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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zielführung eines
selbsttätig verfahrbaren Gerätes, insbesondere
eines Reinigungsgerätes zur Reinigung eines Bodens wie
ein Saug- und/oder Kehrroboter.
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Autonom
operierende Geräte, wie insbesondere Reinigungsgeräte
im Haushaltsbereich sollen im (Reinigungs-)Betrieb bevorzugt ohne
Benutzereingriff arbeiten. Dennoch werden diese in der Regel mit
Einrichtungen zur Fernsteuerung versehen, damit der Benutzer diese
in bestimmte Bereiche der Wohnung fahren lassen kann, z. B. um dort
eine Spotreinigung durchzuführen. Bekannt sind hier Fernbedienungen
(Funk und auf optischer Basis mit Infrarot), bei denen die Fernbedienung
bspw. Tasten für unterschiedliche Fahrtrichtungen enthalten
(separate Tasten für die Fahrtrichtungen, Joystick, 4-Wege-Schalter
usw.). Mit diesen Tasten kann der Benutzer das Gerät steuern.
Die Bedienung ähnelt der eines ferngesteuerten Autos. Aus
dem Bereich des Spielzeuges sind auch noch kabelgebundene Lösungen
bekannt, bei denen die Fernsteuerung mit dem Spielzeug über
ein langes Kabel verbunden ist (elektrische Verbindung, teilweise
auch mechanisch über Bowdenzüge).
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Zum
Verbringen eines solchen Gerätes in einen bestimmten Raum
bzw. zu einem bestimmten Bereich innerhalb eines Raumes kann dieses
mittels der Fernbedienung zu einem Punkt hingefahren werden. Dies
erweist sich als zeitaufwändig. Weiter ist eine solche
Steuerung für den Benutzer gewöhnungsbedürftig.
Weiter alternativ kann das Gerät auch getragen werden,
was sich jedoch als sehr unergonomisch erweist.
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Im
Hinblick auf den vorbeschriebenen Stand der Technik wird eine technische
Problematik der Erfindung darin gesehen, ein Verfahren der in Rede
stehenden Art in vorteilhafter Weise weiter zu verbessern.
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Diese
Problematik ist zunächst und im Wesentlichen durch den
Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf abgestellt
ist, dass ein Orientierungsteil aufgrund von Reflektionen oder zusätzlicher eigener
Signalabstrahlung es dem Gerät ermöglicht, die
Entfernung zu dem Orientierungsteil zu bestimmen und dass das Gerät
selbsttätig in mindestens eine weitere Position verfährt,
um eine weitere Entfernungsbestimmung durchzuführen, wobei
hierdurch erhaltene Schnittpunkte zur Bestimmung der Richtung, in
welcher sich das Orientierungsteil befindet, genutzt werden. Das
Gerät verfügt hierbei in bevorzugter Ausgestaltung über
einen Sender und einen Empfänger, weiter bevorzugt zusammengefasst zu
einer Sende-/Empfangseinheit, die es dem Gerät ermöglicht,
das Orientierungsteil, welches bevorzugt ebenfalls mit einem Sender
und einem Empfänger ausgestattet ist, anzusenden. Daraufhin
antwortet das Orientierungsteil umgehend und das Gerät
misst die Laufzeit zwischen Senden und Empfangen der Antwort. Aus
dieser Laufzeit bestimmt das Gerät dann seine Entfernung
zu dem Orientierungsteil.
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Bevorzugt
sieht das Verfahren vor, dass das Orientierungsteil zunächst
ein Signal (Anforderungssignal) an das Gerät sendet. Letzteres
empfängt die Anforderung des Orientierungsteils und ermittelt über das
Aussenden eines Telegramms die Entfernung zum Orientierungsteil.
Dieses Telegramm wird vom Orientierungsteil bevorzugt direkt reflektiert – bspw. unter
Nutzung einer Spiegelfläche – oder, wie weiter bevorzugt,
nach Empfang durch eigene, aktive Signalabstrahlung indirekt reflektiert.
