WO2018019529A1 - Reinigungsroboter und robotersystem - Google Patents

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WO2018019529A1
WO2018019529A1 PCT/EP2017/066703 EP2017066703W WO2018019529A1 WO 2018019529 A1 WO2018019529 A1 WO 2018019529A1 EP 2017066703 W EP2017066703 W EP 2017066703W WO 2018019529 A1 WO2018019529 A1 WO 2018019529A1
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WO
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cleaning robot
additional camera
camera
cleaning
interface
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/066703
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English (en)
French (fr)
Inventor
Maximilian FREMEREY
Arne Rost
Markus Köhler
Original Assignee
BSH Hausgeräte GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Hausgeräte GmbH filed Critical BSH Hausgeräte GmbH
Priority to EP17739226.3A priority Critical patent/EP3490417B1/de
Publication of WO2018019529A1 publication Critical patent/WO2018019529A1/de

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47LDOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/009Carrying-vehicles; Arrangements of trollies or wheels; Means for avoiding mechanical obstacles
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47LDOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L2201/00Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47LDOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L2201/00Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
    • A47L2201/04Automatic control of the travelling movement; Automatic obstacle detection

Definitions

  • the invention relates to a cleaning robot and a robot system.
  • the invention relates to the equipment of a cleaning robot with a multiple benefits.
  • a cleaning robot is set up to automatically or autonomously drive over a floor surface and to clean it.
  • An existing range of cleaning robots includes those with different sensors, different cleaning devices and different control devices that perform a navigation or control of the cleaning robot on the floor surface.
  • the equipment of the cleaning robot can not be changed after purchase and the cleaning robot is limited to its original function of floor cleaning.
  • the invention has for its object to provide an improved technique to provide a flexible cleaning robot. The invention solves this problem by means of the subjects of the independent claims. Subclaims give preferred embodiments again.
  • An inventive cleaning robot for a floor surface comprises an electrical energy store; an electric drive device; a sensor for sensing an environment of the cleaning robot; a control device configured to drive the drive device based on signals from the sensor so as to move the cleaning robot over the floor surface; and a cleaning device for cleaning a portion of the bottom surface.
  • a receiving device for an additional camera is provided, wherein the receiving device has a mechanical interface for attaching the additional camera; an electrical interface for supplying the additional camera with energy from the energy store; and a data interface for transmitting image or sound information from the auxiliary camera or control data to additional camera includes.
  • the additional camera is preferably not required for the control of the cleaning robot. A user can use the cleaning robot so without restrictions even without the additional camera for its original purpose of floor cleaning.
  • the recording device additionally makes it possible to combine the additional camera with the cleaning robot to form an extended domestic appliance, so that the additional camera together with the cleaning robot can be moved automatically over the floor surface of a household while it provides shots of its surroundings.
  • the information of the additional camera can be transmitted to a user or control information from the user to the additional camera.
  • a user can evaluate the image or sound recordings, for example to ensure that no unauthorized person is in the household during the operation of the cleaning robot.
  • a real-time transmission of the recordings can take place, or the recordings can be stored and further processed at a later time. If the user suspects that there is an irregularity in the household, he may analyze the additional camera's images to confirm or disprove the suspicion.
  • the use case of the user who occasionally monitors his household is also called "peace of mind".
  • different additional cameras can be used together with the cleaning robot, so that a user can decide independently of the equipment of the cleaning robot for different embodiments of the additional camera. For example, it can decide between a first additional camera with a particularly high resolution, a second additional camera with automatic motion detection and a third additional camera with night vision device. The user can also replace several additional cameras as needed depending on an upcoming job.
  • the cleaning robot further comprises a wireless communication device, wherein the control device is adapted to receive image or sound information of the additional camera via the data processing interface and forward it via the communication device.
  • the controller may also perform processing of the information to be forwarded. This processing may include, for example, compression, automatic motion detection, or exposure compensation. Alternatively, the processing can already be done by the additional camera.
  • the image or sound information provided via the communication device can be stored, in particular by means of a central entity, which can be reached, for example, via the Internet or in a cloud, or forwarded directly to a predetermined device, in particular a mobile device of the user.
  • the control device can also be set up to receive control information via the communication device and to control the additional camera as a function of the control information.
  • a user can thereby have the opportunity to transmit control information via the communication device to the additional camera.
  • the control information may affect a shot control, a frame function, a zoom, a focus, an exposure, a contrast, a data compression, a resolution, or an orientation of the auxiliary camera.
  • the function of the auxiliary camera can be influenced in this way by a remote application or by the remote user.
  • the mechanical interface is adapted to allow tool-free insertion or removal of the additional camera.
  • the mechanical interface can in particular be set up in such a way that the electrical interface and / or the data-technological interface is produced or disconnected when the mechanical interface is manufactured or disconnected.
  • the mechanical interface can ensure that the auxiliary camera is mounted on the cleaning robot in a predetermined manner. This manner may mean that the additional camera is protected, for example, from collision of the cleaning robot with an object, or that a predetermined orientation of the additional camera is maintained.
  • the mechanical interface is designed so that the additional camera can be used only in a single way.
  • the mechanical interface is a lock includes, to prevent inadvertent falling out of the additional camera from the receiving device.
  • control device is adapted to switch off the electrical interface when the receiving device is not connected to the additional camera. This can ensure that no contact of a user with the live element of the electrical interface, for example, can take place.
  • the electrical interface is preferably designed such that there is no danger of contact when the additional camera is received in the receiving device.
