DE102008003795A1

DE102008003795A1 - Verfahren zum Navigieren eines autonom sich bewegenden Mobilteils sowie Vorrichtung mit solchem Mobilteil

Info

Publication number: DE102008003795A1
Application number: DE102008003795A
Authority: DE
Inventors: Martin Beck; Frank Brückner; Joachim Dr. Damrath; Matthias Hennig; Sylvia Horn; Henri Kirmse; Markus Spielmannleitner; Gerhard Wetzl
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2008-01-10
Filing date: 2008-01-10
Publication date: 2009-07-23

Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Navigieren eines innerhalb einer abgegrenzten Fläche autonom sich bewegenden, auf der Fläche oder auf Teilen davon Arbeiten durchführenden Mobilteils, insbesondere eines Reinigungsgeräts für Fußböden. Dazu sendet eine bezüglich der Fläche stationär angeordnete Navigationsstation von zwei voneinander beabstandeten Sendeeinrichtungen aus Signale an das Mobilteil, worauf das Mobilteil aus einer Messung der Laufzeitdifferenz der Signale und dem bekannten Abstand der beiden Sendeeinrichtungen voneinander nach dem Algorithmus der Trilateration seine Position bezüglich der Navigationsstation ermittelt, und daraus, ausgehend von der Navigationsstation, den weiteren Bewegungsablauf auf der Fläche entwickelt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ein entsprechend navigierbares Mobilteil.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Navigieren eines innerhalb einer abgegrenzten Fläche autonom sich bewegenden, auf der Fläche oder auf Teilen davon Arbeiten durchführenden Mobilteils, insbesondere eines Reinigungsgeräts für Fußböden. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung mit einem solchen Mobilteil.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Vorschläge bekannt, Geräte derart auszustatten, dass sie im Lernmodus einen zu bearbeitenden, also beispielsweise zu reinigenden, Bereich vollständig abfahren.
Dazu sind Verfahren bekannt, bei denen die zu bearbeitende Fläche bzw. die nicht zu überfahrenden Bereiche durch Metalldrähte oder Ähnliches begrenzt bzw. abgegrenzt sind. Diese werden dann, wie beispielsweise in der EP 0 829 040 B1 beschrieben, durch entsprechende Sensoren erkannt.
Die WO 03/039314 A1 beschreibt hierzu ein Verfahren, bei welchem ein solches Gerät einer Begrenzung eines Raumes folgt, dabei die dazugehörigen Pfadinformationen speichert und diese mit einer bereits früher befahrenen Stelle vergleicht.
Bei dem in der DE 103 19 513 A1 beschriebenen Gerät nimmt eine nach oben gerichtete Kamera Bilder senkrecht zur Fahrtrichtung auf. Ferner befindet sich an der Hauptkörpervorderseite ein Hindernisdetektor. In einem Speicher werden die Positionsdaten von ermittelten Hindernissen abgelegt, die einer Steuereinheit die Berechnung der Positionsinformationen von Hindernissen erlaubt und die weiterhin bestimmt, ob die im Speicher gespeicherten Positionsinformationen eine geschlossene Kurve bilden.
In der EP 0485879 A2 wird ein Verfahren zur Lokalisation von Fahrzeugen beschrieben, bei dem wenigstens zwei ortsfeste Einrichtungen zu vorgegebenen Zeiten Ultraschall-Signale übertragen und deren Laufzeiten gemessen werden, wodurch sich zur Lokalisation die Abstände zwischen Fahrzeug und den ortsfesten Einrichtungen bestimmen lassen.
