(57)【要約】本発明は、自走装置（５）、好ましくは芝刈りロボットのための装置および電子式ナビゲーション制御システムに関する。このシステムは、少なくとも１つの信号発生器（１）に接続された少なくとも１つのナビゲーション制御ステーション（３）と、自走装置（５）に配置された検出ユニットとを備える。検出ユニットは、少なくともナビゲーション制御ステーション（３）を介して伝達され、空気媒体中を伝搬する少なくとも１つの時空間変動磁界を検出し、検出ユニットによって処理された少なくとも１つの信号を、表面を横断する装置の運動に関与する少なくとも１つの動力源に転送する。本システムは、信号発生器（１）が電流をナビゲーション制御ステーション（３）を通るように送るときに使用する手段を備え、電流が時空間可変磁界を発生させ、検出ユニットが、検出された磁界の性質に基づいて装置（５）を操縦する手段を備える。
2005531832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子式ナビゲーション制御システムによって自走装置（５）を操縦する方法であって、
少なくとも１つの信号発生器（１）に接続された少なくとも１つのナビゲーション制御ステーション（３）と、前記自走装置（５）に配置された１つの検出ユニット（１４、１５、１６）を備え、前記検出ユニット（１４、１５、１６）は、少なくともナビゲーション制御ステーション（３）を介して伝達され、空気媒体中を伝搬する少なくとも１つの時空間変動磁界を検出し、前記検出ユニット（１４、１５、１６）によって処理された少なくとも１つの信号を、表面を横断する前記装置（５）の移動に関与する少なくとも１つの動力源に再伝達する方法において、
前記信号発生器（１）は、ナビゲーション制御システム（３）を通して、時空間可変磁界（４３、４４、５２、５４）を発生させる電流を送り、前記検出ユニット（１４、１５、１６）は、前記検出された磁界（４３、４４、５２、５４）の性質に基づいて前記装置（５）を操縦することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記装置（５）は、主に前記ナビゲーション制御ステーションのレンジの外側を移動し及び磁界（４４、５４）の変化を検出する時、前記ナビゲーション制御ステーション（３）に対して自らを操縦し、１つ又は多くの操縦手段により、前記ナビゲーション制御ステーション（３）に接近するか、ナビゲーション制御ステーション（３）から一定の距離に留まるか、又はナビゲーション制御ステーション（３）から遠ざかるか、あるいはまた、停止および／または方向転換することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記装置（５）は、あるコース方向に移動し及び変化しない磁界強度（４４、５４）を検出する時には方向を９０度変え、あるコース方向に移動し及び増加する磁界強度（４４、５４）を検出する時には同じコース方向に移動し続け、及びあるコース方向に移動し及び減少する磁界強度（４４、５４）を検出する時にはコース方向を１８０度変えることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記装置（５）は、前記検出した磁界（４４、５４）が一定である方向に対応するコース方向に移動することを特徴とする請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記装置（５）は、磁界（４４、５４）が方向（５５）を変化させていることを検出した時、同じ方向にある距離移動し続けて停止し、再び磁界（４４、５４）が方向（５５）を変化させるのを検出するまで回転し、その上で、検出した磁界（４４、５４）が方向を変化させるポイントをつなぐライン（５５）と本質的に同じ方向に移動することを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記検出ユニット（１４、１５、１６）は、前記ナビゲーション制御ステーション（３）のレンジ内の磁界（４３、５２）を検出した時、その検出した磁界（４３、５２）の処理を適応させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つの信号発生器（１）が第１の電流を前記ナビゲーション制御ステーション（３）を通して送り、前記電流によってある時点で主に前記ナビゲーション制御ステーション（３）のレンジの内側に発生させられた磁界（４３、４４）が、同じ時点で主に前記レンジの外側にある磁界（４３、４４）の方向と本質的に反対の方向を有することを特徴とする請求項１か６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つの信号発生器（１）が第２の電流を前記ナビゲーション制御ステーション（３）を通して送り、前記信号発生器（１）または他の信号発生器（１）が第３の電流を前記ナビゲーション制御ステーション（３）を通して送り、前記第２の電流によって主に前記ナビゲーション制御ステーション（３）のレンジ内の第２のエリアにおいてある時点で発生させられた磁界（４３、４４）が、前記第３の電流によって同じ時点で主に前記ナビゲーション制御ステーション（３）のレンジ内の第３のエリアにおいて発生させられた磁界（４３、４４）の方向（４６）に本質的に対応する方向を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
