DE102019204623A1

DE102019204623A1 - Controlling a tillage robot

Info

Publication number: DE102019204623A1
Application number: DE102019204623.1A
Authority: DE
Inventors: Markus Kühnel; Frank Schnitzer
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2019-04-02
Filing date: 2019-04-02
Publication date: 2020-10-08

Abstract

Ein Bodenbearbeitungsroboter ist zur Bearbeitung einer Bodenfläche eingerichtet. Ein Verfahren zum Steuern des Bodenbearbeitungsroboters umfasst Schritte des berührungslosen Erfassens eines bodennahen Hindernisses im Bereich des Bodenbearbeitungsroboters; des Bestimmens, dass das Hindernis verschiebbar ist; und des Befahrens der Bodenfläche im Bereich des Hindernisses. Das Hindernis kann beispielsweise einen Vorhang umfassen.A soil cultivation robot is set up to work a soil surface. A method for controlling the soil cultivation robot comprises steps of the contactless detection of an obstacle near the ground in the area of the soil cultivation robot; determining that the obstruction is movable; and driving on the floor area in the area of the obstacle. The obstacle can for example comprise a curtain.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bodenbearbeitungsroboter. Insbesondere betrifft die Erfindung die Steuerung eines Bodenbearbeitungsroboters auf einer Bodenfläche.The invention relates to a soil cultivation robot. In particular, the invention relates to the control of a soil cultivation robot on a soil surface.

Ein Bodenbearbeitungsroboter ist dazu eingerichtet, eine Bodenfläche autonom zu befahren. Dazu kann eine Umgebungskarte bestehen oder angelegt werden, in der Hindernisse verzeichnet sind. Eine Kollision mit einem Hindernis kann auf der Basis der Umgebungskarte oder einer Abtastung einer Umgebung mittels eines Sensors erfolgen. Ein berührungsloser Sensor, beispielsweise ein Ultraschallsensor, kann ein im Bewegungsbereich des Bodenbearbeitungsroboters liegendes Hindernis erfassen und der Bodenbearbeitungsroboter kann dem erkannten Hindernis ausweichen oder es umfahren.A soil cultivation robot is set up to drive on a floor area autonomously. For this purpose, a map of the environment can exist or be created in which obstacles are recorded. A collision with an obstacle can take place on the basis of the environment map or a scan of an environment by means of a sensor. A contactless sensor, for example an ultrasonic sensor, can detect an obstacle lying in the movement area of the soil cultivation robot and the soil cultivation robot can avoid the detected obstacle or drive around it.

So kann verhindert werden, dass der Bodenbearbeitungsroboter einen Bereich befährt, in dem er sich verstrickt, etwa wenn das Hindernis Teppichfransen umfasst, oder potentiell Schaden anrichtet, beispielsweise wenn das Hindernis ein Haustier umfasst. Ein erfasstes Hindernis kann dazu führen, dass der Bodenbearbeitungsroboter ein Ziel auf der Bodenfläche nicht erreicht, sodass ein Teil der Bodenfläche nicht durch den Bodenbearbeitungsroboter bearbeitet werden kann.It can thus be prevented that the soil cultivation robot drives into an area in which it becomes entangled, for example if the obstacle includes carpet fringes, or potentially causes damage, for example if the obstacle includes a pet. A detected obstacle can lead to the soil cultivation robot not reaching a target on the ground surface, so that part of the ground surface cannot be processed by the soil cultivation robot.

DE 10 2014 110 265 A1 betrifft einen autonomen Bodenbearbeitungsroboter, der einen zu bearbeitenden oder zu vermeidenden Teil einer Bodenfläche auf der Basis einer ihm bereitgestellten fotografischen Aufnahme bestimmt. DE 10 2014 110 265 A1 relates to an autonomous soil cultivation robot which determines a part of a soil surface to be worked or to be avoided on the basis of a photographic image provided to it.

US 2014 0 303 775 A1 schlägt vor, einen Bodenbearbeitungsroboter auf der Basis einer geplanten Route und einer Abtastung seines Umfelds zu steuern. US 2014 0 303 775 A1 suggests controlling a tillage robot on the basis of a planned route and a scan of its surroundings.

Eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer verbesserten Technik zur Steuerung eines Bodenbearbeitungsroboters. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.An object of the present invention is to provide an improved technique for controlling a soil cultivation robot. The invention solves this problem by means of the subjects of the independent claims. Sub-claims reproduce preferred embodiments.

Ein Bodenbearbeitungsroboter ist zur Bearbeitung einer Bodenfläche eingerichtet. Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern des Bodenbearbeitungsroboters Schritte des berührungslosen Erfassens eines bodennahen Hindernisses im Bereich des Bodenbearbeitungsroboters; des Bestimmens, dass das Hindernis verschiebbar ist; und des Befahrens der Bodenfläche im Bereich des Hindernisses.A soil cultivation robot is set up to work a soil surface. According to a first aspect of the present invention, a method for controlling the soil cultivation robot comprises steps of the contactless detection of an obstacle near the ground in the area of the soil cultivation robot; determining that the obstruction is movable; and driving on the floor area in the area of the obstacle.

Der Bodenbearbeitungsroboter umfasst bevorzugt ein Hausgerät bzw. einen Haushaltsroboter und kann insbesondere zum Reinigen einer Bodenfläche innerhalb eines Wohnbereichs eingesetzt werden. Alternativ kann der Bodenbearbeitungsroboter auch in einem Garten eingesetzt werden und beispielsweise dazu eingerichtet sein, einen Rasen zu mähen. Das Hindernis kann zum Beispiel einen Vorhang oder einen ähnlichen Gegenstand betreffen.The soil cultivation robot preferably comprises a household appliance or a household robot and can in particular be used to clean a floor area within a living area. Alternatively, the soil cultivation robot can also be used in a garden and, for example, be set up to mow a lawn. The obstacle can relate to a curtain or a similar object, for example.