Das US-Patent 4,751,689 beschreibt schließlich ein Verfahren zur Distanzmessung. Hierbei werden ein Radio- und Ultraschallsignal zeitgleich ausgesandt; die sich ergebende Laufzeitdifferenz ist ein Maß für die Distanz.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Navigieren eines Mobilteils der eingangs genannten Art zu schaffen, wodurch es möglich ist, eine Fläche mit möglichst geringer Mehrfachüberdeckung zu bearbeiten. Durch dieses Verfahren soll es insbesondere möglich sein, autonomen Geräten eine Positionsbestimmung und damit eine Navigation im Raum ohne Odometrie (Wegmessung über Radumdrehung) zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch ein Verfahren gelöst, bei welchem eine bezüglich der Fläche stationär angeordnete Navigationsstation von zwei voneinander beanstandeten Sendeeinrichtungen aus Signale an das Mobilteil sendet und das Mobilteil aus einer Messung der Laufzeitdifferenz der Signale und dem bekannten Abstand der beiden Sendeeinrichtungen voneinander nach dem Algorithmus der Trilateration die Position des Mobilteils bezüglich der Navigationsstation ermittelt und daraus, ausgehend von der Navigationsstation, den weiteren Bewegungsablauf auf der Fläche entwickelt.
Der durch die Erfindung erreichte Vorteil besteht im Wesentlichen darin, dass das Mobilteil in einer unbekannten Umgebung seine Aufgabe in einer kürzeren Zeit erledigen kann als ein Gerät, dessen Bewegungsablauf nach dem Zufallsprinzip arbeitet, da auf diese Weise eine Mehrfachüberfahrung von bestimmten Flächenbereichen erfolgt. Soweit ein derartiges Gerät zur Reinigung von Böden eingesetzt wird, ist es weiter möglich, eine sinnvolle Reinigungsstrategie anzuwenden. Dies ist insbesondere bei der Feuchtreinigung von Bedeutung. Zufällige Richtungsänderungen wären hierbei nämlich für das Reinigungsergebnis eher von Nachteil.
In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Positionsbestimmung durch Ermittlung der sich aus dem Abstand der Sendeeinrichtungen voneinander sowie dem Abstand des Mobilteils von den Sendeeinrichtungen ergebenden Polarkoordinaten.
Vorteilhafterweise kann jedoch zur Positionsangabe eine Umrechnung der Polarkoordinaten in kartesische Koordinaten erfolgen.
Für die Anwendungen in der Praxis ist es vorteilhaft, wenn die Sendeeinrichtungen mit Ultraschall- und/oder Infrarotübertragung arbeiten. Soweit mit beiderlei Sendeeinrichtungen gearbeitet wird, empfiehlt es sich, dass die Infrarotsignale zur Unterscheidung von den Ultraschallsignalen kodiert sind.
Weiter kann das Mobilteil im Rahmen der Erfindung ein Gyroskop aufweisen, das bei einem Aufenthalt an der Navigationsstation, die Bestandteil einer Basisstation sein kann, kalibriert wird, wobei die Basisstation zur Regenerierung von Arbeitsmitteln, zur Aufladung der Energieversorgung oder dergleichen des Mobilteils dient.
Das Mobilteil besitzt zweckmäßigerweise einen Speicher zur Ablegung der Koordinaten der jeweils bereits zurückgelegten bzw. bearbeiteten Wegstrecke, wobei es hierbei ausreichend sein kann, bei bekannter Bahnkurve des Mobilteils jeweils nur Anfangs- und Endpunkt abzuspeichern.
Entsprechend kann das Mobilteil einen Speicher zur Ablegung der Koordinaten der jeweils noch zurückzulegenden bzw. zu bearbeitenden Wegstrecke aufweisen.
Weiter hat es sich im Rahmen der Erfindung als vorteilhaft erwiesen, wenn das Mobilteil auf Kreisbahnen um die Navigationsstation geführt wird. Das Abfahren der einzelnen Bahnen erfolgt vorteilhafterweise nach einem Backtracking-Algorithmus, das heißt nach erfolgreichem Abfahren einer Bahn wird eine neue, dem Mobilteil nächstgelegene Bahn angefahren und bearbeitet.