  • control device is set up to detect or scan a type designation of the additional camera via the data-technological interface.
  • the type designation may indicate a model or embodiment from which capabilities or operating parameters of the auxiliary camera may be derived.
  • the additional camera provides these parameters immediately. For example, a maximum power consumption of the auxiliary camera, a selection of supported image resolutions or shooting modes can be provided.
  • the control device can then control the additional camera in response to the transmitted information improved or provide the information of an external control device, for example, the mobile device of the user.
  • an electrical connection of the electrical or data interface comprises a spring-loaded contact and a rigid contact.
  • One of the contacts is attached to the cleaning robot and the other to the auxiliary camera so that the electrical connection can be made safely.
  • the rigid contact may be formed in particular as a printed conductor on a printed circuit board, whereby costs can be saved.
  • the cleaning robot comprises a ram contactor, wherein the receiving device is mounted behind the ramming protection in order not to increase the outline of the cleaning robot in the horizontal direction by the additional camera.
  • the receiving device is preferably provided at a location of the cleaning robot that allows the recording of the additional camera with predetermined maximum dimensions such that the additional camera is possible not mechanically exposed. If the additional camera does not protrude beyond the outline of the cleaning robot, the risk of damage, for example if the cleaning robot collides with an object, can be reduced.
  • a robot system includes the above-described cleaning robot and an auxiliary camera attached to the housing of the cleaning robot.
  • the robot system can be easily manufactured by retrofitting the cleaning robot with the additional camera.
  • the robot system may include a further additional camera, wherein the additional cameras differ in terms of their optical or data-related properties.
  • the two additional cameras can be used alternatively or alternately on the robot system depending on an application purpose.
  • a plurality of additional cameras with different characteristics are provided.
  • the flexibility of the robot system can be further enhanced to handle additional use cases.
  • the receiving device is tilted such that a field of view of the additional camera is directed upwards relative to the bottom surface.
  • the inclination of the receiving device relative to the bottom surface may be oriented in particular to an inclination of the field of view of the additional camera relative to the receiving device.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a cleaning robot
  • FIG. 3 the cleaning robot of FIG. 2 with an additional camera
  • Fig. 6 represents different inclinations of an additional camera on a cleaning robot.
  • FIG. 1 shows a robot system 100 comprising an optional mobile device 105, a cleaning robot 110 and an additional camera 15.
  • the idea of the robot system 100 is to be able to retrofit one or more different additional cameras 15 on the cleaning robot 110 in order to provide an added benefit that goes beyond the original purpose of the cleaning robot 110.
  • the cleaning robot 110 is configured to clean a floor surface 120.
  • the cleaning robot 1 10 comprises a cleaning device 125, which may comprise, for example, a sweeping or suction mechanism for cleaning the bottom surface 120 in the region of the cleaning robot 110.
  • the cleaning device 125 can be driven by means of electrical energy from an electrical energy store 130.
  • the cleaning robot 110 also has an electric drive device 135, which can likewise be fed from the energy store 130.
  • a control device 140 is provided in order to bring about a planned movement of the cleaning robot 110 by influencing the drive device 135.
  • the control device 140 is connected to one or more sensors 145, which are set up to scan an environment of the cleaning robot 110 or to determine a position of the cleaning robot 110.
  • a sensor 145 may include an ultrasonic sensor, a tactile sensor, an optical sensor, a radar sensor, a LIDAR sensor, or a GPS receiver.
  • a sensor 145 may include a proximity, touch, or carpool sensor.
  • the control device 140 determines a movement path of the cleaning robot 1 10 over the floor surface 120 and controls the cleaning robot 1 10 in accordance with the planned movement.
  • a ram protection 150 is provided, which can be designed as a mechanical buffer to cushion a collision between the cleaning robot 110 and another object.
  • the ram 150 is connected to a sensor 145 in order to detect a collision by the control device 140 can.
  • a wireless communication device 155 is provided, which can be connected in particular by means of WLAN, Bluetooth or mobile data radio to a network via which the mobile device 105 can be reached.
  • the network can also be connected to a central server, for example for the processing or storage of transmitted data.
  • a receiving device 160 on the cleaning robot 110 which comprises a mechanical interface 165, an electrical interface 170 and an information technology interface 175.
  • the three interfaces 165 to 175 can be designed to be integrated with each other.
  • the electrical interface 170 or the data-technological interface 175 may comprise an electrical contact, which will be described in more detail below with reference to FIG.
  • image information of the auxiliary camera 1 15 can be used to control the cleaning robot 1 10.
  • the control of the cleaning robot 1 10 is not dependent on the information of the additional camera 1 15.
  • the image and / or sound information provided by the additional camera 15 can be evaluated, manipulated and / or provided by the wireless communication device 155 or transmitted via the network separately by the control device 140.
  • control information can also be received via the communication device 155 and forwarded in a suitable manner to the additional camera 15.
  • the control information may be provided manually by a user, for example by means of the mobile device 105, or by an application on another device.
  • the application can be controlled by the user, so that several control parameters can be specifically influenced.
  • FIG. 2 shows the system 100 of FIG. 1 with the cleaning robot 110 and several additional cameras 15.
  • the mobile device 105 is not shown here.
  • each of the additional cameras 1 15 is adapted to be connected to the receiving device 160 with the cleaning robot 1 10.
  • each additional camera 1 15 supports at least the mechanical interface 165.
  • the electrical interface 170 or the data-technical interface 175 is also supported.
