JP2017520057A

JP2017520057A - 自動的なビーコン位置判定

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Publication number: JP2017520057A
Application number: JP2016573844A
Authority: JP
Inventors: ビョルン・マンネフレド; ステファン・グルフマン; ヨアン・ダイメルト
Original assignee: ハスクバーナ・アーベー
Priority date: 2014-06-19
Filing date: 2014-06-19
Publication date: 2017-07-20
Anticipated expiration: 2034-06-19
Also published as: EP3158410A1; US11126193B2; EP3158410B1; JP6688747B2; WO2015192902A1; US20170108872A1

Abstract

ナビゲーション用のビーコンのロボットによる発見および使用の方法は、ロボット車両の動作の開始に応答してロボット車両によるレンジ判定に使用可能な少なくとも1つのビーコンに関するビーコン位置判定プロセスを実行するステップを含むことができる。この方法は、位置判定プロセスに基づいて少なくとも1つのビーコンの位置を判定するステップと、ロボット車両の継続される動作中にロボット車両の位置情報判定のために、判定された少なくとも1つのビーコンの位置を使用するステップとをさらに含むことができる。

Description

例の実施形態は、全般的にはロボットデバイスに関し、より具体的には、ロケーション判定に使用されるビーコンの位置を自動的に判定するように構成されたロボットデバイスに関する。

庭の手入れの仕事は、一般に、対応する特定の仕事を行うために構成された様々な工具および/または機械を使用して実行される。芝刈りなど、ある種の仕事は、通常は、芝刈り機によって実行される。芝刈り機自体は、消費者の必要および予算をサポートするために多数の異なる構成を有することができる。後押し式芝刈り機は、通常、コンパクトであり、比較的小型のエンジンを有し、相対的に安価である。その一方で、領域の反対側では、芝刈り用トラクタなどの乗用芝刈り機は、非常に大きくなる可能性がある。より最近では、ロボット草刈り機および/またはリモートコントロールされる草刈り機も、消費者が検討する選択肢になってきた。

ロボット草刈り機は、通常、草刈りに関する庭の手入れ活動を実行するために、平坦な地形および平坦でない地形を通過することができる。ロボット草刈り機は、その草刈りタスクを実行しながら画定された区域内に留まるようにプログラムされ得、また画定された区域内で他のタスクを実行するようにすら構成され得る。画定された区域は、一般に、ロボット草刈り機が画定された区域の境界にあるワイヤに出会った時に検出可能な境界ワイヤを使用して指定されている。しかし、そのようなワイヤの配置は困難である可能性があり、したがって、オペレータが、ロボット草刈り機が動作できる区域を画定するのを助けるために、または草刈り機がそのような画定された区域内でナビゲートするのを助けるために、代替の構造が探求されてきた。

いくつかの例の実施形態は、ロボット車両の位置判定に使用され得るビーコンのロケーションを自動的に判定する(第1印象の問題としてまたは確認のために)ことができるロボット車両を提供することができる。ビーコンのロケーションが判定された後に、ロボット車両は、既知のロケーションの対応するビーコンに対して相対的にナビゲートすることができる。

例の実施形態において、ロボット車両が提供される。ロボット車両は、ロボット車両の動作の開始に応答してロボット車両によるレンジ判定に使用可能な少なくとも1つのビーコンに関するビーコン位置判定プロセスを実行するステップのために構成された処理回路を含むことができる。処理回路は、位置判定プロセスに基づいて少なくとも1つのビーコンの位置を判定するステップと、ロボット車両の継続される動作中にロボット車両の位置情報判定のために判定された少なくとも1つのビーコンの位置を使用するステップとのためにさらに構成され得る。

別の例の実施形態において、ナビゲーション用のビーコンのロボット車両による発見および使用の方法は、ロボット車両の動作の開始に応答してロボット車両によるレンジ判定に使用可能な少なくとも1つのビーコンに関するビーコン位置判定プロセスを実行するステップを含むことができる。この方法は、位置判定プロセスに基づいて少なくとも1つのビーコンの位置を判定するステップと、ロボット車両の継続される動作中にロボット車両の位置情報判定のために判定された少なくとも1つのビーコンの位置を使用するステップとをさらに含むことができる。

ここまでは本発明を概括的な言葉で説明したが、ここで、添付図面を参照する。添付図面は、必ずしも原寸通りに描かれてはいない。

例の実施形態を使用することができるロボット草刈り機の例の動作環境を示す図である。例の実施形態によるロボット草刈り機のベースプレートおよび様々なコンポーネントを示す概略図である。例の実施形態によるロボット草刈り機の内側ハウジングおよび様々な他のコンポーネントを示す概略図である。ロボット草刈り機の機能的実行を可能にするコンポーネントの一部を示すため、および例の実施形態の説明を容易にするための、ロボット草刈り機の処理回路の様々なコンポーネントを示すブロック図である。例の実施形態による例の位置判定シナリオの1つを示す図である。例の実施形態による例の位置判定シナリオの1つを示す図である。例の実施形態による例の位置判定シナリオの1つを示す図である。例の実施形態による例の位置判定シナリオの1つを示す図である。例の実施形態による方法を示すブロック図である。例の実施形態による方法を示すブロック図である。

