DE102018118222B4 - Schmutzdetektionsschicht und Laserrückstreuungsschmutzdetektion - Google Patents

Abstract

Roboterreinigungsvorrichtung, umfassend:ein Gehäuse das Wände (810) aufweist, die eine Leitung (708) definieren, die sich von einem Lufteinlass (752) zu einem Behälter zum Aufbewahren von Partikeln, die durch die Leitung (708) gesaugt werden, erstreckt, wobei eine innenliegende Fläche der Leitung lichtabsorbierende Eigenschaften aufweist;ein Saugsystem (704) zum Ansaugen von Luft durch den Lufteinlass (752), entlang der Leitung (708) und in den Behälter hinein;einen Infrarot-Lichtemitter (802), der konfiguriert ist, um einen kollimierten Lichtstrahl über die Leitung (708) und aus der Leitung durch eine Öffnung (808), die durch die eine der Wände des Gehäuses definiert ist, zu emittieren;eine Vielzahl von Lichtdetektoren (804) gekoppelt mit einem Abschnitt einer der Wände, die die Leitung definieren, die so angeordnet sind, dass der kollimierte Lichtstrahl nicht direkt auf die Lichtdetektoren scheint, wobei die Lichtdetektoren konfiguriert sind, um einen Teil des Lichts zu erfassen, der von Partikeln gestreut wird, die durch die Leitung (708) gesaugt werden; undeinen Prozessor (604), der konfiguriert ist, um Sensordaten von den Lichtdetektoren zu empfangen und um zu bestimmen, wie viele Partikel basierend auf Variationen der Sensordaten durch die Leitung (708) geleitet werden;wobei der Prozessor ein Streumodell verwendet, um einen Durchmesser eines licht-streuenden Partikels zu bestimmen, wobei das Licht von dem Infrarot-Lichtemitter emittiert wird, wobei das Streumodell eines der folgenden ist: geometrische Streuung, Mie-Streuung, Verfahren für nicht-sphärische Partikel und Rayleigh-Streuung.

Description

• QUERVERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNGEN
• Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der US Provisional Patentanmeldung 62/537,907 mit dem Titel „Dirt Detection Layer and Laser Backscatter Dirt Detection“, eingereicht am 27.7.2017, die hierin in ihrer Gesamtheit und für alle Zwecke aufgenommen ist.
• HINTERGRUND
• Für Staubsauger sind verschiedene Staubdetektoren vorgeschlagen worden, wie z.B. das Verwenden von optischen Detektoren und Fotostromunterbrechem und das Modifizieren der Gebläsedrehzahl basierend auf der erfassten Staubmenge. Beispiele finden sich in den US Patenten mit der Nr. 4,601,082 , der Nr. 5,109,566 , der Nr. 5,163,202 , der Nr. 5,233,682 , der Nr. 5,251,358 , der Nr. 5,319,827 , der Nr. 5,542,146 , die typischerweise eine LED und einen Photodetektor verwenden. Ein piezoelektrischer Schmutzsensor ist in dem US Patent mit der Nr. 6,956,348 beschrieben. Das Anpassen der Gebläsedrehzahl basierend auf der Detektion von Ablagerungen bzw. Schmutz, kann dazu führen, dass das Gebläse hinter dem Sensor zurückbleibt, so dass der Staubsauger bzw. Reiniger den verschmutzten Bereich passiert hat, bevor eine höhere Gebläsedrehzahl aktiviert ist. Ein Sensor zur Erkennung von Ablagerungen bzw. Schmutz, der in der Lage ist, Ablagerungen bzw. Schmutz genauer zu erkennen und einem Steuerungssystem verwertbare Informationen zur Verfügung zu stellen, ist wünschenswert.
• ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Diese Offenbarung beschreibt verschiedene Ausführungsformen, die sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum Erfassen und Charakterisieren der Menge an Schmutz beziehen, die in einen Roboterstaubsauger gelangen.
• Der Roboterstaubsauger bzw. Robotersauger kann ein Schmutzdetektionssystem bzw. ein Schmutzerfassungssystem bzw. ein Schmutzerkennungssystem enthalten, das entlang einer Leitung des Roboterstaubsaugers angeordnet ist, durch die Schmutz strömt, bevor dieser in einem Behälter zur späteren Entsorgung gesammelt wird. Das Schmutzerfassungssystem kann ein lichtbasiertes System sein, das durch die Abgabe von Licht entlang der Leitung funktioniert. Lichtsensoren, die ebenfalls innerhalb der Leitung positioniert sind, sind konfiguriert, um Teile des Lichts zu erfassen, das von Schmutzpartikeln gestreut wird, die durch die Leitung hindurchgehen. Das Schmutzerfassungssystem kann auch einen Strahlstoppsensor beinhalten, der konfiguriert ist, um Teile des Lichts zu empfangen, die nicht von Staubpartikeln gestreut werden. Der Strahlstoppsensor kann außerhalb der Leitung positioniert werden, wodurch der Strahlstoppsensor wesentlich weniger Staub ausgesetzt ist als die anderen Lichtsensoren. Durch die Messung der Lichtmenge, die aus der Leitung austritt, kann ein Skalierungsfaktor berechnet werden, um festzustellen, wie stark die Lichtsensoren durch eine Staubansammlung verdeckt werden.
• In einigen Ausführungsformen können zahlreiche Lichtemitter in ein Schmutzerfassungssystem integriert werden, so dass andere Parameter wie die Geschwindigkeit der Schmutzpartikel und die durchschnittliche Partikelgröße während des normalen Reinigungsvorgangs bestimmt werden können. In einigen Ausführungsformen können die Lichtemitter in Form von Lasern ausgeführt sein, während die Lichtsensoren in Form von Hochgeschwindigkeits-Lichtsensoren ausgeführt sein können, die in der Lage sind, Tausende von Messungen pro Sekunde durchzuführen, wodurch eine genaue Verfolgung der Anzahl der durch die Leitung strömenden Partikel ermöglicht wird.
• Messwerte des Schmutzerfassungssystems können verwendet werden, um die Anhäufung von Schmutz in allen Bereichen zu verfolgen, die regelmäßig von dem Roboterstaubsauger gereinigt werden. Durch die Analyse der historischen Messwerte des Schmutzerfassungssystems können Schmutzbildungsmuster antizipiert werden, so dass die Routenführung des Robotersaugers gezielt gesteuert werden kann, um die Bereiche, die am ehesten den meisten Schmutz enthalten, besser abzudecken. Darüber hinaus können die Einstellungen des Staubsaugers während der verschiedenen Abschnitte der Routenführung angepasst werden, um Schmutz bzw. Ablagerungen effektiver vom Boden zu entfernen. In einigen Ausführungsformen kann der Roboterstaubsauger konfiguriert werden, um die Routenführung periodisch zu aktualisieren, wenn eine Differenz zwischen den Messwerten des Schmutzerfassungssensors und den erwarteten Messwerten auf der Grundlage historischer Daten einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.
• Weitere Vorteile der Erfindung sind die Möglichkeit, eine schnelle Route zu planen, die nur die Bereiche mit den schwersten Ablagerungen bzw. Schmutz reinigt , oder eine Route, die mit Blick auf die Energieeffizienz geplant ist, die den meisten Schmutz aufnimmt, wenn der Roboter eine begrenzte Ladung übrig hat. In einigen Fällen kann der Roboter in der Lage sein, die Größe der Partikel zu bestimmen, und kann eine Route planen, um gründlicher saubere Bereiche mit einer höheren Dichte bestimmter Partikelgrößen abzudecken (z.B. größere Partikel, da sie für Gäste besser sichtbar sind, oder sehr kleine Partikel, die Allergene wie Tierhaare oder Pollen sein können).
• Eine Roboterreinigungsvorrichtung ist offenbart und beinhaltet Folgendes: ein Gehäuse, das Wände aufweist, die eine Leitung definieren, die sich von einem Lufteinlass zu einem Behälter erstreckt, um Partikel aufzubewahren, die durch die Leitung gezogen werden; ein Saugsystem zum Ansaugen von Luft durch den Einlass, entlang der Leitung und in den Behälter hinein; einen Lichtemitter, der konfiguriert ist, um Licht durch die Leitung und aus der Leitung durch eine Öffnung zu emittieren, die durch die eine der Wände des Gehäuses definiert ist; und einen Lichtdetektor in der Nähe des Lichtemitters und gekoppelt mit einem Abschnitt einer der Wände, die die Leitung definieren, wobei der Lichtdetektor konfiguriert ist, um einen Abschnitt des Lichts zu erfassen, der von Partikeln gestreut wird, die durch die Leitung gezogen werden; und einen Prozessor, der konfiguriert ist, um Sensordaten vom Lichtdetektor zu empfangen und zu bestimmen, wie viele Partikel durch die Leitung passieren, basierend auf Variationen in der Menge des Abschnitts, des auf den Lichtdetektor einfallenden Lichts.
• Ein Verfahren zum Führen eines Roboterstaubsaugers ist offenbart und beinhaltet Folgendes: Erzeugen einer Reinigungsroute für den Roboterstaubsauger, die zumindest teilweise auf einer erwarteten Schmutzaufnahme basiert; Initiieren der Reinigungsroute; Aufzeichnen von Schmutzaufnahmedaten unter Verwendung eines bordeigenen Schmutzaufnahmesensors während des Durchführens der Reinigungsroute; periodisches Vergleichen der aufgezeichneten Schmutzaufnahmedaten mit der erwarteten Schmutzaufnahme; und Aktualisieren der Reinigungsroute unter Verwendung von mindestens einem Teil der aufgezeichneten Schmutzaufnahmedaten als Reaktion auf den Vergleich, der eine Differenz zwischen den aufgezeichneten Schmutzaufnahmedaten und der erwarteten Schmutzaufnahme über einen vorbestimmten Grenzwert anzeigt.
• Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, die exemplarisch die Prinzipien der beschriebenen Ausführungsformen veranschaulichen.
• Figurenliste
• Die Offenbarung ist durch die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ohne weiteres verständlich, wobei Bezugszeichen Strukturelemente bezeichnen und in denen:
• 1 ein Diagramm einer Roboterreinigungsvorrichtung mit einem LIDAR-Turm ist;
• 2 ein Diagramm einer Roboterreinigungsvorrichtung und einer Ladestation ist;
• 3 ein Diagramm der Unterseite einer Roboterreinigungsvorrichtung ist;
• 4 ein Diagramm eines Smartphonesteuerungsanwendungsdisplays für eine Roboterreinigungsvorrichtung ist;
• 5 ein Diagramm einer intelligenten Uhrensteuerungsanwendungsanzeige für eine Roboterreinigungsvorrichtung ist;
• 6 ein Diagramm eines elektronischen Systems für eine Roboterreinigungsvorrichtung ist;
• 7 A - 7B Querschnittsansichten von Leitungen verschiedener Saugsysteme zeigen;
• 7C eine Querschnittsansicht der in 7B dargestellten Ausführungsform des Roboterstaubsaugers gemäß der Schnittlinie A-A von 7B zeigt;
• 8A - 8D perspektivische Ansichten verschiedener Konfigurationen der Schmutzsensoranordnung zeigen;
• 9 eine Draufsicht auf eine Leitung, die der in 8C dargestellten Konfiguration entspricht zeigt;
• 10 ein Diagramm zeigt, das die Wirksamkeit verschiedener Modelle zum Erfassen von Partikeln unterschiedlicher Größe identifiziert;
• 11 eine beispielhafte Wohnung zeigt, die für die Verwendung mit den beschriebenen Ausführungsformen geeignet ist;
• 12 ein Blockdiagramm zeigt, das eine Logik veranschaulicht, der während eines bestimmten Reinigungsvorgangs ein Robotersauger folgen könnte;
• 13 ein Blockdiagramm zeigt, das Informationen veranschaulicht, die einer Verarbeitungsvorrichtung beim Erstellen oder Aktualisieren von Streckenführungsinformationen während oder vor einem Reinigungsvorgang zur Verfügung stehen; und
• 14 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines repräsentativen Computersystems und eines Client-Computersystems ist.
• DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
• In diesem Abschnitt werden repräsentative Anwendungen von Verfahren und Geräten gemäß der vorliegenden Anmeldung beschrieben. Diese Beispiele sind nur vorgesehen, um den Kontext zu erweitern und das Verständnis der beschriebenen Ausführungsformen zu erleichtern. So ist für den Fachmann ersichtlich, dass die beschriebenen Ausführungsformen ohne einige oder alle diese spezifischen Details ausgeführt werden können. In anderen Fällen sind bekannte Prozessschritte nicht detailliert beschrieben worden, um eine unnötige Verschleierung der beschriebenen Ausführungsformen zu vermeiden. Andere Anwendungen sind möglich, so dass die folgenden Beispiele nicht als einschränkend angesehen werden sollen.
• In der folgenden detaillierten Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen verwiesen, die Bestandteil der Beschreibung sind und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gemäß den beschriebenen Ausführungsformen dargestellt sind. Obwohl diese Ausführungsformen ausreichend detailliert beschrieben sind, damit ein Fachmann die beschriebenen Ausführungsformen ausführen kann, versteht es sich, dass diese Beispiele nicht einschränkend sind; so dass andere Ausführungsformen verwendet werden können und Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Sinn und Umfang der beschriebenen Ausführungsformen abzuweichen.
