具有限制導體單元和獨立移動單元的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)，其具有：限制導體單元（12），所述限制導體單元設置用于發(fā)射限制信號（14）；至少部分獨立的移動單元（16），所述移動單元設置用于通過互相關來識別通過所述限制導體單元（12）的限制。本發(fā)明建議了，所述移動單元（16）具有至少一個接收單元（18），所述接收單元設置用于接收通過所述限制信號（14）的數(shù)據(jù)傳輸。
【專利說明】具有限制導體單元和獨立移動單元的系統(tǒng)
【背景技術】
[0001]已經(jīng)提出了一種系統(tǒng)，其具有:限制導體單元，所述限制導體單元設置用于發(fā)射限制信號；至少部分獨立的移動單元，所述移動單元設置用于借助于限制信號來識別通過所述限制導體單元的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]本發(fā)明從以下系統(tǒng)出發(fā)，其具有:限制導體單元，所述限制導體單元設置用于發(fā)射限制信號；至少部分獨立的移動單元，所述移動單元設置用于通過互相關來識別通過所述限制導體單元的限制。
[0003]本發(fā)明提出，移動單元具有至少一個接收單元，所述接收單元設置用于接收通過限制信號的數(shù)據(jù)傳輸。對于“限制導體單元”應特別理解為這樣的單元，其借助于電導體的空間延展來限制至少一個側(cè)上的區(qū)域。優(yōu)選的是，限制導體引導以限制信號調(diào)制的電流。有利的是，這種電流在由限制導體單元所限制的區(qū)域內(nèi)造成以限制信號調(diào)制的磁場。對于“設置”應特別理解為，專門地編程、設計和/或配備。對于“限制信號”應特別理解為具有至少一個特性的信號，該特性在限制區(qū)域內(nèi)部與限制區(qū)域外部有所區(qū)別。優(yōu)選的是，該限制信號能在運行時在限制區(qū)域內(nèi)被接收。優(yōu)選的是，該限制信號構造成二進制信號。優(yōu)選的是，該限制信號具有至少一種特別是僅設置用于相關的特性。這種特性對于自身而言不用于數(shù)據(jù)傳輸。對于“二進制信號”應特別理解這樣的信號:所述信號恰好具有由兩個不同的信號狀態(tài)組合而成的信息。優(yōu)選的是，限制信號具有周期性循環(huán)的二進制序列。對于術語“發(fā)射”應特別理解為:限制導體單元將限制信號的功率輸出到包圍限制導體單元的空間中。對于“部分獨立”在此文中應特別理解為，移動單元基于其自身已經(jīng)收集的信息來確定至少一種操作方式。特別的是，移動單元基于信息來確定這樣的操作方式:所述操作方式與相對于限制導體單元的運動相關、特別是與所達到的限制相關。優(yōu)選的是，移動單元確定至少一個由其經(jīng)過的路徑的特征量。例如，移動單元能在達到限制時轉(zhuǎn)向。對于“移動”在這里應特別理解為，所述單元在至少一個時間范圍內(nèi)相對于限制導體單元運動。優(yōu)選的是，所述單元包括驅(qū)動單元，所述驅(qū)動單元設置用于使所述移動單元相對于限制導體單元移動。有利的是，移動單元包括耦合器件，所述耦合器件用于與移動的物體和/或有利的是與動物進行特別是可由操作人員松脫的耦合。對于“單元”應特別理解為，對技術人員顯得有意義的移動單元，所述移動單元在至少一個狀態(tài)中在所設置的、在至少一個側(cè)上由限制導體單元所限制的區(qū)域上自由運動。優(yōu)選的是，該單元在運行時在所述區(qū)域內(nèi)部完成工作?？商娲蛘吒郊拥氖?，移動單元可以設置用于阻止物體和/或有利是動物從由限制導體單元所限制的區(qū)域運動出來。例如，該單元可以構造成割草機器人、清潔機器人和/或其它對技術人員顯得有意義的單元?？商娲氖?，該單元例如可以構造成狗和/或貓的項圈。優(yōu)選的是，移動單元具有無線的能量供應裝置、特別是蓄電池。對于“限制”應特別理解為在至少一側(cè)上封閉以下區(qū)域的平面:在所述區(qū)域中，移動單元在運行時運動。優(yōu)選的是，所述限制以360度包圍區(qū)域。對于“互相關”應特別理解為兩個信號在相似性方面的比較，其中，這些信號在時間上彼此移位。對于術語“識別”應特別理解為，獨立的移動單元接收限制信號并且通過分析處理所限制信號來求得這樣的特征量:所述特征量當超過限制時信令化限制的至少一個超過。