ES2942627T3 - Procedimiento para la navegación y la autolocalización de un dispositivo de tratamiento que se desplaza de forma autónoma - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un método para la navegación y la autoubicación de un dispositivo de procesamiento de movimiento autónomo (1) utilizando un mapa del entorno dentro de un entorno (2), en el que los datos del entorno del entorno (2) se recopilan y procesan para formar un entorno. mapa. De acuerdo con la invención, para apoyar la navegación y la autolocalización del dispositivo de procesamiento (1) ventajosamente, un dispositivo de movimiento autónomo adicional (3) recopila datos ambientales del entorno (2) para el dispositivo de procesamiento (1), y datos ambientales se transmiten al dispositivo de procesamiento (1). La invención también se refiere a un sistema (5) que consta de un dispositivo de procesamiento de movimiento autónomo (1) y un dispositivo de movimiento autónomo adicional (3). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Procedimiento para la navegación y la autolocalización de un dispositivo de tratamiento que se desplaza de forma autónoma
Ámbito de la técnica
La invención se refiere a un procedimiento para la navegación y la autolocalización de un dispositivo de tratamiento que se desplaza de forma autónoma por medio de un mapa de entorno dentro de un entorno, registrándose los datos de entorno del entorno y procesándose los mismos para formar un primer mapa de entorno, registrando un dispositivo adicional que se desplaza de forma autónoma los datos de entorno del entorno para el dispositivo de tratamiento.
La invención se refiere además a un sistema que comprende un dispositivo de tratamiento que se desplaza de forma autónoma y un dispositivo adicional que se desplaza de forma autónoma.
Estado de la técnica
Por el estado de la técnica se conocen procedimientos para la navegación y la autolocalización de dispositivos de tratamiento que se desplazan de forma autónoma.
La memoria de patente EP 2 330 471 B1 revela, por ejemplo, un procedimiento para el control de un robot, preferiblemente un robot de barrido y/o aspirador que se puede desplazar automáticamente, creándose y almacenándose en el robot un mapa del entorno o de un recorrido de desplazamiento predeterminado. El robot presenta una memoria interna en la que se puede instalar un mapa de una o varias habitaciones, pudiéndose lograr mediante dicho mapa una limpieza específica del suelo en la habitación por la que se desplaza el robot. En el mapa se almacenan los límites de la habitación y, en su caso, los eventuales obstáculos que se encuentran en la misma, de manera que por medio del mapa existente se pueda conseguir una estrategia de desplazamiento favorable del robot, por ejemplo, para la limpieza del suelo de la habitación. El mapa del entorno puede crearse mediante un dispositivo de medición correspondiente del robot, registrándose datos del entorno de las habitaciones y procesándose a continuación dichos datos.
Además se conoce la posibilidad de asignar al robot un dispositivo externo para el control del robot, por ejemplo, en forma de un mando a distancia, que resulta adecuado para manejar el robot mediante los comandos correspondientes. El mapa del entorno creado por el robot se transmite al dispositivo externo, mostrándose la posición del robot dentro del mapa del entorno. Además, también se conoce la posibilidad de crear y/o completar un mapa de entorno en el dispositivo externo y a continuación transmitirlo al robot.
El documento WO 2015/142166 A1 revela, por ejemplo, la cooperación entre una máquina agrícola autopropulsada y un vehículo aéreo que crea un mapa de entorno y lo transmite a la máquina agrícola. Por la publicación WO 2015/067797 A1 se conoce un vehículo aéreo no tripulado (UAV) que detecta parámetros del entorno de una máquina agrícola y los transmite a la máquina agrícola. La memoria de patente US 6374 155 B1 revela un sistema robótico móvil autónomo con un robot de navegación y con un robot funcional. El robot de navegación está diseñado para crear un mapa de entorno y para localizarse a sí mismo, así como al robot funcional o a los robots funcionales dentro del mapa de entorno y para planificar una ruta para los mismos.
Resumen de la invención
Partiendo del estado de la técnica antes citado, el objetivo de la invención consiste en perfeccionar un procedimiento para la navegación y la autolocalización de un dispositivo de tratamiento que se desplaza de forma autónoma.
Para resolver la tarea antes mencionada se propone en primer lugar un procedimiento en el que el dispositivo adicional transmite los datos de entorno a un servidor externo y en el que los datos de entorno se procesan en el servidor externo formando el primer mapa de entorno, o procesando el dispositivo adicional los datos de entorno formando el primer mapa de entorno y transmitiendo el mismo el primer mapa de entorno a un servidor externo, transmitiéndose el primer mapa de entorno, creado en el servidor externo o por el dispositivo adicional, del servidor externo al dispositivo de tratamiento y registrando también el propio dispositivo de tratamiento datos de entorno del entorno y combinándose los datos de entorno o un segundo mapa de entorno creado a partir de los mismos con el primer mapa de entorno creado a partir de los datos de entorno registrados por el dispositivo adicional, incorporando el dispositivo de tratamiento los datos de entorno registrados por el propio dispositivo de tratamiento en el primer mapa de entorno ya creado o procesando en primer lugar los datos de entorno registrados por el propio dispositivo de tratamiento para formar el segundo mapa de entorno y añadiendo a continuación el primer mapa de entorno y siguiendo el dispositivo adicional al dispositivo de tratamiento durante un desplazamiento.
