FR3043304A1 - Systeme de traitement automatique d'au moins une zone de terrain delimitee - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet un système de traitement automatique, en particulier de tonte automatisée, comprenant, d'une part, un robot mobile de traitement, en particulier de tonte, et d'autre part, au moins un moyen de délimitation d'au moins une zone à traiter ou à tondre, déterminant le périmètre de ladite ou de chacune desdites zone(s). Système caractérisé en ce que les moyens de délimitation sont constitués par au moins deux bornes individuelles actives (2), posées sur ou plantées au moins partiellement dans le sol, comportant des moyens d'émission et de réception radio aptes et destinés à établir une communication bidirectionnelle pour la borne (2) concernée avec le robot (1), équipé de moyens analogues compatibles, avec les autres bornes (2) participant conjointement à la délimitation de la même zone (3, 3') et, le cas échéant, avec un outil portatif de géolocalisation, chaque borne (2) étant positionnée sur le tracé du périmètre (4, 4') à la définition duquel elle participe.
Description
DESCRIPTION
La présente invention concerne le domaine des équipements grand public et professionnels pour le traitement automatisé du sol et de terrains par un robot mobile autonome, plus particulièrement pour la tonte de zones gazonnées ou herbacées, ou pour des opérations annexes en relation avec la maintenance de telles zones, ce en relation avec une possible modification ou itinérance de la zone à traiter ou encore une multiplication de ces dernières.
Dans ce contexte, l'invention a pour objet un système de traitement automatique, en particulier de tonte, d'au moins une zone de terrain délimitée.
Par robot de traitement, on entend, dans la présente, un appareil mobile autonome apte à réaliser au moins une opération ou un travail technique au niveau du sol ou d'un terrain, soit en surface (par exemple : nettoyage avec ou sans ramassage, lavage avec ou sans séchage consécutif, dépose de produit, tonte, ...), soit en engagement avec le sol ou le terrain (par exemple : scarification, binage, ...). En outre, des sols de différents types peuvent être concernés : pelouse, gazon, terrain herbacé ou non, cour bétonnée, pavée ou goudronnée, sol carrelé, terrasse, ... qui détermineront ainsi le type d'opérations réalisables par un robot adapté. Typiquement, un tel robot comprend, en plus d'un ou de plusieurs moyens(s) d'actionnement, d'au moins une source d'énergie autonome, d'au moins un outil de travail, de moyens de déplacement et d'un carter de protection, également une unité de contrôle et de pilotage, un dispositif de détermination de sa position (absolue ou relative), des moyens de stockage de données et un module de transmission ou de communication, préférentiellement bidirectionnelle.
Actuellement, les zones de traitement et de travail, notamment de tonte, du type précité sont généralement délimitées par des éléments matériels ou des moyens physiques apparents (bordures, murets, murs, barrières, câbles de délimitation, ...). En variante, et notamment pour les robots tondeuses ou robots de tonte, ces zones peuvent également être délimitées par des fils périmétriques enterrés.
Toutefois, dans les deux cas précités, un éventuel changement au niveau de la zone à traiter, par extension, diminution, modification de sa forme, déplacement ou encore par réalisation de plusieurs modifications combinées, entraîne des travaux conséquents, coûteux, longs et fastidieux. Il en est de même pour la délimitation de nouvelles zones à traiter.
On connaît également des robots sophistiqués, aptes à analyser leur environnement par l'intermédiaire de capteurs embarqués, notamment optiques, et, en relation avec une programmation de base ou personnalisée, à décider de la zone à traiter et des opérations à effectuer.
Des repères passifs peuvent éventuellement être mis en œuvre de manière complémentaire.
Toutefois, compte tenu de la nature et du degré de sophistication de l'équipement de ces robots, leur prix de revient est extrêmement élevé et ils sont relativement sensibles aux chocs et autres agressions extérieures et aisément sujets à des dysfonctionnements.
