專利名稱：驅(qū)動清潔機器人的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動清潔機器人、優(yōu)選是為清掃和/或吸塵機器人的方法，其 中，機器人設(shè)置為按地圖探測空間以使機器人在一個或多個房間的地面上行駛，且此外 機器人具有傳感裝置，以確定在所探測的房間內(nèi)的位置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中驅(qū)動自動工作的地面清潔設(shè)備的方法，特別是驅(qū)動用于家務(wù)領(lǐng)域內(nèi) 的地面清潔設(shè)備的方法是已知的。優(yōu)選由蓄電池驅(qū)動的清潔機器人為此具有內(nèi)部存儲 器，在所述內(nèi)部存儲器內(nèi)可存儲一個或多個房間的地圖，根據(jù)該地圖可在所行駛的房間 內(nèi)進(jìn)行有針對性的地面清潔。在地圖中存儲了房間的邊界和房間內(nèi)可能的障礙物，使得 根據(jù)現(xiàn)有的地圖實現(xiàn)了一種對于清潔房間內(nèi)的地面有利的行駛策略。
此外已知的是清潔機器人設(shè)有用于在所探測的房間內(nèi)確定清潔機器人的位置的 傳感裝置，以便根據(jù)所述位置確定和所存儲的地圖推導(dǎo)出相匹配的行駛策略。
考慮到已知的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，尤其是關(guān)于機器人 在清潔一個或多個房間時的自動工作方式方面進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的方法。發(fā)明內(nèi)容
此技術(shù)問題首先且基本上通過權(quán)利要求1的對象解決，其中建議任選地可以根 據(jù)對于空間的自動探測驅(qū)動機器人來處理一個區(qū)域，或者也可以驅(qū)動機器人處理事先通 過對區(qū)域邊界的引導(dǎo)行駛輸入的一個區(qū)域，在兩種情況下，在處理一個區(qū)域時可根據(jù)當(dāng) 前探測的房間邊界對預(yù)先給定的路線進(jìn)行檢查。因此，必要時借助操作者的遠(yuǎn)程控制為 在具有待清潔地面的房間內(nèi)經(jīng)過的機器人提供用于處理該區(qū)域的不同行駛，其中，對待 清潔區(qū)域的每種行駛都根據(jù)所生成的房間地圖進(jìn)行。房間地圖例如通過由操作者引導(dǎo)的 對于區(qū)域邊界的引導(dǎo)行駛來建立，即在所謂的教導(dǎo)行駛aeach-in-Verfahren)中建立。在 此，使用者例如通過遠(yuǎn)程控制在待測繪的區(qū)域引導(dǎo)機器人，替代地通過機器人側(cè)的用于 方向控制的按鍵引導(dǎo)機器人，由此建立的地圖在機器人內(nèi)存儲于存儲器內(nèi)。在由操作者 相應(yīng)地給出指令后，清潔機器人在所存儲的地圖內(nèi)駛過待清潔的區(qū)域。這樣的開始指令 在無事先根據(jù)區(qū)域邊界的引導(dǎo)行駛提供地圖的情況下實現(xiàn)，因此機器人可自動地建立這 樣的地圖以用于隨后的區(qū)域清潔，這通過使用機器人側(cè)的傳感裝置進(jìn)行。機器人在此自 動駛過房間的區(qū)域，其中傳感裝置通過相應(yīng)的距離測量探測障礙物，且將所述障礙物作 為X/Y坐標(biāo)存儲在地圖內(nèi)。因此機器人例如首先沿房間邊界行駛，例如沿墻壁行駛， 以定義待清潔區(qū)域的外部邊界。在此界定的區(qū)域內(nèi)通過對該區(qū)域的連續(xù)駛過探測例如家 具的另外的障礙物，且以相應(yīng)的坐標(biāo)存儲在地圖內(nèi)。在這樣地自動建立房間地圖之后， 開始使用所存儲的地圖進(jìn)行另外地優(yōu)選的自動清潔程序，替代地例如通過另外的使用者 干預(yù)進(jìn)行。與機器人使用通過教導(dǎo)行駛所存儲的地圖還是使用通過對空間的事先駛過而 自動建立的地圖來執(zhí)行清潔過程無關(guān)，通過機器人側(cè)的傳感裝置持續(xù)監(jiān)測預(yù)先給定的路線或機器人的直接周圍環(huán)境，以因此將周圍環(huán)境或房間邊界和障礙物的持續(xù)監(jiān)測與在地 圖中存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。以此探測了地圖制動后的房間邊界的改變或該區(qū)域上可能的 障礙物的布置的改變，從而調(diào)用相應(yīng)的機器人行駛策略，例如繞行新補充的或另外地例 如在區(qū)域上移動的障礙物。在此傳感裝置例如是超聲波或紅外線傳感器，另外傳感裝置 也具有以機械方式作用的障礙物識別器的形式。這樣的敏感的障礙物識別器例如從DE 10357636A1中已知。此專利申請的內(nèi)容在此在內(nèi)容上完整地在本發(fā)明中引用，也用于將 該專利申請的特征合并到本發(fā)明的權(quán)利要求中的目的。由于使用傳感器對于機器人周圍 環(huán)境的搜索，探測了在事先生成的地圖中未記下的新的障礙物或改變的房間邊界。