Weiter ist vorgesehen, dass beim Auftreten eines Hindernisses das Mobilteil dessen Außenkontur in Richtung eines kleiner werdenden Abstandes von der Navigationsstation solange folgt, bis sich das Mobilteil um einen Bahnabstand näher an der Navigationsstation befindet, und dass, sofern das Hindernis dann noch umfahren werden kann, die Umfahrensrichtung umgekehrt wird und der Hinderniskontur gefolgt wird, bis das Hindernis umfahren ist oder ein Abstand von der Navigationsstation erreicht ist, der einen Bahnabstand weiter gegenüber der ursprünglichen Fahrtstrecke von der Navigationsstation entfernt ist.
Hierbei ist weiter zweckmäßig, wenn auch die Positionsdaten von Hindernissen in einen Speicher abgelegt werden. Dann besteht die weiter vorteilhafte Möglichkeit, dass die Positionsdaten der Hindernisse zur Ermittlung von Abschattungsbereichen für die von den Sendeeinrichtungen ausgesandten Signale dienen. Auch diese Positionsdaten der Abschattungsbereiche werden zweckmäßigerweise in einem Speicher abgelegt.
Schließlich besteht in diesem Zusammenhang noch die Möglichkeit, dass nicht zu befahrende Bereiche definiert und deren Positionsdaten ebenfalls in einem Speicher abgelegt werden. Zur Definition der nicht zu befahrenden Bereiche kann das Mobilteil manuell positioniert werden und die Positionsermittlung über die Sendeeinrichtungen mittels der Ultraschall- und/oder Infrarotübertragung erfolgen.
Insbesondere für spätere, erneute Bearbeitungsvorgänge auf dieser Fläche kann es zu einer weiteren Verkürzung der Bearbeitungszeit zweckmäßig sein, aus den abgespeicherten Positionsdaten der Hindernisse und/oder Positionsdaten der Abschattungsbereiche und/oder der Positionsdaten der nicht zu befahrenden Bereiche eine Rasterkarte zu erstellen.
Im Hinblick auf die erschwerte Navigation können kleine Abschattungsbereiche mit Hilfe des Gyroskops abgefahren werden, während große Abschattungsbereiche mit einem gesonderten Programmabschnitt abgearbeitet werden.
Die Positionsdaten der Hindernisse können weiter zur Wegoptimierung mit Einhaltung eines ausreichenden Abstandes beim Anfahren der Basisstation bzw. bestimmter abzuarbeitender Bahnen dienen.
Als besonders vorteilhafte Arbeitsweise hat es sich herausgestellt, dass das Mobilteils auf Kreisbahnen mit um den Bahnabstand größer werdendem Radius um die Navigationsstation geführt wird, bis das der Navigationsstation gegenüberliegende Raumende erreicht ist.
Für eine Navigation in großen Abschattungsbereichen schlägt die Erfindung vor, die aus den Lokalisationsdaten während der Bewegung auf einer Kreisbahn ermittelte Fahrgeschwindigkeit unter zusätzlicher Anwendung des Gyroskops beim Anfahren eines Punktes längst einer Trajektorie heranzuziehen. Zusätzlich besteht hierbei die Möglichkeit, zur Bestimmung des Fahrweges bei der Navigation in großen Abstattungsbereichen die Signale eines am Mobilteil angeordneten mechanischen oder bevorzugt optischen Maussensors auszuwerten. Zusätzlich oder alternativ können dabei die Signale des Maussensors mit den Daten des Gyroskops abgeglichen und für eine Driftkorrektur herangezogen werden.
In diesem Zusammenhang besteht auch die Möglichkeit, zur Bestimmung von Wegänderungen die Messsignale eines oder mehrerer Beschleunigungssensoren auszuwerten, wenngleich hierbei in der Regel nicht vergleichbare Genauigkeiten erwartet werden dürfen.
Um Einflüsse auf den Fahrweg des Mobilteils im Vorfeld zu berücksichtigen, kann zur Ermittlung des von der Oberflächenbeschaffenheit der Fläche, die im Aufbau des Untergrundes, der Beschaffenheit der Unterseite des Mobilteils sowie weiterer Parameter abhängigen Fahrverhaltens des Mobilteils zunächst eine Kalibrierfahrt durchgeführt werden.