Según la invención, el dispositivo adicional transmite, de acuerdo con una realización, los datos de entorno a un servidor externo, procesándose los datos de entorno en el servidor externo para formar el mapa de entorno. Según esta realización, el procesamiento de los datos de entorno registrados por el dispositivo adicional no tiene lugar (o al menos no exclusivamente) en el propio dispositivo adicional, sino más bien en el servidor externo al que tienen acceso tanto el dispositivo adicional, como también el dispositivo de tratamiento. Por lo tanto, no es necesario que el propio dispositivo adicional presente un dispositivo de procesamiento de datos o una memoria para los datos de entorno. Más bien es posible que el dispositivo adicional sólo presente el dispositivo de medición y un módulo de comunicación
a través del cual el dispositivo adicional puede comunicarse con el servidor externo. El procesamiento de los datos de entorno y la creación del mapa de entorno se llevan a cabo en el servidor externo. De forma especialmente ventajosa, los recursos del servidor externo están menos limitados con respecto a la potencia de cálculo y la capacidad de almacenamiento que con respecto al dispositivo de tratamiento o al dispositivo adicional. El dispositivo adicional y el dispositivo de tratamiento se comunican con el servidor externo, por ejemplo, dentro de una red local común, especialmente una red WLAN, o a través de internet, telefonía móvil o similar. Alternativamente puede preverse que el dispositivo adicional procese los datos de entorno para el mapa de entorno y transmita el mapa de entorno a un servidor externo. En este procedimiento, los datos de entorno se procesan mediante el propio dispositivo adicional en un mapa de entorno, transmitiéndose a continuación el mapa de entorno creado a un servidor externo. Por ejemplo, el mapa de entorno también puede transmitirse en primer lugar al servidor externo y desde allí, en su caso en combinación con otros datos de entorno, especialmente datos de entorno de otros dispositivos de tratamiento y/o dispositivos adicionales, al dispositivo de tratamiento. En este caso, el dispositivo adicional dispone de un dispositivo de procesamiento de datos y de los algoritmos correspondientes mediante los cuales los datos de entorno se pueden combinar para formar el mapa de entorno. En este sentido también se puede prever que los datos de entorno se combinen en primer lugar en un mapa de entorno aproximado dentro del dispositivo adicional, transmitiéndose a continuación este mapa de entorno aproximado al servidor externo a fin de someterse allí finalmente a un procesamiento posterior, en su caso añadiendo más datos de entorno. Además, el propio dispositivo de tratamiento también registra datos de entorno del entorno y combina los datos de entorno o un mapa de entorno creado a partir de los mismos con el mapa de entorno creado a partir de los datos de entorno registrados por el dispositivo adicional. Así, no sólo el dispositivo adicional registra datos de entorno del entorno, sino también el propio dispositivo de tratamiento. A continuación, los datos de entorno del dispositivo de tratamiento pueden procesarse formando un mapa de entorno separado o combinarse con datos de entorno o con un mapa de entorno del dispositivo adicional. De este modo resulta de forma especialmente ventajosa la combinación de los más variados datos de entorno o mapas de entorno que se registraron desde diferentes perspectivas y/o dentro de diferentes niveles de detección. Especialmente se pueden registrar obstáculos desde diferentes perspectivas, de manera que éstos se puedan registrar de forma detallada con respecto a sus dimensiones y se puedan representar de forma especialmente realista dentro del mapa de entorno. En este caso también se puede prever que el dispositivo de tratamiento elabore en primer lugar, como base para el tratamiento posterior, un mapa de entorno a partir de los datos de entorno del dispositivo adicional o utilice como base un mapa de entorno ya creado por el dispositivo adicional y añada a este mapa de entorno los datos de entorno registrados por el propio dispositivo de tratamiento. Alternativamente, los propios datos de entorno del dispositivo de tratamiento también pueden procesarse en primer lugar formando un mapa de entorno y, a continuación, añadirse los datos de entorno adicionales del dispositivo adicional o un mapa de entorno creado a partir de los mismos.
Según la invención se propone que el dispositivo adicional siga al dispositivo de tratamiento durante un desplazamiento, especialmente que se desplace a una distancia constante de éste. En esta configuración, el dispositivo adicional sigue fundamentalmente una ruta del dispositivo de tratamiento, pero, por ejemplo, en un plano situado por encima. En este caso, la distancia entre el dispositivo de tratamiento y el dispositivo adicional puede ser siempre constante, de manera que la relación local entre el dispositivo de tratamiento y el dispositivo adicional se conozca siempre de un modo especialmente sencillo. Aquí también se puede prever que el dispositivo adicional siga al dispositivo de tratamiento hasta un destino determinado, por ejemplo, hasta una estación base en la que se puedan cargar tanto un acumulador del dispositivo de tratamiento, como también un acumulador del dispositivo adicional. El dispositivo adicional se mueve de forma autónoma dentro del entorno, registrando datos del entorno que sirven de base para la elaboración de un mapa de entorno. No es necesario que un usuario lleve manualmente el dispositivo adicional dentro del entorno mientras realiza una medición de los datos de entorno. De este modo, el proceso de registro de datos de entorno puede seguir un patrón predefinido, por ejemplo, a lo largo de una ruta de desplazamiento predefinida del dispositivo adicional. Así, el procedimiento se lleva a cabo con la interacción de dos dispositivos que se desplazan de forma autónoma, concretamente, por una parte el dispositivo de tratamiento y por otro parte el dispositivo adicional, teniendo éstos ventajosamente diferentes perspectivas del entorno y pudiendo por consiguiente registrar diferentes datos de entorno que, en su caso, también se pueden combinar entre sí a fin de aumentar la precisión del mapa de entorno y de optimizar la navegación y la autolocalización del dispositivo de tratamiento. Para ello, el dispositivo adicional presenta un dispositivo de medición, ventajosamente un dispositivo de medición de distancias o una cámara, mediante el cual se pueden registrar los datos del entorno. En principio, el procedimiento para la navegación del dispositivo de tratamiento también funciona si sólo el dispositivo adicional presenta un dispositivo de medición y sólo el dispositivo adicional registra datos de entorno para la creación de un mapa de entorno. Sin embargo, según la invención se prevé que tanto el dispositivo adicional, como también el dispositivo de tratamiento registren los datos de entorno correspondientes que se combinan entre sí, de manera que mediante diferentes tipos de dispositivos de medición del dispositivo de tratamiento y del dispositivo adicional se puedan aprovechar todas las ventajas de la invención, especialmente el registro de datos de entorno desde diferentes perspectivas dentro del entorno.