Aus der Signallaufzeit lässt sich roboterseitig die Entfernung
berechnen. Daraufhin zieht das Gerät einen imaginären Kreis
um seine Position und kennt so alle möglichen Positionen
des Orientierungsteils auf dieser Kreisbahn. Hiernach wählt
das Gerät eine neue Position und fährt darauf
zu. Erreicht das Gerät diese neue Position, schickt dieses
ein Telegramm, bevorzugt ein gleiches Telegramm, und ermittelt erneut
die Entfernung, woraufhin das Gerät einen weiteren imaginären
Kreis um seine aktuelle Position zieht und so die Schnittpunkte
zu der vorherigen Markierung (Kreis) ermittelt. Ergibt sich hierbei
nur ein Schnittpunkt (tangentialer Schnittpunkt beider Kreislinien), so
ist bereits nach zwei derart erfolgten Messungen die exakte Position
des Orientierungsteils erfasst, wonach das Gerät zufolge
der hierbei ermittelten X- und Y-Koordinaten das Orientierungsteil
gezielt anfahren kann. Ergeben sich – wie in der Regel – zwei Schnittpunkte
der beiden Kreisbahnen, so ist zumindest die Position des Orientierungsteils
auf zwei mögliche Varianten beschränkt. Ist bspw.
zufolge einer geräteseitigen Hinderniserkennung einer dieser Schnittpunkte
auszuschließen, so ist die Position des Orientierungsteils
eindeutig. Im Falle einer Zweideutigkeit der Orientierungsteil-Position
wählt das Gerät bevorzugt wahllos eine mögliche
Position aus und fährt diese an. Auch hiernach ermittelt
das Gerät erneut die Entfernung zu dem Orientierungsteil
und zieht zufolge des ermittelten Entfernungsmaßes einen
weiteren, dritten imaginären Kreis um seine Position, wonach
die Position des Orientierungsteils eindeutig erkannt ist. Diese
Position ist durch den gemeinsamen Schnittpunkt aller drei Kreislinien
eindeutig definiert. Da das Gerät das Orientierungsteil
aus drei verschiedenen Positionen heraus angepeilt hat (Dreieckspeilung),
ist dessen Position genau bestimmt und das Gerät kann dieses
anfahren.
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Weitere
Merkmale der Erfindung sind nachstehend, auch in der Figurenbeschreibung,
oftmals in ihrer bevorzugten Zuordnung zum Gegenstand des Anspruches
1 oder zu Merkmalen weiterer Ansprüche erläutert.
Sie können aber auch in einer Zuordnung zu nur einzelnen
Merkmalen des Anspruches 1 oder des jeweiligen weiteren Anspruches
oder jeweils unabhängig von Bedeutung sein.
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Neben
der bevorzugten Laufzeitmessung per Funksignale ist auch eine Phasenkorrelation
oder ein Aussenden von Zeitstempeln bei permanent funkkorrelierten
Uhren im Sender und Empfänger denkbar.
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Das
Orientierungsteil kann erfindungsgemäß unterschiedlich
ausgeführt sein. Bevorzugt ist das Orientierungsteil ein
separates, batterie- oder netzbetriebenes Zubehörteil.
Auch kann das Orientierungsteil in einer Lade- oder Basisstation
des Gerätes untergebracht sein. In dieser Ausführung
dient das Orientierungsteil und das vorbeschriebene Verfahren bevorzugt
zum schnellen und genauen Auffinden der Station auch über
mehrere Räume hinweg. Weiter ist das Orientierungsteil
bevorzugt in einer Fernbedienung integriert, die bevorzugt noch
weitere Bedienelemente umfasst. Diese Bedienelemente können
den Sender zur Entfernungsbestimmung verwenden oder auch eigene
Sendestrecken. Die Ausbildung des Orientierungsteils in bzw. durch
eine Fernbedienung bietet den Vorteil einer hohen Flexibilität
in der Anwendung. Der Benutzer kann mittels der als Orientierungsteil
ausgebildeten Fernbedienung das Gerät herbeirufen, dies
bei einer bevorzugten Funkübertragung auch über
Raumgrenzen hinweg. In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung ist
das Orientierungsteil frei auf dem Boden aufstellbar. Dieses ist
weiter bevorzugt zur entsprechenden Aussendung eines Signals, insbesondere
eines Anforderungssignals durch den Benutzer einschaltbar. So ist weiter
das Orientierungsteil bevorzugt auf dem Fußboden frei aufstellbar.