少なくとも１つの信号発生器（１）が第２の電流を前記ナビゲーション制御ステーション（３）を通して送り、前記信号発生器（１）または他の信号発生器（１）が第３の電流を前記ナビゲーション制御ステーション（３）を通して送り、前記第２の電流によって主に前記ナビゲーション制御ステーション（３）のレンジ内の第２のエリアにおいてある時点で発生させられた磁界（５２、５４）が、前記第３の電流によって同じ時点で主に前記ナビゲーション制御ステーション（３）のレンジ内の第３のエリアにおいて発生させられた磁界（５２、５４）の方向（５０、５１）と本質的に反対の方向を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の電流は前記第３の電流に対応することを特徴とする請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ナビゲーション制御ステーションのレンジの外側および内側に、ある時点で本質的に互いに反対の磁界を有する２つのエリアを本質的に規定する未限定のエリア（５５）が生成されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２のエリアと第３のエリアにおいて発生させられた磁界（４３、４４、５２、５４）の方向（４６、５０、５１）が前記送られた電流の性質に依存することを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
システム内の少なくとも１つの電流がへこみ成分を構成することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
システム内で送られた少なくとも１つの電流が、主として一定であるときは大抵、静止の状態にあり、この静止の状態が少なくとも１つの特徴的なリファレンス電流パルス（７、９、１１）によって周期的に中断されることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記リファレンスパルス（７、９、１１）の性質を知覚する前記検出ユニット（１４、１５、１６）は、前記時間間隔を前記検出ユニット（１４、１５、１６）が磁界を検出する期間内に適応させることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記検出ユニット（１４、１５、１６）がリファレンス電流パルス（７、９、１１）に基づいた時間領域の中で前記ユニット（１４、１５、１６）の動作周波数を同期化することが適応の意味であることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
検出ユニット（１４、１５、１６）がリファレンス電流パルス（７、９、１１）の性質に基づいて時間領域の中で時間間隔の性質を同期化することが適応の意味であることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ナビゲーション制御システム内の各信号発生器（１）が、その送った電流パルス（７、９、１１）をシステム内の他の電流パルス（７、９、１１）と同期化し、同じ信号周期（８）の間に電流パルス（７、９、１１）が同時に一致することのないようにすることを特徴とする請求項１４から１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記ナビゲーション制御システム内の各信号発生器（１）が、その送った電流パルス（７、９、１１）をシステム内の他の電流パルス（７、９、１１）と同期化し、前記検出ユニット（１４、１５、１６）において送られた電流パルス（７、９、１１）の１つによって発生させられた信号が、その次に送られた電流パルス（７、９、１１）によって発生させられた信号の出現したときに少なくとも部分的に減衰しているように同期化することを特徴とする請求項１４から１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