Le but de la présente invention est de pallier au moins les principaux inconvénients ci-dessus de l'état de la technique cité. A cet effet, l'invention a pour objet un système de traitement automatique, en particulier de tonte automatisée, comprenant, d'une part, un robot mobile de traitement, en particulier de tonte, et d'autre part, au moins un moyen de délimitation d'au moins une zone à traiter ou à tondre, déterminant le périmètre de ladite ou de chacune desdites zone(s), système caractérisé en ce que les moyens de délimitation sont constitués par au moins deux bornes individuelles actives, posées sur ou plantées au moins partiellement dans le sol, comportant des moyens d'émission et de réception radio aptes et destinés à établir une communication bidirectionnelle pour la borne concernée avec le robot, équipé de moyens analogues compatibles, avec les autres bornes participant conjointement à la délimitation de la même zone et, le cas échéant, avec un outil portatif de géolocalisation, chaque borne étant positionnée sur le tracé du périmètre à la définition duquel elle participe. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemple non limitatif, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : la figure 1 est une représentation symbolique illustrant les composantes du système selon l'invention, mis en œuvre in situ avec délimitation de deux zones de travail ou à traiter, par exemple dans un jardin comportant des zones à traiter (par exemple gazonnées), ainsi que des obstacles et des zones à ne pas traiter et, les figures 2 à 4 sont des vues en élévation latérale et in situ de différents modes de réalisation d'une borne active faisant partie du système selon l'invention. la figure 1 et partiellement la figure 2, illustrent un système de traitement automatique, en particulier de tonte automatisée, comprenant, d'une part, un robot mobile 1 de traitement, en particulier de tonte, et d'autre part, au moins un moyen 2 de délimitation d'au moins une zone 3, 3' à traiter ou à tondre, déterminant le périmètre 4, 4' de ladite ou de chacune desdites zone(s).
Conformément à l'invention, les moyens de délimitation sont constitués par au moins deux bornes individuelles actives 2, posées sur ou plantées au moins partiellement dans le sol 5, comportant des moyens d'émission et de réception radio 6 aptes et destinés à établir une communication bidirectionnelle pour la borne 2 concernée avec le robot 1, équipé de moyens 6' analogues compatibles, avec les autres bornes 2 participant conjointement à la délimitation de la même zone 3, 3' et, le cas échéant, avec un outil portatif de géolocalisation, chaque borne 2 étant positionnée sur le tracé du périmètre 4, 4' à la définition duquel elle participe.
Ainsi, l'invention permet de s'affranchir simultanément, d'une part, des limitations découlant de la mise en œuvre d'une barrière physique ou d'un fil périmétrique enterré (mise en œuvre fastidieuse, manque de flexibilité) et, d'autre part, des inconvénients liés à la mise en œuvre d'un robot très sophistiqué, en relation ou non avec des bornes passives (coût ; prédisposition aux dysfonctionnement).
En effet, l'invention propose une solution correspondant à une voie médiane avec la réalisation d'une délimitation périmétrique, mais allégée, flexible et d'une mise en œuvre aisée, et l'utilisation d'un robot 1 avec des équipements relativement standards (moyens de pilotage, moyens de géolocalisation, autonomie énergétique, ...) et aptes à communiquer avec les bornes actives 2 au moins. L'outil de géolocalisation, portable précité peut, par exemple, correspondre à celui décrit dans la demande de brevet français n° 1454465 au nom de la demanderesse.
En accord avec un premier mode de réalisation, ressortant de la figure 1, il peut être prévu qu'une borne active 2 soit positionnée à chaque point d'inflexion ou angle du périmètre 4, 4' de la ou de chaque zone à traiter 3, 3', une ligne de délimitation virtuelle 7 détectable directement ou par triangulation par le robot 1 étant définie entre chaque paire de bornes 2 voisines, mutuellement communicantes et formant une partie du périmètre 4, 4' considéré.
Les zones à traiter 3 et 3' représentées à titre d'exemple sur la figure 1, et formant les zones d'évolution limitatives souhaitées par l'utilisateur pour le robot 1, sont ainsi délimitées virtuellement par les bornes périmétriques actives 2 qui jalonnent le périmètre 4, 4' segmenté en portions de lignes 7 successives, droites ou non (par exemple une portion de ligne de périmètre 7 courbe ou incurvée avec un diamètre défini par deux bornes actives 2 voisines), adjacentes entre elles.
La forme et le positionnement d'une portion de périmètre portion de ligne 7 définie entre deux bornes actives 2 voisines sont soit enregistrés par le robot 1 dans une phase de programmation préliminaire, avec identification des bornes 2 concernées, soit communiqués audit robot 1 (au cours du traitement) durant un échange radio entre ce dernier et au moins l'une des bornes 2 de la paire concernée (après détection et identification mutuelles durant une phase d'approche), ou encore déterminés par le robot 1 (au cours du traitement) par triangulation basée sur la position des deux bornes actives 2 voisines, et éventuelle identification de ces dernières.
En accord avec un second mode de réalisation de l'invention, ressortant également indirectement de la figure 1, il peut aussi être prévu que le robot 1 comporte des moyens d'enregistrement 8 du ou des périmètre(s) 4, 4' de la ou des zones à traiter 3, 3' sous la forme d'une pluralité de points géolocalisés lesquels sont soit relevés directement par ledit robot lors d'un parcours de paramétrage le long du ou des périmètre(s) 4, 4' concerné(s), soit relevés par un outil portatif de géolocalisation lors d'un tel parcours et transmis au robot 1, et qu'à chaque périmètre 4, 4' sont associées au moins deux bornes actives 2 constituant des repères géographiques physiques pour la cartographie du ou des périmètre(s) 4, 4' enregistrée par le robot 1, et détectables par ce dernier.
