DE102021131214A1

DE102021131214A1 - Fahrtroutensteuerung eines autonomen Arbeitsfahrzeugs

Info

Publication number: DE102021131214A1
Application number: DE102021131214.0A
Authority: DE
Inventors: Jin Nishimura; Yuki Matsui; Haruna Minawa
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2021-11-29
Filing date: 2021-11-29
Publication date: 2023-06-01
Also published as: US20230168687A1

Abstract

Ein autonomes Arbeitsfahrzeug ist angepasst, um durch ein Signal geführt zu werden, das von einem Draht, angeordnet in einem Arbeitsbereich, emittiert wird. Das autonome Arbeitsfahrzeug enthält eine Steuereinheit, umfassend einen Prozessor und wenigstens einen Sensor, der das Signal, emittiert von dem Draht erfasst. Der Draht enthält einen Bereichsdraht, der den Arbeitsbereich umgibt, und einen Abkürzungsdraht, der innerhalb des Arbeitsbereichs angeordnet ist. Wenn der wenigstens eine Sensor den Abkürzungsdraht erfasst, während das autonome Arbeitsfahrzeug den Bereichsdraht in einem vorbestimmten variablen Abstand folgt, ist die Steuereinheit konfiguriert, um das autonome Arbeitsfahrzeug zu steuern, um den Abkürzungsdraht in einem vorbestimmten variablen Abstand zu folgen.

Description

HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
Technisches Gebiet
Die Offenbarung betrifft Fahrtroutensteuerung eines autonomen Arbeitsfahrzeugs und insbesondere auf die Fahrtroutensteuerung des autonomen Arbeitsfahrzeugs unter Verwendung eines Drahtes.
Stand der Technik
In der Patentliteratur 1 wird beschrieben, wie ein autonomes Arbeitsfahrzeug, z. B. ein Roboterrasenmäher, unter Verwendung eines Abkürzungsdrahts zu einer Ladestation geführt wird.
[Literatur zum Stand der Technik]
[Patentliteratur]
Patentliteratur 1: EP-Patent Nr. 2547191 B1
Wenn ein Arbeitsbereich des autonomen Arbeitsfahrzeugs, der durch einen Bereichsdraht (ein Begrenzungsdraht) abgegrenzt ist, groß ist, kann die Wahrscheinlichkeit, dass das autonome Arbeitsfahrzeug den Abkürzungsdraht erfasst, um zu einem vorbestimmten Ziel (z. B. einer Ladestation) zurückzukehren, gering sein. Wenn der Arbeitsbereich groß ist, kann das autonome Arbeitsfahrzeug eine lange Strecke fahren, ohne den Abkürzungsdraht zu erfassen, und es kann Energie verschwendet werden.
Wenn der Arbeitsbereich groß ist, kann die Wahrscheinlichkeit, dass das autonome Arbeitsfahrzeug den Bereichsdraht erfasst, bevor es den Abkürzungsdraht erfasst, hoch werden. Wenn das autonome Arbeitsfahrzeug den Bereichsdraht erfasst und unter Verwendung des Bereichsdrahtes fährt, muss das autonome Arbeitsfahrzeug möglicherweise eine längere Strecke zurücklegen, bevor es an der Ladestation ankommt. In einer solchen Situation verlängert sich die Fahrstrecke des Mähroboters und es wird Energie verschwendet.
Wenn der Mähroboter den Abkürzungsdraht oder dem Flächendraht mehrmals folgt, kann sich in der Nähe des Drahts eine Spurrille bilden, die durch das Fahren des Mähroboters verursacht wird. Auf diese Weise kann das Gras oder der Boden beschädigt werden oder das Aussehen des Grases oder des Bodens kann für das menschliche Auge unordentlich erscheinen.
Daher wird eine Möglichkeit zur Verringerung der Fahrstrecke des Mähroboters und zur Reduzierung der Spurrillenbildung benötigt.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung ist ein autonomes Arbeitsfahrzeug angepasst, um von einem Signal geführt zu werden, emittiert von einem Draht, angeordnet in einem Arbeitsbereich. Das autonome Arbeitsfahrzeug enthält eine Steuereinheit, umfassend einen Prozessor und wenigstens einen Sensor, der das Signal, emittiert von dem Draht, erfasst. Der Draht enthält einen Bereichsdraht, der den Arbeitsbereich umgibt, und einen Shortcut-Draht bzw. Abkürzungsdraht, der innerhalb des Arbeitsbereichs angeordnet ist. Wenn der wenigstens eine Sensor den Abkürzungsdraht erfasst, während das autonome Arbeitsfahrzeug den Bereichsdraht in einem vorbestimmten variablen Abstand folgt, ist die Steuereinheit konfiguriert, um das autonome Arbeitsfahrzeug zu steuern, um den Abkürzungsdraht in einem vorbestimmten variablen Abstand zu folgen.
Figurenliste
Die Ausführungsformen werden jetzt nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die beispielhaft und nicht einschränkend sein sollen und in denen gleiche Elemente in mehreren Abbildungen gleich nummeriert sind.

1 ist eine schematische Gesamtdarstellung eines Nutzfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform dieser Offenbarung;
2 ist eine Draufsicht auf das in 1 dargestellte Nutzfahrzeug;
3 ist ein Blockdiagramm, das Eingaben an eine elektronische Steuereinheit zeigt, die in dem in 1 dargestellten Nutzfahrzeug installiert ist;
4 ist ein erklärendes Diagramm, das einen Arbeitsbereich (begrenzt durch ein Begrenzungsdraht) des in 1 dargestellten Nutzfahrzeugs zeigt;
5 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Ladestation des in 4 dargestellten Nutzfahrzeugs zeigt;
6 ist ein erklärendes Diagramm, das Datensignal einer Impulsfolge zeigt, die von einem in 5 dargestellten Signalgenerator erzeugt wird;
7 ist ein erklärendes Diagramm, das Beziehung zwischen dem Abstand zu dem Begrenzungsdraht und der durch das Datensignal von 6 erzeugten Magnetfeldstärke zeigt;
8 ist ein erklärendes Diagramm, das den Betrieb des in 1 dargestellten Fahrzeugs im Folgemodus zeigt;
9 ist ein perspektivisches Diagramm, das die physische Struktur der Ladestation gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung zeigt;
10 ist eine Draufsicht auf eine Grundplatte der in 9 gezeigten Ladestation.
11 ist ein schematisches Diagramm, das einen Arbeitsbereich mit einem Abkürzungsdraht gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung zeigt;
12 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für eine Verbindung der Drähte gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung zeigt;
13 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beispielabdeckung eines Flächensignals gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung zeigt;
14 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel für die Abdeckung eines Shortcut-Signals bzw. Abkürzungssignals 1 gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung zeigt.
15 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel für die Abdeckung eines Abkürzungssignals 2 gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung zeigt.
16 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel zeigt, bei dem der Arbeitsbereich in mehrere Bereiche A1, A2, A3 gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung unterteilt ist.
17 ist eine Tabelle, die ein Beispiel dafür zeigt, wie das Nutzfahrzeug bestimmt, in welchem der in 17 dargestellten Bereiche sich das Nutzfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung befindet.
18 ist ein schematisches Diagramm, das Beispiele für einen Fahrweg des Nutzfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung zeigt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 ist eine schematische Gesamtdarstellung eines Nutzfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform dieser Offenbarung, 2 ist eine Draufsicht, die schematisch die Konfiguration des in 1 dargestellten Nutzfahrzeugs zeigt; und 3 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer elektronischen Steuereinheit (ECU) des Nutzfahrzeugs gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
Wie in 1 dargestellt, bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein Nutzfahrzeug, genauer gesagt ein autonom navigierendes Nutzfahrzeug, z. B. einen Mäher; im Folgenden „Fahrzeug“ genannt.
Das Nutzfahrzeug der vorliegenden Offenbarung kann in Form verschiedener Arten von Nutzfahrzeugen und insbesondere als autonom navigierendes Nutzfahrzeug als Rasenmäher für Rasen- oder Grasmäharbeiten ausgeführt werden. Im Folgenden werden die Vorwärtsrichtung (Längsrichtung) des Nutzfahrzeugs in Draufsicht und die Fahrzeugbreitenrichtung senkrecht zu der Vorwärtsrichtung als die Vorwärts-Rückwärts-Richtung bzw. Links-Rechts-Richtung und die Höhenrichtung des Nutzfahrzeugs als die Aufwärts-Abwärts-Richtung definiert. Die Konfiguration der Bestandteile wird anhand dieser Definitionen erläutert.
Die Karosserie 12 des Fahrzeugs 10 umfasst ein Fahrgestell 12a und einem daran befestigten Rahmen 12b. Das Fahrzeug 10 ist mit linken und rechten Vorderrädern 14 mit relativ kleinem Durchmesser ausgestattet, die durch Streben 12a 1 drehbar an einem vorderen Ende des Fahrgestells 12a befestigt sind, und mit linken und rechten Hinterrädern 16 mit relativ großem Durchmesser, die direkt am Fahrgestell 12a befestigt sind.
Eine Arbeitseinheit, z. B. eine Mähmesser (Drehmesser) 20, ist in der Nähe der Mitte des Fahrgestells 12a des Fahrzeugs 10 angebracht, und ein Elektromotor (im Folgenden „Arbeitsmotor“ genannt) 22 ist darüber installiert. Das Messer 20 ist mit dem Elektromotor 22 verbunden, der angetrieben werden soll, um durch den Elektromotor 22 gedreht zu werden. Der Elektromotor 22 ist ein Beispiel für eine Antriebseinheit.
Ein Messerhöhen-Regulationsmechanismus 24, der von einem Bediener manuell betätigt werden kann, ist mit dem Messer 20 verbunden. Der Messerhöhen-Regulationsmechanismus 24 ist mit einer Schraube (nicht dargestellt) ausgestattet und konfiguriert, dass der Bediener die Höhe des Messers 20 über Bodenhöhe GR durch manuelles Drehen der Schraube regulieren kann.
Zwei Elektromotoren (im Folgenden „Antriebsmotoren“ genannt) 26 sind an dem Fahrgestell 12a des Fahrzeugs 10 an einem hinteren Ende des Messer 20 angebracht. Die Antriebsmotoren 26 sind mit den linken und rechten Hinterrädern 16 verbunden und drehen sich links und rechts unabhängig voneinander normal (Antrieb des Fahrzeugs 10 zur Vorwärtsfahrt) oder rückwärts (Antrieb des Fahrzeugs 10 zur Rückwärtsfahrt), wobei die Vorderräder 14 als nicht angetriebene (freie) Räder und die Hinterräder 16 als angetriebene Räder dienen. Das Messer 20, der Arbeitsmotor 22, die Antriebsmotoren 26 usw. sind durch den Rahmen 12b abgedeckt.