Ventajosamente, los datos de entorno pueden registrarse mediante un dispositivo de medición, por ejemplo, un dispositivo óptico de medición de triangulación, del dispositivo adicional. El dispositivo de medición presenta una fuente de luz y un receptor de luz. Durante un desplazamiento del dispositivo adicional dentro del entorno, el dispositivo de medición mide las distancias con respecto a los obstáculos que sirven de base para la creación del mapa de entorno. En dependencia de una distancia medida con respecto a un obstáculo, el dispositivo de tratamiento puede realizar maniobras y movimientos de desviación para evitar colisionar con el obstáculo. El dispositivo de medición del
dispositivo adicional mide los obstáculos en un plano o desde una perspectiva preestablecida fundamentalmente por la trayectoria del haz desde la fuente de luz hasta el receptor de luz. Este plano de detección o perspectiva se diferencia ventajosamente de un plano de detección o perspectiva de un dispositivo de medición del dispositivo de tratamiento. Dado que el dispositivo adicional se desplaza de forma autónoma dentro del entorno, el desplazamiento da lugar directamente a diferentes perspectivas durante una medición, siempre que tanto un dispositivo de medición del dispositivo adicional, como también un dispositivo de medición del dispositivo de tratamiento registren datos de entorno. Por ejemplo, un plano de detección del dispositivo adicional puede situarse por encima de un plano de detección del dispositivo de tratamiento o el plano de detección del dispositivo de tratamiento puede disponerse fundamentalmente horizontal, mientras que el dispositivo de medición del dispositivo adicional observa en una vista desde arriba el entorno y, por lo tanto, en su caso también el dispositivo de tratamiento presente dentro del entorno. De forma especialmente ventajosa, el mapa de entorno se crea a continuación por medio de los datos de entorno registrados por ambos dispositivos de medición. Mediante la combinación de los datos de entorno del dispositivo adicional y de los datos de entorno del dispositivo de tratamiento, el mapa de entorno puede crearse a partir de una mayor variedad de datos de entorno y también de diferentes tipos de datos de entorno. De este modo, un obstáculo puede detectarse y mostrarse en el mapa de entorno de una forma lo más realista posible para la percepción visual de un usuario del dispositivo de tratamiento. Por ejemplo, el dispositivo de medición del dispositivo de tratamiento puede medir en un plano de detección cercano al suelo dentro del cual sólo se pueden medir, por ejemplo, con respecto a una silla, las patas de una silla, mientras que el dispositivo de medición del dispositivo adicional detecta el obstáculo, en concreto, la silla, como un todo en una vista desde arriba, de manera que una combinación de los datos de entorno conduzca a una representación realista del obstáculo en el mapa del entorno. Una vista desde arriba de los obstáculos resulta especialmente adecuada como perspectiva para el dispositivo de medición del dispositivo adicional, dado que aquí se pueden detectar zonas cerradas de superficies que el dispositivo de medición del dispositivo de tratamiento no puede reconocer en un plano de detección horizontal. Especialmente, desde la perspectiva del dispositivo de medición del dispositivo adicional también se puede determinar una altura de un obstáculo, lo que proporciona información sobre si el dispositivo de tratamiento puede pasar por debajo de este obstáculo o no.
El dispositivo de tratamiento que se desplaza de forma autónoma puede ser, por ejemplo, un robot aspirador, un robot fregador, un robot segador, un robot pulidor o similar. Además, también son concebibles dispositivos de tratamiento con funciones combinadas, por ejemplo, un robot combinado de aspiración y fregado. El dispositivo adicional, que puede igualmente desplazarse de forma autónoma dentro del entorno, también puede ser un dispositivo de tratamiento de este tipo o un dispositivo adicional que sólo sirve para registrar los datos de entorno y que con este propósito se desplaza dentro del entorno, pero no tiene ninguna otra función de tratamiento como, por ejemplo, una función de aspiración y/o de limpieza. En principio, el dispositivo de tratamiento y el dispositivo adicional también pueden ser dispositivos de idéntica construcción, en cuyo caso el dispositivo que representa al dispositivo adicional registra datos de entorno para el dispositivo que representa al dispositivo de tratamiento. Básicamente, los dispositivos también pueden interactuar entre sí de manera que ambos funcionen como dispositivo de tratamiento y como dispositivo adicional, registrando ambos los datos de entorno y transmitiéndolos respectivamente al otro dispositivo de modo que cada dispositivo tenga siempre acceso a todos los datos de entorno registrados. Así es posible compartir ampliamente los datos de entorno entre varios dispositivos.
