DE102022118092A1 - Self-propelled and self-steering floor cleaning device, floor cleaning system and method for operating a floor cleaning device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein selbstfahrendes und selbstlenkendes Bodenreinigungsgerät, umfassend ein Fahrwerk zum Verfahren auf der Bodenfläche, mindestens ein Reinigungswerkzeug zum Reinigen der Bodenfläche, eine Steuereinrichtung und mindestens eine mit der Steuereinrichtung gekoppelte insbesondere optische Sensoreinrichtung mit mindestens einem auf die Bodenfläche gerichteten Erfassungsbereich, wobei mittels einer Erfassungs-Sensoreinrichtung der mindestens einen Sensoreinrichtung ein Untersuchungsobjekt auf der Bodenfläche räumlich erfassbar und ein diesbezügliches Erfassungssignal bereitstellbar ist, das indikativ für eine Relativposition des Bodenreinigungsgerätes und des Untersuchungsobjektes ist, und wobei mittels einer Untersuchungs-Sensoreinrichtung der mindestens einen Sensoreinrichtung das Untersuchungsobjekt untersuchbar ist und ein diesbezügliches Untersuchungssignal bereitstellbar ist, das indikativ für ein Material des Untersuchungsobjektes ist, und wobei vorzugsweise mittels der Steuereinrichtung ein Reinigungsverhalten für die Bodenfläche basierend auf dem ermittelten Material des Untersuchungsobjektes einstellbar ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Bodenreinigungssystem und ein Verfahren zum Betreiben eines Bodenreinigungsgerätes.The invention relates to a self-propelled and self-steering floor cleaning device, comprising a chassis for moving on the floor surface, at least one cleaning tool for cleaning the floor surface, a control device and at least one in particular optical sensor device coupled to the control device with at least one detection area directed towards the floor surface, by means of a Detection sensor device of the at least one sensor device can spatially detect an examination object on the floor surface and a corresponding detection signal can be provided, which is indicative of a relative position of the floor cleaning device and the examination object, and wherein the examination object can be examined by means of an examination sensor device of the at least one sensor device and a A relevant examination signal can be provided, which is indicative of a material of the examination object, and wherein a cleaning behavior for the floor surface based on the determined material of the examination object can preferably be adjusted by means of the control device. The invention also relates to a floor cleaning system and a method for operating a floor cleaning device.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein selbstfahrendes und selbstlenkendes Bodenreinigungsgerät, umfassend ein Fahrwerk zum Verfahren auf der Bodenfläche, mindestens ein Reinigungswerkzeug zum Reinigen der Bodenfläche und eine Steuereinrichtung.The present invention relates to a self-propelled and self-steering floor cleaning device, comprising a chassis for moving on the floor surface, at least one cleaning tool for cleaning the floor surface and a control device.
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Bodenreinigungssystem mit einem Bodenreinigungsgerät, wobei das Bodenreinigungssystem das Bodenreinigungsgerät umfassen oder durch dieses gebildet sein kann.In addition, the present invention relates to a floor cleaning system with a floor cleaning device, wherein the floor cleaning system can include or be formed by the floor cleaning device.
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Bodenreinigungsgerätes.In addition, the present invention relates to a method for operating a floor cleaning device.
Ein Bodenreinigungsgerät der vorstehend genannten Art ermöglicht eine autonome Reinigung einer Bodenfläche. Unter Ansteuerung durch die Steuereinrichtung verfährt das Bodenreinigungsgerät, wobei die Bodenfläche mittels des mindestens einen Reinigungswerkzeugs abgereinigt wird. Denkbar ist zum Beispiel eine Trockenreinigung, wobei Kehraggregat oder ein Kehr-Saug-Aggregat vorgesehen sein kann. Alternativ oder ergänzend kann als Reinigungswerkzeug zum Beispiel ein Wischaggregat mit einer insbesondere befeuchtbaren Reinigungswalze oder einem befeuchtbaren Reinigungstuch vorgesehen sein. Es versteht sich, dass oben genannte beispielhafte Reinigungswerkzeuge nicht-beschränkend für die vorliegende Erfindung sind.A floor cleaning device of the type mentioned above enables autonomous cleaning of a floor surface. The floor cleaning device moves under control by the control device, with the floor surface being cleaned using the at least one cleaning tool. For example, dry cleaning is conceivable, with a sweeping unit or a sweeping-suction unit being provided. Alternatively or additionally, a wiping unit with a particularly moistenable cleaning roller or a moistenable cleaning cloth can be provided as a cleaning tool. It is to be understood that the above exemplary cleaning tools are not limiting of the present invention.
Bekannt ist es, dass das Bodenreinigungsgerät eine Sensoreinrichtung umfasst, anhand derer eine Navigation innerhalb der Umgebung, insbesondere unter Nutzung einer Karte, möglich ist. Es sind Bodenreinigungsgeräte bekannt, bei denen mittels einer Sensoreinrichtung ein Bodenmaterial ermittelt wird, um Reinigungsparameter anzupassen und/oder um nicht-reinigbare Bodenflächenabschnitte zu umfahren. Bekannt ist auch der Einsatz einer Sensoreinrichtung, um ein Material einer Verschmutzung des Bodens im Hinblick auf eine geeignete Reinigung festzustellen.It is known that the floor cleaning device includes a sensor device, which allows navigation within the environment, in particular using a map. Floor cleaning devices are known in which a floor material is determined using a sensor device in order to adapt cleaning parameters and/or to avoid non-cleanable floor surface sections. The use of a sensor device is also known to detect a material that is contaminating the floor with a view to suitable cleaning.
Die
des erfassten Lichts in einem vorbestimmten Lichtspektrum; und des Bestimmens einer Beschaffenheit des Untergrunds auf der Basis eines Vergleichs des Intensitätsverlaufs mit einem vorbestimmten Intensitätsverlauf.The
the detected light in a predetermined light spectrum; and determining a condition of the ground based on a comparison of the intensity curve with a predetermined intensity curve.
In der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bodenreinigungsgerät, ein Bodenreinigungssystem mit einem Bodenreinigungsgerät und ein Verfahren zum Betreiben eines Bodenreinigungsgerätes bereitzustellen, mit dem eine bessere Untersuchung der Bodenfläche möglich ist, vorzugsweise im Hinblick auf eine verbesserte Reinigung.The object of the present invention is to provide a floor cleaning device, a floor cleaning system with a floor cleaning device and a method for operating a floor cleaning device with which a better examination of the floor surface is possible, preferably with a view to improved cleaning.
Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes selbstfahrendes und selbstlenkendes Bodenreinigungsgerät gelöst, umfassend ein Fahrwerk zum Verfahren auf der Bodenfläche, mindestens ein Reinigungswerkzeug zum Reinigen der Bodenfläche, eine Steuereinrichtung und mindestens eine mit der Steuereinrichtung gekoppelte insbesondere optische Sensoreinrichtung mit mindestens einem auf die Bodenfläche gerichteten Erfassungsbereich, wobei mittels einer Erfassungs-Sensoreinrichtung der mindestens einen Sensoreinrichtung ein Untersuchungsobjekt auf der Bodenfläche räumlich erfassbar und ein diesbezügliches Erfassungssignal bereitstellbar ist, das indikativ für eine Relativposition des Bodenreinigungsgerätes und des Untersuchungsobjektes ist, wobei mittels einer Untersuchungs-Sensoreinrichtung der mindestens einen Sensoreinrichtung das Untersuchungsobjekt untersuchbar ist und ein diesbezügliches Untersuchungssignal bereitstellbar ist, das indikativ für ein Material des Untersuchungsobjektes ist, wobei vorzugsweise mittels der Steuereinrichtung ein Reinigungsverhalten für die Bodenfläche basierend auf dem ermittelten Material des Untersuchungsobjektes einstellbar ist.This object is achieved by a self-propelled and self-steering floor cleaning device according to the invention, comprising a chassis for moving on the floor surface, at least one cleaning tool for cleaning the floor surface, a control device and at least one in particular optical sensor device coupled to the control device with at least one detection area directed towards the floor surface, wherein an examination object on the floor surface can be spatially detected by means of a detection sensor device of the at least one sensor device and a corresponding detection signal can be provided which is indicative of a relative position of the floor cleaning device and the examination object, wherein the examination object can be examined by means of an examination sensor device of the at least one sensor device and a relevant examination signal can be provided which is indicative of a material of the examination object, wherein a cleaning behavior for the floor surface based on the determined material of the examination object can preferably be adjusted by means of the control device.
