DE102022209066A1 - Method for operating a mobile, self-propelled device - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Betriebsverfahren eines mobilen, selbstfahrenden Geräts (1) angegeben, bei dem in einem Wandfolgemodus folgende Ablaufschritte durchgeführt werden: Fahren des mobilen, selbstfahrenden Geräts (1) entlang einer ersten Wand (2); Detektieren einer zweiten Wand (3), die insbesondere mit der ersten Wand (2) eine Wandecke (4) bildet; Entfernen von der zweiten Wand (2), bis ein erster vorbestimmter Abstand zwischen einem vorderen Punkt eines Gehäuseecks des mobilen, selbstfahrenden Geräts (1) und der zweiten Wand (3) ausgebildet ist; Drehen des mobilen, selbstfahrenden Geräts (1) um einen Mittelpunkt derart, dass der vordere Punkt des Gehäuseecks zur zweiten Wand (3) zeigt und zu dieser einen zweiten vorbestimmten Abstand einnimmt; Vorwärtsfahrt des mobilen, selbstfahrenden Geräts (1) derart, dass sich das mobile, selbstfahrende Gerät (1) parallel zur zweiten Wand (3) ausrichtet, wobei der zweite vorbestimmte Abstand zwischen vorderem Punkt des Gehäuseecks und zweiter Wand (1) bei der Vorwärtsfahrt im Wesentlichen konstant gehalten wird. Weiter wird ein mobiles, selbstfahrendes Gerät (1) angegeben, das in einem derartigen Verfahren betrieben wird.An operating method of a mobile, self-propelled device (1) is specified, in which the following steps are carried out in a wall following mode: driving the mobile, self-propelled device (1) along a first wall (2); Detecting a second wall (3), which in particular forms a wall corner (4) with the first wall (2); removing from the second wall (2) until a first predetermined distance is formed between a front point of a housing corner of the mobile self-propelled device (1) and the second wall (3); Rotating the mobile, self-propelled device (1) about a center point such that the front point of the housing corner points to the second wall (3) and is a second predetermined distance from it; Forward travel of the mobile, self-propelled device (1) in such a way that the mobile, self-propelled device (1) aligns itself parallel to the second wall (3), the second predetermined distance between the front point of the housing corner and the second wall (1) during forward travel in Essentially kept constant. A mobile, self-propelled device (1) is also specified, which is operated using such a method.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines mobilen, selbstfahrenden Geräts, insbesondere Bodenreinigungsgerät, wie einen Saug- und/oder Kehrroboter, in einem Wandfolgemodus, sowie ein mobiles, selbstfahrendes Gerät, das nach einem derartigen Verfahren betrieben wird.The invention relates to a method for operating a mobile, self-propelled device, in particular a floor cleaning device, such as a vacuum and/or sweeping robot, in a wall following mode, as well as a mobile, self-propelled device that is operated according to such a method.
Mobile, selbstfahrende Geräte wie beispielsweise Saugroboter haben die Aufgabe, autonom möglichst eine gesamte Bodenfläche zu reinigen. Insbesondere sollen Saugroboter ihren Nutzern die Aufgabe abnehmen, den Boden regelmäßig von Staub und Schmutz zu befreien. Ein besonderes Augenmerk wird hierbei auf die Reinigung entlang von Wänden und in Ecken gelegt. Erreicht der Saugroboter einen Großteil der zu reinigenden Bodenfläche, nicht jedoch wandnahe Bereiche oder Ecken, so ist dies mit der Zeit optisch erkennbar.Mobile, self-propelled devices such as vacuum robots have the task of cleaning an entire floor area autonomously. In particular, vacuum robots are intended to relieve their users of the task of regularly removing dust and dirt from the floor. Particular attention is paid to cleaning along walls and in corners. If the vacuum robot reaches a large part of the floor area to be cleaned, but not areas near the wall or corners, this will become visually noticeable over time.
Häufig weisen die Saugroboter einen Grundkörper auf, der eine D-Form umfasst. Bei einem D-förmigen Saugroboter werden bei der Eckreinigung beispielsweise folgende Schritte abgefahren:
- - der Saugroboter fährt entlang einer Wand, bis er die Ecke erreicht,
- - der Saugroboter fährt so weit zurück, dass dieser seine vordere Ecke an der frontalen Wand vorbeidrehen kann,
- - der Saugroboter dreht sich auf der Stelle soweit, dass seine vordere Ecke an der frontalen Wand vorbeigedreht wird und dieser seine Fahrt in Richtung der nun nahezu parallelen frontalen Wand ohne Kollision fortsetzen kann, oder der Saugroboter fährt entlang einer Bahn, bis dieser möglichst parallel zu der frontalen Wand steht,
- - der Saugroboter fährt entlang der frontalen Wand weiter.
- - the vacuum robot moves along a wall until it reaches the corner,
- - the vacuum robot moves back so far that it can turn its front corner past the front wall,
- - the vacuum robot turns on the spot so that its front corner is turned past the front wall and it can continue its journey towards the now almost parallel front wall without collision, or the vacuum robot moves along a path until it is as parallel as possible stands on the front wall,
- - the vacuum robot continues along the front wall.
