DE102018200726A1 - Cleaning robot and method for controlling a cleaning robot - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Reinigungsroboter (100) zur Reinigung eines Untergrunds beschrieben. Der Reinigungsroboter (100) umfasst zumindest einen Abstandssensor (120), der eingerichtet ist, Abstandsdaten bezüglich eines Objekts (201, 202) zu erfassen, das durch einen Nutzer in einen Erfassungsbereich des Abstandssensors (120) geführt wird. Dabei ist der Erfassungsbereich während des Betriebs des Reinigungsroboters (100) für eine Hand (202) und/oder einen Fuß (201) des Nutzers des Reinigungsroboters (100) zugänglich. Außerdem umfasst der Reinigungsroboter (100) eine Steuereinheit (130), die eingerichtet ist, auf Basis der Abstandsdaten eine Steuergeste (200) zu detektieren, die mit einer Steueranweisung an den Reinigungsroboter (100) assoziiert ist, sowie in Reaktion darauf, den Reinigungsroboter (100) gemäß der Steueranweisung zu betreiben.A cleaning robot (100) for cleaning a substrate is described. The cleaning robot (100) comprises at least one distance sensor (120) which is set up to detect distance data relating to an object (201, 202) which is guided by a user into a detection area of the distance sensor (120). In this case, the detection area is accessible during operation of the cleaning robot (100) for a hand (202) and / or a foot (201) of the user of the cleaning robot (100). In addition, the cleaning robot (100) comprises a control unit (130), which is set up to detect, based on the distance data, a control gesture (200) associated with a control instruction to the cleaning robot (100), and in response, the cleaning robot (100). 100) in accordance with the tax instruction.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur effizienten, robusten und komfortablen Steuerung eines Reinigungsroboters. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Reinigungsroboter mit einer kosteneffizienten, robusten und komfortablen Benutzerschnittstelle.The invention relates to a method for efficient, robust and comfortable control of a cleaning robot. Furthermore, the invention relates to a cleaning robot with a cost-effective, robust and comfortable user interface.
Ein Reinigungsroboter, insbesondere ein Saugroboter, weist typischerweise unterschiedliche Sensoren auf, um automatisiert in einem Raum navigieren zu können und um dabei den Boden des Raumes zu reinigen. Um auch unter Möbelstücke, etwa Tische oder Stühle, fahren und reinigen zu können, weisen Reinigungsroboter meist eine relativ geringe Höhe (z.B. von ca. 10 cm oder weniger) auf. Die Benutzerschnittstelle eines Reinigungsroboters ist typischerweise auf der, von dem zu reinigenden Boden abgewandten, Oberseite des Reinigungsroboters angeordnet. Die Benutzerschnittstelle kann ein oder mehrere Tasten aufweisen, die durch einen Nutzer des Roboters gedrückt werden können. Um eine Eingabe über die Benutzerschnittstelle zu tätigen, muss sich somit der Nutzer zu dem Reinigungsroboter herunterbeugen, was typischerweise wenig komfortabel ist. Alternativ kann eine Benutzerschnittstelle mit Spracheingabe bereitgestellt werden. Eine derartige Benutzerschnittstelle ist jedoch aufgrund der relativ hohen Geräuschemission eines Reinigungsroboters meist wenig robust. Ferner kann eine Fernbedienung für einen Reinigungsroboter bereitgestellt werden, die jedoch mit relativ hohen Zusatzkosten verbunden sein kann.A cleaning robot, in particular a suction robot, typically has different sensors in order to be able to navigate automatically in a room and thereby to clean the floor of the room. To be able to drive and clean also under pieces of furniture, such as tables or chairs, cleaning robots usually have a relatively small height (for example of about 10 cm or less). The user interface of a cleaning robot is typically arranged on the upper side of the cleaning robot facing away from the floor to be cleaned. The user interface may include one or more buttons that may be pressed by a user of the robot. Thus, to make an input via the user interface, the user has to bend down to the cleaning robot, which is typically less comfortable. Alternatively, a user interface with voice input may be provided. However, such a user interface is usually not very robust due to the relatively high noise emission of a cleaning robot. Furthermore, a remote control for a cleaning robot can be provided, which, however, can be associated with relatively high additional costs.
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, eine kosteneffiziente, robuste und komfortable Benutzerschnittstelle für einen Reinigungsroboter bereitzustellen.The present document addresses the technical problem of providing a cost-effective, robust and comfortable user interface for a cleaning robot.