Bei dem erfindungsgemäßen Bodenreinigungsgerät erfolgt ein kombinatorischer Ansatz der Informationen, die mittels der Erfassungs-Sensoreinrichtung und der Untersuchungs-Sensoreinrichtung bereitgestellt und insbesondere von der Steuereinrichtung ausgewertet werden können. Über die Erfassungs-Sensoreinrichtung kann das Untersuchungsobjekt erfasst werden. Hierbei kann das Untersuchungsobjekt auf der Bodenfläche angeordnet sein, beispielsweise im Sinne eines körperlichen Gegenstandes, oder das Untersuchungsobjekt kann Bestandteil der Bodenfläche selbst sein, zum Beispiel gebildet durch die Beschaffenheit (etwa eine Textur) des Bodenflächenmaterials. Über die Bestimmung der Relativposition ist die Möglichkeit für die Steuereinrichtung gegeben, den Ort des Untersuchungsobjektes festzustellen, so dass dieses mittels der Untersuchungs-Sensoreinrichtung untersucht werden kann. Vorgesehen sein kann hierbei eine Erfassung oder Untersuchung in aufeinanderfolgenden Schritten oder, abhängig von der Beschaffenheit der mindestens einen Sensoreinrichtung, eine gleichzeitige Erfassung und Untersuchung. Die Untersuchung hat das Ziel, das Material des Untersuchungsobjektes zu bestimmen. Hierauf basierend kann vorzugsweise das Reinigungsverhalten eingestellt werden.In the floor cleaning device according to the invention, there is a combinatorial approach to the information that can be provided by means of the detection sensor device and the examination sensor device and, in particular, evaluated by the control device. The examination object can be detected via the detection sensor device. Here, the examination object can be arranged on the floor surface, for example in the sense of a physical object, or the examination object can be part of the floor surface itself, for example formed by the nature (e.g. a texture) of the floor surface material. By determining the relative position, the control device has the opportunity to determine the location of the object to be examined, so that this can be done by means of the examination sensor device can be examined. What can be provided here is a detection or examination in successive steps or, depending on the nature of the at least one sensor device, a simultaneous detection and examination. The aim of the investigation is to determine the material of the object under investigation. Based on this, the cleaning behavior can preferably be adjusted.
Die vorliegende Erfindung bietet beispielsweise den Vorteil, dass es dem Bodenreinigungsgerät möglich ist, durch die kombinierte Erfassung und Untersuchung mehr Informationen über die Bodenfläche (einschließlich etwaiger darauf angeordneter Untersuchungsobjekte) zu erhalten, als dies bei herkömmlichen Bodenreinigungsgeräten der Fall war. Vorzugsweise besteht die Möglichkeit zu bestimmen, ob das Untersuchungsobjekt Bestandteil der Bodenfläche selbst ist oder zum Beispiel eine Verschmutzung der Bodenfläche darstellt. Mittels der Erfassungs-Sensoreinrichtung wird zum Beispiel eine Änderung oder Besonderheit einer Textur erkannt, wobei vom Bodenreinigungsgerät noch nicht feststellbar ist, ob die Änderung oder Besonderheit auf einem Gegenstand auf der Bodenfläche (beispielsweise einer Verschmutzung) beruht oder ein Texturwechsel des Bodens selbst ist (zum Beispiel an einem gefüllten Astloch eines Holzbodens, durch das sich ein Unterschied zur Zeichnung des Holzes ergibt). Mittels der Untersuchungs-Sensoreinrichtung kann das Material untersucht und dadurch eine genauere Bestimmung des Untersuchungsobjektes vorgenommen werden. Beim Beispiel des Astloches könnte dadurch beispielsweise eine Verschmutzung ausgeschlossen werden.The present invention offers, for example, the advantage that it is possible for the floor cleaning device to obtain more information about the floor surface (including any examination objects arranged thereon) through the combined detection and examination than was the case with conventional floor cleaning devices. Preferably, it is possible to determine whether the examination object is part of the floor surface itself or, for example, represents contamination of the floor surface. By means of the detection sensor device, for example, a change or peculiarity in a texture is detected, although it cannot yet be determined by the floor cleaning device whether the change or peculiarity is based on an object on the floor surface (e.g. contamination) or is a change in texture of the floor itself (for example Example of a filled knothole in a wooden floor, which creates a difference to the drawing of the wood). Using the examination sensor device, the material can be examined and the object of the examination can be determined more precisely. In the example of the knothole, this could prevent contamination.
Vorgesehen sein kann, dass mittels der mindestens einen Sensoreinrichtung das Erfassungssignal und das Untersuchungssignal gleichzeitig bereitstellbar sind, beispielsweise bei Einsatz einer kombinierten Erfassungs- und Untersuchungs-Sensoreinrichtung.It can be provided that the detection signal and the examination signal can be provided simultaneously by means of the at least one sensor device, for example when using a combined detection and examination sensor device.
Günstig ist es, wenn abhängig von der ermittelten Relativposition das Fahrwerk ansteuerbar ist, das Bodenreinigungsgerät gezielt in Richtung auf das Untersuchungsobjekt zu verfahren, um dieses zu untersuchen. Nach Erfassen des Untersuchungsobjektes kann dessen gezielte Untersuchung vorgenommen werden, um weitere Informationen über das Untersuchungsobjekt zu gewinnen, insbesondere dessen Material. Es bietet sich eine Untersuchung des Untersuchungsobjektes aus der Nähe mit dem Ziel einer möglichst zuverlässigen Bestimmung des Materials des Untersuchungsobjektes an.It is advantageous if, depending on the determined relative position, the chassis can be controlled to move the floor cleaning device specifically in the direction of the examination object in order to examine it. After the object to be examined has been detected, its targeted examination can be carried out in order to obtain further information about the object to be examined, in particular its material. It is advisable to examine the object to be examined from close up with the aim of determining the material of the object to be examined as reliably as possible.
Vorzugsweise sind die Erfassung und/oder die Untersuchung des Untersuchungsobjektes während der reinigenden Bewegung des Bodenreinigungsgerätes über die Bodenfläche durchführbar. Eine gesonderte Untersuchung der Bodenfläche, wenngleich eine derartige Untersuchung im Sinne einer „Exploration“ vorgesehen sein kann, kann auf diese Weise eingespart werden.The detection and/or examination of the examination object can preferably be carried out during the cleaning movement of the floor cleaning device over the floor surface. A separate examination of the ground surface, although such an examination can be planned in the sense of an “exploration”, can be saved in this way.
Günstig kann es sein, wenn das Bodenreinigungsgerät mit der Untersuchungs-Sensoreinrichtung oberhalb des Untersuchungsobjektes positionierbar ist, um dieses zu untersuchen. Dies kann sich zum Beispiel bei einer spektroskopischen Sensoreinrichtung für eine punktuelle Untersuchung des Untersuchungsobjektes als vorteilhaft erweisen. Beispielsweise wird das Bodenreinigungsgerät so bewegt, um die Untersuchungs-Sensoreinrichtung so über dem Untersuchungsobjekt anzuordnen, dass dieses möglichst optimal im Erfassungsbereich positioniert ist.It can be advantageous if the floor cleaning device with the examination sensor device can be positioned above the examination object in order to examine it. This can prove to be advantageous, for example, in a spectroscopic sensor device for a selective examination of the object to be examined. For example, the floor cleaning device is moved in order to arrange the examination sensor device over the examination object in such a way that it is positioned as optimally as possible in the detection area.
Es wurde vorstehend erwähnt, dass das Bodenreinigungsgerät zum Untersuchungsobjekt verfahren werden kann. Alternativ oder ergänzend ist denkbar, dass eine Sensoreinrichtung beweglich am Bodenreinigungsgerät angeordnet ist und dass eine Antriebseinheit der Sensoreinrichtung abhängig von der ermittelten Relativposition ansteuerbar ist, die Untersuchungs-Sensoreinrichtung gezielt zu bewegen, um den Erfassungsbereich auf das Untersuchungsobjekt auszurichten. Denkbar ist hierbei, dass das Bodenreinigungsgerät an Ort und Stelle verbleiben kann.It was mentioned above that the floor cleaning device can be moved to the examination object. Alternatively or additionally, it is conceivable that a sensor device is movably arranged on the floor cleaning device and that a drive unit of the sensor device can be controlled depending on the determined relative position to move the examination sensor device in a targeted manner in order to align the detection area with the examination object. It is conceivable that the floor cleaning device can remain in place.
Vorgesehen sein kann, dass mittels der mindestens einen Sensoreinrichtung, beispielsweise einem 2D-Imager, die Größe des Untersuchungsgegenstandes ermittelbar ist. Zu diesem Zweck kann die mindestens eine Sensoreinrichtung über eine Antriebseinheit beweglich am Bodenreinigungsgerät angeordnet sein, wie vorstehend erläutert.It can be provided that the size of the object to be examined can be determined by means of the at least one sensor device, for example a 2D imager. For this purpose, the at least one sensor device can be movably arranged on the floor cleaning device via a drive unit, as explained above.