自動機器人使用其傳感裝置將其周圍環(huán)境以距離值的形式接收，且在行駛期間 將這些信息組合成地圖，其中駛過的路線的坐標(biāo)以列表的形式存儲在存儲器內(nèi)的路徑點 中。在此，路徑點包括對于應(yīng)地圖的X軸和Y軸的兩個值，所述值由機器人同時設(shè)置。 為在地圖內(nèi)定向，采用基于將房間內(nèi)的當(dāng)前位置的所測量的距離信息與所存儲的地圖進(jìn) 行比較的方法。
本發(fā)明的另外的特征在下文中也在附圖描述中經(jīng)常按照它們對于權(quán)利要求1的 主題或?qū)τ诹硗獾臋?quán)利要求的特征的優(yōu)選對應(yīng)來解釋。但也能夠以對于權(quán)利要求1或各 另外的權(quán)利要求的各個特征的對應(yīng)具有意義，或能夠分別獨立地具有意義。
因此另外地建議，為存儲自動生成的或通過教導(dǎo)行駛建立的地圖，優(yōu)選地在清 潔機器人內(nèi)提供非易失性存儲器。在多個房間的情況中，優(yōu)選將每個待行駛的房間和為 此相應(yīng)地存儲的地圖編號或以其它方式唯一地標(biāo)識，使得可以例如通過遠(yuǎn)程控制觸發(fā)或 通過機器人側(cè)的按鍵觸發(fā)在房間內(nèi)的有針對性地行駛和清潔。相應(yīng)地，如在優(yōu)選設(shè)計中 規(guī)定，可存儲多個教導(dǎo)行駛區(qū)域。如果機器人在一個具有相應(yīng)地通過教導(dǎo)行駛存儲的地 圖的房間內(nèi)被引導(dǎo)，則這在相應(yīng)的指令后自動開始該區(qū)域的清潔過程。為進(jìn)行教導(dǎo)行 駛，優(yōu)選首先例如通過遠(yuǎn)程控制將清潔機器人引導(dǎo)到待清潔的或待探測的房間內(nèi)，然后 將清潔機器人有針對性地指派到房間內(nèi)的一個點，所述點作為區(qū)域的開始點標(biāo)記在將新 建立的地圖內(nèi)。通過遠(yuǎn)程控制或通過設(shè)備側(cè)的控制按鍵將機器人進(jìn)一步引導(dǎo)向多個確定 的點，在這些點觸發(fā)在地圖內(nèi)對這些點的標(biāo)記。房間內(nèi)待定義的區(qū)域相應(yīng)地通過多個所 存儲的點在地圖內(nèi)定義，這例如通過將多個單獨的點相互排列實現(xiàn)。為結(jié)束機器人的 學(xué)習(xí)程序以存儲地圖，還優(yōu)選的是通過輸入機器人的特定的控制操作使得所輸入的點作 為該區(qū)域的最后的點。它在此通過在測繪結(jié)束時的單義的指令給出。然后進(jìn)行地圖的 存儲，所述地圖優(yōu)選地帶有相應(yīng)的識別標(biāo)志，因此可以隨后有針對性地在對應(yīng)的房間行 駛。
此外，在優(yōu)選的構(gòu)造中，區(qū)域通過將點直線連接來建立。優(yōu)選設(shè)在機器人內(nèi)的 處理器電路或類似物根據(jù)所輸入的各個點通過將所述點直線連接而建立該區(qū)域的輪廓。 通過相應(yīng)地存儲在機器人內(nèi)的算法，區(qū)域可根據(jù)僅少數(shù)輸入的點建立。因此，例如通過 輸入僅三個頂點已可限定一個矩形形狀的特定區(qū)域，其中第四個頂點被自動計算。替代 地，如果需要，通過機器人的相應(yīng)的控制操作，由限定為最后點的點出發(fā)生成出向第一 點的連線，由此結(jié)束并定義待繪制地圖的區(qū)域。
為測繪地圖，還優(yōu)選在待存儲的區(qū)域的頂點處按下遠(yuǎn)程控制裝置上或機器人上 的功能按鍵。然后，機器人優(yōu)選地通過遠(yuǎn)程控制圍繞待標(biāo)記的區(qū)域被引導(dǎo)，其中引導(dǎo)優(yōu)選地大致在開始點附近結(jié)束。在此也再次按下所述按鍵，以結(jié)束待測繪的區(qū)域。
在此整個時間期間，房間地圖測繪在機器人內(nèi)同時進(jìn)行且駛過的路徑被存儲在 地圖內(nèi)。開始點和結(jié)束點如果不重合則被自動連接為封閉的連線。通過引連線界定的此 區(qū)域現(xiàn)在表示清潔區(qū)域，然后通過按下機器人的旋鈕在此清潔區(qū)域行駛且將其清潔。