Das Hindernis kann für den Bodenbearbeitungsroboter nicht unüberwindlich sein. Durch die hier vorgestellte Technik kann ein verschiebbares Hindernis erkannt und überwunden werden. Der Bodenbearbeitungsroboter kann einen vergrößerten Teil der Bodenfläche erreichen und gegebenenfalls bearbeiten.The obstacle cannot be insurmountable for the tillage robot. With the technology presented here, a movable obstacle can be recognized and overcome. The soil cultivation robot can reach an enlarged part of the soil surface and work it if necessary.

Das Hindernis kann einen Zugang zu einem zu bearbeitenden Abschnitt der Bodenfläche versperren. In einer Ausführungsform versucht der Bodenbearbeitungsroboter nur in diesem Fall, das Hindernis durch Befahren des bestimmten Bereichs zu bewegen. Kann ein jenseits des Hindernisses liegender Bereich auf einem anderen Weg erreicht werden, kann der andere Weg bevorzugt werden. In einer anderen Ausführungsform kann ein im Bereich des Hindernisses liegender Abschnitt der Bodenfläche bearbeitet werden. Der Bereich des Hindernisses kann dazu möglichst flächendeckend durch den Bodenbearbeitungsroboter befahren werden.The obstacle can block access to a section of the floor surface to be processed. In one embodiment, the soil cultivation robot only tries in this case to move the obstacle by driving through the specific area. If an area beyond the obstacle can be reached by another route, the other route may be preferred. In another embodiment, a section of the floor surface lying in the area of the obstacle can be processed. For this purpose, the area of the obstacle can be driven over as completely as possible by the tillage robot.

Die Bodenfläche kann im Bereich des Hindernisses nur dann durch den Bodenbearbeitungsroboter befahren werden, wenn das Hindernis nicht auch taktil erfasst werden kann. Anders ausgedrückt kann das bewegliche Hindernis bestimmt werden, wenn es zwar berührungslos, aber nicht mittels Berührung erfasst werden kann. Das berührungslose Erfassen kann beispielsweise optisch, mittels Ultraschall, mittels eines Radarsensors, eines kapazitiven oder induktiven Sensors erfolgen. Das taktile Erfassen kann mittels eines mechanischen Sensors erfolgen, der das Hindernis erfasst, falls eine vorbestimmte Kraft zwischen ihm und dem Hindernis übertragen wird. Ein taktil erfasstes Hindernis kann umfahren werden. Umfasst das Hindernis einen verschiebbaren und einen nicht verschiebbaren Abschnitt, so können diese mittels des taktilen Sensors voneinander unterschieden werden. Ein taktil bestimmtes Hindernis kann in einer Umgebungskarte vermerkt werden, um eine Kollision mit ihm zu vermeiden.The floor area in the area of the obstacle can only be driven over by the soil cultivation robot if the obstacle cannot also be detected tactilely. In other words, the moving obstacle can be determined if it can be detected without contact but not by touch. The contactless detection can take place, for example, optically, by means of ultrasound, by means of a radar sensor, a capacitive or inductive sensor. The tactile detection can take place by means of a mechanical sensor, which detects the obstacle if a predetermined force is transmitted between it and the obstacle. A tactilely detected obstacle can be avoided. If the obstacle comprises a displaceable and a non-displaceable section, then these can be distinguished from one another by means of the tactile sensor. A tactilely determined obstacle can be noted on a map of the surroundings in order to avoid a collision with it.

Das Hindernis kann nur dann taktil bestimmt werden, wenn es einen mechanischen Widerstand darstellt, der ein vorbestimmtes Maß übersteigt. Die erwähnte vorbestimmte Kraft kann dabei auf einen Wert gesetzt werden, der einen Kollisionsschaden am Bodenbearbeitungsroboter oder dem Hindernis möglichst noch ausschließt, gleichzeitig aber ausreichend groß ist, um ein Verschieben des Hindernisses durch den Bodenbearbeitungsroboter zu erlauben. Der taktile Sensor kann eine zwischen dem Bodenbearbeitungsroboter und dem Hindernis übertragene Kraft bestimmen und diese Kraft kann mit einem Schwellenwert verglichen werden.The obstacle can only be determined tactilely if it represents a mechanical resistance that exceeds a predetermined level. The aforementioned predetermined force can be set to a value which as far as possible still excludes collision damage to the soil cultivation robot or the obstacle, but at the same time is sufficiently large to allow the soil tillage robot to move the obstacle. The tactile sensor can determine a force transmitted between the soil cultivation robot and the obstacle and this force can be compared with a threshold value.

In einer Variante ist die vorbestimmte Kraft einer Bewegungsrichtung des Bodenbearbeitungsroboters zugeordnet. Dadurch kann beispielsweise modelliert werden, dass eine über einen Stuhl herabhängende Husse durch den Bodenbearbeitungsroboter in einer Richtung von unter dem Stuhl nach außen leichter als in Gegenrichtung bewegt werden kann.In one variant, the predetermined force is assigned to a direction of movement of the soil cultivation robot. As a result, it can be modeled, for example, that a cover hanging over a chair can be moved more easily by the soil cultivation robot in a direction from under the chair to the outside than in the opposite direction.

Zur Bestimmung, ob das Hindernis beweglich ist, können unterschiedliche weitere Heuristiken angewandt werden, die auch miteinander kombiniert werden können.To determine whether the obstacle is movable, different further heuristics can be used, which can also be combined with one another.

