机器人作业工具系统和用于限定作业区域的方法技术方案

一种用于限定作业区域(105)的机器人作业工具系统(200)，至少一个机器人作业工具(100)随后意图在该作业区域中操作。系统(200)包括至少一个控制器(210)，被配置为接收用于姿态估计的传感器数据和与在作业区域(105)内移动的至少一个机器人作业工具(100)的多个事件相关的事件数据。所接收的传感器数据和事件数据在时间上彼此相关联。控制器(210)被配置为基于与相应事件数据相关联的所接收的传感器数据来确定事件的位置，并且通过将与相应事件相关联的位置彼此相关来确定反映作业区域(105)的特征。控制器(210)被配置为基于所确定的特征，通过对于每个特征将相应的所确定位置彼此进行比较来调节所确定的位置；以及基于所调节的位置来确定限定作业区域(105)的地图。的位置来确定限定作业区域(105)的地图。的位置来确定限定作业区域(105)的地图。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机器人作业工具系统和用于限定作业区域的方法


[0001]本公开涉及一种机器人作业工具系统(robotic work tool system)以及一种用于限定机器人作业工具随后意图在其中操作的作业区域(working area)的方法。

技术介绍

[0002]机器人作业工具是用于执行某些任务的自主机器人设备，例如切割草坪草，拆除区域或清洁地板。机器人作业工具通常通过限定区域来控制，该区域在下文中称为作业区域，机器人作业工具意图在该区域中操作。作业区域由包围作业区域的周边限定。该周边包括机器人作业工具不意图穿过的边界或界限。机器人作业工具通常被配置为在作业区域内以随机模式作业。
[0003]机器人作业工具通常不知道其意图在其中操作的作业区域的设计或尺寸。机器人作业工具通常被配置为在作业区域内移动，直到机器人作业工具遇到作业区域的边界、周边或障碍物。然后，机器人作业工具被配置为转弯并继续在另一方向上移动，直到遇到新的边界、周边或障碍物。即使这通常提供了以足够有效的方式在作业区域内操作的机器人作业工具，但是专利技术人已经认识到，如果可以利用区域的设计和尺寸的了解，则机器人作业工具可以以甚至更有效的方式在作业区域内操作。

