-
Die
Erfindung betrifft einen über
eine Fläche fahrbaren
Roboter.
-
Durch
die
EP 0 373 034 B1 ist
es entsprechend den
3 und
5 es bekannt,
mittels einer als Feldspritze ausgebildeten Verteilmaschine Bildnisse
auf Flächen
in der freien Natur, wie beispielsweise auf Ackerflächen, Wiesen
etc. durch Aufbringen von Wirkstoffmitteln, wie Farben etc. auf
Böden aufzubringen.
Diese Bildnisse können
aus der Vogelperspektive betrachtet werden. Diese Verteilmaschine
ist mit einer elektronischen Vorrichtung ausgestattet, in welcher
eine darzustellende Geometrie einprogrammiert ist, aufgrund dieser
einprogrammierten Geometrie lässt
sich durch Ansteuern der einzelnen Düsen der Verteilmaschine die
auf die Bodenoberfläche
erzeugende Abbildung durch entsprechendes Aufbringen von Wirkstoffmitteln
sichtbar aufbringen. Durch nebeneinander liegende parallele Bearbeitungsbahnen
wird der Wirkstoff durch die Verteilmaschine entsprechend der programmierten
Geometrie auf die Bodenoberfläche
aufgebracht.
-
Durch
die
DE 43 18 798 A1 ist
eine selbstfahrende Arbeitsmaschine bekannt, mittels welcher die zu
bearbeitende Fläche
automatisch abgefahren werden kann, ohne dass eine Person die Steuerung der
Arbeitsmaschine übernehmen
muss. In die elektronische Vorrichtung der Maschine ist ein Grundprogramm
eingespeichert, welches beispielsweise durch manuelles Abfahren
der Arbeitsfläche
erstellt und dann abgespeichert werden kann. Dieses kann dann erneut
aufgerufen werden, wenn die selbe Fläche – dann automatisch – abgefahren
werden soll. Zum Abfahren der Arbeitsfläche in der vorgegebenen Weise
kann das Programm durch eine Satellitennavigation unterstützt werden.
Durch die Signalverarbeitungseinrichtung kann die Arbeitsmaschine
ein auf die Arbeitsvorrichtung abgestimmtes Programm zum flächendeckenden
Abfahren eines gewünschten
Arbeitsbereiches ausführen.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen fahrbaren Roboter und
ein von diesem Roboter durchzuführendes
Verfahren zu schaffen, mit dem in einfacher und autonomer Weise
erkennbare Darstellungen auf Flächen
anbringbar sind.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Infolge dieser Maßnahmen
fährt der
Roboter die vorgegebene Behandlungsstrecke ab und gleichzeitig wird
die Behandlungseinrichtung zur Erzeugung der vorgesehenen Kontur
entsprechend aktiviert, um so die gewünschten sichtbaren Konturen
der Fläche
zu erzeugen. Somit lassen sich also führerlos von dem Roboter mit
der Behandlungseinrichtung die gewünschten sichtbaren Konturen
der Fläche
in automatischer Weise erzeugen.
-
Um
die gewünschten
sichtbaren Konturen der Fläche
in automatischer Weise durch die Behandlungseinrichtung in Verbindung
mit dem Roboter erzeugen zu können,
ist vorgesehen, dass in der Speichereinrichtung die Behandlungsanweisung
als Daten der zu erzeugenden Kontur abspeicherbar ist.
-
Um
eine möglichst
authentische Abbildung mit möglichst
wenigen Fahrwegen erzeugen zu können,
ist vorgesehen, dass die Daten zur Erzeugung der Kontur auf der
Fläche
derart in der Speichereinrichtung abspeicherbar sind, so dass eine
Abbildung entsprechend der Erstellung eines Bildes durch einen Menschen
erzeugbar ist.
-
Auch
lassen sich die sichtbaren Konturen in Form eines farbigen Abbildes
mit einer einfach ausgestalteten Behandlungseinrichtung dadurch
erzeugen, dass zur Schaffung eines mehrfarbigen Abbildes die einzelnen
Farben in separaten Überfahrten oder
auch in nur einer einzigen Überfahrt
durch die Behandlungseinrichtung auf die Fläche aufgebracht werden.
-
Sichtbare
Konturen lassen sich durch die Behandlungseinrichtung mit dem Roboter
in erfindungsgemäßer Weise,
wie sie beispielsweise in den Ansprüchen 5–12 beansprucht sind, in vielfältiger und unterschiedlicher
Weise mit unterschiedlichsten Behandlungseinrichtung erfindungsgemäß erzeugen.