Beispielsweise kann eine Sensoreinrichtung mit einem räumlich kleinen Erfassungsbereich (gewissermaßen für eine punktuelle Messung) entlang einer Bahn in mindestens einer Raumrichtung, vorzugsweise zwei oder mehr Raumrichtungen, verfahren werden. Ränder des Materials können vorzugsweise entlang der mindestens einen Raumrichtung bestimmt und auf eine flächige Ausdehnung des Untersuchungsgegenstandes geschlossen werden.For example, a sensor device with a spatially small detection area (for a point measurement, so to speak) can be moved along a path in at least one spatial direction, preferably two or more spatial directions. Edges of the material can preferably be determined along the at least one spatial direction and a planar extent of the object under examination can be concluded.
Von Vorteil kann es insbesondere sein, wenn basierend auf dem ermittelten Material von der Steuereinrichtung feststellbar ist, ob das Untersuchungsobjekt eine Verschmutzung der Bodenfläche oder der Boden ist. Basierend auf dieser Feststellung kann insbesondere ein Reinigungsverhalten besonders vorteilhaft angepasst werden. Eine als solche erkannte Verschmutzung wird vorzugsweise vom Bodenreinigungsgerät gereinigt, es sei denn, dass der Reinigung Gründe entgegenstehen. Gründe könnten beispielsweise die fehlende Überfahrbarkeit der Verschmutzung sein oder deren Eigenschaft als mit dem Reinigungswerkzeug nicht reinigbar oder als nicht entfernbar, weil die Verschmutzung zwar gereinigt, aber mittels des Reinigungswerkzeugs nicht von der Bodenfläche entfernt werden kann. Andernfalls kann durch Feststellung, dass das Untersuchungsobjekt Bestandteil des Bodens ist, beispielsweise eine Anpassung des Reinigungsverhaltens an das Bodenmaterial erfolgen. Denkbar ist auch, dass eine Verschmutzung der Bodenfläche am Abschnitt des Untersuchungsobjektes ausgeschlossen werden kann.It can be particularly advantageous if the control device can determine, based on the material determined, whether the object to be examined is a contamination of the floor surface or the floor. Based on this finding, cleaning behavior in particular can be adapted particularly advantageously. Contamination that is recognized as such is preferably cleaned by the floor cleaning device, unless there are reasons against cleaning. reasons could be, for example, the inability to drive over the contamination or its property as not being cleanable with the cleaning tool or as not being removable because the contamination can be cleaned but cannot be removed from the floor surface using the cleaning tool. Otherwise, by determining that the examination object is part of the floor, the cleaning behavior can be adapted to the floor material, for example. It is also conceivable that contamination of the floor surface at the section of the examination object can be ruled out.
Das Reinigungsverhalten ist vorzugsweise, wie bereits erwähnt, basierend auf dem ermittelten Material anpassbar, insbesondere im Hinblick auf eine Entfernung des Untersuchungsobjektes von der Bodenfläche.The cleaning behavior is preferably, as already mentioned, adaptable based on the material determined, in particular with regard to removing the examination object from the floor surface.
Beispielsweise kann zumindest eines der Folgenden anpassbar sein: Auswahl eines Reinigungswerkzeugs, Einstellen der Reinigungsleistung, Menge an Reinigungsflüssigkeit, Dosierung einer Reinigungschemikalie, Anpassung des Reinigungsgrads, Vermeiden des Überfahrens des Untersuchungsobjektes.For example, at least one of the following can be adjustable: selection of a cleaning tool, adjustment of the cleaning power, amount of cleaning liquid, dosage of a cleaning chemical, adjustment of the degree of cleaning, avoiding running over the object to be examined.
Das Erfassungssignal kann beispielsweise indikativ für eine Größe und/oder eine Gestalt des Untersuchungsobjektes sein, wobei das Reinigungsverhalten zum Beispiel basierend auf der ermittelten Größe und/oder Gestalt einstellbar ist. Beispielsweise werden zu große Untersuchungsobjekte, speziell Verschmutzungen, nicht überfahren. Verschmutzungen, die flüssig sind, werden beispielsweise deswegen nicht überfahren, damit sie nicht auf der Bodenfläche verwischt werden.The detection signal can, for example, be indicative of a size and/or shape of the examination object, with the cleaning behavior being adjustable, for example, based on the determined size and/or shape. For example, objects to be examined that are too large, especially contamination, are not driven over. For example, dirt that is liquid is not driven over so that it is not smeared onto the floor surface.
Günstigerweise werden als Verschmutzung erkannte Untersuchungsobjekte nicht vor der Untersuchung überfahren, um Festfahren oder Verschmieren zu vermeiden.Conveniently, objects to be examined that are identified as being dirty are not driven over before the examination in order to avoid getting stuck or smeared.
Vorgesehen sein kann, dass die Erfassungs-Sensoreinrichtung und die Untersuchungs-Sensoreinrichtung verschiedenartigen Typs sind, wobei mittels der Erfassungs-Sensoreinrichtung das Erfassungssignal bereitstellbar und mittels der hiervon unterschiedlichen Untersuchungs-Sensoreinrichtung das Untersuchungssignal bereitstellbar ist. Die Sensoreinrichtungen sind insbesondere funktional und/oder baulich voneinander unterschiedlich und können zum Beispiel unterschiedliche Datensätze, die von der Steuereinrichtung ausgewertet werden, bereitstellen. Jede Sensoreinrichtung kann im Hinblick auf die zu erfüllende Aufgabe - Erfassung oder Untersuchung - vorzugsweise optimal angepasst sein. Es können für die Sensoreinrichtungen beispielsweise verhältnismäßig günstige Standard-Komponenten eingesetzt werden, um eine zuverlässige Funktion des Bodenreinigungsgerätes sicherzustellen und vorzugsweise eine günstige Herstellung zu ermöglichen.It can be provided that the detection sensor device and the examination sensor device are of different types, wherein the detection signal can be provided by means of the detection sensor device and the examination signal can be provided by means of the different examination sensor device. The sensor devices are in particular functionally and/or structurally different from one another and can, for example, provide different data sets that are evaluated by the control device. Each sensor device can preferably be optimally adapted with regard to the task to be performed - detection or examination. For example, relatively inexpensive standard components can be used for the sensor devices in order to ensure reliable function of the floor cleaning device and preferably to enable inexpensive production.
Vorgesehen sein kann bei einer bevorzugten Ausführungsform, dass die mindestens eine Sensoreinrichtung als kombinierte Erfassungs- und Untersuchungs-Sensoreinrichtung ausgestaltet ist, zum räumlichen Erfassen des Untersuchungsobjektes und Bereitstellen des Erfassungssignals und zum Untersuchen des Untersuchungsobjektes und Bereitstellen des Untersuchungssignals, oder ein kombiniertes Erfassungs- und Untersuchungssignal ist von der kombinierten Sensoreinrichtung bereitstellbar, das indikativ für die Relativposition des Untersuchungsobjektes und des Bodenreinigungsgerätes und für das Material des Untersuchungsobjektes ist. Dementsprechend kann vorgesehen sein, dass von der kombinierten Sensoreinrichtung verschiedenartige Datensätze oder nur ein einziger Datensatz bereitgestellt werden. Hiervon unabhängig können von der Steuereinrichtung vorzugsweise die Relativposition und das Material bestimmt werden. Auch für die kombinierte Sensoreinrichtung kann beispielsweise auf eine Standard-Komponente zurückgegriffen werden, um einen zuverlässigen Betrieb des Bodenreinigungsgerätes sicherzustellen und beispielsweise eine kompakte Bauform zu erzielen, da Bauraum für eine zusätzliche Sensoreinrichtung eingespart werden kann.In a preferred embodiment, it can be provided that the at least one sensor device is designed as a combined detection and examination sensor device for spatially detecting the examination object and providing the detection signal and for examining the examination object and providing the examination signal, or a combined detection and examination signal can be provided by the combined sensor device, which is indicative of the relative position of the examination object and the floor cleaning device and of the material of the examination object. Accordingly, it can be provided that different types of data sets or only a single data set are provided by the combined sensor device. Independently of this, the relative position and the material can preferably be determined by the control device. A standard component can also be used for the combined sensor device, for example, in order to ensure reliable operation of the floor cleaning device and, for example, to achieve a compact design, since installation space for an additional sensor device can be saved.