In einer Ausführungsform wird bestimmt, dass das Hindernis die Bodenfläche nicht erreicht. Wenigstens auf einem Abschnitt, der in horizontaler Richtung so breit wie der Bodenbearbeitungsroboter ist, sollte ein vertikaler Abstand zwischen dem Hindernis und der Bodenfläche ein vorbestimmtes Maß übersteigen, beispielsweise ca. 5 mm, ca. 1 cm oder mehr. Ein solches Hindernis kann mit hoher Wahrscheinlichkeit durch den Bodenbearbeitungsroboter verschoben werden. Das vorbestimmte Maß ist üblicherweise kleiner als eine Höhe des Bodenbearbeitungsroboters, andernfalls könnte das Hindernis auch unterfahren werden.In one embodiment, it is determined that the obstacle does not reach the floor surface. At least on a section that is as wide as the soil cultivation robot in the horizontal direction, a vertical distance between the obstacle and the floor surface should exceed a predetermined amount, for example approx. 5 mm, approx. 1 cm or more. Such an obstacle can be moved with a high degree of probability by the tillage robot. The predetermined dimension is usually less than a height of the soil cultivation robot, otherwise the obstacle could also be driven under.

In einer weiteren Ausführungsform wird bestimmt, dass das Hindernis innerhalb eines benutzerspezifizierten Bereichs liegt. Der Benutzer kann den Bereich auf eine bekannte Weise spezifizieren, beispielsweise wie einen Bereich, der durch den Bodenbearbeitungsroboter bearbeitet werden soll, oder ein Bereich, der durch ihn nicht befahren werden soll. In another embodiment, it is determined that the obstacle is within a user-specified area. The user can specify the area in a known manner, for example, such as an area which is to be worked by the soil cultivating robot or an area which is not to be traveled by it.

So kann das Verhalten des Bodenbearbeitungsroboters individuell an eine vorbestimmte Umgebung angepasst werden. Ein Bereich kann bezüglich der Bodenfläche oder einem Gegenstand auf der Bodenfläche bestimmt werden, beispielsweise einem Möbel.In this way, the behavior of the soil cultivation robot can be individually adapted to a predetermined environment. An area can be determined with respect to the floor area or an object on the floor area, for example a piece of furniture.

In noch einer weiteren Ausführungsform wird das Hindernis auf der Basis der berührungslosen Abtastung oder einer weiteren, dedizierten berührungslosen Abtastung als hängendes Objekt bestimmt. Ein hängendes Objekt ist in einem oberen Bereich, über der Bodenfläche, befestigt und hängt der Schwerkraft folgend nach unten bis in den Bereich der Bodenfläche. Bevorzugt ist das hängende Objekt biegeschlaff, sodass es keine vertikalen Stützkräfte von der Bodenfläche nach oben überträgt. Das hängende Objekt kann insbesondere ein Gewebe umfassen, das beispielsweise als Vorhang, als Husse oder Überwurf eines Möbels, oder als Tischdecke, die bis in den Bodenbereich herabhängt, eingesetzt ist. Das Objekt kann auch als Raumteiler dienen und beispielsweise eine Reihe von Kordeln, Perlschnüren oder Bändern umfassen, die in den Bereich der Bodenfläche herabhängen. Ein Objekt, das bis auf die Bodenfläche herabhängt, kann leicht durch den Bodenbearbeitungsroboter bewegt werden. Dies kann umso mehr gelten, je größer die Höhe ist, aus der das Objekt herab hängt. Insbesondere wenn das Objekt die Bodenfläche nicht berührt, kann es auch bei großer eigener Masse unter Einsatz vertretbarer Kräfte durch den Bodenbearbeitungsroboter beiseitegeschoben werden.In yet another embodiment, the obstacle is determined as a hanging object on the basis of the contactless scanning or a further, dedicated contactless scanning. A hanging object is fastened in an upper area, above the floor surface, and hangs down, following the force of gravity, down to the floor area. The hanging object is preferably pliable, so that it does not transmit any vertical support forces from the floor surface upwards. The hanging object can in particular comprise a fabric that is used, for example, as a curtain, as a cover or cover for a piece of furniture, or as a tablecloth that hangs down to the floor area. The object can also serve as a room divider and, for example, comprise a number of cords, strings of pearl or ribbons that hang down in the area of the floor surface. An object that hangs down to the floor surface can be easily moved by the soil working robot. This can apply all the more, the greater the height from which the object hangs down. In particular, if the object does not touch the floor surface, it can be pushed aside by the floor cultivation robot, even if it has a large own mass, using reasonable forces.

Das hängende Objekt kann aufgrund seines Oberflächenreliefs bestimmt werden. Das Oberflächenrelief beschreibt bevorzugt eine dem Bodenbearbeitungsroboter zugewandte Oberfläche des Hindernisses und kann im Fall eines Gewebes dessen Faltenwurf beschreiben. Das Oberflächenrelief kann leicht berührungslos abgetastet werden, beispielsweise optisch mittels einer Kamera. Ein Faltenwurf kann leicht erkannt werden, sodass ein Objekt gut als Gewebe bestimmt werden kann. In einer Ausführungsform wird ein Gewebe anhand einer Änderung seines Faltenwurfs zwischen zeitversetzten Abtastungen bestimmt. Aufgrund des Faltenwurfs kann ein verschiebbares hängendes Gewebe wie ein Vorhang gut von einem nicht verschiebbaren gespannten Gewebe wie an einem Sofa oder Sessel unterschieden werden.The hanging object can be determined based on its surface relief. The surface relief preferably describes a surface of the obstacle facing the soil cultivation robot and, in the case of a fabric, can describe its folds. The surface relief can easily be scanned without contact, for example optically using a camera. A fold of folds can easily be recognized, so that an object can be well identified as a fabric. In one embodiment, a fabric is determined on the basis of a change in its folds between time-shifted scans. Because of the folds, a sliding, hanging fabric like a curtain can be easily distinguished from a non-sliding, stretched fabric like on a sofa or armchair.

