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Die Erfindung betrifft die automatische Reinigung einer Bodenfläche. Insbesondere betrifft die Erfindung die Planung oder Durchführung eines Reinigungslaufs der Bodenfläche.
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Eine Bodenfläche kann mittels eines Reinigungsroboters automatisch gereinigt werden. Dazu fährt der Reinigungsroboter die Bodenfläche üblicherweise systematisch ab und nimmt Schmutz von der Bodenfläche auf. Das Abfahren kann einerseits in Abhängigkeit einer bestehenden Umgebungskarte durchgeführt werden, die Begrenzungen der Bodenfläche oder ein Objekt auf der Bodenfläche umfassen kann. Andererseits kann der Reinigungsroboter eine Anzahl Sensoren umfassen, deren Signale die Steuerung beeinflussen, beispielsweise um eine Kollision mit einem Hindernis zu vermeiden. Sensordaten können auch zur Erstellung der Umgebungskarte verwendet werden.
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DE 10 2007 010 979 B3 schlägt vor, während eines Reinigungslaufs zu bestimmen, wie viel Schmutz von der Bodenfläche aufgenommen wird um in einen folgenden Reinigungslauf in Abhängigkeit der bestimmten Schmutzmenge zu planen.
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Bislang bekannte Techniken erlauben noch keine ausreichend dynamische Planung von Reinigungsläufen in Abhängigkeit eines vorgefundenen Verschmutzungsgrades. Dementsprechend kann ein Abschnitt der Bodenfläche einen hohen Verschmutzungsgrad erreichen, bevor der Reinigungsroboter diesen Abschnitt reinigt, oder aber es werden unnötig häufige Reinigungsläufe einer eigentlich sauberen Fläche durchgeführt. Eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht in der Angabe einer verbesserten Technik zur automatischen Reinigung einer Bodenfläche. Diese Aufgabe wird mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
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Nach einem ersten Aspekt umfasst ein Verfahren zum automatischen Reinigen einer Bodenfläche mittels eines Reinigungsroboters Schritte des Bewegens des Reinigungsroboters zu einem vorbestimmten Abschnitt der Bodenfläche; des Reinigens des Abschnitts und des Bestimmens einer dabei von dem Abschnitt aufgenommenen Schmutzmenge; sowie des Reinigens der restlichen Bodenfläche, falls die aufgenommene Schmutzmenge eine vorbestimmte Menge übersteigt.
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Die Bodenfläche kann insbesondere auf ein Zimmer eines Haushalts beschränkt sein. Der Abschnitt ist bevorzugt deutlich kleiner als die gesamte Bodenfläche und kann eine Ausdehnung von beispielsweise ca. 1 m2 erreichen. Der Abschnitt ist bevorzugt an einer Stelle der Bodenfläche gewählt, an der mit einer besonders häufigen oder besonders starken Verschmutzung zu rechnen ist. Übersteigt eine Menge von Schmutz, die in dem Abschnitt aufgenommen wurde, einen vorbestimmten Schwellenwert, so kann der Reinigungsvorgang des Reinigungsroboters unmittelbar auf die gesamte Bodenfläche ausgedehnt werden. Im Gegensatz zu bekannten Techniken sind dann das Reinigen des Abschnitts und das Reinigen der restlichen Bodenfläche von einem einzigen Reinigungslauf umfasst. Insbesondere ist bevorzugt, dass nach dem Reinigen des Abschnitts die Reinigung der restlichen Bodenfläche, falls sie erforderlich ist, unverzüglich durchgeführt wird.
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Eine Reinigung der restlichen Bodenfläche kann immer dann stattfinden, wenn die Verschmutzung im vorbestimmten Abschnitt ausreichend hoch ist. Der Abschnitt kann als Indikator für einen Verschmutzungsgrad der gesamten oder restlichen Bodenfläche verwendet werden. Die Bodenfläche kann dadurch insgesamt verbessert sauber gehalten werden. Eine unnötige Reinigung der Bodenfläche kann unterbleiben. Energiekosten zum Betrieb des Reinigungsroboters können eingespart werden. Die Nutzung der Bodenfläche kann durch optimierte Reinigungsläufe des Reinigungsroboters weniger oft oder weniger lange eingeschränkt sein. In einer Ausführungsform kann es ausreichen, den Reinigungsroboter einmalig zu starten, wonach die Bodenfläche in dynamischen Abständen automatisch durch den Reinigungsroboter gereinigt wird.