Die Untersuchungs-Sensoreinrichtung kann vorzugsweise als optische spektroskopische Sensoreinrichtung ausgebildet sein oder eine solche umfassen, insbesondere als Materialsensor. Vorzugsweise ist zum Beispiel vorgesehen, dass das Untersuchungsobjekt beleuchtet und reflektiertes oder gestreutes Licht spektral zerlegt wird, um spektral abhängig Intensitäten des empfangenen Lichts zur Materialbestimmung auszuwerten. Denkbar ist zum Beispiel der Einsatz einer multispektralen Kamera, insbesondere mit 2D-Imager. Derartige Kameras werden zum Beispiel von dem Unternehmen Unispectral, Israel, angeboten. Denkbar ist alternativ oder ergänzend der Einsatz einer spektralen 2D- oder 3D-Lidareinrichtung und/oder einer UHF-Sensoreinrichtung (auch als mm-Wave-Sensoreinrichtung bezeichnet) für die Gewinnung der Spektralinformation über das Untersuchungsobjekt.The examination sensor device can preferably be designed as or include an optical spectroscopic sensor device, in particular as a material sensor. Preferably, for example, it is provided that the examination object is illuminated and reflected or scattered light is spectrally decomposed in order to evaluate spectrally dependent intensities of the received light to determine the material. It is conceivable, for example, to use a multispectral camera, especially with a 2D imager. Such cameras are offered, for example, by the company Unispectral, Israel. Alternatively or additionally, it is conceivable to use a spectral 2D or 3D lidar device and/or a UHF sensor device (also referred to as a mm-wave sensor device) to obtain spectral information about the object to be examined.
Günstig kann es sein, wenn die Erfassungs-Sensoreinrichtung als optische Kameraeinrichtung mit mindestens einer Kamera ausgebildet ist oder eine solche umfasst. Beispielsweise kann eine Kameraeinrichtung mit einer Kamera zum Erstellen eines 2D-Bildes des Untersuchungsobjektes vorgesehen sein. Als besonders vorteilhaft kann sich der Einsatz einer Kameraeinrichtung zum Erstellen eines insbesondere hochauflösenden 3D-Bildes des Untersuchungsobjektes erweisen, wobei speziell eine Stereokameraeinrichtung zum Einsatz kommen kann. Denkbar ist die Nutzung einer mehrkanaligen Kameraeinrichtung mit Farbinformation (beispielsweise RGB) oder einer Monochrom-Kameraeinrichtung. Vorgesehen sein kann zum Beispiel der Einsatz einer Time-of-Flight-Kameraeinrichtung (TOF) zum Erstellen eines Tiefenbildes. Als vorteilhaft kann sich zum Beispiel der Einsatz einer Kameraeinrichtung mit Farbinformation und Tiefeninformation erweisen, z. B. einer RGB-D-Kameraeinrichtung.It can be advantageous if the detection sensor device is designed as an optical camera device with at least one camera or includes one. For example, a camera device with a camera for creating a 2D image of the examination object can be provided. The use of a camera device for creating a particularly high-resolution 3D image of the The object to be examined can prove to be particularly suitable for use with a stereo camera device. It is conceivable to use a multi-channel camera device with color information (for example RGB) or a monochrome camera device. For example, the use of a time-of-flight camera device (TOF) to create a depth image can be envisaged. For example, the use of a camera device with color information and depth information can prove to be advantageous, e.g. B. an RGB-D camera device.
Günstig kann es insbesondere sein, wenn die Erfassungs-Sensoreinrichtung als optische Scaneinrichtung zum räumlichen Abtasten der Umgebung ausgebildet ist oder eine solche umfasst, insbesondere eine Lidareinrichtung. Die Scaneinrichtung setzt insbesondere strukturiertes Licht, beispielsweise ein Lichtschnittverfahren, zum Abtasten der Umgebung ein.It can be particularly advantageous if the detection sensor device is designed as an optical scanning device for spatial scanning of the environment or includes such a device, in particular a lidar device. The scanning device uses in particular structured light, for example a light section method, to scan the environment.
Vorstehende Ausführungen zeigen, dass beispielsweise eine spektrale 2D-Lidareinrichtung oder eine spektrale 3D-Lidareinrichtung als kombinierte Erfassungs- und Untersuchungs-Sensoreinrichtung zum Einsatz kommen können.The above statements show that, for example, a spectral 2D lidar device or a spectral 3D lidar device can be used as a combined detection and examination sensor device.
Alternativ zur optischen Ausgestaltung kann die mindestens eine Sensoreinrichtung andersartig ausgestaltet sein. Beispielsweise umfasst sie eine Radareinrichtung, um Material- und/oder räumliche Informationen zu liefern.As an alternative to the optical design, the at least one sensor device can be designed differently. For example, it includes a radar device to provide material and/or spatial information.
Vorgesehen sein kann, dass die mindestens eine Sensoreinrichtung zwei oder mehr identische oder gleichartige Sensoreinrichtungen umfasst. Beispielsweise sind zwei oder mehr identische oder gleichartige Untersuchungs-Sensoreinrichtungen vorgesehen, zum Beispiel spektroskopische Sensoreinrichtungen.It can be provided that the at least one sensor device comprises two or more identical or similar sensor devices. For example, two or more identical or similar examination sensor devices are provided, for example spectroscopic sensor devices.
Die Sensoreinrichtungen können vorzugsweise im gleichmäßigen Abstand voneinander und/oder in einer Linienanordnung am Bodenreinigungsgerät angeordnet sein. Denkbar ist, insbesondere bei einer optischen spektroskopischen Einrichtung, zum Beispiel eine jeweilige punktuelle Messung. Durch Einsatz einer Mehrzahl von Sensoreinrichtungen kann zumindest näherungsweise Messung längs einer Linie auf der Bodenfläche vorgenommen werden, bei sich bewegendem Bodenreinigungsgerät in einer Fläche. Der kombinierte Erfassungsbereich der Mehrzahl von Sensoreinrichtungen kann vorzugsweise über eine gesamte oder im Wesentlichen gesamte Breite des Bodenreinigungsgerätes bereitstellbar sein.The sensor devices can preferably be arranged at a uniform distance from one another and/or in a line arrangement on the floor cleaning device. It is conceivable, particularly in the case of an optical spectroscopic device, for example a respective point measurement. By using a plurality of sensor devices, at least an approximate measurement can be carried out along a line on the floor surface, with the floor cleaning device moving in one area. The combined detection range of the plurality of sensor devices can preferably be provided over an entire or substantially entire width of the floor cleaning device.
Die mindestens eine Sensoreinrichtung kann unbeweglich am Bodenreinigungsgerät festgelegt sein, oder die mindestens eine Sensoreinrichtung kann unter Ansteuerung durch die Steuereinrichtung mittels einer Antriebseinheit am Bodenreinigungsgerät beweglich gehalten sein. Auf diese Weise können beispielsweise linienförmige oder flächige Abschnitte der Bodenfläche erfasst werden.The at least one sensor device can be fixed immovably on the floor cleaning device, or the at least one sensor device can be held movably on the floor cleaning device under control by the control device by means of a drive unit. In this way, for example, linear or flat sections of the floor surface can be detected.
Der Erfassungsbereich der Erfassungs-Sensoreinrichtung ist, bezogen auf eine Hauptbewegungsrichtung des Bodenreinigungsgerätes, vorzugsweise auf einen dem Bodenreinigungsgerät vorgelagerten Abschnitt der Bodenfläche und/oder auf die Umgebung des Bodenreinigungsgerätes gerichtet.The detection range of the detection sensor device is, based on a main direction of movement of the floor cleaning device, preferably directed towards a section of the floor surface in front of the floor cleaning device and/or towards the surroundings of the floor cleaning device.
Der Erfassungsbereich der Untersuchungs-Sensoreinrichtung kann beispielsweise auf einen unterhalb des Bodenreinigungsgerätes angeordneten Abschnitt der Bodenfläche gerichtet sein, speziell bei Einsatz eines Materialsensors.The detection range of the examination sensor device can, for example, be directed towards a section of the floor surface arranged below the floor cleaning device, especially when using a material sensor.
Der Erfassungsbereich der Erfassungs-Sensoreinrichtung kann beispielsweise eine größere räumliche Ausdehnung aufweisen als der Erfassungsbereich der Untersuchungs-Sensoreinrichtung.The detection area of the detection sensor device can, for example, have a larger spatial extent than the detection area of the examination sensor device.
Der Erfassungsbereich der Untersuchungs-Sensoreinrichtung kann beispielsweise punktuell ausgebildet sein. Unter „punktuell“ wird vorliegend zum Beispiel ein Erfassungsbereich auf der Bodenfläche angesehen, der wenige cm2 abdeckt.The detection area of the examination sensor device can, for example, be designed at points. In the present case, “pointwise” refers, for example, to a detection area on the floor surface that covers a few cm 2 .
