ES2558331T3 - Procedimiento de funcionamiento de un robot de limpieza - Google Patents

Abstract

Procedimiento de funcionamiento de un robot de limpieza (1), preferiblemente un robot barredor y/o aspirador, en el que el robot (1) está preparado para captar locales en forma de un mapa, con miras a trasladar el robot (1) sobre el suelo de uno o varios recintos (10 a 15), y en el que el robot (1) dispone también de medios sensores (23) para determinar la posición dentro de un recinto (10 a 15) así captado, caracterizado por que el robot (1) puede hacerse funcionar discrecionalmente para el procesamiento de una superficie en virtud de una captación automática de un local (10 a 15) y también para el procesamiento de una superficie que ha sido ingresada previamente por un recorrido de autoinstrucción de los límites de dicha superficie, pudiendo realizarse en ambos casos, durante un procesamiento de una superficie, una comprobación del trayecto prefijado con ayuda de los límites del recinto actualmente captados.

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento de funcionamiento de un robot de limpieza.

La invencion concierne a un procedimiento de funcionamiento de un robot de limpieza, preferiblemente un robot barredor y/o aspirador, en el que el robot esta preparado para captar locales en forma de un mapa, con miras a trasladar el robot sobre el suelo de uno o varios recintos, y en el que, ademas, el robot dispone de medios sensores para determinar la posicion dentro de un recinto asf captado.

Se conocen procedimientos de la clase comentada para hacer funcionar aparatos de limpieza de suelos que trabajan de forma autonoma, especialmente para el ambito domestico. El robot de limpieza alimentado preferiblemente por acumulador electrico presenta para ello una memoria interna en el que puede depositarse un mapa de uno o varios recintos, con ayuda de cuyo mapa se puede conseguir una limpieza deliberada del suelo en el recinto accedido. En el mapa estan archivados los lfmites del recinto y los eventuales obstaculos existentes en el mismo, de modo que, con ayuda del presente mapa, se consigue una estrategia de traslacion favorable para limpiar el suelo del recinto.

Asimismo, es conocido dotar al robot de limpieza con medios sensores para determinar la posicion de dicho robot de limpieza dentro del recinto captado, a fin de iniciar estrategias de traslacion adecuadas en funcion de la determinacion de la posicion y del mapa creado.

Se conoce por el documento WO-A1-2007/051972 un robot de limpieza que trabaja con una confeccion de mapa primaria y una confeccion de mapa secundaria. Ambas confecciones de mapa se efectuan automaticamente por el rotor en el curso de una traslacion autonoma en un recinto. El documento EP-A2-2 058 720 describe en un robot de limpieza una confeccion de mapa tridimensional con ayuda de luz estructurada y una camara. El documento WO-A2- 2009/097354, que corresponde al preambulo de la reivindicacion 1 independiente, revela unos medios sensores que pueden estar previstos en un robot de limpieza para captar obstaculos, especialmente tambien por encima del robot de limpieza. Un robot de limpieza equipado de esta manera puede haber almacenado un mapa respecto de la captacion del recinto por medio de un procedimiento de autoaprendizaje. Sin embargo, se describe tambien como alternativa una ejecucion del robot de limpieza en el que se confecciona un mapa almacenado utilizando unos medios de marcacion.

Partiendo del estado de la tecnica ultimamente citado, la invencion se ocupa del problema de indicar un procedimiento de funcionamiento de un robot de limpieza que haga posible una utilizacion lo mas universal que sea posible.

Este problema se resuelve con el objeto de la reivindicacion 1, en la que se consigna que el robot puede hacerse funcionar discrecionalmente para procesar una superficie como consecuencia de la captacion automatica de un recinto y tambien para el procesamiento de una superficie que ha sido ingresada previamente mediante un recorrido de autoinstruccion de los lfmites de dicha superficie, pudiendo realizarse en ambos casos, durante un procesamiento de una superficie, una comprobacion del trayecto prefijado con ayuda de los lfmites del recinto actualmente captados. Por tanto, el robot llevado eventualmente por medio de un mando a distancia por el usuario a un recinto con un suelo que se debe limpiar tiene a su disposicion diferentes traslaciones de procesamiento de la superficie, efectuandose siempre un recorrido de la superficie a limpiar con ayuda de un mapa confeccionado del recinto. Este ultimo se confecciona, por ejemplo, por medio de un recorrido de autoinstruccion del lfmite de la superficie realizado por el usuario, realizandose esto asf tambien por un llamado procedimiento de autoaprendizaje. El usuario conduce entonces el robot, por ejemplo por medio de un mando a distancia, alternativamente por medio de teclas instaladas en el robot para controlar la direccion, sobre la superficie a cartografiar, cuyo mapa entonces confeccionado se archiva en una memoria interna del robot. Despues de una emision correspondiente de un orden por parte del usuario, el robot de limpieza recorre la superficie a limpiar dentro del mapa archivado. Si se produce esta orden de arranque sin que previamente se haya trazado un mapa con ayuda de un recorrido de autoinstruccion de los lfmites de la superficie, el robot de limpieza esta entonces en condiciones de confeccionar automaticamente un mapa de esta clase para la limpieza posterior de la superficie, y esto utilizando los medios sensores instalados en el robot. El robot recorre entonces automaticamente la superficie del recinto, captando los medios sensores los obstaculos existentes con ayuda de una medicion de distancia correspondiente y archivando estos obstaculos como coordenadas X/Y en el mapa. Asf, el robot se traslada primeramente, por ejemplo, a lo largo de los lfmites del recinto, por ejemplo a lo largo de las paredes, para jalonar asf el lfmite exterior de la superficie a limpiar. Dentro de esta superficie delimitada se captan otros obstaculos, como, por ejemplo, muebles, mediante un recorrido sucesivo de la superficie y se archivan estos en el mapa con las coordenadas correspondientes. Despues de esta confeccion automatica del mapa del recinto se inicia mas preferiblemente de forma automatica el programa de limpieza utilizando el mapa archivado o bien alternativamente, por ejemplo, mediante una intervencion adicional del usuario. Independientemente de si el robot realiza el proceso de limpieza por medio de un mapa depositado a traves de un procedimiento de autoaprendizaje o por medio de un mapa confeccionado automaticamente por un recorrido previo del local, el trayecto prefijado o el entorno inmediato del robot es vigilado continuamente por los medios sensores instalados en el robot para realizar asf una comprobacion continua del entorno o de los lfmites del recinto y de los obstaculos con los datos depositados en el mapa. Asf, por ejemplo, se capta de este modo una variacion de los