技术实现思路

[0004]随着在机器人作业工具系统内引入通信装置，机器人作业工具系统可以执行的事情的可能性已经扩大。通过利用不同的装置来执行机器人作业工具系统内的不同任务，装置可以专门用于不同的事情。例如，不是所有包括在机器人作业工具系统中的装置都需要具有繁重的处理能力。第一装置可以设计用于收集数据并将所收集的数据传送到第二装置。第二装置可以处理所接收的数据，并且此后将处理结果传送回到第一装置。第一装置此后可以使用所接收的结果用于其继续操作。因此，不同的装置可以组合到一个系统中，其中每个装置可以专门用于不同的事情，使得创建具有更大能力的改进的系统。
[0005]在有创造性且有洞察性地推理之后，各种实施方式的专利技术人已经认识到，可以在机器人作业工具系统内使用通信地联接的装置，以便实现对作业区域的设计和尺寸的了解。通过实现这种了解，可以更精确地限定作业区域，并且机器人作业工具可以以更有效的方式在作业区域内操作。由于机器人作业工具系统具有对作业区域的更多了解，所以机器人作业工具系统可以在改进的地图中更准确地反映作业区域。利用改进的地图，可以关于在作业区域内执行的后续动作采取更好的决策。
[0006]鉴于上述内容，因此，本公开内容中描述的各方面和实施方式的整体目的是提供一种以改进的方式反映作业区域的机器人作业工具系统，机器人作业工具随后意图在该作业区域中操作。
[0007]此整体目的已经通过所附独立权利要求来解决。在所附从属权利要求中限定了有利的实施方式。
[0008]根据第一方面，提供了一种用于限定作业区域的机器人作业工具系统，至少一个机器人作业工具意图在该作业区域中操作。
[0009]在一个示例性实施方式中，机器人作业工具系统至少包括控制器。该至少一个控制器被配置为接收用于姿态估计的传感器数据和与在作业区域内移动的至少一个机器人作业工具的多个事件相关的事件数据。所接收的传感器数据和事件数据在时间上彼此相关联。该至少一个控制器还被配置为基于与相应事件数据相关联的所接收的传感器数据来确定该多个事件的位置。此后，该至少一个控制器被配置为通过将与相应事件相关联的位置彼此相关来确定反映作业区域的特征，并且基于所确定的特征，通过对于每个所确定特征将相应的所确定位置彼此进行比较来调节所确定位置。该至少一个控制器被配置为基于所确定特征的经调节的位置来确定限定作业区域的地图。
[0010]在一个实施方式中，从在作业区域内移动的该至少一个机器人作业工具接收传感器数据和事件数据。
[0011]在一个实施方式中，该至少一个控制器还被配置为基于所确定的地图来控制该至少一个机器人作业工具在作业区域内操作时的操作。该至少一个控制器可以被配置为通过基于所确定的与作业区域相关的地图确定作业区域内的行进路径来控制该至少一个机器人作业工具的操作，该至少一个机器人作业工具在作业区域内操作时意图遵循该行进路径。
[0012]在一个实施方式中，该至少一个控制器还被配置为将所确定的地图和/或行进路径传输到机器人作业工具和可视化单元中的至少一个。
[0013]在一个实施方式中，该至少一个控制器被配置为通过找到所确定位置的异常值并且从所确定特征的所确定位置去除所找到的异常值，来调节所确定特征的位置。
[0014]在一个实施方式中，该至少一个控制器被配置为通过偏差估计来调节所确定特征的所确定位置。
[0015]在一个实施方式中，用于姿态估计的所接收的传感器数据包括位置数据、IMU数据和里程计数据中的至少一个。
[0016]在一个实施方式中，与机器人作业工具的事件相关的事件数据包括回路事件、定时器事件和状态事件。
[0017]在一个实施方式中，该至少一个控制器被配置为通过基于所接收的事件数据将所确定的位置分类成不同的类别来确定反映作业区域的特征；并且对于每个类别，将所确定的位置添加到特征地图中，其中，该特征地图对应于相应的特征。
[0018]在一个实施方式中，在确定与作业区域相关的地图之前，该至少一个控制器还被配置为通过基于相关联的事件数据将所调节的位置彼此相关来确定反映作业区域的特征；并且基于所确定的特征，通过对于每个所确定的特征将相应的所确定位置彼此进行比较来调节所确定的位置。
[0019]在一个实施方式中，机器人作业工具系统包括机器人作业工具。机器人作业工具可以是机器人割草机。
[0020]在一个实施方式中，机器人作业工具系统包括可视化单元，并且可视化单元被配置为显示与作业区域相关的所确定的地图。可视化单元可以被配置为在用户的操作和与所述可视化单元的交互期间从用户接收用户输入，其中，该至少一个控制器可以被配置为基
于所接收的用户输入来调节与作业区域相关的地图。
[0021]根据第二方面，提供了一种由根据第一方面的机器人作业工具系统实施的方法。
[0022]在一个示例性实施方式中，该方法由机器人作业工具系统执行，该机器人作业工具系统用于限定作业区域，至少一个机器人作业工具随后意图在该作业区域中操作。该方法包括接收用于姿态估计的传感器数据和与在作业区域内移动的至少一个机器人作业工具的多个事件相关的事件数据。所接收的传感器数据和事件数据在时间上彼此相关联。该方法还包括基于与相应事件数据相关联的所接收的传感器数据来确定该多个事件的位置，并且通过将与相应事件相关联的位置彼此相关来确定反映作业区域的特征。此后，该方法包括通过对于每个所确定的特征将相应的所确定位置彼此进行比较来调节所确定特征的位置，并且基于所确定特征的所调节位置来确定限定作业区域的地图。