Fährt oder dreht sich der Saugroboter dabei zu weit von einer der Wände weg, so hat seine Seitenbürste keinen Kontakt mehr zu dieser Wand und es verbleiben Schmutzrückstände nahe der Wand zurück. Um sicherzustellen, dass der Saugroboter während der Drehung und seiner Fahrt zur Wand mit seiner vorderen Ecke nicht mit der Wand kollidiert, halten einige Saugroboter einen Abstand zur Wand ein, der zu einem unbefriedigenden Ergebnis führen kann. Andere Saugroboter fahren für eine optimale Wandreinigung extra nah an die Wand heran, bis ein Frontkollisionssensor ausgelöst wird, wobei sich anschließend der Saugroboter dreht. Dabei kollidiert der Saugroboter jedoch regelmäßig mit der Wand, wodurch Beschädigungen der Wand nicht auszuschließen sind.If the robot vacuum moves or turns too far away from one of the walls, its side brush no longer has contact with this wall and dirt residue remains near the wall. To ensure that the front corner of the robot vacuum cleaner does not collide with the wall as it rotates and travels to the wall, some robot vacuum cleaners maintain a distance from the wall that can lead to an unsatisfactory result. Other vacuum robots drive extra close to the wall for optimal wall cleaning until a front collision sensor is triggered, whereby the vacuum robot then rotates. However, the robot vacuum cleaner regularly collides with the wall, which means that damage to the wall cannot be ruled out.
Einige Saugroboter bekannter Hersteller weisen einen Grundkörper mit runder Form auf. Da diese Saugrobotern keine heraus- beziehungsweise abstehenden Strukturen aufweisen, können Bewegungen dieser Saugroboter mit einfachen Algorithmen gesteuert werden. Runde Saugroboter führen eine Eckenreinigung beispielsweise wie folgt durch:
- - der Saugroboter nähert sich der Ecke, indem dieser im Wandfolgemodus entlang einer ersten Wand fährt, bis er eine zweite Wand mittels zum Beispiel einem Bumper ertastet,
- - der Saugroboter entfernt sich von der Wand, bis er einen gewünschten Frontabstand hat,
- - der Saugroboter dreht sich auf der Stelle um 90 Grad um seinen Mittelpunkt, bis er parallel zur zweiten Wand ausgerichtet ist,
- - der Saugroboter fährt im Wandfolgemodus entlang der zweiten Wand und entfernt sich von der Ecke.
- - the vacuum robot approaches the corner by driving along a first wall in wall following mode until it feels a second wall using, for example, a bumper,
- - the vacuum robot moves away from the wall until it has a desired front distance,
- - the vacuum robot rotates on the spot by 90 degrees around its center until it is aligned parallel to the second wall,
- - the vacuum robot moves along the second wall in wall following mode and moves away from the corner.
Saugroboter mit runder Form weisen jedoch Nachteile auf, wenn es um die Reinigung von Wandecken geht. Aufgrund seiner runden Form erreichen die Saugroboter die Ecke nicht mit ihren Reinigungselementen, wie beispielsweise mit ihrem Saugmund und/oder ihrer Seitenbürste, wodurch in Ecken Staub zurückbleiben kann. Daher sind Saugroboter, die eine D-Form aufweisen, zumindest bei der Eckreinigung vorteilhafter. Diese Saugroboter haben an ihrer Front eine gerade Kante, deren äußere Gehäuseecken bis in Raumecken reichen können. Durch die Gehäuseecken vergrößert sich jedoch der Außenradius eines imaginären Kollisionsvermeidungskreises, der bei Drehbewegungen des Saugroboters zu berücksichtigen ist, wodurch wiederum wandnahe Bereiche entstehen können, an denen der Boden nicht gereinigt wird.However, robot vacuum cleaners with a round shape have disadvantages when it comes to cleaning wall corners. Due to its round shape, the robot vacuum cleaners cannot reach the corner with their cleaning elements, such as their suction mouth and/or their side brush, which can leave dust behind in corners. Therefore, vacuum robots that have a D-shape are more advantageous, at least for corner cleaning. These robot vacuum cleaners have a straight edge on their front, the outer corners of which can extend into the corners of the room. However, the housing corners increase the outer radius of an imaginary collision avoidance circle, which must be taken into account when rotating the vacuum robot, which in turn can create areas near the wall where the floor is not cleaned.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betrieb eines mobilen, selbstfahrenden Geräts bereitzustellen, bei dem in einem Wandfolgemodus, insbesondere bei Eckreinigungen, Kollisionen mit Wänden vermieden werden bei gleichzeitiger optimaler Reinigung schwieriger Bereiche, wie beispielsweise Ecken.The object of the invention is to provide a method for operating a mobile, self-propelled device in which collisions with walls are avoided in a wall following mode, especially when cleaning corners, while at the same time optimally cleaning difficult areas, such as corners.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betrieb eines mobilen, selbstfahrenden Geräts mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein mobiles, selbstfahrendes Gerät mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by a method for operating a mobile, self-propelled device with the features of
Erfindungsgemäß umfasst ein Verfahren zum Betrieb eines mobilen, selbstfahrenden Geräts, insbesondere Bodenreinigungsgeräts wie ein Saug- und/oder Kehr- und/oder Wischroboter, in einem Wandfolgemodus folgende Ablaufschritte:
- - Fahren des mobilen, selbstfahrenden Geräts entlang einer ersten Wand; insbesondere Annähern des Geräts an eine Wandecke, indem das Gerät im Wandfolgemodus entlang der ersten Wand fährt,
- - Detektieren einer zweiten Wand, die insbesondere mit der ersten Wand eine Wandecke bildet; insbesondere, indem das Gerät die zweite Wand beispielsweise mittels Bumper ertastet beziehungsweise bis ein Mindestabstand zur zweiten Wand erreicht ist,
- - Entfernen von der zweiten Wand, bis ein erster vorbestimmter Abstand - insbesondere der Mindestabstand - zwischen einem vorderen Punkt eines Gehäuseecks des mobilen, selbstfahrenden Geräts und der zweiten Wand ausgebildet ist,
- - Drehen des mobilen, selbstfahrenden Geräts um einen Mittelpunkt derart, dass der vordere Punkt des Gehäuseecks zur zweiten Wand zeigt und zu dieser einen zweiten vorbestimmten Abstand einnimmt,
- - Vorwärtsfahrt des mobilen, selbstfahrenden Geräts derart, dass sich das mobile, selbstfahrende Gerät parallel zur zweiten Wand ausrichtet, wobei der zweite vorbestimmte Abstand zwischen vorderem Punkt des Gehäuseecks und zweiter Wand bei der Vorwärtsfahrt im Wesentlichen konstant gehalten wird.