Schließlich kann im Rahmen des Verfahrens bei einem Antrieb des Mobilteils durch rotierende Schwungmassen bei einer solchen Kalibrierfahrt in Abhängigkeit von der gewählten Massenstellung die optimale Drehzahl der Schwungmassen ermittelt werden unter der Randbedingung, dass bei geringer Drehzahl die Fahrgeschwindigkeit niedrig ist und bei hoher Drehzahl das Mobilteil schwerer kontrollierbar wird.
Für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vorrichtung vorgeschlagen zur Durchführung von Arbeiten innerhalb einer abgegrenzten Fläche, mit einem auf der Fläche oder auf Teilen davon autonom sich bewegenden Mobilteil, insbesondere einem Reinigungsgerät für Fußböden, ferner mit einer bezüglich der Fläche stationär angeordneten Navigationsstation mit zwei von einander beabstandeten Sendeeinrichtungen, die zum Navigieren des Mobilteils Signale aussendet, wobei das Mobilteil mit Empfangseinrichtungen versehen ist, über die aus einer Messung der Laufzeitdifferenz der Signale und dem bekannten Abstand der beiden Sendeeinrichtungen von einander die Position des Mobilteils bezüglich der Navigationsstation ermittelt und darauf der weitere Bewegungsablauf gesteuert werden kann.
Eine derartige Vorrichtung ist vorteilhafterweise zur Regenerierung von Arbeitsmitteln, zur Aufladung der Energieversorgung und dergleichen Vorgängen des Mobilteils mit einer stationären Basisstation versehen. Hierbei kann die Navigationsstation zweckmäßigerweise in dem Mobilteil integriert sein.
Die Sendeeinrichtungen des Navigationsteils sind zweckmäßigerweise von Ultraschall- und/oder Infrarotsendern gebildet.
Weiter ist es im Rahmen der Erfindung von Vorteil, wenn das Mobilteil ein Gyroskop aufweist, das bei einem Aufenthalt an der Navigationsstation kalibriert wird und die Navigation in von Hindernissen abgeschatteten Bereichen erlaubt.
Weiter empfiehlt es sich, wenn das Mobilteil mit einem Speicher versehen ist, in welchem Positionsdaten von ermittelten Hindernissen und/oder von durch die Hindernisse verursachten Abschattungsbereichen und/oder von nicht zu befahrenden Bereichen abgelegt werden können.
Ebenfalls für die Navigation in Abschattungsbereichen ist es zweckmäßig, wenn am Mobilteil ein mechanischer oder bevorzugt optischer Maussensor angeordnet ist, dessen Signale zur Bestimmung des Verfahrweges ausgewertet werden können.
Zusätzlich oder alternativ können am Mobilteil auch ein oder mehrere Beschleunigungssensoren zur Bestimmung von Wegänderungen vorgesehen sein.
Schließlich hat es sich für bestimmte Einsatzzwecke, insbesondere bei Anwendung des Mobilteils als Reinigungselement, als vorteilhaft erwiesen, dass das Mobilteil statt durch Antriebsräder über zwei schräg gegenüber der Fläche rotierenden Schwungmassen angetrieben wird. Hierdurch besteht die Möglichkeit, dass das Mobilteil lediglich mit seiner Reinigungsfläche mit dem Untergrund in Berührung kommt, also keine zusätzlichen, die Reinigungswirkung möglicherweise beeinträchtigenden Berührungspunkte zur zu reinigenden Fläche bestehen.
Im Folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigen:
1 eine schematische Darstellung des Navigationsverfahrens,
2 den Hauptalgorithmus für den Ablauf des Navigationsprogramms,
3 in der linken Darstellung eine zu bearbeitende Fläche mit Hindernissen, in der rechten Darstellung die hieraus ermittelte Karte von durch das Mobilteil nicht anzufahrenden Bereichen.