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Kmites del recinto o bien una variacion de la disposicion de eventuales obstaculos sobre la superficie segun la confeccion del mapa, con lo que se pueden reclamar estrategias de comportamiento correspondientes del robot, por ejemplo para circunvalar obstaculos recien anadidos o bien, por ejemplo, desplazados sobre la superficie. Los medios sensores son en este caso, por ejemplo, sensores de ultrasonidos o de infrarrojos y tambien tienen la forma de reconocimientos de obstaculos que actuan mecanicamente. Un sensible reconocimiento de obstaculos de esta clase es conocido, por ejemplo, por el documento DE 103 57 636 A1. Como consecuencia de la exploracion por sensores del entorno del robot se captan nuevos obstaculos no registrados en el mapa previamente confeccionado o se captan lfmites modificados del recinto.

El robot autonomo registra su entorno con sus medios sensores en forma de valores de exploracion y ensambla estas informaciones durante el viaje formando un mapa, archivandose en la memoria las coordenadas del trayecto recorrido en forma de una lista de puntos de camino. Un punto de camino esta constituido en este caso por dos valores para los ejes X e Y del mapa que se construye simultaneamente por el robot. Para la orientacion dentro del mapa se recurre a procedimientos que se basan en que las informaciones de distancia medidas de la posicion actual en el recinto son comparadas con el mapa almacenado.

Se contempla tambien que, para almacenar el mapa confeccionado automaticamente o por procedimientos de autoaprendizaje, este prevista preferiblemente una memoria no volatil en el robot de limpieza. En el caso de varios recintos se numeran preferiblemente o se identifican umvocamente de otra manera cada recinto a acceder y de manera correspondiente el mapa archivado para ello, de modo que puede recorrerse y limpiarse deliberadamente un recinto, por ejemplo disparando el proceso por medio de un mando a distancia o disparandolo por medio de una tecla del robot. Como se preve en una ejecucion preferida, se pueden almacenar de manera correspondiente varias superficies de autoaprendizaje. Cuando el robot es conducido a un recinto para el cual esta previsto un mapa correspondientemente archivado por autoaprendizaje, este robot comienza automaticamente el proceso de limpieza de la superficie despues de una orden correspondiente. Para el procedimiento de autoaprendizaje se conduce de preferencia primeramente el robot de limpieza, por ejemplo por medio de un mando a distancia, al recinto que se debe limpiar o registrar, despues de lo cual se asigna deliberadamente al robot de limpieza un punto dentro del recinto que se marca como punto de arranque de la superficie dentro de un nuevo mapa que se debe confeccionar. Guiado por el mando a distancia o por teclas de control del aparato, se conduce tambien el robot hasta una pluralidad de puntos determinado, en cuyos puntos se efectua una accion de disparo para marcar estos puntos dentro del mapa. La superficie a definir dentro del recinto se define correspondientemente por medio de una pluralidad de puntos archivados dentro del mapa, y esto tambien, por ejemplo, por medio de una yuxtaposicion de un gran numero de puntos individuales. Para finalizar el programa de aprendizaje del robot con miras al archivado del mapa se prefiere tambien que, mediante un accionamiento separado del controlador del robot, se ingrese la indicacion de que un punto ingresado es el ultimo punto de la superficie. Se proporciona asf una orden inequvoca para cerrar el cartografiado. Sigue luego un almacenamiento del mapa, preferiblemente con una indicacion correspondiente, para que se pueda acceder deliberadamente mas tarde el recinto asociado.

Asimismo, en una ejecucion preferida se confecciona la superficie mediante una union de los puntos a la manera de un trazado poligonal. Un circuito procesador o similar previsto preferiblemente en el robot confecciona un contorneado de la superficie con ayuda de los distintos puntos de union ingresados mediante la union de los puntos a la manera de un trazado poligonal. Mediante algoritmos correspondientemente archivados en el robot se pueden confeccionar superficies con ayuda de solo unos pocos puntos ingresados. Asf, por ejemplo, una superficie especial en forma rectangular puede definirse ya por el ingreso de solamente tres puntos de esquina, calculandose automaticamente el cuarto punto de esquina. Como alternativa, eventualmente mediante un accionamiento correspondiente del controlador del robot, se confecciona partiendo del punto definido como ultimo punto un trazado poligonal hasta el primer punto para cerrar y definir asf la superficie que se debe cartografiar.

Para el cartografiado se presiona mas preferiblemente una tecla de funcion en el mando a distancia o en el robot en un punto de esquina de la superficie que se deber archivar. A continuacion, se conduce el robot preferiblemente por medio del mando a distancia alrededor de la superficie que se debe marcar, terminando la conduccion de preferencia aproximadamente en las cercamas del punto inicial. Tambien aqrn se presiona nuevamente la tecla indicada para cerrar la superficie que se debe cartografiar.

