WO2009071379A1 - Autonomously functioning device - Google Patents

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WO2009071379A1
WO2009071379A1 PCT/EP2008/063868 EP2008063868W WO2009071379A1 WO 2009071379 A1 WO2009071379 A1 WO 2009071379A1 EP 2008063868 W EP2008063868 W EP 2008063868W WO 2009071379 A1 WO2009071379 A1 WO 2009071379A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electric field
unit
sensor unit
changes
lawnmower
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/063868
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German (de)
French (fr)
Inventor
Joachim Platzer
Amos Albert
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01D—HARVESTING; MOWING
    • A01D34/00—Mowers; Mowing apparatus of harvesters
    • A01D34/006—Control or measuring arrangements
    • A01D34/008—Control or measuring arrangements for automated or remotely controlled operation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G25/00—Watering gardens, fields, sports grounds or the like
    • A01G25/09—Watering arrangements making use of movable installations on wheels or the like
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0259—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using magnetic or electromagnetic means

Definitions

  • the present invention relates to an autonomously operating device comprising a drive unit for moving the device, at least one sensor unit and an evaluation unit.
  • autonomously operating devices are referred to in the present case such devices that can perform work independently, especially house and garden work.
  • autonomous lawnmowers leaf collectors, weed cutters, irrigation devices, vacuum cleaners and the like are known in various designs.
  • reference will only be made to autonomous lawnmowers for the sake of simplicity, but such a lawnmower serves only as an example of autonomously operating devices and is in no way to be understood as limiting.
  • autonomous lawn mowers are in addition to the most efficient operation, such as a complete area coverage when mowing, avoiding the multiple crossing of lawns or the like, a safe operation in which neither the lawnmower nor other objects or people come to harm, and a minimal reworking of Meaning, such as the trimming of the lawn edges after mowing.
  • known autonomous lawnmowers include various types of sensor units that can detect conditions of the working environment of the device.
  • the of the Sensor units detected states are then forwarded in the form of an output signal to an evaluation that evaluates the output signals and based on the evaluation result generates control commands to control components of the lawnmower, such as a drive unit of the lawnmower to avoid using a sensor unit detected obstacles.
  • DE 101 52 726 A1 describes an autonomous lawnmower in which a current-carrying border wire is used, which is laid in advance in the area to be mowed or optionally buried.
  • the lawnmower has one or more sensor units that detect the signal of the current-carrying surround wire.
  • the detected signals are forwarded to an evaluation unit, which based on these generates control commands for a drive unit to ensure that the lawnmower does not leave the working area defined by the trim wire.
  • tactile sensor units that detect objects representing an obstacle only when a collision has already occurred. After a collision has occurred, corresponding control commands are normally generated, which drive the lawnmower's drive unit. cause her to take another path.
  • a problem with the use of such tactile sensor units is that in a collision with an object, the article and also the lawnmower itself can be damaged.
  • tactile sensor units may not recognize flat objects, such as a hand in the grass, so that the lawnmower simply overruns them, which can cause great damage.
  • DE 103 02 908 A1 describes an autonomous lawnmower which has a sensor unit which records the transit time of ultrasonic waves from an ultrasound transmitter to an ultrasound receiver for determining the distance of a sound-reflecting boundary of a lawn area or possible obstacles within the lawn area and enters an evaluation unit.
  • This evaluation unit then processes the corresponding data and generates, based on the evaluation result, control commands for the drive unit of the lawnmower, which cause it to take a different path.
  • this sensor unit in contrast to the previously described tactile sensor units, it is possible to detect objects from an impending collision.
  • a disadvantage of these sensor units is that their correct function only works from a minimum distance and that objects on the ground, such as a child's hand in the grass or the like, can not be reliably detected.
  • optical sensor units which emit light and detect obstacles on the basis of the reflected light of an object of the emitted light.
  • the present invention provides an autonomously operating device, in particular an autonomous lawnmower, comprising a drive unit for moving the device, at least one sensor unit and an evaluation unit.
  • the at least one sensor unit is designed and set up in such a way that it generates an electric field, and that the change in this electric field caused by changes in the surface condition and / or by objects entering the electric field is detected by the evaluation unit be evaluated.
  • an electric field is generated which extends into the environment of the device.
  • Objects as well as changes to the ground, such as a falling edge, change the electric field.
  • Such changes in the electric field are detected by measurement, whereupon objects or changes in the background can be deduced. Then appropriate measures can be taken.
  • control commands can be generated, which drive the drive unit in such a way that the device evades the obstacle.
  • An essential advantage of this detection method compared with the aforementioned sound sensors and optical sensors is that objects and changes to the ground can be detected not only in an area around the device but also below the device. In this way, the danger potential emanating from the device can be further reduced.
  • Another advantage of the detection method according to the invention is that the detection of objects and changes to the ground is non-contact. Furthermore, the sensor unit with the structure described above is not susceptible to interference. Although the absolute value of the measurement made depends strongly on the environmental conditions. For example, a damp lawn affects the capacity of the arrangement. However, since the detection is based on changes in the electric field, the external influences can be easily compensated.
  • the sensor unit according to the invention can be produced very inexpensively. There are no reflection problems and the sensor unit does not need to include moving parts. Accordingly, a solid construction can be realized.
  • the at least one sensor unit has at least one transmitter electrode and at least one receiver electrode which have a mutually different potential, wherein an alternating voltage is applied to the at least one transmitter electrode for generating the electric field between the electrodes becomes.
  • an operational amplifier circuit can be provided, which is set up in such a way that it holds the at least one receiver electrode at zero potential.
  • the evaluation unit can, for example, measure the current flowing through the at least one receiver electrode, wherein a change in the electric field can be deduced when a current change occurs.
  • the at least one sensor unit has at least one shield which is designed and / or supplied with a potential in such a way that it reduces or completely eliminates influences of the electric field by other components of the device. In this way measurement errors can be reduced.
  • the device according to the invention preferably comprises a plurality of sensor units which are arranged such that areas in front of and / or behind and / or next to and / or below and / or above the lawnmower are monitored by means of the electric fields generated by them. In this way, a monitoring of the environment around the lawnmower can be realized. In particular, monitoring of the area below the lawnmower can not be realized with the hitherto known sensor units of autonomous devices.
  • the evaluation unit is preferably set up in such a way that control commands for activating the drive unit are generated on the basis of changes in an electric field generated by a sensor unit, which are detected by the latter.
  • the drive unit is controlled in such a way that the lawnmower evades obstacles that have been detected by the sensor unit.
  • the evaluation unit is preferably set up in such a way that, based on changes in an electric field generated by a sensor unit, control commands for activating at least one further unit of the apparatus are generated.