Die mindestens eine Sensoreinrichtung kann beispielsweise, bezogen auf eine Hauptbewegungsrichtung des Bodenreinigungsgerätes, an oder nahe einer Vorderseite angeordnet sein.The at least one sensor device can, for example, be arranged on or near a front side in relation to a main direction of movement of the floor cleaning device.
Die mindestens eine Sensoreinrichtung ist beispielsweise außermittig bezüglich einer Mittellängsebene angeordnet. Eine derartige Positionierung kann sich zum Beispiel bei Konturfahrten, wie etwa einer Wandverfolgungsfahrt des Bodenreinigungsgerätes, als vorteilhaft erweisen.The at least one sensor device is arranged, for example, off-center with respect to a central longitudinal plane. Such a positioning can prove to be advantageous, for example, when traveling along contours, such as a wall-following journey of the floor cleaning device.
Die mindestens eine Sensoreinrichtung ist beispielsweise, bezogen auf eine Hauptbewegungsrichtung des Bodenreinigungsgerätes, vor dem mindestens einen Reinigungswerkzeug angeordnet, um das Material eines Untersuchungsobjektes nach Möglichkeit vor dem Überfahren mit dem Reinigungswerkzeug zu bestimmen.The at least one sensor device is, for example, arranged in front of the at least one cleaning tool, based on a main direction of movement of the floor cleaning device, in order to determine the material of an examination object, if possible, before the cleaning tool is passed over it.
Wie eingangs erwähnt, betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Bodenreinigungssystem.As mentioned at the beginning, the present invention also relates to a floor cleaning system.
Ein erfindungsgemäßes, die eingangs genannte Aufgabe lösendes Bodenreinigungssystem umfasst ein Bodenreinigungsgerät der vorstehend beschriebenen Art und eine Speichereinheit, in der Informationen betreffend das Material von Untersuchungsgegenständen verknüpft mit diesbezüglichen Daten der Untersuchungs-Sensoreinrichtung gespeichert sind und/oder speicherbar sind, die durch das Untersuchungssignal gebildet sind oder hierauf basieren. Anhand der Informationen der Speichereinheit kann das Bodenreinigungssystem feststellen, aus welchem Material das Untersuchungsobjekt besteht. Gewissermaßen kann eine Bibliothek unterschiedlicher Materialien vorhanden sein, wobei die Steuereinrichtung basierend auf dem Untersuchungssignal das richtige Material ermitteln kann.A floor cleaning system according to the invention, which solves the problem mentioned at the outset, comprises a floor cleaning device of the type described above and a storage unit in which information relating to the material of Examination objects linked to relevant data from the examination sensor device are stored and / or can be stored, which are formed by the examination signal or are based on this. Based on the information from the storage unit, the floor cleaning system can determine what material the examination object is made of. In a sense, a library of different materials can be present, with the control device being able to determine the correct material based on the examination signal.
„Material“ kann im vorliegenden Fall ein einzelnes Material sein, beispielsweise im Sinne eines chemischen Elementes, eine chemische Gruppe oder eine Klasse von Materialien, wie zum Beispiel „festes organisches Material“, „wässriges Material“ oder dergleichen.“Material” in this case can be a single material, for example in the sense of a chemical element, a chemical group or a class of materials, such as “solid organic material”, “aqueous material” or the like.
Die Informationen können in der Speichereinheit verknüpft mit einer Karte oder in einer Karte zusammen mit einer Positionsinformation gespeichert sein.The information can be stored in the storage unit linked to a map or in a map together with position information.
Vorgesehen sein kann, dass das Bodenreinigungsgerät die Speichereinheit umfasst und das Bodenreinigungssystem ausbildet. Insbesondere ist zum Beispiel keine externe Speichereinheit vorgesehen.It can be provided that the floor cleaning device includes the storage unit and forms the floor cleaning system. In particular, for example, no external storage unit is provided.
Vorgesehen sein kann, dass das Bodenreinigungssystem eine räumlich entfernt vom Bodenreinigungsgerät angeordnete Speichereinheit umfasst, insbesondere als Bestandteil oder verknüpft mit einer räumlich entfernt positionierten Datenverarbeitungseinrichtung. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann ein einzelner Computer sein oder eine Mehrzahl von Computern oder Servern, beispielsweise eine Cloud. Die Speichereinheit kann in die Datenverarbeitungseinrichtung integriert sein.It can be provided that the floor cleaning system comprises a storage unit arranged spatially distant from the floor cleaning device, in particular as a component or linked to a data processing device positioned spatially distantly. The data processing device can be a single computer or a plurality of computers or servers, for example a cloud. The storage unit can be integrated into the data processing device.
Kommunikationsglieder ermöglichen vorzugsweise einen Austausch von Informationen zwischen der Speichereinheit und dem Bodenreinigungsgerät.Communication elements preferably enable an exchange of information between the storage unit and the floor cleaning device.
Das Bodenreinigungssystem ist vorzugsweise selbstlernend ausgestaltet, wobei neu erlernte Materialien in der Speichereinheit speicherbar sind, beispielsweise bei einer Explorationsfahrt des Bodenreinigungsgerätes auf der Bodenfläche. Die Steuereinrichtung kann zum Beispiel Machine-Learning-Algorithmen und/oder ein neuronales Netz zum Erlernen anwenden.The floor cleaning system is preferably designed to be self-learning, with newly learned materials being able to be stored in the storage unit, for example during an exploration trip of the floor cleaning device on the floor surface. The control device can, for example, use machine learning algorithms and/or a neural network for learning.
Das Bodenreinigungssystem umfasst bei einer bevorzugten Ausführungsform eine Anzeigeeinheit und eine Eingabeeinheit für einen Benutzer, wobei an der Anzeigeeinheit ein Hinweis bereitstellbar ist, ein ermitteltes Material für das Untersuchungsobjekt über die Eingabeeinheit zu bestätigen. Dies kann zum Beispiel im Anschluss an eine Explorationsfahrt erfolgen. Dem Benutzer kann zum Beispiel mindestens ein Vorschlag für das Material unterbreitet werden. Die Bestätigung dient zum Beispiel der Verknüpfung des Materials mit den Daten basierend auf dem Untersuchungssignal in der Speichereinheit, wie vorstehend erläutert.In a preferred embodiment, the floor cleaning system comprises a display unit and an input unit for a user, wherein an indication can be provided on the display unit to confirm a determined material for the examination object via the input unit. This can be done, for example, after an exploration trip. For example, at least one suggestion for the material can be made to the user. The confirmation serves, for example, to link the material with the data based on the examination signal in the storage unit, as explained above.
An der Anzeigeeinheit kann zum Beispiel ein Hinweis bereitstellbar sein, dass ein Material nicht ermittelt werden konnte, wobei vom Benutzer über die Eingabeeinheit das Material bezeichnet und eine diesbezügliche Information in der Speichereinheit speicherbar ist. Auf diese Weise kann der Benutzer das Bodenreinigungssystem anlernen und gewissermaßen zusätzliches „bekanntes“ Material in der Speichereinheit hinterlegen.For example, an indication that a material could not be determined can be provided on the display unit, with the user designating the material via the input unit and relevant information being able to be stored in the storage unit. In this way, the user can train the floor cleaning system and, to a certain extent, store additional “known” material in the storage unit.
Vorgesehen sein kann, dass vom Bodenreinigungsgerät mindestens eine Karte der Umgebung erstellt wird, in der eine Information betreffend Bodenmaterial(ien) gespeichert ist bzw. sind. Auf diese Weise können positionsbezogene Informationen über die Beschaffenheit der Bodenfläche gespeichert werden. Einem Benutzer kann ein Hinweis beispielsweise an der Anzeigeeinheit bereitstellbar sein, um die erstellte Karte zu bestätigen und/oder zum Beispiel für die Speicherung zu prüfen. Die vorstehend erwähnte Bibliothek kann auf diese Weise erweitert werden.It can be provided that the floor cleaning device creates at least one map of the environment in which information regarding floor material(s) is or is stored. In this way, position-related information about the condition of the floor surface can be stored. A note can be provided to a user, for example on the display unit, in order to confirm the created map and/or, for example, to check it for storage. The library mentioned above can be expanded in this way.
Eine Explorationsfahrt mit Abfrage an den Benutzer ermöglicht eine sichere Klassifikation von Bodenmaterial. Über ein vom Bodenreinigungsgerät vorgeschlagenes Bodenmaterial ist eine bequeme Bedienung des Bodenreinigungsgerätes möglich, da eine Suche nach Bodenmaterialien in einer Liste entfallen kann.An exploration trip with a query to the user enables a reliable classification of soil material. The floor cleaning device can be operated conveniently using a floor material suggested by the floor cleaning device, as there is no need to search for floor materials in a list.