El dispositivo de medición del dispositivo adicional y/o del dispositivo de tratamiento puede configurarse de diferentes maneras. Por ejemplo, el dispositivo de medición puede presentar un dispositivo de medición de distancia que funcione mediante señales ópticas y/o ultrasónicas, una cámara que tome una imagen del entorno, un sensor de contacto, un dispositivo de medición de odometría y/u otros. En el caso de un dispositivo adicional que presente una cámara o un chip de cámara, los datos del entorno pueden registrarse directamente como datos de imagen, especialmente también como datos RGB que contengan información sobre el color, que pueden integrarse de forma especialmente ventajosa en el mapa del entorno. Así también es posible combinar al mismo tiempo los datos de obstáculos del dispositivo de medición con otros datos de entorno, por ejemplo, para representar en el mapa de entorno el tamaño y/o el color del dispositivo de tratamiento y/o de los obstáculos. Además, el tamaño reproducido también puede compararse, por ejemplo, con las dimensiones conocidas del dispositivo de tratamiento, a fin de poder estimar mejor el tamaño, especialmente la altura, de los obstáculos.
Se recomienda que el dispositivo adicional y el dispositivo de tratamiento presenten un punto de referencia común dentro del entorno, de manera que, en su caso, los datos de entorno del dispositivo de tratamiento y del dispositivo adicional puedan combinarse entre sí o de manera que se conozcan siempre la posición y la orientación tanto del dispositivo de tratamiento, como también del dispositivo adicional dentro del entorno. Se recomienda que el dispositivo de medición del dispositivo adicional utilice un punto de partida dentro del entorno que corresponda a un punto del dispositivo de tratamiento. De este modo, siempre se conoce una relación local entre el dispositivo de tratamiento y el dispositivo adicional, de manera que los datos de entorno registrados por el dispositivo adicional puedan utilizarse para el dispositivo de tratamiento. Por ejemplo, cuando el dispositivo adicional no se utiliza, éste puede disponerse en una carcasa del dispositivo de tratamiento o fijarse en el mismo de otro modo. Alternativamente también sería posible que tanto el dispositivo de tratamiento, como también el dispositivo adicional presenten un dispositivo base que se pueda utilizar conjuntamente dentro del entorno, por ejemplo, para cargar un acumulador del dispositivo de tratamiento o del dispositivo adicional. Este dispositivo base puede indicar un punto cero definido dentro del entorno al que se remiten las coordenadas de ubicación de los datos de entorno del dispositivo de tratamiento y/o del dispositivo adicional.
Ventajosamente, el dispositivo adicional se mueve de forma autónoma dentro del entorno, aunque también se puede prever que el dispositivo adicional se controle mediante otro dispositivo, especialmente un control remoto. En este caso, el control remoto puede ser un teléfono inteligente, otro dispositivo de comunicación móvil o un ordenador de sobremesa. Así resulta una función de control adicional para un usuario del dispositivo adicional. Además de una introducción manual de un comando de control para el dispositivo adicional, aquí también se puede prever que el control del dispositivo adicional se lleve a cabo mediante gestos, movimientos oculares o similares.
Se propone que, antes de un desplazamiento del dispositivo de tratamiento, el dispositivo adicional se desplace por el entorno y registre los datos del entorno. En esta realización, el dispositivo adicional se desplaza en primer lugar por el entorno y registra los datos del entorno para el dispositivo de tratamiento, pudiéndose crear posteriormente a partir de los mismos el mapa de entorno. Sólo cuando los datos de entorno o el mapa de entorno creado a partir de los mismos se han transmitido desde el dispositivo adicional al dispositivo de tratamiento, con la interconexión del servidor externo, el dispositivo de tratamiento inicia un desplazamiento correspondiente sobre la base de estos datos de entorno y navega dentro del entorno. Esta forma de realización resulta especialmente adecuada si, por ejemplo, un desplazamiento del dispositivo de tratamiento no debe dar lugar a una carga del acumulador del dispositivo de tratamiento o si el dispositivo de tratamiento está realizando en ese momento otras actividades de trabajo, está sometido a un mantenimiento en una estación base o similar.
Especialmente puede preverse que el dispositivo adicional se mueva por el entorno desplazándose por el suelo o volando. Así, el dispositivo adicional puede desplazarse especialmente por el suelo del entorno o volar dentro del entorno para registrar datos de entorno, por ejemplo, desde una vista desde arriba. El dispositivo adicional volador conoce una distancia inicial con respecto a una ubicación definida, por ejemplo, mediante un punto cero definido en una estación base o en el dispositivo de tratamiento, y sobre la base de la misma mide continuamente la altura durante el vuelo. Mediante la medición de la altura, la distancia con respecto a la superficie del suelo puede mantenerse constante, preferiblemente cerca del suelo, de manera que los obstáculos para el dispositivo de tratamiento puedan detectarse del mejor modo posible, especialmente en una imagen de cámara tomada por el dispositivo adicional. Durante el vuelo, el dispositivo adicional puede reconocer personas y animales como objetos en movimiento y en tal caso variar, por ejemplo, su altura para evitar una colisión. Aquí, el dispositivo adicional dispone principalmente de un sistema de cámaras cuyo campo de detección está dirigido a una superficie de suelo. El sistema de cámara puede ser un sistema de cámara 2D o 3D, en su caso combinado con un objetivo gran angular. Además, el dispositivo adicional también puede presentar un sensor para la medición de la altura y/o también un dispositivo de medición, cuyo rango de detección está orientado en la dirección de vuelo, a fin de poder detectar también con la debida antelación obstáculos dentro de la ruta de desplazamiento, es decir, dentro de la ruta de vuelo, del dispositivo adicional.