通過內(nèi)部的軌跡規(guī)劃算法，一方面使連線平滑，另一方面也在散布區(qū)域內(nèi)進(jìn) 行平滑。因此，例如在通過遠(yuǎn)程控制預(yù)先給定的行駛路徑兩側(cè)考慮20至70cm，例如 50cm,且在此通道內(nèi)進(jìn)行平滑。駛過的區(qū)域也可在墻壁識別(在限定長度的路線上的相 應(yīng)地閉合的連線)時自動地補充直至墻壁。
如果記錄和存儲多個區(qū)域(房間)，則機器人的清潔方法可由使用者個別制定。 為此，機器人可具有內(nèi)部日歷或定時器。
房間也可在測繪地圖時進(jìn)一步與多個(子)區(qū)域相關(guān)，即例如整個區(qū)域的地圖和 需要例如另外特別關(guān)注的子區(qū)域的地圖。房間的各個教導(dǎo)區(qū)域首先優(yōu)選地被單獨地、近 似于“并列”地存儲在存儲器內(nèi)。
在一種優(yōu)選的擴展中建議，使第一教導(dǎo)區(qū)域處于第二教導(dǎo)區(qū)域內(nèi)或與所述第二 教導(dǎo)區(qū)域相交。因此，例如可在現(xiàn)有的地圖(教導(dǎo)區(qū)域)內(nèi)預(yù)先給定子區(qū)域，所述子區(qū) 域通過對于機器人的特殊要求而被直接駛過和清潔。因此實現(xiàn)了在根據(jù)地圖存儲的區(qū)域 內(nèi)的或與所述區(qū)域相交的有針對性的子區(qū)域清潔。因此例如提供了僅對于房間的受到更 嚴(yán)重污染的子區(qū)域的清潔，而不處理整個房間，進(jìn)一步地例如清潔餐廳內(nèi)的餐桌下方或 周圍的區(qū)域，或進(jìn)一步地例如清潔大廳內(nèi)的僅住宅入口區(qū)域。這樣的房間子區(qū)域優(yōu)選地 在機器人側(cè)存儲的地圖內(nèi)被標(biāo)記，相應(yīng)地表示房間地圖的子區(qū)域。替代地，整個區(qū)域的 此類子區(qū)域作為特殊地圖存儲，優(yōu)選地不存在機器人可識別的與整個區(qū)域的關(guān)系。如果 如優(yōu)選地將待行駛的房間和相應(yīng)的為之存儲的地圖編號或另外地唯一地進(jìn)行標(biāo)識，則房 間的子區(qū)域優(yōu)選地與相應(yīng)的子編號相對應(yīng)，以此例如可通過遠(yuǎn)程控制觸發(fā)在子區(qū)域的有 針對性的駛過且將其清潔。在所駛過的已測繪的房間內(nèi)，清潔機器人通過現(xiàn)有的用于距 離確定的傳感器定向，以有針對性地駛過在地圖內(nèi)的或替代地在特殊的子地圖內(nèi)存儲的 子區(qū)域。通過子區(qū)域的有針對性的駛過和清潔提高了清潔機器人的效率。
優(yōu)選地，通過教導(dǎo)方法探測且也存儲位于已探測且存儲的地圖內(nèi)的或與所述地 圖相交的子區(qū)域。為此，優(yōu)選地將機器人引導(dǎo)到一定的點且將其觸發(fā)，使得優(yōu)選地在已 存在的地圖內(nèi)標(biāo)記此點。此外，例如通過遠(yuǎn)程控制將清潔機器人首先引導(dǎo)到具有特別的 待清潔的子區(qū)域的房間內(nèi)，替代地通過相應(yīng)的指示和借助已存儲地圖對房間的駛過來進(jìn) 行引導(dǎo)，然后通過已存儲的已知房間的測繪圖為機器人指定子區(qū)域。為此，為清潔機器 人有針對性地指定房間內(nèi)的且因此指定已知地圖內(nèi)的點，清潔機器人應(yīng)從該點出發(fā)進(jìn)行 子區(qū)域的清潔過程。點的指定可通過遠(yuǎn)程控制進(jìn)行，替代地通過操作機器人側(cè)上的按鍵 進(jìn)行。所指定的點，特別是子區(qū)域的開始點在前述地圖內(nèi)被標(biāo)記，使得據(jù)此為隨后的子 區(qū)域清潔過程可通過機器人實現(xiàn)子區(qū)域內(nèi)的有針對性的行駛和子區(qū)域的清潔。從標(biāo)記的 點出發(fā)在房間地圖內(nèi)可例如通過對于地面的螺旋形處理直至從開始點出發(fā)的預(yù)先給定的 半徑來進(jìn)行子區(qū)域的清潔。利用開始點的指定，可進(jìn)一步也例如通過壓下按鍵來為預(yù)先 給定的子區(qū)域延伸指定開始點，即例如帶有預(yù)先給定的半徑的圓形或帶有預(yù)先給定的長 度和寬度的矩形，所述長度和寬度進(jìn)一步例如分別帶有中間點。
在優(yōu)選的構(gòu)造中此規(guī)劃通過如下方式實現(xiàn)，即將機器人引導(dǎo)向多個確定的點且 將其觸發(fā)，使得將這些點在已存在的地圖中標(biāo)記。在已測繪的房間內(nèi)的每個單獨的點在 地圖內(nèi)通過在到達(dá)各點時的由機器人相應(yīng)地觸發(fā)被標(biāo)記，以用于設(shè)置子區(qū)域。相應(yīng)地， 在房間地圖內(nèi)通過多個在地圖中已存儲的點來限定待測繪的子區(qū)域，這另外地例如通過 多個單獨的點的彼此結(jié)合實現(xiàn)。