Die Anzeigeeinheit und die Eingabeeinheit können vom Bodenreinigungsgerät umfasst sein. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass eine räumlich entfernte Anzeigeeinheit und/oder Eingabeeinheit vorgesehen sind, zum Beispiel der Datenverarbeitungseinrichtung.The display unit and the input unit can be included in the floor cleaning device. Alternatively or additionally, it can be provided that a spatially distant display unit and/or input unit is provided, for example the data processing device.
Wie eingangs erwähnt, betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren.As mentioned at the beginning, the present invention also relates to a method.
Ein erfindungsgemäßes, die eingangs genannte Aufgabe lösendes Verfahren zum Betreiben eines Bodenreinigungsgerätes, insbesondere der vorstehend beschriebenen Art, umfasst:
- - Räumliches Erfassen, mittels einer Erfassungs-Sensoreinrichtung, eines Untersuchungsobjektes auf der Bodenfläche und Bereitstellen eines diesbezüglichen Erfassungssignals, das indikativ für eine Relativposition des Bodenreinigungsgerätes und des Untersuchungsobjektes ist;
- - Untersuchen, mittels einer Untersuchungs-Sensoreinrichtung, des Untersuchungsobjektes und Bereitstellen eines diesbezüglichen Untersuchungssignals, das indikativ für ein Material des Untersuchungsobjektes ist; und, bevorzugt,
- - Einstellen, mittels einer Steuereinrichtung, eines Reinigungsverhaltens für die Bodenfläche basierend auf dem ermittelten Material des Untersuchungsobjektes.
- - Spatial detection, by means of a detection sensor device, of an examination object on the floor surface and provision of a relevant detection signal that is indicative of a relay tive position of the floor cleaning device and the examination object;
- - Examining, by means of an examination sensor device, the examination object and providing a relevant examination signal that is indicative of a material of the examination object; and, preferably,
- - Setting, by means of a control device, a cleaning behavior for the floor surface based on the determined material of the examination object.
Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit der Erläuterung des erfindungsgemäßen Bodenreinigungsgerätes erwähnt wurden, können von dem erfindungsgemäßen Bodenreinigungssystem und dem erfindungsgemäßen Verfahren ebenfalls erzielt werden. Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Bodenreinigungssystems und vorteilhafte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich durch vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Bodenreinigungsgerätes. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die voranstehenden Ausführungen verwiesen.Advantages that have already been mentioned in connection with the explanation of the floor cleaning device according to the invention can also be achieved by the floor cleaning system according to the invention and the method according to the invention. Advantageous embodiments of the floor cleaning system according to the invention and advantageous embodiments of the method according to the invention result from advantageous embodiments of the floor cleaning device according to the invention. To avoid repetition, please refer to the above statements.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:
-
1 : eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Bodenreinigungsgerätes in bevorzugter Ausführungsform; -
2 : eine schematische Darstellung des Bodenreinigungsgerätes aus1 von unten; -
3 : ein Blockdiagramm des Bodenreinigungsgerätes aus1 , insbesondere als Bestandteil eines erfindungsgemäßen Bodenreinigungssystems; -
4 und5 : schematische Darstellungen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bodenreinigungsgerätes in einer den1 beziehungsweise 2 entsprechenden Weise; und -
6 : eine schematische Darstellung verschiedenartiger Verfahrensabläufe des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel.
-
1 : a schematic side view of the floor cleaning device according to the invention in a preferred embodiment; -
2 : a schematic representation of the floor cleaning device1 from underneath; -
3 : a block diagram of the floor cleaning device1 , in particular as part of a floor cleaning system according to the invention; -
4 and5 : Schematic representations of a further preferred embodiment of the floor cleaning device according to the invention in one1 or 2 corresponding ways; and -
6 : a schematic representation of various process sequences of the method according to the invention in a preferred exemplary embodiment.
Die
Als weiteres beispielhaftes Untersuchungsobjekt 14 zeigt
Das Bodenreinigungsgerät 10 umfasst vorliegend ein Gehäuse 20, an dem untenseitig ein Fahrwerk 22 angeordnet ist, zum Verfahren auf der Bodenfläche 12.In the present case, the
Positions- und Orientierungsangaben wie beispielsweise „untenseitig“, „unterhalb“, „obenseitig“, „oberhalb“ oder dergleichen sind auf einen bestimmungsgemäßen Gebrauch des Bodenreinigungsgerätes 10 bezogen. Hierbei steht das Bodenreinigungsgerät 10 auf der Bodenfläche 12 auf, die beispielsweise als horizontal ausgerichtet angesehen werden kann. Eine Kontaktebene des Bodenreinigungsgerätes 10 kann mit einer von der Bodenfläche 12 definierten Bodenebene zusammenfallen.Position and orientation information such as “bottom”, “below”, “top”, “above” or the like are related to the intended use of the
Positions- und Orientierungsangaben wie beispielsweise „Vorderseite“, „Rückseite“ oder dergleichen sind auf eine Hauptbewegungsrichtung 24 des Bodenreinigungsgerätes 10 bezogen. Das Bodenreinigungsgerät 10 bewegt sich in der Hauptbewegungsrichtung 24 in geradliniger Geradeausfahrt.Position and orientation information such as “front”, “back” or the like are related to a main direction of
Das Bodenreinigungsgerät 10 umfasst mindestens ein Reinigungswerkzeug 26 zum Reinigen der Bodenfläche 12. Im vorliegenden Beispiel ist als Reinigungswerkzeug 26 beispielhaft eine Kehr-Saug-Einheit 28 vorgesehen, die eine Kehrwalze zum Abkehren von Schmutz und ein Saugaggregat zur Steigerung der Reinigungsleistung umfasst.The
Weiter umfasst das Bodenreinigungsgerät 10 eine Steuereinrichtung 30 zum Steuern des Betriebs. Die Steuereinrichtung 30 ist oder umfasst beispielsweise einen Mikroprozessor, der ein Anwendungsprogramm ausführen kann. Das Anwendungsprogramm ist zum Beispiel in einer Speichereinheit 32 des Bodenreinigungsgerätes 10 gespeichert, die auch in die Steuereinrichtung 30 integriert sein könnte.The
Zum Erfassen und Untersuchen der Umgebung und insbesondere der Untersuchungsobjekte 14 umfasst das Bodenreinigungsgerät 10 eine Erfassungs-Sensoreinrichtung 34 und eine Untersuchungs-Sensoreinrichtung 36, nachfolgend vereinfacht Sensoreinrichtungen 34 bzw. 36.To detect and examine the environment and in particular the examination objects 14, the
Bei der Sensoreinrichtung 34 handelt es sich vorliegend um eine Kameraeinrichtung 38. Die Kameraeinrichtung 38 umfasst mindestens eine optische Kamera und ist beim Bodenreinigungsgerät 10 als Farbkamera mit Tiefeninformation ausgebildet (RGB-D-Kameraeinrichtung).In the present case, the
Die Kameraeinrichtung 38 ist bezogen auf die Hauptbewegungsrichtung 24 an der Vorderseite 40 des Bodenreinigungsgerätes 10 angeordnet. Ein Erfassungsbereich 42 erfasst eine in der Hauptbewegungsrichtung 24 vor dem Bodenreinigungsgerät 10 angeordnete Umgebung und insbesondere Abschnitte der Bodenfläche 12.The
Die Kameraeinrichtung 38 stellt ein Erfassungssignal für die Steuereinrichtung 30 bereit, mit der sie gekoppelt ist.The
Über die Kameraeinrichtung 38 wird ein Untersuchungsobjekt 14 erfasst. Basierend auf dem Erfassungssignal kann die Steuereinrichtung 30 die Relativposition des Untersuchungsobjektes 14 und des Bodenreinigungsgerätes 10 ermitteln. Im vorliegenden Beispiel handelt es sich bei dem Untersuchungsobjekt 14 um die Verschmutzung 18. Es wird davon ausgegangen, dass die Textur 16 bereits zu einem früheren Zeitpunkt von der Kameraeinrichtung 38 erfasst und die Relativposition zum Bodenreinigungsgerät 10 bestimmt wurde.An