  • the additional cameras 15 preferably differ with regard to their optical or data-technical properties. It is preferred that the additional cameras 1 15 have the same shape as possible in order to enable a mechanically as good as possible integration with the cleaning robot 1 10.
  • Figure 3 shows the cleaning robot 1 10 of Figure 2 with an additional camera 1 15.
  • the receiving device 160 is provided in coordination with dimensions of the additional camera 1 15 on the cleaning robot 1 10, preferably that the greatest possible mechanical protection while optimally advantageous optical perspective for the Additional camera 1 15 is realized.
  • an outline of the cleaning robot 110 in particular in the horizontal direction, that is to say parallel to the bottom surface 120, is not increased by inserting the additional camera 15 into the receiving device 160.
  • the additional camera 1 15 may be arranged in the receiving device 160, in particular behind the Rammtik 150. In the illustrated embodiment, the Rammschutz 150 with respect to the cleaning robot 1 10 radially outward than the additional camera 1 15.
  • Figure 4 shows exemplary variants for an electrical connection 400 between the cleaning robot 1 10 and the additional camera 1 15 one of the preceding figures.
  • the electrical connection 400 can be used in particular for the transmission of electrical energy via the electrical interface 170 or electrical signals via the data-technological interface 175.
  • the electrical connection 400 preferably comprises a first contact 405 and a second contact 410, which is shown in two different embodiments in FIG.
  • the second contact 410 is in the manner of a post. Go pins and shown in the lower part in the manner of a leaf spring.
  • the first contact 405 is preferably rigid, while the second contact 410 is elastic.
  • an elastic member such as a cylinder spring 415 or a leaf spring 420, is configured to press an electrically conductive member 425 against the first contact 405 when the connection 400 is made.
  • the elastic member 420 and the conductive member 425 are integrated with each other.
  • the rigid contact 405 may be assigned to the cleaning robot 1 10 and the elastic contact 410 of the additional camera 1 15 or vice versa.
  • the electrical connection 400 may also be formed by other elements known in the art.
  • FIG. 5 shows the mechanical interface 165 between the cleaning robot 110 and the additional camera 15 of one of the preceding figures in an exemplary embodiment.
  • the mechanical interface 165 on the part of the cleaning robot 1 10 comprises a groove 505 and on the side of the additional camera 1 15 a corresponding web 510.
  • the additional camera 1 15 is attached to the cleaning robot 1 10 by vertically from above into the receiving device 160 is introduced.
  • the web 510 is inserted into the groove 505.
  • the web 510 is preferably provided on the additional camera 1 15 such that it is not possible to attach the additional camera 1 15 to the cleaning robot 110 in a manner other than that intended.
  • FIG. 6 shows different inclinations of the additional camera 15 on the cleaning robot 110 of the preceding figures.
  • an optical axis 605 of the additional camera 15 runs essentially parallel to the bottom surface 120.
  • a field of view 610 of the additional camera 15 can therefore not completely capture a distant object 615 in the vertical direction.
  • the additional camera 15 it is therefore preferred to attach the additional camera 15 to the cleaning robot 110 such that the optical axis 605 encloses an angle with the bottom surface 120 and the field of view 610 is opened further upwards. As can be seen in the lower illustration, the object 615 can thereby be completely imaged by the additional camera 15.
  • Reference number 00 robot system

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

Ein Reinigungsroboter für eine Bodenfläche umfasst einen elektrischen Energiespeicher; eine elektrische Antriebseinrichtung; einen Sensor zur Abtastung einer Umgebung des Reinigungsroboters; eine Steuervorrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Antriebseinrichtung auf der Basis von Signalen des Sensors derart anzusteuern, dass der Reinigungsroboter über die Bodenfläche bewegt wird; und eine Reinigungsvorrichtung zur Reinigung eines Abschnitts der Bodenfläche. Außerdem ist eine Aufnahmeeinrichtung für eine Zusatzkamera vorgesehen, wobei die Aufnahmeeinrichtung eine mechanische Schnittstelle zur Anbringung der Zusatzkamera; eine elektrische Schnittstelle zur Versorgung der Zusatzkamera mit Energie aus dem Energiespeicher; und eine datentechnische Schnittstelle zur Übermittlung von Bild- oder Toninformationen von der Zusatzkamera oder Steuerdaten zur Zusatzkamera umfasst.

Description

Reinigungsroboter und Robotersystem
Die Erfindung betrifft einen Reinigungsroboter und ein Robotersystem. Insbesondere betrifft die Erfindung die Ausstattung eines Reinigungsroboters mit einem Mehrfachnutzen.
