自主式作業(yè)設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自主式作業(yè)設(shè)備、尤其自主式草坪修剪機，其具有：至少一個驅(qū)動單元(12)，所述驅(qū)動單元具有至少一個驅(qū)動輪(14，16)；至少一個傳感器單元(18)；至少一個位置定位單元(20)；和至少一個分析處理單元(22)。本發(fā)明提出了，所述分析處理單元(22)設(shè)置用于，為了求取所述至少一個驅(qū)動輪(14，16)的打滑而考慮至少一個由所述傳感器單元(18)檢測到的特征參量(24，28，32)和至少一個由所述位置定位單元(20)檢測到的特征參量(26)。
【專利說明】自主式作業(yè)設(shè)備

【背景技術(shù)】
[0001] DE 10 2008 011 947 A1中已經(jīng)公開一種自主式作業(yè)設(shè)備、尤其自主式草坪修剪 機，其包括具有驅(qū)動輪的驅(qū)動單元、傳感器單元、位置定位單元和分析處理單元。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0002] 本發(fā)明涉及一種自主式作業(yè)設(shè)備、尤其自主式草坪修剪機，其具有：至少一個驅(qū)動 單元，該驅(qū)動單元具有至少一個驅(qū)動輪；至少一個傳感器單元；至少一個位置定位單元；和 至少一個分析處理單元。
[0003] 本發(fā)明提出了，所述分析處理單元設(shè)置用于，為了求取所述至少一個驅(qū)動輪的打 滑而考慮至少一個由所述傳感器單元檢測到的特征參量和至少一個由所述位置定位單元 檢測到的特征參量。"自主式作業(yè)設(shè)備"在該上下文中尤其應(yīng)理解為這樣的設(shè)備，該設(shè)備至 少部分地自動完成作業(yè)，例如尤其自動開始、自動結(jié)束和/或自動選出至少一個參數(shù)（如尤 其是路程參數(shù)）和/或折返點等等。特別優(yōu)選地，該設(shè)備設(shè)置用于，駛過一個面并且尤其加 工所述面（例如清掃、抽吸、清潔和/或修剪處于所述面上的草）。在此，可設(shè)想對于本領(lǐng)域 技術(shù)人員看來有意義的不同的自主式作業(yè)設(shè)備，例如自主式清掃機、自主式吸塵器或者自 主式游泳池清潔機等等。特別優(yōu)選地，自主式作業(yè)設(shè)備由自主式草坪修剪機形成。
[0004] "驅(qū)動單元"在這里尤其應(yīng)理解為這樣的單元，該單元設(shè)置用于，移動所述自主式 作業(yè)設(shè)備。優(yōu)選地，驅(qū)動單元具有電式、機械式和/或氣動式的馬達(dá)單元，該馬達(dá)單元在運 行中有利地設(shè)置用于產(chǎn)生驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)運動。特別優(yōu)選地，馬達(dá)單元構(gòu)造為電動機。此外， "驅(qū)動輪"在該上下文中尤其應(yīng)理解為這樣的輪，該輪至少部分地直接或者間接地與馬達(dá)單 元力鎖合地連接。驅(qū)動單元優(yōu)選構(gòu)造為差速驅(qū)動單元。在這里，差速驅(qū)動單元優(yōu)選具有兩個 馬達(dá)單元和兩個驅(qū)動輪，其中，分別給一個驅(qū)動輪配置一個馬達(dá)單元。但也可設(shè)想的是，驅(qū) 動單元具有對于本領(lǐng)域技術(shù)人員看來有意義的其它構(gòu)型，例如構(gòu)造為剛性軸驅(qū)動單元（其 中，兩個驅(qū)動輪借助于通過馬達(dá)單元驅(qū)動的剛性軸來驅(qū)動），或者構(gòu)造為差速傳動驅(qū)動單元 (其中，兩個驅(qū)動輪通過由馬達(dá)單元驅(qū)動的差速傳動單元來驅(qū)動）等等。在驅(qū)動單元構(gòu)造為 差速驅(qū)動單元的情況下，自主式作業(yè)設(shè)備優(yōu)選與主動的轉(zhuǎn)向單元脫耦，所述轉(zhuǎn)向單元具有 至少一個鉸接地支承的運動方向預(yù)給定輪。在自主式作業(yè)設(shè)備運動時的方向改變優(yōu)選借助 于單個馬達(dá)單元的控制來實現(xiàn)，所述馬達(dá)單元相應(yīng)配屬于所述驅(qū)動輪中的至少一個。
[0005] "傳感器單元"在該上下文中尤其應(yīng)理解為這樣的單元，該單元設(shè)置用于，接收至 少一個特征參量和/或物理特性，其中，該接收能夠主動地（如尤其通過產(chǎn)生和發(fā)射電測量 信號）和/或被動地（如尤其通過檢測傳感器構(gòu)件的特性變化）進(jìn)行?？稍O(shè)想對于本領(lǐng)域 技術(shù)人員看來有意義的不同的傳感器單元。在這里，表述"位置定位單元"尤其應(yīng)定義為這 樣的單元，該單元設(shè)置用于，由于檢測至少一個特征參量來求取自主式作業(yè)設(shè)備的位置、尤 其全局位置。特別優(yōu)選地，位置定位單元構(gòu)造為衛(wèi)星導(dǎo)航定位單元、尤其構(gòu)造為GPS接收器 或者構(gòu)造為伽利略接收器。但也可設(shè)想的是，位置定位單元構(gòu)造為磁羅盤和/或構(gòu)造為極 化過濾器羅盤等等。"分析處理單元"在上下文中尤其應(yīng)理解為具有信息輸入端、信息處理 部和信息輸出端的單元。有利地，分析處理單元具有至少一個處理器、存儲器、運行程序、調(diào) 節(jié)程序、控制程序和/或計算程序。特別優(yōu)選地，信息輸入端與傳感器單元的傳感器元件連 接或者由傳感器單元的傳感器元件形成。