-
Hierbei
werden unter Pflanzenschutzmitteln, u.a. Herbizide, Fungizide, Wachstumsregler,
etc. verstanden. Mittels dieser sind inverse sichtbare Konturen
zur Schaffung von Bildern, Darstellung etc. zu erzeugen.
-
Um
einen sicheren Betrieb durch den Roboter zu gewährleisten, ist vorgesehen,
dass dem Roboter Sensoren zur Erfassung seiner Umgebung zugeordnet
sind, dass bei Erkennen von Kollisionsgefahren des Roboters mit
Hindernissen durch die Sensoren der Antrieb des Roboters abgeschaltet
oder der Roboter an dem Hindernis vorbeileitbar ist.
-
Ein
erfindungsgemäßes Verfahren
zur Erzeugung der sichtbaren Konturen mittels eines fahrbaren Roboters
mit einer Behandlungseinrichtung lässt sich in einfacher Weise,
ohne das von einem Bediener in den Betrieb des Roboters eingegriffen werden
muss, durch die Merkmale des Patentanspruches 14 verwirklichen.
-
In
einfacher Weise lässt
sich die Lage des Bildnisses und der Konturen auch auf der dafür vorgesehenen
Fläche
sowohl in einmaliger wie auch in wiederholbarer Weise dadurch gewährleisten,
dass entsprechend der in dem Bordcomputer abgespeicherten und zu
erstellenden Kontur- oder Bildnis über die Behandlungseinrichtung
in Verbindung mit dem Navigationssystem die abgespeicherte Kontur
bzw. das abgespeicherte Bildnis auf die Fläche durch die Behandlungseinrichtung
aufgebracht wird.
-
Um
in einfacher Weise die auf der Bodenoberfläche aufgebrachte sichtbare
Kontur in gewissen Zeitabständen
nacharbeiten zu können,
ist vorgesehen, dass die Fahrwege des Roboters und die zugehörigen Behandlungen
der Fläche
durch die Behandlungseinrichtung ortspezifisch auf einem Speichermedium
aufgezeichnet werden.
-
Unter
sichtbarer Kontur soll jede Art von Darstellung, wie beispielsweise
Schwarz/Weiß-Bilder oder
farbige Abbildungen verstanden werden. Weiterhin ist eine Kontur
auch eine Änderung,
die u.a. dadurch erzeugt werden kann, das etwas weggenommen oder
hinzugefügt
oder etwas modifiziert wird. Z.B: Durch einen Bagger kann beispielsweise etwas
weggenommen werden. Durch eine Pflanzmaschine oder eine Farbausbringung
kann etwas hinzugefügt
werden. Ebenfalls kann durch eine Sämaschine durch Ausbringung
von Saatgut etwas hinzugefügt
werden. Durch einen Pflug oder Düngung
kann etwas modifiziert werden.
-
Beim
Säen oder
Düngen
der Effekt erst nach einer gewissen Zeit zu erkennen, aber letztendlich lassen
sich im Ergebnis, alle erzeugbaren Konturen diesen drei Gruppen
zuordnen.
-
Der
fahrbare Roboter mit der Behandlungseinrichtung sowie das Verfahren
zum Erzeugen der Kontur beschränken
sich nicht nur auf das Gebiet der Landwirtschaft. Die Verbindung
von Landschaft und Landwirtschaft ist eine Zielrichtung der Roboteranwendung
mit der Behandlungseinrichtung. Selbstverständlich lässt sich der Erfindungsgedanke
auch auf Parkplätzen
oder anderen Flächen,
die sich nicht direkt unter den in der Landwirtschaft gebräuchlichen Begriff „Boden" unterordnen, anwenden.
Auch können
entsprechende Wirkstoffe zur Erzeugung der Konturen und Abbildungen
auch auf Asphalt, Beton, Schotter etc. aufgebracht werden.
-
Die
sichtbaren Konturen lassen sich zur Anbringung von Werbeflächen nutzen.