Das Gewicht und die Größe des Fahrzeugs 10 sind so gewählt, dass es von dem Bediener transportiert oder getragen werden kann. Beispielsweise kann das Fahrzeug 10 eine Gesamtlänge (Länge in Vorwärts-Rückwärts-Richtung) von etwa 710 mm, eine Gesamtbreite von etwa 550 mm und eine Höhe von etwa 300 mm aufweisen.
Ein Batterieladegerät 30 und eine Bordbatterie 32 sind an dem Heck des Fahrzeugs 10 untergebracht, und ein Paar Ladeanschlüsse 34 sind an dem Rahmen 12b so angebracht, dass sie nach vorne ragen. Die Batterie 32 umfasst zum Beispiel eine Lithium-Ionen-Batterie.
Die Ladeanschlüsse 34 sind über Kabel mit der Ladeeinheit 30 verbunden, und die Ladeeinheit 30 ist über Kabel mit der Batterie 32 verbunden. Der Arbeitsmotor 22 und die Antriebsmotoren 26 sind über Verbindungskabel mit der Batterie 32 verbunden und werden von der Batterie 32 mit Strom versorgt. Die Kabel sind in 1 nicht dargestellt.
Das Fahrzeug 10 ist somit als 4-rädriges, elektrisch angetriebenes, autonom navigierendes Nutzfahrzeug konfiguriert. Das Fahrzeug 10 ist ein Beispiel für ein autonomes Arbeitsfahrzeug.
Der linke und der rechte Magnetsensor 36 sind an der Vorderseite der Karosserie 12 des Fahrzeugs 10 an Positionen angebracht, die seitlich symmetrisch in Bezug auf eine Mittellinie verlaufen, die sich in gerader Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs 10 erstreckt. Genauer gesagt sind, wie in 2 gezeigt, der erste und der zweite Magnetsensor 36R und 36L seitlich symmetrisch in Bezug auf eine Karosseriemittellinie CL der Fahrzeugkarosserie 12 installiert, die in Vorwärts-Rückwärts-Richtung entlang der Breitenmitte des Fahrzeugs 10 verläuft. Darüber hinaus ist ein dritter Magnetsensor 36C auf der Karosseriemittellinie CL1 an einer von den Sensoren 36L und 36R entfernten Stelle installiert. Die Magnetsensoren 36 erzeugen ein Ausgangssignal, das die Größe des Magnetfeldsignals (Magnetfeldstärke oder -intensität) anzeigt. Die Magnetsensoren 36R, 36L, 36C sind Beispiele für einen Signalerfassungsteil der Offenbarung.
Ein Kollisions- (Kontakt) Sensor 40 ist an dem Rahmen 12b angebracht. Der Kollisionssensor 40 gibt ein EIN-Signal aus, wenn sich der Rahmen 12 b aufgrund einer Kollision (Kontakt) mit einem Hindernis oder einem Fremdkörper von dem Fahrgestell 12a löst.
Ein Gehäusekasten (nicht dargestellt), der in der Nähe der Mitte des Fahrzeugs 10 installiert ist, beherbergt eine Leiterplatte 42, die eine ECU (Electronic Control Unit) 44 trägt, die einen Mikrocomputer mit CPU (Mikroprozessor oder Prozessor) 44a, I/O 44b und Speicher (ROM, RAM, EEPROM usw.) 44c und dergleichen umfasst. Die ECU 44 ist ein Beispiel für eine Steuereinheit.
In der Nähe der ECU 44 ist ein Winkelgeschwindigkeitssensor (Gierratensensor; Giersensor) 46 installiert, der eine Ausgabe erzeugt, die die Winkelgeschwindigkeit (Gierrate) um eine z-Schwerpunktachse (vertikale Achse) des Fahrzeugs 10 angibt (deren zeitintegrierter Wert einen Drehwinkel um die vertikale Achse angibt), ein G-Sensor (Beschleunigungssensor) 50, der eine Ausgabe erzeugt, die die auf das Fahrzeug 10 wirkende Beschleunigung G in x-, y- und z-Richtung (3-Achsen-Richtung) angibt, einen Richtungssensor 52, der eine Ausgabe erzeugt, die die Richtung (Azimut) des Fahrzeugs 10 gemäß dem Erdmagnetismus angibt, und einen GPS-Empfänger 54 (Global Positioning System), der von Satelliten übertragene GPS-Signale empfängt, die die Position des Fahrzeugs 10 angeben (der GPS-Empfänger 54 fungiert als ein Positionssensor, der eine Position des Fahrzeugs 10 erfasst). Der GPS-Empfänger 54 ist ein Beispiel für einen GNSS-Empfänger (Global Navigation Satellite System) und erfasst eine Position des Fahrzeugs 10. Der GNSS-Empfänger ist ein Beispiel für eine Einheit zur Erfassung von Positionsinformationen. Die Positionsdaten oder Positionskoordinaten können beispielsweise im NMEA-Format (National Marine Electronics Association) übertragen werden, wobei die Längen- und Breitenkoordinaten durch Grad und Dezimalminuten dargestellt werden.
Raddrehzahlsensoren 56, die in der Nähe der Hinterräder 16 installiert sind, geben die Raddrehzahlen der Hinterräder 16 an, und ein Hebesensor 60, der zwischen dem Fahrgestell 12a und dem Rahmen 12b installiert ist, gibt ein EIN-Signal aus, wenn der Rahmen 12b von dem Bediener oder einem anderen Arbeiter von dem Fahrgestell 12a angehoben wird. Das Fahrzeug 10 ist mit einem Hauptschalter 56 und einem Not-Aus-Schalter 60 ausgestattet, die beide von dem Bediener betätigt werden können. Ein Stromsensor 62 ist an der Eingangs-/Ausgangsschaltung der Batterie 32 installiert und erzeugt eine Ausgabe, die den verbrauchten Strom der Batterie 32 anzeigt.
Ein Hauptschalter 64 zur Eingabe verschiedener Befehle des Bedieners, u. a. zum Starten des Betriebs, und ein Not-Aus-Schalter 66 zur Eingabe von Befehlen zum Anhalten des Fahrzeugs 10 im Notfall sind so an dem Fahrzeug angebracht, dass sie von dem Bediener betätigt werden können. Die Oberseite des Rahmens 12b des Fahrzeugs 10 weist einen großen Ausschnitt auf, in dem eine Eingabevorrichtung 68 zur Eingabe von Befehlen des Bedieners und ein Display 70 eingepasst sind. Die Eingabevorrichtung 68 und das Display 70 sind mit der ECU 44 verbunden. Das Display 70 zeigt Arbeitsmodi und ähnliches in Übereinstimmung mit den von der ECU 44 emittierten Befehlen an.
Wie in 3 dargestellt, werden die Ausgaben der Magnetsensoren 36, des Kollisionssensors 40, des Winkelgeschwindigkeitssensors 46 usw. über den I/O 44b an die ECU 44 emittiert. Auf der Grundlage der eingegebenen Daten steuert die ECU 44 den Betrieb des Fahrzeugs 10, indem sie den Antriebsmotor 26 von der Batterie 32 mit Strom versorgt und über den I/O 44b Befehle an diesen sendet.
Die Abtriebswellen der Antriebsmotoren 26L und 26R sind mit den Drehwellen des linken bzw. rechten Hinterrads 16 verbunden, so dass sie jeweils das linke oder rechte Hinterrad 16 unabhängig voneinander antreiben oder drehen können. Die Antriebsmotoren 26L und 26R sind konfiguriert, um jeweils unabhängig voneinander eines der Hinterräder 16 normal (Antrieb des Fahrzeugs 10 zum Geradeausfahren) oder rückwärts (Antrieb des Fahrzeugs 10 zum Rückwärtsfahren) drehen. Durch Herstellen einer Differenz zwischen den Drehgeschwindigkeiten des linken und des rechten Hinterrads 16 kann das Fahrzeug 10 in eine beliebige Richtung gedreht werden.
Wenn beispielsweise das linke und das rechte Hinterrad 16 beide normal gedreht werden und die Drehzahl des rechten Hinterrads 16 größer ist als die Drehzahl des linken Hinterrads 16, biegt das Fahrzeug 10 entsprechend der Drehzahldifferenz mit einem Abbiegewinkel θ nach links ab. Umgekehrt, wenn die Drehzahl des linken Hinterrads 16 größer ist als die Drehzahl des rechten Hinterrads 16, biegt das Fahrzeug 10 entsprechend der Drehzahldifferenz mit einem Abbiegewinkel θ nach rechts ab. Wenn eines der linken und rechten Hinterräder 16 normal und das andere in umgekehrter Richtung mit der gleichen Geschwindigkeit gedreht wird, dreht sich das Fahrzeug 10 auf der Stelle (sogenannter „Pivot- Turn“).
Das Fahrzeug 10 ist konfiguriert, dass es den Arbeitsbereich AR auf der Grundlage der Ausgaben der vorgenannten Sensoren, insbesondere der elektromagnetischen Sensoren 36, erfasst und die Arbeiten in dem Arbeitsbereich AR durchführt.
Das Erfassen des Arbeitsbereichs AR und die Arbeit darin wird anhand von 4 erläutert.
Der Arbeitsbereich AR wird durch das Verlegen (Vergraben) eines Begrenzungsdrahts (elektrischer Draht) 72 um einen Rand (Grenze) des Arbeitsbereichs AR abgegrenzt. Eine Ladestation 76 zum Aufladen der Batterie 22 des Rasenmähers 10 kann innerhalb oder außerhalb des Arbeitsbereichs AR installiert werden. In 4 ist die Ladestation 76 an einer Stelle innerhalb des Arbeitsbereichs AR angeordnet. Die Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
5 ist ein Blockdiagramm, das eine elektrische Konfiguration einer Ladestation in 4 zeigt.
Wie in 5 dargestellt, ist die Ladestation 76 mit einem Ladegerät 84 ausgestattet, das über eine Steckdose 82 mit einer handelsüblichen Stromversorgung 80 verbunden ist, sowie mit einem Paar von Ladeanschlüssen 86, die mit dem Ladegerät 84 verbunden sind. Das Paar von Ladeanschlüssen 86 ist konfiguriert, um mit dem Paar von Ladeanschlüssen 34, die an dem Fahrzeug 10 angeordnet sind, über die Kontakte 34 a (in 2 dargestellt) des Paars von Ladeanschlüssen 34 verbunden werden kann.
Das Ladegerät 84 ist mit einem Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler 84a, einer Lade-ECU (Electronic Control Unit) 84b, die ebenfalls einen Mikrocomputer umfasst und den Betrieb des Wechselstrom-Gleichstrom-Wandlers 84a steuert, und zwei Signalgeneratoren 84c (ein erster Signalgenerator 84c1 und ein zweiter Signalgenerator 84c2) ausgestattet. Der erste Signalgenerator 84c1 und der zweite Signalgenerator 84c2 sind Beispiele für eine Signalerzeugungsvorrichtung.