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Alternativ
zu den vorbeschriebenen Verfahrenslösungen zur Zielführung
mittels Funksignalen ist bevorzugt ein System mit optischen Signalen
vorgesehen. In diesem Fall ist dann allerdings eine Operation nur
im Sichtbereich des Senders möglich, d. h. normalerweise
nicht über mehrere Räume hinweg. Hierzu weist
das Gerät bevorzugt eine rotierende Plattform auf, welche
mit einem Winkelencoder versehen ist (z. B. Encoderscheibe mit Gabellichtschranke).
Auf der rotierenden Plattform befindet sich eine Lichtquelle (LED
oder Laserdiode). Das verwendete Licht ist vorzugsweise sichtbar
(rot, 650 nm Wellenlänge). Infrarot kommt bevorzugt nur
zur Anwendung in Kombination mit einem sichtbaren Leitstrahl.
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Auf
der rotierenden Plattform befindet sich weiter ein lichtempfindliches
Element, wie bspw. eine Fotodiode, Fototransistor, PSD, Linienkamera
(CCD, CMOS), Kamerachip (CCD, CMOS).
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Das
Lichtsignal wird bevorzugt moduliert (sinusförmig, rechteckig,
dreieckig oder beliebig) in einer definierten Frequenz. Dem lichtempfindlichen Element
ist bevorzugt ein Verstärker zugeordnet, dem weiter ein
Filter zugeordnet ist, der auf diese Frequenz und Modulationsform
abgestimmt ist. Als Signal gibt der Verkäufer daher lediglich
das vom Ziel empfangene Lichtsignal aus und kein Umgebungs- oder
Störlicht.
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Dem
lichtempfindlichen Element und/oder der Lichtquelle (bevorzugt zur
Ausformung eines Sendestrahls und Sendekegels) können wahlweise optische
Elemente zugeordnet sein, ohne dass diese im Folgenden explizit
aufgeführt sind. Optische Elemente können sein
Linsen (Sammellinsen, Zerstreuungslinsen, auch als Fresnellinsen
ausgeführt, asphärisch oder sphärisch),
Blenden (kreisförmig, schlitzförmig, beliebig
geformt, als eigene Teile ausgeführt oder im Gehäuse
des Elements oder des Gerätes integriert), Prismen, Spiegel
(plan, konkav, konvex, freie Form), Lichtleiter, Freiformelemente,
optische Filter (bevorzugt Farbfilter oder Schmalband-Interferenzfilter
abgestimmt auf die Wellenlänge des verwendeten Lichtes).
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Sowohl
bei der Lichtquelle als auch beim lichtempfindlichen Element werden
unter optischen Elementen auch Schutz- oder Abdeckscheiben im optischen
Strahlengang verstanden, die dem mechanischen Schutz der optischen
Einrichtung dienen. Bevorzugt werden in Lichtquelle und/oder lichtempfindlichem
Element optische Filter vorgesehen, die für die vorgesehene
optische Wellenlänge möglichst gut durchlässt,
für andere aber möglichst wenig durchlässig
sind. Optische Filter können als separate Elemente vorgesehen
sein oder integriert in anderen optischen Elementen (z. B. Einfärbung
oder Beschichtung von Linsen, Schutzfenstern usw.). Möglich
sind auch Einfärbungen, Beschichtungen, Bedampfungen usw.