Cette seconde variante permet, par le stockage d'une cartographie préalable et complète de la ou des zone(s) d'évolution du robot 1 pendant ses phases de travail, de limiter fortement le nombre de bornes actives 2 nécessaires à la définition du périmètre 4, 4'. En effet, les bornes 2 ne servent que de repères d'ancrage physique de la carte enregistrée afin d'aboutir à une correspondance entre cette dernière et le terrain.
Dans le cadre des deux variantes de réalisation mentionnées ci-dessus, et selon une autre caractéristique de l'invention, chaque borne active 2 est identifiable individuellement par le robot 1, et éventuellement par les autres bornes actives 2 faisant partie du système, au moins par celles affectées au même périmètre 4, 4'.
En plus de leur fonction primaire de participation à la définition partielle ou totale du périmètre de la ou des zones à traiter 3, 3', au moins une des bornes actives 2 peut comporter des moyens techniques supplémentaires permettant à ladite borne 2 de réaliser au moins une fonction additionnelle influençant le fonctionnement opérationnel du robot 1.
Ainsi, il peut être prévu qu'au moins une des bornes actives 2 intègre un ou plusieurs capteur(s) et/ou détecteur(s) 9 apte(s) et destiné(s) à relever et/ou à mesurer au moins un paramètre physique, climatique et/ou chimique local au niveau de son lieu d'installation ou d'implantation, par exemple un ou plusieurs paramètre(s) choisis dans le groupe formé par le taux d'humidité, la hauteur de l'herbe, l'exposition solaire, le degré d'acidité du sol et sa conductivité, la borne active 2 concernée délivrant une information correspondante à intervalles réguliers, sur requête et/ou spontanément en cas de mesure d'une valeur dépassant un seuil prédéterminé, soit directement au robot 1, soit à une station intermédiaire 10, apte à communiquer avec ce dernier.
La borne active 2 considérée peut éventuellement également intégrer les moyens et les fonctionnalités d'un module capteur tel que décrit dans la demande de brevet français n° 1560703 déposée ce jour au nom de la demanderesse.
Avantageusement, la station intermédiaire 10 correspond ou est intégrée à une station de rechargement électrique du robot 1 autonome, la ou les borne(s) 2 étant soit alimentée(s) en énergie par des conducteurs enterrés, ce en permanence, par intermittence ou sur demande, par exemple en fonction du niveau de charge d'une batterie 11 ou analogue intégrée à la borne 2 concernée, soit énergétiquement autonome(s), avec un moyen indépendant de stockage d'énergie électrique 11, éventuellement alimenté en permanence par une source d'énergie renouvelable 14 faisant partie de la borne 2 considéré(e), soit épisodiquement par le robot 1.
Comme le montre la figure 2 des dessins annexés, et en accord avec une autre caractéristique de l'invention, au moins une borne active 2 alimentée par le réseau par l'intermédiaire d'un fil enterré 15, par une source d'énergie renouvelable 14 intégrée à ladite borne 2 (par exemple cellules photovoltaïques) et/ou autonome énergétiquement, comporte des moyens 12 de transfert énergétique, par contact ou par induction, aptes et destinés à coopérer avec des moyens complémentaires 13 du robot 1, pour un rechargement soit dudit robot 1, ladite borne 2 faisant alors office de station de recharge unique ou additionnelle pour ledit robot 1, soit de ladite borne 2, le robot 1 faisant alors office de station mobile de rechargement de ladite borne 2.
La borne active 2 considérée peut alors correspondre, en outre, à une borne de rechargement telle que décrite dans la demande de brevet français déposée ce jour au nom de la demanderesse et portant sur un système de chargement d'un engin autonome.
Lorsqu'une station intermédiaire 10 fait partie du système selon l'invention, celle-ci peut intégrer des moyens de communication avec l'utilisateur et de programmation du robot 1 et des différentes bornes actives 2 installées pour la délimitation et/ou la localisation du ou des périmètre(s) de zone(s) à traiter 3, 3'. Ladite station intermédiaire 10 communique alors par voie radiofréquence avec les bornes 2, et soit de manière identique, soit par contact ou transmission proximale avec le robot 1.
De manière additionnelle ou alternative, les différentes bornes 2, énergétiquement indépendantes entre elles, peuvent comporter, chacune, une interface de communication homme-machine avec des moyens d'affichage et des moyens de saisie de données.
Dans les deux cas précités, la cartographie du périmètre 4, 4' visé peut être relevée avec un outil de géolocalisation ou par le robot 1 lui-même.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.