關(guān)于所存儲的子區(qū)域的存儲和唯一的關(guān)聯(lián)，且另外地關(guān)于建立地圖的方法，子 區(qū)域的情況與關(guān)于建立如前所述的整個房間地圖時相同。
在另外的優(yōu)選的構(gòu)造中，以預(yù)先確定的信號駛向子區(qū)域且在駛過中進(jìn)行清潔。 預(yù)先確定的信號在此通過可由使用者操作的遠(yuǎn)程控制裝置進(jìn)行，例如通過無線或紅外遠(yuǎn) 程控制，所述遠(yuǎn)程控制優(yōu)選地用于清潔機器人的普通操作，所述遠(yuǎn)程控制也相應(yīng)地優(yōu)選 地用于在教導(dǎo)行駛期間引導(dǎo)機器人。預(yù)先確定的信號也可以在機器人上直接生成，例如 通過按下按鍵生成。在相應(yīng)的信號分析之后，通過所存儲的地圖材料使機器人有針對性 地駛向房間的區(qū)域或子區(qū)域，以將其清潔。
在另外的構(gòu)造中建議，將傳感裝置設(shè)置為使機器人在每個位置識別出房間邊界 的方向和距離，且在探測實際位置與基于所存儲的歷程而預(yù)先給出的位置的偏差之后立 即進(jìn)行對行駛運動的修正。這另外地優(yōu)選按照兩種運行類型實現(xiàn)，即按照在清潔前首先 自動探測空間的運行類型以及按照根據(jù)事先通過教導(dǎo)行駛所探測的地圖進(jìn)行清潔的運行 類型來實現(xiàn)。一個或多個傳感裝置在此定向且定位為實現(xiàn)了對于障礙物和房間邊界的周 圍環(huán)境識別(Rundumerkeranmg)。因此，機器人可在房間內(nèi)的任務(wù)位置探測障礙物和房 間邊界的距離和方向，這進(jìn)一步優(yōu)選地既在近程區(qū)域又在遠(yuǎn)程區(qū)域中進(jìn)行。例如，在此 可相應(yīng)地應(yīng)用借助光學(xué)三角測量系統(tǒng)執(zhí)行間距測量的傳感裝置，其中，為改進(jìn)近程區(qū)域 內(nèi)的測量這樣地影響接收區(qū)域內(nèi)的光線，使得在通過接收器透鏡集束后至少對應(yīng)于距障 礙物的更大實際距離出現(xiàn)的入射光線在光敏元件上的更大間距。因此，實現(xiàn)了對于可能 的障礙物或房間邊界的早期識別。這種障礙物識別在優(yōu)選的構(gòu)造中用于根據(jù)所存儲的 地圖控制機器人的行駛路徑，也用于在給定的情況下通過在區(qū)域內(nèi)的行駛而自動建立地 圖。
在進(jìn)行教導(dǎo)之后，通過壓下機器人上或遠(yuǎn)程操縱裝置上的相應(yīng)的開始按鍵優(yōu)選 地觸發(fā)機器人向待清潔區(qū)域的自動行駛。在此，機器人當(dāng)前總是對于傳感裝置或多個傳 感裝置探測的空間進(jìn)行檢查，尤其是檢測其在房間內(nèi)的運動是否有意義。如果例如在地 圖中探測機器人應(yīng)直線地行駛Im的路線，則可能的情況是由于地毯翹曲或一定的極向而 出現(xiàn)了實際的漂移行駛，且機器人在此之后例如從行程中間明顯地偏離了一米。一個或 多個傳感裝置探測了相應(yīng)的偏離且觸發(fā)修正控制，使得機器人再次回到行程中間且在此 沿預(yù)先給定的路線運動。同樣的情況也在其中應(yīng)清潔區(qū)域的房間內(nèi)實現(xiàn)。相應(yīng)地，總是 當(dāng)前將測繪的待清潔的區(qū)域與房間內(nèi)的實際運行進(jìn)行比較。
通過例如具有方向按鍵的遠(yuǎn)程控制，必要時使機器人從基站駛出且導(dǎo)向至根據(jù) 地圖待探測的區(qū)域或子區(qū)域。在此手工行駛期間，機器人記住路徑且將所述路徑存儲在 地圖內(nèi)。通過遠(yuǎn)程控制，此路徑被或多或少地次優(yōu)化地行駛。在基站和行駛目標(biāo)之間的 以及返回的最優(yōu)化的路徑進(jìn)一步優(yōu)選地通過內(nèi)部軌跡規(guī)劃算法計算出且隨后被使用。用 于固定和臨時障礙物的碰撞避免策略優(yōu)選地同樣地使用。所留下的路線可因此在系統(tǒng)內(nèi)在多次自動行駛和駛回時被優(yōu)化和存儲。
此外建議，任選地可觸發(fā)地使機器人總是根據(jù)由傳感器探測的房間邊界關(guān)于通 過教導(dǎo)預(yù)先給定的區(qū)域進(jìn)行其運動軌跡的優(yōu)化。因此，例如在駛向且進(jìn)入房間的也稱為 教導(dǎo)行駛的第一行駛時繞開一定的障礙物、例如家具，且因此選擇非直線的路徑。機器 人基于其根據(jù)傳感器的探測在優(yōu)選地小于1秒的間隔內(nèi)，進(jìn)一步優(yōu)選地在小于0.5秒的間 隔內(nèi)重新地檢查房間邊界以及行駛路線。如果在地圖中在行駛路線中存儲了障礙物且所 述障礙物在用于區(qū)域清潔的最新的駛過時不再存在，則機器人優(yōu)選地緩慢搜索路徑，優(yōu) 選地總是更平直地進(jìn)行，直至所述清潔機器人直線地駛過整個路徑。如果相反，與來自 地圖的信息相反在直接行駛路徑中識別到障礙物，則計算繞過障礙物的新路徑。