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Ein
so ausgestaltetes Orientierungsteil ist bevorzugt als Fernbedienung
ausgebildet. Diese reflektiert das vom Gerät ausgesendete
Lichtsignal entweder passiv oder aktiv. Für die passive
Reflektion ist die Fernbedienung mit einem reflektierenden optischen
Element ausgestattet. Möglich sind Prismen, bevorzugt werden
Spiegel (plan, konvex, konkav, Freiform). Für die aktive
Reflektion ist das Orientierungsteil mit einem lichtempfindlichen
Element ausgestattet, welches das Lichtsignal des Gerätes
auffängt und mit einer Lichtquelle, die angesteuert wird, wenn
ein Lichtsignal detektiert wird.
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Für
das lichtempfindliche Element und die Lichtquelle gelten die gleichen
Ausführungsmöglichkeiten wie für die
Gegenstücke auf dem Gerät.
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Im
Fall der aktiven Reflektion kann mit der gleichen Wellenlänge
und Modulation zurückgestrahlt werden oder alternativ mit
anderen Wellenlängen und Modulationen, um ein Übersprechen
zwischen Sendern und Empfängern zu vermeiden.
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Das
Gerät ist mit einer Elektronik ausgestattet, die aufgrund
der Laufzeit zwischen ausgesendetem Signal und Signalantwort die
Distanz zwischen Gerät und Orientierungsteil ermittelt.
Durch die Winkelcodierung der rotierenden Plattform kann der Winkel
zwischen Gerät und Orientierungsteil ermittelt werden.
Aus Entfernung und Winkel leitet das Gerät die genaue Position
des Orientierungsteils ab. Als Messverfahren wird bevorzugt Lichtlaufzeit
(ToF) oder weiter bevorzugt Phasenkorrelation (PKS) verwendet.
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Da
der Benutzer das Orientierungsteil insbesondere bei Ausbildung desselben
als Fernbedienung nicht notwendigerweise auf der vertikalen Höhe des
Gerätes hält, erweist sich eine Weiterbildung
von Vorteil, bei welcher der Messstrahl des Gerätes aufgeweitet
ist. In diesem Fall geht die Höhe der Fernbedienung in
die Entfernungsmessung ein und verursacht einen Messfehler. Dieser
Messfehler kann unterdrückt werden, indem mehrere Strahlen
in unterschiedlichen, fest vorgegebenen vertikalen Abstrahlwinkeln
ausgesendet werden. Entsprechend werden die verschiedenen Strahlen
von dem Gerät in einer Ausgestaltung vertikal aufgefächert.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die abgesendeten verschiedenen
Strahlen vertikal winkelmäßig aufgefächert
sind, wobei weiter die in unterschiedlichen Winkeln abgesendeten
Strahlen physikalisch unterscheidbar sind. Der Empfänger
ist hierbei so ausgebildet, dass reflektierte Signale jeweils einem
der mehreren Sendestrahlen zugeordnet werden, so dass entsprechend
die Höhe der Fernbedienung ermittelt und bei der Distanzberechnung
berücksichtigt werden kann. Eine Unterscheidung der verschiedenen
Strahlen erfolgt bevorzugt, indem diese unterschiedliche Wellenlängen
besitzen, alternativ eine unterschiedliche Intensität besitzen,
weiter alternativ, indem sie unterschiedlich moduliert werden (z.
B. Modulationsfrequenz, -form). Auch kann eine Unterscheidung der
verschiedenen Strahlen erfolgen, indem pro Umlauf der Plattform
jeweils nur einer der verschiedenen Sendestrahlen eingeschaltet
ist und die übrigen Sendestrahlen ausgeschaltet sind.
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Weiter
alternativ besteht auch die Möglichkeit, für die
Laufzeitmessung ein hybrides Signal zu verwenden. Der Signalweg
vom Gerät zur Fernbedienung wird über Funk realisiert
und der von der Fernbedienung zum Gerät optisch. Alternativ
wird der Signalweg vom Gerät zur Fernbedienung optisch realisiert
und der von der Fernbedienung zum Gerät über Funk.
Bevorzugt wird hierbei die aktive Reflektion verwendet. Als Messgröße
wird bevorzugt die kombinierte Laufzeit des hybriden Signals verwendet.