  • This further unit may be, for example, a motor that drives the blade of a lawnmower. If, for example, an object in the immediate vicinity of the lawnmower is detected with the aid of the sensor unit, which the lawnmower can no longer avoid, then for example the speed of the motor can be reduced or the motor can be lowered immediately turned off. In this way, for example, damage to an object can be prevented when the lawnmower passes over it. Likewise, of course, damage to the cutting blade in a collision with a hard object can be prevented.
  • FIGS. 1a and 1b are schematic views explaining the principle of operation of a sensor unit according to the present invention.
  • Fig. 2 is a schematic view showing an autonomous lawn mower having a plurality of such sensor units.
  • FIGS. 1a and 1b are schematic views showing the basic principle of a sensor unit 10 according to the present invention.
  • the sensor unit 10 includes a transmitter electrode 12 and a receiver electrode 14 having a potential different from each other.
  • the receiver electrode 14 is held in the present case by an operational amplifier circuit, not shown, to zero potential and thus represents a virtual ground.
  • an AC power 16 At the transmitter electrode is by means of an AC power 16 an alternating current is applied so that between the transmitter electrode 12 and the receiver Electrode 14 is an electric field is generated, which is indicated in Fig. Ia by field lines 18.
  • a current I which is detected by an evaluation unit 20, flows at the receiver electrode 14.
  • FIG. 2 shows an autonomous lawnmower 30 according to an embodiment of the present invention.
  • the lawnmower comprises a housing 32, on which movable wheels 34 are arranged, which are driven by means of a drive unit, not shown.
  • a plurality of sensor units 10 are provided which operate according to the measuring principle explained with reference to FIGS. 1a and 1b. More specifically, around the circumference of the upper portion of the housing 32, a band-shaped shield 36a extends, on which a plurality of receiver electrodes 14a are juxtaposed.
  • the shield 36a serves to shield the sensor units 10 from influences of other lawnmower components disposed inside the housing 32.
  • a wire-shaped transmitter electrode 12a around the circumference of the upper portion of the housing 32.
  • This wire-shaped transmitter electrode 12a is connected to an AC power source 16 (not shown in FIG an electric field is generated between the wire-shaped transmitter electrode 12a and the individual receiver electrodes 14a due to the potential difference existing between the electrodes, which area extends outward from the housing 32 of the lawnmower 30.
  • a band-shaped shield 36b is provided at the lower portion of the housing 32 of the lawn mower 30, on which also individual receiver electrodes 14b are arranged side by side, above which extends a wire-shaped transmitter electrode 12b.
  • an electrical field is generated between the wire-shaped transmitter electrode 12b and the individual receiver electrodes 14b extending downwardly from the housing 32 of the lawnmower 30, so that the subsurface is scanned accordingly.
  • each receiver electrode 14a, 14b may be assigned a transmitter electrode.
  • the transmitter electrode may also be meander-shaped or formed in a shape different from a wire.
  • the evaluation unit 20 first generates a control command which initially drives the drive unit of the lawnmower 30 in such a way that the speed of the mower 30 is throttled. Accordingly, the lawnmower 30 can slowly approach the lawn edge 40.
  • a control command is generated which drives the drive unit such that the lawnmower 30 moves in the opposite direction and thus moves away from the lawn edge 40 to prevent a crash of the lawnmower 30 at the lawn edge 40.
  • the sensor units 10 and the evaluation unit 20 can be set up such that, for example, the motor which drives the cutting blade of the lawnmower 30 is stopped as soon as the sensor units 10 detect an obstacle in the lower region of the housing 32 of the lawnmower 30. In this way, damage to the cutting blade or the object can be prevented.
  • the invention relates to autonomous apparatus in general and is not limited to autonomous lawn mowers.
  • the invention can also be implemented in autonomous leaf collectors, weed killers, irrigation devices, vacuum cleaners and the like.
  • the invention is based on the generation of an electric field, wherein changes in the catchment area of the electric field, such as changes caused by objects, living beings or changes to the ground, lead to distortions of the electric field, which can be detected by measurement.
  • the detection takes place without contact according to the measuring principle according to the invention. There is thus the possibility of implementing security functions, in particular the avoidance of injuries to humans and animals. Furthermore, alternative strategies can be implemented in the event that the lawnmower is in collision with stationary or mobile objects. This serves to prevent destruction of the lawnmower and the objects.
  • the absolute value of the measurement depends largely on the environmental conditions, such as the weather. For example, a damp lawn affects the capacity of the arrangement. But since the detection is based on changes in the electric field, the external influences can be easily compensated. Accordingly, the detection always works reliably. Not least, the invention is characterized by the fact that the sensor unit can be built very inexpensively. There are no reflection problems, and the sensor contains no moving parts.

Abstract

The invention relates to an autonomously functioning device (30), particularly an autonomous lawn mower, comprising a drive unit for moving the device (30), at least one sensor unit (10), and an analysis unit (20), wherein the at least one sensor unit (10) is configured and designed such that said sensor unit generates an electric field and such that any changes to said electric field caused by changes in the subsurface structure and/or by objects (22) entering into the electric field are detected and analyzed by the analysis unit (20).

Description

R . 321508 R. 321508
Autonom arbeitende VorrichtungAutonomous working device
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine autonom arbeitende Vorrichtung, die eine Antriebseinheit zum Bewegen der Vorrichtung, zumindest eine Sensoreinheit und eine Auswerteeinheit um- fasst .The present invention relates to an autonomously operating device comprising a drive unit for moving the device, at least one sensor unit and an evaluation unit.
Stand der TechnikState of the art
Als autonom arbeitende Vorrichtungen werden vorliegend solche Vorrichtungen bezeichnet, die Arbeiten selbständig ausführen können, insbesondere Haus- und Gartenarbeiten. So sind im Stand der Technik beispielsweise autonome Rasenmäher, Laubsammler, Unkrautjäter, Bewässerungsvorrichtungen, Staubsauger und dergleichen in verschiedensten Ausgestaltungen bekannt. Nachfolgend wird der Einfachheit halber nur noch auf autonome Rasenmäher Bezug genommen, wobei ein solcher Rasenmäher jedoch nur als ein Beispiel für autonom arbeitende Vorrichtungen dient und in keiner Weise als einschränkend zu verstehen ist.As autonomously operating devices are referred to in the present case such devices that can perform work independently, especially house and garden work. For example, in the state of the art, autonomous lawnmowers, leaf collectors, weed cutters, irrigation devices, vacuum cleaners and the like are known in various designs. In the following, reference will only be made to autonomous lawnmowers for the sake of simplicity, but such a lawnmower serves only as an example of autonomously operating devices and is in no way to be understood as limiting.