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In einer weiteren Ausführungsform sind mehrere vorbestimmte Abschnitte auf der Bodenfläche vorgesehen. Der Reinigungsroboter kann nacheinander zu den vorbestimmten Abschnitten der Bodenfläche bewegt werden und dort jeweils eine Reinigung des Abschnitts durchführen. Die restliche Bodenfläche kann gereinigt werden, falls die bei der Reinigung wenigstens eines der Abschnitte aufgenommene Schmutzmenge eine dem Abschnitt zugeordnete Schmutzmenge übersteigt. Anders ausgedrückt kann jedem Abschnitt eine vorbestimmte Schmutzmenge zugeordnet sein und der Reinigungsroboter kann so lange nacheinander die einzelnen Abschnitte reinigen, bis entweder alle Abschnitte gereinigt sind oder an wenigstens einem der Abschnitte eine vorbestimmte, dem Abschnitt zugeordnete Schmutzmenge überstiegen ist. In diesem Fall kann auch die restliche Bodenfläche gereinigt werden. Die den einzelnen Abschnitten zugeordneten Schmutzmengen können individuell bestimmt oder untereinander gleich sein. Wird an einem der Abschnitte eine erhöhte Schmutzmenge bestimmt, so kann das dedizierte Reinigen weiterer Abschnitte entfallen und die Abschnitte können im Rahmen der Reinigung der restlichen Bodenfläche gereinigt werden.
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In noch einer weiteren Ausführungsform wird die an einem Abschnitt aufgenommene Schmutzmenge kumulativ über mehrere Reinigungsläufe bestimmt. Ein Reinigungslauf umfasst dabei bevorzugt eine Reinigung nur des einen oder der mehreren vorbestimmten Abschnitte. Reinigungsläufe können in vorbestimmten zeitlichen Abständen durchgeführt werden, beispielsweise nach einem festen Tages- oder Wochenrhythmus. Die im Bereich des Abschnitts aufgenommene Schmutzmenge kann bezüglich mehrerer aufeinander folgender Reinigungsläufe bestimmt werden, falls keiner der Reinigungsläufe eine Reinigung der restlichen Bodenfläche umfasst hat. Dazu können die bei den Reinigungsläufen bestimmten Schmutzmengen addiert und mit dem Schwellenwert verglichen werden. Diese Vorgehensweise kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn mit einer weniger häufigen, dann aber besonders starken Verschmutzung des Abschnitts zu rechnen ist.
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Einer oder mehrere der vorbestimmten Abschnitte können auch im Rahmen des Verfahrens bestimmt werden. Dazu kann ein Zusammenhang zwischen einer Position des Reinigungsroboters auf der Bodenfläche und einer während des Reinigens an der Position aufgenommenen Schmutzmenge bestimmt werden, wobei ein Abschnitt der Bodenfläche bestimmt wird, an dem die beim Reinigen aufgenommene Schmutzmenge erhöht ist. Die Erhöhung kann insbesondere bezüglich einer durchschnittlich auf der Bodenfläche aufgenommenen Schmutzmenge bestimmt werden. Eine aufgenommene Schmutzmenge kann beispielsweise in Form einer Masse des aufgenommenen Schmutzes pro Größe der Bodenfläche oder in einer Anzahl Partikel pro Größe der Bodenfläche bestimmt werden. Es können auch beide Maße bestimmt und mit jeweils zugeordneten Schwellenwerten verglichen werden. Das Bestimmen des stärker verschmutzen Abschnitts kann insbesondere im Rahmen eines Reinigungslaufs durchgeführt werden, welcher die gesamte Bodenfläche umfasst. So können ein neuer vorbestimmter Abschnitt bestimmt oder ein bestehender vorbestimmter Abschnitt in seiner Lage, Form oder Ausdehnung verändert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform kann ein Abschnitt im Bereich einer Kante zwischen einer Bodenfläche und einer Wand oder im Bereich einer Ecke zwischen der Bodenfläche und zwei Wänden als vorbestimmter Abschnitt gewählt werden. Für eine automatische Bestimmung eines vorbestimmten Abschnitts kann insbesondere gezielt im Bereich einer Kante oder einer Ecke nach stärkerer Verschmutzung gesucht werden.