各ループ（２、３、４、６）において送られた電流パルス（７、９、１１）が時間関数を有し、この関数の間の電流が、ループ（２、３、４、６）に現れる無効電流に対して正および負あることを特徴とする請求項１４から１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記検出ユニット（１４、１５、１６）が電流パルス（７、９、１１）の正エッジと負エッジを記録し、これら２つのエッジの間の時間距離から、前記検出した情報の前記ユニットによる処理を決定することを特徴とする請求項１４から２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
ある時点における前記第２のエリアと前記第３のエリアそれぞれの中の磁界（４３、４４、５２、５４）の方向（４６、５０、５１）が電流パルス（７、９、１１）の性質とその出現に左右されることを特徴とする請求項８から１２及び１４から２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
電流パルスＮ７（９）が出現する時、ある時点で前記第２のエリアの中の磁界（２５）が、同じ時点における前記第３のエリアの中の磁界の方向（２３）と本質的に反対の方向（２２）を示し、他の電流パルスＦ９（１１）が出現する時、ある時点で前記第２のエリアの中の磁界（２５）が、前記第３のエリアの中の磁界の方向（１８）と本質的に対応する方向（１８）を示すことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
自走装置（５）のための電子式ナビゲーション制御システムであって、少なくとも１つの信号発生器（１）に接続された少なくとも１つのナビゲーション制御ステーション（３）と、前記自走装置（５）に配置された１つの検出ユニット（１４、１５、１６）とを備え、前記検出ユニット（１４、１５、１６）は、前記ナビゲーション制御ステーション（３）を介して伝達され、空気媒体中を伝搬する少なくとも１つの時空間変動磁界を検出し、次に前記検出ユニット（１４、１５、１６）によって処理された少なくとも１つの信号を、エリアを横断する装置の移動に関与する少なくとも１つの動力源に再伝達するシステムにおいて、
前記システムは、前記信号発生器（１）が、前記時空間可変磁界（４３、４４、５２、５４）を発生させる電流を、前記ナビゲーション制御ステーション（３）を通して送るための手段を備え、前記検出ユニット（１４、１５、１６）は、検出された磁界（４３、４４、５２、５４）の性質に基づいて装置（５）を操縦する手段を備えることを特徴とする電子式ナビゲーション制御システム。
【請求項２５】
時間の主たる部分において前記システム内で送られた少なくとも１つの電流は、本質的に一定であるときは、静止の状態にあり、この静止の状態が少なくとも１つの特徴的なリファレンス電流パルス（７、９、１１）によって周期的に中断されることを特徴とする請求項２４に記載の電子式ナビゲーション制御システム。
【請求項２６】
前記ナビゲーション制御ステーション（３）が第１のエリアを包囲する第１のループ（６）を備えることを特徴とする請求項２４又は２５に記載の電子式ナビゲーション制御システム。
【請求項２７】
前記ナビゲーション制御ステーション（３）が第２および第３のループ（４）を備え、前記第２のループ（４）は第２のエリアを包囲し、前記第３のループ（４）は第３のエリアを包囲することを特徴とする請求項２４から２６のいずれか１項に記載の電子式ナビゲーション制御システム。
【請求項２８】
それぞれのループ（４、６）が１つ平面の中を延びることを特徴とする請求項２４から２７のいずれか１項に記載の電子式ナビゲーション制御システム。
【請求項２９】
前記平面が地面に平行に、または地面に垂直に延びることを特徴とする請求項２８に記載の電子式ナビゲーション制御システム。
【請求項３０】
少なくとも１つのループが、装置の横断移動していくのを意図した連続表面の上または中または下に置かれた、電気導体を構成することを特徴とする請求項２４から２９のいずれか１項に記載の電子式ナビゲーション制御システム。
【請求項３１】
少なくとも１つのループが、１巻き以上に巻かれた連続的な電気導体を構成することを特徴とする請求項２４から３０のいずれか１項に記載の電子式ナビゲーション制御システム。
【請求項３２】
前記電気導体がキャリヤ上に置かれた固定ガイドパスを構成することを特徴とする請求項３１に記載の電子式ナビゲーション制御システム。
【請求項３３】
自走装置（５）が、横断移動していく表面の上で働くためのオペレーティングシステムを備える作業ロボットであることを特徴とする請求項２４から３２のいずれか１項に記載の電子式ナビゲーション制御システム。
【請求項３４】
前記オペレーティングシステムが、前記検出ユニット（１４、１５、１６）で処理されるよう受け取られた情報および／または記憶された情報に基づいて制御されることを特徴とする請求項３３に記載の電子式ナビゲーション制御システム。
【請求項３５】