Bei autonomen Rasenmähern sind neben einer möglichst effizienten Arbeitsweise, wie beispielsweise eine vollständige Flächenabdeckung beim Mähen, eine Vermeidung des Mehrfachüberfahrens von Rasenflächen oder dergleichen, eine sichere Arbeitsweise, bei der weder der Rasenmäher noch andere Gegenstände oder Personen zu Schaden kommen, sowie ein minimaler Nachbearbeitungsaufwand von Bedeutung, wie etwa das Trimmen der Rasenkanten nach dem Mähen.In autonomous lawn mowers are in addition to the most efficient operation, such as a complete area coverage when mowing, avoiding the multiple crossing of lawns or the like, a safe operation in which neither the lawnmower nor other objects or people come to harm, and a minimal reworking of Meaning, such as the trimming of the lawn edges after mowing.
Zur Realisierung dieser Anforderungen umfassen bekannte autonome Rasenmäher verschiedene Arten von Sensoreinheiten, die Zustände des Arbeitsumfelds der Vorrichtung erfassen können. Die von den Sensoreinheiten erfassten Zustände werden dann in Form eines Ausgangssignals an eine Auswerteeinheit weitergeleitet, welche die Ausgangssignale auswertet und basierend auf dem Auswertungsergebnis Steuerbefehle generiert, um Komponenten des Rasenmähers anzusteuern, wie beispielsweise eine Antriebseinheit des Rasenmähers, um mit Hilfe einer Sensoreinheit detektierten Hindernissen auszuweichen .To realize these requirements, known autonomous lawnmowers include various types of sensor units that can detect conditions of the working environment of the device. The of the Sensor units detected states are then forwarded in the form of an output signal to an evaluation that evaluates the output signals and based on the evaluation result generates control commands to control components of the lawnmower, such as a drive unit of the lawnmower to avoid using a sensor unit detected obstacles.
Beispielsweise beschreibt die DE 101 52 726 Al einen autonomen Rasenmäher, bei dem ein stromdurchflossener Einfassungsdraht zum Einsatz kommt, der im Vorfeld um den zu mähenden Bereich gelegt oder wahlweise vergraben wird. Der Rasenmäher verfügt über eine oder mehrere Sensoreinheiten, die das Signal des stromdurchflos- senen Einfassungsdrahtes erfassen. Die erfassten Signale werden an eine Auswerteeinheit weitergeleitet, die auf diesen basierend Steuerbefehle für eine Antriebseinheit generiert, um sicherzustellen, dass der Rasenmäher den durch den Einfassungsdraht definierten Arbeitsbereich nicht verlässt.For example, DE 101 52 726 A1 describes an autonomous lawnmower in which a current-carrying border wire is used, which is laid in advance in the area to be mowed or optionally buried. The lawnmower has one or more sensor units that detect the signal of the current-carrying surround wire. The detected signals are forwarded to an evaluation unit, which based on these generates control commands for a drive unit to ensure that the lawnmower does not leave the working area defined by the trim wire.
Wenngleich die Verlegung des Einfassungsdrahtes eine sehr zuverlässige Lösung zur Abgrenzung des Arbeitsbereiches darstellt, ist diese jedoch mit einem hohen Installationsaufwand verbunden. Um zu vermeiden, dass der Rasenmäher an vertikalen Grasnaben abstürzt, muss der Draht lediglich in sicherem Abstand von solchen Grasnaben verlegt werden. Hierbei lässt sich jedoch nicht sicherstellen, dass ein sauberer Schnitt an der Außengrenze des Arbeitsbereiches erfolgt. Entsprechend ist normalerweise eine Nachbearbeitung entlang der Außengrenze des Arbeitsbereiches beispielsweise unter Verwendung eines Rasentrimmers erforderlich.Although the laying of the edging wire is a very reliable solution to delineate the working area, this is associated with a high installation cost. To prevent the lawnmower from crashing on vertical turfs, it is only necessary to lay the wire away from such turf at a safe distance. However, this does not ensure that a clean cut is made at the outer boundary of the work area. Accordingly, post-processing along the outer boundary of the work area, for example using a trimmer, is normally required.
Ferner sind autonome Rasenmäher verfügbar, die über taktile Sensoreinheiten verfügen, die ein Hindernis darstellende Objekte erst dann erkennen, wenn eine Kollision bereits aufgetreten ist. Nach aufgetretener Kollision werden normalerweise entsprechende Steuerbefehle generiert, welche die Antriebseinheit des Rasenmä- hers dazu veranlassen, einen anderen Pfad einzuschlagen. Ein Problem bei der Verwendung solcher taktilen Sensoreinheiten besteht darin, dass bei einer Kollision mit einem Gegenstand der Gegenstand und auch der Rasenmäher selbst beschädigt werden können. Zudem können taktile Sensoreinheiten ggf. flache Objekte, wie beispielsweise eine Hand im Gras, nicht erkennen, so dass der Rasenmäher diese einfach überfährt, wodurch große Schäden angerichtet werden können.Furthermore, autonomous lawn mowers are available that have tactile sensor units that detect objects representing an obstacle only when a collision has already occurred. After a collision has occurred, corresponding control commands are normally generated, which drive the lawnmower's drive unit. cause her to take another path. A problem with the use of such tactile sensor units is that in a collision with an object, the article and also the lawnmower itself can be damaged. In addition, tactile sensor units may not recognize flat objects, such as a hand in the grass, so that the lawnmower simply overruns them, which can cause great damage.
Die DE 103 02 908 Al beschreibt einen autonomen Rasenmäher, der über eine Sensoreinheit verfügt, welche die Laufzeit von Ultraschallwellen von einem Ultraschallsender zu einem Ultraschallempfänger zur Bestimmung der Entfernung einer schallreflektierenden Begrenzung eines Rasenareals oder möglicher Hindernisse innerhalb des Rasenareals erfasst und in eine Auswerteeinheit einließt. Diese Auswerteeinheit verarbeitet dann die entsprechenden Daten und generiert basierend auf dem Auswertungsergebnis Steuerbefehle für die Antriebseinheit des Rasenmähers, die diesen dazu veranlassen, einen anderen Pfad einzuschlagen. Mit Hilfe dieser Sensoreinheit lassen sich im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen taktilen Sensoreinheiten Objekte vor einer drohenden Kollision detektieren. Nachteilig bei diesen Sensoreinheiten ist jedoch, dass deren korrekte Funktion erst ab einer Mindestentfernung funktioniert und dass Objekte am Untergrund, wie beispielsweise eine Kinderhand im Gras oder dergleichen, nicht sicher erkannt werden können.DE 103 02 908 A1 describes an autonomous lawnmower which has a sensor unit which records the transit time of ultrasonic waves from an ultrasound transmitter to an ultrasound receiver for determining the distance of a sound-reflecting boundary of a lawn area or possible obstacles within the lawn area and enters an evaluation unit. This evaluation unit then processes the corresponding data and generates, based on the evaluation result, control commands for the drive unit of the lawnmower, which cause it to take a different path. With the aid of this sensor unit, in contrast to the previously described tactile sensor units, it is possible to detect objects from an impending collision. A disadvantage of these sensor units, however, is that their correct function only works from a minimum distance and that objects on the ground, such as a child's hand in the grass or the like, can not be reliably detected.