就此而言，已表明進(jìn)一步有利的是將存在于機器人內(nèi)的地圖和/或所建立的子 地圖針對于機器人自身在行駛過程中探測到的障礙物或與來自地圖的信息相反地不再探 測到的障礙物而進(jìn)行修改，使得相應(yīng)地將新保留的行駛路徑作為新的路徑點列表進(jìn)行存 儲。在不再存在障礙物的情況中，使所述障礙物實際上在所存儲的地圖中淡出。
進(jìn)一步優(yōu)選地建議使機器人沿其清潔行駛包括一定的公差域。如果在教導(dǎo)中使 用者希望例如實際上沿踢腳板(FuiHeiste)進(jìn)行精確的跟隨行駛以至此進(jìn)行清潔，但實際 上發(fā)生了蛇行行駛，則機器人在公差域中例如識別到此處是墻壁邊界，例如與實際的直 線側(cè)向偏離直至半米，機器人必須沿所述墻壁邊界行駛。但也可能出現(xiàn)甚至不希望精確 的跟隨行駛、例如沿墻壁的行駛的情況，因為在此區(qū)域內(nèi)例如不存在地毯。因此，在進(jìn) 一步優(yōu)選的構(gòu)造中提供了公差域的激活和取消，例如以直接位于機器人或另外地位于遠(yuǎn) 程控制裝置上的按鍵“精確行駛”和按鍵“非精確行駛”的形式。
在根據(jù)本發(fā)明的擴展中，機器人可根據(jù)周圍環(huán)境傳感器按照地圖對房間進(jìn)行探 測而不環(huán)繞行駛。因此，機器人相應(yīng)地優(yōu)選地設(shè)計為建立與房間相關(guān)的地圖，在所述地 圖建立時機器人位于房間的區(qū)域上且優(yōu)選地僅通過借助傳感器進(jìn)行的周圍環(huán)境搜索而特 別地搜索房間邊界以及確定所述房間邊界距機器人的距離。相應(yīng)的信號值被轉(zhuǎn)換以生成 相應(yīng)的房間地圖。必要時，機器人尤其可在房間內(nèi)的干擾周圍環(huán)境測量的障礙物較大 時為測繪房間而在區(qū)域內(nèi)駛過多個點，從而通過將子測繪圖加和來得到房間的完整測繪 圖。周圍環(huán)境傳感器進(jìn)一步優(yōu)選地也在清潔運行期間用于間隔或距離或邊緣邊界測量。 例如，紅外線傳感器可用作周圍環(huán)境傳感器，所述紅外線傳感器圍繞機器人的垂直軸線 環(huán)繞地布置，且因此搜索整個360度區(qū)域。也將所屬的接收器相應(yīng)地定位。替代地，為 形成周圍環(huán)境傳感器，例如將紅外線傳感器或超聲波傳感器可旋轉(zhuǎn)地布置在機器人旁或 上，所述傳感器圍繞機器人的垂直軸線環(huán)繞且徑向向外發(fā)射，其中，相應(yīng)的接收器優(yōu)選 一起運動。進(jìn)一步替代地，僅發(fā)射器旋轉(zhuǎn)，其中機器人周向上或關(guān)于機器人的垂直軸線 周向上布置有多個接收器。也可以相應(yīng)地將多個發(fā)射器周向布置，其中旋轉(zhuǎn)地布置僅一 個接收器。
可由機器人根據(jù)地圖和/或根據(jù)預(yù)先給定的時間間隔的歷程駛過房間以及區(qū)域 或子區(qū)域并將其清潔。相應(yīng)地優(yōu)選地在機器人內(nèi)設(shè)置時間導(dǎo)向的清潔程序，所述清潔程 序觸發(fā)對于按照地圖存儲的房間和/或子區(qū)域的有針對性的處理。
借助所提供的全局導(dǎo)航，可使清潔機機器人例如基本上在住宅內(nèi)找到路徑。清 潔機器人根據(jù)內(nèi)建的地圖重回到住宅內(nèi)的一定位置，即機器人可在住宅內(nèi)定位。機器人根據(jù)指令向按地圖探測的房間行駛，以根據(jù)指令輸入合理地清潔整個測繪的區(qū)域或清潔 房間的相應(yīng)地測繪的子區(qū)域。然后，機器人優(yōu)選地例如駛回基站，在所述基站處對機器 人側(cè)的蓄電池進(jìn)行充電，如果需要也進(jìn)行污物收集容器的排空。機器人例如也可通過遠(yuǎn) 程控制有針對性地被召喚到某區(qū)域(在房間內(nèi)定義的坐標(biāo)處)，以在此例如抽吸污點，或 從該坐標(biāo)進(jìn)一步通過遠(yuǎn)程控制裝置上的操縱桿行駛。
經(jīng)典的紅外遠(yuǎn)程控制或無線電遠(yuǎn)程控制可作為遠(yuǎn)程控制，進(jìn)一步例如使用超聲 波遠(yuǎn)程控制。為遠(yuǎn)程控制例如也可構(gòu)思通過特定的軟件和藍(lán)牙技術(shù)的移動電話或PDA， 此外也可構(gòu)思通過PC的遠(yuǎn)程控制。