Durante todo este tiempo se ejecuta tambien el cartografiado del recinto en el robot y se archiva el camino recorrido en el mapa. El punto inicial y el punto final, en caso de que no sean coincidentes, se unen automaticamente formando un trazado poligonal cerrado. Esta superficie delimitada por el trazado poligonal representa ahora una zona de limpieza que es accedida y limpiada despues por el robot aplicando presion sobre un boton.

Por medio de los algoritmos internos de planificacion de trayectoria se alisa, por un lado, el trazado poligonal y, por otro lado, se realiza tambien un alisado dentro de una zona de dispersion. Asf, por ejemplo, se agregan al calculo 20-70 cm, por ejemplo 50 cm, a ambos lados del recorrido de traslacion prefijado por el mando a distancia, y se realiza un alisado dentro de este corredor. La zona recorrida durante el reconocimiento de la pared (trazado poligonal correspondientemente cerrado sobre un trayecto de longitud definida) se puede complementar automaticamente hasta la pared.

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Si se registran y almacenan as^ varias superficies (recintos), el comportamiento de limpieza del robot puede ser configurado individualmente por el usuario. A este fin, el robot puede presentar un calendario o temporizador interno.

Asimismo, varias superficies (parciales) pueden estar tambien asociadas en el cartografiado a un recinto, tal como, por ejemplo, un mapa de la superficie total y un mapa de una superficie parcial del recinto que necesita tambien, por ejemplo, un cuidado especial. Estas superficies individuales de autoaprendizaje de un recinto estan archivadas de momento preferiblemente de forma individualizada y casi "yuxtapuestas" en la memoria.

En un perfeccionamiento preferido se ha previsto que una primera superficie de autoaprendizaje se encuentre dentro de una segunda superficie de aprendizaje o superpuesta a esta. Asf, por ejemplo, dentro de un mapa existente (superficie de autoaprendizaje) se puede prefijar una zona parcial que sea directamente accedida y limpiada por el robot al recibirse una solicitud especial. Se hace asf posible una limpieza deliberada de zonas parciales dentro de una superficie archivada como un mapa o bien en superposicion a la misma. Asf, se ofrece, por ejemplo, el recurso de limpiar solamente una zona parcial de un recinto expuesta a un ensuciamiento mas fuerte, sin que se procese el recinto completo, por ejemplo tambien la zona situada debajo y alrededor de una mesa de comer dentro de un comedor o igualmente, por ejemplo, en un corredor solamente la zona de entrada a la vivienda. Esta zona parcial del recinto se marca preferiblemente dentro del mapa archivado en el robot y representa correspondientemente una subzona del mapa del recinto. Como alternativa, tales zonas parciales de superficies totales estan archivadas como mapas separados - preferiblemente sin una correlacion reconocible para el robot con la superficie total -. Si, como se prefiere, los recintos a acceder y correspondientemente los mapas archivados para ellos estan numerados o identificados inequvocamente de otra manera, la zona parcial de un recinto lleva entonces asociada preferiblemente una subnumeracion correspondiente, a traves de la cual se puede acceder y limpiar deliberadamente la zona parcial, por ejemplo bajo una accion de disparo a traves de un mando a distancia. Dentro del recinto cartografiado accedido, el robot de limpieza se orienta por medio de sensores para determinar distancias a fin de activar deliberadamente la zona parcial archivada dentro del robot o alternativamente la zona parcial archivada en un mapa parcial separado. Debido al acceso y limpieza deliberados de una zona parcial se incrementa la efectividad del robot de limpieza.

Preferiblemente, se capta y eventualmente se almacena por medio de procedimientos de autoaprendizaje una superficie parcial que se encuentra dentro de un mapa ya captado o almacenado o que esta superpuesta a este. A este fin, se conduce preferiblemente el robot hacia un punto determinado y se le pone en marcha de modo que este punto se marque preferiblemente dentro del mapa ya existente. Asimismo, el robot de limpieza es conducido primeramente, por ejemplo por medio de un mando a distancia, al recinto que presenta la zona parcial que se debe limpiar por separado, o como alternativa es conducido mediante una instruccion y acceso correspondientes del recinto por medio del mapa archivado, despues de lo cual se asigna la zona parcial en el recinto conocido por el robot debido al cartografiado archivado. A este fin, se asigna al robot de limpieza deliberadamente un punto dentro del recinto y, por tanto, dentro del mapa conocido, desde cuyo punto se debe efectuar el proceso de limpieza de la zona parcial. La asignacion del punto puede efectuarse por medio de un mando a distancia o, como alternativa, por accionamiento de un pulsador del robot. El punto asignado, especialmente el punto de arranque de la superficie parcial, se marca dentro del mapa existente, de modo que seguidamente se puede conseguir por el robot, para procesos posteriores de limpieza de zonas parciales, un acceso y limpieza deliberados de la zona parcial. Partiendo del punto marcado dentro de un mapa de un recinto, la limpieza de una zona parcial puede efectuarse partiendo del punto de arranque, por ejemplo por procesamiento en forma de espiral del suelo hasta un radio prefijado. Con la asignacion del punto de arranque se puede asignar tambien al punto de arranque, por ejemplo por pulsacion de una tecla, una extension prefijada de la zona parcial y asf, por ejemplo, se puede asignar una zona parcial circular con radio prefijado o una zona parcial rectangular con una extension prefijada en longitud y anchura, tambien, por ejemplo, con un respectivo punto de arranque centrado.