- - Driving the mobile, self-propelled device along a first wall; in particular approaching the device to a wall corner by moving the device along the first wall in wall following mode,
- - Detecting a second wall, which in particular forms a wall corner with the first wall; in particular, by the device feeling the second wall, for example using a bumper, or until a minimum distance to the second wall is reached,
- - removing from the second wall until a first predetermined distance - in particular the minimum distance - is formed between a front point of a housing corner of the mobile, self-propelled device and the second wall,
- - rotating the mobile, self-propelled device about a center point in such a way that the front point of the housing corner points to the second wall and is at a second predetermined distance from it,
- - Forward travel of the mobile, self-propelled device such that the mobile, self-propelled device aligns itself parallel to the second wall, the second predetermined distance between the front point of the housing corner and the second wall being kept essentially constant during the forward travel.
Erfindungsgemäß wird also ein alternativer Wandfolgemodus eingesetzt, der explizit die vordere Gehäuseecke des Geräts in den Fokus setzt und dafür sorgt, dass diese insbesondere bei einer Eckfahrt beziehungsweise Eckreinigung den optimalen Abstand zur Wand hat. Dadurch lassen sich vorteilhafterweise Kollisionen der Gehäuseecke mit der Wand vermeiden. Rückwärtige Ausweichmanöver können vermieden werden, wobei gleichzeitig eine Seitenbürste eine während der Wand- beziehungsweise Eckreinigung optimale Überdeckung zur Kante der Wand hat.According to the invention, an alternative wall following mode is used, which explicitly focuses on the front corner of the housing of the device and ensures that it is at the optimal distance from the wall, particularly when cornering or corner cleaning. This advantageously makes it possible to avoid collisions between the corner of the housing and the wall. Evasive maneuvers to the rear can be avoided, while at the same time a side brush has optimal coverage of the edge of the wall during wall or corner cleaning.
Vorliegend wird mit Vorteil im Wandfolgemodus ein Abstand zwischen dem vorderen Punkt des Gehäuseecks des Geräts und der Wand gesteuert. Dadurch wird insbesondere nicht nur die Roboterform beachtet, sondern auch sichergestellt, dass der für die Bodenreinigung relevante Geräteteil stets den passenden Abstand zur Wand hat. Insbesondere wird bei der Eckreinigung für die Fahrt des Geräts ein Regleransatz gewählt, der dafür sorgt, dass der vordere Punkt des Gehäuseecks immer einen passenden, ausreichenden, aber nicht zu großen Abstand zur Wand hält, während sich das Gerät insgesamt parallel zur Wand ausrichtet.In the present case, a distance between the front point of the housing corner of the device and the wall is advantageously controlled in the wall following mode. This not only takes into account the shape of the robot, but also ensures that the part of the device relevant to floor cleaning is always at the appropriate distance from the wall. In particular, when cleaning the corner, a control approach is chosen when the device is moving, which ensures that the front point of the corner of the housing always maintains a suitable, sufficient, but not too large, distance from the wall, while the device as a whole aligns itself parallel to the wall.
Im Wandfolgemodus wird ein kaskadierter Regler für die Geschwindigkeits-, Richtungsbeziehungsweise Rotations- und Abstandsregelung verwendet. Es wird jedoch nicht der Abstand eines Gerätemittelpunkts zur Wand als Eingangswert für den Regler genutzt, sondern der Abstand des vorderen Punkts des Gehäuseecks zur Wand. Kollisionen des Gehäuseecks mit der Wand werden vermieden, indem der Abstand zwischen dem vorderen Punkt und der Wand geregelt wird. Es sind keine zusätzlichen rückwärtigen Ausweichmanöver nötig, da das Gerät der Wand nicht zu nahe kommt, wenn der Abstand zwischen vorderem Punkt und Wand geregelt wird. Dadurch hat zudem eine Seitenbürste des Geräts immer einen optimalen Abstand zur Wand, sodass keine Bereiche entlang der Wand ausgelassen und alle Bereiche zuverlässig gereinigt werden.In wall following mode, a cascaded controller is used for speed, direction, rotation and distance control. However, it is not the distance from the center of the device to the wall that is used as an input value for the controller, but rather the distance from the front point of the housing corner to the wall. Collisions of the housing corner with the wall are avoided by controlling the distance between the front point and the wall. No additional rear evasive maneuvers are necessary because the device does not come too close to the wall when the distance between the front point and the wall is controlled. This means that one of the device's side brushes is always at an optimal distance from the wall, so that no areas along the wall are missed and all areas are cleaned reliably.
Unter einem mobilen, selbstfahrenden Gerät ist insbesondere ein Bodenreinigungsgerät, zu verstehen, welches beispielsweise im Haushaltsbereich Bodenflächen autonom bearbeitet. Hierunter zählen unter anderem Saug- und/oder Kehr- und/oder Wischroboter wie beispielsweise Staubsaugerroboter. Diese Geräte arbeiten im Betrieb (Reinigungsbetrieb) bevorzugt ohne oder mit möglichst wenig Nutzereingriff. Beispielsweise fährt das Gerät selbsttätig in einen vorgegebenen Raum, um entsprechend einer vorgegebenen und einprogrammierten Verfahrensstrategie den Boden ab zu reinigen.A mobile, self-propelled device is to be understood in particular as a floor cleaning device which, for example, processes floor surfaces autonomously in the household sector. This includes, among other things, vacuum and/or sweeping and/or wiping robots such as vacuum cleaner robots. During operation (cleaning operation), these devices preferably work without or with as little user intervention as possible. For example, the device automatically moves into a specified room in order to clean the floor according to a specified and programmed process strategy.