前記ロボットが芝刈りロボットを構成し、前記オペレーティングシステムが、移動時、表面に生長する植物を切り払っていくナイフを構成することを特徴とする請求項３３又は３４に記載の電子式ナビゲーション制御システム。
【請求項３６】
前記ロボットが真空掃除ロボットを構成し、真空掃除ロボットが表面の汚れを掃除するために通常備えている部分、例えば回転ブラシや吸引装置を前記オペレーティングシステムが備えることを特徴とする請求項３３又は３４に記載の電子式ナビゲーション制御システム。
【請求項３７】
前記ロボットが掃除ロボットを構成し、掃除ロボットが表面の汚れを掃除するために通常備えている部分、例えば湿式清掃用ツールをオペレーティングシステムが備えることを特徴とする請求項３３又は３４に記載の電子式ナビゲーション制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自走装置、好ましくは芝刈りロボットのための電子式ナビゲーション制御方法及びシステムに関する。このシステムは、少なくとも１つの信号発生器に接続された少なくとも１つのナビゲーション制御ステーションと、自走装置に配置された検出ユニットを備える。検出ユニットは、少なくともナビゲーション制御ステーションを介して伝達され、空気媒体中を伝搬する少なくとも１つの時空間変動磁界を検出し、検出ユニットによって処理された少なくとも１つの信号を、表面を横断する装置の運動に関与する少なくとも１つの動力源に転送する。
【背景技術】
【０００２】
全自動型の作業用具を開発しようとする考えは古くからある。そのような作業用具が草刈り用の装置に関するものであってよく、これからはそれをロボットと呼ぶことにする。この事実にも拘わらず、そのような製品が市場に現れたのはごく最近である。その１つの例がロボット型芝刈り機Auto MowerTMである。これは、作業すべくエリアの中で表面を横断して移動することによって表面を刈っていく。境界を限定したエリアの中にロボットを保つのにループを使用する。ループは、信号を伝送する電気導体を備え、その信号をロボットに搭載された検出器が検出し、それで、ロボットの動作が外側から制御される。ループは、例えば、ロボットが越えてはならない境界をマークし、ロボット自体をループから距離を保たせるのに使用される。
【０００３】
検出器は通常、例えば磁界を検出するための受信器、受信された信号を処理すべく受信器に接続された制御ユニット、および、処理された情報に基づいてロボットの動作を制御すべく制御ユニットに接続されたモータ制御ユニットからなる。ロボットがループに達すると、システムは、磁界強度の変化を検出する。制御ユニットは、情報を処理し、どの機能がアクティブ化されるかに応じてロボットをある一定の方向に誘導すべく選択する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
先のループシステムの欠点は、ロボットをある一定の場所、すなわち、ロボットのバッテリの充電ステーションおよび／又はロボットが働いていないときの駐機場所によって代表される場所に誘導するために、ロボットが横たわるループに追従するという点である。ロボットをこうした場所に誘導するためには、大きい閉ループを備えるナビゲーション制御ステーションを設置しなければならず、それで、ロボットがその通常動作の間に頻繁にそこを横切り、そこでループに追従し始める可能性が生まれることになる。更なる欠点は、既存タイプのナビゲーション制御ステーションがロボットを誘導するときのパスが通常１本で、ロボットを誘導するたびにこの１本のパスが繰返し使用されることである。そのため、ロボットのホイールは、それが通過する表面エリアに沿って磨耗を生じることになる。本発明は、これらの欠点を無くす目的で開発された。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、信号発生器がナビゲーション制御ステーションを通して電流を手段を備える電子式ナビゲーション制御システムに関する。電流は、時空間可変磁界を発生させ、検出ユニットは、検出された磁界の性質に基づいてロボットを制御する手段を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明を添付図面に示す好ましい実施例に則して詳細に説明する。
【０００７】
本発明による制御システムの実施例を図面に示す。図示された実施例は、本発明を制限するものと解釈すべきでなく、その目的はひとえに、本発明による制御システムの好ましい実施例に具体的に光を当てることである。これは更に、本発明の背後にある考えを明らかにすることである。
【０００８】