Ein Reinigungsroboter ist dazu eingerichtet, automatisiert oder autonom über eine Bodenfläche zu fahren und diese dabei zu reinigen. Ein bestehendes Angebot von Reinigungsrobotern umfasst solche mit unterschiedlichen Sensoren, unterschiedlichen Reinigungsvorrichtungen und unterschiedlichen Steuervorrichtungen, die eine Navigation oder Steue- rung des Reinigungsroboters auf der Bodenfläche durchführen. Im Allgemeinen kann jedoch die Ausstattung des Reinigungsroboters nach dem Kauf nicht mehr verändert werden und der Reinigungsroboter ist auf seine ursprüngliche Funktion der Bodenreinigung beschränkt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Technik bereitzustellen, um einen flexibler nutzbaren Reinigungsroboter bereitzustellen. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
Offenbarung der Erfindung
Ein erfindungsgemäßer Reinigungsroboter für eine Bodenfläche umfasst einen elektrischen Energiespeicher; eine elektrische Antriebseinrichtung; einen Sensor zur Abtastung einer Umgebung des Reinigungsroboters; eine Steuervorrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Antriebseinrichtung auf der Basis von Signalen des Sensors derart anzusteuern, dass der Reinigungsroboter über die Bodenfläche bewegt wird; und eine Reinigungsvorrichtung zur Reinigung eines Abschnitts der Bodenfläche. Außerdem ist eine Aufnahmeeinrichtung für eine Zusatzkamera vorgesehen, wobei die Aufnahmeeinrichtung eine me- chanische Schnittstelle zur Anbringung der Zusatzkamera; eine elektrische Schnittstelle zur Versorgung der Zusatzkamera mit Energie aus dem Energiespeicher; und eine datentechnische Schnittstelle zur Übermittlung von Bild- oder Toninformationen von der Zusatzkamera oder Steuerdaten zur Zusatzkamera umfasst. Die Zusatzkamera ist bevorzugt nicht für die Steuerung des Reinigungsroboters erforderlich. Ein Benutzer kann den Reinigungsroboter also ohne Einschränkungen auch ohne die Zusatzkamera für seinen ursprünglichen Zweck der Bodenreinigung einsetzen. Durch die Aufnahmeeinrichtung besteht zusätzlich die Möglichkeit, die Zusatzkamera mit dem Rei- nigungsroboter zu einem erweiterten Hausgerät zu vereinen, sodass die Zusatzkamera zusammen mit dem Reinigungsroboter automatisiert über die Bodenfläche eines Haushalts bewegt werden kann, während sie Aufnahmen ihrer Umgebung bereitstellt. Die Informationen der Zusatzkamera kann zu einem Benutzer oder Steuerinformationen vom Benutzer zur Zusatzkamera übermittelt werden. Ein Benutzer kann die Bild- oder Tonauf- nahmen auswerten, um beispielsweise sicherzustellen, dass sich während des Betriebs des Reinigungsroboters keine unbefugte Person in dem Haushalt aufhält. In unterschiedlichen Ausführungsformen kann eine Echtzeit-Übertragung der Aufnahmen erfolgen, oder die Aufnahmen können abgespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt weiterverarbeitet werden. Sollte der Benutzer den Verdacht haben, dass eine Unregelmäßigkeit im Bereich des Haushalts besteht, so kann er die Aufnahmen der Zusatzkamera analysieren, um den Verdacht zu erhärten oder zu widerlegen. Der Anwendungsfall des Benutzers, der seinen Haushalt gelegentlich überwacht, wird auch„peace of mind" genannt.
Durch die Aufnahmeeinrichtung können unterschiedliche Zusatzkameras mit dem Reini- gungsroboter zusammen verwendet werden, sodass ein Benutzer sich unabhängig von der Ausstattung des Reinigungsroboters für unterschiedliche Ausführungsformen der Zusatzkamera entscheiden kann. Beispielsweise kann er sich zwischen einer ersten Zusatzkamera mit einer besonders hohen Auflösung, einer zweiten Zusatzkamera mit einer automatischen Bewegungserkennung und einer dritten Zusatzkamera mit Nachtsichteinrich- tung entscheiden. Der Benutzer kann auch mehrere Zusatzkameras in Abhängigkeit eines bevorstehenden Einsatzes bei Bedarf auswechseln.
Bevorzugt umfasst der Reinigungsroboter ferner eine drahtlose Kommunikationseinrichtung, wobei die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, Bild- oder Toninformationen der Zusatzkamera über die datentechnische Schnittstelle entgegenzunehmen und über die Kommunikationseinrichtung weiterzuleiten. In einer Ausführungsform kann die Steuervorrichtung auch eine Verarbeitung der weiterzuleitenden Informationen durchführen. Diese Verarbeitung kann beispielsweise eine Kompression, eine automatische Bewegungserkennung oder einen Belichtungsabgleich umfassen. Alternativ kann die Verarbeitung auch bereits durch die Zusatzkamera erfolgen. Die über die Kommunikationseinrichtung bereitgestellten Bild- oder Toninformationen können abgespeichert werden, insbesondere mittels einer zentralen Instanz, die beispielsweise über das Internet oder in einer Cloud erreichbar ist, oder unmittelbar an ein vorbestimmtes Gerät, insbesondere ein mobiles Gerät des Benutzers, weitergeleitet werden. Die Steuereinrichtung kann auch dazu eingerichtet sein, Steuerinformationen über die Kommunikationseinrichtung entgegenzunehmen und die Zusatzkamera in Abhängigkeit der Steuerinformationen zu steuern. Ein Benutzer kann dadurch die Möglichkeit haben, Steuerinformationen über die Kommunikationseinrichtung an die Zusatzkamera zu übermitteln. Die Steuerinformationen können beispielswiese eine Aufnahmesteuerung, eine