Die Ladestation 76 ist konfiguriert, dass Wechselstrom, der von der kommerziellen Stromversorgung 80 durch die Steckdose 82 fließt, in Gleichstrom umgewandelt und vom Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler 84a des Ladegeräts 84 auf eine geeignete Spannung herabgesetzt und zu den Ladeanschlüssen 86 gesendet wird, um die Bordbatterie 32 über die Ladekontakte 34 und 86 zu laden, wenn der Rasenmäher 10 zurückgebracht und an die Ladestation 76 angeschlossen wird. Der Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler 84a reduziert den Strom auf eine geeignete Spannung in Reaktion auf Befehle, die von der ECU 44 bestimmt und von der Lade-ECU 84b gesendet werden.
Gleichzeitig wird die Ausgabe des Wechselstrom-Gleichstrom-Wandlers 84 an die Lade-ECU 84b und die Signalgeneratoren 84c (umfassend einen ersten Signalgenerator 84c1, einen zweiten Signalgenerator 84c2, einen dritten Signalgenerator 84c3, einen vierten Signalgenerator 84c4 ... einen N-ten Signalgenerator 84cN) geliefert. Die Lade-ECU 84b ist konfiguriert, um in der Lage zu sein mit der ECU 44 zu kommunizieren und den Betrieb der Signalgeneratoren 84c durch Senden binärer Datenimpulse zu steuern.
Als Antwort darauf wandeln die Signalgeneratoren 84c den Gleichstrom, herabgestuft von dem Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler 84a, in Flächensignale in fortlaufender Folge der Impulsfolge und liefern die erzeugten Flächensignale an den Begrenzungsdraht 72, einen Andockdraht 90 zum Führen des Fahrzeugs 10 zu einer Ladeposition und einen Stationsdraht 92 zum Abgrenzen der Ladestation 76, einen ersten Abkürzungsdraht 73 und einen zweiten Abkürzungsdraht 74.
6 zeigt die von dem ersten Signalgenerator 84c1 erzeugte Impulsfolge, die durch den Begrenzungsdraht 72 zu leiten ist, entsprechend den binären Datenimpulsen, die von der Lade-ECU 84b gesendet werden. Obwohl nicht dargestellt, kann das von dem zweiten Signalgenerator 84c2 erzeugte Impulsfolgensignal dem von dem ersten Signalgenerator 84c1 erzeugten Impulsfolgensignal ähnlich sein. In einer anderen Ausführungsform der Offenbarung kann sich das von dem zweiten Signalgenerator 84c2 erzeugte Impulsfolgesignal jedoch von dem von dem ersten Signalgenerator 84c1 erzeugten Impulsfolgesignal unterscheiden. Durch Erzeugen unterschiedlicher Impulsfolgensignale können verschiedene Drähte (wie der Bereichsdraht 72, der Führungsdraht 73, der Andockdraht 90, der Stationsdraht 92, der erste Abkürzungsdraht 73 und der zweite Abkürzungsdraht 74) von dem Fahrzeug 10 basierend auf der Impulsfolge des erfassten Signals unterschieden und erkannt werden, und es kann auf einen allgemeinen Standort des Fahrzeugs 10 geschlossen werden.
Es versteht sich, dass eine Anzahl der Signalgeneratoren je nach Bedarf festgelegt werden kann und hierauf nicht beschränkt ist. Darüber hinaus kann sich der hier erwähnte „Draht“ auf jeden beliebigen Draht beziehen, z. B. auf den Bereichsdraht 72, den Führungsdraht 73, den Andockdraht 90, den Stationsdraht 92, den ersten Abkürzungsdraht 73, den zweiten Abkürzungsdraht 74 und dergleichen. In der vorliegenden Offenbarung sind zum Beispiel der Führungsdraht 73 und der Führungsdraht 74 als Abkürzungsdrähte für die Rückkehr des Fahrzeugs 10 zur Station 76 konfiguriert.
Die Erfassung des in 4 gezeigten Arbeitsbereichs AR wird im Folgenden erläutert.
Wenn der elektrische Strom des in 6 gezeigten Datensignals durch den ersten Signalgenerator 84c1 an dem Begrenzungsdraht 72 angelegt wird, wird ein rechtsseitiges Magnetfeld um den Begrenzungsdraht 72 herum erzeugt (Ampere'sche Rechtsschraubenregel). Die zu diesem Zeitpunkt ermittelte Magnetfeldstärke hängt von der Gesamtlänge des Begrenzungsdrahts 72 ab und variiert auch mit dem Abstand des Fahrzeugs 10 von dem Begrenzungsdraht 72. Die Magnetsensoren 36L, 36R, 36C sind konfiguriert, dass sie ein Signal erfassen, das von einer signalerzeugenden Vorrichtung wie dem ersten und zweiten Signalgenerator 84c1, 84c2 emittiert wird.
7 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Abstand d von dem Begrenzungsdraht 72 und der magnetischen Feldstärke H zeigt. Wie in 7 dargestellt, variiert die magnetische Feldstärke H mit dem Abstand d von dem Begrenzungsdraht 72. Insbesondere ist die magnetische Feldstärke H oberhalb des Begrenzungsdrahts 2 0, innerhalb des Arbeitsbereichs AR positiv und außerhalb desselben negativ.
Während der Arbeit liest die ECU 44 die Ausgaben der Magnetsensoren 36L, 36R und erfasst die Position des Fahrzeugs 10 in dem Arbeitsbereich AR. Insbesondere stellt die ECU 44 fest, ob sich das Fahrzeug 10 innerhalb oder außerhalb des Arbeitsbereichs AR befindet und ermittelt den Abstand des Fahrzeugs 10 zu dem Begrenzungsdraht 72.
Genauer gesagt, liest die ECU 44 die Ausgaben der Magnetsensoren 36L, 36R und wenn die Ausgaben im Minus sind, treibt sie das Fahrzeug 10 an, dass es sich in Richtung des Arbeitsbereichs AR in einem zufälligen Winkel dreht, der zum Beispiel auf der Ausgabe des Winkelgeschwindigkeitssensors 46 basiert. Folglich können Arbeiten innerhalb des Arbeitsbereichs AR durchgeführt werden, während das Fahrzeug 10 beispielsweise geradeaus in zufälliger Richtung fährt.
In der vorliegenden Ausführungsform wird das Fahrzeug 10 gesteuert, um im Arbeitsmodus und im Rückkehrmodus zu arbeiten, als Reaktion auf Steuerbefehle, die von der ECU 44 in Übereinstimmung mit zuvor erstellten und in dem Speicher 44c gespeicherten Programmen emittiert werden. Im Arbeitsmodus arbeitet das Fahrzeug 10 (mäht den Rasen oder das Gras) und navigiert dabei autonom in dem Arbeitsbereich AR. Im Rückkehrmodus wird das Fahrzeug 10 zu der Ladestation 76 zurückgebracht, wenn die Batterie 32 aufgeladen werden muss. In dem Arbeits- oder Rückkehrmodus wird das Fahrzeug 10 manchmal gesteuert, dass es entlang des Begrenzungsdrahts 72 fährt. Dieser Folgemodus wird zum Beispiel vor dem Arbeitsmodus ausgeführt, um den Arbeitsbereich AR zu ermitteln.
8 ist ein Diagramm, das den Betrieb des Fahrzeugs 1 in den Folgemodus zeigt. Wie in 8 dargestellt, wird das Fahrzeug 1 in dem Folgemodus durch Befehle von der ECU 44 angetrieben, um entlang des Begrenzungsdrahts 72 zu fahren, wobei einer der beiden Magnetsensoren 36R und 36L (z.B. 36L) innerhalb des Begrenzungsdrahts 72 positioniert ist und der andere Magnetsensor (z.B. 36R) sich über dem Begrenzungsdraht 72 in der Richtung des Pfeils A bewegt. Insbesondere überwacht die ECU 44 die Ausgabe des Magnetsensors 36R und steuert den Betrieb der Antriebsmotoren 26L und 26R so, dass die von dem Magnetsensor 36R erfasste Magnetfeldstärke H bei 0 bleibt.
Wenn zum Beispiel die von der Ausgabe des Magnetsensors 36R erfasste Magnetfeldstärke H positiv wird, wird das Fahrzeug 10 nach rechts gedreht, indem der rechte Antriebsmotor 26R abgebremst wird und der linke Antriebsmotor 26L beschleunigt wird. Andererseits, wenn die von der Ausgabe des Magnetsensors 36R erfasste Magnetfeldstärke H negativ wird, wird das Fahrzeug 10 nach links gedreht, indem der rechte Antriebsmotor 26R beschleunigt und der linke Antriebsmotor 26L abgebremst wird. Infolgedessen wird der rechte Magnetsensor 36R in die Nähe des Begrenzungsdrahts 72 gebracht und die von dem rechten Magnetsensor 36R erfasste Magnetfeldstärke H wird auf 0 gehalten, so dass das Fahrzeug 10 auf dem Begrenzungsdraht 72 fahren kann.
In der obigen Ausführungsform wurde beschrieben, dass der Magnetsensor 36R ein Magnetfeldsignal erfasst, das von einem in einem Arbeitsbereich AR angeordneten Begrenzungsdraht 72 ausgeht, wobei die Steuereinheit 26 das Fahrzeug 10 steuert, so dass es dem Begrenzungsdraht 72 folgt, so dass die von dem Magnetsensor 36R erfasste Magnetfeldstärke H auf 0 bleibt, so dass das Fahrzeug 10 auf dem Begrenzungsdraht 72 fährt.
In einer anderen Ausführungsform der Offenbarung kann die Steuereinheit 26 das Fahrzeug 10 steuern, sodass dem Begrenzungsdraht 72 in einem vorbestimmten variablen Abstand gefolgt wird, indem das Fahrzeug 10 so gelenkt wird, dass das erfasste Magnetfeldsignal H innerhalb eines vorbestimmten Bereichs oder bei einem vorbestimmten Magnetfeldsignal H gehalten wird. Der vorbestimmte variable Abstand kann beispielsweise zwischen 1-2 Metern, 2-5 Metern, 1,3-3,6 Metern, 2,0-10,0 Metern und dergleichen eingestellt werden. Das vorbestimmte Magnetfeldsignal H kann einem Abstand von 1,0, 2,0, 3,5 Metern vom Draht und dergleichen entsprechen. Die Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der vorgegebene variable Abstand kann je nach Bedarf auf andere Abstände oder zwischen anderen Abstandsbereichen eingestellt werden. Der vorgegebene variable Abstand wird eingestellt, indem das erfasste Magnetfeldsignal H innerhalb eines vorgegebenen Bereichs gehalten wird, der den Zielabständen entspricht. Der vorgegebene variable Abstand bezieht sich beispielsweise auf einen Abstand zwischen dem Draht, der folgt wird, und der Karosseriemittellinie CL1 des Fahrzeugs 10. In einer anderen Ausführungsform der Offenbarung bezieht sich der vorbestimmte variable Abstand beispielsweise auf einen Abstand von dem Draht zu einer Seite des Fahrzeugs 10, die dem Draht am nächsten ist. In einer anderen Ausführungsform der Offenbarung bezieht sich der vorbestimmte variable Abstand beispielsweise auf einen Abstand von dem Draht zu einer Seite des Rahmens 12b des Fahrzeugs 10, die dem Draht am nächsten ist. In einer anderen Ausführungsform der Offenbarung bezieht sich der vorbestimmte variable Abstand beispielsweise auf einen Abstand zwischen dem Draht und einem der Magnetsensoren 36.