Das in der Zeichnung in 1 lediglich schematisch dargestellte Mobilteil dient dazu, speziell zugewiesene Arbeiten, beispielsweise das Reinigen eines Fußbodens, vorzunehmen, wobei – insbesondere im Hinblick auf eine zeitoptimierte Arbeitsweise – eine Mehrfachüberdeckung schon bearbeiteter Flächenabschnitte vermieden werden soll. Dazu ist eine bezüglich der Fläche stationär angeordnete Navigationsstation vorgesehen, die zwei von einander beanstandete Sendeeinrichtungen, also einen Sender 1 und einen Sender 2 gemäß 1 aufweist, welche Signale an das mit AWM bezeichnete Mobilteil sendet. Das Mobilteil AWM bestimmt daraus nach dem Algorithmus der Trilateration seine Position bezüglich der Navigationsstation, wobei hierfür die Laufzeitdifferenz der Signale herangezogen wird. Aus diesem Ergebnis wird dann der weitere Bewegungsablauf auf der Fläche entwickelt.
Die Sendeeinrichtungen arbeiten mit Ultraschall- und/oder Infrarotübertragung, wobei die Infrarotsignale zur Unterscheidung von den Ultraschallsignalen kodiert sein können. Weiter kann das Mobilteil ein Gyroskop aufweisen, das bei einem Aufenthalt an der Navigationsstation kalibriert wird. Die Navigationsstation ist dabei zweckmäßigerweise in der Basisstation integriert.
Das Mobilteil ist mit einem Speicher versehen, in welchem Positionsdaten von gemäß dem beschriebenen Verfahren ermittelten Hindernissen und/oder von durch die Hindernisse verursachten Abschattungsbereichen und/oder nicht zu befahrenden Bereichen abgelegt werden können. Weiter kann am Mobilteil ein mechanischer oder bevorzugt optischer Maussensor angeordnet sein, dessen Signale insbesondere im Bereich von Abschattungsbereichen zur Bestimmung des Verfahrweges ausgewertet werden können.
Des Weiteren können am Mobilteil ein oder mehrere Beschleunigungssensoren zur Bestimmung von Wegänderungen vorgesehen sein, die ebenfalls zur Navigation bevorzugt in Abschattungsbereichen zur Anwendung kommen können.
Das Mobilteil selbst ist in nicht näher dargestellter Weise statt durch Antriebsräder über zwei schräg zur Fläche rotierende Schwungmaßen angetrieben, wobei – was insbesondere bei Anwendung von Reinigungsarbeiten vorteilhaft ist – kein zusätzlicher Kontakt von Antriebsmitteln mit der zu reinigenden Fläche besteht.
Hierbei ist die Drehzahl der Schwungmassen in Abhängigkeit der Arbeitsbedingungen einstellbar, da eine zu geringe Drehzahl zu zu geringen Antriebsgeschwindigkeiten führt, während bei einem Überschreiben der optimalen Drehzahl eine zunehmend schlechtere Kontrollierbarkeit des Mobilteils auftritt. Insbesondere kann die Drehzahl auch während des Betriebes in geeigneter Weise nachgeregelt werden.
In 2 ist ein möglicher vollständiger Auflauf eines Navigationsprogramms dargestellt; hiernach erfolgt zunächst bei dem sich an der Basisstation befindenden Mobilteils eine Kalibrierung des Gyroskops. Hieran schließt sich eine Referenzfahrt an, um die geeignete Drehzahl der Schwungmassen zu ermitteln, worauf sich weiterhin ein Bewegungstest anschließen kann. Im Anschluss daran kann eine erste Regenerierfahrt zur Basisstation stattfinden, worauf – für den eigentlichen Arbeitsbeginn – eine Startbahn gespeichert wird.