Um hierbei jegliche individuellen Umgebungsbesonderheiten beachten zu können, findet bevorzugt eine Explorationsfahrt mit dem mobilen, selbstfahrenden Gerät statt. Unter einer Explorationsfahrt ist insbesondere eine Erkundungsfahrt zu verstehen, die dazu geeignet ist, eine zu bearbeitende Bodenfläche nach Hindernissen, Raumaufteilung und ähnlichem zu erkunden. Ziel einer Explorationsfahrt ist es insbesondere, Gegebenheiten des zu bearbeitenden Bodenbearbeitungsbereich einschätzen und/oder darstellen zu können.In order to be able to take into account any individual environmental characteristics, an exploration trip with the mobile, self-propelled device is preferably carried out. An exploration trip is to be understood in particular as an exploration trip that is suitable for exploring a floor area to be worked on for obstacles, room layout and the like. The aim of an exploration trip is, in particular, to be able to assess and/or represent the conditions of the soil cultivation area to be worked.
Nach der Explorationsfahrt kennt das mobile, selbstfahrende Gerät seine Umgebung und kann diese in Form einer Umgebungskarte an den Nutzer weitergeben, zum Beispiel in einer App (Reinigungs-App) an einem Mobilgerät. In der Umgebungskarte kann dem Nutzer die Möglichkeit gegeben werden, mit dem mobilen, selbstfahrenden Gerät zu interagieren. Der Nutzer kann mit Vorteil Informationen in der Umgebungskarte einsehen und bei Bedarf ändern und/oder anpassen.After the exploration trip, the mobile, self-driving device knows its surroundings and can pass this on to the user in the form of a map of the surroundings, for example in an app (cleaning app) on a mobile device. In the surrounding map, the user can be given the opportunity to interact with the mobile, self-driving device. The user can advantageously view information on the surrounding map and change and/or adapt it if necessary.
Unter einer Umgebungskarte ist insbesondere jegliche Karte zu verstehen, die geeignet ist, die Umgebung des Bodenbearbeitungsbereichs mit all seinen Hindernissen und Gegenständen darzustellen. Beispielsweise zeigt die Umgebungskarte den Bodenbearbeitungsbereich mit den darin enthaltenen Möbeln und Wänden skizzenartig an.An environmental map is to be understood in particular as any map that is suitable for displaying the surroundings of the tillage area with all its obstacles and objects. For example, the area map shows sketch the floor processing area with the furniture and walls it contains.
Die Umgebungskarte mit den Hindernissen wird vorzugsweise in der App an einem tragbaren Zusatzgerät dargestellt. Dies dient insbesondere der Visualisierung zu einer möglichen Interaktion für den Nutzer. Unter einem Zusatzgerät ist vorliegend insbesondere jegliches Gerät zu verstehen, das für einen Benutzer tragbar ist, das außerhalb des mobilen, selbstfahrenden Geräts angeordnet, insbesondere extern und/oder differenziert vom mobilen, selbstfahrenden Gerät ist, und zu einer Anzeige, Bereitstellung, Übermittlung und/oder Übertragung von Daten geeignet ist, wie beispielsweise ein Handy, ein Smartphone, ein Tablet und/oder ein Computer beziehungsweise Laptop.The surrounding map with the obstacles is preferably displayed in the app on a portable additional device. This serves in particular to visualize possible interaction for the user. In the present case, an additional device is to be understood in particular as any device that is portable for a user, which is arranged outside the mobile, self-propelled device, in particular is external and/or differentiated from the mobile, self-propelled device, and is used for display, provision, transmission and/or or transmission of data, such as a cell phone, a smartphone, a tablet and/or a computer or laptop.
Auf dem tragbaren Zusatzgerät ist die App, insbesondere eine Reinigungs-App, installiert, die zur Kommunikation des mobilen, selbstfahrenden Geräts mit dem Zusatzgerät dient und insbesondere eine Visualisierung des Bodenbearbeitungsbereichs, also des zu reinigenden Wohnraums oder der zu reinigenden Wohnung beziehungsweise des Wohnbereichs ermöglicht. Die App zeigt dem Nutzer dabei vorzugsweise den zu reinigenden Bereich als Umgebungskarte an.The app, in particular a cleaning app, is installed on the portable additional device, which serves to communicate between the mobile, self-propelled device and the additional device and in particular enables visualization of the floor processing area, i.e. the living space to be cleaned or the apartment or the living area to be cleaned. The app preferably shows the user the area to be cleaned as a map of the surrounding area.
Unter einem Wandfolgemodus ist insbesondere jeglicher Reinigungsmodus parallel entlang einer ersten Wand zu verstehen, der vorzugsweise an einer Wandecke eine Richtungsänderung in Richtung parallel entlang einer zweiten Wand beinhaltet.A wall-following mode is to be understood in particular as meaning any cleaning mode parallel along a first wall, which preferably includes a change in direction at a wall corner in a direction parallel along a second wall.
Unter Ablaufschritte sind insbesondere hintereinander durchführbare Schritte zu verstehen, die das Fahrverhalten des Geräts beeinflussen. Dabei können die Schritte direkt hintereinander durchgeführt werden, oder Zwischenschritte beinhalten.Process steps are understood to mean, in particular, steps that can be carried out one after the other and which influence the driving behavior of the device. The steps can be carried out directly one after the other or contain intermediate steps.
Die erste Wand und die zweite Wand grenzen vorzugsweise aneinander an und bilden in ihrer Berührung eine Wandecke. Eine Wandecke ist insbesondere jegliche Unterbrechung einer geraden Ausrichtung der ersten Wand. An der Wandecke angrenzend beginnt die zweite Wand und ihre Erstreckung.The first wall and the second wall preferably adjoin one another and form a wall corner when they come into contact. A wall corner is in particular any interruption of a straight alignment of the first wall. The second wall and its extension begins adjacent to the corner of the wall.