Einzelbildfunktion, einen Zoom, einen Fokus, eine Belichtung, einen Kontrast, eine Datenkompression, eine Auflösung oder eine Ausrichtung der Zusatzkamera beeinflussen. Die Funktion der Zusatzkamera kann auf diese Weise von einer entfernten Applikation oder durch den entfernten Benutzer beeinflusst werden. Es ist besonders bevorzugt, dass die mechanische Schnittstelle dazu eingerichtet ist, ein werkzeugloses Einsetzen oder Entfernen der Zusatzkamera zu erlauben. Dazu kann die mechanische Schnittstelle insbesondere so eingerichtet sein, dass die elektrische Schnittstelle und/oder die datentechnische Schnittstelle hergestellt oder getrennt wird, wenn die mechanische Schnittstelle hergestellt oder getrennt wird. So kann ein einfaches und be- nutzerfreundliches Einsetzen, Entfernen oder Auswechseln einer Zusatzkamera am Reinigungsroboter unterstützt werden. Ferner kann die mechanische Schnittstelle sicherstellen, dass die Zusatzkamera auf eine vorbestimmte Weise am Reinigungsroboter angebracht ist. Diese Weise kann bedingen, dass die Zusatzkamera beispielsweise gegenüber einer Kollision des Reinigungsroboters mit einem Objekt geschützt ist oder dass eine vor- bestimmte Ausrichtung der Zusatzkamera eingehalten ist. Bevorzugt ist die mechanische Schnittstelle so gestaltet, dass die Zusatzkamera nur auf eine einzige Art eingesetzt werden kann. Ferner ist bevorzugt, dass die mechanische Schnittstelle eine Verriegelung umfasst, um ein unbeabsichtigtes Herausfallen der Zusatzkamera aus der Aufnahmeeinrichtung zu verhindern.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, die elektrische Schnittstelle abzuschalten, wenn die Aufnahmeeinrichtung nicht mit der Zusatzkamera verbunden ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass keine Berührung beispielsweise eines Benutzers mit dem spannungsführenden Element der elektrischen Schnittstelle erfolgen kann. Die elektrische Schnittstelle ist bevorzugt derart ausgeführt, dass keine Berührungsgefahr besteht, wenn die Zusatzkamera in der Aufnahmeeinrichtung aufgenommen ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, eine Typbezeichnung der Zusatzkamera über die datentechnische Schnittstelle zu ermitteln bzw. abzutasten. Die Typbezeichnung kann ein Modell oder eine Ausführungsform angeben, aus der Fähigkeiten oder Betriebsparameter der Zusatzkamera abgeleitet werden können. In einer anderen Ausführungsform stellt die Zusatzkamera diese Parameter unmittelbar bereit. Beispielsweise können eine maximale Stromaufnahme der Zusatzkamera, eine Auswahl unterstützter Bildauflösungen oder Aufnahmemodi bereitgestellt werden. Die Steuereinrichtung kann dann die Zusatzkamera in Abhängigkeit der übermittelten Informationen verbessert steuern oder die Informationen einer externen Steuereinrichtung, bei- spielsweise dem mobilen Gerät des Benutzers, bereitstellen.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass eine elektrische Verbindung der elektrischen oder der datentechnischen Schnittstelle einen federbelasteten Kontakt und einen starren Kontakt umfasst. Einer der Kontakte ist am Reinigungsroboter und der andere an der Zusatzka- mera angebracht, sodass die elektrische Verbindung sicher hergestellt werden kann. Der starre Kontakt kann insbesondere als gedruckte Leiterbahn auf einer Leiterplatte ausgebildet sein, wodurch Kosten eingespart werden können.
In noch einer weiteren Ausführungsform umfasst der Reinigungsroboter einen Ramm- schütz, wobei die Aufnahmeeinrichtung hinter dem Rammschutz angebracht ist, um den Umriss des Reinigungsroboters in horizontaler Richtung durch die Zusatzkamera nicht zu vergrößern. Anders ausgedrückt ist die Aufnahmeeinrichtung bevorzugt an einer Stelle des Reinigungsroboters vorgesehen, die die Aufnahme der Zusatzkamera mit vorbestimmten maximalen Abmessungen derart erlaubt, dass die Zusatzkamera möglichst nicht mechanisch exponiert ist. Steht die Zusatzkamera über die Umrisse des Reinigungsroboters nicht hervor, so kann die Gefahr einer Beschädigung, beispielsweise bei Kollision des Reinigungs- roboters mit einem Objekt, verringert sein.
Ein Robotersystem umfasst den oben beschriebenen Reinigungsroboter und eine Zusatzkamera, die an der Aufnahmeeinrichtung des Reinigungsroboters angebracht ist. Das Robotersystem kann durch nachträgliches Ausstatten des Reinigungsroboters mit der Zusatzkamera leicht hergestellt werden.
Das Robotersystem kann eine weitere Zusatzkamera umfassen, wobei sich die Zusatzkameras bezüglich ihrer optischen oder datentechnischen Eigenschaften unterscheiden. Die beiden Zusatzkameras können in Abhängigkeit eines Einsatzzwecks alternativ oder wechselweise am Robotersystem zum Einsatz kommen. In einer Ausführungsform ist eine Vielzahl Zusatzkameras mit unterschiedlichen Eigenschaften vorgesehen. Die Flexibilität des Robotersystems kann so weiter gesteigert sein, um zusätzliche Anwendungsfälle bearbeiten zu können. In einer Ausführungsform ist die Aufnahmeeinrichtung derart geneigt, dass ein Sichtfeld der Zusatzkamera gegenüber der Bodenfläche nach oben gerichtet ist. Die Neigung der Aufnahmeeinrichtung gegenüber der Bodenfläche kann sich dabei insbesondere an einer Neigung des Sichtfelds der Zusatzkamera gegenüber der Aufnahmeeinrichtung orientieren.
Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die beiliegenden Figuren genauer beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Reinigungsroboters;
Fig. 2 ein System mit einem Reinigungsroboter;
Fig. 3 der Reinigungsroboter von Fig. 2 mit einer Zusatzkamera;
Fig. 4 Varianten für elektrische Kontakte zwischen einem Reinigungsroboter und einer Zusatzkamera; Fig. 5 eine mechanische Schnittstelle zwischen einem Reinigungsroboter und einer Zusatzkamera; und
Fig. 6 unterschiedliche Neigungen einer Zusatzkamera an einem Reinigungsroboter darstellt.
Figur 1 zeigt ein Robotersystem 100, das ein optionales mobiles Gerät 105, einen Reinigungsroboter 1 10 und eine Zusatzkamera 1 15 umfasst. Der Gedanke des Robotersystems 100 besteht darin, eine oder mehrere verschiedene Zusatzkameras 1 15 am Reinigungsroboter 1 10 nachrüsten zu können, um einen Zusatznutzen zu erbringen, der über den ursprünglichen Zweck des Reinigungsroboters 1 10 hinausgeht.
Der Reinigungsroboter 1 10 ist dazu eingerichtet, eine Bodenfläche 120 zu reinigen. Dazu umfasst der Reinigungsroboter 1 10 eine Reinigungsvorrichtung 125, die beispielsweise einen Fege- oder Saugmechanismus zur Reinigung der Bodenfläche 120 im Bereich des Reinigungsroboters 1 10 umfassen kann. Die Reinigungsvorrichtung 125 kann mittels elektrischer Energie aus einem elektrischen Energiespeicher 130 angetrieben werden. Der Reinigungsroboter 1 10 verfügt ferner über eine elektrische Antriebseinrichtung 135, die ebenfalls aus dem Energiespeicher 130 gespeist werden kann. Eine Steuervorrichtung 140 ist vorgesehen, um eine planvolle Bewegung des Reinigungsroboters 1 10 durch Be- einflussung der Antriebseinrichtung 135 zu bewirken. Die Steuervorrichtung 140 ist mit einem oder mehreren Sensoren 145 verbunden, die dazu eingerichtet sind, ein Umfeld des Reinigungsroboters 1 10 abzutasten oder eine Position des Reinigungsroboters 1 10 zu bestimmen. Ein Sensor 145 kann beispielsweise einen Ultraschallsensor, einen taktilen Sensor, einen optischen Sensor, einen Radarsensor, einen LIDAR-Sensor oder einen GPS-Empfänger umfassen. In einer weiteren Ausführungsform kann ein Sensor 145 einen Näherungs-, Berührungs- oder Karambolagesensor umfassen. Auf der Basis von Informationen der Sensoren 145 bestimmt die Steuervorrichtung 140 einen Bewegungspfad des Reini- gungsroboters 1 10 über die Bodenfläche 120 und steuert den Reinigungsroboter 1 10 entsprechend der geplanten Bewegung. In einer weiteren Variante ist ein Rammschutz 150 vorgesehen, der als mechanischer Puffer ausgelegt sein kann, um eine Kollision zwischen dem Reinigungsroboter 1 10 und einem anderen Objekt abzufedern. In einer weiteren Ausführungsform ist der Rammschutz 150 mit einem Sensor 145 verbunden, um einen Zusammenprall durch die Steuervorrichtung 140 detektieren zu können. In noch einer weiteren Ausführungsform ist eine drahtlose Kommunikationseinrichtung 155 vorgesehen, die insbesondere mittels WLAN, Bluetooth oder Mobildatenfunk mit einem Netzwerk verbunden werden kann, über welches das mobile Gerät 105 erreicht werden kann. Mit dem Netzwerk kann auch ein zentraler Server, beispielsweise zur Verarbeitung oder Speicherung von übertragenen Daten, verbunden sein.
Es wird vorgeschlagen, am Reinigungsroboter 1 10 eine Aufnahmeeinrichtung 160 vorzusehen, die eine mechanische Schnittstelle 165, eine elektrische Schnittstelle 170 und eine datentechnische Schnittstelle 175 umfasst. Die drei Schnittstellen 165 bis 175 können miteinander integriert ausgeführt sein. Dabei können insbesondere die elektrische Schnittstelle 170 oder die datentechnische Schnittstelle 175 einen elektrischen Kontakt umfassen, der unten mit Bezug auf Figur 4 noch genauer beschrieben wird. Ist die Zusatzkamera 1 15 in die Aufnahmeeinrichtung 160 eingesetzt, so kann eine Funktion der Zusatzkamera 1 15 genutzt werden, während die Zusatzkamera 1 15 über die Bodenfläche 120 gefahren wird. In einer Ausführungsform können Bildinformationen der Zusatzkamera 1 15 zur Steuerung des Reinigungsroboters 1 10 verwendet werden. Es ist jedoch bevorzugt, dass die Steuerung des Reinigungsroboters 1 10 nicht auf die Informationen der Zusatzkamera 1 15 angewiesen ist.
Die durch die Zusatzkamera 1 15 bereitgestellten Bild- und/oder Toninformationen können separat mittels der Steuervorrichtung 140 ausgewertet, manipuliert und/oder mittels der drahtlosen Kommunikationseinrichtung 155 bereitgestellt bzw. über das Netzwerk übermittelt werden. In einer Ausführungsform können auch Steuerinformationen über die Kommunikationseinrichtung 155 empfangen und in passender Weise an die Zusatzkamera 1 15 weitergeleitet werden. Die Steuerinformationen können manuell durch einen Benutzer, beispielsweise mittels des mobilen Geräts 105, oder durch eine Applikation auf einem weiteren Gerät bereitgestellt werden. Die Applikation kann durch den Benutzer kontrolliert werden, sodass mehrere Steuerparameter gezielt beeinflusst werden können.