これから、いくつかの例の実施形態が、添付図面を参照して以下でより十分に説明され、添付図面内には、すべてではなくいくつかの例の実施形態が示されている。実際に、本明細書で説明され描かれる例は、本開示の範囲、適用可能性、または構成に関して限定的と解釈されてはならない。そうではなく、これらの例の実施形態は、本開示が適用可能な法的要件を満足するようにするために提供される。同様の符号は、終始同様の要素を指す。さらに、本明細書で使用される時に、用語「or(または)」は、そのオペランドのうちの1つまたは複数が真である時に必ず真をもたらす論理演算子と解釈されなければならない。さらに、用語「garden(庭)」は、yard(裏庭)、parcel(区画)、grounds(構内)、または機器を使用して手入れされ、かつ/もしくは監視される他の地所に関することが意図されている。したがって、庭という用語は、たとえば、草、木、茂み、花、野菜、果物、ハーブ、および/または類似物を含む、様々な種類の草木が栽培され得る区域を指すことができる。本明細書で使用される時に、動作可能な結合は、どちらの場合においても互いと動作可能に結合されたコンポーネントの機能的相互接続を可能にする、直接の接続または間接的な接続に関すると理解されなければならない。

例の実施形態において、ロボット車両(たとえば、ロボット草刈り機、モバイルセンシングデバイス、散水デバイス、および/または類似物)は、ビーコンの位置を判定するために、当初に未知のロケーションのビーコンからのレンジ情報と一緒に、ロボット車両の既知の出発ロケーションと既知の出発ロケーションからの既知の移動情報とを使用するように構成されたビーコン位置エスティメータを備える。その後、ロボット車両のナビゲーションは、ビーコンの判定された位置を基準として使用することによって達成され得る。

図1に、例の実施形態を使用することができるロボット草刈り機10の例の動作環境を示す。しかし、例の実施形態が、多数の他のロボット車両で使用され得、したがって、ロボット草刈り機10は、単にそのような車両の一例と認められなければならないことを了解されたい。ロボット草刈り機10は、区画20(すなわち、土地または庭)上の草を刈るように動作することができ、区画20の境界30は、1つまたは複数の物理的境界(たとえば、フェンス、壁、囲い、および/または類似物)、境界ワイヤ、プログラムされたロケーションベースの境界、またはその組合せを使用して画定され得る。境界30が境界ワイヤによってマークされる時には、境界ワイヤは、区画20の境界30に達した時にロボット草刈り機10に知らせるためにロボット草刈り機10によって検出可能な電気信号を放つことができる。いくつかの場合に、1つまたは複数のビーコン32が、ビーコン32とロボット草刈り機10との間のレンジを判定するのに使用され得る信号(たとえば、RF信号)を放つために提供され得る。レンジング情報は、ロボット草刈り機10によって、区画20上のその相対位置を判定するのに使用され得る。

ロボット草刈り機10は、少なくとも部分的に、車内に配置された制御回路12を介して制御され得る。制御回路12は、とりわけ、下でより詳細に説明される、位置決めモジュールおよびビーコン位置エスティメータを含むことができる。したがって、ロボット草刈り機10は、指定された部分または区画20全体にわたってタスクを実行することに関して、区画20のカバレージに関する経路を画定するのに制御回路12を利用することができる。これに関して、位置決めモジュールは、区画20上でロボット草刈り機10を案内し、完全なカバレージ(区画20の少なくとも事前に画定された部分の)が得られることを保証するために使用され得、ビーコン位置エスティメータは、ビーコン32のロケーションが、区画20がトラバースされる間のロボット草刈り機10のナビゲーションのために位置決めモジュールによって使用され得るようにするために、ビーコン32のロケーションを判定する(すなわち、発見または確認する)ことができる。

例の実施形態において、ロボット草刈り機10は、1つまたは複数の再充電可能バッテリを介するバッテリ駆動とすることができる。したがって、ロボット草刈り機10は、バッテリを再充電するために、区画20上のある位置に配置され得る充電ステーション40に戻るように構成され得る。バッテリは、ロボット草刈り機10の駆動システムおよび刃制御システムに電力を与えることができる。しかし、ロボット草刈り機10の制御回路12は、駆動システムおよび/または刃制御システムの動作を指示するために、駆動システムおよび/または刃制御システムへの電力または他の制御信号の適用を選択的に制御することができる。したがって、区画20上でのロボット草刈り機10の移動は、ロボット草刈り機10が区画20の草を刈るために切刃を動作させながら区画を系統的にトラバースすることを可能にする形で、制御回路12によって制御され得る。

いくつかの実施形態において、制御回路12および/または充電ステーション40にある通信ノードは、無線通信ネットワーク46を介してリモートオペレータ44(またはユーザ)の電子デバイス42(たとえば、パーソナルコンピュータ、クラウドベースのコンピュータ、サーバ、携帯電話機、PDA、タブレット、スマートフォン、および/または類似物)と無線で通信するように構成され得る。しかし、無線通信ネットワーク46および他のリモートデバイスは、いくつかの実施形態においては使用されないものとすることができる。たとえば、充電ステーション40が、リモートオペレータ44のコンピュータへの有線接続を有することができる。無線ネットワーク46が使用される実施形態において、無線ネットワーク46は、ロボット草刈り機10を処理要素(たとえば、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、または類似物)などのデバイスまたはデータベースに結合することができる、ローカルエリアネットワーク(LAN)、メトロポリタンエリアネットワーク(MAN)、広域ネットワーク(WAN)(たとえば、インターネット)、および/または類似物などのデータネットワークとすることができる。したがって、無線ネットワーク46とデバイスまたはデータベース(たとえば、サーバ、電子デバイス42、制御回路12)との間の通信は、有線または無線のいずれかの通信機構および対応するプロトコルによって達成され得る。