Die Aufgabe wird jeweils durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind insbesondere in den abhängigen Patentansprüchen definiert, in nachfolgender Beschreibung beschrieben oder in der beigefügten Zeichnung dargestellt.The object is achieved in each case by the subject matter of the independent patent claims. Advantageous embodiments are defined in particular in the dependent claims, described in the following description or illustrated in the accompanying drawings.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Reinigungsroboter, insbesondere ein Saugroboter, zur Reinigung eines Untergrunds bzw. eines Bodens beschrieben. Der Reinigungsroboter kann eingerichtet sein, sich selbständig und/oder automatisch in einem Raum bzw. Gelände zu bewegen, um den Boden bzw. Untergrund des Raums bzw. Geländes zu reinigen (insbesondere zu saugen). Zu diesem Zweck kann der Reinigungsroboter ein oder mehrere Antriebseinheiten (z.B. mit ein oder mehreren Antriebsrädern) umfassen. Außerdem umfasst der Reinigungsroboter typischerweise ein oder mehrere Reinigungseinheiten, mit denen der Untergrund gereinigt werden kann. Des Weiteren kann der Reinigungsroboter ein oder mehrere Umfeldsensoren umfassen, um sich innerhalb des Raums bzw. Geländes zu orientieren. Die ein oder mehreren Antriebseinheiten bzw. Reinigungseinheiten sind typischerweise an der Unterseite des Reinigungsroboters angeordnet, die im Betrieb des Reinigungsroboters dem Untergrund zugewandt ist. Die ein oder mehreren Umfeldsensoren sind typischerweise an einer Seitenwand des Reinigungsroboters angeordnet, die im Wesentlichen senkrecht zu der Unterseite des Reinigungsroboters angeordnet sein kann. Des Weiteren kann an der Oberseite des Reinigungsroboters, die im Betrieb des Reinigungsroboters nach oben orientiert ist, eine Benutzerschnittstelle des Reinigungsroboters angeordnet sein, die es einem Nutzer des Reinigungsroboters ermöglicht, Steueranweisungen an den Reinigungsroboter zu übergeben (z.B. über ein oder mehrere Tasten). Beispielhafte Steueranweisungen sind die Einstellung eines bestimmten Betriebsmodus und/oder die Aktivierung bzw. der Stopp des Reinigungsroboters.According to one aspect of the invention, a cleaning robot, in particular a suction robot, for cleaning a substrate or a floor is described. The cleaning robot can be set up to move independently and / or automatically in a room or area in order to clean (in particular suck) the floor or ground of the room or terrain. For this purpose, the cleaning robot may comprise one or more drive units (e.g., with one or more drive wheels). In addition, the cleaning robot typically comprises one or more cleaning units with which the substrate can be cleaned. Furthermore, the cleaning robot may include one or more environmental sensors to orient within the space. The one or more drive units or cleaning units are typically arranged on the underside of the cleaning robot, which faces the ground during operation of the cleaning robot. The one or more environmental sensors are typically arranged on a side wall of the cleaning robot, which may be arranged substantially perpendicular to the underside of the cleaning robot. Furthermore, a user interface of the cleaning robot can be arranged on the upper side of the cleaning robot, which is oriented upwards in the operation of the cleaning robot, which enables a user of the cleaning robot to give control instructions to the cleaning robot (for example via one or more keys). Exemplary control instructions are the setting of a specific operating mode and / or the activation or the stop of the cleaning robot.