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In
vorteilhafter Weise kann das Verfahren beim Kartieren der Wohnung
durch das Gerät verwendet werden, weiter bevorzugt auch
unter Nutzung einer zufolge Kartierung in dem Gerät, insbesondere
in einem nicht flüchtigen Speicher abgelegten Karte. Kartieren
bedeutet hierbei, dass das Gerät durch die Wohnung selbsttätig
verfährt und mit einem bevorzugt rotierenden Abstandssensor
eine Karte der Wohnung aufnimmt. Zur Raumorientierung, weiter zur
Hinderniserkennung sowie zur Kartierung (Erstellung von Raumkarten
oder dergleichen) ist das Gerät bevorzugt zur Rundum-Abstandsmessung ausgelegt,
wozu weiter bevorzugt eine Hinderniserkennung in Form eines optischen
Triangulationssystems vorgesehen ist, mittels welchem eine Abstandsmessung
zufolge Reflektion erreicht werden kann. Ein solches Triangulationssystem
weist bevorzugt eine Lichtquelle und ein lichtempfindliches Element für
die reflektierten Lichtstrahlen auf. So ist weiter bevorzugt eine
Rundum-Abstandsmessung, wie aus der
DE 10 2008 014 912 A1 bekannt,
vorgesehen. Der Inhalt dieser Patentanmeldung wird hiermit vollinhaltlich
in die Offenbarung vorliegender Erfindung mit einbezogen, auch zu
dem Zweck, Merkmale dieser Patentanmeldung in Ansprüche
vorliegender Erfindung mit einzubeziehen. Das Orientierungsteil kann
hierbei vorteilhaft eingesetzt werden, um bspw. während
der Kartierung als Stützstelle verwendet zu werden und
auch, um besondere Punkte zu markieren, z. B. die Basis- bzw. Ladestation
oder gesperrte Bereiche wie bspw. Treppenabgänge, die zu
einem Sturz des Gerätes führen könnten.
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In
weiter vorteilhafter Ausgestaltung weist das Gerät eine
derartige Karte auf, bevorzugt abgespeichert in einem nicht flüchtigen
Speicher, wobei weiter zur Positionsbestimmung des Orientierungsteils
zusätzlich zum ermittelten Schnittpunkt die Karte herangezogen
wird. Das Gerät verfügt hierbei weiter bevorzugt über
Mittel, die die momentane Position innerhalb der Karte ermitteln,
zufolge dessen das Gerät die Position innerhalb der Karte
kennt. Mittels der Karte ist das Gerät in der Lage, auch
Kreisschnittpunkte in einem nicht relevanten Bereich (bspw. Schnittpunkte
außerhalb der Karte) herauszurechnen und so die Suchzeit
zu verringern bzw. Mehrdeutigkeiten bei mehreren Schnitten zu vermeiden.
So ist eine eindeutige Peilung des Orientierungsteils ggf. auf nur
zwei Peilvorgänge reduzierbar.
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Weiter
weist das Orientierungsteil eine standardisierte Schnittstelle zu
einem Computer oder einem Computernetzwerk auf oder ist weiter bevorzugt ein
Computer, der zur drahtlosen Kommunikation mit dem Gerät
ausgerüstet ist. Das Orientierungsteil 1 enthält
bevorzugt eine Schnittstelle zu einem Rechnernetzwerk oder Computer,
z. B. LAN, WLAN, WPAN, IR-Schnittstelle, Bluetooth oder Zig-Bee.
Im Falle von Funkstrecken wird bevorzugt ein separater Sender verwendet
oder die gleiche Sendeeinrichtung wie für die vorbeschriebene
Ruffunktion des Gerätes. Weiter bevorzugt ist das Orientierungsteil
als Zubehörteil zu einem PC, Notebook, Smartphone, PDA oder ähnlichem
Rechner ausgeführt, derart, dass das Gerät über
diesen Rechner softwareunterstützt mit einer entsprechenden
Benutzeroberfläche bedient werden kann. Zudem kann das
Orientierungsteil als einer der vorbeschriebenen Rechner ausgeführt
sein in einer Weise, dass der Rechner mit dem Gerät über eine
WLAN-, Bluetooth- oder IR-Schnittstelle die Funksignale austauscht.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Gerät über
diesen Rechner softwareunterstützt mit einer entsprechenden
Benutzeroberfläche bedient wird. In diesem Fall wird der Rechner
durch eine entsprechende Softwarelösung selbst zu dem erfindungsgemäßen
Orientierungsteil.