En una ejecucion preferida se consigue el establecimiento de valores prefijados debido a que el robot es conducido a una pluralidad de puntos determinados y es puesto en accion, de modo que estos puntos queden marcados dentro del mapa ya existente. Cada punto individual dentro de un recinto cartografiado se marca para crear una subzona dentro del mapa mediante una accion de disparo correspondiente al alcanzarse el respectivo punto por el robot. Por consiguiente, la zona parcial a cartografiar dentro del mapa de un recinto viene definida por una pluralidad de puntos archivados dentro del mapa y esto tambien, por ejemplo, mediante una yuxtaposicion de un gran numero de puntos individuales.

Respecto del almacenamiento y la asociacion inequvoca de la subsuperficie almacenada y tambien respecto del procedimiento de confeccion del mapa para la subzona se aplica lo mismo que con respecto a la confeccion de un mapa completo de un recinto, tal como anteriormente se ha descrito.

En una ejecucion mas preferida se accede a la superficie parcial al recibir una serial determinada y se la recorre limpiandola. La serial predeterminada puede producirse en este caso con ayuda de un medio de mando a distancia accionable por el usuario y tambien, por ejemplo, por medio de un mando a distancia por radio o por infrarrojos que sirve al mismo tiempo preferiblemente para el manejo general del robot de limpieza, preferiblemente de una manera correspondientemente tambien al guiado del robot durante el procedimiento de autoaprendizaje. La serial predeterminada puede ser generada tambien directamente en el robot, por ejemplo por medio de la pulsacion de una

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tecla. Despues de una evaluacion correspondiente de la senal por medio del material del mapa depositado, el robot accede deliberadamente a la superficie o a la superficie parcial de un recinto para limpiarlo.

En otra ejecucion se ha previsto que los medios sensores esten preparados de modo que el robot reconozca en cualquier posicion una direccion y separacion de un lfmite del recinto y que, inmediatamente despues de la captacion de una desviacion de la posicion real respecto de la posicion prefijada en base a un desarrollo almacenado, se efectue una correccion del movimiento de traslacion. Esto tambien preferiblemente en ambas clases de funcionamiento, es decir, tanto en la clase de funcionamiento en la que, antes de una limpieza, se capta primero automaticamente un recinto, como en la clase de funcionamiento en la que se efectua una limpieza con ayuda de un mapa archivado previamente por medio del procedimiento de autoaprendizaje. El medio sensor unico o los varios medios sensores estan orientados y posicionados en este caso de modo que se consiga un reconocimiento omnidireccional de obstaculos y lfmites del recinto. Asf, el robot esta en condiciones de captar en cualquier posicion dentro del recinto la distancia y la direccion de objetos o lfmites del recinto, y esto mas preferiblemente tanto en la zona cercana como en la zona lejana. Por ejemplo, se pueden utilizar aqrn de manera correspondiente unos medios sensores que realicen una medicion de distancia por medio de un sistema de triangulacion optico, siendo influenciados los rayos de luz en la unidad de recepcion para mejorar las mediciones en la zona lejana de modo que, despues de una concentracion por la lente receptora al menos asociada a separaciones reales mayores respecto del obstaculo, se produzcan distancias mayores de los rayos de luz incidentes sobre el elemento fotosensible asociado. Asf, se hace posible de manera correspondiente un temprano reconocimiento de eventuales obstaculos o lfmites del recinto. Este reconocimiento de obstaculos sirve en ejecuciones preferidas tanto para el control del camino de traslacion del robot con ayuda del mapa archivado como, en ciertas circunstancias tambien, para la confeccion automatica de un mapa por recorrido de una superficie.

Despues de efectuado el autoaprendizaje se pone en marcha preferiblemente una traslacion automatica del robot hasta la superficie a limpiar por pulsacion de una tecla de arranque correspondiente en el robot o en el mando a distancia. A continuacion, a la vista del local captado por el medio sensor o los medios sensores, el robot comprueba aqrn siempre actualmente, en particular, si dicho robot se mueve convenientemente en el recinto. Si se capta, por ejemplo, en el mapa que el robot debe recorrer un trayecto de 1 m en lmea recta, puede ocurrir que se inicie realmente un viaje a la deriva debido, por ejemplo, a rechazos de alfombras o a una direccion determinada del pelo de estas y que el robot se aleje claramente, por ejemplo, de un centro de pasillo despues de este un metro. El medio sensor o los medios sensores captan la desviacion correspondiente y activan un controlador de correccion de modo que el robot se mueva de nuevo hacia el centro del pasillo y aqrn a lo largo del trayecto prefijado. Se consigue lo mismo tambien en un recinto en el que debe limpiarse la superficie. De manera correspondiente, la superficie cartografiada a limpiar se compara actualmente siempre con el movimiento real en el recinto.

Por medio del mando a distancia, que presenta, por ejemplo, teclas de direccion, se traslada eventualmente el robot tambien desde la estacion de base y se le conduce hacia la superficie o la superficie parcial que se debe captar como un mapa. Durante este viaje manual el robot marca el camino y archiva este camino en el mapa. Por medio del mando a distancia se recorre este camino de manera mas o menos suboptima. Se calcula mas preferiblemente por medio de algoritmos internos de planificacion de trayectoria y se utiliza posteriormente un camino optimizado entre la base y el destino del viaje, y viceversa. Se utilizan preferiblemente tambien estrategias de evitacion de colisiones para obstaculos fijos y temporales. Por tanto, el trayecto depositado puede optimizarse y almacenarse internamente al sistema en el caso de multiples viajes de ida y vuelta automaticos.