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Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Abschnitte auf eine vorbestimmte Anzahl beschränkt sind. Beispielsweise kann eine Liste mit einer vorbestimmten Anzahl Abschnitte geführt werden, wobei ein neu bestimmter Abschnitt nur dann in die Liste aufgenommen werden kann, wenn an ihm eine stärkere Verschmutzung als an einem bereits in der Liste vermerkten vorbestimmten Abschnitt bestimmt wurde. Dadurch kann vermieden werden, dass ein hierin vorgestelltes Konzept des zunächst nur punktuellen Reinigens vorbestimmter Abschnitte verwässert wird, indem immer mehr Abschnitte definiert werden, die zusammengenommen einen stetig wachsenden Anteil der gesamten Bodenfläche bilden können.
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Es ist weiterhin bevorzugt, dass ein Abschnitt eine vorbestimmte Form oder Größe aufweist. Beispielsweise kann ein Abschnitt im Bereich einer Laufstraße eher länglich oder im Bereich eines Tisches eher kreisförmig sein. Form und/oder Größe können auch dynamisch bestimmt werden. Für die Größe kann eine vorbestimmte Maximalgröße gelten, welche beispielsweise ca. 1 m2 betragen kann.
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Nach einem zweiten Aspekt umfasst ein Reinigungsroboter zum Reinigen einer Bodenfläche eine Antriebseinrichtung zum Bewegen des Reinigungsroboters über die Bodenfläche; eine Reinigungseinrichtung zum Aufnehmen von Schmutz von der Bodenfläche; einen Schmutzsensor zur Bestimmung einer aufgenommenen Schmutzmenge; einen Positionssensor zur Bestimmung einer Position des Reinigungsroboters auf der Bodenfläche; und eine Verarbeitungseinrichtung. Dabei ist die Verarbeitungseinrichtung bevorzugt dazu eingerichtet, den Reinigungsroboter zu einem vorbestimmten Abschnitt auf der Bodenfläche zu bewegen, den Abschnitt mittels der Reinigungseinrichtung zu reinigen und eine dabei von dem Abschnitt aufgenommene Schmutzmenge mittels des Schmutzsensors zu bestimmen, und die restliche Bodenfläche zu reinigen, falls die aufgenommene Schmutzmenge eine vorbestimmte Menge übersteigt.
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Die Reinigungseinrichtung kann insbesondere zur Trockenreinigung nach Art eines Staubsaugers eingerichtet sein. In einer anderen Ausführungsform kann auch eine Nassreinigung, beispielsweise nach Art eines Wischroboters, vorgesehen sein. In beiden Fällen kann auch ein zusätzliches Reinigungsinstrument vorgesehen sein, beispielsweise eine rotierende Bürste. Diese Einrichtung kann dazu vorgesehen sein, Schmutz von der Bodenfläche gezielt der genannten Reinigungseinrichtung zuzuführen, beispielsweise im Fall von Partikelschmutz in Richtung einer Einsaugöffnung eines Saugwerks, oder davon fernzuhalten, beispielsweise um eine Verstopfung der Reinigungseinrichtung durch Tierhaare zu vermeiden.
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Die Verarbeitungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, ein hierin beschriebenes Verfahren ganz oder teilweise auszuführen. Dazu kann die Verarbeitungseinrichtung einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen und das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auch auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf die Vorrichtung übertragen werden oder umgekehrt.
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Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die beiliegenden Figuren genauer beschrieben, in denen:
- 1 einen beispielhaften Reinigungsroboter;
- 2 ein Ablaufdiagramm eines exemplarischen Verfahrens zum Steuern eines Reinigungsroboters; und
- 3 ein beispielhaftes Zimmer mit einer zu reinigenden Bodenfläche
darstellt.
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1 zeigt einen beispielhaften Reinigungsroboter 100, der zur Reinigung einer Bodenfläche 105 eingerichtet ist. Dazu umfasst der Reinigungsroboter 100 bevorzugt eine Verarbeitungseinrichtung 110 zur Steuerung von Komponenten des Reinigungsroboters 100, eine Reinigungseinrichtung 115 zur Reinigung der Bodenfläche 105 durch Aufnahme von Schmutz, einen Schmutzsensor 120 zur Bestimmung einer Menge mittels der Reinigungseinrichtung 115 aufgenommenen Schmutzes und eine Antriebseinrichtung 125 zum Bewegen des Reinigungsroboters 100 über die Bodenfläche 105. Der Schmutzsensor 120 arbeitet bevorzugt optisch und kann insbesondere bei einer mittels Vakuum arbeitenden Reinigungseinrichtung 115 nach Art eines Staubsaugers einen eingesaugten Luftstrom auf damit transportierten Schmutz überwachen. Die Menge des Schmutzes kann bezüglich einer Partikelzahl, einer Masse eingesaugten Schmutzes innerhalb eines vorbestimmten Zeitabschnitts oder eines Gesamtvolumens eingesaugten Schmutzes bestimmt werden. Bevorzugt wird die Menge bezüglich einer zur Sammlung bearbeiteten Fläche bestimmt.