In einer weiteren Ausführungsform wird eine Änderung des Oberflächenreliefs angeregt und eine Reaktion des hängenden Gewebes bestimmt. Die Änderung kann berührungslos angeregt werden, beispielsweise indem der Bodenbearbeitungsroboter einen Luftstrom auf das Hindernis richtet. Handelt es sich bei dem Roboter um einen Bodenstaubsauger, so kann hierfür ein Abluftstrom einer Saugeinrichtung verwendet werden. Es kann auch ein dediziertes Gebläse vorgesehen sein. Die Änderung kann auch taktil angeregt werden, insbesondere durch mechanischen Kontakt des Bodenbearbeitungsroboters.In a further embodiment, a change in the surface relief is stimulated and a reaction of the hanging tissue is determined. The change can be initiated in a contactless manner, for example by the soil cultivation robot directing an air flow at the obstacle. If the robot is a floor vacuum cleaner, an exhaust air flow from a suction device can be used for this. A dedicated fan can also be provided. The change can also be stimulated in a tactile manner, in particular through mechanical contact with the soil cultivation robot.

In noch einer weiteren Ausführungsform kann ein Hindernis optisch oder anderweitig berührungslos abgetastet und eine Entscheidung eines Benutzers erfasst werden, ob es sich um ein zu bewegendes oder ein nicht zu bewegendes Hindernis handelt. Eine erfasste Entscheidung des Benutzers kann in einer Hinderniskarte vermerkt werden. Dem Benutzer kann dazu ein Ergebnis der Abtastung bereitgestellt werden. Die Abtastung kann insbesondere ein Bild des Hindernisses umfassen.In yet another embodiment, an obstacle can be scanned optically or in some other contactless manner and a decision by a user can be recorded as to whether it is an obstacle that is to be moved or one that cannot be moved. A recorded decision of the user can be noted in an obstacle map. For this purpose, the user can be provided with a result of the scan. The scanning can in particular include an image of the obstacle.

Es ist allgemein bevorzugt, dass Abschnitte der Bodenfläche, die auf unterschiedlichen Seiten des beweglichen Hindernisses liegen, möglichst voneinander getrennt bearbeitet werden. Anders ausgedrückt ist bevorzugt, dass ein bewegliches Hindernis möglichst selten durch den Bodenbearbeitungsroboter überquert oder durchfahren wird. Eine Gefahr eines Verstrickens in dem beweglichen Hindernis kann so verringert sein. Eine Routenplanung des Bodenbearbeitungsroboters auf der Bodenfläche kann die Lage eines beweglichen Hindernisses entsprechend berücksichtigen.It is generally preferred that portions of the floor surface that are on different sides of the moving obstacle are, if possible, processed separately from each other. In other words, it is preferred that a moving obstacle is crossed or driven through by the soil cultivation robot as rarely as possible. A risk of entanglement in the movable obstacle can thus be reduced. A route planning by the soil cultivation robot on the floor area can take into account the position of a moving obstacle accordingly.

Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Steuervorrichtung zur Steuerung eines Bodenbearbeitungsroboters auf einer Bodenfläche einen berührungslosen Sensor zur Erfassung eines bodennahen Hindernisses im Bereich des Bodenbearbeitungsroboters; und eine Verarbeitungseinrichtung. Dabei ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, zu bestimmen, dass das Hindernis verschiebbar ist, und den Bodenbearbeitungsroboter im Bereich des Hindernisses auf der Bodenfläche zu steuern.According to a further aspect of the present invention, a control device for controlling a soil cultivation robot on a floor surface comprises a non-contact sensor for detecting an obstacle near the ground in the area of the soil cultivation robot; and a processing device. The processing device is set up to determine that the obstacle is displaceable and to control the soil cultivation robot in the area of the obstacle on the floor surface.

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 Steuervorrichtung oder den Bodenbearbeitungsroboter übertragen werden oder umgekehrt.The processing device can be set up to carry out a method described herein in whole or in part. For this purpose, the processing device can comprise a programmable microcomputer or microcontroller and the method can be in the form of a computer program product with program code means. The computer program product can also be stored on a computer-readable data carrier. Features or advantages of the method can be transferred to the control device or the soil cultivation robot or vice versa.

Nach noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Bodenbearbeitungsroboter eine hierin beschriebene Steuervorrichtung.According to yet another aspect of the present invention, a soil cultivating robot comprises a control device as described herein.

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

1 einen beispielhaften Bodenbearbeitungsroboter;
2 ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern eines Bodenbearbeitungsroboters; und
3 einen schematischen Grundriss einer beispielhafte Wohnung mit einer Bodenfläche

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

1 an exemplary tillage robot;
2 an exemplary method of controlling a tillage robot; and
3 a schematic floor plan of an exemplary apartment with a floor area

represents.

1 zeigt einen beispielhaften Bodenbearbeitungsroboter 100 und ein bewegliches Hindernis 105. Der Bodenbearbeitungsroboter 100 ist dazu eingerichtet, eine Bodenfläche 110 zu bearbeiten, auf der er sich befindet. Dazu kann der Bodenbearbeitungsroboter 100 auf einem Pfad über die Bodenfläche 110 fahren, der es ihm erlaubt, möglichst alle zu bearbeitenden Bereiche der Bodenfläche 110 zu erreichen. Beispielhaft ist der Bodenbearbeitungsroboter 100 in 1 als Saugroboter für einen Haushalt ausgeführt. 1 shows an exemplary tillage robot 100 and a moving obstacle 105 . The tillage robot 100 is set up to have a floor area 110 edit on which it is located. The tillage robot can do this 100 on a path across the ground 110 drive, which allows him to work on as many areas of the floor area as possible 110 to reach. The tillage robot is an example 100 in 1 designed as a vacuum robot for a household.