Ademas, se propone que, como consecuencia de lfmites de recinto captados por sensores, el robot realice de manera discrecionalmente activable una optimizacion de su trayectoria de movimiento concerniente en cada caso a una superficie prefijada por autoaprendizaje. Asf, por ejemplo, en una primera traslacion hacia un recinto o dentro de este, cuya traslacion representaba entonces tambien el autoaprendizaje, se han circunvalado ciertos obstaculos, como, por ejemplo, muebles, y por este motivo se ha elegido un camino no rectilmeo. El robot comprueba siempre de nuevo en base a su captacion por sensores tanto los lfmites del recinto como el trayecto de traslacion a intervalos de preferiblemente menos de 1 segundo, mas preferiblemente menos de 0,5 segundos. Siempre que en el mapa este archivado un obstaculo en el trayecto de traslacion y este ya no este presente al recorrerlo nuevamente para la limpieza de la superficie, el robot se mueve de preferencia lentamente por tanteo, rectificando siempre algo mas el camino, hasta que recorre entonces todo el trayecto en lmea recta. En cambio, si, contrariamente a las informaciones del mapa, se reconoce un obstaculo en el camino de traslacion directo, se calcula entonces un nuevo camino alrededor del obstaculo.

En este contexto, se manifiesta tambien como especialmente ventajoso que se modifiquen un mapa existente en el robot y/o un mapa parcial confeccionado a la vista de obstaculos captados por el propio robot en el curso de la traslacion o de obstaculos ya no captados contrariamente a las informaciones del mapa, de modo que el nuevo camino de traslacion recorrido se almacene de manera correspondiente como nueva lista de puntos de camino. Por tanto, en el caso de obstaculos ya no existentes, estos practicamente desaparecen del mapa archivado.

Asimismo, se ha previsto preferiblemente que el robot incorpore tambien un cierto campo de tolerancia a lo largo de su viaje de limpieza. Si el usuario quiere conseguir durante el autoaprendizaje, por ejemplo, expresamente un

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recorrido exacto a lo largo de un rodapie para limpiar hasta alK, pero resulta realmente un viaje serpenteante, el robot reconoce en el campo de tolerancia, por ejemplo hasta medio metro de separacion lateral respecto de la lmea real, que allf esta un lfmite de pared a lo largo del cual debe trasladarse dicho robot. Sin embargo, pueden plantearse tambien casos en los que este recorrido exacto a lo largo de, por ejemplo, una pared no es precisamente deseado, ya que en esta zona no esta situada, por ejemplo, una alfombra. Asf, se ha previsto en una ejecucion mas preferida una activacion o desactivacion del campo de tolerancia, por ejemplo en forma de una tecla de "recorrido exacto" y una tecla de "recorrido no exacto", directamente en el robot o tambien, por ejemplo, en el mando a distancia.

En un perfeccionamiento del objeto de la invencion el robot puede realizar, como consecuencia de un sensor omnidireccional, una captacion en mapa de un recinto sin traslacion alrededor del mismo. Asf, el robot esta configurado de manera correspondientemente preferida para confeccionar un mapa referido al recinto, en cuya confeccion el robot este sobre la superficie del recinto y de preferencia explore especialmente el lfmite del recinto por medio solamente de una exploracion omnidireccional con ayuda del sensor y determine sus distancias con respecto al robot. Se convierten los valores de senal correspondientes para confeccionar un mapa correspondiente del recinto. Eventualmente, el robot, especialmente en el caso de obstaculos bastante grandes en el recinto, que perturban la medicion omnidireccional, puede acceder para el cartografiado del mismo a varios puntos situados sobre la superficie a fin de conseguir asf por la suma de los cartografiados parciales un cartografiado total del recinto. El sensor omnidireccional se aprovecha tambien preferiblemente para la medicion de distancia o de obstaculos o de lfmites de borde durante la operacion de limpieza. Como sensor omnidireccional pueden emplearse, por ejemplo, sensores de luz infrarroja que esten dispuestos circunferencialmente alrededor de un eje vertical del robot y exploren asf el campo completo de 360°. Los receptores pertinentes estan posicionados tambien de manera correspondiente. Como alternativa, para la conformacion de un sensor omnidireccional, se tiene que, por ejemplo, un sensor de luz infrarroja o un sensor de ultrasonidos esta dispuesto de manera giratoria en o sobre el robot, cuyo sensor gira alrededor de un eje vertical del robot e irradia radialmente hacia fuera, girando preferiblemente tambien el receptor correspondiente. Como alternativa, gira tambien solamente el emisor, estando dispuestos varios receptores en la periferia del robot o bien en posicion periferica con respecto a un eje vertical del robot. Varios emisores pueden estar dispuestos tambien perifericamente de una manera correspondiente, estando dispuesto como rotativo solamente un receptor.

Un recinto o una superficie o una superficie parcial puede ser accedido y recorrido limpiandolo segun el calendario y/o despues de transcurrido un espacio de tiempo prefijado. De manera correspondientemente preferida, en el robot esta archivada una rutina de limpieza temporalmente orientada que desencadena la limpieza deliberada de recintos y/o superficies parciales archivados en un mapa.