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Zur Navigation des Reinigungsroboters 100 kann ein Positionssensor 130 vorgesehen sein. Ferner kann ein Datenspeicher 135 zur Aufnahme von Kartendaten einer zu reinigenden Bodenfläche 105 vorgesehen sein. Einer oder mehrere Umgebungssensoren 140 können zur Abtastung einer Umgebung des Reinigungsroboters 100 und insbesondere zur Erfassung eines Objekts vorgesehen sein.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Verarbeitungseinrichtung 110 dazu eingerichtet ist, den Reinigungsroboter 100 derart zu steuern, dass die Bodenfläche 105 an einem vorbestimmten Abschnitt auf Verschmutzung untersucht wird und die Reinigung auf die restliche Bodenfläche 105 ausgedehnt wird, falls die im vorbestimmten Abschnitt bestimmte Schmutzmenge einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines exemplarischen Verfahrens 200 zum Steuern eines Reinigungsroboters 100 wie dem von 1. Das Verfahren 200 kann insbesondere mittels der Verarbeitungseinrichtung 110 des Reinigungsroboters 100 gesteuert werden.
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Das Verfahren 200 beginnt in einem Schritt 205. Beispielsweise auf Eingabe eines Benutzers oder zeitgesteuert kann in einem Schritt 210 ein vorbestimmter Abschnitt der Bodenfläche 105 durch den Reinigungsroboter 100 angefahren werden. Dazu kann die Antriebseinrichtung 125 so gesteuert werden, bis eine mittels des Positionssensors 130 bestimmte Position des Reinigungsroboters 100 innerhalb des vorbestimmten Abschnitts liegt. Position, Form oder Größe des Abschnitts kann im Datenspeicher 135 abgelegt sein. In einem Schritt 215 können der vorbestimmte Abschnitt gereinigt und eine dabei aufgenommene Schmutzmenge bestimmt werden.
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In einem Schritt 220 kann überprüft werden, ob die aufgenommene Schmutzmenge eine vorbestimmte, dem Abschnitt zugeordnete Menge übersteigt. Ist dies nicht der Fall, so kann das Verfahren 200 in einem Schritt 225 enden.
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Es können auch mehrere Abschnitte der Bodenfläche 105 vorbestimmt sein und die Schritte 210 bis 220 können für jeden der Abschnitte durchgeführt werden. Wurde an keinem der Abschnitte eine Schmutzmenge aufgenommen, die dem Abschnitt zugeordnet ist, so kann das Verfahren 200 im Schritt 225 enden.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die mit der dem vorbestimmten Abschnitt zugeordneten Menge verglichene Schmutzmenge aus einer Summe der im korrespondierenden Schritt 215 aufgenommenen Schmutzmenge und einer Schmutzmenge bestimmt werden, die am selben vorbestimmten Abschnitt bei einem vorangehenden Durchlauf des Verfahrens 200 bestimmt wurde, falls der vorangehende Durchlauf des Verfahrens 200 im Schritt 225 geendet ist. Diese Vorgehensweise lässt sich auch auf mehrere vorangehende Durchläufe des Verfahrens 200 ausdehnen, die jeweils im Schritt 225 endeten, wobei zwischen einzelnen Durchläufen des Verfahrens 200 keine Reinigung der gesamten Bodenfläche 105 erfolgte.
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Wurde im Schritt 220 oder in einem von mehreren, für unterschiedliche vorbestimmte Abschnitte durchgeführten Schritten 220 eine erhöhte Schmutzmenge bestimmt, so kann in einem Schritt 230 das Reinigen mittels des Reinigungsroboters 100 auf die restliche Bodenfläche 105 ausgedehnt werden.