Über die Sensoreinrichtung 34 besteht somit die Möglichkeit, eine sich auf die Relativposition beziehende Positionsinformation in Bezug auf ein Untersuchungsobjekt 14 bereitzustellen. Diese Positionsinformation kann verwendet werden, um ein erfasstes Untersuchungsobjekt 14 räumlich in Beziehung zur Sensoreinrichtung 36 zu setzen. Dem Bodenreinigungsgerät 10 ist daher bekannt, wo ein mit der Sensoreinrichtung 36 zu untersuchendes Untersuchungsobjekt 14 aufzufinden ist.Via the
Die Sensoreinrichtung 36 ist vorgesehen, um das Untersuchungsobjekt 14 näher zu untersuchen. Im vorliegenden Beispiel wird als Untersuchungsobjekt 14 die Textur 16 untersucht, die bereits zuvor über die Kameraeinrichtung 38 erfasst wurde. Die Verschmutzung 18 als Untersuchungsobjekt 14 wird demgegenüber im vorliegenden Beispiel zu einem späteren Zeitpunkt untersucht.The
Die Sensoreinrichtung 36 ist als optische spektroskopische Einrichtung 46 ausgestaltet und umfasst beispielsweise einen Materialsensor 48.The
Der Materialsensor 48 ist nahe der Vorderseite 40 positioniert, insbesondere an einer Unterseite 50 des Gehäuses 20. Ein Erfassungsbereich 52 ist nach unten auf die Bodenfläche 12 gerichtet und im vorliegenden Beispiel im Wesentlichen punktuell ausgebildet. Das Untersuchungsobjekt 14 wird mittels des Materialsensors 48 untersucht, der ein diesbezügliches Untersuchungssignal an die mit ihm gekoppelte Steuereinrichtung 30 übermittelt.The
Die Steuereinrichtung 30 kann anhand des Untersuchungssignals das Material des Untersuchungsobjektes 14 ermitteln. Insbesondere ist in der Speichereinheit 32 eine Vielzahl unterschiedlicher Materialien mit diesbezüglichen Daten verknüpft gespeichert, die durch das Untersuchungssignal gebildet sind oder darauf beruhen. Abhängig vom Untersuchungssignal kann die Steuereinrichtung 30 aus der Speichereinheit 32 lesen, welches Material das Untersuchungsobjekt 14 umfasst.The
Abhängig von dem ermittelten Material kann bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Reinigungsverhalten des Bodenreinigungsgerätes 10 für die Bodenfläche 12 eingestellt werden.Depending on the material determined, in a preferred embodiment of the invention, a cleaning behavior of the
Im Betrieb des Bodenreinigungsgerät 10 ist es vorteilhaft, wenn Untersuchungsobjekte 14 während der reinigenden Bewegung des Bodenreinigungsgerätes 10 zunächst über die Sensoreinrichtung 34 erfasst und, durch Ausnutzung der Positionsinformation, anschließend über die Sensoreinrichtung 36 untersucht werden.During operation of the
Beispielsweise wird das erfasste Untersuchungsobjekt 14, dessen Position relativ zum Bodenreinigungsgerät 10 bekannt ist, angefahren und gezielt mit der Sensoreinrichtung 36 untersucht.For example, the detected
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Sensoreinrichtung 34, 36 beweglich am Bodenreinigungsgerät 10 gehalten ist und eine Antriebseinheit von der Steuereinrichtung 30 zur Bewegung der Sensoreinrichtung 34, 36 angesteuert werden kann.Alternatively or additionally, it can be provided that at least one
Beim Bodenreinigungsgerät 10 besteht der Vorteil beispielsweise darin, dass eine Kombination der sensorischen Informationen der Sensoreinrichtungen 34 und 36 erstellt und ausgewertet werden kann. Untersuchungsobjekte 14 werden zunächst erfasst und im Anschluss daran gezielt auf ihr Material hin untersucht, um beispielsweise das Reinigungsverhalten einzustellen. Insbesondere besteht die Möglichkeit festzustellen, ob es sich bei dem Untersuchungsobjekt 14 um ein Fremdobjekt handelt, wie zum Beispiel die Verschmutzung 18, oder um eine intrinsische Eigenschaft des Bodens, nämlich das Bodenmaterial, wie bei der Textur 16. Dies bietet zum einen die Möglichkeit, das Reinigungsverhalten mit dem Ziel der bestmöglichen Reinigung für die Entfernung der Verschmutzung 18 anzupassen. Zum anderen ist die Möglichkeit gegeben, eine Erfassung des Reinigungsverhaltens an die Beschaffenheit der Bodenfläche 12 anzupassen.The advantage of the
Anpassbare Reinigungsparameter können beispielsweise die Auswahl eines Reinigungswerkzeuges 26, die Einstellung einer Reinigungsleistung, die Menge einer mitgeführten Reinigungsflüssigkeit, die Dosierung einer mitgeführten Reinigungschemikalie, die Anpassung eines Reinigungspfads bis hin zum Vermeiden des Überfahrens des Untersuchungsobjektes 14 sein. Im letzteren Fall werden zum Beispiel zu große Untersuchungsobjekte 14 nicht überfahren. Entsprechendes gilt zum Beispiel für Untersuchungsobjekte 14, die mit dem mitgeführten Reinigungswerkzeug 26 nicht reinigbar oder nicht entfernbar aufgrund der materialmäßigen Beschaffenheit sind oder bei denen die Gefahr besteht, dass sie auf der Bodenfläche 12 in unerwünschter Weise verbreitet oder festgefahren werden.Adaptable cleaning parameters can be, for example, the selection of a
Das Bodenreinigungsgerät 10 kann (
Die Steuereinrichtung 30 kann für den Benutzer 60 an der Anzeigeeinheit 56 mindestens einen Vorschlag für ein ermitteltes Material des Untersuchungsobjektes 14 bereitstellen. Der Benutzer 60 kann das vorgeschlagene Material über die Eingabeeinheit 58 bestätigen. Diesbezügliche Daten, die das Material mit der Information basierend auf dem Untersuchungssignal verknüpfen, können in der Speichereinheit 32 gespeichert werden. Dadurch besteht die Möglichkeit, gewissermaßen eine Bibliothek von unterschiedlichen Materialien in der Speichereinheit 32 zu erstellen.The
Für den Fall, dass von der Steuereinrichtung 30 das Material des Untersuchungsobjektes 14 nicht ermittelt werden kann, kann ein entsprechender Hinweis an der Anzeigeeinheit 56 bereitgestellt werden. Der Benutzer 60 kann das Material über die Eingabeeinheit 58 vorgeben. Auch in diesem Fall das Material in der Speichereinheit 32 gespeichert werden.In the event that the material of the
Das Bodenreinigungsgerät 10 kann selbstlernend ausgestaltet sein. Neu erlernte Materialien können vorzugsweise auch ohne Zutun eines Benutzers in der Speichereinheit 32 gespeichert werden. Dies ist zum Beispiel für den Fall denkbar, dass zuvor erkannte Materialien miteinander kombiniert und als neues Material (wieder) erkannt werden. Dieses Material kann als Vertreter der Materialklasse in einen Trainingsdatensatz in die Bibliothek mit aufgenommen werden. Hierzu kann ein vorgegebener oder vorgebbarer Schwellenwert des Abstands zur zugeordneten Materialklasse definiert werden.The
Denkbar ist der Einsatz einer Explorationsfahrt über die Bodenfläche 12, um Materialänderungen festzustellen, auch dann, wenn das Material eines Untersuchungsobjektes 14 dem Bodenreinigungsgerät 10 nicht bekannt ist.It is conceivable to use an exploration trip over the
Das Bodenreinigungsgerät 10 kann für sich allein ein erfindungsgemäßes Bodenreinigungssystem ausbilden.The
Alternativ oder ergänzend kann das Bodenreinigungsgerät 10 Bestandteil eines mit dem Bezugszeichen 62 belegten erfindungsgemäßen Bodenreinigungssystems sein, das in
Für den Benutzer 60 sind ferner eine Anzeigeeinheit 56 und eine Eingabeeinheit 58 vorgesehen. Kommunikationsglieder 68 des Bodenreinigungsgerätes 10 und der Datenverarbeitungseinrichtung 64 ermöglichen einen Informationsaustausch, insbesondere mit der Speichereinheit 66, der Anzeigeeinheit 56 und der Eingabeeinheit 58.A
Wie im vorstehend erläuterten Beispiel können Vorschläge für Materialien dem Benutzer 60 an der Anzeigeeinheit 56 der Datenverarbeitungseinrichtung 64 unterbreitet werden. Die Rückmeldung des Benutzers 60 kann über die Eingabeeinheit 58 der Datenverarbeitungseinrichtung 64 vorgenommen werden.As in the example explained above, suggestions for materials can be made to the
Denkbar ist es selbstverständlich, dass die Speichereinheit 66 räumlich entfernt von der Datenverarbeitungseinrichtung 64 ist. Beispielsweise greift diese auf eine in
Das Bodenreinigungsgerät 10 kann eine Mehrzahl identischer oder funktionsgleicher Sensoreinrichtungen 34 und/oder 36 umfassen. In Bezug auf die Sensoreinrichtung 36 ist dies in