• Roboterreinigungsvorrichtungen sind im Allgemeinen von der Batterie abhängig und können daher während eines Reinigungsvorgangs, der eine komplette Wohnung oder einen Reinigungsbereich umfasst, möglicherweise nicht mit Spitzenreinigungsleistung betrieben werden. Aus diesem Grund kann es ratsam sein, die Einstellungen der Roboterstaubsaugerleistung zu modulieren und/oder die Streckenführung des Roboterstaubsaugers anzupassen, um die Leistung zu verbessern. Diese Variation von Leistung und Streckenführung kann sehr hilfreich sein, da die Ablagerungen bzw. der Schmutz in jedem beliebigen Reinigungsbereich sehr variieren kann. Zum Beispiel kann es in einem Esszimmer und Eingangsbereich viel größere Ablagerungen geben als in einem selten genutzten Lagerraum oder Schrank. Aus diesem Grund sollte der Roboterstaubsauger in der Lage sein, seinen Einsatz stärker auf die Reinigung der Bereiche mit den größten Ablagerungen zu verlagern, als zu versuchen, Bereiche abzudecken, die vernachlässigbare oder sehr allmähliche gebildete Ablagerungen aufweisen.
• Da sich jede Wohnung unterscheidet, kann es für einen Roboterstaubsauger leider sehr schwierig sein, Bereiche mit größeren Ablagerungen zu identifizieren oder vorherzusagen. So hätte beispielsweise ein an einer Außenfläche des Geräts angebrachtes Bildgerät im Allgemeinen nicht genügend Auflösungsvermögen, um die kleinen Partikel zu erkennen, die sich auf dem Boden einer Wohnung verteilen. Eine Lösung für dieses Problem besteht darin, eine Schmutzsensoranordnung bzw. Schmutzabtasteinrichtung innerhalb einer Leitung zu positionieren, durch die die in den Roboterstaubsauger gesaugten Partikel gelangen. Die Schmutzsensoranordnung kann einen Sensor beinhalten, der konfiguriert ist, um die Anzahl der Partikel zu messen, die in den Roboterstaubsauger gezogen werden, indem Licht über die Leitung abgegeben wird, und dann zu messen, wie dieses Licht durch den Schmutz gestreut wird, der durch die Leitung unter Verwendung eines oder mehrerer optischer Sensoren hindurchgeht. Diese Sensordaten können dann mit der aktuellen Position des Roboterstaubsaugers korreliert werden, wenn die Partikel erkannt werden. In einigen Ausführungsformen kann ein Schmutzerfassungssensor nicht nur die Anzahl der Partikel messen, sondern auch den gesammelten Schmutz charakterisieren, indem er eine Größe der einzelnen Partikel schätzt.
• Diese ortsbezogenen Partikelerfassungsdaten können dann über eine Reihe von Reinigungsvorgängen gesammelt werden, um Trends zu identifizieren, die anzeigen, wo Schmutz und Ablagerungen am wahrscheinlichsten und am häufigsten abgelagert sind. Eine Routen- bzw. Streckenführung des Robotersaugers kann optimiert werden, um Bereiche abzudecken, die höchstwahrscheinlich höhere Konzentrationen von Schmutz aufweisen. Um mit den höheren Schmutzkonzentrationen fertig zu werden, kann der Roboterstaubsauger konfiguriert werden, mehrere Durchläufe durchzuführen und/oder seine Einstellungen zu rekonfigurieren, um die Menge an Schmutzpartikeln zu erhöhen, die bei jedem Durchgang in den Roboterstaubsauger gesaugt werden, wenn Bereiche mit einer höheren erwarteten Schmutzaufkommensdichte durchquert werden. So können beispielsweise die Gebläsegeschwindigkeit und/oder die Staubsaugerbewegungsgeschwindigkeit eingestellt werden. In einigen Ausführungsformen kann die Reinigungsroutenführung mitten im Reinigungsvorgang geändert werden, wenn der Schmutzerfassungssensor erkennt, dass der Schmutz zu stark von den erwarteten Werten abweicht.
• Diese und andere Ausführungsformen werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die 1 - 14 erläutert; der Fachmann versteht jedoch, dass die detaillierte Beschreibung dieser Zeichnungen nur zu Erklärungszwecken erfolgt und nicht als einschränkend angesehen werden soll.
• A. Gesamtarchitektur
• 1 ist ein Diagramm einer Roboterreinigungsvorrichtung mit einem LIDAR-Turm. Eine Roboterreinigungsvorrichtung 102 kann einen LIDAR-Turm 104 (Light Detection and Ranging) beinhalten, der einen rotierenden Laserstrahl 106 emittieren kann. Erkannte Reflexionen des Laserstrahls von Objekten können verwendet werden, um sowohl den Abstand zu Objekten als auch den Standort der Roboterreinigungsvorrichtung 102 zu berechnen. Eine Ausführungsform der Entfernungsberechnung ist im US Patent mit der Nr. 8.996.172 , „Distance sensor system and method“ aufgeführt, dessen Offenbarung hierin durch Verweis aufgenommen wird. Die gesammelten Daten werden auch zur Erstellung einer Karte unter Verwendung eines Simultaneous Location and Mapping (SLAM)-Algorithmus verwendet. Eine Ausführungsform eines SLAM-Algorithmus ist im US Patent mit der Nr. 8.903.589 , „Method and apparatus for simultaneous localization and mapping of mobile robot environment“ beschrieben, dessen Offenbarung hierin durch Verweis aufgenommen ist. Alternativ können auch andere Methoden der Lokalisierung verwendet werden, wie z.B. Video Simultaneous Localization And Mapping (VSLAM), das Eingänge von einer Videokamera und Bildverarbeitung zum Bestimmen oder Helfen, einen Standort der Reinigungsrobotervorrichtung zu bestimmen, verwendet. Weitere Sensoren, die für die Charakterisierung einer Umgebung um den Roboter herum nützlich sind, sind Infrarot- und Ultraschallsensoren, die zur Charakterisierung oder Unterstützung bei der Charakterisierung einer Umgebung verwendet werden können.
• 2 ist ein Diagramm einer Roboterreinigungsvorrichtung und einer Ladestation. Die Roboterreinigungsvorrichtung 102 mit dem Turm 104 von 1 ist dargestellt. Ebenfalls dargestellt ist eine Abdeckung 204, die geöffnet werden kann, um auf einen Schmutzsammelbeutel und die Oberseite einer Bürste zuzugreifen. Die Tasten 202 ermöglichen das Ansteuern grundlegender Funktionen der Roboterreinigungsvorrichtung 102, wie z.B. das Starten eines Reinigungsvorgangs. Eine Anzeige 205 kann dem Benutzer Informationen zur Verfügung stellen. Die Roboterreinigungsvorrichtung 102 kann an eine Ladestation 206 andocken und über die Ladekontakte 208 Strom beziehen.
• 3 ist ein Diagramm der Unterseite einer Roboterreinigungsvorrichtung. Räder 302 können die Roboterreinigungsvorrichtung bewegen, und eine Bürste 304 kann helfen, freien Schmutz in den Schmutzbeutel zu saugen. In einigen Ausführungsformen können die Räder 302 eine Aufhängung beinhalten, die es ermöglicht, einen hinteren Teil eines Gehäuses der Roboterreinigungsvorrichtung nach oben zu heben, um einen Neigungswinkel der Roboterreinigungsvorrichtung während oder vor einem Reinigungsvorgang zu ändern.
• 4 ist ein Diagramm eines Smartphonesteuerungsanwendungsdisplays für eine Roboterreinigungsvorrichtung. Ein Smartphone 402 verfügt über eine Applikation, die zur Steuerung des Reinigungsroboters heruntergeladen wird. Eine einfach zu bedienende Schnittstelle kann eine Starttaste 404 beinhalten, um die Reinigung einzuleiten.
• 5 ist ein Diagramm einer intelligenten Uhrensteuerungsanwendungsanzeige (Smart Watch Steuerungsanwendungsanzeige) für eine Roboterreinigungsvorrichtung. Beispielhafte Anzeigen bzw. Displays werden gezeigt. Eine Anzeige bzw. ein Display 502 bietet eine einfach zu bedienende Starttaste. Eine Anzeige bzw. ein Display 504 bietet die Möglichkeit, mehrere Reinigungsroboter zu steuern. Eine Anzeige bzw. ein Display 612 gibt dem Benutzer eine Rückmeldung, z. B. eine Mitteilung, dass die Roboterreinigungsvorrichtung (mit der Reinigung) fertig ist.
• 6 ist ein Übersichtsdiagramm eines elektronischen Systems für eine Roboterreinigungsvorrichtung. Eine Roboterreinigungsvorrichtung 602 enthält einen Prozessor 604, der ein auf den Speicher 606 heruntergeladenes Programm bedient. Der Prozessor kommuniziert mit anderen Komponenten über einen Bus 634 oder andere elektrische Verbindungen. In einem Reinigungsmodus steuern Radmotoren 608 die Räder unabhängig voneinander, um den Roboter zu bewegen und zu lenken. Bürsten- und Saugmotoren 610 reinigen die Oberfläche und können in verschiedenen Modi betrieben werden, wie z.B. einem Intensivreinigungsmodus mit höherer Leistung oder einem normalen Leistungsmodus.
• Ein LIDAR-Modul 616 beinhaltet einen Laser 620 und einen Detektor 616. Ein Revolvermotor 622 bewegt den Laser und den Detektor, um Objekte bis zu 360 Grad um die Roboterreinigungsvorrichtung herum zu erfassen. Es finden mehrere Umdrehungen pro Sekunde statt, z.B. etwa 5 Umdrehungen pro Sekunde. Verschiedene Sensoren stellen einen Input für Prozessor 604 zur Verfügung, wie beispielsweise ein Stoßsensor 624, der die Berührung mit einem Objekt anzeigt, ein Näherungssensor 626, der die Nähe zu einem Objekt anzeigt, und Beschleunigungs- und Neigungssensoren 628, die einen Abfall (z.B. Treppe) oder ein Kippen der Roboterreinigungsvorrichtung (z.B. beim Besteigen eines Hindernisses) anzeigen. Beispiele für die Verwendung solcher Sensoren für die Navigation und andere Steuerungen der Roboterreinigungsvorrichtung sind dargelegt im US Patent Nr. 8,855,914 „Method and apparatus for traversing corners of a floored area with a robotic surface treatment apparatus“, („Verfahren und Vorrichtung zum Durchqueren von Ecken einer Bodenfläche mit einer Roboter-Oberflächenbehandlungsvorrichtung“), dessen Offenbarung hierin durch Verweis aufgenommen ist. Andere Sensoren können in andere Ausführungsformen einbezogen werden, wie beispielsweise ein Schmutzsensor zum Erfassen der Menge des Schmutzes, der angesaugt wird, ein Motorstromsensor zum Erfassen, wenn der Motor überlastet ist, z.B. weil er in etwas verstrickt ist, ein Oberflächensensor zum Erfassen der Art der Oberfläche und ein Bildsensor (Kamera) zum Bereitstellen von Bildern der Umgebung und von Objekten.
• Eine Batterie 614 versorgt den Rest der Elektronik über Stromverbindungen (nicht dargestellt) mit Strom. Eine Batterieladeschaltung 612 liefert der Batterie 614 Ladestrom, wenn die Roboterreinigungsvorrichtung 602 an die Ladestation 206 von 2 angedockt ist. Eingabetasten 623 ermöglichen die direkte Steuerung der Roboterreinigungsvorrichtung 602 in Verbindung mit einem Display 630. Alternativ kann die Roboterreinigungsvorrichtung 602 ferngesteuert werden und Daten über Transceiver bzw. Sende-Empfangsgeräte 632 an entfernte Orte senden.
• Über das Internet 636 und/oder andere Netzwerke kann die Roboterreinigungsvorrichtung 602 gesteuert werden und Informationen an einen entfernten Benutzer zurücksenden. Ein Remote-Server 638 kann Befehle bereitstellen und Daten verarbeiten, die von der Roboterreinigungsvorrichtung 602 hochgeladen wurden. Ein Smartphone (tragbares Mobiltelefon) oder eine Uhr 640 kann von einem Benutzer bedient werden, um Befehle entweder direkt an die Roboterreinigungsvorrichtung 602 zu senden (über Bluetooth, direktes RF, ein WiFi-LAN, etc.) oder Befehle über eine Verbindung zum Internet 636 zu senden. Die Befehle können zur weiteren Verarbeitung an den Server 638 gesendet und dann in modifizierter Form über das Internet 636 an die Roboterreinigungsvorrichtung 602 weitergeleitet werden.
• B. Lichtstreuungsbasierte Partikeldetektion
• 7A zeigt einen Querschnitt durch ein saugbasiertes System in Form eines Robotersaugers 700, der konfiguriert ist, um Ablagerungen und Schmutz vom Bodenbelag zu entfernen. Der Robotersauger 700 beinhaltet eine Bürste 702 und ein Saugsystem 704, das konfiguriert ist, um Schmutz und andere Arten von Ablagerungspartikeln 706 in und durch eine Leitung 708 und dann in einen Behälter 710 zu saugen. Eine Position und Geschwindigkeit der Bürste 702 kann eingestellt werden, um die Reinigungsleistung des Robotersaugers 700 zu erhöhen oder zu verringern. Der Robotersauger 700 kann auch eine Schmutzsensoreinheit bzw. eine Schmutzabtastanordnung 712 beinhalten, die in einem schmalen Bereich der Rohrleitung 704 positioniert werden kann. Die Schmutzsensoreinheit 712 kann konfiguriert sein, um den Durchgang von Schmutzpartikeln 706 durch Emittieren von Licht und durch Erfassen von an den Schmutzpartikeln 706 gestreutem Licht beim Durchlaufen der Leitung 708 zu erfassen.