Por medio de la navegacion global prevista se puede orientar en general el robot de limpieza, por ejemplo en una vivienda. Con ayuda del mapa internamente elaborado el robot de limpieza encuentra de nuevo sitios determinados en la vivienda, es decir que el robot puede localizarse en la vivienda. El robot, al recibir una orden, accede al recinto captado en el mapa para limpiar convenientemente toda la superficie cartografiada o una superficie parcial correspondientemente cartografiada del recinto de conformidad con la orden ingresada. Finalmente, el robot se traslada preferiblemente hacia atras, por ejemplo volviendo a la estacion de base, en la que, por ejemplo, se efectua una carga de los acumuladores del robot y eventualmente tambien un vaciado del recipiente colector de suciedad. El robot puede ser dirigido deliberadamente tambien, por ejemplo por medio de un mando a distancia, a una zona determinada (coordenadas definidas en el espacio) para succionar aqrn, por ejemplo, una mancha de suciedad o puede ser alejado tambien de las coordenadas por medio de la palanca selectora del mando a distancia.

Como mando a distancia pueden servir los clasicos mandos a distancia por infrarrojos o por radio y tambien, por ejemplo, los mandos a distancia por ultrasonidos. Es imaginable tambien para el mando a distancia, por ejemplo, un telefono movil o una PDA por medio de un software especial y Bluetooth, y ademas tambien el mando a distancia por medio de un PC.

La limpieza de superficie definida esta combinada tambien preferiblemente con la gestion del acumulador. Asf, se hace posible que no haya que arrancar el robot cuando la capacidad del acumulador no es ya suficiente para la superficie deseada. Este estado puede serle indicado visualmente al usuario. La orden emitida para la limpieza de una superficie determinada (superficie total o superficie parcial) desencadena entonces primeramente de manera correspondiente una carga del acumulador y seguidamente el arranque automatico del robot de limpieza.

El nivel de llenado de los acumuladores se controla aqrn tambien por la unidad de ordenador y se tiene en cuenta para la toma de decisiones que determinen el tiempo de marcha en reposo y el tiempo de retorno.

En un planificador de rutas previsto tambien como ejemplo se pueden utilizar diferentes procedimientos, tal como, por ejemplo, el "planificador de frente de onda" basado en un mapa de potenciales, que calculen el trayecto mas corto desde la posicion actual hasta el destino teniendo en cuenta los obstaculos y que reproduzcan este camino como una lista de coordenadas. En este caso, se realiza tambien, por ejemplo, una optimizacion con un algoritmo de "lmea de mira".

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Se utilizan unos medios de medida opticos y/o acusticos para determinar informaciones de distancia que se proporcionan en una unidad de ordenador con memoria. Ademas, se pueden utilizar diversas unidades de manejo, tales como, por ejemplo, una palanca selectora o teclas en el aparato, una cuerda de arrastre, una varilla de empuje, un controlador de voz u otros conceptos de manejo.

A continuacion, se explica la invencion con mas detalle ayudandose del dibujo adjunto, que representa unicamente un ejemplo de realizacion. Muestran:

La figura 1, un robot de limpieza en representacion en perspectiva;

La figura 2, una vista en perspectiva desde abajo contra el robot de limpieza;

La figura 3, una representacion esquematica en planta de una vivienda tomada como ejemplo con varios recintos;

La figura 4, una representacion esquematica de un cartografiado parcial archivado de los recintos segun la figura 3;

La figura 5, la representacion ampliada de una vista en planta de un recinto segun la zona V de la figura 3 con camino de traslacion del robot reproducido en forma de lmea de trazos para el cartografiado del recinto;

La figura 6, el cartografiado correspondiente del recinto segun la figura 5 archivado en el mapa;

La figura 7, una representacion correspondiente a la figura 5, pero con una captacion automatica del local por el robot;

La figura 8, el cartografiado - archivado en el mapa - de una superficie parcial de un recinto ya completamente cartografiado; y

La figura 9, una representacion del recinto en planta correspondiente a la figura 8 con camino de traslacion del robot reproducido en lmeas de trazos y puntos para la limpieza de la superficie almacenada en el mapa.

Se representa y se describe un robot de limpieza 1 en forma de un aparato colector de polvo del suelo con un chasis 2 que lleva en su lado inferior vuelto hacia el suelo a cuidar unas ruedas de traslacion 3 accionadas por motor electrico, asf como un cepillo 5 que sobresale del canto inferior del fondo 4 del chasis y que es accionado tambien por motor electrico. Ademas, el chasis 2 sirve para recibir un recipiente colector de polvo no representado, asf como un acumulador, tampoco representado, para el accionamiento de las ruedas de traslacion 3 y del cepillo 5. Asimismo, se alimenta tambien a traves del acumulador una electronica de control integrada en el robot de limpieza 1.

El chasis 2 esta cubierto por una caperuza protectora 6 del aparato, presentando preferiblemente el aparato 1 de limpieza de suelos una planta de forma circular.

Las ruedas de traslacion 3 estan dispuestas detras del cepillo 5, considerado en la direccion usual r de traslacion del robot de limpieza 1, estando prevista mas preferiblemente, dispuesta detras del cepillo 5, una rampa de suciedad 7 a manera de chapa barredora a traves de la cual se arroja la suciedad cepillada al alojamiento a manera de recipiente.

En la direccion de traslacion usual r esta posicionada, preferiblemente dispuesta delante del cepillo 5, una rueda de apoyo en forma de una rueda 8 que gira conjuntamente con este, como consecuencia de lo cual se consigue un apoyo de tres puntos del robot de limpieza 1 sobre el suelo que se debe cuidar.