Der Reinigungsroboter umfasst zumindest einen Abstandssensor, der eingerichtet ist, Abstandsdaten bezüglich eines Objekts zu erfassen, das durch einen Nutzer in einen Erfassungsbereich des Abstandssensors geführt wird und/oder aus dem Erfassungsbereich herausgeführt wird. Typischerweise ist der Abstandssensor eingerichtet, ein optisches und/oder ein akustisches Abstandsmesssignal, insbesondere ein Ultraschallsignal und/oder ein Infrarotsignal auszusenden, um die Abstandsdaten zu erfassen. Beispielsweise kann der Abstandssensor ein Sendemodul umfassen, das eingerichtet ist, ein (z.B. gepulstes) Abstandsmesssignal auszusenden. Des Weiteren kann der Abstandssensor ein Empfangsmodul umfassen, das eingerichtet ist, das an einem Objekt reflektierte Abstandsmesssignal zu empfangen. Die Abstanddaten können anzeigen, ob ein reflektiertes Abstandsmesssignal empfangen wird (und sich somit ein Objekt im Erfassungsbereich des Abstandssensors befindet). Des Weiteren können die Abstandsdaten ggf. die Laufzeit des ausgesendeten und wieder empfangenen Abstandsmesssignals anzeigen. Aus der Laufzeit kann ein konkreter Wert des Abstands eines Objekts ermittelt werden, das sich im Erfassungsbereich des Abstandssensors befindet. Die Abstandsdaten können somit anzeigen, ob sich zu einem bestimmten Zeitpunkt ein Objekt im Erfassungsbereich des Abstandssensors befindet oder nicht. Des Weiteren können die Abstandsdaten ggf. anzeigen, in welchem Abstand sich das Objekt von dem Abstandssensor befindet (mit einer bestimmten örtlichen Auflösung von z.B. 1cm, 5mm, 1mm oder weniger).The cleaning robot includes at least one distance sensor configured to acquire distance data relating to an object that is guided by a user into a detection area of the distance sensor and / or is led out of the detection area. Typically, the distance sensor is set up to emit an optical and / or an acoustic distance measurement signal, in particular an ultrasound signal and / or an infrared signal, in order to detect the distance data. For example, the proximity sensor may include a transmitter module configured to emit a (e.g., pulsed) distance measurement signal. Furthermore, the distance sensor may include a reception module that is configured to receive the distance measurement signal reflected on an object. The distance data may indicate whether a reflected distance measurement signal is being received (and thus an object is within the detection range of the proximity sensor). Furthermore, the distance data can optionally indicate the transit time of the distance measurement signal transmitted and received again. From the runtime, a concrete value of the distance of an object can be determined, which is located in the detection range of the distance sensor. The distance data can thus indicate whether or not an object is in the detection range of the distance sensor at a certain point in time. Further, the distance data may optionally indicate how far away the object from the distance sensor is (with a particular local resolution of, for example, 1cm, 5mm, 1mm or less).
Der Abstandssensor kann eine bestimmte Abtastrate (z.B. 10Hz, 50Hz, 100Hz, 1000Hz oder mehr) aufweisen, mit der Abstandswerte erfasst werden. Die Abstandsdaten können somit eine zeitliche Sequenz von Abstandswerten umfassen. Dabei zeigt der Abstandswert für einen bestimmten Zeitpunkt an, ob sich an dem bestimmten Zeitpunkt ein Objekt im Erfassungsbereich des Abstandssensors befindet oder nicht. Des Weiteren kann der Abstandswert anzeigen, in welchem Abstand sich das Objekt an dem bestimmten Zeitpunkt zum Abstandssensor befindet (mit einer bestimmten örtlichen Auflösung von z.B. 1cm, 5mm, 1 mm oder weniger).The distance sensor may have a certain sampling rate (eg 10Hz, 50Hz, 100Hz, 1000Hz or more) that measures distance values become. The distance data may thus comprise a temporal sequence of distance values. The distance value for a certain time indicates whether or not an object is in the detection range of the distance sensor at the specific time. Furthermore, the distance value may indicate the distance at which the object is located at the particular time to distance sensor (with a particular local resolution of eg 1cm, 5mm, 1mm or less).
Der Abstandssensor ist vorzugsweise derart ausgelegt, dass der Erfassungsbereich während des Betriebs des Reinigungsroboters für eine Hand und/oder einen Fuß des Nutzers des Reinigungsroboters zugänglich ist. Insbesondere kann sich zu diesem Zweck der Erfassungsbereich während des Betriebs des Reinigungsroboters zumindest teilweise vertikal von dem Reinigungsroboter nach oben erstreckt. Der Erfassungsbereich kann sich z.B. entlang einer Erfassungsachse erstrecken, wobei die Erfassungsachse zumindest teilweise senkrecht zu der Oberseite des Reinigungsroboters nach oben verläuft. Der Erfassungsbereich kann z.B. einem Kreiszylinder um die Erfassungsachse entsprechen, wobei die Höhe des Kreiszylinders einem Erfassungsabstand des Abstandssensors entspricht, bis zu dem ein Objekt detektiert werden kann. Der Radius des (als Kreiszylinder ausgebildeten) Erfassungsbereichs ist dabei typischerweise um den Faktor
Der Reinigungsroboter umfasst ferner eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, auf Basis der Abstandsdaten eine Steuergeste zu detektieren, die mit einer Steueranweisung an den Reinigungsroboter assoziiert ist. Insbesondere kann auf Basis einer zeitlichen Sequenz von Abstandswerten erkannt werden, dass ein Nutzer ein Objekt in den, durch den und/oder aus dem Erfassungsbereich des Abstandssensors geführt hat, und dabei eine bestimmte Steuergeste mit dem Objekt (z.B. mit der Hand und/oder mit dem Fuß) vollzogen hat. Dabei können unterschiedliche Steueranweisungen an den Reinigungsroboter (z.B. zur Aktivierung von unterschiedlichen Betriebsmodi) mit unterschiedlichen Steuergesten assoziiert sein. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, auf Basis der Abstandsdaten zu ermitteln, welche Steuergeste durch den Nutzer vollzogen wurde.The cleaning robot further comprises a control unit configured to detect, based on the distance data, a control gesture associated with a control instruction to the cleaning robot. In particular, on the basis of a temporal sequence of distance values, it can be recognized that a user has guided an object into, through and / or out of the detection range of the distance sensor, and thereby a certain control gesture with the object (eg by hand and / or with the foot). In doing so, different control commands to the cleaning robot (e.g., to activate different modes of operation) may be associated with different control gestures. The control unit may be set up to determine on the basis of the distance data which control gesture was performed by the user.