• 7B zeigt eine Querschnittsansicht durch ein weiteres saugbasiertes System in Form eines Robotersaugers 750, der konfiguriert ist, um Ablagerungen und Schmutz vom Bodenbelag zu entfernen. Der Sauger 750 enthält zwei Halsstücke mit entsprechenden Einlässen zum Aufnehmen von Schmutz vom Boden. Ein Primäreinlass 752 erstreckt sich über einen Großteil der Breite des Robotersaugers 750 und enthält ein Rolle 702. Ein Sekundäreinlass 754 hat etwa die gleiche Breite wie der Primäreinlass 752, ist aber viel kürzer und macht eine Größe des Einlasses 754 etwa zwei- oder dreimal kleiner als die des Primäreinlasses 752 aus. Die kleinere Größe des Sekundäreinlasses 754 führt dazu, dass beim Sekundäreinlass 754 eine größere Menge an Sog erzeugt wird, als beim Primäreinlass 752. Eine Gesamtmenge an Sog, die durch das Saugsystem 704 erzeugt wird, kann reduziert werden, da die kleinere Einlassgröße des Einlasses 754 es ermöglicht, einen höheren effektiven negative Druck bzw. Unterdruck am Einlass 754 zu erreichen. Auf diese Weise werden größere Partikel 706, die weniger Sog bzw. Ansaugung benötigen, um in den Sauger 750 gezogen zu werden, in den Primäreinlass 752 gezogen, während die schwieriger zu erfassenden, kleineren Partikel 718 auf dem Boden gelassen werden. Kleinere Partikel 718 werden stattdessen durch die größere Menge an Sog bzw. Ansaugmenge am Sekundäreinlass 754 in den Sekundäreinlass 754 gesaugt. Während die Schmutzabtastanordnung 712 nur zur Überwachung der ersten Leitung 708 dargestellt ist, kann eine andere Schmutzabtastanordnung innerhalb einer zweiten Leitung 756 positioniert sein, die dem Sekundäreinlass 754 zugeordnet ist, um eine Gesamtmenge an Input in den Sauger 750 zu messen. Durch die Aufteilung der Ablagerungen bzw. des Schmutzes entsprechend ihrer Größe kann das Schmutzerfassungssystem 712 für die Erkennung von größeren oder kleineren Partikelgrößen optimiert werden. In einigen Ausführungsformen kann das Fehlen kleiner Partikel das Sensorrauschen reduzieren, das durch den Durchgang kleiner Partikel 754 durch die Schmutzabtastanordnung 712 erzeugt wird, wodurch die Genauigkeit des Schmutzabtastsystems 712 erhöht wird. Der Robotersauger 750 kann auch einen austauschbaren Filter 758 beinhalten, der konfiguriert ist, um besonders große Partikel zu blockieren, die die Leistung des Saugsystems 704 beschädigen oder beeinträchtigen könnten.
• 7C zeigt einen Querschnitt des Robotersaugers 750 gemäß der Schnittlinie A-A von 7B. Insbesondere ist eine Querschnittsfläche der Leitung 708 wesentlich kleiner als der Einlass 752, während eine Größe oder Gesamtquerschnittsfläche der Leitung 756 wesentlich größer als der Einlass 754 ist. In einigen Ausführungsformen kann eine Größe des Abschnitts der Leitungen 708 und 756 etwa die gleiche Größe aufweisen. Dies führt dazu, dass sich die Leitung 708 in Richtung Boden vergrößert und sich die Leitung 756 in der Nähe des Bodens verkleinert. Durch diese Art der Verwendung von konischen Leitungen kann die effektive Ansaugung an den Einlässen 752 und 754 weiter differenziert werden.
• 8A - 8D zeigen perspektivische Ansichten verschiedener Konfigurationen der Schmutzsensoranordnung 712. Insbesondere zeigt 8A, wie die Schmutzsensoranordnung 712 eine kollimierte Lichtquelle 802 und Sensoren 804, die von der kollimierten Lichtquelle 802 versetzt sind bzw. einen Offset aufweisen, beinhalten kann, wobei die Lichtquelle 802 die Form eines Lasers mit einer Wellenlänge von etwa 650 nm annehmen kann. Alternativ kann die Lichtquelle 802 auch in Form einer Leuchtdiode mit Kollimatoroptik ausgeführt werden. Während drei Sensoren 804 dargestellt sind, ist zu beachten, dass die Schmutzsensoranordnung 712 eine beliebige Anzahl von Sensoren enthalten kann, einschließlich nur eines einzigen Sensors. Jeder des einen oder der mehreren Sensoren 804 kann konfiguriert sein, um das von Schmutz oder Schmutzpartikeln 706 gestreute Licht zu erfassen, das durch die Schmutzsensoranordnung 712 hindurchgeht. In einigen Ausführungsformen können die Sensoren 804 in Form von Fotodioden mit einem Wellenlängenerfassungsbereich entsprechend der Wellenlänge des von der Lichtquelle 802 erzeugten Lichts ausgeführt werden, wobei zu beachten ist, dass die Größe der Schmutzpartikel 706 nur zu exemplarischen Zwecken außerhalb des Bereichs vergrößert wird. In einigen Ausführungsformen können innenliegende Oberflächen der Wände, die die Leitung in der Nähe der kollimierten Lichtquelle 802 definieren, lichtabsorbierende Eigenschaften aufweisen, die jede Lichtreflexion an den Wänden dämpfen, die die Leitung 708 definieren. So können beispielsweise die Wände, die die Leitung 708 definieren, eine dunkle Farbe aufweisen und/oder die Oberfläche der Leitung aufgeraut werden, um jegliches reflektiertes Licht weiter zu streuen. Die Reduzierung der Menge des reflektierten Lichts auf diese Weise kann die Wahrscheinlichkeit verringern, dass Sensoren 804 Partikel 706 die durch die Leitung 708 aufgrund eines Multi-Bounce-Phänomens passieren, ungenau charakterisieren.
• Die Schmutzsensoranordnung 712 kann auch verschiedene Kalibrier- und Fehlerprüfmechanismen beinhalten, um genaue Daten bereitzustellen. In einigen Ausführungsformen können die Messwerte der verschiedenen Sensoren gemittelt oder verglichen werden, um die Genauigkeit der abgerufenen Daten zu messen. In einigen Ausführungsformen, bei denen einer der Sensoren 804 wesentlich andere Daten liefert als die anderen Sensoren 804, können beispielsweise Daten von diesem Sensor ignoriert werden. In einigen Ausführungsformen, wenn keine Partikel 706 den Lichtstrahl 806 aktiv stören, kann der Lichtstrahl 806 vollständig durch eine Öffnung 808 in der Seite einer Wand 810 hindurchgehen, die die Leitung definiert, die der Schmutzsensoranordnung 708 zugeordnet ist. Auf diese Weise wird, wenn keine Partikel den Lichtstrahl 806 unterbrechen, die Wahrscheinlichkeit erheblich verringert, dass das Licht versehentlich von einer Oberfläche zurück zu einem der Sensoren 804 reflektiert wird. Eine weitere Möglichkeit, die Ablagerungen auf den Sensoren 804 zu überwachen, besteht darin, dass der Sauger vor jedem Betrieb des Saugers Sensormessungen durchführt. Die Lichtbeleuchtung kann aktiviert werden, und dann kann jedes erfasste Licht von den Messwerten im normalen Saugbetrieb abgezogen werden. Auf diese Weise kann jede Streuung des Lichts, die durch angesammelten Staub in der Leitung verursacht wird, vor Aufnahme des Normalbetriebs berücksichtigt werden. In einigen Ausführungsformen kann, wenn eine Staubansammlung einen vorgegebenen Schwellenwert bzw. Grenzwert überschreitet, ein Benutzer aufgefordert werden, einen Reinigungsvorgang durchzuführen, um den Sensoraufbau wieder auf den höchsten Betriebswirkungsgrad zu bringen.
• In einigen Ausführungsformen kann ein Strahlstoppsensor 811 außerhalb der Öffnung 808 positioniert werden. Durch die Positionierung des Strahlstoppsensors 811 an der Außenwand 810 wird die Wahrscheinlichkeit von Reflexionen des Strahlstoppsensors 811 und der Struktur, auf der er montiert ist, reduziert, wodurch Fehlmessungen durch die Sensoren 804 reduziert werden. Der Strahlstoppsensor 811 kann konfiguriert sein, um zu messen, wie viel Licht durch eine Öffnung 808 hindurchgeht. Dieser Wert kann verwendet werden, um die Messwerte der Sensoren 804 zu skalieren. Nachdem beispielsweise die Schmutzsensoreinheit 712 über einen längeren Zeitraum in Betrieb ist, kann sich Staub ansammeln und die von den Sensoren 804 gemessenen Werte verwischen. Der Strahlstoppsensor 811, der außerhalb des Schmutzstromes 706 positioniert ist, kann viel sauberer bleiben und als Referenzwert verwendet werden, um die Lichtmenge zu bewerten, die durch eine Sensorverschattung verloren geht. Der Strahlstoppsensor 811 kann auch nützlich sein, um einen Benutzer zu alarmieren, wenn die Schmutzsensoreinheit gereinigt werden sollte. Eq (1) zeigt eine Gleichung, die verwendet werden kann, um einen Skalierungsfaktor für die Verwendung mit den von den Sensoren 804 empfangenen Werten zu erzeugen. $$skalierterSensor=\left(gemessenerSensor\right)\frac{InitialerStrahlstopp}{FinalerStrahlstopp}$$

  
• 8B zeigt, wie der Lichtstrahl 806 an Partikeln 706 gestreut werden kann, wenn Partikel 706 durch den Lichtstrahl 806 hindurchtreten. Gestreutes Licht 808 kann von einem oder mehreren Sensoren 804 erfasst werden. Ein Prozessor, der die von den Sensoren 804 gesammelten Sensorinformationen aufzeichnet, kann konfiguriert sein, um zu bestimmen, dass ein Partikel die Schmutzabtastzone 706 passiert hat, wenn Streulicht 808 von einem oder mehreren der Sensoren 804 erfasst wird. In einigen Ausführungsformen kann eine Schwellenwertanzahl von Detektionen durch die Sensoren erforderlich sein, um den Durchgang eines Partikels 706 zu bestätigen. Eine Geschwindigkeit, mit der Daten von den Sensoren 804 aufgezeichnet werden, kann basierend auf einer vorhergesagten Geschwindigkeit, mit der Partikel durch die Schmutzabtastanordnung 712 gelangen, eingestellt werden. So können beispielsweise 5000 bis 10000 Sensormesswerte pro Sekunde aufgezeichnet werden. Das Durchführen dieser Anzahl von Messwerten pro Sekunde kann dem Prozessor helfen, die Anzahl der Partikel 706 zu unterscheiden, die zu einem bestimmten Zeitpunkt durch die Schmutzabtastanordnung hindurchgehen. In einigen Ausführungsformen kann der Sensorausgang analog sein und die Sensormesswerte können nur dann zur weiteren Verarbeitung an eine Steuerung gesendet werden, wenn der Sensorausgang einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, der den Durchgang eines oder mehrerer Partikel anzeigt.
• 8C zeigt, wie sich mehrere Lichtquellen über die Leitung 708 erstrecken können. Durch die Ausdehnung mehrerer Lichtquellen über die Leitung 708 können viele oder in einigen Fällen die meisten Partikel 706, die durch die Schmutzsensoranordnung 712 gehen, durch mehrere Lichtstrahlen 806 hindurchgehen. Die Lichtquellen 802 und 812 können Lichtstrahlen 806 mit unterschiedlichen Eigenschaften ausstrahlen. So können beispielsweise die Lichtstrahlen 806 unterschiedliche Wellenlängen aufweisen. Alternativ können die Lichtstrahlen in einem erkennbaren Muster moduliert werden. Wenn ein Prozessor in Verbindung mit den Sensoren 804 erkennt, dass ein Partikel 706 beide Lichtstrahlen 806 passiert hat, kann eine Partikelgrößenschätzung durchgeführt werden. Auf diese Weise kann sowohl die Anzahl als auch die Größe der Partikel, die durch die Schmutzabtastanordnung 712 strömen, bestimmt oder zumindest mit einem gewissen Maß an Sicherheit geschätzt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass, wenn eine große Anzahl von Partikeln erwartet wird, die eine Schmutzabtastanordnung, ohne einen der Lichtstrahlen 806 zu kontaktieren, passieren, die Software konfiguriert sein kann, um die Anzahl der Partikel, die durch die Leitung strömen, basierend auf empirischen Daten zu schätzen. So kann beispielsweise ein Normierungsfaktor verwendet werden. Das Verhältnis der Strahlfläche zur Öffnungsquerschnittsfläche kann verwendet werden, um die Anzahl der Partikel, die die Öffnung passieren, statistisch zu bestimmen. Ein kleiner Strahl im Verhältnis zu einer größeren Öffnung erfordert einen größeren Skalierungsfaktor als der Fall, in dem der Strahl die Öffnung fast ausfüllt.