[0006] 在這里，"驅(qū)動輪的打滑"尤其應(yīng)理解為，在驅(qū)動輪的回轉(zhuǎn)期間該驅(qū)動輪在地表上 最大能夠走過的滾壓路程和在驅(qū)動輪的回轉(zhuǎn)期間該驅(qū)動輪在地表上運行中實際上最大走 過且通過影響因素所影響的滾壓路程的差值、與驅(qū)動輪的最大能夠走過的滾壓路程的比 例，和/或所述驅(qū)動輪的打滑尤其應(yīng)理解為用于確定驅(qū)動輪和該驅(qū)動輪布置在其上的地表 之間的滑動摩擦的度量。驅(qū)動輪的最大能夠走過的滾壓路程尤其在沿著繞驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)軸 線360°的角度范圍進(jìn)行回轉(zhuǎn)期間在至少基本上不變形的狀態(tài)下觀察，其中，驅(qū)動輪的回轉(zhuǎn) 至少基本上與滑動摩擦脫耦。在這里，在沿著繞驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)軸線360°的角度范圍進(jìn)行回 轉(zhuǎn)期間該驅(qū)動輪在運行中實際上最大走過的滾壓路程的影響因素例如能夠是該驅(qū)動輪的 滑動摩擦、變形等等。由此，驅(qū)動輪在該驅(qū)動輪的驅(qū)動過程期間空轉(zhuǎn)的情況下（尤其在自主 式作業(yè)設(shè)備靜止的情況下）或者驅(qū)動輪在制動過程期間抱死的情況下存在100%的打滑。 此外，"驅(qū)動輪的打滑"能夠理解為，在旋轉(zhuǎn)運動期間驅(qū)動輪在地表上的最大可能的牽引與 在旋轉(zhuǎn)運動期間驅(qū)動輪在地表上運行中實際上存在的牽引之間的比例。為了求取驅(qū)動輪的 打滑，分析處理單元利用對于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的用于數(shù)據(jù)合并的算法（如卡爾曼濾波 等等）。在這里，所有檢測到的用于借助于分析處理單元來求取驅(qū)動輪的打滑的特征參量 能夠在不同的掃描步驟中或者在相同的掃描步驟中存在，并且這些檢測到的特征參量能夠 等距離或者非等距離地實現(xiàn)。此外，分析處理單元特別優(yōu)選地設(shè)置用于，除了求取驅(qū)動輪的 打滑之外，還求取驅(qū)動單元的其它驅(qū)動輪的至少一個打滑，所述其它驅(qū)動輪能夠借助于驅(qū) 動單元的所述其它馬達(dá)單元來驅(qū)動。在這里，分析處理單元優(yōu)選同樣考慮至少一個由傳感 器單元檢測到的特征參量和至少一個由位置定位單元檢測到的特征參量。借助于根據(jù)本發(fā) 明的自主式作業(yè)設(shè)備的構(gòu)型能夠有利地求取打滑，該打滑能夠有利地用于優(yōu)化自主式作業(yè) 設(shè)備的行駛狀況、尤其用于優(yōu)化里程。此外，能夠?qū)崿F(xiàn)有利的牽引。此外，借助于驅(qū)動輪的 打滑的根據(jù)本發(fā)明的求取，能夠有利地推導(dǎo)出自主式作業(yè)設(shè)備所在其上運動的地表的地表 性質(zhì)。在這里，例如能夠根據(jù)打滑的值的大小來推斷出：地表是否濕的或滑的，或者自主式 作業(yè)設(shè)備是否不動，因為驅(qū)動輪不斷空轉(zhuǎn)。在求取自主式作業(yè)設(shè)備的不動性時可設(shè)想的是， 考慮對于本領(lǐng)域技術(shù)人員看來有意義的其它特征參量（例如馬達(dá)單元的電流和/或電壓特 性）。由此，能夠有利地實現(xiàn)優(yōu)化自主式作業(yè)設(shè)備的里程。此外，能夠有利地利用驅(qū)動輪的 打滑的求取來用于狀態(tài)識別（例如驅(qū)動輪的或者傳動裝置間隙的磨損或耗損的識別），其 中，所述識別能夠有利地用于修正方向控制或者發(fā)出維修信號。
[0007] 此外提出了，所述分析處理單元設(shè)置用于，考慮至少一個由所述傳感器單元檢測 到的、構(gòu)成轉(zhuǎn)速和/或構(gòu)成轉(zhuǎn)矩的特征參量。此外同樣可設(shè)想的是，分析處理單元附加地或 替代地考慮至少一個通過傳感器單元檢測到的、構(gòu)成速度（例如角速度）、切線速度等等的 特征參量。此外，也可設(shè)想的是，分析處理單元附加地或替代地考慮至少一個通過傳感器單 元檢測到的、馬達(dá)單元的構(gòu)成電流和/或電壓的特征參量。能夠結(jié)構(gòu)上簡單地實現(xiàn)用于求 取驅(qū)動輪的打滑的特征參量的檢測。