Gleiches gilt im Wesentlichen auch für optische Sensoreinheiten, die Licht aussenden und Hindernisse anhand von dem an einem Objekt reflektiertem Anteil des ausgesendeten Lichts detektieren.The same applies essentially also to optical sensor units which emit light and detect obstacles on the basis of the reflected light of an object of the emitted light.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine autonom arbeitende Vorrichtung mit alternativem Aufbau zu schaffen, welche die zuvor genannten Probleme zumindest teilweise löst. Offenbarung der ErfindungStarting from this prior art, it is an object of the present invention to provide an autonomous device of alternative construction, which at least partially solves the aforementioned problems. Disclosure of the invention
Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung eine autonom arbeitende Vorrichtung, insbesondere einen autonomen Rasenmäher, umfassend eine Antriebseinheit zum Bewegen der Vorrichtung, zumindest eine Sensoreinheit und eine Auswerteinheit.To achieve this object, the present invention provides an autonomously operating device, in particular an autonomous lawnmower, comprising a drive unit for moving the device, at least one sensor unit and an evaluation unit.
Erfindungsgemäß ist die zumindest eine Sensoreinheit derart ausgebildet und eingerichtet, dass sie ein elektrisches Feld erzeugt, und dass Veränderung dieses elektrischen Feldes, die durch Änderungen der Untergrundbeschaffenheit und/oder durch in das e- lektrische Feld eintretende Objekte hervorgerufen werden, erfasst und durch die Auswerteeinheit ausgewertet werden.According to the invention, the at least one sensor unit is designed and set up in such a way that it generates an electric field, and that the change in this electric field caused by changes in the surface condition and / or by objects entering the electric field is detected by the evaluation unit be evaluated.
Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß ein elektrisches Feld generiert, das sich in die Umgebung der Vorrichtung erstreckt. Objekte sowie Veränderungen am Untergrund, wie beispielsweise eine abfallende Kante, verändern das elektrische Feld. Derartige Veränderungen des elektrischen Feldes werden messtechnisch erfasst, woraufhin auf Objekte oder Veränderungen am Untergrund rückgeschlossen werden kann. Daraufhin können entsprechende Maßnahmen getroffen werden. So können beispielsweise Steuerbefehle generiert werden, welche die Antriebseinheit derart ansteuern, das die Vorrichtung dem Hindernis ausweicht.In other words, according to the invention, an electric field is generated which extends into the environment of the device. Objects as well as changes to the ground, such as a falling edge, change the electric field. Such changes in the electric field are detected by measurement, whereupon objects or changes in the background can be deduced. Then appropriate measures can be taken. Thus, for example, control commands can be generated, which drive the drive unit in such a way that the device evades the obstacle.
Ein wesentlicher Vorteil dieser Detektionsmethode gegenüber den eingangs genannten Schallsensoren und optischen Sensoren besteht darin, dass sich Objekte und Veränderungen am Untergrund nicht nur in einem Bereich um die Vorrichtung herum sondern auch unterhalb der Vorrichtung erfassen lassen. Auf diese Weise lässt sich das von der Vorrichtung ausgehende Gefahrenpotential weiter reduzieren . Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Detektionsmethode besteht darin, dass die Erfassung von Objekten und Veränderungen am Untergrund berührungslos erfolgt. Ferner ist die Sensoreinheit mit dem zuvor beschriebenen Aufbau störungsunanfällig . Zwar hängt der absolute Wert der durchgeführten Messung im starken Maße von den Umgebungsbedingungen ab. So beeinflusst etwa ein feuchter Rasen die Kapazität der Anordnung. Da die Detektion jedoch auf Veränderungen des elektrischen Feldes basiert, lassen sich die äußeren Einflüsse sehr einfach kompensieren.An essential advantage of this detection method compared with the aforementioned sound sensors and optical sensors is that objects and changes to the ground can be detected not only in an area around the device but also below the device. In this way, the danger potential emanating from the device can be further reduced. Another advantage of the detection method according to the invention is that the detection of objects and changes to the ground is non-contact. Furthermore, the sensor unit with the structure described above is not susceptible to interference. Although the absolute value of the measurement made depends strongly on the environmental conditions. For example, a damp lawn affects the capacity of the arrangement. However, since the detection is based on changes in the electric field, the external influences can be easily compensated.
Zudem kann die erfindungsgemäße Sensoreinheit sehr preisgünstig hergestellt werden. Es existieren keine Reflexionsprobleme und die Sensoreinheit braucht keine beweglichen Bauteile zu beinhalten. Entsprechend kann ein solider Aufbau realisiert werden.In addition, the sensor unit according to the invention can be produced very inexpensively. There are no reflection problems and the sensor unit does not need to include moving parts. Accordingly, a solid construction can be realized.
Schließlich können mit der Sensoreinheit sowohl metallische als auch nichtmetallische Objekte detektiert werden.Finally, both metallic and non-metallic objects can be detected with the sensor unit.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die zumindest eine Sensoreinheit wenigstens eine Transmitter- Elektrode und wenigstens eine Receiver-Elektrode auf, die ein voneinander verschiedenes Potential aufweisen, wobei zur Erzeugung des elektrischen Feldes zwischen den Elektroden an der wenigstens einen Transmitter-Elektrode eine Wechselspannung angelegt wird. Zur Sicherstellung des Potentialunterschiedes kann beispielsweise eine Operationsverstärkerschaltung vorgesehen werden, die derart eingerichtet ist, dass sie die wenigstens eine Receiver-Elektrode auf Nullpotential hält. Zur Erfassung einer Änderung des elektrischen Feldes kann die Auswerteeinheit beispielsweise den durch die wenigstens eine Receiver-Elektrode fließenden Strom messen, wobei beim Auftreten einer Stromänderung auf eine Änderung des elektrischen Feldes rückgeschlossen werden kann . Bevorzugt weist die wenigstens eine Sensoreinheit zumindest eine Abschirmung auf, die derart ausgebildet ist und/oder derart mit einem Potential beaufschlagt wird, dass sie Beeinflussungen des elektrischen Feldes durch andere Komponenten der Vorrichtung verringert oder ganz eliminiert wird. Auf diese Weise können Messfehler reduziert werden.According to one embodiment of the present invention, the at least one sensor unit has at least one transmitter electrode and at least one receiver electrode which have a mutually different potential, wherein an alternating voltage is applied to the at least one transmitter electrode for generating the electric field between the electrodes becomes. To ensure the potential difference, for example, an operational amplifier circuit can be provided, which is set up in such a way that it holds the at least one receiver electrode at zero potential. In order to detect a change in the electric field, the evaluation unit can, for example, measure the current flowing through the at least one receiver electrode, wherein a change in the electric field can be deduced when a current change occurs. Preferably, the at least one sensor unit has at least one shield which is designed and / or supplied with a potential in such a way that it reduces or completely eliminates influences of the electric field by other components of the device. In this way measurement errors can be reduced.