図2Aおよび図2Bを含む図2に、ロボット草刈り機の例に関連して使用され得る部分の一部を示す。しかし、例の実施形態が、異なる設計を使用することができる多数の他の車両上で使用され得ることを了解されたい。したがって、説明されるコンポーネントが、いくつかの実施形態において除外される可能性があり、かつ/または追加のコンポーネントが提供され得る。さらに、いくつかのコンポーネントのロケーションが、いくつかの実施形態において移動される可能性がある。図2Aに、例の実施形態によるロボット草刈り機のベースプレートおよび様々なコンポーネントの概略図を示し、図2Bに、例の実施形態によるロボット草刈り機の内側ハウジングおよび様々な他のコンポーネントの概略図を示す。

図1および図2を参照すると、1つの例の実施形態のロボット草刈り機10は、ベースプレート50、内側ハウジング52、および外側ハウジング54を含むことができる。内側ハウジング52は、ベースプレート50の最上部に配置されるように構成され得、外側ハウジング54は、内側ハウジング52の最上部に配置されるように構成され得る。ベースプレート50は、1つ以上の前輪56および1つ以上の後輪58がそこから支持され得る支持構造を形成することができる。いくつかの実施形態において、1つ以上の後輪58は、1つ以上の前輪56と比較して、相対的に大きいものとすることができる。さらに、1つ以上の後輪58は、順方向または逆方向のいずれかで動作するように構成され得るが、他の点では操縦可能ではないものとすることができる。しかし、1つ以上の前輪56は、制御回路12による制御に応答して操縦可能とすることができる。代替案では、前輪56は、後輪58の制御によって要求される任意の方向に従うことができる旋回車とすることができる。

例の実施形態において、ベースプレート50は、境界30および/または区画の境界の一部を形成することができる物体を検出するのに使用され得る1つまたは複数のセンサ60をさらに含むことができる。センサ60は、区画20の境界30内でのロボット草刈り機10の動作中に出会う可能性がある様々なパラメータ、条件、物体、および/または類似物をも検出することができる。物体検出に関して、物体は、固定された物体である場合も、または一時的な(たとえば、可動の)物体である場合もある。いくつかの場合に、センサ60は、前センサおよび後センサを含むことができる。しかし、任意の個数のセンサが使用され得、それらが、ロボット草刈り機10上の任意の望ましいロケーションに配置され得ることを了解されたい。センサ60は、位置判定に関するセンサ(たとえば、GPS受信器、加速度計、カメラ、レーダー送信器/検出器、超音波センサ、レーザースキャナ、および/または類似物)を含むことができる。したがって、たとえば、位置判定は、GPS、慣性航法、オプティカルフロー、無線航法、ビジュアルロケーション(visual location)(たとえば、VSLAM)、および/もしくは他の位置決め技法、またはその組合せを使用して行われ得る。したがって、センサ60は、少なくとも部分的に、区画20の境界または対象となる他の点(たとえば、出発点または他の重要な特徴)に対する相対的なロボット草刈り機10のロケーションの判定に、または経時的なロボット草刈り機10の位置履歴もしくは軌跡を判定するのに使用され得る。

ベースプレート50は、ロボット草刈り機10の切刃または他のカッターを駆動するように構成されたカッティングモーター(cutting motor)62をさらに支持することができる。いくつかの実施形態において、外側ハウジング54および内側ハウジング52は、プラスティック、軽金属、または他の同様に軽量のコンポーネントとすることができる。内側ハウジング52は、カッティングモーター62用のカバー64を含むことができる。いくつかの実施形態において、ユーザインターフェース(たとえば、ディスプレイ66)が、内側ハウジング52上に提供される。ユーザインターフェースは、ロボット草刈り機10の動作を制御するために制御回路12とインターフェースするために使用され得る。

いくつかの実施形態において、センサ60は、物体(境界30または区画20の境界を形成する物体以外)を検出するために特に提供されるセンサ、および/またはロボット草刈り機10の持ち上げ(またはしきい量を超える傾き)を検出するためのセンサを含むことができる。代替案では、別々のセンサ(たとえば、衝突センサ70および持ち上げセンサ72)が、機能ごとに提供され得、これらのセンサは、センサ60に加えて制御回路12と通信できるものとすることができる。

図3に、ロボット草刈り機の機能的実行を可能にするコンポーネントの一部を示すため、および例の実施形態の説明を容易にするための、制御回路12の様々なコンポーネントのブロック図を示す。いくつかの例の実施形態において、制御回路12は、ロボット草刈り機10に配置された位置決めモジュール100およびビーコン位置エスティメータ110を含むか、または他の形でこれらと通信しているものとすることができる。したがって、たとえば、位置決めモジュール100および/またはビーコン位置エスティメータ110に帰する機能は、制御回路12によって実行され得る。

制御回路12は、本発明の例の実施形態に従ってデータ処理を実行し、機能実行および/ならびに他の処理サービスおよび管理サービスを制御するように構成され得る処理回路210を含むことができる。いくつかの実施形態において、処理回路210は、チップまたはチップセットとして実施され得る。言い換えると、処理回路210は、構造アセンブリ(たとえば、基板)上の材料、コンポーネント、および/またはワイヤを含む1つまたは複数の物理パッケージ(たとえば、チップ)を含むことができる。構造アセンブリは、その上に含まれるコンポーネント回路に物理的強度、サイズの節約、および/または電気相互作用の制限を与えることができる。したがって、処理回路210は、いくつかの場合に、単一のチップ上でまたは単一の「システムオンアチップ」として本発明の実施形態を実施するように構成され得る。したがって、いくつかの場合に、チップまたはチップセットは、本明細書で説明される機能性を提供するために1つまたは複数の動作を実行する手段を構成することができる。