Die Steuereinheit ist weiter eingerichtet, in Reaktion auf die detektierte Steuergeste, den Reinigungsroboter gemäß der mit der Steuergeste assoziierten Steueranweisung zu betreiben.The control unit is further configured, in response to the detected control gesture, to operate the cleaning robot according to the control instruction associated with the control gesture.
Die Bereitstellung eines Reinigungsroboters mit ein oder mehreren Abstandssensoren ermöglicht eine kosteneffiziente und robuste Erkennung von Gesten. Es kann somit in kosteneffizienter und robuster Weise eine komfortable Benutzerschnittstelle für einen Reinigungsroboter bereitgestellt werden.Providing a robotic robot with one or more proximity sensors allows cost-effective and robust gesture recognition. It can thus be provided in a cost-effective and robust manner a comfortable user interface for a cleaning robot.
Wie bereits oben dargelegt, können die Abstandsdaten eine zeitliche Sequenz von Abstandswerten umfassen, wobei der Abstandswert an einem bestimmten Zeitpunkt von dem Abstand des zur Gestensteuerung verwendeten Objekts zu dem Abstandssensor an dem bestimmten Zeitpunkt abhängt. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, die Steuergeste auf Basis der Sequenz von Abstandswerten zu detektieren. Durch die Berücksichtigung einer zeitlichen Sequenz von Abstandswerten kann die Erkennung von relativ komplexen Steuergesten ermöglicht werden. Dies ermöglicht wiederum die Verwendung einer Vielzahl von unterschiedlichen Steuergesten für eine Vielzahl von unterschiedlichen Steueranweisungen. Somit kann der Komfort der Benutzersteuerung eines Reinigungsroboters weiter erhöht werden.As already stated above, the distance data may comprise a temporal sequence of distance values, the distance value at a certain point in time being dependent on the distance of the object used for gesture control to the distance sensor at the particular point in time. The control unit may be configured to detect the control gesture based on the sequence of distance values. By considering a temporal sequence of distance values, the recognition of relatively complex control gestures can be made possible. This in turn allows the use of a variety of different control gestures for a variety of different control instructions. Thus, the convenience of user control of a cleaning robot can be further increased.
Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, eine erfasste zeitliche Sequenz von Abstandswerten mit einer Mehrzahl von unterschiedlichen Referenzsequenzen von Abstandswerten zu vergleichen, um die Steuergeste zu detektieren. Dabei kann die Mehrzahl von unterschiedlichen Referenzsequenzen einer entsprechenden Mehrzahl von unterschiedlichen Steuergesten entsprechen und/oder mit einer entsprechenden Mehrzahl von unterschiedlichen Steueranweisungen assoziiert sein. Im Rahmen des Vergleichs kann z.B. ein Distanzmaß zwischen der erfassten Sequenz und den unterschiedlichen Referenzsequenzen berechnet werden. Es kann dann die Referenzsequenz mit dem niedrigsten Distanzmaß ausgewählt werden, um eine bestimmte Steuergeste zu detektieren. Durch die Berücksichtigung von Referenzsequenzen kann eine besonders robuste und komfortable Steuerung anhand von unterschiedlichen Steuergesten ermöglicht werden.The control unit may be configured to compare a detected temporal sequence of distance values with a plurality of different reference sequences of distance values in order to detect the control gesture. In this case, the plurality of different reference sequences may correspond to a corresponding plurality of different control gestures and / or be associated with a corresponding plurality of different control instructions. In the context of the comparison, e.g. a distance measure between the detected sequence and the different reference sequences are calculated. The reference sequence with the lowest distance measure can then be selected in order to detect a specific control gesture. By considering reference sequences, a particularly robust and comfortable control can be made possible by means of different control gestures.