對于“接收單元”應特別理解為這樣的單元:所述單元設置用于接收由限制導體單元所發(fā)射的功率。優(yōu)選的是，接收單元具有至少一個線圈，該線圈在運行時接收由限制導體單元發(fā)射的功率。對于“數(shù)據(jù)傳輸”應特別理解為:至少一個信息從限制導體單元傳輸至移動單元和/或特別是從移動單元傳輸至限制導體單元。特別的是，限制導體單元改變限制信號以便數(shù)據(jù)傳輸。例如，限制導體單元可以模擬地/數(shù)字地對限制信號進行頻率調(diào)制、振幅調(diào)制和/或相位調(diào)制。通過根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的構型方案可以實現(xiàn)尤其抗干擾的限制，這種限制具有在結(jié)構上簡單并且同樣尤其抗干擾的數(shù)據(jù)傳輸功能。
[0004]在另一構型方案中建議了，限制導體單元設置用于發(fā)出構造成偽隨機信號的限制信號，由此可以實現(xiàn)相對于窄帶干擾而言小的干擾靈敏度。對于“偽隨機信號”應特別理解為這樣的信號:所述信號包括具有主最大值的自相關，所述主最大值是自相關可能存在的副最大值的至少兩倍、有利為至少四倍。優(yōu)選地，限制信號具有白噪聲的統(tǒng)計特性。有利的是，限制信號具有二進制的位模式。特別的是，限制信號構造成對技術人員顯得有意義的限制信號、然而優(yōu)選構造成JPL序列和/或尤其優(yōu)選為Gold序列。
[0005]此外提出，限制導體單元具有至少一個限制導體，該限制導體形成至少一個導體回線，由此可以在結(jié)構上簡單地實現(xiàn)感應的數(shù)據(jù)傳輸和可靠的限制。對于“限制導體”應特別理解為沿著限制延伸的導電線纜。對于“導體回線”應特別理解為包圍一個面的導電線纜。優(yōu)選的是，限制導體設置用于包圍大于5m2、尤其有利大于20m2的面。優(yōu)選的是，被包圍的面形成由限制導體單元所限制的區(qū)域。在此，限制導體有利地嵌入到所限制的區(qū)域的底部幾厘米處。可替代或者附加的是，限制導體可以放置于地面上并且特別是插入到覆蓋地面的綠色植物中。
[0006]此外提出，接收單元設置用于檢測限制信號的感生部分，由此可以使用特別小的天線、尤其是線圈。特別的是，接收單元具有天線、優(yōu)選多個天線。對于“感生部分”應特別理解為，接收單元設置用于接收感生場和/或電磁場的不活躍的分量。優(yōu)選的是，接收單元在運行時設置在限制導體單元的近場內(nèi)。對于“近場”應特別理解為，相對于場發(fā)送者有一定距離的場，該距離小于該場的平均波長的兩倍。
[0007]此外提出，移動單元具有計算單元，所述計算單元設置用于通過與相關位模式的互相關來分析處理限制信號，由此，可以實現(xiàn)干擾對所述接收的分析處理的尤其小的影響。對于“計算單元”應特別理解為具有信息輸入、信息處理和信息輸出的單元。有利的是，計算單元具有至少一個處理器、一個存儲器、輸入和輸出器件、其它電構件、運行程序、調(diào)整程序、控制程序和/或計算程序。優(yōu)選的是，計算單元的這些構件設置在一個共同的電路板上和/或設置在一個共同的殼體中。對于“相關位模式”應特別理解為在至少一個運行狀態(tài)中等同于由限制信號傳輸?shù)奈荒Ｊ降奈恍蛄?。?yōu)選的是，計算單元設置用于產(chǎn)生和/或存儲相關位模式。對于“分析處理”應特別理解為，計算單元從限制信號的至少一個特性求得至少一個關于相對于限制導體單元的位置的信息。
[0008]此外提出，計算單元設置用于產(chǎn)生至少兩個不同的、用于互相關的相關位模式，由此，在結(jié)構上簡單地可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和/或多個系統(tǒng)近距離地同時應用。特別的是，數(shù)據(jù)傳輸不需要同步到以限制信號傳輸?shù)臅r鐘上。此外可以在結(jié)構上簡單地避免移動單元由于時間受限的干擾而不實現(xiàn)指令，由此可以有利地取消返回通道。對于“不同的相關位模式”應特別理解為至少基本上相互正交的位模式。也就是說特別是，在兩個相同的位模式的相關時的結(jié)果的主最大值為在兩個正交的位模式的相關時的結(jié)果的主最大值的至少兩倍、有利為四倍。優(yōu)選的是，計算單元設置用于在運行時將所接收到的限制信號與第一相關位模式和/或與第二相關位模式進行相關。特別的是，計算單元設置用于將限制信號的一個時間段與第一相關位模式以及第二相關位模式進行相關?？商娲氖?，計算單元設置用于將限制信號的第一時間段與第一相關位模式進行相關并且將限制信號的第二時間段與第二相關位模式進行相關。