Asimismo, el robot de limpieza 1 esta provisto preferiblemente de un medio sensor 23 para el reconocimiento de obstaculos. En este caso, se puede tratar de sensores de distancia, por ejemplo, sensores de ultrasonidos o de infrarrojos, y tambien de un reconocimiento de obstaculos sensible a los golpes segun el documento DE 103 57 636 A1 ya mencionado. Se representa un medio sensor 23 que se extiende continuamente alrededor del eje vertical del robot 1 durante el funcionamiento del mismo y que esta destinado a realizar una captacion omnidireccional en virtud de una determinacion de distancias.

Asociada al robot de limpieza 1, esta prevista mas preferiblemente una estacion de base 9 representada esquematicamente en la figura 3. Esta es en general el punto de partida para los procesos de limpieza a realizar por el robot 1 y, ademas, sirve para la carga del acumulador del robot y eventualmente tambien para el vaciado del recipiente de recogida de polvo del robot.

En la figura 3 se representa una vista en planta esquematica de una vivienda con varios recintos 10 a 15, en donde el recinto 10 es un corresdor alargado con salientes y entrantes a traves de los cuales son accesibles los recintos 11 a 14. El recinto 15 puede alcanzarse tan solo indirectamente a traves del recinto 11. La estacion de base 9 esta posicionada en posicion aproximadamente centrada en la extension longitudinal del recinto 10 a manera de corredor.

En el robot de limpieza 1 esta archivado un mapa electronicamente confeccionado 16 en una memoria no volatil. Este mapa se ha producido automaticamente por un recorrido correspondiente de los recintos en cuestion teniendo

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en cuenta los obstaculos 22 existentes, tales como, por ejemplo, armarios, o bien se ha confeccionado por medio de un procedimiento de autoaprendizaje. Como puede apreciarse en la representacion de la figura 4, el mapa 16 se refiere a los recintos 10 y l2 a 14, mientras que los recintos 11 y 15 no estan todavfa cartografiados.

Con la ayuda del mapa 16 se hace posible al recibir una senal predeterminada, por ejemplo emitida por un mando a distancia, el acceso deliberado de un recinto 10, 12 a 14, tras lo cual se efectua entonces la limpieza del suelo en el recinto accedido.

Para cartografiar, por ejemplo, el recinto 11 se conduce primero el robot de limpieza 1 al recinto correspondiente, y esto, por ejemplo, con ayuda del mando a distancia. El cartografiado se efectua discrecionalmente como consecuencia de la captacion automatica del recinto por el robot 1 o mediante un recorrido de autoinstruccion (autoaprendizaje) de los lfmites de la superficie.

Asf, durante el procedimiento de autoaprendizaje se conduce primeramente el robot 1 dentro del recinto 11 hasta un primer punto 18, despues de lo cual se marca este dentro del mapa 16 mediante una orden, emitida a traves del mando a distancia o a traves de una pulsacion de una tecla en el robot. Este punto 18 corresponde al punto de arranque para captar la superficie del recinto. El robot de limpieza es trasladado bajo control a distancia a lo largo del contorno exterior de la superficie, marcandose en el mapa cualquier otro punto 19 a 21 que signifique un cambio de direccion de desplazamiento. Finalmente, se conduce el robot 1 al punto de partida 18, en cuyo sitio se dispone por medio de una orden adicional que este punto 21 representa la conclusion del reconocimiento del recinto.

Debido al desplazamiento controlado a distancia a lo largo del canto de contorno posterior de la superficie el camino de traslacion del robot 1 es suboptimo. Por medio de algoritmos se confecciona a partir de los puntos archivados 18 a 21 sendos trazos lineales que unen dos puntos uno con otro, despues de lo cual se optimiza correspondientemente el cartografiado archivado en el mapa 16 segun la representacion de la figura 6.

En la figura 7 se representa esquematicamente el proceso para captar automaticamente el recinto por parte del robot 1. Como consecuencia del medio sensor omnidireccional 23 se puede realizar la captacion como mapa del recinto sin desplazamiento del robot 1 alrededor del mismo. Con ayuda del medio sensor 23 se captan la direccion y la distancia de los obstaculos o de los lfmites del recinto, a partir de cuyos valores obtenidos se confecciona el cartografiado del recinto, segun cuyo mapa se efectua seguidamente, de preferencia inmediatamente despues de la confeccion del mapa, la limpieza de la superficie.

Los distintos recintos 10 a 14 archivados en el mapa 16 estan, ademas, preferiblemente identificados de manera inequvoca en el mapa 16, por ejemplo con un indicativo A a E.

Para no limpiar forzosamente todo el suelo de un recinto, sino mas bien limpiar por separado dentro de un recinto, por ejemplo, una zona del suelo regularmente mas ensuciada, es posible un cartografiado adicional de los distintos recintos para archivar zonas parciales en el mapa 16. Estas zonas parciales definen de por sf superficies separadas que eventualmente, por asf decirlo, estan archivadas yuxtapuestas en la memoria. Si mediante una orden correspondiente se solicita la activacion y limpieza de una de estas zonas parciales, el robot 1 se traslada entonces preferiblemente de forma automatica al recinto correspondiente, sin una indicacion de que se trata entonces solamente de una zona parcial de una superficie total igualmente almacenada en el mapa 16.

Alternativamente, como se representa tambien, se realiza un subcartografiado para archivar zonas parciales dentro del mapa 16. Estas zonas parciales definen sendas zonas especiales S dentro de un recinto.

A este fin, se archiva una zona parcial 17 dentro de un mapa existente de un recinto, por ejemplo del recinto 11 (veanse las figuras 8 y 9).

La creacion del cartografiado de las zonas parciales se efectua segun el mismo principio de autoaprendizaje como se ha descrito anteriormente con respecto a la captacion total del recinto.