Die unterschiedlichen Referenzsequenzen und/oder die unterschiedlichen Steuergesten können sich in Bezug auf die enthaltenen ein oder mehreren Abstandswerte unterscheiden. Alternativ oder ergänzend können sich die unterschiedlichen Referenzsequenzen und/oder die unterschiedlichen Steuergesten in Bezug auf die zeitliche Abfolge von Abstandswerten und/oder in Bezug auf die Geschwindigkeit, mit der unterschiedliche Abstandswerte aufeinander folgen, unterscheiden. Es können somit unterschiedliche Parameter (Werte, Werteverlauf und/oder Geschwindigkeit) einer zeitlichen Sequenz von Abstandswerten berücksichtigt werden, um unterschiedliche Steuergesten für unterschiedliche Steueranweisungen zu unterscheiden. So kann eine robuste und komfortable Gestensteuerung ermöglicht werden.The different reference sequences and / or the different control gestures may differ with respect to the included one or more distance values. Alternatively or additionally, the different reference sequences and / or the different control gestures may differ with respect to the temporal sequence of distance values and / or with respect to the speed with which different distance values follow one another. Thus, different parameters (values, value curve and / or speed) of a temporal sequence of distance values can be taken into account distinguish different tax gestures for different tax instructions. So a robust and comfortable gesture control can be made possible.
Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, eine Steuergeste mittels eines maschinen-erlernten Klassifikators zu detektieren. Dabei kann der Klassifikator ausgebildet sein, innerhalb eines Werteraums von möglichen Abstandsdaten eine Mehrzahl von Teilräumen für eine entsprechende Mehrzahl von unterschiedlichen Steuergesten zu identifizieren. Der Klassifikator kann z.B. ein neuronales Netzwerk umfassen. Die Verwendung eines maschinen-erlernten Klassifikators ermöglicht eine besonders robuste Benutzersteuerung anhand von unterschiedlichen Steuergesten.The control unit may be configured to detect a control gesture by means of a machine-learned classifier. In this case, the classifier can be designed to identify a plurality of subspaces for a corresponding plurality of different control gestures within a value space of possible distance data. The classifier may e.g. include a neural network. The use of a machine-learned classifier enables a particularly robust user control based on different control gestures.
Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, auf Basis der Abstandsdaten und in Abhängigkeit von einem Abstands-Schwellenwert zu bestimmen, ob die Steuergeste durch die Hand oder durch den Fuß des Nutzers bewirkt wurde. Der Abstands-Schwellenwert kann z.B. der typischen Höhe des Knies und/oder der Hüfte eines Menschen entsprechen. Es kann somit der Wert des Abstands eines in den Erfassungsbereich des Abstandssensors geführten Objekts berücksichtigt werden und mit dem Abstands-Schwellenwert verglichen werden. Ein relativ kleiner Abstand kann als Steuereingabe mittels eines Fußes und ein relativ großer Abstand kann als Steuereingabe mittels einer Hand interpretiert werden. Die mit der Steuergeste assoziierte Steueranweisung kann dann davon abhängen, ob die Steuergeste durch die Hand oder durch den Fuß des Nutzers bewirkt wurde. Es kann somit einem Nutzer in komfortabler Weise ermöglicht werden, unterschiedliche Steueranweisungen mit dem Fuß bzw. mit der Hand zu bewirken. So kann der Komfort einer Benutzerschnittstelle eines Reinigungsroboters weiter erhöht werden.The control unit may be configured to determine, based on the distance data and in dependence on a distance threshold, whether the control gesture was effected by the user's hand or foot. The distance threshold may e.g. correspond to the typical height of the knee and / or the hip of a human. Thus, the value of the distance of an object guided into the detection range of the distance sensor can be taken into account and compared with the distance threshold value. A relatively small distance can be interpreted as a control input by means of a foot and a relatively large distance can be interpreted as a control input by means of one hand. The control instruction associated with the control gesture may then depend on whether the control gesture was effected by the user's hand or foot. It can thus be made possible for a user in a comfortable way to effect different control instructions with the foot or by hand. Thus, the convenience of a user interface of a cleaning robot can be further increased.
Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, auf Basis der Abstandsdaten zu bestimmen, ob sich ein Objekt auf den Abstandssensor zu bewegt oder ob sich ein Objekt von dem Abstandssensor weg bewegt. Es kann dann basierend darauf die durch einen Nutzer bewirkte Steuergeste detektiert werden. Mit anderen Worten, es kann zwischen unterschiedlichen Steuergesten (und damit assoziierten Steueranweisungen) unterschieden werden, die eine Bewegung zu dem Reinigungsroboter oder eine Bewegung von dem Reinigungsroboter weg aufweisen. Derartige Steuergesten können durch einen Nutzer in komfortabler und intuitiver Weise ausgeführt werden, so dass der Komfort einer Benutzerschnittstelle eines Reinigungsroboters weiter erhöht wird.The control unit may be configured to determine, based on the distance data, whether an object is moving toward the distance sensor or whether an object is moving away from the distance sensor. It can then be detected based on the control gesture caused by a user. In other words, a distinction can be made between different control gestures (and associated control commands) that have a movement to the cleaning robot or a movement away from the cleaning robot. Such control gestures may be performed by a user in a more comfortable and intuitive manner so that the comfort of a user interface of a cleaning robot is further increased.
Wie bereits oben dargelegt, kann der Reinigungsroboter mehrere Abstandsensoren für eine Gestensteuerung aufweisen. Insbesondere kann der Reinigungsroboter einen ersten Abstandssensor zur Erfassung von ersten Abstandsdaten und einen zweiten Abstandssensor zur Erfassung von zweiten Abstandsdaten umfassen. Dabei können der erste Abstandssensor einen ersten Erfassungsbereich entlang einer ersten Erfassungsachse und der zweite Abstandssensor einen zweiten Erfassungsbereich entlang einer zweiten Erfassungsachse aufweisen. Die Steuereinheit kann dann eingerichtet sein, die Steuergeste auf Basis der ersten Abstandsdaten und auf Basis der zweiten Abstandsdaten zu detektieren. Die Verwendung von mehreren Abstandssensoren mit unterschiedlichen Erfassungsbereichen ermöglicht eine weitergehende Differenzierung zwischen unterschiedlichen Steuergesten, und somit die Eingabe einer erhöhten Anzahl von Steueranweisungen. Somit kann der Komfort einer Benutzerschnittstelle weiter erhöht werden.As already stated above, the cleaning robot may have a plurality of gesture control distance sensors. In particular, the cleaning robot may include a first distance sensor for detecting first distance data and a second distance sensor for detecting second distance data. In this case, the first distance sensor may have a first detection area along a first detection axis and the second distance sensor may have a second detection area along a second detection axis. The control unit may then be configured to detect the control gesture based on the first distance data and based on the second distance data. The use of multiple distance sensors with different detection ranges allows for further differentiation between different control gestures, and thus the input of an increased number of control instructions. Thus, the convenience of a user interface can be further increased.
Die erste Erfassungsachse und die zweite Erfassungsachse können im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Des Weiteren können die erste Erfassungsachse und die zweite Erfassungsachse derart versetzt zueinander verlaufen, dass sich der erste Erfassungsbereich und der zweite Erfassungsbereich nicht oder zumindest teilweise nicht überlappen. Es kann somit ein Zustand detektiert werden, in dem sich ein Objekt in dem ersten Erfassungsbereich aber nicht in dem zweiten Erfassungsbereich und/oder in dem sich ein Objekt in dem zweiten Erfassungsbereich aber nicht in dem ersten Erfassungsbereich befindet. So kann eine zuverlässige Erkennung von unterschiedlichen Steuergesten auf Basis der ersten und zweiten Abstandsdaten ermöglicht werden.The first detection axis and the second detection axis may be substantially parallel to each other. Furthermore, the first detection axis and the second detection axis may be offset relative to one another such that the first detection area and the second detection area do not overlap or at least partially do not overlap. Thus, a state may be detected in which an object is in the first detection area but not in the second detection area and / or in which an object is in the second detection area but not in the first detection area. Thus, a reliable detection of different control gestures based on the first and second distance data can be made possible.
Die Steuereinheit kann insbesondere eingerichtet sein, auf Basis der ersten und zweiten Abstandsdaten eine zeitliche Reihenfolge zu ermitteln, in der ein Objekt in den ersten Erfassungsbereich des ersten Abstandssensors und in den zweiten Erfassungsbereich des zweiten Abstandssensors eintritt. Die Steuergeste kann dann in Abhängigkeit von der zeitlichen Reihenfolge ermittelt werden. So kann die Anzahl von unterscheidbaren Steuergesten (und damit die Anzahl von möglichen Steueranweisungen) weiter erhöht werden.In particular, the control unit may be set up to determine a time sequence based on the first and second distance data, in which an object enters the first detection area of the first distance sensor and the second detection area of the second distance sensor. The tax gesture can then be determined as a function of the time sequence. Thus, the number of distinguishable control gestures (and thus the number of possible control instructions) can be further increased.