例の実施形態において、処理回路210は、デバイスインターフェース220およびいくつかの場合にユーザインターフェース230(たとえば、ディスプレイ66)と通信しているかまたは他の形でこれらを制御することができるプロセッサ212およびメモリ214の1つまたは複数のインスタンスを含むことができる。したがって、処理回路210は、本明細書で説明される動作を実行するように構成された(たとえば、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアおよびソフトウェアの組合せを用いて)回路チップ(たとえば、集積回路チップ)として実施され得る。しかし、いくつかの実施形態において、処理回路210は、オンボードコンピュータの一部として実施され得る。いくつかの実施形態において、処理回路210は、単一のデータバスを介してロボット草刈り機10の電子コンポーネントおよび/またはセンサと通信することができる。したがって、データバスは、ロボット草刈り機10の複数のまたはすべてのスイッチングコンポーネントおよび/または他の電子的に制御されるコンポーネントに接続され得る。

プロセッサ212は、複数の異なる形で実施され得る。たとえば、プロセッサ212は、マイクロプロセッサもしくは他の処理要素、コプロセッサ、コントローラ、または、たとえばASIC(特定用途向け集積回路)、FPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)もしくは類似物などの様々な他のコンピューティングデバイスもしくは処理デバイスのうちの1つまたは複数などの様々な処理手段として実施され得る。例の実施形態において、プロセッサ212は、メモリ214内に記憶されているかまたは他の形でプロセッサ212からアクセス可能な命令を実行するように構成され得る。したがって、ハードウェアまたはハードウェアとソフトウェアの組合せのいずれによって構成されようとも、プロセッサ212は、しかるべく構成されている間に本発明の実施形態による動作を実行することができるエンティティ(たとえば、処理回路210の形の回路内で物理的に実施された)を表すことができる。したがって、たとえば、プロセッサ212が、ASIC、FPGA、または類似物として実施される時に、プロセッサ212は、本明細書で説明される動作を行うために特に構成されたハードウェアとすることができる。代替案では、別の例として、プロセッサ212が、ソフトウェア命令の実行体として実施される場合、命令は、本明細書で説明される動作を行うようにプロセッサ212を特に構成することができる。

例の実施形態において、プロセッサ212(または処理回路210)は、位置決めモジュール100およびビーコン位置エスティメータ110として実施されるか、それらを含むか、または他の形でこれらを制御することができる。したがって、いくつかの実施形態において、プロセッサ212(または処理回路210)は、プロセッサ212(または処理回路210)をしかるべく構成する命令またはアルゴリズムの実行に応答して対応する機能性を引き受けるように位置決めモジュール100およびビーコン位置エスティメータ110に指示することによって、位置決めモジュール100およびビーコン位置エスティメータ110に関連して説明される各動作を生じさせると言える。

例示的な実施形態において、メモリ214は、固定または取り外し可能のいずれかとすることができる揮発性および/または不揮発性のメモリなど、1つまたは複数の非一時的メモリデバイスを含むことができる。メモリ214は、位置決めモジュール100および/またはビーコン位置エスティメータ110が本発明の例示的な実施形態に従って様々な機能を実行することを可能にするための情報、データ、アプリケーション、命令、または類似物を記憶するように構成され得る。たとえば、メモリ214は、プロセッサ212による処理のために入力データをバッファリングするように構成され得る。それに加えてまたはその代わりに、メモリ214は、プロセッサ212による実行のために命令を記憶するように構成され得る。さらに別の代替案として、メモリ214は、ロボット草刈り機10の様々なセンサまたはコンポーネントからの入力に応答して様々なデータセットを記憶することができる1つまたは複数のデータベースを含むことができる。メモリ214の内容のうち、アプリケーションは、各それぞれのアプリケーションに関連する機能性を実行するために、プロセッサ212による実行のために記憶され得る。いくつかの場合に、アプリケーションは、既知のロケーション(たとえば、充電ステーション40のロケーション)および1つまたは複数のビーコン32からのレンジに対する対応する変化から、ロボット草刈り機10の移動を判定するアルゴリズムを含むことができる。アプリケーションは、ビーコン32のロケーションの推定または判定を可能にすることができ、その後、ビーコン32は、ロボット草刈り機10のナビゲーションの質を高めまたは他の形でこれを容易にするのに使用され得る。したがって、アプリケーションおよび/またはアルゴリズムは、実行された時に本明細書で説明される機能性を実行する命令を含むことができる。

ユーザインターフェース230は(実施される場合)、ユーザインターフェース230においてユーザ入力の指示を受け取り、かつ/または可聴出力、視覚的出力、機械的出力、または他の出力をユーザに提供するために、処理回路210と通信しているものとすることができる。したがって、ユーザインターフェース230は、たとえば、ディスプレイ(たとえば、ディスプレイ66)、1つもしくは複数のボタンもしくはキー(たとえば、機能ボタン)、および/または他の入出力機構(たとえば、マイクロホン、スピーカ、カーソル、ジョイスティック、ライト、および/または類似物)を含むことができる。

デバイスインターフェース220は、ローカルまたはリモートのいずれかでの他のデバイスとの通信を可能にする1つまたは複数のインターフェース機構を含むことができる。いくつかの場合に、デバイスインターフェース220は、処理回路210との通信でセンサまたは他のコンポーネントとの間でデータを受信および/または送信するように構成された、ハードウェアまたはハードウェアおよびソフトウェアの組合せのいずれかとして実施されたデバイスまたは回路などの任意の手段とすることができる。いくつかの例の実施形態において、デバイスインターフェース220は、データ収集の後にダウンロードされるデータパッケージとして、または任意の種類の1回または複数回のバースト送信で、有線通信インターフェースまたは無線通信インターフェースを介してリアルタイムで位置決めモジュール100および/またはビーコン位置エスティメータ110からデータを通信するためのインターフェースを提供することができる。