[0023]在一些实施方式中，该方法还包括基于所确定的地图来控制该至少一个机器人作业工具在作业区域内操作时的操作。控制该至少一个机器人作业工具的操作的步骤还可以包括基于限定作业区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于限定作业区域(105)的机器人作业工具系统(200)，至少一个机器人作业工具(100)随后意图在所述作业区域中操作，其中，所述机器人作业工具系统(200)包括至少一个控制器(210)，所述至少一个控制器被配置为：
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接收用于姿态估计的传感器数据和与在所述作业区域(105)内移动的所述至少一个机器人作业工具(100)的多个事件相关的事件数据，其中，所接收的传感器数据和事件数据在时间上彼此相关联；
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基于与相应的事件数据相关联的所述所接收的传感器数据来确定所述多个事件的位置；
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通过将与对应事件相关联的位置彼此相关来确定反映所述作业区域(105)的特征；
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通过对于每个所确定特征将相应的所确定位置彼此进行比较，来基于所确定特征调节所述所确定位置；以及
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基于所确定特征的所调节位置来确定限定所述作业区域(105)的地图。2.根据权利要求1所述的机器人作业工具系统(200)，其中，从在所述作业区域(105)内移动的所述至少一个机器人作业工具(100)接收所述事件数据和用于姿态估计的所述传感器数据。3.根据权利要求1和2中任一项所述的机器人作业工具系统(200)，其中，所述至少一个控制器(210)还被配置为基于所确定地图来控制在所述作业区域(105)内操作的所述至少一个机器人作业工具(100)的操作。4.根据权利要求3所述的机器人作业工具系统(200)，其中，所述至少一个控制器(210)被配置为通过以下操作来控制所述至少一个机器人作业工具(100)的操作：
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基于与所述作业区域(105)相关的所述所确定地图来确定所述作业区域(105)内的行进路径，所述至少一个机器人作业工具(100)在所述作业区域(105)内操作时意图遵循所述行进路径。5.根据前述权利要求中任一项所述的机器人作业工具系统(200)，其中，所述至少一个控制器(210)还被配置为：
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将所确定地图和/或行进路径传输到所述机器人作业工具(100)和可视化单元(230)中的至少一者。6.根据前述权利要求中任一项所述的机器人作业工具系统(200)，其中，所述至少一个控制器(210)被配置为通过找到所述所确定位置的异常值并且从所述所确定特征的所述所确定位置去除找到的所述异常值来调节所述所确定特征的位置。7.根据前述权利要求中任一项所述的机器人作业工具系统(200)，其中，所述至少一个控制器(210)被配置为通过偏差估计来调节所述所确定位置。8.根据前述权利要求中任一项所述的机器人作业工具系统(200)，其中，用于所述姿态估计的所述所接收的传感器数据包括位置数据、IMU数据和里程计数据中的至少一项。9.根据前述权利要求中任一项所述的机器人作业工具系统(200)，其中，与所述机器人作业工具(100)的事件相关的所述事件数据包括回路事件、定时器事件和状态事件。10.根据前述权利要求中任一项所述的机器人作业工具系统(200)，其中，所述至少一个控制器(210)被配置为通过以下操作来确定反映所述作业区域(105)的特征：
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基于所接收的事件数据，将所述所确定位置分类成不同的类别；以及
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对于每个类别，将所述所确定位置添加到特征地图中，其中，所述特征地图对应于相应的特征。11.根据前述权利要求中任一项所述的机器人作业工具系统(200)，其中，在确定与所述作业区域(105)相关的所述地图之前，所述至少一个控制器(210)还被配置为：
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通过基于相关联的事件数据将所述所调节位置彼此相关来确定反映所述作业区域(105)的特征；以及
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通过对于每个所确定特征将相应的所确定位置彼此进行比较来基于所述所确定特征调节所述所确定位置。12.根据前述权利要求中任一项所述的机器人作业工具系统(200)，其中，所述机器人作业工具系统(200)包括所述机器人作业工具(100)。13.根据前述权利要求中任一项所述的机器人作业工具系统(200)，其中，所述机器人作业工具(100)是机器人割草机。14.根据前述权利要求中任一项所述的机器人作业工具系统(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：马库斯，
申请(专利权)人：胡斯华纳有限公司，
类型：发明
国别省市：