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In einer Ausführungsform kann während des Reinigens der gesamten Bodenfläche 105 in einem Schritt 235 eine Schmutzmenge in Abhängigkeit einer Position des Reinigungsroboters 100 bestimmt werden. Auf der Basis der Schmutzmenge kann in einem Schritt 240 ein vorbestimmter Abschnitt festgelegt werden, der bei einem folgenden Durchlauf des Verfahrens 200 im Schritt 215 untersucht werden kann. Der Abschnitt kann insbesondere an einer Stelle bestimmt werden, an der die positionsabhängige Schmutzmenge gegenüber einem durchschnittlichen oder vorbestimmten Wert erhöht ist.
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Das Verfahren 200 kann beispielsweise zeitgesteuert periodisch durchlaufen werden.
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3 zeigt einen beispielhaften Grundriss eines exemplarischen Zimmers 300 mit einer Bodenfläche 105. Ein Reinigungsroboter 100 soll so gesteuert werden, dass die Bodenfläche 105 ausreichend sauber gehalten ist, während gleichzeitig Reinigungsläufe des Reinigungsroboters 100 auf ein erforderliches Maß begrenzt werden sollen. Der Reinigungsroboter 100 kann in eine Basisstation 305 bewegt werden, wenn er nicht anderweitig im Betrieb ist. Dort kann ein Energiespeicher des Reinigungsroboters 100 aufgeladen werden und aufgenommener Schmutz kann entsorgt werden. Bezüglich des beispielhaften Verfahrens 200 sind hier drei exemplarische vorbestimmte Abschnitte 310, 315 und 320 angenommen.
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Der erste vorbestimmte Abschnitt 310 befindet sich in einer Ecke des Zimmers 300, die durch die Bodenfläche 105 und zwei Wände gebildet wird, die miteinander einen Winkel einschließen. Dabei umfasst der erste Abschnitt 310 auch zwei Kanten, die jeweils zwischen einer Wand und der Bodenfläche 105 gebildet sind.
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Der zweite vorbestimmte Abschnitt 315 befindet sich im Bereich eines Tischs 325 mit Stühlen 330. Eine besonders starke Verschmutzung des zweiten Abschnitts 315 kann insbesondere dann auftreten, wenn am Tisch 325 gegessen oder gearbeitet wird. Der dritte vorbestimmte Abschnitt 320 befindet sich in einer Laufstraße zwischen zwei Türen 335.
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Es ist zu beachten, dass die dargestellten vorbestimmten Abschnitte 310 bis 320 rein exemplarisch sind und in Abhängigkeit geltender Umstände auch anders definiert werden können. Insbesondere können auch mehr oder weniger als drei Abschnitte 310 bis 320 vorbestimmt sein.
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Gemäß einer hierin beschriebenen Technik kann der Reinigungsroboter 100 periodisch die vorbestimmten Abschnitte 310 bis 320 reinigen und dabei jeweils die aufgenommene Menge an Schmutz bestimmen. Übersteigt diese einen jeweils dem Abschnitt 310 bis 220 zugeordneten Schwellenwert, so kann die Reinigung auf die gesamte Bodenfläche 105 des Zimmers 300 ausgedehnt werden. Andernfalls kann sich der Reinigungsroboter 100 beispielsweise in die Basisstation 305 zurückziehen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Reinigungsroboter
- 105
- Bodenfläche
- 110
- Verarbeitungseinrichtung
- 115
- Reinigungseinrichtung
- 120
- Schmutzsensor
- 125
- Antriebseinrichtung
- 130
- Positionssensor
- 135
- Datenspeicher
- 140
- Umgebungssensor
- 200
- Verfahren
- 205
- Start
- 210
- Ansteuern eines vorbestimmten Abschnitt
- 215
- Reinigen des Abschnittes und Bestimmen der Schmutzmenge
- 220
- Schmutzmenge größer als vorbestimmte Menge in wenigstens einem Abschnitt?
- 225
- Ende
- 230
- Reinigen der restliche Bodenfläche
- 235
- Bestimmen der Schmutzmenge / Position
- 240
- Bestimmen des Abschnittes
- 300
- Zimmer
- 305
- Basisstation
- 310
- erster vorbestimmter Abschnitt
- 315
- zweiter vorbestimmter Abschnitt
- 320
- dritter vorbestimmter Abschnitt
- 325
- Tisch
- 330
- Stuhl
- 335
- Tür
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007010979 B3 [0003]