Zudem umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt mehrere Sensoreinheiten, die derart angeordnet sind, dass Bereiche vor und/oder hinter und/oder neben und/oder unterhalb und/oder oberhalb des Rasenmähers mit Hilfe der von diesen generierten elektrischen Felder überwacht werden. Auf diese Weise lässt sich eine Überwachung der Umgebung rund um den Rasenmäher realisieren. Insbesondere eine Überwachung des Bereiches unterhalb des Rasenmähers lässt sich mit den bislang bekannten Sensoreinheiten von autonomen Vorrichtungen nicht realisieren.In addition, the device according to the invention preferably comprises a plurality of sensor units which are arranged such that areas in front of and / or behind and / or next to and / or below and / or above the lawnmower are monitored by means of the electric fields generated by them. In this way, a monitoring of the environment around the lawnmower can be realized. In particular, monitoring of the area below the lawnmower can not be realized with the hitherto known sensor units of autonomous devices.
Die Auswerteeinheit ist bevorzugt derart eingerichtet, dass basierend auf von dieser erfassten Veränderungen eines von einer Sensoreinheit erzeugten elektrischen Feldes Steuerbefehle zum Ansteuern der Antriebseinheit generiert werden. Mit anderen Worten wird die Antriebseinheit derart angesteuert, dass der Rasenmäher Hindernissen, die durch die Sensoreinheit erfasst wurden, ausweicht .The evaluation unit is preferably set up in such a way that control commands for activating the drive unit are generated on the basis of changes in an electric field generated by a sensor unit, which are detected by the latter. In other words, the drive unit is controlled in such a way that the lawnmower evades obstacles that have been detected by the sensor unit.
Zudem ist die Auswerteeinheit bevorzugt derart eingerichtet, dass basierend auf von dieser erfassten Veränderungen eines von einer Sensoreinheit erzeugten elektrischen Feldes Steuerbefehle zum Ansteuern wenigstens einer weiteren Einheit der Vorrichtung generiert werden. Bei dieser weiteren Einheit kann es sich beispielsweise um einen Motor handeln, der das Schneidblatt eines Rasenmähers antreibt. Wird beispielsweise ein Objekt in unmittelbarer Umgebung des Rasenmähers mit Hilfe der Sensoreinheit detektiert, dem der Rasenmäher nicht mehr ausweichen kann, so kann beispielsweise die Drehzahl des Motors verringert oder der Motor sofort ausgeschaltet werden. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Beschädigung eines Objektes verhindert werden, wenn der Rasenmäher dieses überfährt. Ebenso kann natürlich auch eine Beschädigung des Schneidblattes bei einer Kollision mit einem harten Objekt verhindert werden.In addition, the evaluation unit is preferably set up in such a way that, based on changes in an electric field generated by a sensor unit, control commands for activating at least one further unit of the apparatus are generated. This further unit may be, for example, a motor that drives the blade of a lawnmower. If, for example, an object in the immediate vicinity of the lawnmower is detected with the aid of the sensor unit, which the lawnmower can no longer avoid, then for example the speed of the motor can be reduced or the motor can be lowered immediately turned off. In this way, for example, damage to an object can be prevented when the lawnmower passes over it. Likewise, of course, damage to the cutting blade in a collision with a hard object can be prevented.
Ausführungsbeispielembodiment
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen genauer beschrieben. Darin ist/sind:Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In it is / are:
Fig. Ia und Ib schematische Ansichten, die das Funktionsprinzip einer Sensoreinheit gemäß der vorliegenden Erfindung erläutern; undFIGS. 1a and 1b are schematic views explaining the principle of operation of a sensor unit according to the present invention; and
Fig. 2 eine schematische Ansicht, die einen autonomen Rasenmäher zeigt, der über eine Vielzahl solcher Sensoreinheiten verfügt .Fig. 2 is a schematic view showing an autonomous lawn mower having a plurality of such sensor units.
Gleiche Bezugsziffern beziehen sich nachfolgend auf gleiche oder gleichartige Bauteile.Like reference numerals refer to the same or similar components below.
Die Fig. Ia und Ib sind schematische Ansichten und zeigen das Grundprinzip einer Sensoreinheit 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie es in Fig. Ia gezeigt ist, umfasst die Sensoreinheit 10 eine Transmitter-Elektrode 12 und eine Receiver-Elektrode 14, die ein voneinander verschiedenes Potential aufweisen. Zur Aufrechterhaltung des Potentialunterschiedes zwischen der Transmitter- Elektrode 12 und der Receiver-Elektrode 14 wird die Receiver- Elektrode 14 vorliegend durch eine nicht dargestellte Operationsverstärkerschaltung auf Nullpotential gehalten und stellt somit eine virtuelle Masse dar. An der Transmitter-Elektrode wird mit Hilfe einer Wechselstromquelle 16 ein Wechselstrom angelegt, so dass zwischen der Transmitter-Elektrode 12 und der Receiver- Elektrode 14 ein elektrisches Feld erzeugt wird, das in Fig. Ia durch Feldlinien 18 angedeutet ist. Solange zwischen der Trans- mitter-Elektrode 12 und der Receiver-Elektrode 14 ein ungestörtes elektrisches Feld vorhanden ist, fließt an der Receiver-Elektrode 14 ein Strom I, der durch eine Auswerteeinheit 20 erfasst wird.FIGS. 1a and 1b are schematic views showing the basic principle of a sensor unit 10 according to the present invention. As shown in FIG. 1a, the sensor unit 10 includes a transmitter electrode 12 and a receiver electrode 14 having a potential different from each other. To maintain the potential difference between the transmitter electrode 12 and the receiver electrode 14, the receiver electrode 14 is held in the present case by an operational amplifier circuit, not shown, to zero potential and thus represents a virtual ground. At the transmitter electrode is by means of an AC power 16 an alternating current is applied so that between the transmitter electrode 12 and the receiver Electrode 14 is an electric field is generated, which is indicated in Fig. Ia by field lines 18. As long as an undisturbed electric field is present between the transmitter electrode 12 and the receiver electrode 14, a current I, which is detected by an evaluation unit 20, flows at the receiver electrode 14.