限定的區(qū)域清潔也優(yōu)選地與蓄電池管理組合。因此可實現(xiàn)在蓄電池容量對于希 望的區(qū)域不再充分時不允許啟動機器人。此狀態(tài)可向使用者進(jìn)行視覺顯示。用于清潔一 定的區(qū)域(整個區(qū)域或子區(qū)域)的所觸發(fā)的指令在此相應(yīng)地首先觸發(fā)蓄電池的充電，且然 后觸發(fā)清潔機器人的自動啟動。
蓄電池的充電水平在此進(jìn)一步由計算單元控制，且在確定剩余運行時間和返回 時間點的決定中被考慮到。
在例如進(jìn)一步提供的程序規(guī)劃器中可使用不同的方法，例如基于潛在地圖 (potentialkarten)的波前規(guī)劃器，所述波前規(guī)劃器計算考慮障礙物的情況下從當(dāng)前位置到 目標(biāo)的最短路線，且將此路徑作為坐標(biāo)列表給出。在此例如進(jìn)一步使用“視線”算法進(jìn) 行優(yōu)化。
光學(xué)和/或聲學(xué)測量裝置來確定間距信息，所述間距信息使用在帶有存儲器的 計算單元中。此外，可使用多種操作單元，例如操縱桿或設(shè)備上的按鍵，用于向后拉的 帶，用于推動的桿，語音控制或另外的操作構(gòu)思。


如下根據(jù)附圖更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，所述附圖僅圖示了一個實施例。各圖為
圖1在透視圖示中示出了清潔機器人；
圖2示出了清潔機器人的透視底視圖3示出了帶有多個房間的示例住宅的輪廓示意圖4示出了所存儲的圖3所示房間的部分測繪圖的示意圖5示出了圖3所示的區(qū)域V的房間輪廓的放大圖，圖中帶有以虛線形式顯示的 機器人的用于對房間測繪的行駛路徑；
圖6示出了在地圖中相應(yīng)地存儲的圖5所示房間的測繪圖7示出了對應(yīng)于圖5的圖示，但此時通過機器人自動探測空間；
圖8示出了在地圖中存儲的已完全測繪的房間的子區(qū)域的測繪圖9示出了對應(yīng)于圖8的房間的輪廓圖示，圖中帶有以點劃線形式給出的機器人 的行駛路徑，以用于清潔地圖中所存儲的區(qū)域。
具體實施方式
附圖中圖示且描述了具有地面吸塵-收集設(shè)備形式的清潔機器人1，所述清潔機 器人1帶有其下側(cè)朝向待處理地面的底盤2，電機驅(qū)動的行駛輪3，以及突伸出底盤底板4的下緣的、也由電機驅(qū)動的刷5。此外，底盤2用于承接未圖示的灰塵收集容器以及 也未圖示的用于驅(qū)動行駛輪3以及刷5的蓄電池。此外，蓄電池也為整合在清潔機器人 1內(nèi)的控制電子器件供電。
底盤2被設(shè)備外殼6從上方扣住，其中地面清潔設(shè)備1優(yōu)選地具有圓形輪廓。
行駛輪3在清潔機器人1的通常行駛方向r上布置在刷5后方，其中進(jìn)一步優(yōu)選 地在刷5后方布置簸箕狀的污物斜坡7，被刷去的污物通過所述污物斜坡7被拋向容器狀 的接收器內(nèi)。
在通常的行駛方向r上，優(yōu)選地將從動輪8形式的支承輪定位在刷5前方，由于 此支承輪8實現(xiàn)了清潔機器人1在待處理的地面上的三點支撐。
此外，清潔機器人1優(yōu)選地提供有用于識別障礙物的傳感裝置23。在此，所述 傳感裝置23可以是距離傳感器，例如超聲波或紅外線傳感器，此外也可以是根據(jù)已提及 的DE10357636A1的感測碰撞的障礙物識別器。在此圖示了在機器人1的運行中總是圍 繞所述機器人1的垂直軸線旋轉(zhuǎn)的傳感裝置23，該傳感裝置用于按照距離測定進(jìn)行對周 圍環(huán)境的探測。
進(jìn)一步優(yōu)選地為清潔機器人1配設(shè)如在圖3中示意性地示出的基站。所述基站 9通常是由機器人1所執(zhí)行的清潔過程的起始點，且此外用于機器人側(cè)的蓄電池的充電， 必要時也用于機器人側(cè)的灰塵接收容器的清空。
在圖3中圖示了帶有多個房間10至15的住宅的示意性輪廓，其中房間10是帶 有前和后突出的縱向延伸的廳，通過所述廳10可以進(jìn)入房間11至房間14。房間15可僅 間接地通過房間11達(dá)到?；?定位于廳狀房間10的縱向延伸的大致中間。
在清潔機器人1內(nèi)將電子建立的地圖16存儲在非易失性存儲器內(nèi)。所述地圖16 通過在考慮到例如柜子的現(xiàn)有障礙物22的情況下相應(yīng)地駛過所涉及的房間而自動完成， 或通過教導(dǎo)方法建立。如從圖4中的圖示可見，地圖16涉及房間10以及房間12至14， 而房間11和房間15尚未被測繪。
借助地圖16根據(jù)預(yù)定的信號、例如通過遠(yuǎn)程控制觸發(fā)能夠有針對性地駛過房間 10、12 和 14。
為測繪例如房間11，清潔機器人1首先在相關(guān)的房間內(nèi)被引導(dǎo)，這例如通過遠(yuǎn) 程控制來實現(xiàn)。測繪任選地根據(jù)通過機器人1的空間自動探測實現(xiàn)，或通過區(qū)域邊界的 引導(dǎo)駛過(教導(dǎo))實現(xiàn)。
