map (125).

Apparatus (145) for controlling a device (105) drivable on a floor surface (115), the apparatus (145) comprising: - Detection means (160, 165) for detecting a horizontal position of an object (120) which stands on the bottom surface (115); - a scanning device (155) for scanning a height between the bottom surface (115) and a bottom surface of the object (120); and - Processing means (150) arranged to determine the object (120) based on the height and to register the particular object (120) in an environment map (125).