Mindestens eine Sensoreinrichtung 34, 36 kann außermittig in Bezug auf eine Mittellängsebene 70 positioniert sein, wie dies für die Sensoreinrichtung 36 in
Günstig ist die Positionierung der Sensoreinrichtung 34, 36 vor dem Reinigungswerkzeug, in Bezug auf die Hauptbewegungsrichtung 24.It is advantageous to position the
Die
Beim Bodenreinigungsgerät 72 ist als Untersuchungs-Sensoreinrichtung 36 anstelle des Materialsensors 48 ein spektroskopischer 2D-Imager 74 vorgesehen. Der Imager 74 liefert eine spektroskopische Information als Untersuchungssignal, anhand dessen die Steuereinrichtung 30 das Material des Untersuchungsobjektes 14 bestimmen kann.In the
Der Imager 74 ist an der Vorderseite 40 angeordnet, wobei der Erfassungsbereich 52 in der Hauptbewegungsrichtung 24 vor das Bodenreinigungsgerät 72 gerichtet ist, und ganz oder zumindest teilweise mit dem Erfassungsbereich 42 der Sensoreinrichtung 34 überlappen kann.The imager 74 is arranged on the front 40, with the
Mittels der Kameraeinrichtung 38 wird in einem Schritt S1 ein Untersuchungsobjekt 14 erfasst und die Relativposition zum Bodenreinigungsgerät bestimmt. Hierbei kann die Position mittels Rückprojektion der Bodenebene abgeschätzt werden. Das Untersuchungsobjekt 14 kann ein Bodenmaterial wie zum Beispiel bei der Textur 14 oder eine Verschmutzung 18 sein.Using the
Im folgenden Schritt S2 wird das Bodenreinigungsgerät 10 so positioniert, dass das Untersuchungsobjekt 14 wenn möglich optimal im Erfassungsbereich 52 angeordnet ist. Beispielsweise wird der Materialsensor 48 unmittelbar oberhalb des Untersuchungsobjektes 14 positioniert. Das Untersuchungsobjekt 14 wird untersucht.In the following step S2, the
In einem Folgeschritt S3 erfolgt in der Steuereinrichtung 30 eine Sensordatenanalyse basierend auf dem Erfassungssignal und dem Untersuchungssignal zur Bestimmung des Materials des Untersuchungsobjektes 14 sowie zur räumlichen Verortung des Untersuchungsobjektes 14, vorzugsweise einschließlich Materialkanten mit räumlichem Bezug zum Bodenreinigungsgerät 10. Auch bei der Bestimmung des Materials des Untersuchungsobjektes 14 können Daten der Sensoreinrichtung 34 herangezogen werden.In a subsequent step S3, a sensor data analysis is carried out in the
Bei der Sensordatenfusion, dies gilt außer für die Austattungsoption 01 auch für die weiteren Austattungsoptionen 02 bis 04, werden beispielsweise dem Bild der Kameraeinrichtung 38 Textur- und/oder Farbinformationen entnommen und aus den Daten des Materialsensors 48 Materialinformationen. Die Kombination beider Informationsarten in einem dem Untersuchungsobjekt 14 zugeordneten Feature-Vektor ermöglicht eine zuverlässige Klassifikation von dessen Material. Ausgewertet werden beide Informationen in einem Klassifikationsalgorithmus.In the case of sensor data fusion, which applies not only to
Nachfolgend wird im Folgeschritt S4 eine Überprüfung vorgenommen, ob die Untersuchung als hinreichend valide angesehen werden kann. Beispielsweise kann ein Schwellenwert definiert sein, der einen Abstand des ermittelten Materials zu einer Materialklasse beschreibt.Subsequently, in step S4, a check is carried out as to whether the examination can be viewed as sufficiently valid. For example, a threshold value can be defined that describes a distance between the determined material and a material class.
Bei als valide angesehener Untersuchung kann in der Speichereinheit 32 in einem Folgeschritt S5 eine Materialeigenschaft des Untersuchungsobjektes 14 gespeichert werden.If the examination is considered valid, a material property of the
Insbesondere der Schritt S5 könnte optional sein.In particular, step S5 could be optional.
In einem Folgeschritt S6 kann beispielsweise das Reinigungsverhalten eingestellt werden.In a subsequent step S6, for example, the cleaning behavior can be adjusted.
Bei einer andersartigen Austattungsoption O2 umfasst das Bodenreinigungsgerät als Sensoreinrichtung 34 eine 2D- oder 3D-Kameraeinrichtung 38 und als Sensoreinrichtung 36 einen spektralen 2D-Imager. In einem Schritt T1 kann ein Untersuchungsobjekt 14 mit der Kameraeinrichtung 38 und dem Imager erkannt und die Relativposition zum Bodenreinigungsgerät bestimmt werden. Im Folgeschritt T2 wird das Untersuchungsobjekt 14 mittels des 2D-Imagers untersucht. Die folgenden Schritte sind dieselben wie bei der ersten Option. Entsprechendes gilt für die nachfolgende Optionen O3.In the case of a different equipment option O2, the floor cleaning device includes a 2D or
Bei der Austattungsoption O3 wird als Sensoreinrichtung 34 eine 2D- oder 3D-Kameraeinrichtung 38 eingesetzt und als Sensoreinrichtung 36 ein multispektraler 2D-Lidar. Über die Kameraeinrichtung 38 wird in einem Folgeschritt U1 das Untersuchungsobjekt 14 erfasst und die Relativposition zum Bodenreinigungsgerät 10 bestimmt. Im Folgeschritt U2 wird mittels des 2D-Lidars die relative Position bestimmt und das Untersuchungsobjekt 14 untersucht.With the equipment option O3, a 2D or
Bei der Austattungsoption O4 kommt eine kombinierte Sensoreinrichtung für die Erfassung und Untersuchung zum Einsatz in Form eines multispektralen 3D-Lidars und/oder eines 3D mm-Wave Radars. In einem Schritt V1 wird das Untersuchungsobjekt mittels des Lidars und/oder Radars 14 erkannt und untersucht und dessen Relativposition zum Bodenreinigungsgerät bestimmt. Das Verfahren wird mit dem Schritt S4 fortgesetzt.The O4 equipment option uses a combined sensor device for detection and examination in the form of a multispectral 3D lidar and/or a 3D mm-wave radar. In a step V1, the examination object is recognized and examined using the lidar and/or
Wenn im Schritt S4 bei einer jeweiligen Optionen O1 bis O4 das Material des Untersuchungsobjektes 14 nicht hinreichend valide bestimmt werden kann, wird vorzugsweise das Reinigungsverhalten beispielsweise derart eingestellt, dass das Untersuchungsobjekt vermieden und insbesondere nicht überfahren wird (S7). Der Benutzer 60 kann um eine Klassifikation gebeten und anschließend eine entsprechende Information über das vom Benutzer genannte Material gespeichert werden, zum Beispiel in der Speichereinheit 32 (S8). Alternativ oder ergänzend kann die Speichereinheit 66 eingesetzt werden.If the material of the
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 1010
- BodenreinigungsgerätFloor cleaning device
- 1212
- Bodenflächefloor area
- 1414
- Untersuchungsobjektobject of investigation
- 1616
- Texturtexture
- 1818
- Verschmutzungpollution
- 2020
- GehäuseHousing
- 2222
- Fahrwerklanding gear
- 2424
- HauptbewegungsrichtungMain direction of movement
- 2626
- ReinigungswerkzeugCleaning tool
- 2828
- Kehr-Saug-EinheitSweeping-suction unit
- 3030
- SteuereinrichtungControl device
- 3232
- SpeichereinheitStorage unit
- 3434
- Erfassungs-SensoreinrichtungDetection sensor device
- 3636
- Untersuchungs-SensoreinrichtungExamination sensor device
- 3838
- KameraeinrichtungCamera setup
- 4040
- Vorderseitefront
- 4242
- ErfassungsbereichDetection area
- 4646
- Spektroskopische EinrichtungSpectroscopic facility
- 4848
- MaterialsensorMaterial sensor
- 5050
- Unterseitebottom
- 5252
- ErfassungsbereichDetection area
- 5656
- AnzeigeeinheitDisplay unit
- 5858
- EingabeeinheitInput unit
- 6060
- Benutzeruser
- 6262
- BodenreinigungssystemFloor cleaning system
- 6464
- DatenverarbeitungseinrichtungData processing device
- 6666
- SpeichereinheitStorage unit
- 6868
- Kommunikationsgliedcommunication link
- 7070
- MittellängsebeneCentral longitudinal plane
- 7272
- BodenreinigungsgerätFloor cleaning device
- 7474
- ImagerImager
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102018200719 A1 [0006]DE 102018200719 A1 [0006]
- WO 2018202301 A1 [0007]WO 2018202301 A1 [0007]
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- 2023-07-17 WO PCT/EP2023/069791 patent/WO2024017832A1/en unknown
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2024017832A1 (en) | 2024-01-25 |
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