La zona parcial 17 de la superficie total E del recinto 11 lleva un indicativo propio, aqrn, por ejemplo, E'. Por tanto, esta zona parcial 17 o, ademas, otras zonas parciales (tambien dentro del mismo recinto, eventualmente solapandose con otras zonas parciales) pueden ser identificadas tambien de manera inequvoca.

La zona parcial 17 archivada en el mapa 16 puede ser accedida deliberadamente en su conjunto, tal como ocurre tambien con los recintos 10 a 14. A este fin, se transmite al robot 1, por ejemplo con ayuda de un mando a distancia, y por ejemplo tambien a traves de un calendario interno, una orden de acceso de las zonas, tras lo cual dicho robot, a consecuencia del mapa archivado 16, determina el camino mas corto hasta el destino y se traslada a lo largo de este, y esto tambien teniendo en cuenta eventuales obstaculos conocidos 22 que se han tenido igualmente en cuenta en el mapa 16.

Si, a consecuencia de una senal correspondiente, el robot de limpieza 1 se traslada, por ejemplo, a una zona especial S, dicho robot activa entonces primeramente el primer punto 18 de la zona parcial 17, despues de lo cual se efectua dentro de la zona parcial archivada 17 una limpieza del suelo segun la representacion de la figura 9, y esto,

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5

10

15

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35

por ejemplo, mediante un procesamiento en forma de meandros de la superficie especial S. La limpieza de una superficie total (por ejemplo el recinto escaneado E) se efectua preferiblemente de la misma manera.

Preferiblemente, despues de la conclusion de la limpieza de la superficie el robot de limpieza 1 se traslada automaticamente volviendo a la estacion de base 9 o, segun una senal recibida, se traslada automaticamente a un recinto inmediato o una zona especial inmediata para limpiar su suelo.

Si, como consecuencia del reconocimiento de obstaculos previsto o como consecuencia del reconocimiento de distancias previsto, el robot de limpieza 1 capta un nuevo obstaculo, se tiene entonces que, en el curso de la traslacion del robot de limpieza 1, se modifican de preferencia correspondientemente el mapa 16 y eventualmente la zona parcial 17, de modo que seguidamente, teniendo en cuenta el nuevo obstaculo, se puede optimizar el camino de traslacion para futuros movimientos de traslacion.

Asimismo, en el curso de la traslacion del robot de limpieza 1 se compara preferiblemente por el medio sensor 23 el entorno del robot 1 con las informaciones del mapa correspondiente. Si esta marcado en este mapa, por ejemplo en el camino de traslacion del robot 1 un obstaculo que ya no esta presente actualmente y asf no se recibe una senal correspondiente a traves del medio sensor 23, el robot de limpieza 1 se mueve de preferencia lentamente por tanteo, rectificando de preferencia continuamente cada vez mas el camino, hasta que este recorre mas preferiblemente el trayecto total en lmea recta. En este caso, no se efectua correspondientemente una circunvalacion de un obstaculo - aqrn ya no existente -. Se puede modificar entonces tambien el mapa de manera correspondiente de modo que el obstaculo anteriormente archivado en el mapa practicamente desaparezca y finalmente sea borrado.

Lista de simbolos de referencia

1

Robot de limpieza

2

Chasis

3

Ruedas de traslacion

4

Fondo del chasis

5

Cepillo

6

Caperuza protectora del aparato

7

Rampa de suciedad

8

Rueda de apoyo

9

Estacion de base

10-15

Recinto

16

Mapa

17

Zona parcial

18-21

Punto

22

Obstaculo

23

Medio sensor

r

Direccion de traslacion

A-E

Indicativo

E'

Indicativo

S

Zona especial

Claims (6)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   REIVINDICACIONES

   1. Procedimiento de funcionamiento de un robot de limpieza (1), preferiblemente un robot barredor y/o aspirador, en el que el robot (1) esta preparado para captar locales en forma de un mapa, con miras a trasladar el robot (1) sobre el suelo de uno o varios recintos (10 a 15), y en el que el robot (1) dispone tambien de medios sensores (23) para determinar la posicion dentro de un recinto (10 a 15) asf captado, caracterizado por que el robot (1) puede hacerse funcionar discrecionalmente para el procesamiento de una superficie en virtud de una captacion automatica de un local (10 a 15) y tambien para el procesamiento de una superficie que ha sido ingresada previamente por un recorrido de autoinstruccion de los lfmites de dicha superficie, pudiendo realizarse en ambos casos, durante un procesamiento de una superficie, una comprobacion del trayecto prefijado con ayuda de los lfmites del recinto actualmente captados.
2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que se pueden almacenar varias superficies de autoaprendizaje.
3. 3. Procedimiento segun la reivindicacion 2, caracterizado por que una primera superficie de autoaprendizaje se encuentra dentro de una segunda superficie de autoaprendizaje o superpuesta a esta.
4. 4. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios sensores (25) estan preparados de modo que el robot (1) reconozca en cualquier posicion una direccion y distancia de un lfmite del recinto y de modo que, inmediatamente despues de la captacion de una desviacion de la posicion real respecto de la posicion prefijada en base a un desarrollo almacenado, se efectue una correccion de un movimiento de desplazamiento.
5. 5. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, como consecuencia de los lfmites del recinto captados por sensores, el robot (1) realiza de manera discrecionalmente activable una optimizacion de su trayectoria de movimiento concerniente en cada caso a una superficie prefijada por autoaprendizaje.
6. 6. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el robot (1) puede realizar, con ayuda de un sensor omnidireccional, una captacion cartografica de un recinto (10 a 15) sin un desplazamiento alrededor del mismo.