So kann beispielsweise ein Raum, eine Wohnung oder allgemein ein Haushalt, der die Bodenfläche 120 umfasst, automatisiert oder teilautomatisiert mittels der Zusatzkamera 1 15 abgetastet werden. Figur 2 zeigt das System 100 von Figur 1 mit dem Reinigungsroboter 1 10 und mehreren Zusatzkameras 1 15. Das mobile Gerät 105 ist hier nicht dargestellt.
Jede der Zusatzkameras 1 15 ist dazu eingerichtet, an der Aufnahmeeinrichtung 160 mit dem Reinigungsroboter 1 10 verbunden zu werden. Dazu unterstützt jede Zusatzkamera 1 15 zumindest die mechanische Schnittstelle 165. Bevorzugt wird auch die elektrische Schnittstelle 170 oder die datentechnische Schnittstelle 175 unterstützt. Die Zusatzkameras 1 15 unterscheiden sich bevorzugt bezüglich ihrer optischen oder datentechnischen Eigenschaften. Es ist bevorzugt, dass die Zusatzkameras 1 15 möglichst gleiche Formen aufweisen, um eine mechanisch möglichst gute Integration mit dem Reinigungsroboter 1 10 zu ermöglichen.
Figur 3 zeigt den Reinigungsroboter 1 10 von Figur 2 mit einer Zusatzkamera 1 15. Die Aufnahmeeinrichtung 160 ist in Abstimmung mit Abmessungen der Zusatzkamera 1 15 derart am Reinigungsroboter 1 10 vorgesehen, dass bevorzugt ein möglichst großer mechanischer Schutz bei gleichzeitig möglichst vorteilhafter optischer Perspektive für die Zusatzkamera 1 15 realisiert wird. Für den mechanischen Schutz ist bevorzugt, dass ein Umriss des Reinigungsroboters 1 10, insbesondere in horizontaler Richtung, also parallel zur Bodenfläche 120, durch das Einsetzen der Zusatzkamera 1 15 in die Aufnahmeeinrich- tung 160 nicht vergrößert wird. Dazu kann die Zusatzkamera 1 15 in der Aufnahmeeinrichtung 160 insbesondere hinter dem Rammschutz 150 angeordnet sein. In der dargestellten Ausführungsform liegt der Rammschutz 150 bezüglich des Reinigungsroboters 1 10 radial weiter außen als die Zusatzkamera 1 15. Figur 4 zeigt beispielhafte Varianten für eine elektrische Verbindung 400 zwischen dem Reinigungsroboter 1 10 und der Zusatzkamera 1 15 einer der vorangehenden Figuren. Die elektrische Verbindung 400 kann insbesondere zur Übermittlung elektrischer Energie über die elektrische Schnittstelle 170 oder elektrischer Signale über die datentechnische Schnittstelle 175 verwendet werden.
Die elektrische Verbindung 400 umfasst bevorzugt einen ersten Kontakt 405 und einen zweiten Kontakt 410, der in zwei unterschiedlichen Ausführungsformen in Figur 4 dargestellt ist. Im oberen Bereich der Darstellung ist der zweite Kontakt 410 nach Art eines Po- go-Pins und im unteren Bereich nach Art einer Blattfeder dargestellt. Der erste Kontakt 405 ist bevorzugt starr ausgeführt, während der zweite Kontakt 410 elastisch ausgeführt ist. Am zweiten Kontakt 410 ist ein elastisches Element, beispielsweise eine Zylinderfeder 415 oder eine Blattfeder 420, dazu eingerichtet, ein elektrisch leitfähiges Element 425 gegen den ersten Kontakt 405 zu pressen, wenn die Verbindung 400 hergestellt ist. Im Fall der Blattfeder 420 sind das elastische Element 420 und das leitfähige Element 425 miteinander integriert ausgeführt.
Der starre Kontakt 405 kann dem Reinigungsroboter 1 10 und der elastische Kontakt 410 der Zusatzkamera 1 15 zugeordnet sein oder umgekehrt. Die elektrische Verbindung 400 kann auch mittels anderer Elemente gebildet sein, die im Stand der Technik bekannt sind.
Figur 5 zeigt die mechanische Schnittstelle 165 zwischen dem Reinigungsroboter 1 10 und der Zusatzkamera 1 15 einer der vorangehenden Figuren in einer exemplarischen Ausführungsform. Vorliegend umfasst die mechanische Schnittstelle 165 seitens des Reini- gungsroboters 1 10 eine Nut 505 und seitens der Zusatzkamera 1 15 einen korrespondierenden Steg 510. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Zusatzkamera 1 15 am Reinigungsroboter 1 10 angebracht, indem sie vertikal von oben in die Aufnahmeeinrichtung 160 eingeführt wird. Dabei wird der Steg 510 in die Nut 505 eingeführt. Wie dargestellt ist der Steg 510 bevorzugt derart an der Zusatzkamera 1 15 vorgesehen, dass es nicht möglich ist, die Zusatzkamera 1 15 auf eine andere als die vorgesehene Weise am Reinigungsroboter 1 10 anzubringen.
Figur 6 zeigt unterschiedliche Neigungen der Zusatzkamera 1 15 am Reinigungsroboter 1 10 der vorangehenden Figuren. In einer oberen Darstellung verläuft eine optische Achse 605 der Zusatzkamera 1 15 im Wesentlichen parallel zur Bodenfläche 120. Ein Sichtfeld 610 der Zusatzkamera 1 15 kann daher ein entferntes Objekt 615 in vertikaler Richtung nicht vollständig erfassen.