Unter einem ersten vorbestimmten Abstand zwischen dem vorderen Punkt des Gehäuseecks des mobilen, selbstfahrenden Geräts und der zweiten Wand ist insbesondere ein festgesetzter Abstand zu verstehen, der bei der Herstellung des Geräts eingespeichert und von dem Nutzer nicht änderbar ist. Der erste vorbestimmte Abstand ist dabei derart festgelegt, dass sich das Gerät an der Wandecke drehen kann, ohne dabei mit einer der Wände zu kollidieren. Insbesondere ist der erste vorbestimmte Abstand über einen Parameter vorbelegt. Dabei ist ein Soll- beziehungsweise Zielanstand derart parametrisiert, sich das Gerät an der Wandecke drehen kann, ohne dabei mit einer der Wände zu kollidieren.A first predetermined distance between the front point of the housing corner of the mobile, self-propelled device and the second wall is to be understood in particular as a set distance that is stored during the manufacture of the device and cannot be changed by the user. The first predetermined distance is set in such a way that the device can rotate on the corner of the wall without colliding with one of the walls. In particular, the first predetermined distance is preset via a parameter. A target or target position is parameterized in such a way that the device can rotate on the corner of the wall without colliding with one of the walls.
Unter einem vorderen Punkt des Gehäuseecks ist insbesondere ein Punkt am Gehäuse zu verstehen, der sich in einem vorderen, seitlichen Bereich des Gehäuses befindet. Insbesondere befindet sich der vordere Punkt in der Nähe des vorderen Gehäuseecks oder direkt am vorderen Gehäuseeck des Geräts, bevorzugt des vorderen rechten Gehäuseecks.A front point of the housing corner is to be understood in particular as a point on the housing that is located in a front, side area of the housing. In particular, the front point is located near the front corner of the housing or directly on the front corner of the device, preferably the front right corner of the housing.
Beim Drehen des Geräts um seinen Mittelpunkt wird das Gerät insbesondere nicht um 90 Grad gedreht. Vorzugsweise dreht sich das Gerät aus seiner parallelen Richtung zur ersten Wand in eine schräge Ausrichtung derart, dass der vordere Punkt des Gehäuseecks zur zweiten Wand zeigt beziehungsweise einen minimalen Abstand dazu einnimmt. Die Drehung erfolgt also im Wesentlichen um einen Winkel kleiner als 90 Grad, insbesondere in einem Drehbereich von 30 Grad bis 60 Grad zur parallelen Ausrichtung zur ersten Wand.In particular, rotating the device around its center does not rotate the device 90 degrees. Preferably, the device rotates from its parallel direction to the first wall into an oblique orientation such that the front point of the housing corner points to the second wall or is at a minimum distance from it. The rotation therefore essentially takes place at an angle of less than 90 degrees, in particular in a rotation range of 30 degrees to 60 degrees for parallel alignment to the first wall.
Erst nach dem Drehen beginnt das Gerät eine Vorwärtsbewegung beziehungsweise Vorwärtsfahrt, bei der jedoch der zweite vorbestimmte Abstand zwischen vorderem Punkt und zweiter Wand konstant gehalten wird. Das Gerät macht beim Vorwärtsfahren also zusätzlich eine überlagerte Drehbewegung, bis das Gerät parallel zur zweiten Wand ausgerichtet ist. Nacheinander führt das Gerät also an Wandecken folge Schritte aus: Entlangfahren an der ersten Wand; Heranfahren an die Wandecke; Rückwärtsfahren (von der Wandecke weg), bis der erste vorbestimmte Abstand zwischen vorderem Punkt und zweiter Wand erreicht ist; Drehen des Geräts um kleiner als 90 Grad, bis der zweite vorbestimmte Abstand zwischen vorderem Punkt und zweiter Wand erreicht ist; Vorwärtsfahren des Geräts mit gleichzeitiger Drehbewegung mit konstantem zweiten vorbestimmten Abstand zwischen vorderem Punkt und zweiter Wand, bis eine möglichst beziehungsweise im Wesentlichen parallele Ausrichtung zur zweiten Wand erlangt ist; Entlangfahren an der zweiten Wand.Only after turning does the device begin a forward movement or forward travel, during which, however, the second predetermined distance between the front point and the second wall is kept constant. When moving forward, the device also makes a superimposed rotational movement until the device is aligned parallel to the second wall. The device carries out the following steps one after the other on wall corners: Move along the first wall; approaching the corner of the wall; Reversing (away from the wall corner) until the first predetermined distance between the front point and the second wall is reached; rotating the device less than 90 degrees until the second predetermined distance between the front point and the second wall is reached; Driving the device forward with simultaneous rotational movement with a constant second predetermined distance between the front point and the second wall until an alignment as close as possible or essentially parallel to the second wall is achieved; Drive along the second wall.
Unter einem Mittelpunkt des Geräts ist insbesondere sein tatsächlicher Gerätemittelpunkt oder ein Mittelpunkt der Radachsen zu verstehen.A center point of the device is to be understood in particular as its actual device center or a center point of the wheel axles.