• 8D zeigt eine Lichtquelle 814, die mit einem Linienscanner ausgestattet ist. Der Linienscanner kann in Form einer Optik ausgeführt werden, die die Form des abgestrahlten Lichts in eine flache Linie anstelle eines schmaleren Kreispunktes ändert. Die Optik kann so angepasst werden, dass sich das Licht, wie dargestellt, über einen größeren Bereich der Leitung 708 ausbreitet, wodurch die Wahrscheinlichkeit verringert wird, dass ein Partikel durch das Licht strömt, ohne erfasst zu werden. Die Breite des Lichtstrahls 816 kann so eingestellt werden, dass das Licht nicht direkt auf einen der Sensoren 804 trifft. Darüber hinaus kann eine Öffnung 818 die Höhe und Breite des Lichtstrahls 816 anpassen, wenn der Lichtstrahl 816 nicht durch die Partikel 706 gestört wird, wodurch jegliche Reflexion oder Streuung des Lichtstrahls 816 verhindert wird, außer wenn die Partikel den Lichtstrahl 816 passieren. Es ist zu beachten, dass die Lichtquelle 814 mit ihrer Zeilenabtastoptik auch in einer dualen Lichtquellenkonfiguration ähnlich der in 8C dargestellten Konfiguration eingesetzt werden kann, was eine verbesserte Leitungsabdeckung und/oder Partikelgrößenbestimmung ermöglicht.
• 9 zeigt eine Draufsicht der Leitung 708 entsprechend der in 8C dargestellten Konfiguration. 9 zeigt, wie der Lichtstrahl 806-2 dem Lichtstrahl 806-1 nachgeschaltet und durch einen Abstand 902 getrennt sein kann. 9 zeigt auch einen Weg 904, den ein Partikel 706 durchläuft. Wenn das Partikel 706 an einer Position 706-2 ankommt, beginnt das Licht des Lichtstrahls 806-1 zu streuen und mindestens ein Teil des gestreuten Lichts wird an den Sensoren 804 empfangen. Sobald das Partikel 706 eine Position 706-3 erreicht hat, wird das Licht des Lichtstrahls 806-1 nicht mehr gestreut und die Sensoren 804 empfangen kein gestreutes Licht mehr. Ein Prozessor in Verbindung mit den Sensoren 804 kann dann den Durchgang des Partikels 706 entlang der Leitung 708 bestimmen. Wenn das Partikel 706 eine Position 706-4 erreicht, wird Licht aus dem Lichtstrahl 806-2 gestreut und die Sensoren 804 empfangen mehr Licht, das von dem Partikel 706 gestreut wird. Wenn der Lichtstrahl 806-1 eine andere Charakteristik als die gleiche Charakteristik des Lichtstrahls 806-2 aufweist und die Sensoren 804 in der Lage sind, die Differenz zu identifizieren, kann der Prozessor bestimmen, dass das Partikel 706 nun Licht vom Lichtstrahl 806-2 streut. Da ein Abstand 902 zwischen den Lichtstrahlen 806-1 und 806-2 bekannt ist, ermöglicht die verstrichene Zeit zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Sensoren 804 das erste erfasste Partikel 706 an der Position 706-2 erfasst haben, und dem Zeitpunkt, zu dem die Sensoren 804 das erste erfasste Partikel 706 an der Position 706-4 erfasst haben, das Bestimmen einer durchschnittlichen Geschwindigkeit des Partikels 706. Unter Verwendung dieser Geschwindigkeit kann die Zeitspanne, in der das Partikel 706 einen oder beide Lichtstrahlen 806-1 und 806-2 durchläuft, verwendet werden, um einen durchschnittlichen Durchmesser des Partikels 706 zu bestimmen. In einigen Ausführungsformen kann die Größenbestimmung durch eine Mittelung der aus dem Durchgang durch jeden Lichtstrahl berechneten Werte verfeinert werden. Dies kann dazu beitragen, einen durchschnittlichen Durchmesser für asymmetrische Partikel wie den in 9 dargestellten zu erhalten, die länger benötigen, bis sie sich durch einen Lichtstrahl bewegen als ein anderes, wenn die Ausrichtung des Partikels von einem Lichtstrahl zum anderen wechselt. Durch die Positionierung der Sensoren 804 zwischen den Lichtstrahlen 806-1 und 806-2 können Abstandsunterschiede zwischen Partikel und Sensor ausgeglichen werden, was die Möglichkeit des Einführens von Fehlern bei der Durchmesserberechnung weiter reduziert. Es ist zwar zu beachten, dass diese Berechnungen schwieriger werden können, wenn mehrere Partikel gleichzeitig die Leitung 708 durchqueren, aber der vom Saugsystem erzeugte Sog kann dazu führen, dass die durch die Leitung 708 strömenden Partikel eine vorhersehbare Geschwindigkeit aufweisen. Wenn eine Geschwindigkeitsbestimmung zu weit von einem Erwartungswert entfernt ist, kann die Geschwindigkeitsbestimmung verworfen oder nur gezählt werden, wenn sie auf andere Weise bestätigt wird. So könnte beispielsweise eine Partikelgeschwindigkeit verifiziert werden, wenn die Dauer des Partikels in beiden Lichtstrahlen besonders knapp ist. Andere Verifikationsmethoden und Partikelkorrelationsverfahren sind ebenfalls möglich.
• 10 zeigt ein Diagramm, das die Wirksamkeit verschiedener Lichtstreuungsmodelle zum Nachweis von Partikeln unterschiedlicher Größe identifiziert. Das Mie-Streuungsmodell beispielsweise soll eine Bestimmung ermöglichen, wie viel Licht von einem Partikel mit einer Größe nahe der Wellenlänge des von ihm gestreuten Lichts gestreut wurde. Das Diagramm zeigt, wie eine Lichtquelle mit einer Wellenlänge von 650 nm in der Lage wäre, Partikel mit einem Radius zwischen 0,5 µm und 80 µm mit dem Mie-Streuungsmodell zu erfassen. Da die von einer Absaugvorrichtung gesammelten Partikel einen Durchmesser von mehr als 1 µm aufweisen, ist das Mie-Streuungsmodell gut konfiguriert, um kleine Partikel zu erkennen und in der Lage, Partikel mit einem Durchmesser von bis zu etwa 160 µm zu erkennen. In einigen Ausführungsformen könnte es wünschenswert sein, eine Infrarot-Lichtquelle zu verwenden, die es ermöglicht, größere Partikelgrößen zu erkennen. So könnte beispielsweise ein CO2-Laser mit einer Wellenlänge von etwa 10 µm die Erkennung von Partikeln mit einem Durchmesser von fast einem Zentimeter ermöglichen und dennoch Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 1 µm erkennen. Mie-Streuungsberechnungen werden im Allgemeinen über ein Computerprogramm durchgeführt und beinhalten unendliche Reihenberechnungen zur Bestimmung einer Streuphasenfunktion; Eq(2) ist eine Rayleigh-Streuungsgleichung, die hilft, die elastische Streuung des Lichts durch Kugeln vorherzusagen, die viel kleiner sind als die Wellenlänge des Lichts, wie folgt angegeben: $$I=I_0\left(\frac{1+co{s}^2\theta }{2R^2}\right){\left(\frac{2\pi }{\lambda }\right)}^4{\left(\frac{n^2-1}{n^2+2}\right)}^2{\left(\frac{d}{2}\right)}^6$$

  
• Wie in Eq(2) angegeben, nimmt die Streuintensität mit der vierten Potenz der Wellenlänge proportional ab und mit der sechsten Potenz des Partikeldurchmessers proportional zu.
• C. Adaptive Routenführung unter Verwendung von Partikeldetektionsdaten
• 11 zeigt eine exemplarische Wohnung 1100, die für die Verwendung mit den beschriebenen Ausführungsformen geeignet ist. Der Robotersauger 1102 kann konfiguriert sein, um die Wohnung 1100 periodisch zu reinigen. Während der Robotersauger 1102 in der Lage sein kann, ein Reinigungsmuster zu erstellen, das im Wesentlichen die gesamte Wohnung 1100 abdeckt, ist dies möglicherweise nicht wünschenswert oder effizient. So können beispielsweise bestimmte Bereiche innerhalb der Wohnung 1100 mit höherer Wahrscheinlichkeit angesammelten Staub und/oder Schmutz enthalten. Durch die häufigere Ausrichtung auf diese Bereiche als auf Bereiche, die weniger anfällig für Staubansammlungen sind, kann der Robotersauger 1102 Staub und Schmutz mit größerer Effizienz und in kürzerer Zeit aus dem Haus entfernen.
• Vor der Einrichtung des normalen Aufnahmebetriebs kann der Robotersauger 1102 konfiguriert sein, um zunächst die Position verschiedener Räume und Hindernisse zu identifizieren. Der LIDAR-Turm bzw. LIDAR-Revolver 104, der zuvor in 1 dargestellt war, kann konfiguriert sein, um die Positionen dieser Räume und verschiedene Hindernisse innerhalb der Räume wie ein Tisch und Möbel zu identifizieren. Die Raumidentifikation kann auch eine Bestimmung der Art oder Häufigkeit der Nutzung eines jeden Raumes beinhalten. Zum Beispiel kann man davon ausgehen, dass ein Schlafzimmer 1112 wesentlich weniger Verkehr aufweist als ein Flur 1114. Ein Flur kann durch seine schmalen Abmessungen identifiziert werden, während ein Schlafzimmer durch Objekte identifiziert werden kann, die der Größe einer Standardmatratze oder eines Bettes entsprechen. Diese Raumtypbestimmung kann verwendet werden, um den Aufwand oder die Menge der Reinigung, die auf jeden Bereich des Hauses anzuwenden ist, zu gewichten, bevor eine Basislinie unter Verwendung von On-Board-Sensoren bzw. bordeigenen Sensoren, wie beispielsweise einer Schmutzabtastanordnung, festgelegt wird. In einigen Ausführungsformen kann ein Benutzer aufgefordert werden, die Art der durch den Robotersauger 1102 identifizierten Räume zu bestätigen. In einigen Ausführungsformen kann der Raumtyp verwendet werden, um eine Gewichtung des durch den Robotersauger 1102 ausgeübten Einsatzes auch nach der Festlegung der Basislinie mit Hilfe der On-Board-Sensoren zu beeinflussen.
• Sobald eine Routine zur Identifizierung von Raumtyp, Layout und Hindernissen durchgeführt worden ist, können die normalen Reinigungsarbeiten weiter verfeinert werden. Ein erster Reinigungsvorgang könnte die Durchführung von mindestens einem Durchgang über alle zugänglichen Oberflächen innerhalb der Wohnung 1100 beinhalten. Die von einer Schmutzsensoranordnung gesammelten Partikeldetektionsdaten bzw. Partikelerfassungsdaten können während des Reinigungsvorgangs verschiedenen Stellen zugeordnet werden. Die Geschwindigkeit, mit der Schmutz durch die Schmutzsensoranordnung strömt, kann mit historischen Daten normiert werden, die anzeigen, wie häufig der Bereich gereinigt wird, um zu einer Reinigungspriorität für jeden Bereich innerhalb der Wohnung 1100 zu gelangen. Obwohl beispielsweise der Robotersauger 1102 erhebliche Mengen an Schmutz aus einem bestimmten Bereich entnimmt, könnte diesem Bereich immer noch ein niedriger Prioritätswert zugewiesen werden, wenn dieser Bereich sehr selten gereinigt wird. Dies kann der Fall sein, wenn der Zugang zu dem Bereich eingeschränkt ist.
• 11 zeigt ebenfalls bestimmte Regionen von Interesse innerhalb der Wohnung 1100. So könnte beispielsweise die Region 1104 als die Region innerhalb der Wohnung 1100 identifiziert werden, an der sich am ehesten Schmutz ansammelt. Dies könnte darauf zurückzuführen sein, dass sich in dieser Region Krümel von Menschen, die häufig während dem Essen Lebensmittel fallen lassen, ansammeln. Die Region 1106, die mit einem Eingang in die Wohnung 1100 verbunden ist, könnte auch ein Bereich sein, in dem erhebliche Mengen an Schmutz und Ablagerungen in die Wohnung 1100 gelangen und häufig gereinigt werden müssen. Ähnlich wie in Region 1104 könnte auch eine Region 1108, die einem Lebensmittelzubereitungsbereich zugeordnet ist, dazu führen, dass verschiedene Lebensmittel aufgesammelt werden. Diese Bereiche, die als Bereiche identifiziert wurden, in denen häufiger Schmutz gesammelt wird, könnten bei zusätzlichen Reinigungsarbeiten oder bei Routinereinigungen angesteuert werden. Ein Robotersauger kann konfiguriert sein, um mehrere Reinigungsdurchgänge durchzuführen, wenn zu erwarten ist, dass zusätzliche Durchgänge erforderlich sind, um größere Mengen an Schmutz in diesen Bereichen zu entfernen. Zusätzlich zur Zuordnung der gesammelten Materialmenge zu einer bestimmten Fläche können auch durchschnittliche Partikelgrößen zu bestimmten Bereichen zugeordnet werden. In einigen Ausführungsformen kann die Funktionsweise des Robotersaugers 1102 angepasst sein, um die Art von Schmutz, die am ehesten in einer bestimmten Region zu finden ist, effizienter aufzunehmen. Eine Änderung der Betriebsart kann eine beliebige Anzahl von Parametern beinhalten, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Saugleistung / Gebläsedrehzahl, Gerätedrehzahl, Rollengeschwindigkeit, Rollenhöhe und Neigungswinkel. Jeder dieser Faktoren kann geändert werden, um die Leistung des Robotersaugers 1102 für eine bestimmte Situation zu verbessern.