Der Erfassungsbereich eines für die Gestensteuerung verwendeten Abstandssensors kann sich während des Betriebs des Reinigungsroboters zumindest teilweise horizontal von dem Reinigungsroboter weg erstrecken. Insbesondere kann ein Abstandssensor verwendet werden, der an der Seitenwand des Reinigungsroboters angeordnet ist. Ein Reinigungsroboter umfasst typischerweise mehrere derartiger Abstandssensoren (als Umfeldsensoren), um bei der Bewegung bzw. der Navigation des Reinigungsroboters zu erkennen, ob sich der Reinigungsroboter einem Hindernis nähert. Die Steuereinheit kann somit eingerichtet sein, den Reinigungsroboter in Abhängigkeit von den Abstandsdaten zu navigieren bzw. zu bewegen.The detection area of a distance sensor used for the gesture control may extend at least partially horizontally away from the cleaning robot during the operation of the cleaning robot. In particular, a distance sensor may be used which is arranged on the side wall of the cleaning robot. A cleaning robot typically includes a plurality of such distance sensors (as environmental sensors) in order to detect during the movement or the navigation of the cleaning robot, whether the cleaning robot approaches an obstacle. The control unit Thus, it may be arranged to navigate the cleaning robot depending on the distance data.
Die Abstandsdaten eines Abstandssensors, der einen im Wesentlichen horizontal verlaufenden (strahlenförmigen) Erfassungsbereich aufweist und der typischerweise für die Umfelderkennung des Reinigungsroboters verwendet wird, kann somit auch zur Bereitstellung einer Benutzerschnittstelle verwendet werden. Zu diesem Zweck kann die Steuereinheit eingerichtet sein, auf Basis der Abstandsdaten, insbesondere auf Basis der durch die Abstandsdaten angezeigten zeitlichen Sequenz von Abstandswerten, zu unterscheiden, ob es sich bei einem Objekt im Erfassungsbereich des Abstandssensors um ein Hindernis oder um ein die Steuergeste bewirkendes Objekt handelt. Dies kann z.B. mittels eines maschinen-erlernten Klassifikators erfolgen.The distance data of a distance sensor having a substantially horizontal (radiant) detection range and which is typically used for the environment detection of the cleaning robot can thus also be used to provide a user interface. For this purpose, the control unit may be set up to differentiate on the basis of the distance data, in particular on the basis of the time sequence of distance values indicated by the distance data, as to whether an object in the detection range of the distance sensor is an obstacle or an object causing the control gesture is. This can e.g. by means of a machine-learned classifier.
Die Gestensteuerung kann bei einem Abstandssensor mit einem horizontal verlaufenden (strahlenförmigen) Erfassungsbereich in komfortabler Weise durch einen Fuß eines Nutzers erfolgen. Dabei kann der Fuß in definierter Weise in den, durch den und/oder aus dem Erfassungsbereich geführt werden, um eine Steuergeste zu vollziehen (die sich von der Bewegung eines anderweitigen Hindernisses unterscheidet). So kann in besonders kosteneffizienter Weise eine robuste und komfortable Benutzerschnittstelle für einen Reinigungsroboter bereitgestellt werden. Insbesondere können so ein oder mehrere bereits vorhandene und für die Navigation genutzte Abstandssensoren in kostenneutraler Weise auch als Benutzerschnittstelle verwendet werden.The gesture control may conveniently be performed by a user's foot in a distance sensor having a horizontally extending (radiating) detection area. The foot may be guided in, through and / or out of the detection area in a defined manner to make a control gesture (which is different from the movement of another obstacle). Thus, a robust and comfortable user interface for a cleaning robot can be provided in a particularly cost-effective manner. In particular, as one or more existing and used for navigation distance sensors can be used in a cost-neutral manner as a user interface.
Der zur Gestensteuerung verwendete Abstandssensor kann ein Schaltsensor sein, der eingerichtet ist, ein Schaltsignal als Abstandsdaten zu generieren, wenn ein Objekt in den Erfassungsbereich des Abstandssensors eintritt bzw. aus dem Erfassungsbereich austritt. Die Verwendung eines kosteneffizienten Schaltsensors ist insbesondere bei der Verwendung von mehreren Abstandssensoren eine kosteneffiziente Möglichkeit eine Gestensteuerung für einen Reinigungsroboter zu ermöglichen.The distance sensor used for gesture control may be a switch sensor configured to generate a switching signal as distance data when an object enters the detection range of the distance sensor and exits the detection range, respectively. The use of a cost-efficient switching sensor is a cost-efficient way to enable gesture control for a cleaning robot, especially when using multiple distance sensors.