Möglich
ist es auch eine Art Wegweiser, wie Pfeile, Texte, z.B. als Hinweise
für Wegweiser,
Gefahrenhinweise auf den dafür
vorgesehenen Flächen
anzubringen. Selbst Markierungsarbeiten auf Straßen können mit dem erfindungsgemäßen Roboter
und dem erfindungsgemäßen Verfahren
durchgeführt
werden. Es lassen sich auch Logos, Embleme Markierungen etc. auf
dafür vorgesehenen
Flächen
anbringen. Die Struktur zur Erzeugung der sichtbaren Kontur der
Fläche
liegt in Form von gespeicherten Daten auf einem Datenträger vor.
Zur Datenübertragung
der auf einem Datenträger
vorliegenden gespeicherten Daten für die Kontur können verschiedene
Technologien genutzt werden, wie beispielsweise W-Lan, Internet,
Funknetze, Bluetooth, etc..
-
Alle
von dem Roboter und der Behandlungseinrichtung durchgeführten Arbeiten
werden in elektronischer Weise dokumentiert und in einem Speichermedium
gespeichert.
-
Die
Navigation des Roboters mit der Behandlungseinrichtung wird durch
verschiedene Technologien unterstützt, wie beispielsweise Funknetze, GPS,
oder zusätzliche
Sensoren zur Erfassung der Umgebung. Zur Navigation kann es verschiedene Strategien
geben, wie z.B. abscannen der gesamten Fläche, wie bei einem Tintenstrahldrucker
oder gezieltes Abfahren der gewünschten
zur erzeugenden sichtbaren Struktur und Kontur.
-
Die
von dem Roboter und der Behandlungseinrichtung erzeugten Konturen
müssen
teilweise gewartet werden. Da die Daten vorliegen kann die Bearbeitung
der Konturen durch den Roboter mit der Behandlungseinrichtung jederzeit
wiederholt werden. Dies kann auch mit einer inversen Struktur geschehen.
Hier werden dann beispielsweise mit einer Pflanzmaschine Pflanzen,
wie Blumen etc. auf einer Fläche,
z.B. einer Grasfläche
gepflanzt. Auch ist es möglich,
zur Erzeugung einer inversen Struktur, beispielsweise Gras oder
andere aufgewachsene Pflanzen mit dem Roboter und einem Mähwerk oder
einer anderen geeigneten Vorrichtung zu entfernen oder abzumähen. Falls
Materialien ausgebracht werden müssen,
wie z.B. Pflanzen, Farben, Golfbälle
oder andere Dinge, können
diese gezielt wieder ausgebracht werden, um so eine ausreichende
Nachhaltigkeit zu sichern.
-
Die
Größe der erzeugten
Kontur oder Abbildnissen ist nach oben nur durch die Vorgabe der
zur Verfügung
stehenden Flächen
begrenzt. Die Größe der Struktur
oder Abbildung nach unten kann deutlich kleiner sein als der Roboter
oder die dort angeordnete Behandlungseinrichtung. Sie ist lediglich
auf die Unterteilung der Aktoren der Behandlungseinrichtung, wie
z.B. Mikrosprayer begrenzt und kann somit deutlich unter der Größe des Roboters
oder der eigentlichen Behandlungseinrichtung liegen.
-
Weitere
Einzelheiten der Erfindung sind durch die Unteransprüche, der
Beispielsbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Hierbei zeigen
-
1 einen
erfindungsgemäß ausgestalteten
Roboter mit zwischen den Fahrwerksrädern angeordneter Behandlungseinrichtung
in Seitenansicht und in Prinzipdarstellung,
-
2 einen
weiteren erfindungsgemäßen Roboter
mit angebauter Behandlungseinrichtung in Seitenansicht und in Prinzipdarstellung,
-
3 die
Erstellung einer als Bildnis ausgebildeten Kontur auf einer Fläche mit
dem erfindungsgemäßen Roboter
mit Behandlungseinrichtung in Draufsicht und in Prinzipdarstellung,
-
4 die
Erstellung einer als Bildnis ausgebildeten Kontur auf einer Fläche mit
dem erfindungsgemäßen Roboter
mit Behandlungseinrichtung in Draufsicht und in Prinzipdarstellung,
jedoch in anderer Erzeugungsweise der gleichen Kontur wie in 3,
-
5 die
Erzeugung der gleichen Kontur wie in den 3 und 4 durch
entfernen von Material aus einer Fläche mit dem erfindungsgemäßen Roboter
und der Behandlungseinrichtung in perspektivischer Darstellung und
-
6 eine
weitere Erzeugung der gleichen Kontur wie in der 5 durch
den erfindungsgemäßen Roboter
mit Behandlungseinrichtung durch zusätzliches Anbringen von Material
auf einer Fläche
in perspektivischer Darstellung
-
Der über eine
Fläche
fahrbare Roboter 1 gemäß 1 weist
ein Fahrgestell mit den zumindest teilweise angetriebenen Fahrwerksrädern 2 auf.