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Nachstehend
ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung, welche
lediglich Ausführungsbeispiele darstellt, näher
erläutert. Es zeigt:
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1 in
perspektivischer Darstellung ein selbsttätig verfahrbares
Gerät mit einer Einrichtung zur Entfernungsbestimmung;
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2 in
perspektivischer Darstellung ein Orientierungsteil in einer Ausgestaltung;
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3 in
schematischer Darstellung die Position des selbsttätig
verfahrbaren Gerätes und des Orientierungsteils innerhalb
einer Räumlichkeit, die in Form einer Karte in dem Gerät
abgespeichert ist, im Zuge einer ersten Entfernungsbestimmung;
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4 eine
der 3 entsprechende Darstellung, jedoch nach einem
ersten Verfahren des Gerätes und im Zuge einer zweiten
Entfernungsbestimmung zum Orientierungsteil;
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5 eine
weitere der 3 entsprechende Darstellung,
jedoch unter Nutzung einer Dreieckspeilung zur Entfernungsbestimmung
zum Orientierungsteil;
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6 eine
schematische Darstellung des selbsttätig verfahrbaren Gerätes,
welches über ein als Fernbedienung ausgebildetes Orientierungsteil mit
Reflektor zielgeführt wird.
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Die
Darstellungen zeigen jeweils ein Gerät
1 in Form
eines Saug- und/oder Kehrgerätes, weiter in Form eines
verfahrbaren Haushalts-Bodenreinigungsgerätes. Dieses besitzt
ein Chassis, welches unterseitig, dem zu pflegenden Boden zugewandt, elektromotorisch
angetriebene Verfahrräder
16 sowie eine über
die Unterkante des Chassisbodens hinausragende, gleichfalls elektromotorisch
angetriebene Bürste trägt. Das Chassis ist überfangen
von einer Gerätehaube
2, wobei das Gerät
1 einen
kreisförmigen Grundriss aufweist. Bezüglich der
Ausgestaltung des Gerätes
1 als Saug- und/oder
Kehrgerät wird auf die
DE 102 42 257 A1 verwiesen. Der Inhalt dieser Patentanmeldung
wird hiermit vollinhaltlich in die Offenbarung vorliegender Erfindung
mit einbezogen, auch zu dem Zwecke, Merkmale dieser Patentanmeldung
in Ansprüche vorliegender Erfindung mit einzubeziehen.
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Auf
der Gerätehaube 2 des Gerätes 1 ist
mit Bezug zu 1 eine Plattform 3 vorgesehen.
Diese ist um eine vertikale Achse x drehbar. Diese Plattform 3 trägt
eine nach radial außen weisende Sende-/Empfängereinheit 4.
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Die
Zielführung des selbsttätig verfahrbaren Gerätes 1 erfolgt
durch eine Entfernungsbestimmung bevorzugt zufolge einer Funk-Laufzeitmessung
mit Hilfe einer kartenbasierten Navigation. Die Sender-/Empfängereinheit 4 ermöglicht
es dem Gerät 1, ein bevorzugt portables Orientierungsteil 5,
das ebenfalls mit einem Sender 6 und einem Empfänger 7 ausgestattet
ist, anzusenden. Das Orientierungsteil 5 kann sich hierbei
bspw. in einer Lade- oder Basisstation des Gerätes 1 befinden.