9 ist ein perspektivisches Diagramm, das die physische Struktur der Ladestation 76 gemäß dieser Ausführungsform zeigt. Der Einfachheit halber werden die drei in der Zeichnung dargestellten orthogonalen Richtungen jeweils als Vorwärts-Rückwärts-Richtung (Längsrichtung), seitliche Richtung (Breitenrichtung) und vertikale Richtung (Höhenrichtung) der Ladestation 76 definiert.
Wie in 9 zu sehen ist, weist die Ladestation 76 eine Grundplatte 76a auf, die im Wesentlichen die gleiche Größe wie das Fahrzeug 10 aufweist, um das Fahrzeug 10 während des Aufladens zurückzuhalten, eine Führung 76b, die am vorderen Ende der Grundplatte 76a errichtet ist, um die Position des Fahrzeugs 10 während des Aufladens zu begrenzen, und eine im Wesentlichen dreieckige Anschlusseinheit 76c, die von einem oberen und seitlich mittleren Teil der Führung 76b nach hinten vorsteht.
Die Anschlusseinheit 76 c ist konfiguriert, dass sie zwischen das Paar von Links-Rechts-Batterieladeanschlüssen 34 des Fahrzeugs 10 eingesetzt werden kann, und das Paar von Links-Rechts-Anschlüssen 86 der Ladestation 76 ist symmetrisch in Bezug auf eine Längsrichtungsachse CL2 bereitgestellt, die durch die Mitte der Ladestation 76 verläuft, wodurch die Struktur das Laden der Bordbatterie 32 über die Anschlüsse 86 und 34 ermöglicht.
Wie in 4 dargestellt, ist die Ladestation 76 in dieser Ausführungsform innerhalb des Arbeitsbereichs AR und in einer Ausrichtung senkrecht zu dem Begrenzungsdraht 72 installiert.
In der Ladestation 76 ist die vorgenannte Batterieladeeinheit 84 auf einer Leiterplatte (nicht dargestellt) montiert, die in der Führung 76b untergebracht ist, und mit der Batterieladeeinheit 84 ist der Andockdraht 90 verbunden, um das Fahrzeug 10 in die Andockposition zum Andocken an die Ladeanschlüsse 86 zu führen, und der Stationsdraht 92, um das Fahrzeug 10 vor dem Andocken zu führen, indem es die Position der Ladestation 76 erkennen und sich ihr nähern kann.
Wie in 10 dargestellt, integriert die Ladestation neben der Grundplatte 76a auch der Andockdraht 90 und der Stationsdraht 92.
In 11 wird ein Arbeitsbereich AR des Fahrzeugs 10 durch den Begrenzungsdraht 72 abgegrenzt. Der Begrenzungsdraht 72 ist ein Beispiel für einen Flächendraht. Der Begrenzungsdraht 72 umgibt den Arbeitsbereich AR des Fahrzeugs 10. Ferner sind ein erster Abkürzungsdraht 73 und ein zweiter Abkürzungsdraht 74 innerhalb des durch den Begrenzungsdraht 72 abgegrenzten Arbeitsbereichs AR angeordnet. Der erste Abkürzungsdraht 73 und der zweite Abkürzungsdraht 74 sind Beispiele für ein Abkürzungsdraht. Das Fahrzeug 10 kann durch ein Signal geführt werden, das von einem Draht (dem Begrenzungsdraht 72, dem Abkürzungsdraht 73, dem Abkürzungsdraht 74 und dergleichen) emittiert wird, der in einem Arbeitsbereich AR angeordnet ist. Genauer gesagt kann das Fahrzeug 10 im Folgemodus gefahren werden, um auf oder entlang des Begrenzungsdrahts 72, des Abkürzungsdrahts 73 und des Abkürzungsdrahts 74 zu fahren und zur Ladestation 76 zurückgeführt zu werden, um wieder aufgeladen zu werden oder in Bereitschaft zu sein.
12 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel für eine Verbindung der Drähte gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung zeigt. Im Einzelnen wird die Verbindung der Drähte in einem Fall, in dem „kein Abkürzungsdraht“ vorgesehen ist, wenn „ein Abkürzungsdraht“ vorgesehen ist und wenn „zwei Abkürzungsdrähte“ vorgesehen sind, schematisch dargestellt. Jedem Begrenzungsdraht 72, dem ersten Abkürzungsdraht 73 bzw. dem zweiten Abkürzungsdraht 74 kann von dem Signalgenerator 84c ein anderes Impulsfolgensignal zugeführt werden. Dementsprechend kann das Fahrzeug 10, wenn es einen Draht erfasst, anhand des erkannten spezifischen Impulsfolgensignals erkennen, welcher Draht erkannt wird. Auf diese Weise kann das Fahrzeug 10 zwischen dem Begrenzungsdraht 72, dem Andockdraht 90, dem Stationsdraht 92, dem ersten Abkürzungsdraht 73, dem zweiten Abkürzungsdraht 74 und dergleichen unterscheiden.
13 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beispielabdeckung eines Bereichssignals gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung zeigt. 14 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beispielabdeckung eines Abkürzungssignals 1 gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung zeigt. 15 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beispielabdeckung eines Abkürzungssignals 2 gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung zeigt.
Unter Bezugnahme auf 13 erfasst der an dem Fahrzeug 10 angeordnete Magnetsensor 36, ob sich das Fahrzeug 10 innerhalb oder außerhalb des ersten schattierten Bereichs R1 von 13 befindet. Das heißt, der Magnetsensor 36 erfasst das von dem Draht (dem Begrenzungsdraht 72, dem ersten Abkürzungsdraht 73, dem zweiten Abkürzungsdraht 74 und dergleichen) ausgesandte Signal. Wenn das Fahrzeug 10 beispielsweise den Begrenzungsdraht 72 von der Innenseite des ersten schraffierten Bereichs R1 zu einer Außenseite des ersten schraffierten Bereichs R1 kreuzt, erfasst der Magnetsensor 36, dass das Fahrzeug 10 von der Innenseite des ersten schraffierten Bereichs R1 zu der Außenseite des ersten schraffierten Bereichs R1 von 13 gekreuzt hat. Wenn das Fahrzeug 10 den Begrenzungsdraht 72 von der Innenseite des ersten schattierten Bereichs R1 zu der Außenseite des ersten schattierten Bereichs R1 kreuzt, ändert sich die Polarität des von dem Magnetsensor 36 erfassten Magnetfelds, und der Magnetsensor 36 erfasst, dass sich das BEREICHSSIGNAL von EINGANG -> AUSGANG geändert hat. Wenn der Magnetsensor 36 erfasst, dass sich das BEREICHSIGNAL von EINGANG -> AUSGANG geändert hat, erfasst die ECU 44, dass das Fahrzeug 10 von der Innenseite des ersten schraffierten Bereichs R1 zu der Außenseite des ersten schraffierten Bereichs R1 von 13 gekreuzt hat.
Unter Bezugnahme auf 14 erfasst der an dem Fahrzeug 10 angeordnete Magnetsensor 36, ob sich das Fahrzeug 10 innerhalb oder außerhalb des zweiten schattierten Bereichs R2 von 14 befindet. Mit anderen Worten, wenn das Fahrzeug 10 den Begrenzungsdraht 72 von der Innenseite des zweiten schattierten Bereichs R2 zu einer Außenseite des zweiten schattierten Bereichs R2 kreuzt, oder wenn das Fahrzeug 10 den ersten Abkürzungsdraht 73 von der Innenseite des zweiten schattierten Bereichs R2 zu einer Außenseite des zweiten schattierten Bereichs R2 kreuzt, erfasst der Magnetsensor 36, dass das Fahrzeug 10 von der Innenseite des zweiten schattierten Bereichs R2 zu der Außenseite des zweiten schattierten Bereichs R2 von 14 gekreuzt hat. Wenn das Fahrzeug 10 den Begrenzungsdraht 72 von dem Inneren des zweiten schattierten Bereichs R2 zu dem Äußeren des zweiten schattierten Bereichs R2 kreuzt oder das Fahrzeug 10 den ersten Abkürzungsdraht 73 vom Inneren des zweiten schattierten Bereichs R2 zum Äußeren des zweiten schattierten Bereichs R2 kreuzt, ändert sich die Polarität des vom Magnetsensor 36 erfassten Magnetfelds, und der Magnetsensor 36 erfasst, dass sich das ABKÜRZUNGSSIGNAL 1 von (EINGANG -> AUSGANG) geändert hat. Wenn der Magnetsensor 36 erfasst, dass sich ABKÜRZUNGSSIGNAL 1 von (EINGANG -> AUSGANG) geändert hat, erfasst die ECU 44, dass das Fahrzeug 10 von der Innenseite des zweiten schraffierten Bereichs R2 zu der Außenseite des zweiten schraffierten Bereichs R2 von 14 gekreuzt hat.
Unter Bezugnahme auf 15 erfasst der an dem Fahrzeug 10 angeordnete Magnetsensor 36, ob sich das Fahrzeug 10 innerhalb oder außerhalb des dritten schattierten Bereichs R3 von 15 befindet. Mit anderen Worten, wenn das Fahrzeug 10 den Begrenzungsdraht 72 von der Innenseite des dritten schattierten Bereichs R3 zu einer Außenseite des dritten schattierten Bereichs R3 kreuzt oder das Fahrzeug 10 den zweiten Abkürzungsdraht 74 von der Innenseite des dritten schattierten Bereichs R3 zu einer Außenseite des dritten schattierten Bereichs R3 kreuzt, erfasst der Magnetsensor 36, dass das Fahrzeug 10 von der Innenseite des dritten schattierten Bereichs R3 zu der Außenseite des dritten schattierten Bereichs R3 von 15 gekreuzt hat. Wenn das Fahrzeug 10 den Begrenzungsdraht 72 von der Innenseite des dritten schattierten Bereichs R3 zu der Außenseite des dritten schattierten Bereichs R3 kreuzt, oder das Fahrzeug 10 den zweiten Abkürzungsdraht 74 von der Innenseite des dritten schattierten Bereichs R3 zu der Außenseite des dritten schattierten Bereichs R3 kreuzt, ändert sich die Polarität des von dem Magnetsensor 36 erfassten Magnetfelds, und der Magnetsensor 36 erfasst, dass sich das ABKÜRZUNGSSIGNAL 2 von (EINGANG -> AUSGANG) geändert hat. Wenn der Magnetsensor 36 erfasst, dass sich das ABKÜRZUNGSSIGNAL 2 von (EINGANG -> AUSGANG) geändert hat, erfasst die ECU 44, dass das Fahrzeug 10 von der Innenseite des dritten schraffierten Bereichs R3 zu der Außenseite des dritten schraffierten Bereichs R3 von 15 gekreuzt hat.