位置決めモジュール100は、区画20の適当なカバレージを達成するために、ロボット草刈り機10のロケーションを判定するのに1つまたは複数のセンサを利用し、ロボット草刈り機10の継続される移動を指示するように構成され得る。したがって、ロボット草刈り機10(または、より具体的には制御回路12)は、草刈り機の軌跡を判定するのにロケーション情報を使用し、区画全体で草を刈られることを保証するために区画20の完全なカバレージを提供することができる。したがって、位置決めモジュール100は、ロボット草刈り機10の速度および/または方向を含むロボット草刈り機10の移動を指示するように構成され得る。ロボット草刈り機10の様々なセンサは、たとえば車両の速度/方向、車両のロケーション、車両の方位、および/または類似物を判定するために、位置決めモジュール100の一部として含まれるか、または他の形でこれと通信することができる。センサは、モーター走行時間、機械動作時間、および他の動作パラメータを判定するのにも使用され得る。いくつかの実施形態において、位置決めセンサおよび/または方位センサ(たとえば、全地球測位システム(GPS)受信器および/または加速度計)が、位置決めモジュール100の一部として車両の位置および/または方位に関するデータを監視し、表示し、かつ/または記録するために含まれ得る。

位置決めモジュール100は、ビーコン32までのレンジを判定するために、ビーコン32からの送信を検出する回路およびコンポーネントを含むこともできる。レンジング情報は、ビーコン位置が既知である限り、区画20上のロボット草刈り機10のナビゲーションを容易にするのに使用され得る。たとえば、判定されたビーコンからのレンジは、ビーコンからのレンジ弧の交差に基づいてロボット草刈り機10の推定位置を三角測量によって測量するために、他のビーコンからの対応する判定されたレンジと共に使用され得る。ロボット草刈り機10の位置の繰り返される推定を使用することによって、位置決めモジュール100は、区画20(または少なくともその画定された作業区域)の完全なカバレージを達成するためにロボット草刈り機10の将来の動作を指示するために、ロボット草刈り機10の現在のロケーションおよび過去のロケーションをも全般的に知ることができる。いくつかの場合に、位置決めモジュール100は、ビーコンロケーションが本明細書で説明される技法を使用して判定または確認されるまで、ナビゲーションのためにビーコン32からのレンジング情報を使用することを回避するように構成され得る。したがって、たとえば、推定されたビーコン位置が判定されまたは確認されるまでは、慣性航法が、既知のロケーション(たとえば、充電ステーション40のロケーション)を基準として当初に使用され得る。

ビーコン位置エスティメータ110は、少なくとも当初は、ビーコン32が未知のロケーションにあると仮定して、ビーコン32に対する相対的なレンジング測定を実行するように構成され得る。したがって、ビーコン位置エスティメータ110は、ビーコン32(または、いくつかの場合には単一のビーコン)までの初期レンジを判定することができる。その後、ビーコン位置エスティメータ110は、ロボット草刈り機10の移動の距離および角度を示す情報を(たとえば、位置決めモジュール100から)受け取ることができる。この移動は、走行距離測定(odometrics)技法および/または慣性航法技法を使用して位置合わせされ得る。その後、既知の出発ロケーションおよびそこからの移動と組み合わせて、ビーコン32までのレンジの変化が、ビーコン32のそれぞれのロケーションまたは絶対位置を推定するのに使用され得るように、別のレンジング測定がビーコン32に対して相対的に行われ得る。一旦ビーコン32の位置が判定(または推定)されると、判定された位置は、ロボット草刈り機10がその動作を継続する間にロボット草刈り機10の位置を推定する(たとえば、位置決めモジュール100の動作を介して)ために使用され得る。

例の実施形態において、ビーコン位置エスティメータ110は、ロボット草刈り機10が始動されるたびに、またはロボット草刈り機10が充電ステーション40を離れるたびに動作するように構成され得る。したがって、ビーコン位置は、任意の時に移動され得、ロボット草刈り機10は、その移動を発見し、ビーコン32の新しい位置を推定できるようにされ得、その結果、任意のビーコン再位置決めにもかかわらず、ビーコン32の位置が判定され得、ビーコン32が、ロボット草刈り機10のナビゲーションに使用され得るようになる。したがって、ロボット草刈り機10は、たとえば、ビーコンロケーション判定シーケンス内で判定されたビーコン32の位置に基づいてビーコン32がその間にナビゲーションの支援として使用されるナビゲーション段階に移行する前に、最初の動作段階として開始するビーコンロケーション判定(または確認)シーケンスを有することができる。

上で説明したプロセスは、1つまたは複数のビーコン32に対して相対的に使用され得る。複数のビーコン32が使用される時には、各ビーコンの間の距離も、ビーコン位置の推定において使用され得る。したがって、ビーコン位置エスティメータ110は、ビーコンの間の距離をも判定するように構成され得る。複数のビーコンを使用し、そのようなビーコンの間の距離を判定することによって、ビーコンがロボット草刈り機10の動作中および移動中に移動されるかどうかを検出することも可能にされ得る。

図4A、図4B、図4C、および図4Dを含む図4に、様々な例の位置判定シナリオを示す。これに関して、図4Aは、内部グリッドロケーション(たとえば、0,0)を表すことができる既知の初期ロケーションにある(すなわち、充電ステーション40にある)ロボット草刈り機10を示す。初期レンジ測定(Rh1)が、単一のビーコン32'に対して相対的に行われ得る。その後、ロボット草刈り機10は、図4Bに示されているように、既知の角度で、測定可能な距離(D1)だけ移動することができる(たとえば、グリッドロケーション0,1へ。グリッドのY軸に沿って1メートル移動した)。新しいレンジ測定(Rh2)が、次いで行われ得、ビーコン位置エスティメータ110は、単一のビーコン32'のロケーションを推定するために、2つのレンジ測定値とレンジ測定が行われた時のロボット草刈り機10の既知の位置とを使用することができる。