Das dargestellte Hindernis 105 ist beweglich, sodass es durch den Bodenbearbeitungsroboter 100 beiseite gedrückt oder geschoben werden kann, wenn sich der Bodenbearbeitungsroboter 100 auf das bewegliche Hindernis 105 zu bewegt. Das Hindernis 105 ist bevorzugt oberhalb der Bodenfläche 110 befestigt und hängt von dort bis in Bodennähe herab. Beispielsweise kann das bewegliche Hindernis 105 einen Vorhang oder eine herabhängende Tischdecke umfassen. In 1 wird davon ausgegangen, dass das Hindernis 105 im Bereich der Bodenfläche 110 vollständig beweglich ist und nicht im Bereich eines unbeweglichen Hindernisses liegt. Üblicherweise versperrt das bewegliche Hindernis 105 einen Zugriff des Bodenbearbeitungsroboters 100 auf einen hinter dem Hindernis 105 liegenden Bereich der Bodenfläche.The illustrated obstacle 105 is movable, so it is done by the tillage robot 100 Can be pushed or pushed aside when the tillage robot is 100 on the moving obstacle 105 too moved. The obstacle 105 is preferably above the bottom surface 110 attached and hangs down from there to near the ground. For example, the moving obstacle 105 include a curtain or a hanging tablecloth. In 1 it is assumed that the obstacle 105 in the area of the floor area 110 is completely movable and is not in the area of an immovable obstacle. Usually the moving obstacle blocks 105 an access of the tillage robot 100 on one behind the obstacle 105 lying area of the floor surface.

An Bord des Bodenbearbeitungsroboters 100 ist eine Steuervorrichtung 115 vorgesehen, die einen oder mehrere berührungslose Sensoren 120 und eine Verarbeitungseinrichtung 125 umfasst. Bevorzugt ist weiter ein taktiler Sensor 130 vorgesehen. Die Steuervorrichtung 115 ist dazu eingerichtet, eine Bewegung des Bodenbearbeitungsroboters 100 auf der Bodenfläche 110 zu steuern und kann zu diesem Zweck mit wenigstens einer Antriebseinrichtung 135 und einem Energiespeicher 140 verbunden sein. Zur Bestimmung einer Route über die Bodenfläche 110 kann eine Speichervorrichtung 145 vorgesehen sein, die eine Hinderniskarte eines Abschnitts der Bodenfläche 110 umfassen kann.On board the tillage robot 100 is a control device 115 provided the one or more non-contact sensors 120 and a processing device 125 includes. A tactile sensor is also preferred 130 intended. The control device 115 is set up for a movement of the soil cultivation robot 100 on the floor surface 110 to control and can for this purpose with at least one drive device 135 and an energy store 140 be connected. To determine a route across the floor area 110 can be a storage device 145 be provided which is an obstacle map of a section of the floor area 110 may include.

Ein berührungsloser Sensor 120 ist dazu eingerichtet, ein Umfeld des Bodenbearbeitungsroboters 100 anzutasten und ein Hindernis 105 zu erfassen, ohne einen mechanischen Kontakt zum Hindernis 105 zu erfordern oder eine Kraft auf das Hindernis 105 auszuüben. Dazu kann der Sensor 120 beispielsweise eine Kamera, einen optischen Entfernungsmesser, einen Radarsensor oder einen Ultraschallsensor umfassen. Bevorzugt ist der Sensor 120 dazu eingerichtet, ein Bild zu erzeugen. Mehrere berührungslose Sensoren 120 können miteinander kombiniert sein, auch wenn sie unterschiedliche Messprinzipien verfolgen. Abtastergebnisse können miteinander fusioniert werden, um das Hindernis 105 zu erfassen.A non-contact sensor 120 is set up for this purpose, an environment of the soil cultivation robot 100 to touch and an obstacle 105 without mechanical contact with the obstacle 105 to require or apply a force to the obstacle 105 exercise. The sensor can do this 120 for example a camera, an optical range finder, a radar sensor or an ultrasonic sensor. The sensor is preferred 120 set up to generate an image. Multiple non-contact sensors 120 can be combined with one another, even if they follow different measuring principles. Sampling results can be fused together to create the obstacle 105 capture.

Der taktile Sensor 130 umfasst bevorzugt ein außen am Bodenbearbeitungsroboter 100 angebrachtes Element, das zur physischen Anlage am Hindernis 105 eingerichtet ist. Der taktile Sensor 130 kann eine zwischen dem Element und dem Hindernis 105 wirkende Kraft bestimmen, oder er kann bestimmen, ob eine zwischen dem Element und dem Hindernis 105 wirkende Kraft einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt oder nicht. Üblicherweise liegt der taktile Sensor 130 in Fahrtrichtung des Bodenbearbeitungsroboters 100, um ein vor dem Bodenbearbeitungsroboter 100 liegendes Hindernis 105 zu erfassen.The tactile sensor 130 preferably comprises an outside of the soil cultivation robot 100 attached element that is used for physical contact with the obstacle 105 is set up. The tactile sensor 130 can be one between the element and the obstacle 105 determine the acting force, or he can determine if there is one between the element and the obstacle 105 acting force exceeds a predetermined threshold value or not. Usually the tactile sensor is located 130 in the direction of travel of the tillage robot 100 to get one in front of the tillage robot 100 lying obstacle 105 capture.