[0009]在本發(fā)明的有利的構型方案中，計算單元將工作模式配屬于第一相關位模式并且將指令配屬于第二相關位模式，由此可以達到尤其簡單的實現(xiàn)。對于“工作模式”應特別理解為移動單元的一種運行狀態(tài):該單元在所述運行狀態(tài)中完成這樣的任務:例如割草、清掃或者監(jiān)測住宅。對于“指令”應特別理解為影響移動單元行為的數(shù)據(jù)傳輸。優(yōu)選的是，所述指令造成移動單元產(chǎn)生對技術人員顯得有意義的反應、例如駛向一個確定的點、緊急停止和/或進食。優(yōu)選的是，配屬于指令的相關位模式在完全實施所述指令期間被發(fā)送?？商娲氖牵鋵儆谥噶畹南嚓P位模式直到確認和/或預給定的時間間隔被發(fā)送。
[0010]此外提出，計算單元設置用于檢測通過限制信號的位模式的至少兩個不同的相位角所傳輸?shù)闹噶睿纱?，在結(jié)構上可以實現(xiàn)高的數(shù)據(jù)傳輸速度。對于“相位角”應特別理解為，限制導體單元使位模式在一個周期內(nèi)的確定的位的發(fā)射時刻相對于位模式的一個之前的周期進行移位。
[0011]此外，本發(fā)明涉及根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的獨立移動單元。
[0012]此外，本發(fā)明從根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的限制導體單元出發(fā)。
[0013]此外，本發(fā)明從這樣一種方法出發(fā)，所述方法具有:至少一個限制導體單元，所述限制導體單元在運行時發(fā)射限制信號；以及至少部分獨立的移動單元，所述移動單元通過互相關來識別通過限制導體單元的限制。
[0014]本發(fā)明提出限制導體單元與移動單元之間通過限制信號的數(shù)據(jù)傳輸。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]由以下的【專利附圖】

【附圖說明】可得到其它的優(yōu)點。在附圖中示出本發(fā)明的兩個實施例。附圖、說明書及權利要求書包括大量的組合特征。技術人員也適當?shù)乜紤]各單個特征及總結(jié)成有意義的其它的組合。
[0016]其中:
[0017]圖1:示出了具有限制導體單元和移動單元的根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)；
[0018]圖2:示出了由移動單元所接收到的限制信號和該限制信號的采樣；
[0019]圖3:示出了第一和第二實施例的所接收到的限制信號與相關位模式的互相關的結(jié)果;
[0020]圖4:示出了圖1的第一實施例的系統(tǒng)的運行以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧鞒虉D。
【具體實施方式】
[0021]圖1示出了具有限制導體單元12和獨立移動單元16的系統(tǒng)10。限制導體單元12包括限制導體20和基站28。基站28具有輸入單元30和信號發(fā)生器32。信號發(fā)生器32在運行時將限制信號14耦合至限制導體20。限制信號14構造成偽隨機信號。為此，信號發(fā)生器32具有圖中未詳細示出的代碼生成器，該代碼生成器設置用于生成Gold序列。限制導體20形成了包圍區(qū)域34的導體回線。限制信號14耦合輸入到限制導體20中造成了限制導體20中的電流。所述電流造成了限制信號14內(nèi)部的區(qū)域34中的磁場36以及限制導體20的導體回線外部的磁場38。磁場36、38具有相對于由區(qū)域34展開的平面相反的方向。
[0022]移動單元16構造成自動割草機。移動單元16在運行時在由限制導體20所限制的區(qū)域內(nèi)自動割草。移動單元16具有接收單元18和驅(qū)動單元40。驅(qū)動單元40在運行時使所述移動單元運動。接收單元18具有計算單元22和天線42。天線42構造成線圈。由此，接收單元18的天線42檢測所述限制信號14的感生部分。計算單元22構造成微控制器。所述計算單元在運行準備狀態(tài)中包括相關計算程序，該相關計算程序設置用于執(zhí)行相關位模式與所接收到的限制信號14之間的互相關。為此，計算單元22具有這里圖中未詳細示出的代碼生成器，該代碼生成器設置用于生成Gold序列。計算單元22的代碼生成器在至少一個運行狀態(tài)中生成與限制導體單元12的代碼生成器一樣的代碼。