因此，在機器人1的教導(dǎo)行駛時首先在房間11內(nèi)引導(dǎo)到第一點18，然后通過指 令將此點18在地圖16內(nèi)進(jìn)行標(biāo)記，所述指令通過遠(yuǎn)程控制或通過按下機器人上的按鍵來 觸發(fā)。此點18對應(yīng)于探測房間區(qū)域的開始點。清潔機器人被遠(yuǎn)程控制以沿區(qū)域的外輪廓 行駛，其中每個另外的點19至21在地圖內(nèi)明確地標(biāo)記行駛方向的改變。結(jié)束時將機器 人1引導(dǎo)到起始點18，在此位置通過提供另外的指令表示該點21為是房間識別的結(jié)束。
通過沿隨后的區(qū)域輪廓邊緣的遠(yuǎn)程控制的移動，機器人1的行駛路徑是次最優(yōu) 的。借助算法根據(jù)所存儲的點18至21分別生成一個將兩個點相互連接的連線，然后相 應(yīng)地將在地圖16中存儲的測繪圖根據(jù)圖6中的圖示最優(yōu)化。
在圖7中示意性地圖示了通過機器人1進(jìn)行的用于自動房間探測的過程。由于 周圍環(huán)境傳感裝置23，根據(jù)地圖的房間探測可在機器人1沒有進(jìn)行環(huán)繞行駛的情況下執(zhí)行。通過傳感裝置23探測了障礙物以及房間邊界的方向和距離，通過所確定的值建立房間的測繪圖，然后根據(jù)該地圖、優(yōu)選地直接在地圖生成之后進(jìn)行對該區(qū)域的清潔。在地圖16中存儲的房間10至14進(jìn)一步優(yōu)選地在地圖16中被唯一地識別，例如 使用標(biāo)記A至E來識別。為不強制性地清潔房間的整個地面而是例如定期地特定清潔房間內(nèi)污染更嚴(yán)重 的地面區(qū)域，可進(jìn)行單獨房間的另外的測繪以在地圖16內(nèi)存儲子區(qū)域。此子區(qū)域限定了 特定區(qū)域，必要時將此特定區(qū)域近似并列地存儲在存儲器內(nèi)。如果由于相應(yīng)的指令而要 求駛過和清潔該子區(qū)域，則機器人1優(yōu)選地自動在所涉及的房間內(nèi)行駛，而不指示這僅 涉及同樣在地圖16內(nèi)存儲的整個區(qū)域的一個子區(qū)域。替代地進(jìn)行下級測繪，如也另外地圖示，以在地圖16內(nèi)存儲子區(qū)域。此子區(qū)域 分別限定了房間內(nèi)的特定區(qū)域S。為此，在房間(例如房間11)的現(xiàn)有地圖內(nèi)存儲子區(qū)域17(請參見圖8和圖9)。子區(qū)域的測繪圖的設(shè)定根據(jù)與前述的關(guān)于整個房間的探測相同的教導(dǎo)原理進(jìn) 行。房間11的整個區(qū)域E的子區(qū)域17具有自己的標(biāo)記，在此例如為E’。因此， 此子區(qū)域17或此外的其它子區(qū)域(也在相同的房間內(nèi)，必要時與其它子區(qū)域重疊)也可 唯一地表示。在地圖16中存儲的子區(qū)域17也如同所有房間10至14 一樣可被有針對性地駛 過。為此，機器人1例如通過遠(yuǎn)程控制，另外例如通過內(nèi)部日歷來確定用于駛過區(qū)域的 指令，然后根據(jù)所存儲的地圖確定最短的路徑，且沿此路徑行駛，這另外考慮到也在地 圖16中考慮到的可能的已知障礙物22。如果清潔機器人1根據(jù)相應(yīng)的信號例如行駛向特定區(qū)域S，則所述清潔機器人1 首先駛向子區(qū)域17的第一點18，然后根據(jù)圖9中的圖示在所探測的子區(qū)域17內(nèi)進(jìn)行地面 清潔，這例如通過對特定區(qū)域S的曲折形處理來進(jìn)行。整個區(qū)域(例如經(jīng)過掃描的房間 E)的清潔優(yōu)選地以相同的方式進(jìn)行。優(yōu)選地，在區(qū)域清潔結(jié)束后清潔機器人1自動駛回基站9，或自動根據(jù)所接收到 的信號駛向下一個房間或特定區(qū)域以清潔其地面。如果清潔機器人1根據(jù)已提供的障礙物標(biāo)記或根據(jù)已提供的距離標(biāo)記探測到新 的障礙物，則在清潔機器人1的行駛中優(yōu)先地相應(yīng)地修改地圖16，必要時修改子區(qū)域 17，從而可以隨后在考慮行駛路徑的新的障礙物的情況下優(yōu)化未來的行駛運動。進(jìn)一步優(yōu)選地，在清潔機器人1的行駛過程中通過傳感裝置23將清潔機器人1 的周圍環(huán)境與相應(yīng)的地圖的信息進(jìn)行對比。如果在地圖中例如在機器人1的行駛路徑中 標(biāo)記出障礙物，而所述障礙物目前不再存在，且通過傳感裝置23未接收到相應(yīng)的信號， 則清潔機器人1優(yōu)選地緩慢地搜索路徑，優(yōu)選地總是更平直地行進(jìn)，直至所述清潔機器 人1更優(yōu)選地直線地駛過整個路徑。