Der Roboter 1 ist mit einem motorischen Antrieb und einer
Lenkeinrichtung ausgestattet. Weiterhin weist der Roboter 1 einen
Bordcomputer mit einem Navigationssystem auf. Zwischen den Fahrwerksrädern 2 des
Fahrwerkes ist die Behandlungseinrichtung 3 angeordnet.
-
Diese
Behandlungseinrichtung 3 kann in verschiedener Weise ausgebildet
sein:
Die Behandlungseinrichtung 3 kann eine Spritzeinrichtung
zum Ausbringen von Farben, und oder Pflanzenschutzmitteln sein.
-
Die
Behandlungseinrichtung 3 kann eine Verteilmaschine, wie
Düngerstreuer
oder Spritzeinrichtung zum Ausbringen von Pflanzenschutzmitteln oder
Düngemitteln
sein.
-
Die
Behandlungseinrichtung 3 kann eine landwirtschaftliche
Verteilmaschine, beispielsweise eine Sämaschine oder eine Feldspritzeinrichtung sein.
-
Die
Behandlungseinrichtung 3 kann ein Mähwerk zum Mähen von Pflanzen sein.
-
Die
Behandlungseinrichtung 3 kann ein Düngerstreuer sein.
-
Die
Behandlungseinrichtung 3 kann ein Bagger sein.
-
Die
Behandlungseinrichtung 3 kann eine Pflanzmaschine zum Pflanzen
von Pflanzen, wie Blumen, Bäumen,
Sträuchern
etc. sein.
-
Die
Behandlungseinrichtung 3 kann ein Bodenbearbeitungsgerät, wie ein
Pflug, Grubber etc. sein.
-
Der
Roboter 4 mit Behandlungseinrichtung 3 gemäß 2 unterscheidet
sich von dem Roboter 1 mit Behandlungseinrichtung 3 gemäß 1 dadurch,
dass die Behandlungseinrichtung 3 mit einer Kuppelvorrichtung 5 auf
der Rück-
bzw. Vorderseite oder seitlich, je nach Fahrtrichtung des Roboters 4 und
zu erzeigender Kontur, angeordnet ist.
-
In
der Speichereinrichtung des Bordcomputers ist eine Behandlungsanweisung
eingespeichert. Diese Behandlungsanweisung ist mittels geeigneter Übertragungsmittel
an den Bordcomputer übermittelbar.
Mittels dieser Behandlungsanweisung lässt sich eine Fläche automatisch
und autonom mittels der Behandlungseinrichtung 3 durch
ein entsprechendes Befahren der Fläche durch den Roboter 1 oder 4 mit der
Behandlungseinrichtung 3 behandeln und so die sichtbaren
Konturen 6 der Fläche 7 erzeugen,
wie in den 3 dargestellt ist. In der Speichereinrichtung der
Bordcomputer ist die Behandlungsanweisung als Daten der zur erzeugenden
Kontur 6 abzuspeichern.
-
Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 3 wird
die Fläche 7 in
parallelen Bahnen 8 befahren, um so die von dem mit gestichelten
Linien 9 eingezeichnete Kontur 6 beispielsweise
mit Farbe zu füllen und
so dies sichtbar zu machen. Hierbei führt der Roboter 1 mit
der Behandlungseinrichtung 3 aufgrund der abgespeicherten
Daten in Verbindung mit einem Navigationssystem in vorgesehener
Weise autonom die vorgesehen Fläche
nach eingespeicherten Fahrbahnen ab. Hierzu werden dann die einzelnen
Aktoren, wie beispielsweise Sprühdüsen, der
Behandlungseinrichtung 3 jeweils so von dem Bordcomputer aufgrund
der hinterlegten Behandlungsanweisung angesteuert, dass die in 3 dargestellte
Abbildung. in Form eines A auf der Bodenoberfläche 7 sichtbar wird.