[0023]計算單元22具有圖中未詳細示出的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器將所接收到的、具有如圖2所示那樣數(shù)字化的采樣周期44的限制信號14。圖中所示的、所接收到的限制信號14具有干擾。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的采樣周期44小于限制信號14的一個位的周期。計算單元22將限制信號14的時間間隔46與所生成的相關位模式周期地進行相關，該相關位模式等同于限制信號14的位模式。在圖3中示出不具有可能的干擾的相關的可能結(jié)果。當接收單元接收到限制信號14并且限制信號14的位模式與相關位模式相符時，則該結(jié)果相應地具有正最大值或負最大值48、50和52。當移動單元設置在限制區(qū)域34內(nèi)部時，則周期性循環(huán)的相關的結(jié)果例如相應具有負最大值48。當移動單元16離開了限制區(qū)域34時，則周期性循環(huán)的相關的結(jié)果在這種情況中相應具有正最大值50，因為由接收單元18所接收到的、位于區(qū)域34內(nèi)部以及外部的磁場36、38具有不同的方向。
[0024]輸入單元30具有圖中未詳細示出的操作元件,借助于所述操作元件操作人員可以給移動單元16設定指令。為了傳輸指令，信號發(fā)生器32改變被發(fā)出的限制信號14。由此，限制信號14在傳輸指令時具有配屬所述指令的數(shù)據(jù)。移動單元16的接收單元18分析處理限制信號14并且由此接收通過限制信號14所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
[0025]在第一實施例中，限制導體單元12的信號發(fā)生器32為了數(shù)據(jù)傳輸生成不同的位模式。這些位模式配屬于不同的指令和/或運行狀態(tài)。移動單元16的計算單元22在運行時生成不同的相關位模式用于互相關。在圖4中示出了可能的運行流程。
[0026]在初始化54之后，計算單元22借助于與工作位模式的相關來開始搜尋工作位模式56。在此,計算單元22通過驅(qū)動單元40使移動單元16停止。當計算單元22已找到工作位模式時58，移動單元16開始進行工作60。在此，計算單元22繼續(xù)將所接收到的信號與工作位模式進行相關。當計算單元22不再在所接收到的信號中發(fā)現(xiàn)工作位模式時62，計算單元22使移動單元16停止。計算單元22開始重新搜尋工作位模式56。
[0027]當計算單元22沒有找到工作位模式時62，計算單元22檢查是否預給定的最大搜尋持續(xù)時間期滿64。當最大搜尋持續(xù)時間沒有期滿時66，計算單元22繼續(xù)在限制信號14中搜尋工作位模式56。當搜尋工作位模式的最大搜尋持續(xù)時間(在這里例如為I秒)期滿時68，計算單元22借助于與指令位模式的相關來搜尋另外的指令(例如返回指令)70。在搜尋所述指令位模式期間，移動單元16停頓。
[0028]當計算單元22已經(jīng)找到所述指令位模式時72，移動單元16執(zhí)行該指令74。當計算單元22沒有找到所述指令位模式時76，計算單元22檢查是否預給定的最大搜尋持續(xù)時間期滿78。當搜尋所述指令位模式的最大搜尋持續(xù)時間期滿時80，計算單元22在這里再次搜尋工作位模式56?？商娲氖?，計算單元22可以根據(jù)相同的原則來首先搜尋一個另外的指令位模式或者多個另外的指令位模式。
[0029]限制導體單元12的輸入單元30具有圖中未詳細示出的操作元件,該操作元件中斷所述工作位模式的發(fā)射，由此，在結(jié)構上可以簡單地實現(xiàn)移動單元16的停止和/或暫停。另外，限制導體單元12的輸入單元30具有圖中未詳細示出的操作元件，借助于這個操作元件操作人員可以選擇一種運行的工作位模式。可替代的是，工作位模式可以從出廠起預先設置在限制導體單元和移動單元中。在另外的替代方案中，限制導體單元可以自動地、特別是隨機地和/或通過以下方式選擇所述工作位模式:限制導體單元在由限制導體所接收到的信號中徹底搜尋可能由其它系統(tǒng)所具有的工作位模式。