Se propone además que el dispositivo adicional compare los datos de entorno con un valor de referencia correspondiente, transmitiéndose al dispositivo de tratamiento los datos de entorno que se desvían del valor de referencia, especialmente los datos de entorno sobre suciedad y/o un movimiento de objetos, y una información de ubicación sobre la ubicación que presenta los datos de entorno diferentes. Según esta configuración, el dispositivo adicional puede detectar mediante su dispositivo de medición, por ejemplo, una suciedad concreta y/o intensa en el entorno e informar sobre este hecho al dispositivo de tratamiento. El dispositivo de tratamiento puede a continuación moverse al lugar que presenta la suciedad, por ejemplo, para llevar a cabo allí una limpieza adecuada. En este caso, el valor de referencia con el que se comparan los datos de entorno observados, por ejemplo, la suciedad, puede ser un grado de suciedad establecido especialmente para diferentes revestimientos de suelo. Además, también se pueden observar otros estados de una superficie o de un entorno a tratar o limpiar, por ejemplo, un grado de humedad o un estado de movimiento de un objeto. Si el dispositivo adicional determina que existe una desviación con respecto a un valor de referencia o con respecto a un ancho de banda de referencia determinado, los datos de entorno llamativos se transmiten al dispositivo de tratamiento junto con una información sobre la ubicación correspondiente, en su caso, con la interconexión de un servidor externo. Esta información puede utilizarse, por ejemplo, para llevar a cabo mediante el dispositivo de tratamiento una limpieza puntual selectiva en esta ubicación. Si en el caso de los datos de entorno diferentes se trata de un movimiento de objeto detectado, éstos se pueden dotar de una información especial sobre la dirección y, en su caso, la velocidad a la que se mueve el objeto, de manera que esta información se pueda tener en cuenta en las planificaciones de rutas. Ventajosamente, el dispositivo adicional puede moverse por el entorno a intervalos de tiempo preestablecidos y registrar durante esta operación datos de entorno, entrando el dispositivo de tratamiento en funcionamiento y desplazándose por el entorno sólo si el dispositivo adicional ha detectado previamente una situación especial que se desvía de un valor de referencia o rango de referencia definidos. El dispositivo adicional comunica a continuación la ubicación al dispositivo de tratamiento para que el dispositivo de tratamiento pueda desplazarse de forma selectiva por este punto. De este modo, el dispositivo adicional indica al dispositivo de tratamiento cuándo éste debe iniciar una actividad de tratamiento. En este sentido, o también de forma independiente, se puede prever igualmente que el dispositivo adicional también se encargue de otras actividades como, por ejemplo, la vigilancia de habitaciones en caso de que el dispositivo adicional no tenga que realizar ninguna actividad auxiliar para el dispositivo de tratamiento. Si en este caso se detecta una situación inusual dentro de una habitación, por ejemplo, un cristal roto, una puerta que se abre o similar, el dispositivo adicional puede a su vez, por ejemplo, llamar en su ayuda al dispositivo de tratamiento para que este último realice otras mediciones, por ejemplo, con la ayuda de su dispositivo de medición, a fin de evaluar la situación, llevar a cabo allí una tarea de limpieza o similar.
Además del procedimiento antes descrito, con la invención también se propone un sistema que comprende un dispositivo de tratamiento que se desplaza de forma autónoma y un dispositivo adicional que se desplaza de forma
autónoma, estando el dispositivo de tratamiento y el dispositivo adicional diseñados y configurados para llevar a cabo un procedimiento con una o varias de las características antes propuestas.
El dispositivo de tratamiento puede ser, por ejemplo, un robot de limpieza, un robot de servicio, un robot aspirador, un robot de fregado, un robot de siega o similar. El dispositivo adicional puede ser un robot del mismo tipo o también un robot que tenga exclusivamente la tarea de registrar datos del entorno y, en su caso, crear un mapa del entorno a partir de estos datos de entorno. El dispositivo de tratamiento se configura preferiblemente para moverse sobre una superficie a tratar. El dispositivo adicional también puede, por ejemplo, moverse por la superficie desplazándose por el suelo y/o volando dentro del entorno, por ejemplo, en forma de dron volador. El dispositivo adicional presenta un dispositivo de medición para la adquisición de datos del entorno que comprende, por ejemplo, un dispositivo de medición de distancias, una cámara, un sensor de contacto, un dispositivo de medición de odometría y/o similares. El dispositivo de tratamiento también puede disponer de un dispositivo de medición de este tipo. El sistema incluye (como ya se ha explicado antes en relación con el procedimiento) un servidor externo que está en comunicación tanto con el dispositivo adicional, como también con el dispositivo de tratamiento. A efectos de transmisión de datos, el dispositivo adicional y el dispositivo de tratamiento presentan respectivamente un módulo de comunicación. Lo mismo ocurre con el servidor externo perteneciente al sistema. El dispositivo adicional y también el dispositivo de tratamiento pueden disponer de un dispositivo de procesamiento de datos para procesar los datos de entorno en un mapa de entorno y/o, en su caso, una memoria de datos para almacenar los datos de entorno y/o el mapa de entorno creado. En el sentido de la invención, el dispositivo adicional y el dispositivo de tratamiento están configurados de forma correspondiente entre sí de manera que el dispositivo de tratamiento reciba los datos de entorno registrados por el dispositivo adicional y/o un mapa de entorno creado a partir de los mismos y/o de manera que éstos sirvan como base para comandos de control que se refieren a un desplazamiento y/o una actividad de tratamiento del dispositivo de tratamiento dentro del entorno.