• Der Robotersauger 1102 kann auch konfiguriert sein, um Bereiche zu identifizieren, in denen sich nur sehr selten Schmutz ansammelt. So kann sich beispielsweise die Region 1110 in einem Schlafzimmer befinden, das hauptsächlich als Lagerraum genutzt wird. In einem solchen Fall kann sich der Schmutz sehr langsam in der Region 1110 sammeln, so dass der Robotersauger 1102 die Region 1110 während der meisten geplanten Reinigungsvorgänge überspringen kann. Alternativ kann der Robotersauger 1102 sehr schnell über die Region 1110 fahren. Ein schnelles Überfahren bzw. Überqueren von mindestens einem Abschnitt der Region 1110 kann es einer Schmutzsammelanordnung ermöglichen, die Ansammlung von Schmutz innerhalb der Region mit geringerer Priorität zu überwachen.
• Während 11 große Bereiche der Wohnung 1100 identifiziert, die mehr oder weniger anfällig für die Ansammlung von Ablagerungen sein könnten, ist der Robotersauger 1102 auch in der Lage, wesentlich kleinere Bereiche zu identifizieren. So könnte beispielsweise eine bestimmte Ecke oder Spalte innerhalb der Wohnung 1100 sehr anfällig für die Ansammlung von Ablagerungen sein. Der Weg des Robotersaugers 1102 kann so eingestellt sein, dass der Robotersauger 1102 über die kleineren Bereiche rollen kann, die für große Mengen Schmutz anfällig sind. Der Robotersauger 1102 kann auch eine Schmutzkarte mit den historischen Daten erzeugen, die während mehrerer Reinigungsvorgänge gesammelt wurden. Die Schmutzkarte kann kleine Abschnitte jeder Region anzeigen, in der Schmutz zu erwarten ist, und diese Figuren durch neue Daten aus jedem Reinigungsvorgang aktualisiert werden, um eine genaue Übersicht über die wahrscheinlichsten Stellen der Schmutz- bzw. Ablagerungsbildung zu behalten.
• 12 zeigt ein Blockdiagramm, das die Logik veranschaulicht, die vom Robotersauger 1102 während eines bestimmten Reinigungsvorgangs gefolgt werden kann. Nach dem Start kann der Robotersauger von einem entfernten Server anfängliche Routinganweisungen bzw. Strecken-/Routenführungsanweisungen bei Block 1202 empfangen oder intern erzeugen. Die anfänglichen Routinganweisungen können in erster Linie auf Informationen basieren, die während der vorangegangenen Reinigung und/oder früheren Kalibrierfahrten gesammelt wurden. Verschiedene andere Faktoren können die anfängliche Routinganweisung beeinflussen, einschließlich Tageszeit, erwartetem Verkehr sowie Art und Dauer der letzten Reinigungsarbeiten. Die Routinganweisungen können spezifische Pfade durch eine Wohnung beinhalten, entlang derer der Robotersauger 1102 zum Überqueren konfiguriert ist. Es ist zu verstehen, dass der Robotersauger 1102 in bestimmten Fällen von den Anweisungen in bestimmten Fällen zur grundlegenden Hindernisvermeidung abweichen kann. Bei Block 1204 führt der Robotersauger 1102 den Reinigungsvorgang aus. Während des Reinigungsvorgangs können Sensormesswerte aufgezeichnet werden, um festzustellen, ob die Schmutzaufnahme mit den historischen Aufnahmewerten übereinstimmt. Die Sensormesswerte können auch zur Aktualisierung der historischen Reinigungsdaten verwendet werden, wie bei Block 1206 dargestellt. Bei Block 1208 werden die während des Reinigungsvorgangs gesammelten Daten mit den historischen Daten der Schmutzaufnahme verglichen. Wenn eine Differenz zwischen den Sensordaten und den historischen Daten einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, kann die Vorrichtung konfiguriert werden, um zu Block 1202 zurückzukehren, wo eine aktualisierte Reinigungsbetriebsstreckenführung empfangen wird. Wenn andererseits die Sensordaten mit den historischen Daten übereinstimmen, kann der Robotersauger 1102 mit der Fertigstellung des Reinigungsablaufs wie ursprünglich geplant fortfahren.
• 13 zeigt ein Blockdiagramm, das Informationen darstellt, die einer Verarbeitungseinrichtung bzw. einem Prozessor 1302 zur Verfügung stehen, wenn Routinginformationen bzw. Strecken-/Routenführungsinformationen während oder vor einer Reinigung durch einen Robotersauger 1300 erstellt oder aktualisiert werden. Vor der Durchführung einer Reinigung verlässt sich der Prozessor 1302 in erster Linie auf Geräte-/ Cloud-Speicherinformationen 1304, aber diese Informationen können durch Benutzeranfragen 1306 und/oder auf Hinweis von Off-Board-Sensoren 1307 angepasst oder sogar vollständig überschrieben werden. Die Anzahl und Häufigkeit der Reinigungsvorgänge kann in erster Linie von einem Benutzer der Reinigungsvorrichtung bestimmt werden. So kann der Benutzer beispielsweise bei der Ersteinrichtung aufgefordert werden, bevorzugte Zeiten für geplante Reinigungsarbeiten zu ermitteln. Der Benutzer kann Zeiten wählen, in denen die Wahrscheinlichkeit, dass Menschen im Haus herumlaufen, geringer ist. Diese Planungsinformationen könnten daher verwendet werden, um das Reinigungsgerät vor einem geplanten Reinigungsvorgang zu initialisieren. Alternativ können Off-Board-Sensoren 1307 in Form einer oder mehrerer Sicherheitskameras verwendet werden, um Verhaltensmuster zu identifizieren, die bestimmte Tageszeiten anzeigen, zu denen der Betrieb die Aktivitäten der Bewohner kaum beeinträchtigt. Die Reinigungsvorrichtung kann auch manuell auf Benutzeranforderung 1306 initialisiert werden. So kann der Benutzer beispielsweise einen Bereich bemerken, der sofort gereinigt werden muss, und das Reinigungsgerät anweisen, sich auf einen bestimmten Bereich außerhalb eines normalerweise geplanten Reinigungsvorgangs zu konzentrieren. Die Off-Board-Sensoren 1107 könnten auch in ähnlicher Weise verwendet werden, um den Staubsauger zum Reinigen eines Bereichs zu verwenden, der eine sofortige Reinigung erfordert.
• Sobald der Robotersauger 1300 für einen geplanten, manuellen oder weitergeführten Reinigungsvorgang initiiert worden ist, kann der Prozessor 1302 konfiguriert werden, um mit der Identifizierung der Routenführung für den Reinigungsvorgang zu beginnen. Für den Fall, dass ein Benutzer oder Off-Board-Sensoren einen zu reinigenden Bereich identifizieren, kann diese Routenführung so einfach sein wie die Identifizierung eines effizienten Weges, um das Gebiet zu erreichen. In einigen Ausführungsformen kann der Benutzer einen Aufwand angeben, der während des spontanen Reinigungsvorgangs zu unternehmen ist. Ein Benutzer, der mit der Aufnahmeleistung vertraut wäre, könnte der Reinigungsvorrichtung mitteilen, wie oft die Reinigungsvorrichtung den identifizierten Bereich abdecken sollte. Die Routenführung kann dann so erfolgen, dass sie den identifizierten Bereich mit einer Anzahl von Durchgängen abdeckt, die dem erforderlichen Aufwand entsprechen. In einigen Ausführungsformen kann ein Off-Board-Sensor 1307 entlang der Linien einer Sicherheitskamera konfiguriert sein, um die Schwere eines Verschüttens oder eines befleckten Bereichs zu identifizieren, die während des Tages auftreten. So kann beispielsweise ein Haustier irgendwann am Tag Lebensmittel vom Tisch runterwerfen. Wenn die Messwerte der Überwachungskamera die verschütteten Lebensmittel oder Ablagerungen identifizieren, können die Informationen an die Verarbeitungsvorrichtung weitergeleitet werden. Bei der Ausführung eines dieser manuellen benutzergesteuerten oder Off-Board-Sensor-Ereignisse kann der Prozessor 1302 darauf verzichten, alle von den On-Board-Sensoren erfassten Daten zu speichern, da diese Ereignisse außerhalb des normalen Vorgangs betrachtet werden können.
• 13 zeigt, wie historische Sensordaten 1308 viele verschiedene Arten von Daten beinhalten können, um dem Reinigungsgerät zu helfen, eine Entscheidung darüber zu treffen, wie verschiedene Reinigungsvorgänge durchgeführt und konfiguriert werden können. Das erste Datenelement, das berücksichtigt werden kann, ist die Partikeldichte. Frühere Sensormesswerte können die durchschnittliche Partikeldichte für frühere Reinigungsvorgänge in Verbindung mit Bereichen von ca. 4 cm x 4 cm Größe anzeigen. Standortdaten können auch an größere oder kleinere Flächen als das 4 cm x 4 cm Quadrat gebunden sein. Die Bestimmung der Partikeldichte kann unter Verwendung von Messwerten aus der Schmutzabtastanordnung durchgeführt werden. Diese Messwerte können mit den Informationen eines Standortservices 1310 korreliert und mit der Anzahl der Durchgänge und der Konfiguration der Reinigungseinheit über einen bestimmten Standort normiert werden. In einigen Ausführungsformen können Standortinformationen, die von Quellen wie der WiFi-Triangulation und dem LIDAR-Sensor stammen, genau genug sein, um ein 4 cm x 4 cm großes Quadrat zu identifizieren, in dem Schmutz erfasst wurde. Im Allgemeinen kann die Anzahl der geplanten Durchgänge basierend auf historischen Partikeldichtedaten ermittelt werden. Zusätzlich zur Anzahl der geplanten Durchläufe kann die Reinigungsvorrichtung ihre Einstellungen variieren, um die Effizienz zu erhöhen oder zu verringern, mit der Partikel in jedem Durchgang erfasst werden können. Durch die Verlangsamung der Fahrt des Reinigungsgerätes über den Boden kann beispielsweise eine größere Materialmenge aufgenommen werden. Weitere mögliche Konfigurationsänderungen können die Bürstenhöhe, die Bürstendrehzahl, die Gebläsegeschwindigkeit und der Neigungswinkel der Reinigungsvorrichtung sein. Im Allgemeinen erhöhen eine geringere Bürstenhöhe, eine höhere Bürstendrehzahl, eine höhere Gebläsedrehzahl und ein geringerer Neigungswinkel die Effizienz der Schmutzaufnahme. Diese Erhöhungen der Aufnahmeeffizienz gehen in der Regel zu Lasten der Leistungsabgabe. Eine geringere Bürstenhöhe führt beispielsweise zu einem größeren Kontakt zwischen der Bürste und dem Boden und erhöht so den Leistungsbedarf des Bürstenmotors. Ebenso erfordern höhere Gebläsedrehzahlen eine höhere Leistungsabgabe. Höhere Gebläsedrehzahlen, die die Saugleistung erhöhen, können auch eine zusätzliche Energiezufuhr zu den Antriebsrädern erfordern, um das Reinigungsgerät mit einer gewünschten Geschwindigkeit in Bewegung zu halten. Somit können alle diese Faktoren bei der Bestimmung der anfänglichen Routenführung berücksichtigt und mit der verfügbaren Batterieleistung verglichen werden.
• Wenn die historischen Sensordaten auch die durchschnittliche Partikelgröße/-art beinhalten, können die Reinigungsgerätekonfigurationen mit wesentlich höherer Genauigkeit/Effizienz gewählt werden. Empirische Daten konnten beispielsweise zeigen, dass höhere Gebläsedrehzahlen viel hilfreicher sind als höhere Bürstendrehzahlen, wenn Partikelgrößen innerhalb eines bestimmten Wertebereichs auftreten. Folglich kann die Konfiguration in Bereichen geändert werden, in denen Partikel innerhalb dieses speziellen Partikelgrößenbereichs erwartet werden. Auf diese Weise kann das Reinigungsgerät priorisieren, welche Einstellungen erhöht werden müssten, um einen gewünschten Effekt zu erzielen. Dies ermöglicht in der Regel eine effizientere Durchführung der Reinigungsarbeiten, wodurch eine größere Menge an Schmutz mit einer verfügbaren Menge an Energie aufgenommen werden kann. In einigen Ausführungsformen kann die Reinigungsvorrichtung eine Nachschlagetabelle beinhalten, die die Reinigungsgerätekonfigurationen für bestimmte Partikelgrößenbereiche auflistet. Es ist zu beachten, dass die Gerätekonfiguration durch den Benutzer eingeschränkt werden kann. So kann beispielsweise eine Nachtreinigung eine begrenzte Audioausgabe aufweisen. Dies kann dazu führen, dass eine suboptimale Reinigungskonfiguration gewählt wird, die mit den Einschränkungen der Audioausgabe übereinstimmt. So kann es beispielsweise erforderlich sein, dass sich das Reinigungsgerät langsamer bewegen muss, um eine angemessene Effizienz bei der Aufnahme von Schmutz zu erreichen, wenn die Audiobegrenzungen die Gebläsegeschwindigkeit begrenzen.