Claims (9)
- REVENDICATIONS1. Système de traitement automatique, en particulier de tonte automatisée, comprenant, d'une part, un robot mobile de traitement, en particulier de tonte, et d'autre part, au moins un moyen de délimitation d'au moins une zone à traiter ou à tondre, déterminant le périmètre de ladite ou de chacune desdites zone(s), système caractérisé en ce que les moyens de délimitation sont constitués par au moins deux bornes individuelles actives (2), posées sur ou plantées au moins partiellement dans le sol (5), comportant des moyens d'émission et de réception radio (6) aptes et destinés à établir une communication bidirectionnelle pour la borne (2) concernée avec le robot (1), équipé de moyens (6') analogues compatibles, avec les autres bornes (2) participant conjointement à la délimitation de la même zone (3,3') et, le cas échéant, avec un outil portatif de géolocalisation, chaque borne (2) étant positionnée sur le tracé du périmètre (4, 4') à la définition duquel elle participe.
- 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une borne active (2) est positionnée à chaque point d'inflexion ou angle du périmètre (4, 4') de la ou de chaque zone à traiter (3, 3'), une ligne de délimitation virtuelle (7) détectable directement ou par triangulation par le robot (1) étant définie entre chaque paire de bornes (2) voisines, mutuellement communicantes et formant une partie du périmètre (4, 4') considéré.
- 3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le robot (1) comporte des moyens d'enregistrement (8) du ou des périmètre (s) (4, 4') de la ou des zones à traiter (3, 3') sous la forme d'une pluralité de points géolocalisés lesquels sont soit relevés directement par ledit robot lors d'un parcours de paramétrage le long du ou des périmètre(s) (4, 4') concerné(s), soit relevés par un outil portatif de géolocalisation lors d'un tel parcours et transmis au robot (1), et en ce qu'à chaque périmètre (4, 4') sont associées au moins deux bornes actives (2) constituant des repères géographiques physiques pour la cartographie du ou des périmètre(s) (4, 4') enregistrée par le robot (1), et détectables par ce dernier.
- 4. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque borne active (2) est identifiable individuellement par le robot (1), et éventuellement par les autres bornes actives (2) faisant partie du système, au moins celles affectées au même périmètre (4, 4').
- 5. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au moins une des bornes actives (2) comporte des moyens techniques supplémentaires permettant à ladite borne (2) de réaliser au moins une fonction additionnelle influençant le fonctionnement opérationnel du robot (1).
- 6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au moins une des bornes actives (2) intègre un ou plusieurs capteur(s) et/ou détecteur(s) (9) apte(s) et destiné(s) à relever et/ou à mesurer au moins un paramètre physique, climatique et/ou chimique local au niveau de son lieu d'installation ou d'implantation, par exemple un ou plusieurs paramètre(s) choisis dans le groupe formé par le taux d'humidité, la hauteur de l'herbe, l'exposition solaire, le degré d'acidité du sol et sa conductivité, la borne active (2) concernée délivrant une information correspondante à intervalles réguliers, sur requête et/ou spontanément en cas de mesure d'une valeur dépassant un seuil prédéterminé, soit directement au robot (1), soit à une station intermédiaire (10), apte à communiquer avec ce dernier.
- 7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que la station intermédiaire (10) correspond ou est intégrée à une station de rechargement électrique du robot (1) autonome, la ou les borne(s) (2) étant soit alimentée(s) en énergie par des conducteurs enterrés, ce en permanence, par intermittence ou sur demande, par exemple en fonction du niveau de charge d'une batterie (11) ou analogue intégrée à la borne (2) concernée, soit énergétiquement autonome(s), avec un moyen indépendant de stockage d'énergie électrique (11), éventuellement alimenté en permanence par une source d'énergie renouvelable (14) faisant partie de la borne (2) considéré(e), soit épisodiquement par le robot (1).
- 8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'au moins une borne active (2) alimentée par le réseau par l'intermédiaire d'un fil enterré (15), par une source d'énergie renouvelable (14) intégrée à ladite borne (2) et/ou autonome énergétiquement, comporte des moyens (12) de transfert énergétique, par contact ou par induction, aptes et destinés à coopérer avec des moyens complémentaires (13) du robot (1), pour un rechargement soit dudit robot (1), ladite borne (2) faisant alors office de station de recharge unique ou additionnelle pour ledit robot (1), soit de ladite borne (2), le robot (1) faisant alors office de station mobile de rechargement de ladite borne (2).
- 9. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les différentes bornes actives (2) sont énergétiquement indépendantes entre elles et comportant, chacune, une interface de communication homme-machine avec des moyens d'affichage et des moyens de saisie de données.
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