Weiter kann das Orientierungsteil 5, wie bspw. in 6 dargestellt,
in Form einer Fernbedienung 8 ausgebildet sein. 2 zeigt
eine Ausführungsform des Orientierungsteils 5 als
frei auf dem Boden abstellbares Teil, eine Peilmarke bildend. Jedenfalls
ist zufolge der vorgeschlagenen Lösung ein Auffinden des
Orientierungsteils 5 auch über mehrere Räume
einer Wohnung hinweg ermöglicht, wobei weiter das Gerät 1 über
die Sende-/Empfängereinheit 4 ein Funksignal,
insbesondere ein codiertes Funksignal aussendet.
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Nach
Aussenden eines entsprechenden Signals antwortet das Orientierungsteil 5 umgehend. Das
Gerät 1 misst die Laufzeit zwischen Senden und Empfangen
der Antwort. Aus dieser Laufzeit ist die Entfernung zu dem Orientierungsteil 5 bestimmbar.
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Weiter
verfügt das Gerät 1 bevorzugt über eine
intern abgespeicherte Karte K der Wohnung und weist Mittel auf zur
Positionsbestimmung innerhalb der Karte K.
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Das
Orientierungsteil 5 kann vom Benutzer an einen Punkt in
der Wohnung gelegt und eingeschaltet werden, woraufhin das Orientierungsteil 5 ein
Signal (bevorzugt Funksignal) an das Gerät 1 schickt.
Das Gerät 1 empfängt die Anforderung
des Orientierungsteils 5 und ermittelt über das
Aussenden eines Telegramms (Funk-Telegramms) – bei Stillstand
des Gerätes – die Entfernung zum Orientierungsteil 5,
woraufhin das Gerät 1 einen Kreis 9 um seine
momentane Position in der Karte K zieht und infolge dessen so alle
möglichen Positionen des Orientierungsteils 5 auf
der Kreisbahn des Kreises 9 kennt.
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Hiernach
wählt das Gerät 1 eine wahrscheinliche
Richtung, in der das Orientierungsteil 5 liegt, weiter
innerhalb der Karte K und fährt darauf zu. Nach einer vorgegebenen
oder durch das Gerät 1 selbst zu bestimmenden
Zeit (in welcher Zeit bevorzugt ein Wegmaß hinterlegt wird,
das weniger als dem Radius des ersten Kreises 9 entspricht)
schickt dieses erneut ein Telegramm und ermittelt wieder die Entfernung
zum Orientierungsteil 5, woraufhin das Gerät 1 bzw.
eine entsprechende Logik in dem Gerät 1 einen
weiteren Kreis 10 um die aktuelle Position zieht (vgl. 4).
Es werden anschließend die Schnittpunkte S, S' der Kreise 9, 10 ermittelt.
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Das
Gerät 1 wählt einen der Schnittpunkte
S bzw. S' und fährt diesen an. Nach erneutem Ablauf eines
wie vorbeschriebenen Zeit-10-Wege-Fensters ermittelt das Gerät 1 erneut
die Entfernung zu dem Orientierungsteil 5 und trägt
ggf. auch diesen weiteren Kreis 11 in die Karte K ein.
Wie in 5 dargestellt, ergibt sich durch Ziehen eines
dritten Kreises 11 ein eindeutiger Schnittpunkt (hier Schnittpunkt
S), der der Position des Orientierungsteils 5 in der Karte K
entspricht. Da das Gerät 1 das Orientierungsteil 5 aus
drei verschiedenen Positionen angepeilt hat (Dreieckspeilung), ist
die Position des Orientierungsteils 5 genau bestimmt, so
dass das Gerät dieses exakt anfahren kann.
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Mittels
der abgespeicherten Karte K kann das Gerät 1 weitere
Kreisschnittpunkte in einem nicht relevanten Bereich (in der Darstellung
gemäß 4 der Schnittpunkt S' außerhalb
der Karte K) herausrechnen und so die Suchzeit verringern bzw. Mehrdeutigkeiten
bei mehreren Schnitten vermeiden. So bringt eine Reduktion der Peilungen
auf zwei auch bereits eine genaue Bestimmung des Orientierungsteils 5.
In 4 ist die Position des Orientierungsteils 5 im
Schnittpunkt S, da dieser der einzig relevante Schnittpunkt innerhalb
der Karte ist.