• Von Zeit zu Zeit können die tatsächlichen Bedingungen erheblich von den ursprünglich erwarteten abweichen. Zum Beispiel könnte ein unerwartetes Verschütten oder ein neuer Gast, der eine große Menge an Schmutz mitbringt, die Lage und Menge an Schmutz in einem oder mehreren Bereichen des Hauses erheblich verändern. Dieses Ereignis oder diese Serie von Ereignissen kann dazu führen, dass ein Grenzwert überschritten wird, bei dem die Reinigungsroutenführung aktualisiert wird, wie in 12 beschrieben. Im Allgemeinen würde eine Bestimmung, dass der Grenzwert überschritten wurde, nicht sofort, sondern erst nach der Wiederkehr einer Reihe von Messwerten erfolgen, die einen wesentlichen Unterschied zwischen den aktuellen Sensormesswerten und den mit dem aktuellen Reinigungsvorgang verbundenen Sensormesswerten anzeigen. So könnte beispielsweise eine Region 1104, wie in 11 dargestellt, wesentlich mehr Schmutz aufweisen, als sonst aufgrund einer Dinnerparty zu erwarten wäre. Allerdings würde das Reinigungsgerät seine Reinigungsroute nicht sofort neu berechnen, wenn es zum ersten Mal einige zusätzliche Krümel aufnimmt, sondern stattdessen einen einzigen Durchgang über einen vorbestimmten Abschnitt des Bereichs 1104 durchführen, bevor es die gewünschte Route neu berechnet. In einigen Ausführungsformen kann die Reinigungsvorrichtung mindestens 25% des Bereichs 1104 überfahren, bevor sie die Sensormesswerte mit historischen Sensormesswerten vergleicht. In einigen Ausführungsformen können Vergleiche zwischen historischen und aktuellen Messwerten der Schmutzaufnahme nur alle 5 Minuten durchgeführt werden, um eine ausreichend große Datenmenge für den Vergleich zu erhalten. Gründe, auf einen Vergleich zu warten, sind die Einsparung von Rechenleistung und die Vermeidung einer Routenführungsänderung bzw. einer Umleitung aufgrund einer sehr kleinen Fläche mit erhöhtem Schmutz. Auf diese Weise kann eine Umleitung nur in Situationen durchgeführt werden, in denen ein eindeutiger Unterschied festgestellt wird.
• D. Computersysteme für eine Medienplattform und ein Clientsystem
• Verschiedene hierin beschriebene Vorgänge können auf Computersystemen ausgeführt werden. 14 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm eines repräsentativen Computersystems 1402 und eines Client-Computersystems 1404, das zur Implementierung bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Computersystem 1402 oder ähnliche Systeme das Reinigungsroboterprozessorsystem, den entfernten Server oder ein anderes hierin beschriebenes Computersystem oder Teile davon implementieren. Das Clientcomputersystem 1404 oder ähnliche Systeme können Benutzergeräte wie ein Smartphone oder eine Uhr mit einer Roboterreinigungsanwendung implementieren.
• Das Computersystem 1402 kann eines aus verschiedenen Arten sein, enthaltend einen Prozessor und einen Speicher, ein tragbares Handgerät (z.B. ein iPhone®-Handy, ein iPad®-Tablet-Computer, ein PDA), ein tragbares Gerät (z.B. ein Google Glass®-Kopfdisplay), einen Personalcomputer, eine Arbeitsstation, einen Großrechner, ein Kiosk, ein Server-Rack oder ein anderes Datenverarbeitungssystem.
• Das Computersystem 1402 kann ein Verarbeitungsteilsystem bzw. Verarbeitungssubsystem 1410 beinhalten. Das Verarbeitungsteilsystem 1410 kann über ein Busteilsystem bzw. Bussubsystem 1470 mit einer Reihe von Peripheriesystemen kommunizieren. Diese peripheren Systeme können ein I/O-Teilsystem 1430, ein Speicherteilsystem 1468 und ein Kommunikationsteilsystem 1440 beinhalten.
• Das Bussubsystem 1470 bietet einen Mechanismus, mit dem die verschiedenen Komponenten und Subsysteme des Server-Computersystems 1404 wie vorgesehen miteinander kommunizieren können. Obwohl das Bussubsystem 1470 schematisch als einzelner Bus dargestellt ist, können alternative Ausführungsformen des Bussubsystems mehrere Busse verwenden. Das Bussubsystem 1470 kann ein lokales Netzwerk bilden, das die Kommunikation bei der Verarbeitung des Subsystems 1410 und anderer Komponenten des Server-Computersystems 1402 unterstützt. Das Bussubsystem 1470 kann mit verschiedenen Technologien implementiert werden, einschließlich Serverracks, Hubs, Routern usw. Das Bussubsystem 1470 kann eine von mehreren Arten von Busstrukturen sein, einschließlich eines Speicherbusses oder einer Speichersteuerung, eines Peripheriebusses und eines lokalen Busses unter Verwendung einer beliebigen Vielzahl von Busarchitekturen. Solche Architekturen können beispielsweise einen ISA-Bus (Industry Standard Architecture), einen MCA-Bus (Micro Channel Architecture), einen Enhanced ISA-Bus (EISA), einen lokalen Bus der Video Electronics Standards Association (VESA) und einen PCI-Bus (Peripheral Component Interconnect) beinhalten, der als Mezzanine-Bus nach dem Standard IEEE P1386.1 und dergleichen implementiert werden kann.
• Das I/O-Subsystem 1430 kann Vorrichtungen und Mechanismen zur Eingabe von Informationen in das Computersystem 1402 und/oder zur Ausgabe von Informationen aus oder über das Computersystem 1402 beinhalten. Im Allgemeinen ist die Verwendung des Begriffs „Eingabegerät“ dazu gedacht, alle möglichen Arten von Vorrichtungen und Mechanismen zur Eingabe von Informationen in das Computersystem 1402 einzubeziehen. Eingabevorrichtungen für die Benutzeroberfläche können beispielsweise eine Tastatur, Zeigevorrichtungen wie eine Maus oder ein Trackball, ein Touchpad oder ein in eine Anzeige integrierter Touchscreen, ein Scrollrad, ein Klickrad, ein Zifferblatt, eine Taste, ein Schalter, eine Tastatur, Audioeingabevorrichtungen mit Spracherkennungssystemen, Mikrofone und andere Arten von Eingabevorrichtungen sein. Eingabevorrichtungen der Benutzeroberfläche können auch Bewegungssensor- und/oder Gestenerkennungsgeräte wie den Microsoft Kinect® Bewegungssensor beinhalten, der es Benutzern ermöglicht, eine Eingabevorrichtung zu steuern und mit ihr zu interagieren, das Microsoft Xbox® 360 Spielsteuergerät, Geräte, die eine Schnittstelle zum Empfangen von Eingaben über Gesten und gesprochene Befehle bereitstellen. Eingabegeräte der Benutzeroberfläche können auch Geräte zur Erkennung von Augengesten beinhalten, wie beispielsweise den Google Glass® Blinkdetektor, der Augenaktivitäten (z.B. „Blinzeln“ während der Aufnahme von Bildern und/oder der Auswahl eines Menüs) von Benutzern erkennt und die Augengesten als Eingabe in ein Eingabegerät (z.B. Google Glass®) umwandelt. Darüber hinaus können Eingabegeräte der Benutzeroberfläche Spracherkennungsgeräte beinhalten, die es den Benutzern ermöglichen, mit Spracherkennungssystemen (z.B. Siri® navigator) über Sprachbefehle zu interagieren.
• Weitere Beispiele für Eingabegeräte der Benutzeroberfläche sind unter anderem dreidimensionale (3D-)Mäuse, Joysticks oder Zeige-Sticks, Gamepads und Grafiktablets sowie Audio-/Videogeräte wie Lautsprecher, Digitalkameras, digitale Camcorder, tragbare Medienplayer, Webcams, Bildscanner, Fingerabdruckscanner, Barcodeleser, 3D-Scanner, 3D-Drucker, Laserentfernungsmesser und Blickverfolgungssysteme. Darüber hinaus können Eingabegeräte der Benutzeroberfläche beispielsweise Eingabegeräte für die medizinische Bildgebung wie Computertomographie, Magnetresonanztomographie, Positionsemissionstomographie und medizinische Ultraschallgeräte sein. Eingabevorrichtungen für die Benutzeroberfläche können beispielsweise auch Audioeingabevorrichtungen wie MIDI-Tastaturen, digitale Musikinstrumente und dergleichen beinhalten.
• Ausgabevorrichtungen der Benutzeroberfläche bzw. des Benutzer-Interfaces können ein Anzeige-Subsystem, Anzeigeleuchten oder nicht-visuelle Anzeigen wie Audioausgabevorrichtungen usw. beinhalten. Das Anzeigesubsystem kann eine Kathodenstrahlröhre (CRT), eine Flachbildvorrichtung, wie sie beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige (LCD) oder eine Plasmaanzeige verwendet, eine Projektionsvorrichtung, ein Touchscreen und dergleichen sein. Im Allgemeinen umfasst die Verwendung des Begriffs „Ausgabegerät“ alle möglichen Arten von Vorrichtungen und Mechanismen zur Ausgabe von Informationen aus dem Computersystem 1402 an einen Benutzer oder einen anderen Computer. So können beispielsweise Ausgabevorrichtungen der Benutzeroberfläche ohne Einschränkung eine Vielzahl von Anzeigevorrichtungen beinhalten, die Text, Grafiken und Audio-/Videoinformationen visuell übertragen, wie z. B. Monitore, Drucker, Lautsprecher, Kopfhörer, Navigationssysteme für die Automobilindustrie, Plotter, Sprachausgabevorrichtungen und Modems.
• Das Verarbeitungsteilsystem 1410 steuert den Betrieb des Computersystems 1402 und kann eine oder mehrere Verarbeitungseinheiten 1412, 1414 usw. umfassen. Eine Verarbeitungseinheit kann einen oder mehrere Prozessoren beinhalten, einschließlich Einzelkernprozessoren oder Mehrkernprozessoren, einen oder mehrere Kerne von Prozessoren oder Kombinationen davon. In einigen Ausführungsformen kann das Verarbeitungsteilsystem 1410 einen oder mehrere spezielle Co-Prozessoren wie Grafikprozessoren, digitale Signalprozessoren (DSPs) oder dergleichen beinhalten. In einigen Ausführungsformen können einige oder alle Verarbeitungseinheiten des Verarbeitungsteilsystems 1410 mit kundenspezifischen Schaltungen implementiert werden, wie beispielsweise anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs) oder feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAs). In einigen Ausführungsformen führen solche integrierten Schaltungen Anweisungen aus, die auf der Schaltung selbst gespeichert sind. In anderen Ausführungsformen können die Verarbeitungseinheit(en) Anweisungen ausführen, die in einem lokalen Speicher gespeichert sind, z.B. in einem lokalen Speicher 1422, 1424. Jede Art von Prozessoren in jeder beliebigen Kombination kann in die Verarbeitungseinheit(en) 1412, 1414 aufgenommen werden.
• In einigen Ausführungsformen kann das Verarbeitungsteilsystem 1410 in einem modularen Design implementiert werden, das eine beliebige Anzahl von Modulen beinhaltet (z.B. Blades in einer Blade-Server-Implementierung). Jedes Modul kann Verarbeitungseinheiten und lokale Speicher beinhalten. So kann beispielsweise das Verarbeitungsteilsystem 1410 die Verarbeitungseinheit 1412 und den entsprechenden lokalen Speicher 1422 sowie die Verarbeitungseinheit 1414 und den entsprechenden lokalen Speicher 1424 beinhalten.
• Der lokale Speicher 1422, 1424 kann flüchtige Speichermedien (z.B. herkömmlicher DRAM, SRAM, SDRAM oder dergleichen) und/oder nichtflüchtige Speichermedien (z.B. magnetische oder optische Platte, Flash-Speicher oder dergleichen) beinhalten. Speichermedien, die in den lokalen Speicher 1422, 1424 integriert sind, können je nach Wunsch fest, wechselbar oder erweiterbar sein. Der lokale Speicher 1422, 1424 kann physisch oder logisch in verschiedene Untereinheiten bzw. Teileinheiten unterteilt werden, wie beispielsweise einen Systemspeicher, einen ROM und eine permanente Speichervorrichtung. Der Systemspeicher kann eine Lese- und Schreibspeichervorrichtung oder ein flüchtiger Lese- und Schreibspeicher sein, wie beispielsweise ein dynamischer Direktzugriffsspeicher. Der Systemspeicher kann einige oder alle Anweisungen und Daten speichern, die die Verarbeitungseinheit(en) 1412, 1414 zur Laufzeit benötigen. Der ROM kann statische Daten und Anweisungen speichern, die von den Verarbeitungseinheiten 1412, 1414 benötigt werden. Die permanente Speichervorrichtung kann eine nichtflüchtige Lese- und Schreibspeichervorrichtung sein, die Anweisungen und Daten speichern kann, selbst wenn ein Modul mit einer oder mehreren Verarbeitungseinheiten 1412, 1414 und einem lokalen Speicher 1422, 1424 ausgeschaltet ist. Der hierin verwendete Begriff „Speichermedium“ umfasst jedes Medium, auf dem Daten auf unbestimmte Zeit gespeichert werden können (vorbehaltlich Überschreiben, elektrischer Störungen, Leistungsverlust oder dergleichen), nicht jedoch Trägerwellen und vorübergehende elektronische Signale, die sich drahtlos oder über Kabelverbindungen ausbreiten.