16 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel zeigt, in dem der Arbeitsbereich in mehrere Bereiche A1, A2, A3 gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung unterteilt ist. 17 ist eine Tabelle, die ein Beispiel dafür zeigt, wie das Nutzfahrzeug bestimmt, in welchem der in 17 gezeigten mehreren Bereiche sich das Nutzfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung befindet.
Wie in 16 dargestellt, kann der Arbeitsbereich AR in einen ersten Bereich A1, einen zweiten Bereich A1 und einen dritten Bereich A3 unterteilt werden. Der erste Bereich A1 befindet sich in dem Bereich zwischen dem Begrenzungsdraht 72 und dem zweiten Abkürzungsdraht 74. Der zweite Bereich A2 befindet sich im Bereich zwischen dem Begrenzungsdraht 72, dem ersten Abkürzungsdraht 73 und dem zweiten Abkürzungsdraht 74. Der dritte Bereich A3 befindet sich in dem Bereich zwischen dem Begrenzungsdraht 72 und dem ersten Abkürzungsdraht 73.
Unter Bezugnahme auf 17 kann ein Standort des Fahrzeugs 10 beispielsweise auf folgende Weise identifiziert werden. In einem ersten Fall, in dem sich das Fahrzeug 10 in dem ersten Bereich A1 befindet und das Fahrzeug 10 den Begrenzungsdraht 72 von der Innenseite des ersten Bereichs A1 zu der Außenseite des ersten Bereichs A1 kreuzt, wird die folgende „BEURTEILUNGSBEDINGUNG“ erfüllt. Erstens erfasst der Magnetsensor 36, dass sich das BEREICHSIGNAL von EINGANG -> AUSGANG geändert hat, daher erfasst die ECU 44, dass das Fahrzeug 10 von der Innenseite des ersten schattierten Bereichs R1 zu der Außenseite des ersten schattierten Bereichs R1 von 13 gekreuzt hat. Zweitens erfasst der Magnetsensor 36, dass sich das ABKÜRZUNGSSIGNAL 1 von EINGANG -> AUSGANG geändert hat, weshalb die ECU 44 erfasst, dass das Fahrzeug 10 den zweiten schraffierten Bereich R2 von 14 von innen nach außen gekreuzt hat. Drittens erfasst der Magnetsensor 36, dass sich das ABKÜRZUNGSSIGNAL 2 nicht geändert hat. Insbesondere erfasst der Magnetsensor 36, dass sich das ABKÜRZUNGSSIGNAL 2 nicht geändert hat und sich außerhalb des dritten schattierten Bereichs R3 befindet, so dass die ECU 44 erfasst, dass sich das Fahrzeug 10 außerhalb des dritten schattierten Bereichs R3 von 15 befindet. In einer anderen Ausführungsform der Offenbarung, wenn das Fahrzeug 10 zu weit außerhalb (oder weg) von dem dritten schattierten Bereich R3 ist, dann kann das ABKÜRZUNGSSIGNAL 2 nicht erkannt werden und das ABKÜRZUNGSSIGNAL 2 kann NONE sein. Dementsprechend kann das Fahrzeug 10 als in dem ersten Bereich A1 an dem Begrenzungsdraht 72 befindlich identifiziert werden.
In einem zweiten Fall, wenn sich das Fahrzeug 10 in dem zweiten Bereich A2 befindet und das Fahrzeug 10 den Begrenzungsdraht 72 von der Innenseite des zweiten Bereichs A2 zu der Außenseite des zweiten Bereichs A2 kreuzt, wird die folgende „BEURTEILUNGSBEDINGUNG“ erfüllt. Erstens erfasst der Magnetsensor 36, dass sich das BEREICHSSIGNAL von EINGANG -> AUSGANG geändert hat, daher erfasst die ECU 44, dass das Fahrzeug 10 von der Innenseite des ersten schattierten Bereichs R1 zu der Außenseite des ersten schattierten Bereichs R1 von 13 gefahren ist. Zweitens erfasst der Magnetsensor 36, dass sich das ABKÜRZUNGSSIGNAL 2 von EINGANG -> AUSGANG geändert hat, weshalb die ECU 44 erfasst, dass das Fahrzeug 10 die Innenseite des dritten schattierten Bereichs R3 zu der Außenseite des dritten schattierten Bereichs R3 von 15 gekreuzt hat. Drittens erfasst der Magnetsensor 36, dass sich das ABKÜRZUNGSSIGNAL 1 nicht geändert hat. Insbesondere erfasst der Magnetsensor 36, dass sich das ABKÜRZUNGSSIGNAL 1 nicht geändert hat und sich am AUSGANG (außerhalb) des zweiten schattierten Bereichs R2 befindet, so dass die ECU 44 erfasst, dass sich das Fahrzeug 10 außerhalb des zweiten schattierten Bereichs R2 von 14 befindet. In einer anderen Ausführungsform der Offenbarung, wenn das Fahrzeug 10 zu weit außerhalb (oder weg) von dem zweiten schattierten Bereich R2 ist, dann kann das ABKÜRZUNGSSIGNAL 1 nicht erkannt werden und das ABKÜRZUNGSSIGNAL 1 kann keines sein. Dementsprechend kann das Fahrzeug 10 als in dem zweiten Bereich A2 an dem Begrenzungsdraht 72 befindlich identifiziert werden.
In einem dritten Fall, wenn sich das Fahrzeug 10 in dem dritten Bereich A3 befindet und das Fahrzeug 10 den Begrenzungsdraht 72 von der Innenseite des dritten Bereichs A3 zu der Außenseite des dritten Bereichs A3 kreuzt, wird die folgende „BEURTEILUNGSBEDINGUNG“ erfüllt. Erstens erfasst der Magnetsensor 36, dass sich das BEREICHSSIGNAL von EINGANG -> AUSGANG geändert hat, daher erfasst die ECU 44, dass das Fahrzeug 10 von der Innenseite des ersten schattierten Bereichs R1 zu der Außenseite des ersten schattierten Bereichs R1 von 13 gekreuzt hat. Zweitens erfasst der Magnetsensor 36, dass sich das ABKÜRZUNGSSIGNAL 1 von EINGANG -> AUSGANG geändert hat, weshalb die ECU 44 erfasst, dass das Fahrzeug 10 den zweiten schraffierten Bereich R2 von innen nach außen gekreuzt hat (14). Drittens erfasst der Magnetsensor 36, dass sich das ABKÜRZUNGSSIGNAL 2 von EINGANG -> AUSGANG geändert hat, weshalb die ECU 44 erfasst, dass das Fahrzeug 10 den dritten schraffierten Bereich R3 von innen nach außen gekreuzt hat (15). Dementsprechend kann das Fahrzeug 10 als in dem dritten Bereich A3 an dem Begrenzungsdraht 72 befindlich identifiziert werden.
Obwohl in der obigen Ausführungsform beschrieben wurde, dass das Fahrzeug 10 den Begrenzungsdraht 72 in dem ersten, zweiten und dritten Fall kreuzt, kann es so verstanden werden, dass wenigstens einer der Magnetsensoren 36 aus der Vielzahl der an dem Fahrzeug 10 angeordneten Magnetsensoren (36L, 36R, 36C oder dergleichen) den Begrenzungsdraht 72 kreuzt hat. Da der Begrenzungsdraht 72 den Arbeitsbereich AR des Fahrzeugs 10 abgrenzt, kann die ECU 44 das Fahrzeug 10 zurück in den Arbeitsbereich AR lenken, wenn der Magnetsensor 36 den Begrenzungsdraht 72 erfasst.
Darüber hinaus wurde in der obigen Ausführungsform beschrieben, dass das Fahrzeug 10 den Begrenzungsdraht 72 (d.h. eine Polaritätsänderung des von dem Magnetsensor 36 erfassten Magnetfelds) in dem ersten, zweiten und dritten Fall kreuzt, doch in einer anderen Ausführungsform der Offenbarung muss das Fahrzeug den Begrenzungsdraht 72 nicht kreuzen, damit ein Standort des Fahrzeugs 10 identifiziert werden kann. Wenn beispielsweise das von dem Begrenzungsdraht 72 ausgesandte Magnetfeldsignal H, das von dem Magnetsensor 36 erfasst wird, einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht oder überschreitet, kann die Steuervorrichtung 44 erfassen, dass das Fahrzeug 10 den Begrenzungsdraht 72 erreicht hat (oder sich in der Nähe des Begrenzungsdrahts 72 befindet), obwohl die Polaritätsänderung des Magnetfeldsignals H von dem Magnetsensor 36 nicht erfasst wurde. Das heißt, die in 17 angegebene Beurteilungsbedingung für den ersten Fall, den zweiten Fall und den dritten Fall wird nur als eine Ausführungsform der Offenbarung beschrieben, und andere Beurteilungsbedingungen können entsprechend den Anforderungen festgelegt werden.
Die BEURTEILUNGSBEDINGUNG des ersten, zweiten und dritten Falles sind Beispiele für vorbestimmte Bedingungen, die zur Identifizierung des Standorts des Fahrzeugs 10 gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung verwendet werden. Die vorbestimmten Bedingungen können zum Beispiel in dem Speicher 44c des Fahrzeugs 10 gespeichert werden.
Als Nächstes werden ein vierter Fall, in dem das Fahrzeug 10 den ersten Abkürzungsdraht 73 kreuzt, und ein fünfter Fall, in dem das Fahrzeug 10 den zweiten Abkürzungsdraht 74 kreuzt, beschrieben. In Bezug auf 17, wenn sich das Fahrzeug 10 dem ersten Abkürzungsdraht 73 nähert, kann sich das Fahrzeug 10 dem ersten Abkürzungsdraht 73 aus der LINKEN Richtung in Bezug auf den ersten Abkürzungsdraht 73 oder aus der RECHTEN Richtung in Bezug auf den ersten Abkürzungsdraht 73 nähern. Die hier beschriebenen Richtungen RECHTS und LINKS sind relative Richtungen, die nur dem Verständnis der Offenbarung dienen, und die Richtungen LINKS und RECHTS können alternativ als eine erste Richtung und eine zweite Richtung verstanden werden.