Im Anschluss daran werden die einzelnen Bahnen angefahren, jeweils unterbrochen durch einzelne Regenerierfahrten, bis schließlich alle Bahnen abgefahren sind. Im Anschluss daran werden die bis dahin nicht bearbeiteten Bereiche von Hindernissen bzw. Abschattungen angegangen, wobei zunächst eine Unterteilung der einzelnen Bereiche erfolgt und sodann diese – wiederum ggf. unterbrochen von Regenerierfahrten – der Reihe nach abgearbeitet werden. Im Anschluss erfolgt eine letzte Regenerierfahrt, also Rückkehr zur Basisstation, womit der gesamte Ablauf abgeschlossen ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 0829040 B1 [0003]
- WO 03/039314 A1 [0004]
- DE 10319513 A1 [0005]
- EP 0485879 A2 [0006]
- US 4751689 [0007]

Claims

Verfahren zum Navigieren eines innerhalb einer abgegrenzten Fläche autonom sich bewegenden, auf der Fläche oder auf Teilen davon Arbeiten durchführenden Mobilteils, insbesondere eines Reinigungsgeräts für Fußböden, bei welchem eine bezüglich der Fläche stationär angeordnete Navigationsstation von zwei voneinander beabstandeten Sendeeinrichtungen aus Signale an das Mobilteil sendet und das Mobilteil aus einer Messung der Laufzeitdifferenz der Signale und dem bekannten Abstand der beiden Sendeeinrichtungen voneinander nach dem Algorithmus der Trilateration die Position des Mobilteils bezüglich der Navigationsstation ermittelt und daraus, ausgehend von der Navigationsstation, den weiteren Bewegungsablauf auf der Fläche entwickelt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsbestimmung durch Ermittlung der sich aus dem Abstand der Sendeeinrichtungen voneinander sowie dem Abstand des Mobilteils von den Sendeeinrichtungen ergebenden Polarkoordinaten erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Positionsangabe eine Umrechnung der Polarkoordinaten in kartesische Koordinaten erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtungen mit Ultraschall- und/oder Infrarotübertragung arbeiten.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarotsignale zur Unterscheidung von den Ultraschallsignalen kodiert sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mobilteil ein Gyroskop aufweist, das bei einem Aufenthalt an der Navigationsstation, die Bestandteil einer Basisstation sein kann, kalibriert wird, wobei die Basisstation zur Regenerierung von Arbeitsmitteln, zur Aufladung der Energieversorgung und dergleichen des Mobilteils dient.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Mobilteil einen Speicher zur Ablegung der Koordinaten der jeweils bereits zurückgelegten bzw. bearbeiteten Wegstrecke aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mobilteil einen Speicher zur Ablegung der Koordinaten der jeweils noch zurückzulegenden bzw. zu bearbeitenden Wegstrecke aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mobilteil auf Kreisbahnen um die Navigationsstation geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Abfahren der einzelnen Bahnen nach einem Backtracking-Algorithmus erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass beim Auftreten eines Hindernisses das Mobilteil dessen Außenkontur in Richtung eines kleiner werdenden Abstandes von der Navigationsstation so lange folgt, bis sich das Mobilteil um einen Bahnabstand näher an der Navigationsstation befindet, und dass, sofern das Hindernis dann noch umfahren werden kann, die Umfahrungsrichtung umgekehrt wird und der Hinderniskontur gefolgt wird, bis das Hindernis umfahren ist oder ein Abstand von der Navigationsstation erreicht ist, der einen Bahnabstand weiter gegenüber der ursprünglichen Fahrtstrecke von der Navigationsstation entfernt ist.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsdaten von Hindernissen in einem Speicher abgelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsdaten der Hindernisse zur Ermittlung von Abschattungsbereichen für die von den Sendeeinrichtungen ausgesandten Signale dienen.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsdaten der Abschattungsbereiche in einem Speicher abgelegt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass nicht zu befahrende Bereiche definiert und deren Positionsdaten in einem Speicher abgelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Definition der nicht zu befahrenden Bereiche das Mobilteil manuell positioniert wird und die Positionsermittlung über die Sendeeinrichtungen mittels der Ultraschall- und/oder Infrarotübertragung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass aus den abgespeicherten Positionsdaten der Hindernisse und/oder den Positionsdaten der Abschattungsbereiche und/oder der Positionsdaten der nicht zu befahrenden Bereiche eine Rasterkarte erstellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass kleine Abschattungsbereiche mit Hilfe des Gyroskops abgefahren werden, während große Abschattungsbereiche mit einem gesonderten Programmabschnitt abgearbeitet werden.