• In einigen Ausführungsformen kann der lokale Speicher 1422, 1424 ein oder mehrere Softwareprogramme speichern, die von den Verarbeitungseinheiten 1412, 1414 auszuführen sind, wie beispielsweise ein Betriebssystem und/oder Programme, die verschiedene Serverfunktionen wie die oben beschriebenen Funktionen implementieren. „Software“ bezieht sich im Allgemeinen auf Befehlsfolgen, die bei Ausführung durch die Verarbeitungseinheit(en) 1412, 1414 das Computersystem 1402 (oder Teile davon) veranlassen, verschiedene Operationen durchzuführen, wodurch eine oder mehrere spezifische Maschinenimplementierungen definiert sind, die die Operationen der Softwareprogramme ausführen und durchführen. Die Anweisungen können als Firmware gespeichert sein, die sich im Nur-Lese-Speicher befindet, und/oder als Programmcode, der auf nichtflüchtigen Speichermedien gespeichert ist und zur Ausführung durch die Verarbeitungseinheit(en) 1412, 1414 in den flüchtigen Arbeitsspeicher gelesen werden kann. In einigen Ausführungsformen können die Anweisungen von einem Speicherteilsystem 1468 gespeichert sein (z.B. computerlesbare Speichermedien). In verschiedenen Ausführungsformen können die Verarbeitungseinheiten eine Vielzahl von Programmen oder Codeanweisungen ausführen und mehrere gleichzeitig ausgeführte Programme oder Prozesse verwalten. Zu einem bestimmten Zeitpunkt kann ein Teil oder der gesamte auszuführende Programmcode im lokalen Speicher 1422, 1424 und/oder im Speichersubsystem, einschließlich möglicherweise auf einem oder mehreren Speichermedien, gespeichert sein. Software kann als ein einzelnes Programm oder eine Sammlung von separaten Programmen oder Programmmodulen implementiert sein, die nach Belieben interagieren. Von den lokalen Speichern 1422, 1424 (oder den nachfolgend beschriebenen nicht lokalen Speichern) können die Verarbeitungseinheiten 1412, 1414 Programmanweisungen zur Ausführung und Daten zur Verarbeitung abrufen, um verschiedene vorstehend beschriebene Vorgänge auszuführen.
• Das Speicherteilsystem 1468 bietet ein Repository oder einen Datenspeicher zum Speichern von Informationen, die vom Computersystem 1402 verwendet werden. Das Speichersubsystem 1468 stellt ein greifbares, nicht-flüchtiges, computerlesbares Speichermedium zur Speicherung der grundlegenden Programmier- und Datenkonstrukte dar, die die Funktionalität einiger Ausführungsformen bereitstellen. Software (Programme, Codemodule, Anweisungen), die bei Ausführung durch das Verarbeitungsteilsystem 1410 die oben beschriebene Funktionalität bereitstellt, kann im Speicherteilsystem 1468 gespeichert werden. Die Software kann von einer oder mehreren Verarbeitungseinheiten des Verarbeitungsteilsystems 1410 ausgeführt werden. Das Speicherteilsystem 1468 kann auch ein Repository für die Speicherung von Daten bereitstellen, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung verwendet werden.
• Das Speicherteilsystem 1468 kann eine oder mehrere nichtflüchtige Speichervorrichtungen beinhalten, einschließlich flüchtiger und nichtflüchtiger Speichervorrichtungen. Wie in 14 dargestellt, beinhaltet das Speicherteilsystem 1468 einen Systemspeicher 1460 und ein computerlesbares Speichermedium 1452. Der Systemspeicher 1460 kann eine Reihe von Speichern beinhalten, darunter einen flüchtigen Hauptspeicher zum Speichern von Anweisungen und Daten während der Programmausführung und einen nichtflüchtigen ROM- oder Flash-Speicher, in dem feste Anweisungen gespeichert sind. In einigen Implementierungen kann ein Basic Input/Output System (BIOS), das die grundlegenden Routinen enthält, die helfen, Informationen zwischen Elementen innerhalb des Computersystems 1402 zu übertragen, wie beispielsweise beim Start, typischerweise im ROM gespeichert werden. Das RAM enthält typischerweise Daten- und/oder Programmmodule, die derzeit durch die Verarbeitung des Teilsystems 1410 betrieben und ausgeführt werden. In einigen Implementierungen kann der Systemspeicher 1460 mehrere verschiedene Arten von Speicher beinhalten, wie z.B. statischen Direktzugriffsspeicher (SRAM) oder dynamischen Direktzugriffsspeicher (DRAM). Das Speicherteilsystem 1468 kann auf magnetischen, optischen, Halbleiter- oder anderen Datenspeichermedien basieren. Direct Attached Storage, Storage Area Networks, Network Attached Storage und dergleichen können verwendet werden. Datenspeicher oder andere Datensammlungen, die hierin als von einem Dienst oder Server produziert, verbraucht oder gepflegt beschrieben werden, können im Speicherteilsystem 1468 gespeichert werden.
• Als Beispiel, wie in 14 dargestellt, und nicht als Einschränkung, kann der Systemspeicher 1460 Anwendungsprogramme 1462 speichern, die Client-Anwendungen, Webbrowser, Mid-Tier-Anwendungen, relationale Datenbankmanagementsysteme (RDBMS) usw., Programmdaten 1464 und ein oder mehrere Betriebssysteme 1466 beinhalten können. Beispielsweise kann ein Beispielbetriebssystem verschiedene Versionen von Microsoft Windows®, Apple Macintosh® und/oder Linux-Betriebssystemen, eine Vielzahl von handelsüblichen UNIX®- oder UNIX-ähnlichen Betriebssystemen (einschließlich, aber nicht beschränkt auf die Vielzahl von GNU/Linux-Betriebssystemen, Google Chrome® OS und dergleichen) und/oder mobile Betriebssysteme wie iOS, Windows® Phone, Android® OS, BlackBerry® 10 OS, und Palm® OS beinhalten.
• Computerlesbare Speichermedien 1452 können Programmier- und Datenkonstrukte speichern, die die Funktionalität einiger Ausführungsformen bieten. Software (Programme, Codemodule, Anweisungen), die, wenn sie durch die Verarbeitung des Teilsystems 1410 ausgeführt werden, von einem Prozessor bereitgestellt werden, die oben beschriebene Funktionalität bereitstellen, kann im Speicherteilsystem 1468 gespeichert werden. So können beispielsweise computerlesbare Speichermedien 1452 nichtflüchtige Speicher wie eine Festplatte, ein Magnetplattenlaufwerk, ein optisches Laufwerk wie eine CD-ROM, DVD, eine Blu-Ray®-Disk oder andere optische Medien beinhalten. Computerlesbare Speichermedien 1452 können Zip®-Laufwerke, Flash-Speicherkarten, USB-Sticks, sichere digitale (SD) Karten, DVD-Disks, digitale Videobänder und dergleichen beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt. Computerlesbare Speichermedien 1452 können auch Solid-State-Laufwerke (SSD) beinhalten, die auf nichtflüchtigem Speicher basieren, wie Flash-Speicher-basierte SSDs, Unternehmens-Flash-Laufwerke, Solid-State-ROMs und dergleichen, SSDs, die auf flüchtigem Speicher basieren, wie Solid-State-RAM, dynamisches RAM, statisches RAM, statisches RAM, DRAMbasierte SSDs, magnetoresistive RAM (MRAM) SSDs und Hybrid-SSDs, die eine Kombination aus DRAM und Flash-Speicher-basierten SSDs verwenden. Computerlesbare Datenträger 1452 können die Speicherung von computerlesbaren Anweisungen, Datenstrukturen, Programmmodulen und anderen Daten für das Computersystem 1402 ermöglichen.
• In bestimmten Ausführungsformen kann das Speicherteilsystem 1468 auch einen computerlesbaren Speichermedienleser 1450 beinhalten, der weiterhin mit dem computerlesbaren Speichermedium 1452 verbunden werden kann. Zusammen und optional in Kombination mit dem Systemspeicher 1460 können computerlesbare Speichermedien 1452 entfernte, lokale, feste und/oder wechselbare Speichervorrichtungen sowie Speichermedien zum Speichern computerlesbarer Informationen umfassend darstellen.
• In bestimmten Ausführungsformen kann das Computersystem 1402 Unterstützung für die Ausführung einer oder mehrerer virtueller Maschinen bieten. Das Computersystem 1402 kann ein Programm wie beispielsweise einen Hypervisor ausführen, um die Konfiguration und Verwaltung der virtuellen Maschinen zu erleichtern. Jeder virtuellen Maschine können Speicher, Rechenleistung (z.B. Prozessoren, Kerne), I/O und Netzwerkressourcen zugewiesen werden. Jede virtuelle Maschine betreibt typischerweise ihr eigenes Betriebssystem, das gleich oder verschieden von den Betriebssystemen sein kann, die von anderen virtuellen Maschinen ausgeführt werden, die vom Computersystem 1402 ausgeführt werden. Dementsprechend können mehrere Betriebssysteme gleichzeitig vom Computersystem 1402 betrieben werden. Jede virtuelle Maschine läuft im Allgemeinen unabhängig von den anderen virtuellen Maschinen.
• Das Kommunikationsteilsystem 1440 bietet eine Schnittstelle zu anderen Computersystemen und Netzwerken. Das Kommunikationsteilsystem 1440 dient als Schnittstelle zum Empfangen von Daten von und Übertragen von Daten an andere Systeme vom Computersystem 1402. So kann beispielsweise das Kommunikationsteilsystem 1440 dem Computersystem 1402 ermöglichen, einen Kommunikationskanal zu einem oder mehreren Client-Computern über das Internet zum Empfangen und Senden von Informationen von und zu den Client-Computern einzurichten.
• Das Kommunikationsteilsystem 1440 kann sowohl drahtgebundene als auch drahtlose Kommunikationsprotokolle unterstützen. So kann beispielsweise das Kommunikationsteilsystem 1440 in bestimmten Ausführungsformen Hochfrequenz(RF)-Sender-Empfängerkomponenten für den Zugriff auf drahtlose Sprach- und/oder Datennetze beinhalten (z.B. unter Verwendung von Mobilfunktechnologie, fortschrittlicher Datennetztechnologie wie 3G, 4G oder EDGE (erhöhte Datenraten für die globale Entwicklung), WiFi (IEEE 802.11-Familienstandards oder andere mobile Kommunikationstechnologien oder eine beliebige Kombination davon), GPS-Empfängerkomponenten und/oder andere Komponenten. In einigen Ausführungsformen kann das Kommunikationsteilsystem 1440 zusätzlich zu oder anstelle einer drahtlosen Schnittstelle eine drahtgebundene Netzwerkverbindung (z.B. Ethernet) bereitstellen.
• Das Kommunikationsteilsystem 1440 kann Daten in verschiedenen Formen empfangen und senden. So kann beispielsweise das Kommunikationssubsystem 1440 in einigen Ausführungsformen eine Inputkommunikation in Form von strukturierten und/oder unstrukturierten Datenfeeds, Ereignisströmen, Ereignisaktualisierungen und dergleichen empfangen. So kann beispielsweise das Kommunikationssubsystem 1440 konfiguriert sein, um Datenfeeds in Echtzeit von Nutzern von Social Media Netzwerken und/oder anderen Kommunikationsdiensten wie Twitter® Feeds, Facebook® Updates, Webfeeds wie Rich Site Summary (RSS) Feeds und/oder Echtzeit-Updates von einer oder mehreren Informationsquellen Dritter zu empfangen (oder zu senden).
• In bestimmten Ausführungsformen kann das Kommunikationsteilsystem 1440 konfiguriert sein, um Daten in Form von kontinuierlichen Datenströmen zu empfangen, die Ereignisströme von Echtzeitereignissen und/oder Ereignisaktualisierungen beinhalten können, die kontinuierlich oder unbegrenzt sein können, ohne explizites Ende. Beispiele für Anwendungen, die kontinuierliche Daten generieren, können z.B. Sensordatenanwendungen, Finanzticker, Netzwerk-Performance-Messwerkzeuge (z.B. Netzwerküberwachungs- und Traffic-Management-Anwendungen), Clickstream-Analyse-Tools, Automobilverkehrskontrolle und dergleichen sein.
• Das Kommunikationsteilsystem 1440 kann auch konfiguriert sein, um die strukturierten und/oder unstrukturierten Datenfeeds, Ereignisströme, Ereignisaktualisierungen und dergleichen an eine oder mehrere Datenbanken auszugeben, die mit einem oder mehreren Streaming-Datenquellencomputern verbunden mit dem Computersystem 1402 in Verbindung stehen können.
• Das Kommunikationsteilsystem 1440 kann eine Kommunikationsschnittstelle 1442, z.B. eine WAN-Schnittstelle, bereitstellen, die eine Datenkommunikationsfähigkeit zwischen dem lokalen Netzwerk (Bus-Subsystem 1470) und einem größeren Netzwerk, wie beispielsweise dem Internet, bereitstellen kann. Es können konventionelle oder andere Kommunikationstechnologien verwendet werden, einschließlich drahtgebundener (z.B. Ethernet, IEEE 802.3 Standards) und/oder drahtloser Technologien (z.B. WiFi, IEEE 802.11 Standards).