[0030]移動單元16在開始運行時探測所述工作位模式，其方式是:所述移動單元在一個位模式集合中徹底搜尋由限制導體單元所發(fā)射的位模式?？商娲氖牵僮魅藛T可以將工作位模式手動地輸入到移動單元中。與工作位模式相關地選擇指令位模式?？商娲氖?，每個不同于工作位模式的、被選出的位模式可以配屬于相同的指令、尤其是返回指令。
[0031]在替代的實施例中，系統(tǒng)10的移動單元16的計算單元22可以檢測這樣的指令:該指令通過限制信號14的單個位模式的兩個不同的相位角24、26來傳輸。限制信號14的相位角24、26在相關的結(jié)果中通過最大值48、52的不同布置來表示。計算單元22將所接收到的限制信號14與相關位模式進行相關，所述相關位模式對應于限制信號14的位模式。在這里，計算單元22將限制信號14的時間間隔與相關位模式周期地進行相關，所述時間間隔對應于限制信號14的位模式的周期。系統(tǒng)10的限制導體單元12改變限制信號14的位模式的相位角。如圖3中所示，相關的結(jié)果的最大值的位置由此移位。由此，限制信號14將數(shù)據(jù)傳輸至移動單元16。
【權利要求】
1.一種系統(tǒng)，其具有:限制導體單元(12)，所述限制導體單元設置用于發(fā)射限制信號(14);至少部分獨立的移動單元(16)，所述移動單元設置用于通過互相關來識別通過所述限制導體單元(12)的限制；其特征在于，所述移動單元(16)具有至少一個接收單元(18)，所述接收單元設置用于接收通過所述限制信號(14)的數(shù)據(jù)傳輸。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述限制導體單元(12)設置用于發(fā)射構造成偽隨機信號的限制信號(14)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述限制導體單元(12)具有至少一個限制導體(20)，所述至少一個限制導體形成至少一個導體回線。
4.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述接收單元(18)設置用于檢測所述限制信號(14)的感生部分。
5.根據(jù)上述權利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述移動單元(16)具有計算單元(22)，所述計算單元設置用于通過與相關位模式的互相關來分析處理所述限制信號。
6.根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計算單元(22)設置用于產(chǎn)生至少兩個不同的、用于互相關的相關位模式。
7.根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計算單元(22)將工作模式配屬于第一相關位模式并且將指令配屬于第二相關位模式。
8.根據(jù)權利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計算單元(22)設置用于檢測通過所述限制信號(14)的位模式的至少兩個不同的相位角(24，26)傳輸?shù)闹噶睢?br> 9.一種至少根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)(10)的單元。
10.一種至少根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)(10)的限制導體單元。
11.一種方法，其具有:至少一個限制導體單元(12)，所述限制導體單元在運行時發(fā)射限制信號(14);至少部分獨立的移動單元(16)，所述移動單元通過互相關來識別通過所述限制導體單元(12)的限制，其特征在于所述限制導體單元(12)與所述移動單元(16)之間通過所述限制信號(14)的數(shù)據(jù)傳輸。
【文檔編號】G05D1/02GK103608742SQ201280029602
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2012年4月26日 優(yōu)先權日:2011年6月17日
【發(fā)明者】S·彼得賴特, C·科赫, A·阿爾貝特 申請人:羅伯特·博世有限公司