Unter einem zweiten vorbestimmten Abstand ist insbesondere ein vom Hersteller festgesetzter Abstand zu verstehen, der vom Nutzer nicht änderbar ist. Insbesondere ist der zweite vorbestimmte Abstand ein Abstand, bei dem die Seitenbürste des Geräts mit ihren Borsten noch an die Wand heranreicht. Der zweite vorbestimmte Abstand ist also geringer als die Borstenlänge, aber groß genug gewählt, sodass das Gehäuseeck nicht mit der zweiten Wand kollidiert.A second predetermined distance is to be understood in particular as a distance set by the manufacturer, which cannot be changed by the user. In particular, the second predetermined distance is a distance at which the side brush of the device still reaches the wall with its bristles. So the second predetermined distance is less than the bristle length, but chosen large enough so that the corner of the housing does not collide with the second wall.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird mit den Ablaufschritten ein Fahrverhalten des mobilen, selbstfahrenden Geräts derart kontrolliert, dass der zweite vorbestimmte Abstand zwischen vorderem Punkt des Gehäuseecks und erster Wand sowie anschließend zweiter Wand möglichst konstant gehalten wird. Vorzugsweise ist an dem vorderen Punkt des Gehäuseecks die Seitenbürste des Geräts angeordnet. Durch den konstanten Abstand kann so sichergestellt werden, dass die Seitenbürste eine optimale Überdeckung mit der Kante der Wand hat, sodass eine zuverlässige und insbesondere vollständige Wand- und Eckenreinigung gewährleistet werden kann.In an advantageous embodiment, the process steps control the driving behavior of the mobile, self-propelled device in such a way that the second predetermined distance between the front point of the housing corner and the first wall and then the second wall is kept as constant as possible. The side brush of the device is preferably arranged at the front point of the housing corner. The constant distance ensures that the side brush has optimal coverage with the edge of the wall, so that reliable and, in particular, complete wall and corner cleaning can be guaranteed.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird der vordere Punkt des Gehäuseecks derart gewählt, dass eine Distanz zwischen dem vorderen Punkt und einer tatsächlichen Gehäusebegrenzung des mobilen, selbstfahrenden Geräts in Reinigungsrichtungen im Wesentlichen konstant ist. Der vordere Punkt wird also so gewählt, dass die Distanz zwischen dem Punkt und der tatsächlichen Gehäusebegrenzung des Geräts in allen punktnahen beziehungsweise wesentlichen Richtungen, also insbesondere frontal, seitlich und schräg nach vorne, konstant beziehungsweise nahezu konstant ist. Die Reinigungsrichtungen sind dabei jegliche Richtungen, in denen ein im vorderen Bereich angebrachtes Reinigungselement, wie beispielsweise eine Seitenbürste im vorderen rechten Gehäuseeck, seinen Reinigungsbereich hat.In a further advantageous embodiment, the front point of the housing corner is selected such that a distance between the front point and an actual housing boundary of the mobile, self-propelled device is essentially constant in cleaning directions. The front point is therefore chosen so that the distance between the point and the actual housing boundary of the device is constant or almost constant in all directions close to the point, i.e. in particular frontally, laterally and obliquely forward. The cleaning directions are any directions in which a cleaning element mounted in the front area, such as a side brush in the front right corner of the housing, has its cleaning area.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird der vordere Punkt des Gehäuseecks derart gewählt, dass eine Wirkweite zumindest eines Reinigungselements in den Reinigungsrichtungen im Wesentlichen konstant ist. Beispielsweise sind das Reinigungselement eine Seitenbürste und der vordere Punkt eine Seitenbürstenachse, deren Abstand zur ersten beziehungsweise zweiten Wand als Reglerparameter des Wandfolgemodus verwendet wird. Ein derart gewählter vorderer Punkt beachtet mit Vorteil die Gehäuseform, insbesondere eine D-Form des Gehäuses, sowie die Reichweite beziehungsweise Wirkweite der Seitenbürste, die insbesondere am Gehäuseeck angeordnet ist. Auf diese Weise hat die Seitenbürste immer eine optimale Überdeckung mit der Kante, egal welche Orientierung das Gerät bei seiner Bewegung zur Wand hat. Insbesondere hat die Achse der Seitenbürste des Gehäuseecks immer den gleichen Abstand zur Wand. Die Seitenbürstenachse beziehungsweise deren Abstand zur ersten beziehungsweise zweiten Wand wird also als Grundlage für den Regler des Wandfolgemodus verwendet.In a further advantageous embodiment, the front point of the housing corner is selected such that an effective distance of at least one cleaning element is essentially constant in the cleaning directions. For example, the cleaning element is a side brush and the front point is a side brush axis, whose distance from the first or second wall is used as a control parameter of the wall following mode. A front point chosen in this way advantageously takes into account the shape of the housing, in particular a D-shape of the housing, as well as the range or effective distance of the side brush, which is arranged in particular at the corner of the housing. In this way, the side brush always has optimal coverage of the edge, regardless of the orientation of the device when moving towards the wall. In particular, the axis of the side brush of the housing corner is always at the same distance from the wall. The side brush axis or its distance from the first or second wall is used as the basis for the controller of the wall following mode.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der zweite vorbestimmte Abstand einen Toleranzbereich auf, in dem sich der vordere Punkt aufhalten kann, ohne dass eine Fahrbewegung des mobilen, selbstfahrenden Geräts angepasst wird. Um den Sollabstand ist also insbesondere ein Abweichungsbereich definiert, in dem sich der vordere Punkt aufhalten kann, ohne dass der Regler in die Fahrbewegung des Geräts eingreift.In a further advantageous embodiment, the second predetermined distance has a tolerance range in which the front point can remain without a driving movement of the mobile, self-propelled device being adjusted. In particular, a deviation range is defined around the target distance in which the front point can stay without the controller intervening in the travel movement of the device.