In dem vierten Fall, wenn sich das Fahrzeug 10 in dem dritten Bereich A3 befindet und das Fahrzeug 10 den ersten Abkürzungsdraht 73 kreuzt, um in den zweiten Bereich A2 einzudringen (ANNÄHERUNGSRICHTUNG = LINKS), dann wird die folgende „BEURTEILUNGSBEDINGUNG“ erfüllt. Erstens erfasst der Magnetsensor 36, dass sich das BEREICHSSIGNAL nicht geändert hat und sich IN (innerhalb) des ersten schattierten Bereichs R1 befindet, weshalb die ECU 44 erfasst, dass sich das Fahrzeug 10 innerhalb des ersten schattierten Bereichs R1 von 13 befindet. Zweitens erfasst der Magnetsensor 36, dass sich das ABKÜRZUNGSSIGNAL 1 von EINGANG -> AUSGANG geändert hat, weshalb die ECU 44 erfasst, dass das Fahrzeug 10 von der Innenseite des zweiten schraffierten Bereichs R2 zu der Außenseite des zweiten schraffierten Bereichs R2 von 14 gekreuzt ist. Drittens erfasst der Magnetsensor 36, dass sich das ABKÜRZUNGSSIGNAL 2 nicht geändert hat. Insbesondere erfasst der Magnetsensor 36, dass sich das ABKÜRZUNGSSIGNAL 2 nicht geändert hat und sich IN (innerhalb) des dritten schattierten Bereichs R3 befindet, so dass die ECU 44 erfasst, dass sich das Fahrzeug 10 innerhalb des dritten schattierten Bereichs R3 von 15 befindet. In einer anderen Ausführungsform der Offenbarung, wenn das Fahrzeug 10 zu weit innerhalb des dritten schattierten Bereichs R3 ist, dann kann das ABKÜRZUNGSSIGNAL 2 nicht erkannt werden und das ABKÜRZUNGSSIGNAL 2 kann NONE sein. Dementsprechend kann das Fahrzeug 10 als im dritten Bereich A3 an dem ersten Abkürzungsdraht 73 befindlich identifiziert werden.
Alternativ dazu wird in dem vierten Fall, wenn sich das Fahrzeug 10 in dem zweiten Bereich A2 befindet und das Fahrzeug 10 den ersten Abkürzungsdraht 73 kreuzt, um in den dritten Bereich A3 zu gelangen (ANNÄHERUNGSRICHTUNG = RECHTS), die folgende „BEURTEILUNGSBEDINGUNG“ erfüllt sein. Erstens erfasst der Magnetsensor 36, dass sich das BEREICHSSIGNAL nicht geändert hat und sich IN (innerhalb) des ersten schattierten Bereichs R1 befindet, weshalb die ECU 44 erfasst, dass sich das Fahrzeug 10 innerhalb des ersten schattierten Bereichs R1 von 13 befindet. Zweitens erfasst der Magnetsensor 36, dass sich das ABKÜRZUNGSSIGNAL 1 von AUSGANG -> EINGANG geändert hat, weshalb die ECU 44 erfasst, dass das Fahrzeug 10 von der Außenseite des zweiten schattierten Bereichs R2 zu der Innenseite des zweiten schattierten Bereichs R2 von 14 gekreuzt hat. Drittens erfasst der Magnetsensor 36, dass sich das ABKÜRZUNGSSIGNAL 2 nicht geändert hat. Insbesondere erfasst der Magnetsensor 36, dass sich das ABKÜRZUNGSSIGNAL 2 nicht geändert hat und sich IN (innerhalb) des dritten schattierten Bereichs R3 befindet, so dass die ECU 44 erfasst, dass sich das Fahrzeug 10 innerhalb des dritten schattierten Bereichs R3 von 15 befindet. In einer anderen Ausführungsform der Offenbarung, wenn das Fahrzeug 10 zu weit innerhalb des dritten schattierten Bereichs R3 ist, dann kann das ABKÜRZUNGSSIGNAL 2 nicht erkannt werden und das ABKÜRZUNGSSIGNAL 2 kann NONE sein. Dementsprechend kann das Fahrzeug 10 als in dem zweiten Bereich A2 an der ersten Abkürzungsdraht 73 befindlich identifiziert werden.
In dem fünften Fall, wenn sich das Fahrzeug 10 in dem dritten Bereich A3 befindet und das Fahrzeug 10 den zweiten Abkürzungsdraht 74 kreuzt, um in den ersten Bereich A1 einzudringen (ANNÄHERUNGSRICHTUNG = RECHTS), dann wird die folgende „BEURTEILUNGSBEDINGUNG“ erfüllt. Erstens erfasst der Magnetsensor 36, dass sich das BEREICHSSIGNAL nicht geändert hat und sich IN (innerhalb) des ersten schattierten Bereichs R1 befindet, weshalb die ECU 44 erfasst, dass sich das Fahrzeug 10 innerhalb des ersten schattierten Bereichs R1 von 13 befindet. Zweitens erfasst der Magnetsensor 36, dass sich das ABKÜRZUNGSSIGNAL 1 nicht geändert hat. Insbesondere erfasst der Magnetsensor 36, dass sich das ABKÜRZUNGSSIGNAL 1 nicht geändert hat und sich IN (innerhalb) des zweiten schattierten Bereichs R2 befindet, weshalb die ECU 44 erfasst, dass sich das Fahrzeug 10 innerhalb des zweiten schattierten Bereichs R2 von 14 befindet. In einer anderen Ausführungsform der Offenbarung, wenn das Fahrzeug 10 zu weit innerhalb des zweiten schattierten Bereiches R2 ist, dann kann das ABKÜRZUNGSSIGNAL 1 nicht erkannt werden und das ABKÜRZUNGSSIGNAL 1 kann NONE sein. Drittens erfasst der Magnetsensor 36, dass sich das ABKÜRZUNGSSIGNAL 2 von EINGANG -> AUSGANG geändert hat, weshalb die ECU 44 erfasst, dass das Fahrzeug 10 von der Innenseite des dritten schraffierten Bereichs R3 zu der Außenseite des dritten schraffierten Bereichs R3 von 15 gekreuzt hat. Dementsprechend kann das Fahrzeug 10 als in dem dritten Bereich A3 an dem zweiten Abkürzungsdraht 74 befindlich identifiziert werden.
Alternativ dazu wird in dem fünften Fall, wenn sich das Fahrzeug 10 in dem ersten Bereich A1 befindet und das Fahrzeug 10 den zweiten Abkürzungsdraht 74 kreuzt, um in den dritten Bereich A3 einzudringen (ANNÄHERUNGSRICHTUNG = LINKS), die folgende „BEURTEILUNGSBEDINGUNG“ erfüllt sein. Erstens erfasst der Magnetsensor 36, dass sich das BEREICHSSIGNAL nicht geändert hat und sich IN (innerhalb) des ersten schattierten Bereichs R1 befindet, weshalb die ECU 44 erfasst, dass sich das Fahrzeug 10 innerhalb des ersten schattierten Bereichs R1 von 13 befindet. Zweitens erfasst der Magnetsensor 36, dass sich das ABKÜRZUNGSSIGNAL 1 nicht geändert hat und sich IN (innerhalb) des zweiten schattierten Bereichs R2 befindet, so dass die ECU 44 erfasst, dass sich das Fahrzeug 10 innerhalb des zweiten schattierten Bereichs R2 von 14 befindet. In einer anderen Ausführungsform der Offenbarung, wenn das Fahrzeug 10 zu weit innerhalb des zweiten schattierten Bereiches R2 ist, dann kann das ABKÜRZUNGSSIGNAL 1 nicht erkannt werden und das ABKÜRZUNGSSIGNAL 1 kann NONE sein. Drittens erfasst der Magnetsensor 36, dass sich das ABKÜRZUNGSSIGNAL 2 von AUSGANG -> EINGANG geändert hat, weshalb die ECU 44 erfasst, dass das Fahrzeug 10 von der Außenseite des dritten schraffierten Bereichs R3 zu der Innenseite des dritten schraffierten Bereichs R3 von 15 gekreuzt hat. Dementsprechend kann das Fahrzeug 10 als in dem ersten Bereich A1 an dem zweiten Abkürzungsdraht 74 befindlich identifiziert werden.
Obwohl in der obigen Ausführungsform beschrieben wurde, dass das Fahrzeug 10 in dem vierten Fall den ersten Abkürzungsdraht 73 und in dem fünften Fall den zweiten Abkürzungsdraht 74 kreuzt, kann dies so verstanden werden, dass wenigstens einer der Magnetsensoren 36 aus der Vielzahl der an dem Fahrzeug 10 angeordneten Magnetsensoren (36L, 36R, 36C oder dergleichen) den ersten Abkürzungsdraht 73 oder den zweiten Abkürzungsdraht 74 gekreuzt hat.
Darüber hinaus wurde in der obigen Ausführungsform beschrieben, dass das Fahrzeug 10 in dem vierten Fall den ersten Abkürzungsdraht 73 und in dem fünften Fall den zweiten Abkürzungsdraht 74 kreuzt (d.h. eine Polaritätsänderung des vom Magnetsensor 36 erfassten Magnetfelds), doch in einer anderen Ausführungsform der Offenbarung muss das Fahrzeug weder den ersten Abkürzungsdraht 73 noch den zweiten Abkürzungsdraht 74 kreuzen, damit ein Standort des Fahrzeugs 10 identifiziert werden kann. Wenn beispielsweise das von dem ersten Abkürzungsdraht 73 ausgesandte Magnetfeldsignal H, das von dem Magnetsensor 36 erfasst wird, einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht oder überschreitet, kann die ECU 44 feststellen, dass das Fahrzeug 10 den ersten Abkürzungsdraht 73 erreicht hat (oder sich in der Nähe des ersten Abkürzungsdrahtes 73 befindet), obwohl die Polaritätsänderung des Magnetfeldsignals H von dem Magnetsensor 36 nicht erfasst wurde. In einem anderen Beispiel kann die ECU 44 feststellen, dass das Fahrzeug 10 den zweiten Abkürzungsdraht 74 (oder in der Nähe des zweiten Abkürzungsdrahtes 74) erreicht hat, obwohl der Polaritätswechsel in dem Magnetfeldsignal H nicht von dem Magnetsensor 36 erfasst wurde, wenn das von dem zweiten Abkürzungsdraht 74 ausgesandte Magnetfeldsignal H einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht oder überschreitet. Das heißt, die in 17 angegebene Beurteilungsbedingung für den vierten und fünften Fall wird nur als eine Ausführungsform der Offenbarung beschrieben, und andere Beurteilungsbedingungen können entsprechend den Anforderungen festgelegt werden.