[0008] 更有利的是，所述分析處理單元還設(shè)置用于，在求取所述打滑時考慮至少一個由 所述位置定位單元檢測到的、構(gòu)成速度的特征參量。位置定位單元優(yōu)選通過測量多普勒效 應(yīng)或者通過測量位置根據(jù)時間的數(shù)值微分來求取速度。但也可設(shè)想的是，位置定位單元以 對于本領(lǐng)域技術(shù)人員看來有意義的其它方式和方法來測量或檢測速度。此外，能夠借助于 位置定位單元來求取自主式作業(yè)設(shè)備的運動方向，并且所述運動方向能夠用作人造羅盤或 者用于將分析處理單元中儲存的電子圖進(jìn)行定向。在這里，運動方向的求取優(yōu)選同樣以多 普勒效應(yīng)為基礎(chǔ)。此外可設(shè)想的是，在求取驅(qū)動輪的打滑時，分析處理單元考慮由位置定位 單元檢測到的其它特征參量。借助于根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)型能夠有利地實現(xiàn)精確地求取驅(qū)動輪 的打滑，所述求取特別優(yōu)選地實現(xiàn)用于優(yōu)化自主式作業(yè)設(shè)備的導(dǎo)航。
[0009] 此外更有利地，為了求取驅(qū)動輪的打滑，所述分析處理單元設(shè)置用于，考慮至少一 個由所述傳感器單元檢測到的、構(gòu)成旋轉(zhuǎn)速率的特征參量。在這里，傳感器單元包括至少一 個旋轉(zhuǎn)速率傳感器，用于檢測旋轉(zhuǎn)速率、尤其驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)速率。但也可設(shè)想的是，傳感器 單元檢測對于本領(lǐng)域技術(shù)人員看來有意義的其它特征參量、例如速度（角速度、旋轉(zhuǎn)速度 等等）、轉(zhuǎn)速、運行狀態(tài)等等，這些特征參量由分析處理單元考慮，用于求取驅(qū)動輪的打滑。 借助于根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)型能夠特別有利地實現(xiàn)精確地求取驅(qū)動輪的打滑。
[0010] 特別優(yōu)選地，所述傳感器單元包括至少一個慣性傳感器單元。在這里，"慣性傳感 器單元"尤其應(yīng)理解為這樣的傳感器單元，該傳感器單元具有至少一個旋轉(zhuǎn)速率傳感器和 加速度傳感器。優(yōu)選地，慣性傳感器單元具有至少三個旋轉(zhuǎn)速率傳感器和三個加速度傳感 器。但也可設(shè)想的是，慣性傳感器單元具有不同于三個的數(shù)量的旋轉(zhuǎn)速率傳感器和加速度 傳感器。尤其地，一個旋轉(zhuǎn)速率傳感器和一個加速度傳感器分別配屬于三個坐標(biāo)軸中的一 個。在此，這些坐標(biāo)軸優(yōu)選正交地相互布置。借助于根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)型能夠有利地進(jìn)行檢 測沿著至少一個軸線的加速度值并且檢測自主式作業(yè)設(shè)備繞著至少一個軸線的角度值，以 便在求取驅(qū)動輪的打滑時通過分析處理單元來考慮。
[0011] 此外提出了，自主式作業(yè)設(shè)備包括至少一個殼體單元，其中，所述分析處理單元至 少設(shè)置用于，由于至少一個由所述傳感器單元檢測到的特征參量來求取所述殼體單元繞著 至少一個與所述殼體單元的堅軸線不同的軸線的至少一個傾斜度。在這里，與殼體單元的 堅軸線不同的軸線優(yōu)選至少基本上垂直于所述堅軸線。在這里，表述"基本上垂直"尤其應(yīng) 定義為，一方向相對于一參考方向的定向，其中，所述方向和所述參考方向（尤其在平面中 觀察）夾成90°的角度并且所述角度具有尤其小于8°、有利地小于5°并且特別有利地 小于2°的最大偏差。此外，為了通過分析處理單元來求取，借助于傳感器單元檢測與殼體 單元的堅軸線不同的其它軸線的至少一個其它特征參量。在這里，所述其它軸線至少基本 上垂直于所述堅軸線并且至少基本上垂直于與所述殼體單元的堅軸線不同的軸線延伸。由 此，所述堅軸線、與所述殼體單元的堅軸線不同的軸線和與所述殼體單元的堅軸線不同的 所述其它軸線優(yōu)選構(gòu)成笛卡爾坐標(biāo)系。在這里，與所述殼體單元的堅軸線不同的軸線和與 所述殼體單元的堅軸線不同的所述其它軸線在至少基本上平行于地表的表面平面延伸的 平面中延伸，在所述地表上自主式作業(yè)設(shè)備能夠在根據(jù)布置的運行中運行，或者在所述地 表上自主式作業(yè)設(shè)備能夠以其驅(qū)動輪和/或支撐輪停止。在這里，地表的表面平面尤其借 助于地表的最大值的近似值形成。在這里，"基本上平行"尤其應(yīng)理解為一方向相對于一參 考方向的定向（尤其在平面中），其中，所述方向相對于所述參考方向具有尤其小于8°、有 利地小于5°并且特別有利地小于2°的偏差。借助于根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)型能夠有利地求取 傾斜角度。由此，能夠有利地求取自主式作業(yè)設(shè)備在斜坡上的位置，或在求取行駛策略時能 夠有利地在借助于自主式作業(yè)設(shè)備加工一個面期間考慮該自主式作業(yè)設(shè)備在斜坡上的位 置。能夠有利地實現(xiàn)有效地駛過待加工面。