Die Abstandsdaten können somit in binärer Weise (ggf. nur) anzeigen, ob sich ein Objekt im Erfassungsbereich befindet oder nicht. Alternativ oder ergänzend können die Abstandsdaten nur anzeigen, ob sich ein Objekt in einem Abstand zu dem Abstandssensor befindet, der gleich wie oder kleiner als der Erfassungsabstand ist. Insbesondere können die Abstandsdaten nicht einen von dem Erfassungsabstand abweichenden Wert des Abstands eines im Erfassungsbereich liegenden Objekts anzeigen. Dennoch können, insbesondere bei Verwendung von mehreren derartigen Abstandssensoren (insbesondere von Schaltsensoren), in robuster Weise unterschiedliche Steuergesten für unterschiedliche Steueranweisungen unterschieden werden.The distance data can thus indicate in binary (possibly only) whether an object is in the detection area or not. Alternatively or additionally, the distance data may only indicate whether an object is at a distance to the distance sensor that is equal to or less than the detection distance. In particular, the distance data can not indicate a value of the distance of an object located in the detection area that deviates from the detection distance. Nevertheless, in particular when using a plurality of such distance sensors (in particular of switching sensors), different control gestures for different control instructions can be distinguished in a robust manner.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Steuerung eines Reinigungsroboters beschrieben. Das Verfahren umfasst das Erfassen, mittels eines Abstandssensors des Reinigungsroboters, von Abstandsdaten bezüglich eines Objekts, das in einen Erfassungsbereich des Abstandssensors geführt wird. Dabei ist der Erfassungsbereich während des Betriebs des Reinigungsroboters bevorzugt für eine Hand und/oder einen Fuß eines Nutzers des Reinigungsroboters zugänglich. Außerdem umfasst das Verfahren das Detektieren, auf Basis der Abstandsdaten, einer Steuergeste, die mit einer Steueranweisung an den Reinigungsroboter assoziiert ist. Das Verfahren umfasst ferner das Betreiben des Reinigungsroboters gemäß der detektierten Steueranweisung.In another aspect, a method of controlling a cleaning robot is described. The method comprises detecting, by means of a distance sensor of the cleaning robot, distance data relating to an object, which is guided into a detection range of the distance sensor. During the operation of the cleaning robot, the detection area is preferably accessible to a hand and / or a foot of a user of the cleaning robot. In addition, the method includes detecting, based on the distance data, a control gesture associated with a control instruction to the cleaning robot. The method further comprises operating the cleaning robot according to the detected control instruction.
Es ist zu beachten, dass jegliche Aspekte des in diesem Dokument beschriebenen Verfahrens und/oder Reinigungsroboters in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden können. Insbesondere können die Merkmale der Patentansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.It should be noted that any aspects of the method and / or cleaning robot described in this document may be combined in a variety of ways. In particular, the features of the claims can be combined in a variety of ways.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
-
1a die Unterseite eines beispielhaften Reinigungsroboters in einer perspektivischen Ansicht; -
1b die Oberseite eines beispielhaften Reinigungsroboters; -
1c einen Reinigungsroboter in einer Seitenansicht; -
2a beispielhafte Gesten über einem Abstandssensor; -
2b beispielhafte Gesten über einer Sensoreinheit mit mehreren Abstandssensoren; -
2c beispielhafte Steuergesten; und -
3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Steuerung eines Reinigungsroboters.
-
1a the bottom of an exemplary cleaning robot in a perspective view; -
1b the top of an exemplary cleaning robot; -
1c a cleaning robot in a side view; -
2a exemplary gestures over a distance sensor; -
2 B exemplary gestures over a sensor unit with a plurality of distance sensors; -
2c exemplary taxation gestures; and -
3 a flowchart of an exemplary method for controlling a cleaning robot.
Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der zuverlässigen, komfortablen und effizienten Steuerung bzw. Bedienung eines Reinigungsroboters. In diesem Zusammenhang zeigt
An der Oberseite
Der Abstandssensor
Es kann somit am Reinigungsroboter
Die Steuereinheit
Außerdem umfasst das Verfahren
Das Verfahren
Die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen ermöglichen es einem Nutzer, einen Reinigungsroboter
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip des vorgeschlagenen Reinigungsroboters
Claims (15)
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