Breve descripción de los dibujos
La invención se explica a continuación más detalladamente a la vista de ejemplos de realización. Se muestra en la: Figura 1 un entorno con un sistema compuesto por un dispositivo de tratamiento y un dispositivo adicional,
Figura 2 un desplazamiento del dispositivo adicional relativamente con respecto al dispositivo de tratamiento (ejemplo de realización no conforme a la invención),
Figura 3 el dispositivo de tratamiento y el dispositivo adicional durante un movimiento acoplado (ejemplo de realización según la invención).
Descripción de las formas de realización
La figura 1 muestra un sistema 5 que comprende un dispositivo de tratamiento 1 y un dispositivo adicional 3. Aquí, el dispositivo de tratamiento 1 está configurado como un robot aspirador y puede desplazarse automáticamente dentro de un entorno 2. El dispositivo de tratamiento 1 presenta una carcasa, en cuyo lado inferior, orientadas hacia una superficie a limpiar en el entorno 2, están dispuestas unas ruedas 6 accionadas por motor, así como un cepillo 7 que sobresale del canto inferior de una base de carcasa y que también está accionado por motor. Además, el dispositivo de tratamiento 1 presenta en la zona del cepillo 7 un orificio de boca de aspiración, no representado con más detalle, a través del cual se puede aspirar, por medio de una unidad de motor y soplador, el aire cargado con material de aspiración al interior del dispositivo de tratamiento 1. Para el suministro eléctrico de los distintos componentes eléctricos del dispositivo de tratamiento 1, así como para el accionamiento de las ruedas 6 y del cepillo 7 y además para la electrónica prevista, el dispositivo de tratamiento 1 presenta un acumulador recargable no representado.
El dispositivo de tratamiento 1 está equipado además con un dispositivo de medición 9 dispuesto en el interior de la carcasa del dispositivo de tratamiento 1. Aquí, el dispositivo de medición 9 es, por ejemplo, un dispositivo de medición de triangulación que puede medir distancias con respecto a obstáculos dentro del entorno 2 del dispositivo de tratamiento 1. Concretamente, el dispositivo de medición 9 presenta un diodo láser cuyo haz de luz emitido se guía fuera de la carcasa del dispositivo de tratamiento 1 a través de un dispositivo de desviación, pudiendo el mismo girar alrededor de un eje de giro perpendicular en la orientación mostrada del dispositivo de tratamiento 1, especialmente con un ángulo de medición de 360 grados. Así es posible una medición de distancias completa.
Con la ayuda del dispositivo de medición 9, el entorno 2 del dispositivo de tratamiento 1 puede medirse en un plano preferiblemente horizontal, es decir, en un plano fundamentalmente paralelo a la superficie a limpiar. De este modo, el dispositivo de tratamiento 1 puede moverse evitando una colisión con los obstáculos en el entorno 2. Los datos de entorno registrados mediante el dispositivo de medición 9, que representan distancias con respecto a obstáculos y/o paredes en el entorno 2, se utilizan para la creación de un mapa de entorno del entorno 2.
El dispositivo adicional 3, configurado aquí como un dron volador, está situado en la carcasa del dispositivo de tratamiento 1. El dispositivo de tratamiento 1 y el dispositivo adicional 3 forman conjuntamente un sistema 5 en el sentido de la invención. El dispositivo adicional 3 presenta una pluralidad de hélices 8 mediante las cuales el dispositivo adicional 3 puede soltarse del dispositivo de tratamiento 1 y volar dentro del entorno 2. El dispositivo adicional 3 dispone además de un dispositivo de medición 10. Aquí, el dispositivo de medición 10 presenta, por ejemplo, en primer lugar una cámara cuyo campo de detección está dirigido al suelo del entorno 2. El dispositivo de medición 10 dispone además de un sensor para la medición de la altura y un dispositivo de medición de distancia, cuyo campo de detección
está orientado fundamentalmente en un plano horizontal, a fin de detectar con la debida antelación obstáculos en la ruta de desplazamiento del dispositivo adicional 3.
El dispositivo de tratamiento 1 y el dispositivo adicional 3 disponen además de módulos de comunicación no representados para comunicarse entre sí, así como con un servidor externo. Además, el dispositivo adicional 3 y el dispositivo de tratamiento 1 también presentan respectivamente un dispositivo de procesamiento de datos y una memoria de datos.
Básicamente son necesarios varios pasos de procesamiento de datos para la navegación del dispositivo de tratamiento 1 dentro del entorno 2 y por consiguiente también para evitar obstáculos. En primer lugar debe crearse, por una parte, un mapa del entorno a partir de los datos de entorno de al menos un dispositivo de medición 9, 10, lo que puede realizarse dentro del dispositivo de procesamiento de datos del dispositivo de tratamiento 1 o dentro del dispositivo de procesamiento de datos del dispositivo adicional 3. Sobre la base del mapa de entorno y de una posición actual del dispositivo de tratamiento 1 conocida en el mismo, se calcula a continuación un comportamiento ventajoso del dispositivo de tratamiento 1 que sirve de base para un comando de control. Mediante el comando de control se controlan, por ejemplo, las ruedas 6 o el cepillo 7 del dispositivo de tratamiento 1.