[0012] 特別優(yōu)選地，自主式作業(yè)設(shè)備具有至少所述殼體單元，其中，所述分析處理單元至 少設(shè)置用于，求取所述殼體單元的與向前運動不同的橫向運動的至少一個特征參量。優(yōu)選 地，向前運動沿著與所述殼體單元的堅軸線不同的軸線延伸。此外，橫向運動優(yōu)選沿著與所 述殼體單元的堅軸線不同的所述其它軸線延伸。在這里，橫向運動特別優(yōu)選地具有至少一 個運動分量，該運動分量至少基本上平行于驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)軸線來構(gòu)造，尤其在軸線固定的 情況下，所述運動分量與繞著至少基本上垂直于旋轉(zhuǎn)軸線延伸的軸線的旋轉(zhuǎn)運動脫耦地構(gòu) 造。特別優(yōu)選地，分析處理單元設(shè)置用于，求取殼體單元的至少一個構(gòu)成橫向速度的特征參 量。由此能夠有利地求取自主式作業(yè)設(shè)備尤其在橫向于斜坡行駛時的橫向加速度。由此， 能夠在自主式作業(yè)設(shè)備在斜坡行駛期間有利地實現(xiàn)行駛狀況的適配。
[0013] 更有利地，所述分析處理單元設(shè)置用于，至少考慮所述驅(qū)動輪的已求取的打滑和 所述殼體單元的傾斜度，用于求取所述橫向運動的特征參量。優(yōu)選地，分析處理單元設(shè)置用 于，至少考慮所述驅(qū)動輪的已求取的打滑和所述殼體單元的傾斜度，用于求取該殼體單元 的橫向速度。但也可設(shè)想的是，分析處理單元考慮對于本領(lǐng)域技術(shù)人員看來有意義的其它 特征參量（例如驅(qū)動輪幾何構(gòu)型、自主式作業(yè)設(shè)備的狀態(tài)等等），用于求取所述殼體單元的 橫向速度。此外，在自主式作業(yè)設(shè)備的替換構(gòu)型中可設(shè)想的是，分析處理單元與打滑的求取 脫耦并且僅僅設(shè)置用于求取殼體單元的橫向速度。在這里，例如能夠由分析處理單元考慮 自主式作業(yè)設(shè)備的滾動角度、驅(qū)動輪的速度、驅(qū)動輪幾何構(gòu)型、自主式作業(yè)設(shè)備的狀態(tài)和地 表性質(zhì)，用于求取橫向速度。
[0014] 此外提出了，自主式作業(yè)設(shè)備包括至少一個控制和/或調(diào)節(jié)單元，所述控制和/或 調(diào)節(jié)單元設(shè)置用于，考慮所述分析處理單元的已求取的數(shù)據(jù)，用于確定和/或適配行駛策 略。"控制和/或調(diào)節(jié)單元"尤其應(yīng)理解為這樣的單元，該單元包括至少一個處理器單元、至 少一個存儲器單元以及儲存在該存儲器單元中的運行程序。優(yōu)選地，控制和/或調(diào)節(jié)單元 設(shè)置用于，主動根據(jù)所述分析處理單元的已求取的數(shù)據(jù)來改變所述自主式作業(yè)設(shè)備的行駛 狀況并且依據(jù)借助于分析處理單元已求取的數(shù)據(jù)與新情況相適配。此外可設(shè)想的是，控制 和/或調(diào)節(jié)單元由于驅(qū)動輪的打滑的值而適配或改變該驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速和/或馬達(dá)單元的轉(zhuǎn) 矩。能夠有利地實現(xiàn)用于駛過待加工面的有效的行駛策略。此外，能夠在自主式作業(yè)設(shè)備 構(gòu)造為自主式草坪修剪機的情況下有利地實現(xiàn)整潔的割草模式和短的割草時間。此外，能 夠在自主式作業(yè)設(shè)備構(gòu)造為自主式草坪修剪機的情況下有利地實現(xiàn)多次駛過構(gòu)造為草的 待加工面，這有利地保護(hù)草。此外，能夠省去昂貴并且技術(shù)上費事的路標(biāo)，所述路標(biāo)此外消 極地影響作業(yè)區(qū)域（尤其草）的美感外觀。
[0015] 此外，本發(fā)明涉及一種用于根據(jù)本發(fā)明的自主式作業(yè)設(shè)備的分析處理單元。由此， 也能夠特別有利地給已經(jīng)存在的自主式作業(yè)設(shè)備裝備分析處理單元，以便實現(xiàn)上面提到的 優(yōu)點。
[0016] 此外，本發(fā)明涉及一種用于根據(jù)本發(fā)明的自主式作業(yè)設(shè)備的方法，所述方法設(shè)置 用于求取至少所述驅(qū)動單元的驅(qū)動輪的打滑。在這里，為了求取打滑而考慮至少一個由所 述傳感器單元檢測到的特征參量和至少一個由所述位置定位單元檢測到的特征參量。能夠 有利地實現(xiàn)精確地控制所述自主式作業(yè)設(shè)備。