Verfahren nach den Ansprüchen 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsdaten der Hindernisse zur Wegoptimierung mit Einhaltung eines ausreichenden Abstandes beim Anfahren der Basisstation bzw. bestimmter abzuarbeitender Bahnen dienen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Mobilteil auf Kreisbahnen mit um den Bahnabstand größer werdendem Radius um die Navigationsstation geführt wird, bis das der Navigationsstation gegenüberliegende Raumende erreicht ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass zur Navigation in großen Abschattungsbereichen die aus den Lokalisationsdaten während der Bewegung auf einer Kreisbahn ermittelte Verfahrgeschwindigkeit unter zusätzlicher Anwendung des Gyroskops zum Anfahren eines Punktes längs einer Trajektorie herangezogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung des Verfahrweges bei der Navigation in großen Abschattungsbereichen die Signale eines am Mobilteil angeordneten mechanischen oder bevorzugt optischen Maussensors ausgewertet werden.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale des Maussensors mit den Daten des Gyroskops abgeglichen und für eine Driftkorrektur herangezogen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung von Wegänderungen die Messsignale eines oder mehrerer Beschleunigungssensoren ausgewertet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des von der Oberflächenbeschaffenheit der Fläche, dem Aufbau des Untergrundes, der Beschaffenheit der Unterseite des Mobilteils sowie weiterer Parameter abhängigen Fahrverhaltens des Mobilteils zunächst eine Kalibrierfahrt durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Antrieb des Mobilteils durch rotierende Schwungmassen bei der Kalibrierfahrt in Abhängigkeit von der gewählten Massenstellung die optimale Drehzahl der Schwungmassen ermittelt wird unter der Randbedingung, dass bei geringer Drehzahl die Fahrgeschwindigkeit niedrig ist und bei hoher Drehzahl das Mobilteil schwerer kontrollierbar wird.
Vorrichtung zur Durchführung von Arbeiten innerhalb einer abgegrenzten Fläche, mit einem auf der Fläche oder auf Teilen davon autonom sich bewegenden Mobilteil, insbesondere einem Reinigungsgerät für Fußböden, ferner mit einer bezüglich der Fläche stationär angeordneten Navigationsstation mit zwei voneinander beabstandeten Sendeeinrichtungen, die zum Navigieren des Mobilteils Signale aussendet, wobei das Mobilteil mit Empfangseinrichtungen versehen ist, über die aus einer Messung der Laufzeitdifferenz der Signale und dem bekannten Abstand der beiden Sendeeinrichtungen voneinander die Position des Mobilteils bezüglich der Navigationsstation ermittelt und daraus der weitere Bewegungsablauf gesteuert werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regenerierung von Arbeitsmitteln, zur Aufladung der Energieversorgung und dergleichen des Mobilteils eine stationäre Basisstation vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Navigationsstation in der Basisstation integriert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtungen von Ultraschall- und/oder Infrarotsendern gebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Mobilteil ein Gyroskop aufweist, das bei einem Aufenthalt an der Navigationsstation kalibriert wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Mobilteil mit einem Speicher versehen ist, in welchem Positionsdaten von ermittelten Hindernissen und/oder von durch die Hindernisse verursachten Abschattungsbereichen und/oder von nicht zu befahrenden Bereichen abgelegt werden können.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass am Mobilteil ein mechanischer oder bevorzugt optischer Maussensor angeordnet ist, dessen Signale zur Bestimmung des Verfahrweges ausgewertet werden können.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass am Mobilteil ein oder mehrere Beschleunigungssensoren zur Bestimmung von Wegänderungen vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Mobilteil statt durch Antriebräder über zwei schräg gegenüber der Fläche rotierende Schwungmassen angetrieben wird.
Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der Schwungmassen in Abhängigkeit von den Arbeitsbedingungen einstellbar ist.