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Eine
weitere alternative Ausführungsform zeigt 6.
Das Gerät 1 verfügt über eine
um eine vertikale Achse x rotierende Plattform 3. Diese
ist bevorzugt mit einem Winkelencoder versehen. Weiter befindet
sich auf der rotierenden Plattform 3 eine Lichtquelle 12 in
Form einer LED- oder Laserdiode. Zudem ist auf der rotierenden Plattform 3 ein
lichtempfindliches Element 13 in Form einer Fotodiode, Fototransistor,
PSD, Linienkamera oder einem Kamerachip vorgesehen.
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Das
Lichtsignal wird moduliert in einer definierten Frequenz.
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Der
Benutzer erhält als Orientierungsteil 5 eine Fernbedienung 8.
Diese reflektiert das vom Gerät 1 ausgesendete
Lichtsignal in der dargestellten Ausführungsform passiv.
Auch eine aktive Reflektion ist diesbezüglich möglich,
wobei dann die Fernbedienung 8 gleichfalls mit einem lichtempfindlichen
Element und einer Lichtquelle versehen ist.
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Bei
der passiven Reflektion ist die Fernbedienung 8, wie dargestellt,
mit einem reflektierenden optischen Element 14 versehen,
dies weiter in der dargestellten Ausführungsform ausgebildet
als Spiegel.
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Das
Gerät 1 ist mit einer Elektronik ausgestattet,
die aufgrund der Laufzeit zwischen ausgesendetem Signal und der
reflektierten Signalantwort die Distanz zwischen Gerät 1 und
Fernbedienung 8 ermittelt. Durch die Winkelencodierung
der rotierenden Plattform 3 kann der Winkel zwischen Gerät 1 und
Fernbedienung 8 ermittelt werden. Aus Entfernung und Winkel
leitet das Gerät 1 die genaue Position der Fernbedienung 8 ab.
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Da
der Benutzer die Fernbedienung 8 nicht notwendigerweise
auf der vertikalen Höhe des Gerätes 1 hält,
ist weiter vorgesehen, den Messstrahl des Gerätes 1 vertikal
aufzuweiten.
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So
werden n-Strahlen 15 bis 15'''' in unterschiedlichen,
fest vorgegebenen vertikalen Abstrahlwinkeln ausgesendet. Der Empfänger
(lichtempfindliches Element 13) ist in der Lage, die reflektierten
Signale jeweils einem der n-Sendestrahlen zuzuordnen, so dass die
Höhe der Fernbedienung 8 ermittelt und bei der
Distanzberechnung berücksichtigt werden kann.
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Eine
Unterscheidung der n-Strahlen erfolgt bspw., indem diese unterschiedliche
Wellenlängen oder unterschiedliche Intensitäten
besitzen, weiter indem sie unterschiedlich moduliert werden. Weiter kann
eine Unterscheidung der n-Strahlen erfolgen, indem pro Umlauf der
Plattform 3 jeweils nur einer der n-Sendestrahlen eingeschaltet
ist und die übrigen n-1-Strahlen ausgeschaltet sind.
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Alle
offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich.
In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt
der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen
(Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch
zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender
Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren
in ihrer fakultativ nebengeordneten Fassung eigenständige erfinderische
Weiterbildung des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis
dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gerät
- 2
- Gerätehaube
- 3
- Plattform
- 4
- Sende-/Empfängereinheit
- 5
- Orientierungsteil
- 6
- Sender
- 7
- Empfänger
- 8
- Fernbedienung
- 9
- Kreis
- 10
- Kreis
- 11
- Kreis
- 12
- Lichtquelle
- 13
- lichtempfindliches
Element
- 14
- optisches
Element
- 15–15''''
- Strahlen
- 16
- Verfahrräder
- x
- vertikale
Achse
- K
- Karte
- S
- Schnittpunkt
- S'
- Schnittpunkt
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102008014912
A1 [0021]
- - DE 10242257 A1 [0031]