Es ist daher bevorzugt, die Zusatzkamera 1 15 derart am Reinigungsroboter 1 10 anzu- bringen, dass die optische Achse 605 einen Winkel mit der Bodenfläche 120 einschließt und das Sichtfeld 610 weiter nach oben geöffnet ist. Wie in der unteren Darstellung zu sehen ist, kann dadurch das Objekt 615 vollständig von der Zusatzkamera 1 15 abgebildet werden. Bezugszeichen 00 Robotersystem
05 mobiles Gerät
10 Reinigungsroboter
15 Zusatzkamera 20 Bodenfläche
25 Reinigungsvorrichtung
30 elektrischer Energiespeicher 35 elektrische Antriebseinrichtung 40 Steuervorrichtung
45 Sensor
50 Rammschutz
55 drahtlose Kommunikationseinrichtung 60 Aufnahmeeinrichtung
65 mechanische Schnittstelle
70 elektrische Schnittstelle
75 datentechnische Schnittstelle 00 elektrische Verbindung
05 erster Kontakt
10 zweiter Kontakt
15 Zylinderfeder
20 Blattfeder
25 elektrisch leitfähiges Element 05 Nut
10 Steg 05 optische Achse
10 Sichtfeld
15 Objekt

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Reinigungsroboter (1 10) für eine Bodenfläche (120), wobei der Reinigungsroboter (1 10) folgendes umfasst:
- einen elektrischen Energiespeicher (130);
- eine elektrische Antriebseinrichtung (135);
- einen Sensor (145) zur Abtastung einer Umgebung des Reinigungsroboters (1 10);
- eine Steuervorrichtung (140), die dazu eingerichtet ist, die Antriebseinrichtung (135) auf der Basis von Signalen des Sensors (145) derart anzusteuern, dass der Reinigungsroboter (1 10) über die Bodenfläche (120) bewegt wird;
- eine Reinigungsvorrichtung (125) zur Reinigung eines Abschnitts der Bodenfläche (120);
gekennzeichnet durch eine Aufnahmeeinrichtung (160) für eine Zusatzkamera (1 15), wobei die Aufnahmeeinrichtung (160) folgendes umfasst:
- eine mechanische Schnittstelle (165) zur Anbringung der Zusatzkamera (1 15);
- eine elektrische Schnittstelle (170) zur Versorgung der Zusatzkamera (1 15) mit Energie aus dem Energiespeicher (130); und
- eine datentechnische Schnittstelle (175) zur Übermittlung von Bild- oder Toninformationen von der Zusatzkamera (1 15) oder Steuerdaten zur Zusatzkamera (1 15).
Reinigungsroboter (1 10) nach Anspruch 1 , ferner umfassend eine drahtlose Kommunikationseinrichtung (155), wobei die Steuervorrichtung (140) dazu eingerichtet ist, Bild- oder Toninformationen der Zusatzkamera (1 15) über die datentechnische Schnittstelle (175) entgegenzunehmen und über die Kommunikationseinrichtung (155) weiterzuleiten.
Reinigungsroboter (1 10) nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend eine drahtlose Kommunikationseinrichtung (155), wobei die Steuervorrichtung (140) dazu eingerichtet ist, Steuerinformationen über die Kommunikationseinrichtung (155) entgegenzunehmen und die Zusatzkamera (1 15) in Abhängigkeit der Steuerinformationen zu steuern.
Reinigungsroboter (1 10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mechanische Schnittstelle (165) dazu eingerichtet ist, ein werkzeugloses Einsetzen oder Entfernen der Zusatzkamera (1 15) zu erlauben.
Reinigungsroboter (1 10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuervorrichtung (140) dazu eingerichtet ist, die elektrische Schnittstelle (170) abzuschalten, wenn die Aufnahmeeinrichtung (160) nicht mit der Zusatzkamera (1 15) verbunden ist.
Reinigungsroboter (1 10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuervorrichtung (140) dazu eingerichtet ist, eine Typbezeichnung der Zusatzkamera (1 15) über die datentechnische Schnittstelle (175) zu ermitteln.
Reinigungsroboter (1 10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine elektrische Verbindung (400) der elektrischen (170) oder datentechnischen Schnittstelle (175) einen federbelasteten Kontakt (410) und einen starren Kontakt (405) umfasst.
Reinigungsroboter (1 10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Rammschutz (150), wobei die Aufnahmeeinrichtung (160) hinter dem Rammschutz (150) angebracht ist, um den Umriss des Reinigungsroboters (1 10) in horizontaler Richtung durch die Zusatzkamera (1 15) nicht zu vergrößern.
Robotersystem (100), umfassend
- einen Reinigungsroboter (1 10) nach einem der vorangehenden Ansprüche;
- eine Zusatzkamera (1 15), die an der Aufnahmeeinrichtung (160) des Reinigungsroboters (1 10) angebracht ist.
10. Robotersystem (100) nach Anspruch 9, ferner umfassend eine weitere Zusatzkamera (1 15), wobei sich die Zusatzkameras (1 15) bezüglich ihrer optischen oder datentechnischen Eigenschaften unterscheiden. Robotersystem (100) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Aufnahmeeinrichtung (160) derart geneigt ist, dass ein Sichtfeld (610) der Zusatzkamera (1 15) gegenüber der Bodenfläche (120) nach oben gerichtet ist.
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