Tritt nun in das elektrische Feld, wie es in Fig. Ib gezeigt ist, ein Objekt 22 in das elektrische Feld ein, so wird elektrische Ladung in Form des Stroms I5 abgezogen, so dass das elektrische Feld verzerrt bzw. verändert wird; es entsteht ein sogenannter Nebenschluss . Der an der Receiver-Elektrode gemessene Strom sinkt dabei auf IR, wobei IR ungefähr I-IG entspricht. Diese Änderung des Stroms an der Receiver-Elektrode 14 wird von der Auswerteeinheit 20 detektiert, woraufhin diese darauf schließt, dass innerhalb des elektrischen Feldes zwischen der Transmitter-Elektrode 12 und der Receiver-Elektrode 14 das Objekt 22 vorhanden ist. Basierend hierauf generiert die Auswerteeinheit 20 Steuerbefehle zum Ansteuern einer Antriebseinheit des Rasenmähers, um ein Ausweichmanöver einzuleiten, und/oder Steuersignale zum Ansteuern anderer Komponenten des Rasenmähers, beispielsweise um den das Schneidmesser antreibende Motor anzuhalten.When an object 22 enters the electric field in the electric field, as shown in FIG. 1b, electric charge in the form of the current I 5 is drawn off, so that the electric field is distorted or changed; It creates a so-called shunt. The current measured at the receiver electrode drops to I R , where I R corresponds to approximately II G. This change in the current at the receiver electrode 14 is detected by the evaluation unit 20, whereupon it concludes that within the electric field between the transmitter electrode 12 and the receiver electrode 14, the object 22 is present. Based on this, the evaluation unit 20 generates control commands for activating a drive unit of the lawnmower in order to initiate an evasive maneuver, and / or control signals for activating other components of the lawnmower, for example to stop the motor driving the cutting blade.
Fig. 2 zeigt einen autonomen Rasenmäher 30 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Rasenmäher umfasst ein Gehäuse 32, an dem bewegliche Räder 34 angeordnet sind, die mit Hilfe einer nicht dargestellten Antriebseinheit angetrieben werden. An der Außenseite des Gehäuses 32 sind mehrere Sensoreinheiten 10 vorgesehen, die nach dem unter Bezugnahme auf die Fig. Ia und Ib erläuterten Messprinzip arbeiten. Genauer gesagt erstreckt sich um den Umfang des oberen Bereiches des Gehäuses 32 eine bandförmige Abschirmung 36a, auf der nebeneinander eine Vielzahl von Receiver-Elektroden 14a angeordnet ist. Die Abschirmung 36a dient dazu, die Sensoreinheiten 10 vor Einflüssen weiteren Rasenmäherkomponenten abzuschirmen, die im Innern des Gehäuses 32 angeordnet sind. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die von den Sensoreinheiten 10 erzeugten elektrischen Felder durch elektrische Felder, die von anderen Rasenmäherkomponenten generiert werden, beeinträchtigt werden. Oberhalb der nebeneinander angeordneten Receiver-Elektroden 14a erstreckt sich in Auswärtsrichtung eine drahtförmige Transmitter-Elektrode 12a um den Umfang des oberen Bereiches des Gehäuses 32. Diese drahtförmige Transmitter-Elektrode 12a ist mit einer Wechselstromquelle 16 (in Fig. 2 nicht gezeigt) verbunden, so dass zwischen der drahtförmi- gen Transmitter-Elektrode 12a und den einzelnen Receiver- Elektroden 14a aufgrund des Potentialunterschiedes, der zwischen den Elektroden vorliegt, ein elektrisches Feld erzeugt wird, das sich ausgehend von dem Gehäuse 32 des Rasenmähers 30 auswärts erstreckt .FIG. 2 shows an autonomous lawnmower 30 according to an embodiment of the present invention. The lawnmower comprises a housing 32, on which movable wheels 34 are arranged, which are driven by means of a drive unit, not shown. On the outside of the housing 32, a plurality of sensor units 10 are provided which operate according to the measuring principle explained with reference to FIGS. 1a and 1b. More specifically, around the circumference of the upper portion of the housing 32, a band-shaped shield 36a extends, on which a plurality of receiver electrodes 14a are juxtaposed. The shield 36a serves to shield the sensor units 10 from influences of other lawnmower components disposed inside the housing 32. In this way it can be prevented that the electrical fields generated by the sensor units 10 are affected by electric fields generated by other lawnmower components. Above the juxtaposed receiver electrodes 14a extends in the outward direction a wire-shaped transmitter electrode 12a around the circumference of the upper portion of the housing 32. This wire-shaped transmitter electrode 12a is connected to an AC power source 16 (not shown in FIG an electric field is generated between the wire-shaped transmitter electrode 12a and the individual receiver electrodes 14a due to the potential difference existing between the electrodes, which area extends outward from the housing 32 of the lawnmower 30.
In ähnlicher Weise ist an dem unteren Bereich des Gehäuses 32 des Rasenmähers 30 eine bandförmige Abschirmung 36b vorgesehen, auf der ebenfalls nebeneinander einzelne Receiver-Elektroden 14b angeordnet sind, oberhalb derer sich eine drahtförmige Transmitter- Elektrode 12b erstreckt. Auch hier wird durch Anlegen eines Wechselstroms an die drahtförmige Transmitter-Elektrode 12b ein e- lektrisches Feld zwischen der drahtförmigen Transmitter-Elektrode 12b und den einzelnen Receiver-Elektroden 14b erzeugt, das sich ausgehend von dem Gehäuse 32 des Rasenmähers 30 auswärts nach unten erstreckt, so dass entsprechend der Untergrund abgetastet wird.Similarly, a band-shaped shield 36b is provided at the lower portion of the housing 32 of the lawn mower 30, on which also individual receiver electrodes 14b are arranged side by side, above which extends a wire-shaped transmitter electrode 12b. Again, by applying an alternating current to the wire-shaped transmitter electrode 12b, an electrical field is generated between the wire-shaped transmitter electrode 12b and the individual receiver electrodes 14b extending downwardly from the housing 32 of the lawnmower 30, so that the subsurface is scanned accordingly.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Transmitter-Elektroden 12a und 12b auch in anderer Anzahl und Form vorgesehen werden können. Beispielsweise kann jeder Receiver-Elektrode 14a, 14b eine Transmitter-Elektrode zugeordnet sein. Ferner kann die Transmitter-Elektrode auch mäanderförmig oder in einer von einem Draht verschiedenen Form ausgebildet sein.It should be noted here that the transmitter electrodes 12a and 12b can also be provided in a different number and shape. For example, each receiver electrode 14a, 14b may be assigned a transmitter electrode. Further, the transmitter electrode may also be meander-shaped or formed in a shape different from a wire.