-
Es
ist möglich,
einzelne Bereiche innerhalb der von den gestrichelten Linien eingegrenzten
Flächenkonturen
mit unterschiedlichen Farben darzustellen. Hierbei können dann
zur Schaffung eines mehrfarbigen Abbildes die einzelnen Farben bei
einer Überfahrt
gemeinsam oder in separaten Überfahrten
durch die Behandlungseinrichtung auf die Fläche 7 aufgebracht
werden.
-
Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 4 wird
die sichtbare Kontur 13, die von den gestrichelten Linien 9 eingegrenzt
wird, entsprechend der zur erzeugenden Abbildung abgefahren. Hierbei
fährt der
Roboter 1 mit der Behandlungseinrichtung 3 aufgrund
der in der Speichereinrichtung der in dem Bordcomputer hinterlegten
Handlungsanweisung in Verbindung mit dem Navigationssystem die Fläche 7 ab,
so dass die gewünschte
Kontur 13 auf der Fläche 7 erzeugt
wird. Hierbei wird quasi die Abbildung entsprechend der Erstellung
eines Bildes durch einen Menschen erzeugt, der auch entsprechend
mit einer Handhabe die jeweiligen Balken 10 des in Form
eines A erzeugten Abbildes 13 erzeugt.
-
Somit
wird also entsprechend der in dem Bordcomputer abgespeicherten und
zur erstellenden Kontur oder Bildnis über die Behandlungseinrichtung in
Verbindung mit dem Navigationssystem die abgespeicherte Kontur 13 bzw.
das abgespeicherte Bildnis auf der Fläche 7 durch die Behandlungseinrichtung 3 aufgebracht.
Während
des Ausbringens werden die Fahrwege des Roboters und die zugehörigen Behandlungen
der Fläche 7 durch
die Behandlungseinrichtung 3 ortsspezifisch auf einem Speichermedium,
beispielsweise des Bordcomputers aufgezeichnet. Hierdurch ist es
dann möglich,
anschließend
in einfacher Weise die Kontur 13 zur Wartung abzufahren
bzw. eine Dokumentation für
die durchgeführte Arbeit
anzulegen.
-
Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 5 ist
die Behandlungseinrichtung 3, die an dem Roboter 1 oder 3 angeordnet
ist, beispielsweise als Mähwerk
ausgebildet, um so auf einer Fläche,
die mit Pflanzen 12 wie Rasen, Mais bestanden ist, in vorgesehener
Weise den Pflanzenbestand innerhalb des stehenden Pflanzenbestandes
so zu entfernen, dass die gewünschte
sichtbare Kontur 13 entsteht.
-
Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 6 ist
es umgekehrt bezogen auf das umgedreht zu dem Ergebnis und der Behandlungsart
gemäß 5,
mit der als Mähwerk
ausgebildeten Behandlungseinrichtung 3 der Pflanzenbestand 14,
nämlich
dass Gras oder Mais etc. um die Kontur 15 herum entfernt
worden ist, so dass die Kontur als erhaben aus der Fläche 7 herausragt.
-
Anstelle
mit einem Mähwerk
lassen sich die in 5 und 6 dargestellten
Konturen 13 und 15 auch dadurch erzielen, dass
die erhaben dargestellten Bereiche 12, 15 mit
einer Sämaschine
oder Pflanzengerät
entsprechend bestückt
sind, umso die erhabenen Konturen 12, 15 zu erzeugen.
Hierbei ist zu berücksichtigen,
dass ausgebrachtes Saatgut eine gewisse Zeit benötigt, bis es aufgelaufen ist,
um die entsprechende Kontur 13, 15 sichtbar werden
zu lassen.
-
Unterschiedlich
aus der Fläche 7 herausragende
Konturen 13, 15 lassen sich auf durch Behandlungsmaßnahmen
mit Pflanzenschutzmitteln oder Dünger
erzielen.
-
Weiterhin
lassen sich entsprechende Konturen auch durch als Pflüge, Grubber
ausgebildete Behandlungseinrichtungen 3 erzielen. Zusätzlich können aus
Sicherheitsaspekten an dem Roboter Sensoren zur Erfassung seiner
Umgebung angeordnet sein. Diese Sensoren übermitteln Signale an den Bordrechner
der diese Signale auswertet. Wenn aufgrund der von den Sensoren
gelieferten Signalen eine Kollisionsgefahr des Roboters mit Hindernissen bekannt
wird, wird der Antrieb des Roboters abgeschaltet oder der Roboter
an dem Hindernis vorbeigeleitet.