Gracias a la posición de partida en el dispositivo de tratamiento 1 representada en la figura 1, el dispositivo adicional 3 conoce una distancia inicial con respecto a la superficie a limpiar del entorno 2. A partir de aquí, el dispositivo adicional 3 se puede desplazar, siendo aquí el punto de referencia ventajosamente el dispositivo de tratamiento 1 estacionario. Alternativamente, el dispositivo adicional 3 también podría partir de una estación base fija.
La figura 2 muestra una situación en la que el dispositivo de tratamiento 1 continúa inmóvil sobre la superficie del suelo del entorno 2. El dispositivo adicional 3 realiza un vuelo de reconocimiento partiendo del dispositivo de tratamiento 1 y durante esta operación registra datos de entorno por medio del dispositivo de medición 10, entre otros, una suciedad 4 en la superficie de suelo del entorno 2.
De acuerdo con la realización representada no conforme a la invención, la invención funciona, por ejemplo, de manera que el dispositivo adicional 3 vuele de forma autónoma dentro del entorno 2. En este caso, el dispositivo adicional puede seguir una ruta de vuelo previamente definida, volar dentro del entorno 2 de acuerdo con un principio aleatorio y con la cooperación de los sensores de distancia o, por ejemplo, también ser controlado por un usuario mediante un control remoto, especialmente un teléfono móvil. Mediante la posición inicial en la carcasa del dispositivo de tratamiento 1, el dispositivo adicional 3 conoce una distancia inicial con respecto al suelo del entorno 2 y durante el vuelo determina, de forma continua o también a intervalos regulares o irregulares, la altura con respecto a la superficie del suelo. En este caso, la altura con respecto a la superficie del suelo puede determinarse, por ejemplo, mediante una medición de distancia del dispositivo de medición 10. Durante el vuelo del dispositivo adicional 3, la distancia del dispositivo adicional 3 con respecto a la superficie del suelo se mantiene, por ejemplo, fundamentalmente constante, aquí, por ejemplo, aproximadamente 1 m, de manera que los obstáculos o los datos de entorno especiales de la superficie del suelo como, por ejemplo, la suciedad 4, se puedan detectar óptimamente en las imágenes tomadas por el dispositivo de medición 10. Durante el vuelo, el dispositivo adicional 3 detecta además objetos en movimiento como, por ejemplo, personas, animales u otros dispositivos de tratamiento 1 o dispositivos adicionales 3 que se desplazan automáticamente. Para evitar una colisión con éstos, un dispositivo de control del dispositivo adicional 3 controla el dispositivo adicional 3 de manera que los obstáculos se sorteen durante el vuelo, por ejemplo, bajando la altitud de vuelo del dispositivo adicional 3 a un plano inferior o rodeándolos.
Mientras el dispositivo de tratamiento 1 permanece invariable en la misma posición del entorno 2, el dispositivo adicional 3 sobrevuela el entorno 2 y, a partir de los datos de entorno registrados por medio del dispositivo de medición 10, crea un mapa de entorno con obstáculos, paredes y similares. A partir de los datos de entorno se pueden clasificar objetos como mesas, sillas, armarios, etc. En este caso, las distancias con respecto a los objetos también se estiman mediante el dispositivo de medición 10. Durante el registro de los datos de entorno, el dispositivo de medición 10 del dispositivo adicional 3 registra, además de los obstáculos, también la suciedad 4 de la superficie del suelo que se desvía excesivamente de un valor de referencia definido y que, por lo tanto, se clasifica como una suciedad 4 especialmente intensa que requiere una limpieza posterior, especialmente una limpieza de una zona concreta, por parte del dispositivo de tratamiento 1. La suciedad 4 se introduce en el mapa de entorno, dotándose al mismo de forma correspondiente de una información de ubicación.
Después del vuelo del dispositivo adicional 3 o alternativamente también durante el mismo, el dispositivo de procesamiento de datos del dispositivo adicional 3 transmite el mapa del entorno al dispositivo de tratamiento 1 con la interconexión del servidor. Con esta finalidad, el dispositivo adicional 3 y el dispositivo de tratamiento 1 se comunican mediante una transmisión de datos inalámbrica, especialmente con la ayuda de sus módulos de comunicación. El dispositivo de tratamiento 1 dispone a continuación del mapa de entorno del entorno 2 y puede desplazarse automáticamente dentro del entorno 2, especialmente controlar la suciedad 4 y llevar a cabo una limpieza. Para ello, el dispositivo de tratamiento 1 recurre exclusivamente al mapa de entorno creado por medio del dispositivo adicional 3.
Alternativamente también se puede prever que el dispositivo de tratamiento 1 reciba el mapa de entorno, creado por el dispositivo adicional 3, como tal y que, en su caso, lo combine con los datos de entorno de su propio dispositivo de medición 9 y los procese formando un mapa de entorno. Del mismo modo, el servidor externo también podría utilizarse para la creación del mapa de entorno. A continuación, el dispositivo de tratamiento 1 o el servidor externo pueden
decidir, por ejemplo, mediante un dispositivo de procesamiento de datos correspondiente, si los datos de entorno del dispositivo adicional 3 contienen información adicional útil. Si este es el caso, los datos de entorno del dispositivo adicional 3 podrían combinarse con los datos de entorno del dispositivo de tratamiento 1.