Die Antriebseinrichtung 135 umfasst bevorzugt wenigstens ein Traktionsrad, das mit einem elektrischen Antriebsmotor verbunden ist. Durch Ansteuern mehrerer vorgesehener Antriebseinrichtungen 135 können eine Fahrtrichtung, eine Fahrgeschwindigkeit und/oder eine Ausrichtung des Bodenbearbeitungsroboters 100 um seine Hochachse steuerbar sein. Alternativ kann eine separate Lenkeinrichtung vorgesehen sein.The drive device 135 preferably comprises at least one traction wheel which is connected to an electric drive motor. By controlling several provided drive devices 135 can be a direction of travel, a travel speed and / or an orientation of the tillage robot 100 be controllable around its vertical axis. Alternatively, a separate steering device can be provided.

Es wird vorgeschlagen, dass die Steuervorrichtung 115 dazu eingerichtet ist, ein bewegliches Hindernis 105 aufgrund einer berührungslosen Abtastung mittels der Sensoren 120 zu erfassen und den Bodenbearbeitungsroboter 100 bei Bedarf so im Bereich des Hindernisses 105 zu steuern, dass das Hindernis 105 durch die Bewegung des Bodenbearbeitungsroboters 100 vorsichtig beiseite gedrückt wird. Die Steuerung kann insbesondere derart erfolgen, dass eine mittels des taktilen Sensors 130 bestimmte Kraft, die zwischen dem Bodenbearbeitungsroboter 100 und dem Hindernis 105 wirkt, einen vorbestimmten Schwellenwert nicht übersteigt.It is proposed that the control device 115 is set up to be a moving obstacle 105 due to contactless scanning by means of the sensors 120 to capture and the tillage robot 100 if necessary in the area of the obstacle 105 to control that obstacle 105 by the movement of the tillage robot 100 is carefully pushed aside. The control can in particular take place in such a way that one by means of the tactile sensor 130 certain force between the tillage robot 100 and the obstacle 105 acts, does not exceed a predetermined threshold value.

2 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 200 zum Steuern eines Bodenbearbeitungsroboters 100. Das Verfahren 200 ist bevorzugt zur Ausführung mittels einer Steuervorrichtung 115 an Bord eines Bodenbearbeitungsroboters 100 eingerichtet. 2 shows an exemplary process 200 for controlling a tillage robot 100 . The procedure 200 is preferred for execution by means of a control device 115 on board a tillage robot 100 furnished.

In einem Schritt 205 kann eine Position des Bodenbearbeitungsroboters 100 bestimmt werden und in einem Schritt 210 kann bestimmt werden, ob sich der Bodenbearbeitungsroboter 100 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs befindet, in dem sich ein verschiebbares Hindernis 105 befindet.In a step 205, a position of the soil cultivation robot 100 can be determined and in one step 210 can be determined whether the tillage robot 100 is within a predetermined range in which there is a sliding obstacle 105 is located.

In einem Schritt 215 kann ein Umfeld des Bodenbearbeitungsroboters 100 berührungslos abgetastet werden und in einem Schritt 220 kann ein verschiebbares Hindernis 105 erfasst werden. In einem Schritt 225 kann ein verschiebbares Hindernis 105 im Bereich des Bodenbearbeitungsroboters 100 taktil abgetastet werden, und in einem Schritt 230 kann bestimmt werden, ob das Hindernis 105 einer Bewegung des Bodenbearbeitungsroboters 100 einen höheren mechanischen Widerstand entgegensetzt als vorbestimmt. Alternativ kann die zwischen dem Bodenbearbeitungsroboter 100 und dem Hindernis 105 wirkende Kraft bestimmt werden.In one step 215 can be an environment of the tillage robot 100 can be scanned without contact and in a step 220 a displaceable obstacle 105 are recorded. In one step 225 can be a movable obstacle 105 in the area of the tillage robot 100 be tactile scanned, and in a step 230 it can be determined whether the obstacle 105 a movement of the tillage robot 100 opposed a higher mechanical resistance than predetermined. Alternatively, the between the tillage robot 100 and the obstacle 105 acting force can be determined.

Die Schritte 205-220 können sequentiell, parallel oder nebenläufig zueinander ausgeführt werden.Steps 205-220 can be carried out sequentially, in parallel or in parallel to one another.

Auf der Basis der bestimmten Ergebnisse kann in einem Schritt 235 bestimmt werden, wie der Bodenbearbeitungsroboter 100 zu steuern ist, und gegebenenfalls eine entsprechende Steuerung durchgeführt werden. Insbesondere kann bestimmt werden, ob das Hindernis 105 zur Erreichung eines Ortes auf der Bodenfläche 110 oder zur Durchführung einer Bearbeitung der Bodenfläche 110 passiert werden muss. Dazu kann in einem Schritt 240 eine geplante Trajektorie oder ein Pfad bestimmt werden, oder umgekehrt kann eine Trajektorie oder ein Pfad auf der Basis eines bestimmten Hindernisses 105 geplant werden. Bevorzugt wird die Trajektorie oder der Pfad derart festgelegt, dass das Hindernis 105 möglichst selten passiert wird. Ferner kann bestimmt werden, ob es sich bei einem erfassten Hindernis 105 im Bereich des Bodenbearbeitungsroboters 100 um ein bewegliches Hindernis 105 handelt.On the basis of the specific results can be done in one step 235 can be determined as the tillage robot 100 is to be controlled, and if necessary a corresponding control can be carried out. In particular, it can be determined whether the obstacle 105 to reach a place on the floor area 110 or to carry out processing of the floor area 110 must be done. You can do this in one step 240 a planned trajectory or a path can be determined, or conversely, a trajectory or a path can be determined on the basis of a particular obstacle 105 be planned. The trajectory or the path is preferably established in such a way that the obstacle 105 happens as rarely as possible. It can also be determined whether there is a detected obstacle 105 in the area of the tillage robot 100 a moving obstacle 105 acts.