[0017] 在這里，根據(jù)本發(fā)明的自主式作業(yè)設(shè)備和/或根據(jù)本發(fā)明的分析處理單元不應(yīng)局 限在上面描述的應(yīng)用和實施方式。尤其地，根據(jù)本發(fā)明的自主式作業(yè)設(shè)備和/或根據(jù)本發(fā) 明的分析處理單元能夠具有與在這方面提及數(shù)量的單個元件、構(gòu)件和單元不同的數(shù)量，用 于滿足在這方面說明的工作原理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 從以下【專利附圖】

【附圖說明】中得出其他優(yōu)點。在附圖中示出本發(fā)明的實施例。附圖、說明書 和權(quán)利要求書包括大量特征組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員也適宜地單獨考慮這些特征并且總結(jié)成 有意義的其他組合。
[0019] 其中：
[0020] 圖1示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的自主式作業(yè)設(shè)備，
[0021] 圖2示意性示出了求取根據(jù)本發(fā)明的自主式作業(yè)設(shè)備的驅(qū)動單元的驅(qū)動輪的打 滑的方塊圖，和
[0022] 圖3示意性示出了求取自主式作業(yè)設(shè)備的橫向速度的方塊圖。

【具體實施方式】
[0023] 圖1示出了自主式作業(yè)設(shè)備10,該自主式作業(yè)設(shè)備由自主式草坪修剪機形成，該 自主式草坪修剪機具有至少一個對于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的修剪工具（在這里未詳細(xì)示 出）。自主式作業(yè)設(shè)備10包括至少一個具有至少一個驅(qū)動輪14的驅(qū)動單元12、至少一個 傳感器單元18、至少一個位置定位單元20和至少一個分析處理單元22。分析處理單元22 設(shè)置用于，為了求取所述至少一個驅(qū)動輪14的打滑而考慮至少一個由傳感器單元18檢測 到的特征參量24、26、32和至少一個由位置定位單元20檢測到的特征參量28。驅(qū)動單元 12具有馬達(dá)單元42,該馬達(dá)單元設(shè)置用于驅(qū)動所述驅(qū)動輪14。此外，驅(qū)動單元12具有其它 馬達(dá)單元44,該其它馬達(dá)單元設(shè)置用于，驅(qū)動所述驅(qū)動單元12的其它驅(qū)動輪16。馬達(dá)單元 42和所述其它馬達(dá)單元44構(gòu)造為電動機。此外，馬達(dá)單元42和所述其它馬達(dá)單元44能夠 借助于自主式作業(yè)設(shè)備10的控制和/或調(diào)節(jié)單元40相互分開地控制。由此，驅(qū)動單元12 形成差動驅(qū)動單元。在這里，轉(zhuǎn)向功能借助于驅(qū)動輪14和所述其它驅(qū)動輪16之間的轉(zhuǎn)速 差以對于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式和方法來實現(xiàn)。
[0024] 馬達(dá)單元42和所述其它馬達(dá)單元44布置在自主式作業(yè)設(shè)備10的殼體單元30的 內(nèi)部。在這里，馬達(dá)單元42和所述其它馬達(dá)單元44分別通過驅(qū)動單元12的軸單元58、60 與驅(qū)動輪14或與所述其它驅(qū)動輪16連接，其中，驅(qū)動單元12的兩個傳動裝置單元48、50 中的一個分別布置在驅(qū)動輪14和馬達(dá)單元42之間或布置在所述其它驅(qū)動輪16和所述其 它馬達(dá)單元44之間，用于變換為高速和/或低速。但也可設(shè)想的是，驅(qū)動輪14和所述其它 驅(qū)動輪16分別直接與馬達(dá)單元42或與所述其它馬達(dá)單元44連接。驅(qū)動輪14和所述其它 驅(qū)動輪16分別布置在殼體單元30的相互背離的側(cè)上。
[0025] 此外，自主式作業(yè)設(shè)備10具有支撐輪46,除了繞著該支撐輪46的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)地 支承之外，該支撐輪能夠繞著自主式作業(yè)設(shè)備10的殼體單元30的堅軸線34旋轉(zhuǎn)地支承在 殼體單元30上。支撐輪46的旋轉(zhuǎn)軸線至少在運行狀態(tài)下至少基本上垂直于殼體單元30 的堅軸線34延伸。在自主式作業(yè)設(shè)備10的替代的構(gòu)型中也可設(shè)想的是，支撐輪46僅僅繞 著支撐輪46的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)地支承在殼體單元30上。