Die BEURTEILUNGSBEDINGUNG des vierten Falls und des fünften Falls sind Beispiele für vorbestimmte Bedingungen, die verwendet werden, um den Standort des Fahrzeugs 10 gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung zu identifizieren. Die vorbestimmten Bedingungen können zum Beispiel in dem Speicher 44c des Fahrzeugs 10 gespeichert werden.
Bezugnehmend auf 16 ist der Arbeitsbereich AR in den ersten Bereich A1, den zweiten Bereich A2 und den dritten Bereich A3 gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung unterteilt. Die Anzahl der Drähte und die Anzahl der Bereiche sind jedoch nicht beschränkt und können je nach Bedarf festgelegt werden.
Ein Standort des Fahrzeugs 10 kann basierend auf der BEURTEILUNGSBEDINGUNG des ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Falls bestimmt werden, wie oben beschrieben. Wenn beispielsweise die in 17 gezeigten Beurteilungsbedingungen des ersten Falls erfüllt sind, kann das Fahrzeug 10 als in dem ersten Bereich A1 von 16 befindlich identifiziert werden und befindet sich an dem oder in der Nähe des Begrenzungsdrahts 72 in dem ersten Bereich A1. In ähnlicher Weise kann das Fahrzeug 10 beispielsweise als in dem zweiten Bereich A2 von 16 und an dem oder in der Nähe des Begrenzungsdrahts 72 in dem zweiten Bereich A2 befindlich identifiziert werden, wenn die Beurteilungsbedingungen des zweiten in 17 dargestellten Falls erfüllt sind. In ähnlicher Weise kann das Fahrzeug 10 beispielsweise als in dem dritten Bereich A3 von 16 und an dem oder in der Nähe des Begrenzungsdrahts 72 in dem dritten Bereich A3 befindlich identifiziert werden, wenn die Beurteilungsbedingungen des dritten in 17 dargestellten Falls erfüllt sind. In ähnlicher Weise kann das Fahrzeug 10 beispielsweise, wenn die Beurteilungsbedingungen des in 17 dargestellten vierten Falles erfüllt sind, als in dem zweiten Bereich A2 oder in dem dritten Bereich A3 von 16 befindlich identifiziert werden (abhängig von der ANNÄHERUNGSRICHTUNG) und sich an dem oder in der Nähe des ersten Abkürzungsdrahts 73 befinden. In ähnlicher Weise kann das Fahrzeug 10 beispielsweise als in dem ersten Bereich A1 oder in dem dritten Bereich A3 von 16 (abhängig von der ANNÄHERUNGSRICHTUNG) und an dem oder in der Nähe des zweiten Abkürzungsdrahtes 74 befindlich identifiziert werden, wenn die Beurteilungsbedingungen des fünften in 17 dargestellten Falles erfüllt sind.
Wie oben beschrieben, identifiziert die ECU 44 einen Bereich aus einer Vielzahl von Bereichen (A1, A2, A3) in dem Arbeitsbereich AR, in dem sich das Fahrzeug 10 befindet, basierend auf einem Signaltyp (wie dem Impulsfolgesignal) und einer Polarität des Magnetfeldsignals H des von dem Magnetsensor 36 erfassten Drahts, und bestimmt eine Spurrichtung des Fahrzeugs 10 basierend auf dem Signaltyp und der Polarität des von dem Magnetsensor 36 erfassten Drahts.
Genauer gesagt identifiziert die ECU 44 den Bereich unter der Vielzahl von Bereichen (Al, A2, A3) in dem Arbeitsbereich AR, in dem sich das Fahrzeug 10 befindet, basierend auf einem Signaltyp (wie dem Impulsfolgesignal) und einer Polarität des Magnetfeldsignals H des Bereichsdrahtes 72, eines Signaltyps und einer Polarität des Magnetfeldsignals H des ersten Abkürzungsdrahtes 73 und eines Signaltyps und einer Polarität des Magnetfeldsignals H des zweiten Abkürzungsdrahtes 74, die von dem Magnetsensor 36 erfasst werden. Die ECU 44 des Fahrzeugs 10 kann eine Spurrichtung des Fahrzeugs 10 basierend auf den Signaltypen und den Polaritäten des Bereichsdrahtes und der Abkürzungsdrähte bestimmen, die von dem Magnetsensor 36 erfasst werden.
Durch Identifizieren des Bereichs A1, A2, A3, in dem sich das Fahrzeug 10 befindet, und durch Identifizieren des Drahts (des Begrenzungsdrahts 72, des ersten Abkürzungsdraht 73, des zweiten Abkürzungsdrahts 74), den der Magnetsensor 36 erfasst hat, kann der Standort des Fahrzeugs 10 bestimmt und das Fahrzeug 10 gesteuert werden, um in die gewünschte Richtung zu fahren.
So kann beispielsweise erkannt werden, dass sich das Fahrzeug 10 in dem ersten Bereich A1 an dem zweiten Abkürzungsdraht 74 befindet. In dieser Situation kann das Fahrzeug 10 beispielsweise gesteuert werden, um in dem ersten Bereich A1 entlang dem zweiten Abkürzungsdraht 74 gegen den Uhrzeigersinn zu fahren, um die Station 76 schnell zu erreichen, und der Batterieverbrauch kann reduziert werden.
In einem anderen Beispiel kann das Fahrzeug 10 als in dem ersten Bereich A1 an dem Begrenzungsdraht 72 befindlich identifiziert werden. In dieser Situation kann das Fahrzeug 10 zum Beispiel gesteuert werden, um in dem ersten Bereich A1 entlang des Begrenzungsdrahts 72 in dem Uhrzeigersinn zu fahren, um die Station 76 zu erreichen. Alternativ kann das Fahrzeug 10 beispielsweise gesteuert werden, um in dem ersten Bereich A1 entlang des Begrenzungsdrahts 72 gegen den Uhrzeigersinn zu fahren, um den zweiten Abkürzungsdraht 74 zu erkennen, und dem zweiten Abkürzungsdraht 74 zurück zur Station 76 zu folgen.
Wenn sich das Fahrzeug 10 in dem ersten Bereich A1, dem zweiten Bereich A2 oder dem dritten Bereich A3 befindet, kann die Position des Fahrzeugs 10 bestimmt und das Fahrzeug 10 gesteuert werden, um in die gewünschte Richtung zu fahren.
In einer Ausführungsform der Offenbarung kann das Fahrzeug 10 den Begrenzungsdraht 72 in dem Folgemodus folgen, um zu der Station 76 zurückzukehren. Wenn wenigstens einer der Magnetsensoren 36L, 36R, 36C den Abkürzungsdraht (den ersten Abkürzungsdraht 73 oder den zweiten Abkürzungsdraht 74) erfasst, während das Fahrzeug 10 den Begrenzungsdraht 72 in einem vorbestimmten variablen Abstand folgt, ist die ECU 44 konfiguriert, um das Fahrzeug 10 zu steuern, um den Abkürzungsdraht (den ersten Abkürzungsdraht 73 oder den zweiten Abkürzungsdraht 74) in einem vorbestimmten variablen Abstand zurück zur Station 76 zu folgen. In einer Situation, in der der Arbeitsbereich AR groß ist, kann die Wahrscheinlichkeit, dass das Fahrzeug 10 den Abkürzungsdraht erfasst, gering sein. Daher kann das Fahrzeug 10 zunächst dem Begrenzungsdraht 72 folgen und dann dem Abkürzungsdraht folgen, nachdem der Abkürzungsdraht erkannt wurde. Auf diese Weise kann die Zeit für Erkennen des Abkürzungsdrahts reduziert und der Stromverbrauch der Batterie verringert werden.
Wenn das Fahrzeug 10 beispielsweise den Begrenzungsdraht 72 an einem in 16 dargestellten vierten Punkt P4 erfasst, kann das Fahrzeug 10 dem Begrenzungsdraht 72 in dem Folgemodus folgen, um zu der Station 76 zurückzukehren. Wenn jedoch der Magnetsensor 36 den ersten Abkürzungsdraht 73 erfasst, während das Fahrzeug 10 den Begrenzungsdraht 72 in einem vorbestimmten variablen Abstand in Richtung RECHTS folgt, ist die ECU 44 konfiguriert, um das Fahrzeug 10 zu steuern, um dem ersten Abkürzungsdraht 73 in einem vorbestimmten variablen Abstand zurück zu der Station 76 zu folgen. Hier kann das Fahrzeug 10 dem ersten Abkürzungsdraht 73 folgen, während das Fahrzeug 10 in dem dritten Bereich A3 bleibt.
In einer anderen Ausführungsform kann das Fahrzeug 10 dem ersten Abkürzungsdraht 73 folgen, während das Fahrzeug 10 in dem zweiten Bereich A2 bleibt. Genauer gesagt, wenn der Magnetsensor 36 den ersten Abkürzungsdraht 73 erfasst, während das Fahrzeug 10 den Begrenzungsdraht 72 in einem vorbestimmten variablen Abstand in Richtung RECHTS folgt, ist die ECU 44 konfiguriert, um das Fahrzeug 10 zu steuern, dass es den erfassten ersten Abkürzungsdraht 73 kreuzt, so dass eine Polarität des Magnetfeldsignals H des ersten Abkürzungsdrahts 73, das von dem Magnetsensor 36 erfasst wird, sich in eine entgegengesetzte Polarität ändert, und die ECU 44 steuert das Fahrzeug 10, um dem ersten Abkürzungsdraht 73 in einem vorbestimmten variablen Abstand mit der entgegengesetzten Polarität folgt, während das Fahrzeug 10 in dem zweiten Bereich A2 bleibt. Wenn das Fahrzeug 10 den ersten Abkürzungsdraht 73 überquert, um dem ersten Abkürzungsdraht 73 zu folgen, kann der Effekt erzielt werden, dass ein Drehwinkel des Fahrzeugs 10 allmählicher gemacht werden kann, so dass eine Spurrillenbildung unterdrückt werden kann. In einer anderen Ausführungsform kann das Fahrzeug 10 direkt oberhalb des ersten Abkürzungsdrahts 73 folgen, so dass sich das Fahrzeug 10 sowohl in dem zweiten Bereich A2 als auch in dem dritten Bereich A3 befindet.