在此，對于此處不存在的障礙物，相應(yīng)地不進(jìn)行繞 行。在此也可以相應(yīng)地修改地圖，從而將之前存儲在地圖內(nèi)的障礙物淡出且最后取消。所有公開的特征(自身)對于發(fā)明都是有實質(zhì)意義的。在申請公開中因此也將 所述/所附的優(yōu)先權(quán)文件(在先申請的副本)內(nèi)容上完整地引用，也為此將所述文件的特 征容納在本申請的權(quán)利要求中。從屬權(quán)利要求在其可選擇的并列文本方面的特征在于獨立的根據(jù)本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)的擴展，特別是為基于權(quán)利要求進(jìn)行部分申請。附圖標(biāo)記列表1清潔機器人2 底盤3行駛輪4底盤底板5 刷6設(shè)備外殼7污物斜坡8支承輪9 基站10 至 I5 房間16 地圖17 子區(qū)域18 至 21 點22 障礙物23傳 感裝置R 行駛方向A至E標(biāo)記E，標(biāo)記S 特定區(qū)域
權(quán)利要求
1.一種用于驅(qū)動清潔機器人(1)、優(yōu)選是清掃和/或吸塵機器人的方法，其中，所述 機器人(1)設(shè)置為按地圖探測空間，以使所述機器人(1)在一個或多個房間(10至15)的 地面上行駛，且此外所述機器人(1)具有傳感裝置(23)，用于在所探測的房間(10至15) 內(nèi)確定位置，其特征在于，使所述機器人(1)任選地可根據(jù)對空間(10至15)的自動探測 運行來處理一個區(qū)域，或者處理事先通過引導(dǎo)駛過區(qū)域邊界而輸入的一個區(qū)域，其中， 在兩種情況下，在處理區(qū)域時可根據(jù)當(dāng)前探測到的房間邊界進(jìn)行對預(yù)先給定的路線的檢 查。
2.根據(jù)權(quán)利要求1或尤其是其后各項所述的方法，其特征在于，可存儲多個教導(dǎo)區(qū)域。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項或多項所述的方法，其特征在于，第一教導(dǎo)區(qū)域位于第 二教導(dǎo)區(qū)域內(nèi)或與所述第二教導(dǎo)區(qū)域相交。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項或多項所述的方法，其特征在于，所述傳感裝置(23)設(shè) 置為使得機器人(1)在每個位置識別房間邊界的方向和距離，且在探測實際位置與基于 所存儲的歷程而預(yù)先給出的位置的偏差后直接進(jìn)行對行駛運動的修正。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項或多項所述的方法，其特征在于，任選地可觸發(fā)地使所 述機器人(1)根據(jù)以傳感器探測的房間邊界總是關(guān)于通過教導(dǎo)預(yù)先給定的區(qū)域進(jìn)行對所 述機器人(1)的運動軌跡的優(yōu)化。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項或多項所述的方法，其特征在于，所述機器人(1)可根據(jù) 周圍環(huán)境傳感器對房間(10至15)進(jìn)行按照地圖的探測而不進(jìn)行環(huán)繞行駛。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動清潔機器人(1)、優(yōu)選是清掃和/或吸塵機器人的方法，其中機器人(1)設(shè)置為按地圖探測空間，以使機器人(1)在一個或多個房間(10至15)的地面上行駛，且此外機器人(1)具有傳感裝置(23)，以確定在所探測的房間(10至15)內(nèi)的位置。為尤其是關(guān)于機器人在清潔一個或多個房間時的自動工作方式方面改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)中的方法，建議可以任選地根據(jù)對空間(10至15)的自動探測來驅(qū)動機器人(1)以處理一個區(qū)域，也可以驅(qū)動機器人來處理事先通過對區(qū)域邊界的引導(dǎo)行駛而輸入的區(qū)域，在兩種情況下，在處理一個區(qū)域時可根據(jù)當(dāng)前探測到的房間邊界對預(yù)先給定的路線進(jìn)行檢查。
文檔編號G05D1/00GK102018481SQ20101028260
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月11日
發(fā)明者安德烈斯·索爾沃爾德, 帕特里克·施利希卡, 弗蘭克·邁耶, 馬里奧·沃爾邁耶 申請人:德國福維克控股公司