[0026] 分析處理單元22設(shè)置用于，為了求取所述驅(qū)動輪14和所述其它驅(qū)動輪16的打滑 而相應(yīng)考慮至少一個由傳感器單元18檢測到的特征參量24、26、32和至少一個由位置定位 單元20檢測到的特征參量28。在這里，分析處理單元22設(shè)置用于，考慮至少一個由傳感器 單元18檢測到的、構(gòu)成所述驅(qū)動輪14和/或所述其它驅(qū)動輪16的轉(zhuǎn)速和/或轉(zhuǎn)矩的特征 參量24。由此，傳感器單元18包括至少兩個轉(zhuǎn)速傳感器元件52、54。所述兩個轉(zhuǎn)速傳感器 元件52、54中的一個配屬于所述驅(qū)動輪14,并且所述兩個轉(zhuǎn)速傳感器元件52、54中的另一 個配屬于所述其它驅(qū)動輪16。但也可設(shè)想的是：傳感器單元18附加地或替代地具有兩個增 量式編碼器元件（在這里未詳細(xì)示出）用于檢測所述驅(qū)動輪14和/或所述其它驅(qū)動輪16 的轉(zhuǎn)速和/或轉(zhuǎn)矩；或者借助于由馬達(dá)單元42或所述其它馬達(dá)單元44上的電流測量和/ 或電壓測量的推導(dǎo)來通過傳感器單元18檢測輪速度，所述輪速度被分析處理單元22考慮。
[0027] 此外，分析處理單元22設(shè)置用于，在求取所述打滑時考慮至少一個由位置定位單 元20檢測到的、構(gòu)成速度的特征參量26 (圖2)。此外，分析處理單元22設(shè)置用于，考慮至 少一個由傳感器單元18檢測到的、構(gòu)成旋轉(zhuǎn)速率的特征參量28。在這里，借助于傳感器單 元18來檢測構(gòu)成繞著殼體單元30的堅軸線34的旋轉(zhuǎn)速率的特征參量28。由此，傳感器單 元18包括至少一個慣性傳感器單元或部分地由慣性傳感器單元形成。慣性傳感器單元包 括至少一個旋轉(zhuǎn)速率傳感器元件（在這里未詳細(xì)示出）和至少一個加速度傳感器元件（在 這里未詳細(xì)示出）?？傮w上，慣性傳感器單元包括三個旋轉(zhuǎn)速率傳感器元件和三個加速度傳 感器元件。在這里，將一個旋轉(zhuǎn)速率傳感器元件和一個加速度傳感器元件以對于本領(lǐng)域技 術(shù)人員已知的方式和方法分別配屬于三個相互正交定向的坐標(biāo)軸X、y、z中的一個。在這 里，殼體單元30的堅軸線34形成坐標(biāo)軸X、y、z中的一個。
[0028] 借助于由傳感器單元18檢測到的特征參量24、26、28和借助于由位置定位單元20 檢測到的特征參量28,分析處理單元22借助于對于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的用于傳感器擴 散的算法來求取驅(qū)動輪14和/或所述其它驅(qū)動輪16的打滑。此外可設(shè)想的是，為了求取 所述驅(qū)動輪14和/或所述其它驅(qū)動輪16的打滑，分析處理單元22除了已經(jīng)在上面提及的 特征參量24、26、28之外還考慮了構(gòu)成加速度的特征參量32 (圖2)，所述特征參量例如由慣 性傳感器單元的所述三個加速度傳感器中的一個來檢測。由此，分析處理單元22能夠獨立 于所述其它驅(qū)動輪16的打滑來求取所述驅(qū)動輪14的打滑。緊接著所述驅(qū)動輪14和/或 所述其它驅(qū)動輪16的打滑的求取，將由分析處理單元22求取到的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳遞至 控制和/或調(diào)節(jié)單元40。
[0029] 控制和/或調(diào)節(jié)單元40設(shè)置用于，考慮所述分析處理單元22的已求取的數(shù)據(jù)，用 于確定和/或用于適配自主式作業(yè)設(shè)備10的行駛策略。由此，控制和/或調(diào)節(jié)單元40主動 地干預(yù)自主式作業(yè)設(shè)備10的運行程序，以便改變之前已經(jīng)在運行程序中存在的行駛策略。 此外，控制和/或調(diào)節(jié)單元40設(shè)置用于，借助于由分析處理單元22求取到的數(shù)據(jù)來推斷出 地表性質(zhì)（例如濕度、松動的地表等等）的結(jié)論。由此，控制和/或調(diào)節(jié)單元40能夠依據(jù) 借助于分析處理單元22求取到的數(shù)據(jù)來改變或適配剛剛由自主式作業(yè)設(shè)備10實施的行駛 動作，例如由于自主式作業(yè)設(shè)備10不動而中斷運行（所述中斷能夠通過在大于10秒的時 間間隔內(nèi)存在大約100%的打滑來推測出）或者返回充電站等等。
[0030] 此外，傳感器單元18設(shè)置用于，檢測自主式作業(yè)設(shè)備10沿著兩個正交地布置的軸 線36、38的加速度，這些軸線至少基本上垂直于堅軸線34延伸。所述兩個軸線36、38由三 個坐標(biāo)軸X、y、z中的兩個形成。為了借助于傳感器單元18來檢測構(gòu)成加速度的特征參量 56,使用慣性傳感器單元的加速度傳感器。在借助于傳感器單元18來檢測構(gòu)成加速度的特 征參量56之后，首先借助于分析處理單元22的過濾器進(jìn)行降噪（圖2)。