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden eine Vorwärtsbewegung des vorderen Punktes durch einen ersten, beispielsweise rechten, Antrieb des mobilen, selbstfahrenden Geräts und eine Ausrichtung des mobilen, selbstfahrenden Geräts durch einen zweiten, beispielsweise linken, Antrieb des mobilen, selbstfahrenden Geräts umgesetzt. Die Vorwärtsbewegung des vorderen Punkts erfolgt also hauptsächlich durch den ersten Antrieb, während die Ausrichtung des Geräts überwiegend vom zweiten Antrieb beeinflusst wird. Das Zusammenspiel der Bewegungen der beiden Antriebe führt zu einer Bahn des Geräts, bei der nicht der Gerätemittelpunkt in seiner Bahn geregelt wird, sondern der vordere Punkt, insbesondere die Seitenbürstenachse.In a further advantageous embodiment, a forward movement of the front point is implemented by a first, for example right, drive of the mobile, self-propelled device and an alignment of the mobile, self-propelled device is implemented by a second, for example left, drive of the mobile, self-propelled device. The forward movement of the front point is therefore mainly caused by the first drive, while the orientation of the device is mainly influenced by the second drive. The interaction of the movements of the two drives leads to a path of the device in which it is not the center of the device that is regulated in its path, but rather the front point, in particular the side brush axis.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform hat das mobile, selbstfahrende Gerät eine D-Form. Insbesondere die Gehäuseform des Geräts weist die D-Form auf. Diese Form des Geräts mit einer geraden Front an der Vorderseite bedingt, dass das Gerät sich bei der Eckreinigung beziehungsweise bei dem Wandfolgemodus um weniger als 90 Grad dreht. Insbesondere erfolgt die Drehung nur soweit, bis der vordere Punkt zur zweiten Wand ausgerichtet ist.In a further advantageous embodiment, the mobile, self-propelled device has a D-shape. In particular, the housing shape of the device is D-shaped. This shape of the device with a straight front means that the device rotates less than 90 degrees when cleaning corners or in wall following mode. In particular, the rotation only takes place until the front point is aligned with the second wall.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform verlangsamt das mobile, selbstfahrende Gerät seine Geschwindigkeit vor Erreichen der zweiten Wand. Im letzten Stück der Annäherung des mobilen, selbstfahrenden Geräts an die zweite Wand bremst das Gerät demnach ab und verringert seine Geschwindigkeit, um eine sichere, zuverlässige und kollisionsfreie Anfahrt an die zweite Wand zu gewährleisten.In a further advantageous embodiment, the mobile, self-propelled device slows down its speed before reaching the second wall. In the final part of the approach of the mobile, self-propelled device to the second wall, the device brakes and reduces its speed in order to ensure a safe, reliable and collision-free approach to the second wall.
Weiter betrifft die Erfindung ein mobiles, selbstfahrendes Gerät, das wie oben beschrieben betrieben wird, und das eine Abstandsmesseinheit umfasst, die dazu ausgebildet ist, einen Abstand zwischen vorderem Punkt des Gehäuseecks und benachbarter Wand zu bestimmen.The invention further relates to a mobile, self-propelled device which is operated as described above and which comprises a distance measuring unit which is designed to determine a distance between the front point of the housing corner and the adjacent wall.
Jegliche Merkmale, Ausgestaltungen, Ausführungsformen und Vorteile das Verfahren betreffend finden auch in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Gerät Anwendung, und umgekehrt.Any features, refinements, embodiments and advantages relating to the method also apply in connection with the device according to the invention, and vice versa.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden, lediglich Beispiele darstellenden Ausführungen der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
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1A : eine schematische Aufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines mobilen, selbstfahrenden Geräts, das zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, -
1 B : eine Teilansicht des Ausführungsbeispiels des mobilen, selbstfahrenden Geräts aus1A , -
2A : ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Betrieb eines mobilen, selbstfahrenden Geräts im Wandfolgemodus, -
2B detaillierte Verfahrensschritte des Schritts 5 des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels der2A , -
3 Ablaufdiagramme betreffend Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines mobilen, selbstfahrenden Geräts, und -
4A-4D jeweils ein Ablaufdiagramm betreffend ein Ausführungsbeispiel eines Betriebsverfahrens im Wandfolgemodus nach dem Stand der Technik.
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1A : a schematic top view of an exemplary embodiment of a mobile, self-propelled device that is suitable for operating a method according to the invention, -
1 B : a partial view of the exemplary embodiment of the mobile, self-propelled device1A , -
2A : an exemplary embodiment according to the invention of a method for operating a mobile, self-propelled device in wall following mode, -
2 B detailed method steps ofstep 5 of the exemplary embodiment according to the invention2A , -
3 Flow charts relating to exemplary embodiments of a method according to the invention for operating a mobile, self-propelled device, and -
4A-4D each a flowchart relating to an exemplary embodiment of an operating method in wall following mode according to the prior art.
Reinigungsroboter, wie beispielsweise Saugroboter, sind dazu da, den Boden regelmäßig von Staub und Schmutz zu befreien. Entlang von Wänden und in Ecken bestehen hierbei jedoch erhöhte Schwierigkeiten einer zuverlässigen Reinigung. Erreicht beispielsweise ein Saugroboter den Großteil der zu reinigenden Bodenfläche, nicht jedoch wandnahe Bereiche, so ist dies nachteilig erkennbar. Auch Kollisionen bei der Eckreinigung mit der Gefahr von Beschädigungen können in wandnahen Bereichen oder Eckbereichen auftreten.Cleaning robots, such as vacuum robots, are used to regularly remove dust and dirt from the floor. However, there are increased difficulties in reliable cleaning along walls and in corners. For example, if a vacuum robot reaches most of the floor area to be cleaned, but not areas close to the wall, this is a disadvantage. Collisions during corner cleaning with the risk of damage can also occur in areas close to the wall or corner areas.