図4Cにおいて、ロボット草刈り機10は、やはり初期グリッドロケーション(たとえば、0,0)を表すことができる既知の初期ロケーションで(すなわち、充電ステーション40で)もう一度始動する。初期レンジ測定(Rh1aおよびRh1b)が、第1のビーコン32'および第2のビーコン32"に対して相対的に行われ得る。その後、ロボット草刈り機10は、図4Dに示されているように、既知の角度で、測定可能な距離(D1)だけ移動することができる(たとえば、グリッドロケーション0,1へ。グリッドのY軸に沿って1メートル移動した)。新しいレンジ測定(Rh2aおよびRh2b)が、次いで、第1のビーコン32'および第2のビーコン32"に対して行われ得、ビーコン位置エスティメータ110は、第1のビーコン32'および第2のビーコン32"のロケーションを推定するために、各ビーコンに対する2つのレンジ測定値とレンジ測定が行われた時のロボット草刈り機10の既知の位置とを使用することができる。図4D内に示されているように、ビーコンの間の距離(DB)も、推定され得る。いくつかの実施形態において、特に3つ以上のビーコン32がある時に、ビーコンは、互いまでのレンジを判定することができ、その幾何学的配置は、ロボット草刈り機10が移動することを全く必要とせずに一意に画定され得る。したがって、たとえば、ビーコン32は、それらの間のレンジを判定することができ、ビーコンの幾何学的配置(および、したがってビーコン位置)は、判定され、無線でまたは充電ステーション40におけるドッキング中のいずれかで、ロボット草刈り機10にアップロードされ得る。動作全体を通じたロボット草刈り機10のさらなる移動中に、ビーコン32の推定された位置がアップロードされなければならないことの何らかの指示が、決定され得、その結果、その後により正確なビーコン位置が使用され得るようになる。いくつかの場合に、ロボット草刈り機10の直線移動ではなく旋回も、位置推定のための有用な情報を与える可能性がある。

上の説明に基づいて、ロボット草刈り機10が、ビーコン位置が前に知られていた位置と同一であることを確認するか、または他の形で相対的に迅速に(すなわち、旋回を伴うかまたは伴わない2〜3メートルのみの移動の後に)ビーコン位置を推定することを可能にされ得ることを了解されたい。したがって、オペレータは、ビーコン位置を自由に移動することを可能にされ、ロボット草刈り機10が位置判定にビーコンを使用することを可能にするために複雑なセットアップ手順を行う必要があることを心配せずにいることができる。実際に、ロボット草刈り機10は、動作しながら、リアルタイムに、そして著しい外部入力を用いずにビーコン位置推定を行うことができる。既知の初期位置とロボット草刈り機10の既知の(または知り得る)移動とを用いて、ロボット草刈り機10は(ビーコン位置エスティメータ110を介して)、ロボット草刈り機10をナビゲートするための位置推定に同一のビーコンをその後に使用する前に、ビーコン位置を判定することができる。

したがって、本発明の実施形態は、図3内に示されたものなどの装置を使用して実践され得る。しかし、他の実施形態が、本発明の実施形態を実行するためのコンピュータプログラム製品に関連して実践され得る。したがって、たとえば、図5および図6の流れ図の各ブロックまたは各ステップと、流れ図内のブロックの組合せとが、ハードウェア、ファームウェア、プロセッサ、回路、および/または1つまたは複数のコンピュータプログラム命令を含むソフトウェアの実行に関連する別のデバイスなど、様々な手段によって実施され得る。したがって、たとえば、上で説明した手順のうちの1つまたは複数が、コンピュータプログラム命令によって実施され得、このコンピュータプログラム命令が、上で説明した手順を実施することができ、ストレージデバイス(たとえば、メモリ214)によって記憶され、処理回路(たとえば、プロセッサ212)によって実行され得る。

了解されるように、任意のそのような記憶されたコンピュータプログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラマブル装置上で実行する命令が、流れ図のブロックまたはステップ内で指定される機能を実施するように、機械を作るためにコンピュータまたは他のプログラマブル装置(すなわち、ハードウェア)上にロードされ得る。これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ可読メモリ内に記憶された命令が、流れ図のブロックまたはステップ内で指定される機能を実施するための命令を含む製造品を作るように、特定の形で機能するようにコンピュータまたは他のプログラマブル装置に指示することができるメモリを含むコンピュータ可読媒体内に記憶されることも可能である。コンピュータプログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラマブル装置上で実行する命令が、流れ図のブロックまたはステップ内で指定される機能を実施するためのステップを提供するように、コンピュータ実施されるプロセスを作るために一連の動作ステップがコンピュータまたは他のプログラマブル装置上で実行されることを引き起こすためにコンピュータまたは他のプログラマブル装置上にロードされることも可能である。これに関して、本発明の例の実施形態による方法は、図5および図6内に示された動作のいずれかまたはすべてを含むことができる。さらに、本明細書で提供される説明から導出される他の方法も、そのような方法を実行するように特に構成された機械に変換されるようにプログラムされたコンピュータによるそのような方法に関連するステップの実行に応答して実行され得る。

例の実施形態において、ロボット草刈り機のナビゲーションのためのビーコンのロボット車両による発見および使用のための方法は、動作300において、ロボット車両の動作の開始に応答してロボット車両によるレンジ判定に使用可能な少なくとも1つのビーコンに関するビーコン位置判定プロセスを実行することを含むことができる。この方法は、動作310において、位置判定プロセスに基づいて少なくとも1つのビーコンの位置を判定することと、動作320において、ロボット車両の継続される動作中にロボット車両の位置情報判定のために判定された少なくとも1つのビーコンの位置を使用することとをさらに含むことができる。