Bei dem Rasenmäher 30 mit dem zuvor beschriebenen Aufbau können mit Hilfe der Sensoreinheiten 10, die an dem Gehäuse 32 des Ra- senmähers 30 angeordnet sind, Objekte und Änderungen der Umgebung um den Rasenmäher 30 herum und unterhalb des Rasenmähers 30 de- tektiert werden. Wird beispielsweise von den vorderen Sensoreinheiten 10 im unteren Bereich des Gehäuses 32 des Rasenmähers 30 eine Änderung des Untergrundes in Form einer abfallenden Rasenkante 40 erfasst, so generiert die Auswerteeinheit 20 zunächst einen Steuerbefehl, der die Antriebseinheit des Rasenmähers 30 zunächst derart ansteuert, dass die Geschwindigkeit des Rasenmähers 30 gedrosselt wird. Entsprechend kann der Rasenmäher 30 langsam an die Rasenkante 40 heranfahren. Wird durch die Auswerteeinheit 20 dann detektiert, dass sich der Rasenmäher 30 in unmittelbarer Nähe der Rasenkante 40 befindet, so wird ein Steuerbefehl generiert, der die Antriebseinheit derart ansteuert, dass sich der Rasenmäher 30 in entgegengesetzte Richtung bewegt und sich somit von der Rasenkante 40 entfernt, um ein Abstürzen des Rasenmähers 30 an der Rasenkante 40 zu verhindern.In the case of the lawnmower 30 with the structure described above, with the aid of the sensor units 10 which are attached to the housing 32 of the lawn mens 30 are arranged, objects and changes in the environment around the lawn mower 30 around and below the lawn mower 30 are detected. If, for example, a change in the background in the form of a sloping lawn edge 40 is detected by the front sensor units 10 in the lower region of the housing 32 of the lawnmower 30, the evaluation unit 20 first generates a control command which initially drives the drive unit of the lawnmower 30 in such a way that the speed of the mower 30 is throttled. Accordingly, the lawnmower 30 can slowly approach the lawn edge 40. If it is then detected by the evaluation unit 20 that the lawnmower 30 is located in the immediate vicinity of the lawn edge 40, a control command is generated which drives the drive unit such that the lawnmower 30 moves in the opposite direction and thus moves away from the lawn edge 40 to prevent a crash of the lawnmower 30 at the lawn edge 40.
Wenn ein Hindernis in Form eines ortsfesten oder beweglichen durch eine der Sensoreinheiten 10 im oberen oder unteren Bereich des Gehäuses 32 des Rasenmähers 30 detektiert wird, so werden Steuerbefehle generiert, welche die Antriebseinheit derart ansteuern, dass der Rasenmäher 30 dem Hindernis ausweicht. Ferner können die Sensoreinheiten 10 und die Auswerteeinheit 20 derart eingerichtet sein, dass beispielsweise der Motor, der das Schneidblatt des Rasenmähers 30 antreibt, angehalten wird, sobald die Sensoreinheiten 10 im unteren Bereich des Gehäuses 32 des Rasenmähers 30 ein Hindernis detektieren. Auf diese Weise können Beschädigungen des Schneidblattes oder des Objektes verhindert werden .If an obstacle in the form of a stationary or movable by one of the sensor units 10 in the upper or lower portion of the housing 32 of the mower 30 is detected, so control commands are generated, which drive the drive unit such that the lawnmower 30 evades the obstacle. Furthermore, the sensor units 10 and the evaluation unit 20 can be set up such that, for example, the motor which drives the cutting blade of the lawnmower 30 is stopped as soon as the sensor units 10 detect an obstacle in the lower region of the housing 32 of the lawnmower 30. In this way, damage to the cutting blade or the object can be prevented.
Es sollte klar sein, dass das unter Bezugnahme auf die Figuren erläuterte Ausführungsbeispiel in keiner Weise einschränkend ist. Vielmehr können Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, der durch die beiliegenden Ansprüche definiert wird. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf autonom arbeitende Vorrichtung im Allgemeinen und ist nicht auf autonome Rasenmäher beschränkt. So kann die Erfindung auch bei autonomen Laubsammlern, Unkrautjä- tern, Bewässerungsvorrichtungen, Staubsaugern und dergleichen implementiert werden.It should be understood that the embodiment illustrated with reference to the figures is in no way limiting. Rather, modifications and changes may be made without departing from the scope of the present invention as defined by the appended claims. Especially The invention relates to autonomous apparatus in general and is not limited to autonomous lawn mowers. Thus, the invention can also be implemented in autonomous leaf collectors, weed killers, irrigation devices, vacuum cleaners and the like.
Grundsätzlich basiert die Erfindung auf der Erzeugung eines elektrischen Feldes, wobei Veränderungen im Einzugsbereich des elektrischen Feldes, wie beispielsweise Veränderungen, die durch Objekte, Lebewesen oder Veränderungen am Untergrund hervorgerufen werden, zu Verzerrungen des elektrischen Feldes führen, die sich messtechnisch erfassen lassen.Basically, the invention is based on the generation of an electric field, wherein changes in the catchment area of the electric field, such as changes caused by objects, living beings or changes to the ground, lead to distortions of the electric field, which can be detected by measurement.
Durch eine entsprechende Anordnung der Elektroden am Rasenmäher ist es möglich, Veränderungen des elektrischen Feldes nicht nur vor, hinter und neben sondern auch unter dem Rasenmäher zu detek- tieren. Damit können beispielsweise vertikale Rasenkanten, Treppenstufen oder Löcher im Rasen erfasst werden.By a corresponding arrangement of the electrodes on the lawnmower, it is possible to detect changes in the electric field not only in front of, behind and beside but also below the lawnmower. For example, vertical lawn edges, steps or holes in the lawn can be detected.