Aufgrund seiner runden Form erreicht der Saugroboter die Ecke 4 nicht mit seinen Reinigungselementen und lässt dort Schmutz und Staub zurück, was von dem Nutzer als nachteilig beurteilt werden kann.Due to its round shape, the vacuum robot does not reach the
Um diese mangelnde Eckreinigung zu verbessern oder gar ganz zu vermeiden, finden Saugroboter Verwendung, die keine runde Form, sondern eine D-Form aufweisen. Diese Saugroboter haben an ihrer Front eine gerade Kante, deren äußere Gehäuseecken bis in eine Raumecke reichen können. Durch diese abstehenden Gehäuseecken kann es bei Drehbewegungen des Saugroboters jedoch zu Kollisionen mit der Wand kommen. Auch besteht die Gefahr, dass ungereinigte Bereiche der Bodenfläche bestehen bleiben.In order to improve or even completely avoid this lack of corner cleaning, vacuum robots are used that do not have a round shape, but a D-shape. These robot vacuum cleaners have a straight edge on their front, the outer corners of which can extend into the corner of the room. However, these protruding housing corners can lead to collisions with the wall when the robot vacuum cleaner rotates. There is also a risk that uncleaned areas of the floor will remain.
Um diese nicht gereinigten Bereiche zu vermeiden, kann bei Eckreinigungen der Weg, den der Saugroboter beim Rückwärtsfahren (Schritt 3) zurücklegt, verkürzt werden, wie es beispielsweise in
Durch das Rückwärtsfahren in der Kurve in Schritt 3 und 4 stößt der Saugroboter 1 jedoch im Bereich 6 gegen die erste Wand 2 und schiebt sich an dieser entlang, wodurch sich mit der Zeit dort Spuren des Saugroboters an der Wand ergeben können.However, by reversing in the curve in
Alternativ ist es bekannt, im Schritt 3 den Saugroboter nur sehr gering nach hinten fahren zu lassen (siehe
Im erfindungsgemäßen Betriebsverfahren wird für den Wandfolgemodus und insbesondere bei der Eckreinigung ein alternativer Regleransatz gewählt, der dafür sorgt, dass die vordere Gehäuseecke des Saugroboters immer einen passenden, ausreichenden, aber nicht zu großen Abstand zur zweiten Wand hält, während sich der Saugroboter insgesamt parallel zur zweiten Wand ausrichtet. Dadurch können Kollisionen der vorderen Gehäuseecke mit der zweiten Wand vermieden werden, wobei gleichzeitig die vordere Gehäuseecke immer eine optimale Überdeckung zur Wand hat.In the operating method according to the invention, an alternative control approach is selected for the wall following mode and in particular for corner cleaning, which ensures that the front corner of the housing of the vacuum robot always maintains a suitable, sufficient, but not too large, distance from the second wall, while the vacuum robot is overall parallel to the aligns with the second wall. This means that collisions between the front corner of the housing and the second wall can be avoided, while at the same time the front corner of the housing always has an optimal overlap with the wall.
Der Robotermittelpunkt befindet sich zentral zwischen den Antriebsrädern 8a, 8b und hat unterschiedliche Abstände zu seitlichen und frontalen Gehäusewänden und zu den Gehäuseecken. Der Saugroboter 1 ist im vorderen Bereich aufgrund der einseitigen Ausbildung der Seitenbürste 10 nicht symmetrisch ausgebildet. Insbesondere der Saugmund 9 ist aufgrund der rechtseitigen Anordnung der Seitenbürste 10 nicht mittig ausgerichtet. Die Seitenbürstenachse 11 der Seitenbürste 10 liegt nahe der vorderen rechten Gehäuseecke des Saugroboters und hat insbesondere ähnliche frontale, laterale und diagonale Abstände zur Gehäusewand des Saugroboters. Die Seitenbürstenachse 11 liegt im Zentrum der Seitenbürste 10, sodass in Richtungen der Gehäusewand des vorderen rechten Gehäuseecks die Reinigungs- beziehungsweise Wirkweite immer nahezu gleich ist.The robot center is located centrally between the
Im Wandfolgemodus findet ein kaskadierter Regler für die Geschwindigkeits-, Richtungsbeziehungsweise Rotations- und Abstandsregelung Anwendung, in dem dem Saugroboter eine Fahrgeschwindigkeit sowie ein Richtung- beziehungsweise Orientierungswinkel vorgegeben werden. Letzterer wird bestimmt, indem der Abstand des Saugroboters 1 zur Wand gemessen oder geschätzt wird. Ist der Abstand größer als ein Sollwert, so ändert sich der Richtungswinkel zur Wand hin. Ist der Abstand dagegen kleiner als der Sollwert, so ändert sich der Richtungswinkel von der Wand weg. Eine PID-Regler-Struktur kann dabei ein Überschwingen dämpfen und einen möglichst stationären Abstandswert ohne größeren Offset vom Sollwert erreichen.In the wall following mode, a cascaded controller is used for speed, direction, rotation and distance control, in which the robot vacuum cleaner is given a travel speed and a direction or orientation angle. The latter is determined by measuring or estimating the distance of the
Als Eingangswert für den Regler wird erfindungsgemäß ein vorderer Punkt der vorderen rechten Gehäuseecke verwendet, insbesondere die Seitenbürstenachse 11. Der Ablauf der Eckreinigung ist in
Die Vorwärtsbewegung der Seitenbürstenachse 11 erfolgt insbesondere durch den Antrieb des rechten Antriebsrads, während die Ausrichtung des Saugroboters 1 überwiegend vom linken Antriebsrad des Saugroboters 1 gesteuert wird. Das Zusammenspiel der Bewegungen der beiden Antriebsräder führt zu der in den
Vorliegend findet die Abstandsregelung über die Seitenbürstenachse lediglich im Schritt 105 Anwendung. In jeglichen anderen Schritten dagegen findet die Abstandsregelung über die Robotermitte statt. Alternativ kann die Abstandsregelung über die Seitenbürstenachse auch in jeglichen Schritten Anwendung finden, in denen der Roboter entlang einer der Wände fährt, also in den Schritten 101b, 105, 106b, wie es im rechten Ablaufdiagramm in
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