[0031] 因此實現(xiàn)了借助于分析處理單元22對構(gòu)成加速度的特征參量56進(jìn)行靜態(tài)分析處 理，其中，所述靜態(tài)分析處理僅僅具有重力的影響，所述重力的值與殼體單元30繞著所述 三個坐標(biāo)軸x、y、z中的兩個坐標(biāo)軸的傾斜度有關(guān)，所述兩個坐標(biāo)軸不同于堅軸線34并且布 置在一個共同的平面中。借助于由傳感器單元18檢測到的并且構(gòu)成加速度的特征參量56 和重力常數(shù)能夠借助于分析處理單元22來求取構(gòu)成殼體單元30的俯仰角度和/或滾動角 度的特征參量62。由此，分析處理單元22至少設(shè)置用于，由于由至少一個由傳感器單元18 檢測到的特征參量32來求取所述殼體單元30繞著至少一個與該殼體單元30的堅軸線34 不同的軸線（36、38)的至少一個傾斜度。接著，分析處理單元22將求取到的數(shù)據(jù)傳遞至控 制和/或調(diào)節(jié)單元40,這些數(shù)據(jù)在自主式作業(yè)設(shè)備10運動時被考慮用于補償側(cè)向的滑脫。 因此，待加工的面的部分區(qū)域的已求取的傾斜度儲存在控制和/或調(diào)節(jié)單元40的非暫存的 存儲器中，以便測繪出儲存在存儲器中的虛擬的導(dǎo)航標(biāo)記。
[0032] 此外，分析處理單元22設(shè)置用于，求取所述殼體單元30的與向前運動不同的橫向 運動的至少一個特征參量56 (圖3)。與向前運動不同的橫向運動的特征參量56由殼體單 元30的橫向速度形成。殼體單元30的橫向速度至少基本上平行于所述驅(qū)動輪14和/或 所述其它驅(qū)動輪16的旋轉(zhuǎn)軸線延伸。在這里，分析處理單元22設(shè)置用于，至少考慮所述驅(qū) 動輪14和/或所述其它驅(qū)動輪16的已求取的打滑和所述殼體單元30的傾斜度，用于求取 所述橫向運動的特征參量56。在這里，殼體單元30的傾斜度通過構(gòu)成殼體單元30的滾動 角度的特征參量62來定義。所述滾動角度越大，殼體單元30的橫向速度越大。滾動角度 由繞著自主式作業(yè)設(shè)備10的主運動軸線的角度形成。所述主運動軸線由軸線36、38中的 一個形成，所述軸線至少基本上垂直于驅(qū)動輪14的旋轉(zhuǎn)軸線延伸。在求取所述殼體單元30 的橫向速度時，借助于分析處理單元22求取到的打滑能夠與關(guān)于分析處理單元22的非暫 存的存儲器中的打滑的已經(jīng)求取的值的長期數(shù)據(jù)相比較，以便由此評估出地表性質(zhì)，該地 表性質(zhì)在求取所述殼體單元30的橫向速度時由分析處理單元22考慮。
[0033] 此外，分析處理單元22設(shè)置用于，通過傳感器單元18的轉(zhuǎn)速傳感器元件52、54檢 測到的特征參量來求取所述驅(qū)動輪14的速度和所述其它驅(qū)動輪16的速度，所述這些速度 被考慮用于求取所述殼體單元30的橫向速度。借助于分析處理單元22在分析處理數(shù)據(jù)時 考慮卡瑪摩擦圓（Kamm'schen-Kreis)的算法，驅(qū)動輪14的速度和所述其它驅(qū)動輪16的速 度對驅(qū)動輪14和所述其它驅(qū)動輪16的側(cè)向引導(dǎo)力的影響由分析處理單元22求取。驅(qū)動 輪14的速度和/或所述其它驅(qū)動輪16的速度越大，驅(qū)動輪14和/或所述其它驅(qū)動輪16 的側(cè)向引導(dǎo)力越小。由此，在側(cè)向引導(dǎo)力小的情況下，殼體單元30的橫向運動的可能性大。 此外可設(shè)想的是，分析處理單元12附加地或替代地考慮所述位置定位單元20的特征參量， 用于求取所述殼體單元30的與向前運動不同的橫向運動的特征參量56?？刂坪?或調(diào)節(jié) 單元40處理由分析處理單元22求取到的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)被傳遞至控制和/或調(diào)節(jié)單元40， 以便例如在自主式作業(yè)設(shè)備10橫向于斜坡行駛的情況下在確定和/或適配行駛策略時考 慮所述殼體單元30的橫向速度的影響。
[0034] 對于殼體單元30的橫向速度的其他影響因素是驅(qū)動輪14和所述其它驅(qū)動輪16 的幾何尺寸、驅(qū)動輪14和所述其它驅(qū)動輪16的輪廓、驅(qū)動輪14和所述其它驅(qū)動輪16上的 磨損、驅(qū)動輪14和所述其它驅(qū)動輪16的支承部位中的支承間隙、自主式作業(yè)設(shè)備10的重 心的布置等等?？刂坪?或調(diào)節(jié)單元40設(shè)置用于，在確定和/或適配行駛策略時相對于由 分析處理單元22求取到的關(guān)于打滑、關(guān)于傾斜度和關(guān)于橫向速度的數(shù)據(jù)附加地考慮所述 影響因素。在這里，能夠推導(dǎo)出在物理上有創(chuàng)造性的或啟發(fā)式/根據(jù)實驗的模型，該模型通 過控制和/或調(diào)節(jié)單元40能夠?qū)崿F(xiàn)對所述影響因素的考慮。由此，在求取所述橫向速度時 考慮所述影響因素和通過分析處理單元22求取到的關(guān)于打滑和關(guān)于傾斜度的數(shù)據(jù)。