In einer anderen Ausführungsform, zum Beispiel, wenn das Fahrzeug 10 den Begrenzungsdraht 72 an einem vierten Punkt P4 in 16 erfasst, kann das Fahrzeug 10 den Begrenzungsdraht 72 in dem Folgemodus folgen, um zu der Station 76 zurückzukehren. Wenn jedoch der Magnetsensor 36 den zweiten Abkürzungsdraht 74 erfasst, während das Fahrzeug 10 dem Begrenzungsdraht 72 in einem vorbestimmten variablen Abstand in Richtung LINKS folgt, ist die ECU 44 konfiguriert, um das Fahrzeug 10 zu steuern, um den zweiten Abkürzungsdraht 74 in einem vorbestimmten variablen Abstand zurück zu der Station 76 zu folgen. Hier kann das Fahrzeug 10 dem zweiten Abkürzungsdraht 74 folgen, während das Fahrzeug 10 in dem dritten Bereich A3 bleibt.
In einer anderen Ausführungsform kann das Fahrzeug 10 dem zweiten Abkürzungsdraht 74 folgen, während das Fahrzeug 10 in dem ersten Bereich A1 bleibt. Genauer gesagt, wenn der Magnetsensor 36 den zweiten Abkürzungsdraht 74 erfasst, während das Fahrzeug 10 dem Begrenzungsdraht 72 in einem vorbestimmten variablen Abstand in Richtung LINKS folgt, ist die ECU 44 konfiguriert, so dass sie das Fahrzeug 10 steuert, um den erfassten zweiten Abkürzungsdraht 74 zu kreuzen, so dass eine Polarität des Magnetfeldsignals H des zweiten Abkürzungsdrahts 74, das von dem Magnetsensor 36 erfasst wird, sich in eine entgegengesetzte Polarität ändert, und die ECU 44 steuert das Fahrzeug 10, so dass es den zweiten Abkürzungsdraht 74 in einem vorbestimmten variablen Abstand mit der entgegengesetzten Polarität folgt, während das Fahrzeug 10 in dem ersten Bereich A1 bleibt. Wenn das Fahrzeug 10 den zweiten Abkürzungsdraht 74 kreuzt, um dem zweiten Abkürzungsdraht 74 zu folgen, kann der Effekt erzielt werden, dass ein Drehwinkel des Fahrzeugs 10 allmählicher gemacht werden kann, so dass die Bildung einer Spurrille unterdrückt werden kann. In einer anderen Ausführungsform kann das Fahrzeug 10 direkt oberhalb des zweiten Abkürzungsdraht 74 folgen, so dass sich das Fahrzeug 10 sowohl in dem ersten Bereich A1 als auch in dem dritten Bereich A3 befindet.
18 ist ein schematisches Diagramm, das Beispiele für einen Fahrweg des Nutzfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung zeigt. In 18 ist in dem Arbeitsbereich AR ein schmaler Abschnitt vorgesehen. Ferner sind ein erster Fahrweg D10-1, ein zweiter Fahrweg D10-2, ein dritter Fahrweg D10-3 und ein vierter Fahrweg D10-4 vorgesehen. Die Fahrwege des Fahrzeugs 10 sind nur Beispiele, und die Offenbarung ist nicht darauf beschränkt. In einer Ausführungsform der Offenbarung, wenn das Fahrzeug 10 dem Begrenzungsdraht 72 in einem vorbestimmten variablen Abstand von dem Begrenzungsdraht 72 folgt und der erste Abkürzungsdraht 73 erfasst, folgt das Fahrzeug 10 dem ersten Abkürzungsdraht 73 zurück zu der Station 76 in einem vorbestimmten variablen Abstand von dem ersten Abkürzungsdraht 73. Während des Folgens des ersten Abkürzungsdrahts 73 kann das Fahrzeug 10 jedoch auf den Begrenzungsdraht 72 stoßen (oder ihn kreuzen), wenn es durch den schmalen Abschnitt fährt, und das Fahrzeug 10 kann nicht in der Lage sein, außerhalb des durch den Begrenzungsdraht 72 abgegrenzten Arbeitsbereichs AR zu fahren. Daher kann in einer Ausführungsform der Offenbarung, wenn der Magnetsensor 36 den Begrenzungsdraht 72 erfasst, während das Fahrzeug 10 den Abkürzungsdraht 73 in einem vorbestimmten variablen Abstand folgt, die ECU 44 das Fahrzeug 10 steuern, sodass es auf dem Abkürzungsdraht 73 fährt. Auf diese Weise kann der Effekt erzielt werden, dass das Fahrzeug 10 durch einen schmalen Abschnitt des Arbeitsbereichs AR, wie den in 18 dargestellten schmalen Abschnitt, fahren kann.
Darüber hinaus wurde in der obigen Ausführungsform beschrieben, dass das Fahrzeug 10 auf den Begrenzungsdraht 72 auffährt oder diesen kreuzt (d.h. eine Polaritätsänderung im Magnetfeld, die von dem Magnetsensor 36 erfasst wird), doch in einer anderen Ausführungsform der Offenbarung muss das Fahrzeug den Begrenzungsdraht 72 nicht kreuzen, während es dem Abkürzungsdraht 73 folgt. Wenn beispielsweise das von dem Begrenzungsdraht 72 ausgesandte Magnetfeldsignal H, das von dem Magnetsensor 36 erfasst wird, einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht oder überschreitet, kann die ECU 44 feststellen, dass das Fahrzeug 10 den Begrenzungsdraht 72 (oder die Nähe des Begrenzungsdrahts 72) erreicht hat, obwohl die Polaritätsänderung des Magnetfeldsignals H von dem Magnetsensor 36 nicht erfasst wurde. Genauer gesagt, wenn der Magnetsensor 36 den Begrenzungsdraht 72 erfasst, während das Fahrzeug 10 dem Abkürzungsdraht 73 in einem vorbestimmten variablen Abstand folgt, kann die ECU 44 das Fahrzeug 10 steuern, so dass es dem Begrenzungsdraht 73 folgt, um den Begrenzungsdraht 72 zu vermeiden (oder nicht zu kreuzen). Auf diese Weise kann der Effekt erzielt werden, dass das Fahrzeug 10 durch einen schmalen Abschnitt des Arbeitsbereichs AR, wie den in 18 dargestellten schmalen Abschnitt, fahren kann.
Bezugnehmend auf 18 zeigt der vierte Fahrweg D10-4 eine Ausführungsform, bei der, wenn der Magnetsensor 36 den Abkürzungsdraht 73 erfasst, während das Fahrzeug 10 den Bereichsdraht 72 in einem vorbestimmten variablen Abstand folgt, die ECU 44 konfiguriert ist, so dass sie das Fahrzeug 10 steuert, dass es den erfassten Abkürzungsdraht 73 überquert, so dass eine Polarität des von dem Magnetsensor erfassten Signals sich in eine entgegengesetzte Polarität ändert, und die ECU 44 das Fahrzeug 10 steuert, so dass es dem Abkürzungsdraht 73 in einem vorbestimmten variablen Abstand folgt, während es die entgegengesetzte Polarität beibehält
In den oben beschriebenen Ausführungsformen wurde das Fahrzeug 10 beschrieben, das ein Roboter-Rasenmäher mit einem Messer zum Schneiden von Gras ist. Die Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und das Fahrzeug 10 kann ein Kultivator für die Landwirtschaft, ein Schneepflug zum Schneeräumen, ein Transportfahrzeug für den Transport von Gütern oder dergleichen sein.
Dem Fachmann wird klar sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an den offengelegten Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang oder Geist der Offenbarung abzuweichen. In Anbetracht des Vorstehenden ist beabsichtigt, dass die Offenbarung Modifikationen und Variationen abdeckt, vorausgesetzt, dass sie in den Anwendungsbereich der folgenden Ansprüche und ihrer Äquivalente fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2547191 B1 [0003]

Claims

Autonomes Arbeitsfahrzeug, das angepasst ist, um durch ein Signal geführt zu werden, das über einen Draht emittiert wird, angeordnet in einem Arbeitsbereich, wobei das autonome Arbeitsfahrzeug umfasst: eine Steuereinheit, die einen Prozessor umfasst; und wenigstens einen Sensor, der das Signal, emittiert über den Draht erfasst, wobei der Draht einen Bereichsdraht, der den Arbeitsbereich umgibt, und einen Abkürzungsdraht enthält, der innerhalb des Arbeitsbereichs angeordnet ist, und wenn der wenigstens eine Sensor den Abkürzungsdraht erfasst, während das autonome Arbeitsfahrzeug den Bereichsdraht in einem vorbestimmten variablen Abstand folgt, ist die Steuereinheit konfiguriert, dass sie das autonome Arbeitsfahrzeug steuert, dass es den Abkürzungsdraht in einem vorbestimmten variablen Abstand folgt.
Autonomes Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit basierend auf einem Signaltyp und einer Polarität des Drahtes, erfasst von dem wenigstens einen Sensor, einen Bereich aus einer Vielzahl von Bereichen in dem Arbeitsbereich identifiziert, in dem sich das autonome Arbeitsfahrzeug befindet, eine Folgerichtung des autonomen Arbeitsfahrzeugs bestimmt basierend dem Signaltyp und der Polarität des Drahtes, erfasst durch den wenigstens einen Sensor.
Autonomes Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1, wobei, wenn der wenigstens eine Sensor den Abkürzungsdraht erfasst, während das autonome Arbeitsfahrzeug dem Bereichsdraht in einem vorbestimmten variablen Abstand folgt, die Steuereinheit konfiguriert ist, um das autonome Arbeitsfahrzeug zu steuern, um den erfassten Abkürzungsdraht zu kreuzen, so dass eine Polarität des Signals, erfasst von dem wenigstens einen Sensor sich in eine entgegengesetzte Polarität ändert, und die Steuereinheit das autonome Arbeitsfahrzeug steuert, dass es dem Abkürzungsdraht in einem vorbestimmten variablen Abstand folgt, während die entgegengesetzte Polarität beibehalten wird.
Autonomes Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1, wobei, wenn der wenigstens eine Sensor den Bereichsdraht erfasst, während das autonome Arbeitsfahrzeug dem Abkürzungsdraht in einem vorbestimmten variablen Abstand folgt, die Steuereinheit das autonome Arbeitsfahrzeug steuert, um dem Abkürzungsdraht obenauf zu folgen.
Autonomes Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 2, wobei die Steuereinheit den Bereich aus der Vielzahl von Bereichen in dem Arbeitsbereich, in dem sich das autonome Arbeitsfahrzeug befindet, basierend auf einem Signaltyp und einer Polarität des Bereichsdrahtes und eines Signaltyps und einer Polarität des Abkürzungsdrahtes, erfasst von dem wenigstens einen Sensor, identifiziert und eine Folgerichtung des autonomen Arbeitsfahrzeugs basierend auf den Signaltypen und den Polaritäten des Bereichsdrahtes und des Abkürzungsdrahtes, erfasst von dem wenigstens einen Sensor, bestimmt.
Autonomes Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 5, wobei der wenigstens eine Sensor einen ersten, zweiten und dritten Sensor enthält.