いくつかの実施形態において、動作300は、ビーコン位置判定プロセスが例の実施形態に従ってどのように実行され得るのかを示すために、図6の例によって示される副動作をさらに含むことができる。図6に示されているように、動作300は、動作400において、ロボット車両の既知の初期位置を示す情報を受け取ることと、動作410において、既知の初期位置において少なくとも1つのビーコンまでの第1のレンジを測定することとなどの副動作を含むことができる。ビーコン位置判定プロセスは、動作420において、既知の初期位置から離れるロボット車両の移動に関する移動情報を受け取ることと、動作430において、ロボット車両の移動の後に少なくとも1つのビーコンまでの第2のレンジを測定することとをさらに含むことができる。了解されるように、図6の動作は、任意の個数のビーコンについて反復され得る。

動作300〜320および動作400から430は、いくつかの場合に、変更され、増補され、拡充されることも可能である。たとえば、いくつかの実施形態において、(1)位置を判定するステップは、第1のレンジの値と第2のレンジの値との間の変化および移動情報の組合せに基づいて少なくとも1つのビーコンの位置を推定するステップを含むことができる。いくつかの実施形態において、(2)既知の初期位置は、充電ステーションのロケーションである。いくつかの場合に、(3)充電ステーションのロケーションおよび移動情報は、ロボット車両がその上を通過することを可能にされる区画を画定するグリッドシステムに対して相対的に判定される。例の実施形態において、(4)移動情報は、移動された距離と、充電ステーションに対する移動の角度とを含むことができる。

いくつかの場合に、(1)から(4)のいずれかまたはすべてが実施され得、方法は、少なくとも1つのビーコンが実際には複数のビーコンになるように変更され得、ビーコン位置判定プロセスは、複数のビーコンの中のビーコンのうちの少なくとも2つの間のレンジを判定するステップを含む。それに加えてまたはその代わりに、少なくとも1つのビーコンの位置を判定するステップは、ロボット車両の動作中にビーコンの移動に応答して位置を判定するステップをさらに含む。例の実施形態において、ビーコン位置判定プロセスを実行するステップは、ビーコンの相対位置を記述する幾何学的情報を判定するために3つ以上のビーコンの間でレンジ判定を行うステップを含むことができる。そのような例において、位置判定プロセスに基づいて少なくとも1つのビーコンの位置を判定するステップは、3つ以上のビーコンの位置を判定するために、ロボット車両の移動を伴わずに幾何学的情報を利用するステップを含むことができる。

例の実施形態において、図5および図6の方法を実行するための装置は、上で説明した動作(300〜320)および動作(400〜430)の一部またはそれぞれを実行するように構成されたプロセッサ(たとえば、プロセッサ212)を含むことができる処理回路(たとえば、処理回路210)を含むことができる。処理回路210は、たとえば、ハードウェア実施された論理機能を実行すること、記憶された命令を実行すること、または動作のそれぞれを実行するアルゴリズムを実行することによって、動作(300〜320)および動作(400〜430)を実行するように構成され得る。代替案では、この装置は、上で説明した動作のそれぞれを実行する手段を含むことができる。これに関して、例の実施形態によれば、動作(300〜320)および動作(400〜430)を実行する手段の例は、たとえば制御回路12または処理回路210を含むことができる。それに加えてまたはその代わりに、少なくともプロセッサ212が、コントローラとして構成され得、あるいは制御回路12として実施されることさえ可能であるという事実のおかげで、プロセッサ212および/または上で説明したように情報を処理する命令もしくはアルゴリズムを実行するデバイスもしくは回路は、動作(300〜320)および動作(400〜430)を実行する例の手段を形成することもできる。

本明細書内で示された本発明の多数の変更および他の実施形態を、前述の説明および関連する図面内で提示された教示の利益を有するこれらの発明が関係する技術における技量を有する者は思い浮かべる。したがって、本発明が、開示された特定の実施形態に限定されず、変更および他の実施形態が、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれることが意図されていることを、理解されたい。さらに、前述の説明および関連する図面が、要素および/または機能のある種の例示的な組合せの文脈で例示的な実施形態を説明するが、要素および/または機能の異なる組合せが、添付の特許請求の範囲の範囲から逸脱せずに代替実施形態によって提供され得ることを了解されたい。これに関して、たとえば、上で明示的に説明されたもの以外の要素および/または機能の異なる組合せは、添付の特許請求の範囲の一部に示され得るものとしても企図されている。利点、利益、または問題に対する解決策が本明細書で説明される場合には、そのような利点、利益、および/または解決策が、必ずしもすべての例の実施形態ではなく、一部の例の実施形態に適用可能である場合があることを了解されたい。したがって、本明細書で説明される任意の利点、利益、または解決策は、すべての実施形態または本明細書で請求されるものにとって枢要、必要、または必須と考えられてはならない。本明細書で特定の用語が使用されるが、それらは、包括的で説明的な意味でのみ使用され、限定のためのものではない。

10 ロボット草刈り機
12 制御回路
20 区画
30 境界
32 ビーコン
32' ビーコン
32" 第2のビーコン
40 充電ステーション
42 電子デバイス
44 リモートオペレータ
46 無線通信ネットワーク
50 ベースプレート
52 内側ハウジング
54 外側ハウジング
56 前輪
58 後輪
60 センサ
62 カッティングモーター
64 カバー
66 ディスプレイ
70 衝突センサ
72 持ち上げセンサ
100 位置決めモジュール
110 ビーコン位置エスティメータ
210 処理回路
212 プロセッサ
214 メモリ
220 デバイスインターフェース
230 ユーザインターフェース