【權(quán)利要求】
1. 一種自主式作業(yè)設(shè)備、尤其自主式草坪修剪機，其具有：至少一個驅(qū)動單元（12)， 所述驅(qū)動單元具有至少一個驅(qū)動輪（14,16);至少一個傳感器單元（18);至少一個位置定 位單元（20);和至少一個分析處理單元（22);其特征在于，所述分析處理單元（22)設(shè)置 用于，為了求取所述至少一個驅(qū)動輪（14)的打滑而考慮至少一個由所述傳感器單元（18) 檢測到的特征參量（24,26,32)和至少一個由所述位置定位單元（20)檢測到的特征參量 (28)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主式作業(yè)設(shè)備，其特征在于，所述分析處理單元（22)設(shè)置 用于，考慮至少一個由所述傳感器單元（18)檢測到的、構(gòu)成轉(zhuǎn)速和/或構(gòu)成轉(zhuǎn)矩的特征參 量（24)。
3. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的自主式作業(yè)設(shè)備，其特征在于，所述分析處理單 元（22)設(shè)置用于，在求取所述打滑時考慮至少一個由所述位置定位單元（20)檢測到的、構(gòu) 成速度的特征參量（26)。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的自主式作業(yè)設(shè)備，其特征在于，所述分析處理單 元（22)設(shè)置用于，考慮至少一個由所述傳感器單元（18)檢測到的、構(gòu)成旋轉(zhuǎn)速率的特征參 量（28)。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的自主式作業(yè)設(shè)備，其特征在于，所述傳感器單元 (18)包括至少一個慣性傳感器單元。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的自主式作業(yè)設(shè)備，其特征在于至少一個殼體單元 (30)，其中，所述分析處理單元（22)至少設(shè)置用于，由于至少一個由所述傳感器單元（18) 檢測到的特征參量（32)來求取所述殼體單元（30)繞著至少一個與所述殼體單元（30)的 堅軸線（34)不同的軸線（36, 38)的至少一個傾斜度。
7. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的自主式作業(yè)設(shè)備，其特征在于至少一個殼體單元 (30)，其中，所述分析處理單元（22)設(shè)置用于，求取所述殼體單元（30)的與向前運動不同 的橫向運動的至少一個特征參量（56)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的自主式作業(yè)設(shè)備，其特征在于，所述分析處理單元（22) 設(shè)置用于，至少考慮所述驅(qū)動輪（14,16)的求取到的打滑和所述殼體單元（30)的傾斜度以 求取所述橫向運動的特征參量（56)。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的自主式作業(yè)設(shè)備，其特征在于至少一個控制和/ 或調(diào)節(jié)單元（40)，所述控制和/或調(diào)節(jié)單元設(shè)置用于，考慮所述分析處理單元（22)的求取 到的數(shù)據(jù)以確定和/或適配行駛策略。
10. -種用于根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的自主式作業(yè)設(shè)備（10)的分析處理單 J Li 〇
11. 一種用于尤其根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的自主式作業(yè)設(shè)備的方法，用于求 取至少所述驅(qū)動單元（12)的驅(qū)動輪（14，16)的打滑，其特征在于，為了求取所述打滑，考慮 至少一個由所述傳感器單元（18)檢測到的特征參量（24, 26, 32)和至少一個由所述位置定 位單元（20)檢測到的特征參量（28)。
【文檔編號】A01D34/00GK104067190SQ201280066840
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月13日
【發(fā)明者】P·比貝爾, S·彼得賴特, C·科赫, A·阿爾貝特 申請人:羅伯特·博世有限公司