• Das Computersystem 1402 kann als Reaktion auf Instruktionen bzw. Anforderungen betrieben werden, die über die Kommunikationsschnittstelle 1442 empfangen werden. Darüber hinaus kann die Kommunikationsschnittstelle 1442 in einigen Ausführungsformen Computersysteme 1402 miteinander verbinden und skalierbare Systeme bereitstellen, die in der Lage sind, hohe Aktivitätsvolumina zu verwalten. Es können konventionelle oder andere Techniken zur Verwaltung von Serversystemen und Serverfarmen (Sammlungen von Serversystemen, die zusammenarbeiten) verwendet werden, einschließlich dynamischer Ressourcenzuweisung und -umverteilung.
• Das Computersystem 1402 kann mit verschiedenen benutzereigenen oder benutzergesteuerten Geräten über ein Weitverkehrsnetzwerk wie das Internet interagieren. Ein Beispiel für ein benutzergesteuertes Gerät ist in 14 als Client-Computersystem 1402 dargestellt. Das Client-Computersystem 1404 kann beispielsweise als Verbrauchervorrichtung wie ein Smartphone, ein anderes Mobiltelefon, ein Tablet-Computer, ein tragbares Computergerät (z.B. eine intelligente Uhr, eine Brille), ein Desktopcomputer, ein Laptop usw. implementiert sein.
• So kann beispielsweise das Client-Computersystem 1404 über die Kommunikationsschnittstelle 1442 mit dem Computersystem 1402 kommunizieren. Das Client-Computersystem 1404 kann herkömmliche Computerkomponenten wie Verarbeitungseinheit(en) 1482, Speichervorrichtung 1484, Netzwerkschnittstelle 1480, Benutzereingabevorrichtung 1486 und Benutzerausgabevorrichtung 1488 beinhalten. Das Client-Computersystem 1404 kann eine Computervorrichtung sein, die in einer Vielzahl von Formfaktoren implementiert ist, wie beispielsweise ein Desktop-Computer, Laptop-Computer, Tablet-Computer, Smartphone, andere mobile Computervorrichtungen, tragbare Computergeräte oder dergleichen.
• Verarbeitungseinheit(en) 1482 und Speichervorrichtung 1484 können ähnlich sein wie die Verarbeitungseinheit(en) 1412, 1414 und die vorstehend beschriebenen lokalen Speicher 1422, 1424. Je nach den Anforderungen an das Client-Computersystem 1404 können geeignete Vorrichtungen ausgewählt werden; beispielsweise kann das Client-Computersystem 1404 als „Thin“-Client mit eingeschränkter Verarbeitungsfähigkeit oder als Hochleistungs-Computergerät implementiert werden. Das Client-Computersystem 1404 kann mit Programmcode ausgestattet werden, der von der/den Verarbeitungseinheit(en) 1482 ausführbar ist, um verschiedene Interaktionen mit dem Computersystem 1402 eines Nachrichtenverwaltungsdienstes zu ermöglichen, wie z.B. den Zugriff auf Nachrichten, die Ausführung von Aktionen auf Nachrichten und andere oben beschriebene Interaktionen. Einige Client-Computersysteme 1404 können auch unabhängig vom Nachrichtenverwaltungsdienst mit einem Nachrichtendienst interagieren.
• Die Netzwerkschnittstelle 1480 kann eine Verbindung zu einem Weitverkehrsnetz (z.B. dem Internet) herstellen, an das auch die Kommunikationsschnittstelle 1440 des Computersystems 1402 angeschlossen ist. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Netzwerkschnittstelle 1480 eine verkabelte Schnittstelle (z.B. Ethernet) und/oder eine drahtlose Schnittstelle beinhalten, die verschiedene HF-Datenübertragungsstandards wie WiFi, Bluetooth oder Mobilfunk-Datennetzstandards (z.B. 3G, 4G, LTE, etc.) implementiert.
• Die Benutzereingabevorrichtung 1486 kann jede Vorrichtung (oder Vorrichtungen) beinhalten, über die ein Benutzer Signale an das Client-Computersystem 1404 bereitstellen kann; das Client-Computersystem 1404 kann die Signale als Hinweis auf bestimmte Benutzeranforderungen oder -informationen interpretieren. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Benutzereingabevorrichtung 1486 eine Tastatur, ein Touchpad, einen Touchscreen, eine Maus oder eine andere Zeigevorrichtung, ein Scrollrad, ein Klickrad, ein Zifferblatt, eine Taste, einen Schalter, eine Tastatur, ein Mikrofon usw. beinhalten.
• Die Benutzerausgabevorrichtung 1488 kann jede Vorrichtung beinhalten, über die das Client-Computersystem 1404 einem Benutzer Informationen bereitstellen kann. So kann beispielsweise die Benutzerausgabevorrichtung 1488 eine Anzeige zum Anzeigen von Bildern beinhalten, die von dem Client-Computersystem 1404 erzeugt oder an dieses geliefert werden. Die Anzeige kann verschiedene Bilderzeugungstechnologien beinhalten, z.B. eine Flüssigkristallanzeige (LCD), eine Leuchtdiode (LED) einschließlich organischer Leuchtdioden (OLED), ein Projektionssystem, eine Kathodenstrahlröhre (CRT) oder dergleichen, sowie eine unterstützende Elektronik (z.B. Digital-Analog- oder Analog-Analog-Digital-Wandler, Signalprozessoren oder dergleichen). Einige Ausführungsformen können eine Vorrichtung, wie beispielsweise einen Touchscreen, beinhalten, der sowohl als Ein- als auch als Ausgabegerät fungiert. In einigen Ausführungsformen können andere Benutzerausgabevorrichtungen 1488 zusätzlich zu oder anstelle einer Anzeige vorgesehen werden. Beispiele sind Blinkleuchten, Lautsprecher, taktile „Anzeige“-Geräte, Drucker usw.
• Einige Ausführungsformen beinhalten elektronische Komponenten, wie Mikroprozessoren, Speicher und Speicher, die Computerprogrammanweisungen auf einem computerlesbaren Speichermedium speichern. Viele der in dieser Spezifikation beschriebenen Funktionen können als Prozesse implementiert werden, die als ein Satz von Programmanweisungen spezifiziert sind, die auf einem computerlesbaren Speichermedium kodiert sind. Wenn diese Programmanweisungen von einer oder mehreren Verarbeitungseinheiten ausgeführt werden, veranlassen sie die Verarbeitungseinheit(en), verschiedene in den Programmanweisungen angegebene Vorgänge auszuführen. Beispiele für Programmanweisungen oder Computercode sind Maschinencode, wie er von einem Compiler erzeugt wird, und Dateien mit höherem Code, die von einem Computer, einer elektronischen Komponente oder einem Mikroprozessor unter Verwendung eines Interpreters ausgeführt werden. Durch eine geeignete Programmierung können die Verarbeitungseinheiten 1412, 1414 und 1482 verschiedene Funktionen für das Computersystem 1402 und das Client-Computersystem 1404 bereitstellen, einschließlich einer der hierin beschriebenen Funktionen, die von einem Server oder Client ausgeführt werden, oder einer anderen Funktionalität im Zusammenhang mit Nachrichtenverwaltungsdiensten.
• Es ist zu beachten, dass das Computersystem 1402 und das Client-Computersystem 1404 veranschaulichend sind und dass Abweichungen und Modifikationen möglich sind. Computersysteme, die in Verbindung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet werden, können andere Fähigkeiten aufweisen, die hier nicht ausdrücklich beschrieben sind. Obwohl das Computersystem 1402 und das Client-Computersystem 1404 mit Bezug auf bestimmte Blöcke beschrieben sind, ist zu verstehen, dass diese Blöcke aus Gründen der Übersichtlichkeit definiert sind und nicht dazu bestimmt sind, eine bestimmte physikalische Anordnung von Bauteilen zu implizieren. So können sich beispielsweise verschiedene Blöcke in derselben Einrichtung, im gleichen Server-Rack oder auf derselben Hauptplatine befinden, müssen aber nicht. Außerdem müssen die Blöcke nicht mit physisch unterschiedlichen Komponenten übereinstimmen. Blöcke können konfiguriert sein, um verschiedene Operationen auszuführen, z.B. durch Programmierung eines Prozessors oder Bereitstellung einer geeigneten Steuerschaltung, und verschiedene Blöcke können je nachdem, wie die anfängliche Konfiguration erhalten wird, rekonfigurierbar sein oder nicht. Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können in einer Vielzahl von Vorrichtungen realisiert werden, einschließlich elektronischer Vorrichtungen, die mit einer beliebigen Kombination aus Schaltung und Software implementiert sind.
• Die vorstehende Beschreibung hat zur Erläuterung eine spezifische Nomenklatur verwendet, um ein vollständiges Verständnis der beschriebenen Ausführungsformen zu ermöglichen. Für den Fachmann ist jedoch ersichtlich, dass die spezifischen Details nicht erforderlich sind, um die beschriebenen Ausführungsformen auszuführen. Daher sind die vorstehenden Beschreibungen spezifischer Ausführungsformen zu Zwecken der Veranschaulichung und Beschreibung dargestellt. Sie sind nicht abschließend und beschränken die beschriebenen Ausführungsformen nicht auf die präzise offenbarten Formen. Es ist einem Fachmann klar, dass viele Modifikationen und Variationen in Anbetracht der obigen Lehren möglich sind.

Claims (13)

1. Roboterreinigungsvorrichtung, umfassend: ein Gehäuse das Wände (810) aufweist, die eine Leitung (708) definieren, die sich von einem Lufteinlass (752) zu einem Behälter zum Aufbewahren von Partikeln, die durch die Leitung (708) gesaugt werden, erstreckt, wobei eine innenliegende Fläche der Leitung lichtabsorbierende Eigenschaften aufweist; ein Saugsystem (704) zum Ansaugen von Luft durch den Lufteinlass (752), entlang der Leitung (708) und in den Behälter hinein; einen Infrarot-Lichtemitter (802), der konfiguriert ist, um einen kollimierten Lichtstrahl über die Leitung (708) und aus der Leitung durch eine Öffnung (808), die durch die eine der Wände des Gehäuses definiert ist, zu emittieren; eine Vielzahl von Lichtdetektoren (804) gekoppelt mit einem Abschnitt einer der Wände, die die Leitung definieren, die so angeordnet sind, dass der kollimierte Lichtstrahl nicht direkt auf die Lichtdetektoren scheint, wobei die Lichtdetektoren konfiguriert sind, um einen Teil des Lichts zu erfassen, der von Partikeln gestreut wird, die durch die Leitung (708) gesaugt werden; und einen Prozessor (604), der konfiguriert ist, um Sensordaten von den Lichtdetektoren zu empfangen und um zu bestimmen, wie viele Partikel basierend auf Variationen der Sensordaten durch die Leitung (708) geleitet werden; wobei der Prozessor ein Streumodell verwendet, um einen Durchmesser eines licht-streuenden Partikels zu bestimmen, wobei das Licht von dem Infrarot-Lichtemitter emittiert wird, wobei das Streumodell eines der folgenden ist: geometrische Streuung, Mie-Streuung, Verfahren für nicht-sphärische Partikel und Rayleigh-Streuung.
2. Roboterreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Infrarot-Lichtemitter einen ersten Laser (802) und einen zweiten Laser (812) umfasst.
3. Roboterreinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der der erste Laser (802) gegenüber dem zweiten Laser (812) stromabwärts gelegen ist.
4. Roboterreinigungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der der erste Laser (802) Licht mit einer anderen Wellenlänge als das vom zweiten Laser (812) emittierte Licht emittiert.
5. Roboterreinigungsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der ein Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Laser und eine verstrichene Zeit zwischen Partikeln, die Licht von dem ersten und zweiten Laser streuen, vom Prozessor verwendet wird, um eine Geschwindigkeit von Partikeln zu bestimmen, die die Leitung (708) passieren.
6. Roboterreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Strahlstoppsensor (811), der außerhalb der Leitung (708) angeordnet und mit der Öffnung ausgerichtet ist, wobei der Strahlstoppsensor konfiguriert ist, um Licht zu empfangen, das direkt vom Infrarot-Lichtemitter zum Strahlstoppsensor gelangt.
7. Roboterreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Sensor (616), der konfiguriert ist, um Sensormesswerte bereitzustellen, die Wände und Hindernisse identifizieren, um dem Prozessor zu helfen, die Roboterreinigungsvorrichtung während eines Reinigungsvorgangs um Hindernisse herum und durch verschiedene Räume zu führen.
8. Roboterreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend einen computerlesbaren Speicher (606) mit historischen Partikelpositionsdaten, die detailliert beschreiben, wie viel Schmutz aus bestimmten Bereichen einer Wohnung während mehrerer vorheriger Reinigungsvorgänge aufgenommen worden ist.
9. Roboterreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Prozessor Sensordaten, die von dem Lichtdetektor empfangen werden, mit einer Rate von mehr als 1000 Bildern pro Sekunde abtastet.
10. Roboterreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Lufteinlass ein erster Lufteinlass (752) ist und die Roboterreinigungsvorrichtung ferner einen zweiten Lufteinlass (754) und eine an dem ersten Lufteinlass angeordnete Rotationsbürste umfasst.
11. Roboterreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Prozessor (604) so konfiguriert ist, dass er die Messwerte von einem ersten und zweiten Lichtdetektor vergleicht.
12. Roboterreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine zweite Leitung (756), die kleiner ist als die erstgenannte Leitung (708), und wobei sich der Infrarot-Lichtemitter in der erstgenannten Leitung (708) befindet.
13. Roboterreinigungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Öffnung für den Strahlstoppsensor breiter ist als der Lichtstrahl, um Reflexionen zu vermeiden.

Images