Soll das bewegliche Hindernis 105 passiert werden, so kann der Bodenbearbeitungsroboter 100 bevorzugt langsam auf das Hindernis 105 zu bewegt werden. Sollte eine durch den taktilen Sensor 130 bestimmte Kraft zwischen dem Bodenbearbeitungsroboter 100 und dem Hindernis 105 einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigen, kann bestimmt werden, dass es sich um ein nicht verschiebbares Hindernis 105 handelt und der Passierversuch kann abgebrochen werden. Es ist zu beachten, dass während des Passierens der berührungslose Sensor 120 durch die Nähe des Hindernisses 105 unbrauchbar sein kann. Das Hindernis 105 kann passiert sein, wenn der berührungslose Sensor 120 wieder funktionstüchtig ist. Nach dem Passieren des verschiebbaren Hindernisses 105 kann eine Steuerung des Bodenbearbeitungsroboters 100 einem üblichen Plan folgen.Shall the moving obstacle 105 can be passed, so the tillage robot 100 prefers to approach the obstacle slowly 105 to be moved. Should one through the tactile sensor 130 certain force between the tillage robot 100 and the obstacle 105 exceed a predetermined threshold value, it can be determined that it is a non-displaceable obstacle 105 and the attempt to pass can be canceled. It should be noted that while passing the non-contact sensor 120 by the proximity of the obstacle 105 can be unusable. The obstacle 105 may have happened when the non-contact sensor 120 is functional again. After passing the sliding obstacle 105 can control the tillage robot 100 follow a common plan.

3 zeigt eine beispielhafte Wohnung 300 mit einer Bodenfläche 110, die durch den Bodenbearbeitungsroboter 100 zu bearbeiten ist. In der Wohnung 300 befinden sich unterschiedliche beispielhafte Objekte, von denen einige als bewegliche Hindernisse 105 durch eine hierin beschriebe Technik durch den Bodenbearbeitungsroboter 100 überwunden werden können. Die beweglichen Hindernisse 105 sind mit dem gleichen Muster wie das bewegliche Hindernis 105 in 1 dargestellt. 3 shows an exemplary apartment 300 with a floor area 110 made by the tillage robot 100 is to be edited. In the flat 300 There are different exemplary objects, some of them as moving obstacles 105 by a technique described herein by the tillage robot 100 can be overcome. The moving obstacles 105 are with the same pattern as the moving obstacle 105 in 1 shown.

Die Wohnung 300 umfasst einen ersten Bereich 305, einen zweiten Bereich 310 und einen dritten Bereich 315. Der zweite Bereich 310 ist nur vom ersten Bereich 305 aus zugänglich und von diesem durch einen Raumteiler 320 abgeteilt, der beispielsweise einen Vorhang oder herabhängende Perlenschnüre umfassen kann. Der Bodenbearbeitungsroboter 100 kann den Raumteiler 320 als bewegliches Hindernis 105 erkennen und passieren.The apartment 300 includes a first area 305 , a second area 310 and a third area 315 . The second area 310 is only from the first area 305 accessible from and from there through a room divider 320 divided, which can include, for example, a curtain or hanging strings of pearls. Of the Tillage robots 100 can use the room divider 320 as a moving obstacle 105 recognize and happen.

Im ersten Bereich 305 befinden sich ein erster Sessel 335 und ein zweiter Sessel 340, die beide jeweils durch eine umlaufende Husse 345 seitlich abgeschlossen sind.In the first area 305 there is a first armchair 335 and a second armchair 340 , both of which have a wraparound cover 345 are closed at the sides.

Im zweiten Bereich 310 befindet sich ein Sofa 325, das an einer langen Seite durch eine Bordüre 330 abgeschlossen ist. Der Bodenbearbeitungsroboter 100 kann, um einen unter dem Sofa 325 liegenden Abschnitt der Bodenfläche 110 zu erreichen, die Bordüre 330 als bewegliches Hindernis 105 bestimmen und passieren. Bevorzugt verwendet der Bodenbearbeitungsroboter 100 jedoch den Zugang über eine kurze Seite des Sofas 325, die offen ist.In the second area 310 there is a sofa 325 on one long side by a border 330 is completed. The tillage robot 100 can to get one under the sofa 325 lying section of the floor area 110 to reach the border 330 as a moving obstacle 105 determine and happen. The tillage robot is preferred 100 however, access via a short side of the sofa 325 that is open.

Im dritten Bereich 315 befindet sich ein Bett 350, das zumindest zeitweise mit einer Tagesdecke oder einem Überwurf 355 abgedeckt sein kann. Der Bodenbearbeitungsroboter 100 kann den Überwurf 325 als verschiebbares Hindernis 105 bestimmen und passieren. Alternativ kann er zu einem späteren Zeitpunkt erneut prüfen, ob der Überwurf 325 einen Zugang zu einem Bereich unter dem Bett 350 versperrt, um das Passieren des Überwurfs 325 möglichst zu vermeiden.In the third area 315 there is a bed 350 , at least temporarily with a bedspread or a throw 355 can be covered. The tillage robot 100 can the throw 325 as a movable obstacle 105 determine and happen. Alternatively, he can check again at a later time whether the throw 325 access to an area under the bed 350 blocked to the passage of the throw 325 to avoid if possible.