Claims

ロボット車両の動作の開始に応答して前記ロボット車両によるレンジ判定に使用可能な少なくとも1つのビーコンに関するビーコン位置判定プロセスを実行するステップ(300)と、
前記位置判定プロセスに基づいて前記少なくとも1つのビーコンの位置を判定するステップ(310)と、
前記ロボット車両の継続される動作中の前記ロボット車両の位置情報判定のために、判定された前記少なくとも1つのビーコンの前記位置を使用するステップ(320)と
を含む方法。
前記ビーコン位置判定プロセスを実行するステップは、
前記ロボット車両の既知の初期位置を示す情報を受け取るステップ(400)と、
前記既知の初期位置において前記少なくとも1つのビーコンまでの第1のレンジを測定するステップ(410)と、
前記既知の初期位置から離れる前記ロボット車両の移動に関する移動情報を受け取るステップ(420)と、
前記ロボット車両の前記移動の後に前記少なくとも1つのビーコンまでの第2のレンジを測定するステップ(430)と
を含む、請求項1に記載の方法。
前記位置を判定するステップは、前記第1のレンジの値と前記第2のレンジの値との間の変化および前記移動情報の組合せに基づいて前記少なくとも1つのビーコンの前記位置を推定するステップを含む、請求項2に記載の方法。
前記既知の初期位置は、前記ロボット車両を充電するための充電ステーション(40)のロケーションである、請求項2または3に記載の方法。
前記充電ステーション(40)のロケーションおよび前記移動情報は、前記ロボット車両が通過することを可能にされる区画(20)を画定するグリッドシステムに対して相対的に判定される、請求項4に記載の方法。
前記移動情報は、移動した距離と、前記充電ステーション(40)に対する前記移動の角度とを含む、請求項4に記載の方法。
前記少なくとも1つのビーコンは、複数のビーコンを含み、前記ビーコン位置判定プロセスは、前記複数のビーコンのうちの少なくとも2つの間のレンジを判定するステップを含む、請求項2から6のいずれか一項に記載の方法。
前記少なくとも1つのビーコンの前記位置を判定するステップは、前記ロボット車両の動作中に前記ビーコンの移動に応答して前記位置を判定するステップをさらに含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
ビーコン位置判定プロセスを実行するステップは、ビーコンの相対位置を記述する幾何学的情報を判定するために3つ以上のビーコンの間でレンジ判定を行うステップを含み、前記位置判定プロセスに基づいて前記少なくとも1つのビーコンの前記位置を判定するステップは、前記3つ以上のビーコンの前記位置を判定するために、前記ロボット車両の移動を伴わずに前記幾何学的情報を利用するステップを含む、請求項1に記載の方法。
ロボット車両の動作の開始に応答して前記ロボット車両によるレンジ判定に使用可能な少なくとも1つのビーコンに関するビーコン位置判定プロセスを実行するステップ(300)と、
前記位置判定プロセスに基づいて前記少なくとも1つのビーコンの位置を判定するステップ(310)と、
前記ロボット車両の継続される動作中に、前記ロボット車両の位置情報判定のために、判定された前記少なくとも1つのビーコンの前記位置を使用するステップ(320)と
のために構成された処理回路(210)を含むロボット車両(10)。
前記ビーコン位置判定プロセスを実行するステップは、
前記ロボット車両の既知の初期位置を示す情報を受け取るステップ(400)と、
前記既知の初期位置において前記少なくとも1つのビーコンまでの第1のレンジを測定するステップ(410)と、
前記既知の初期位置から離れる前記ロボット車両の移動に関する移動情報を受け取るステップ(420)と、
前記ロボット車両の前記移動の後に前記少なくとも1つのビーコンまでの第2のレンジを測定するステップ(430)と
を含む、請求項10に記載のロボット車両(10)。
前記位置を判定するステップは、前記第1のレンジの値と前記第2のレンジの値との間の変化および前記移動情報の組合せに基づいて前記少なくとも1つのビーコンの前記位置を推定するステップを含む、請求項11に記載のロボット車両(10)。
前記既知の初期位置は、前記ロボット車両(10)を充電するための充電ステーション(40)のロケーションである、請求項11または12に記載のロボット車両(10)。
前記充電ステーション(40)のロケーションおよび前記移動情報は、前記ロボット車両(10)が通過することを可能にされる区画(20)を画定するグリッドシステムに対して相対的に判定される、請求項13に記載のロボット車両(10)。
前記移動情報は、移動した距離と、前記充電ステーション(40)に対する前記移動の角度とを含む、請求項14に記載のロボット車両(10)。
前記少なくとも1つのビーコンは、複数のビーコンを含み、前記ビーコン位置判定プロセスは、前記複数のビーコンのうちの少なくとも2つの間のレンジを判定するステップを含む、請求項11から15のいずれか一項に記載のロボット車両(10)。
前記少なくとも1つのビーコンの前記位置を判定するステップは、前記ロボット車両(10)の動作中に前記ビーコンの移動に応答して前記位置を判定するステップをさらに含む、請求項10から16のいずれか一項に記載のロボット車両(10)。
ビーコン位置判定プロセスを実行するステップは、ビーコンの相対位置を記述する幾何学的情報を判定するために3つ以上のビーコンの間でレンジ判定を行うステップを含み、前記位置判定プロセスに基づいて前記少なくとも1つのビーコンの前記位置を判定するステップは、前記3つ以上のビーコンの前記位置を判定するために、前記ロボット車両の移動を伴わずに前記幾何学的情報を利用するステップを含む、請求項10に記載のロボット車両(10)。