Mientras el dispositivo de tratamiento 1 se desplaza por su parte de forma autónoma dentro del entorno 2, el dispositivo adicional 3 puede, por ejemplo, utilizarse además para realizar una actividad auxiliar para el dispositivo de tratamiento 1 si el dispositivo de tratamiento 1 se encuentra en una situación de la que no puede liberarse automáticamente o si detecta una situación en la que, por ejemplo, el dispositivo de medición 10 del dispositivo adicional 3 es necesario para obtener una vista desde arriba del dispositivo de tratamiento 1 y de la superficie de suelo del entorno 2. Esto también puede ser útil si hay obstáculos móviles dentro del entorno 2 cuya ubicación actual está oculta para el dispositivo de tratamiento 1. En estas situaciones, los datos de entorno del dispositivo de medición 10 del dispositivo adicional 3 pueden evaluarse para apoyar al dispositivo de tratamiento 1. Esta opción también resulta útil si, por ejemplo, el dispositivo de tratamiento 1 ya no conoce la posición y orientación actuales dentro del entorno 2 porque un usuario ha levantado manualmente el dispositivo de tratamiento 1 de la superficie del suelo y lo ha desplazado dentro del entorno 2. El dispositivo adicional 3 también puede indicar al dispositivo de tratamiento 1 un recorrido, en cuyo caso el dispositivo de tratamiento 1 sigue al dispositivo adicional 3 en movimiento. Además, el dispositivo adicional 3 puede proponer al dispositivo de tratamiento 1 varias variantes de ruta posibles para alcanzar un determinado destino, para desplazarse a una posición de partida, para liberarse de una situación de bloqueo y similares.
La figura 3 muestra una forma de realización según la invención en la que el dispositivo adicional 3 sigue al dispositivo de tratamiento 1 durante un desplazamiento. En este caso, el dispositivo adicional 3 sirve como satélite del dispositivo de tratamiento 1 y lo sigue preferiblemente a la misma distancia. De este modo, es posible un registro simultáneo de datos de entorno del entorno 2 mediante, por una parte, el dispositivo de tratamiento 1 y, por otra parte, el dispositivo adicional 3, de manera que los obstáculos dentro del entorno 2 puedan detectarse desde diferentes perspectivas y distancias. También según esta forma de realización, el procesamiento de datos de los datos de entorno puede realizarse en el dispositivo adicional 3, en el dispositivo de tratamiento 1 o en el servidor externo.
Lista de referencias
1 Dispositivo de tratamiento
2 Entorno
3 Dispositivo adicional
4 Suciedad
5 Sistema
6 Rueda
7 Cepillo
8 Hélice
9 Dispositivo de medición
10 Dispositivo de medición
11 Servidor externo
Claims (7)
1. Procedimiento para la navegación y la autolocalización de un dispositivo de tratamiento (1) que se desplaza de forma autónoma por medio de un mapa de entorno dentro de un entorno (2), registrándose datos de entorno del entorno (2) y procesándose los mismos para formar un primer mapa de entorno, registrando un dispositivo adicional (3) que se desplaza de forma autónoma los datos de entorno del entorno (2) para el dispositivo de tratamiento (1), transmitiendo el dispositivo adicional (3) los datos de entorno a un servidor externo, procesándose los datos de entorno en el servidor externo para formar el primer mapa de entorno o procesando el dispositivo adicional (3) los datos de entorno para formar el primer mapa de entorno y transmitiendo el primer mapa de entorno al servidor externo, transmitiéndose el primer mapa de entorno creado en el servidor externo o por el dispositivo adicional (3) desde el servidor externo al dispositivo de tratamiento (1) y registrando también el propio dispositivo de tratamiento (1) datos de entorno del entorno (2) y combinándose los datos de entorno o un segundo mapa de entorno creado a partir de los mismos con el primer mapa de entorno creado a partir de los datos de entorno registrados por el dispositivo adicional (3) , incorporando el dispositivo de tratamiento (1) en el primer mapa de entorno ya creado los datos de entorno registrados por el propio dispositivo de tratamiento (1) o procesando el mismo los datos de entorno registrados por el propio dispositivo de tratamiento (1) para formar en primer lugar el segundo mapa de entorno y añadiendo a continuación el primer mapa de entorno, caracterizado por que el dispositivo adicional (3) sigue al dispositivo de tratamiento (1) durante un desplazamiento.
2. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo adicional (3) se mueve dentro del entorno (2) temporalmente antes de un desplazamiento del dispositivo de tratamiento (1) y registra los datos del entorno.
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo adicional (3) se desplaza a una distancia constante del dispositivo de tratamiento (1).
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo adicional (3) se mueve dentro del entorno desplazándose por el suelo o volando.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo adicional (3) compara los datos de entorno con un valor de referencia correspondiente, transmitiéndose al dispositivo de tratamiento (1) los datos de entorno que se desvían del valor de referencia, especialmente los datos de entorno sobre una suciedad (4) y/o un movimiento de objeto, y una información de ubicación sobre la ubicación que presenta los datos de entorno diferentes.
6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado por que, después de la recepción de los datos de entorno y de la información de ubicación, el dispositivo de tratamiento (1) se mueve a la ubicación y lleva a cabo allí una actividad, especialmente una actividad de tratamiento y/o una actividad de medición.
7. Sistema (5) que comprende un dispositivo de tratamiento (1) que se desplaza de forma autónoma y un dispositivo adicional (2) que se desplaza de forma autónoma, caracterizado por que el dispositivo de tratamiento (1) y el dispositivo adicional (2) están configurados y diseñados para llevar a cabo un procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores.
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