In 3 sind Bereiche 360 eingetragen, die beispielsweise von einem Benutzer angegeben sein können. Der Bodenbearbeitungsroboter 100 kann dazu eingerichtet sein, nur bewegliche Hindernisse 105 zu passieren, die in einem der Bereiche 160 liegen. Die Bordüre 330 des Sofas 325 würde in diesem Fall nicht passiert werden, auch dann nicht, wenn ein anderes Objekt den Zugang unter das Sofa 325 von der kurzen Seite her versperrt.In 3 are areas 360 entered, which can be specified by a user, for example. The tillage robot 100 can be set up to only include moving obstacles 105 to happen that in one of the areas 160 lie. The border 330 of the sofa 325 in this case would not happen, even if another object had access under the sofa 325 blocked on the short side.

Am ersten Sessel 340 ist der Bereich 360 parallel zu Wänden der Wohnung 300 ausgerichtet, während am zweiten Sessel 345 der Bereich 360 bezüglich des Sessels 345 definiert ist. Für den ersten Sessel 340 kann die Bestimmung des Bereichs 360 einfacher sein, und für den zweiten Sessel 345 kann das Bestimmen der Husse 345 als bewegliches Hindernis 105 erleichtert sein.At the first chair 340 is the area 360 parallel to the walls of the apartment 300 aligned while on the second chair 345 the area 360 regarding the armchair 345 is defined. For the first armchair 340 can determine the area 360 be easier, and for the second armchair 345 can determine the slip 345 as a moving obstacle 105 be relieved.

Am Bett 350 ist der Bereich 360 so angegeben, dass er nur einen Randbereich des Bettes 350 betrifft. Ein unter dem Bett 350 liegender Teil der Bodenfläche 110 kann von keinem Bereich 360 umfasst sein, sodass der Bodenbearbeitungsroboter 100 diesen Teil bearbeiten kann, ohne ein bewegliches Hindernis 105 in Form des Überwurfs 355 zu passieren.At the bed 350 is the area 360 so specified that he only has an edge area of the bed 350 concerns. One under the bed 350 lying part of the floor area 110 can not from any area 360 be included, so that the tillage robot 100 can work on this part without a moving obstacle 105 in the form of the throw 355 to happen.

Bezugszeichen

100: Bodenbearbeitungsroboter
105: Hindernis
110: Bodenfläche
115: Steuervorrichtung
120: berührungsloser Sensor
125: Verarbeitungseinrichtung
130: taktiler Sensor
135: Antriebseinrichtung
140: Energiespeicher
145: Speichervorrichtung
200: Verfahren
205: Bestimmen Position
210: vorbestimmter Bereich?
215: berührungsloses Abtasten
220: Hindernis?
225: taktiles Abtasten
230: Hindernis mit zu großem Widerstand?
235: Bestimmen Manöver (Fahren, Bearbeiten)
240: Planen Trajektorie
300: Wohnung
305: erster Bereich
310: zweiter Bereich
315: dritter Bereich
320: Raumteiler
325: Sofa
330: Bordüre
335: erster Sessel
340: zweiter Sessel
345: Husse
350: Bett
355: Überwurf
360: Bereich

Reference number

100: Tillage robots
105: obstacle
110: Floor area
115: Control device
120: non-contact sensor
125: Processing facility
130: tactile sensor
135: Drive device
140: Energy storage
145: Storage device
200: Procedure
205: Determine position
210: predetermined area?
215: contactless scanning
220: Obstacle?
225: tactile palpation
230: Obstacle with too much resistance?
235: Determine maneuvers (driving, editing)
240: Plan trajectory
300: flat
305: first area
310: second area
315: third area
320: Room divider
325: sofa
330: border
335: first armchair
340: second armchair
345: Cover
350: bed
355: Throw
360: Area

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102014110265 A1 [0004]
US 20140303775 A1 [0005]

Claims

Method (200) for controlling a soil cultivation robot (100) on a soil surface (110), the method (200) comprising the following steps: - Contactless detection (220) of an obstacle (105) close to the ground in the area of the soil cultivation robot (100); - determining (220, 230) that the obstacle (105) is displaceable; and - Driving (235) of the floor surface (110) in the area of the obstacle (105).

Method (200) according to Claim 1 wherein the obstacle (105) blocks access to a section of the floor surface (110) to be processed.

Method (200) according to Claim 1 or 2 wherein the floor surface (110) in the area of the obstacle (105) is only driven over if the obstacle (105) cannot also be detected (230) using a tactile method.

Method (200) according to one of the preceding claims, wherein the obstacle (105) is determined tactilely if it represents a mechanical resistance which exceeds a predetermined level.

The method (200) according to any one of the preceding claims, wherein it is determined (210) that the obstacle (105) lies within a user-specified area (160).

Method (200) according to one of the preceding claims, wherein the obstacle (105) is determined as a hanging object on the basis of the contactless scanning.

Method (200) according to Claim 6 , whereby the hanging object is determined based on its surface relief.

Method (200) according to Claim 7 , whereby a change in the surface relief is stimulated and a response of the hanging tissue is determined.

Method (200) according to one of the preceding claims, wherein sections of the floor surface (110) which lie on different sides of the movable obstacle (105) are processed separately from one another as possible.

Control device (115) for controlling a soil cultivation robot (100) on a soil surface (110), wherein the control device (115) comprises the following: - A contactless sensor (120) for detecting an obstacle (105) close to the ground in the area of the soil cultivation robot (100); and - A processing device (125) which is set up to determine that the obstacle (105) is displaceable and to control the soil cultivation robot (100) in the area of the obstacle (105) on the floor surface (110).

A soil cultivation robot (100), comprising a control device (115) according to Claim 10 .