Die Erkennung erfolgt gemäß dem erfindungsgemäßen Messprinzip berührungslos. Damit besteht die Möglichkeit der Implementierung von Sicherheitsfunktionen, insbesondere die Vermeidung von Verletzungen von Mensch und Tier. Des Weiteren lassen sich Ausweichstrategien implementieren für den Fall, dass sich der Rasenmäher auf Kollisionskurs mit stationären oder mobilen Objekten befindet. Dies dient der Vorbeugung einer Zerstörung des Rasenmähers sowie der Objekte.The detection takes place without contact according to the measuring principle according to the invention. There is thus the possibility of implementing security functions, in particular the avoidance of injuries to humans and animals. Furthermore, alternative strategies can be implemented in the event that the lawnmower is in collision with stationary or mobile objects. This serves to prevent destruction of the lawnmower and the objects.
Der absolute Wert der Messung hängt in starkem Maße von den Umgebungsbedingungen ab, wie beispielsweise von der Witterung. So be- einflusst etwa ein feuchter Rasen die Kapazität der Anordnung. Da die Detektion aber auf Veränderungen des elektrischen Feldes basiert, lassen sich die äußeren Einflüsse sehr einfach kompensieren. Entsprechend funktioniert die Detektion stets zuverlässig. Nicht zuletzt zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass sich die Sensoreinheit sehr preisgünstig aufbauen lässt. Es existieren keine Reflexionsprobleme, und der Sensor beinhaltet keine beweglichen Bauteile.The absolute value of the measurement depends largely on the environmental conditions, such as the weather. For example, a damp lawn affects the capacity of the arrangement. But since the detection is based on changes in the electric field, the external influences can be easily compensated. Accordingly, the detection always works reliably. Not least, the invention is characterized by the fact that the sensor unit can be built very inexpensively. There are no reflection problems, and the sensor contains no moving parts.
Schließlich lassen sich mit der Anordnung metallische ebenso wie nichtmetallische Objekte detektieren. Im Bezug auf die Anwendung zur Erkennung von Lebewesen oder Gliedmaßen ist anzumerken, dass die Kleidung das elektrische Feld nicht unterbindet und somit keine Einschränkung darstellt. Finally, metallic as well as non-metallic objects can be detected with the arrangement. With regard to the application for recognition of living beings or limbs, it should be noted that the clothing does not prevent the electric field and therefore does not constitute a restriction.

Claims

Patentansprüche claims
1. Autonom arbeitende Vorrichtung (30), insbesondere autonomer Rasenmäher, umfassend eine Antriebseinheit zum Bewegen der Vorrichtung (30) , zumindest eine Sensoreinheit (10) und eine Auswerteeinheit (20),1. autonomously operating device (30), in particular autonomous lawn mower, comprising a drive unit for moving the device (30), at least one sensor unit (10) and an evaluation unit (20),
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
die zumindest eine Sensoreinheit (10) derart ausgebildet und eingerichtet ist, dass sie ein elektrisches Feld erzeugt, und dass Veränderungen dieses elektrischen Feldes, die durch Änderungen der Untergrundbeschaffenheit und/oder durch in das elektrische Feld eintretende Objekte (22) hervorgerufen werden, durch die Auswerteeinheit (20) er- fasst und ausgewertet werden.the at least one sensor unit (10) is designed and arranged such that it generates an electric field, and that changes in this electric field caused by changes in the background condition and / or by objects (22) entering the electric field are caused by the Evaluation unit (20) are detected and evaluated.
2. Vorrichtung (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Sensoreinheit wenigstens eine Transmitter-Elektrode (12; 12a; 12b) und wenigstens eine Receiver-Elektrode (14; 14a; 14b) aufweist, die ein voneinander verschiedenes Potential aufweisen, wobei zur Erzeugung des elektrischen Feldes zwischen den Elektroden an der wenigstens einen Transmitter-Elektrode (12; 12a; 12b) eine Wechselspannung angelegt wird.2. Device (30) according to claim 1, characterized in that the at least one sensor unit has at least one transmitter electrode (12; 12a; 12b) and at least one receiver electrode (14; 14a; 14b) which have a different potential from each other wherein an alternating voltage is applied to the at least one transmitter electrode (12; 12a; 12b) to generate the electric field between the electrodes.
3. Vorrichtung (30) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Sensoreinheit (10) eine Operationsverstarkerschaltung aufweist, die derart eingerichtet ist, dass sie die wenigstens eine Receiver-Elektrode (14; 14a; 14b) auf Nullpotential halt.3. Device (30) according to claim 2, characterized in that the at least one sensor unit (10) comprises a Operationsverstarkerschaltung which is adapted such that it holds the at least one receiver electrode (14; 14a; 14b) to zero potential.
4. Vorrichtung (30) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (20) derart ausgebildet ist, dass sie Änderungen des durch die wenigstens eine Receiver-Elektrode (14; 14a; 14b) fließenden Stroms erfasst.4. Device (30) according to claim 2 or 3, characterized in that the evaluation unit (20) is designed such that it detects changes in the current flowing through the at least one receiver electrode (14; 14a; 14b).
5. Vorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Sensoreinheit (10) eine Abschirmung (36) aufweist, die derart ausgebildet ist und/oder derart mit einem Potential beaufschlagt wird, dass sie Beeinflussungen des elektrischen Feldes durch andere Komponenten der Vorrichtung (30) verringert. 5. Device (30) according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the at least one sensor unit (10) has a shield (36) which is formed and / or so applied with a potential that they influence the electric field reduced by other components of the device (30).
6. Vorrichtung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sensoreinheiten (10) derart angeordnet sind, dass Bereiche vor und/oder hinter und/oder neben und/oder unterhalb und/oder oberhalb der Vorrichtung (30) mit Hilfe der von diesen generierten elektrischen Felder überwacht werden.6. Device (30) according to any one of the preceding claims, characterized in that a plurality of sensor units (10) are arranged such that areas before and / or behind and / or next to and / or below and / or above the device (30) Help the be monitored by these generated electric fields.
7. Vorrichtung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (20) derart eingerichtet ist, dass basierend auf von dieser erfassten Veränderungen eines von einer Sensoreinheit (10) erzeugten elektrischen Feldes Steuerbefehle zum Ansteuern der Antriebseinheit generiert werden.7. Device (30) according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation unit (20) is set up in such a way that control commands for activating the drive unit are generated based on changes in an electric field generated by a sensor unit (10).
8. Vorrichtung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (20) derart eingerichtet ist, dass basierend auf von dieser erfassten Veränderungen eines von einer Sensoreinheit (10) erzeugten elektrischen Feldes Steuerbefehle zum Ansteuern wenigstens einer weiteren Einheit der Vorrichtung generiert werden (Motor für Schneidblatt, etc.) . 8. Device (30) according to any one of the preceding claims, characterized in that the evaluation unit (20) is arranged such that based on detected by this changes of an electric field generated by a sensor unit (10) control commands for driving at least one further unit Device generated (motor for cutting blade, etc.).
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