本発明の目的は、ロボットを特定の標的に誘導するのにナビゲーション制御ステーションを使用するシステムを開発することである。ナビゲーション制御ステーションのレンジを構成するステーションエリアは、ロボットが通常その中を移動できない程度に、また、エリアを垂直方向で位置決めする場合はロボットがそのエリア内を決して移動しない程度に狭小であるものとする。その上、ステーションが発生させる磁界は、ステーションエリアの内側と外側を延びるナビゲーション制御エリアの中でロボットが検出し得るほど強力であるものとする。発生させられた磁界は、ナビゲーション制御エリア内でのロボットのナビゲーションのために使用される。ナビゲーション制御ステーションは１つのループ、すなわち、ある一定のケースにおいてロボットを制御するのに十分な遠隔システムを備えることができる。あるいは代わりに、ナビゲーション制御システムは２つの異なるループ、すなわち、１つは、ロボットがその標的に接近しつつあるときの方向を左右する可能性を増大させる近接システムを備えることができる。更に代わりに、近接システムと遠隔システムの両方を作り出すために２つのループを使用することも可能である。ループは、１つ以上のループの中に巻かれた導体の閉ループと定義し、ここで、導体の並列セクション同士は、干渉磁界が互いに完璧に抑制し合うほど互いに近接していないものとする。
【０００９】
遠隔システムによって発生させられた磁界は、ナビゲーション制御レンジによって限定されたエリアの中を伝搬し、それにより、ロボットは磁界の方向および／またはロボット自体の姿勢を検出する。ロボットは、例えばこの情報を使って、ステーションに近づき、あるいはステーションから遠ざかり、あるいはステーションを中心として円運動を行い、あるいは停止し、あるいはステーションに対して方向転換することができる。近接システムにおいて相異なるループによって発生させられた磁界は、対立し、重なり合う。その結果、２つの磁界は、近接ループのナビゲーション制御レンジによって限定されたエリア、すなわち、両磁界の協働作用のゆえに遠隔ループのナビゲーション制御レンジよりはるかに小さいエリアの中を伝搬することになる。近接システムを遠隔システムと協働させることにより、ロボットは、遠隔ループによって提供された可能性から離れて、好ましい仕方でループに接近できるようになり、その結果、例えばナビゲーション制御ステーションの充電器でロボットのバッテリを充電できるような位置まで移動できることになる。
【００１０】
図１は、本発明によるナビゲーション制御システムを示す。信号発生器１の発生させた電流が、外ループ２とナビゲーション制御ステーション３を通して送られる。外ループ２は、中をロボットが移動するエリアの境界を作るのに使用されるループとみなすものとする。但し、これはこのループの１つのタイプであって、必ずしもこのタイプである必要はない。このループを通して送られた電流は、ループから外へ伝搬する磁界を発生させ、これによって、ロボットは、自身が外ループの内側にいるか外側にいるかを決定する。ナビゲーション制御ステーション３によってカバーされたエリアが、ステーションエリアを限定する。図において、ナビゲーション制御ステーション３はブロックまたはボックスで表されている。
【００１１】
図示されたナビゲーション制御ステーション３は水平方向で位置決めされているが、他のどの方向、例えば垂直方向で位置決めされていてもよい。１つの可能性は、端末の一方の部分、例えば遠隔システムをある方向で、他の部分、例えば近接システムを異なる方向で位置決めすることである。ナビゲーション制御ステーションの目的は、主に、端末エリアの内側または外側のナビゲーション制御エリアの中を伝搬する磁界を発生させ、それによって、ナビゲーション制御エリアの中のロボットが端末に対応して走行できるようにすることである。
【００１２】
外ループ２とナビゲーション制御ステーション３を通して送られた電流において信号のタイプ（周波数、振幅）を選択するときは、使用すべき電気導体の特性を考慮する必要がある。導体は通常誘導特性を有するので、導体を横切る電圧パルスがアクティブ化すると、結果的に、導体および導体の抵抗を横切る電圧に対応する電流レベルに達するまで対応する電流パルスの立ち上りが遅れることになる。すなわち、オームの法則（Ｉ＝Ｕ／Ｒ）が当てはまる。よって、各電流パルスの初期段階の間に、ナビゲーション制御システムが定常電気理論に従って働かない時間周期が存在することになる。
【００１３】
ナビゲーション制御ステーション３は、本発明の重要部分を備える。この部分を通して送られた電流は、ロボットが走行するのに使用する時空間可変磁界を発生させる。該ステーションは、ループとして巻かれた1つ以上の電気導体を使用する。ナビゲーション制御エリアのサイズ／レンジは、ループを通して送られるアンペア回数に左右される。３巻きのループの中を１Ａの電流が流れると、同等サイズの１巻きループの中を３Ａの電流が流れるのと等価のレンジが発生する。これは、優れて数巻きのループを使用するナビゲーション制御ステーションが、エリアを限定し、ロボットをループに追従できるようにするのに使用され、また現在も使用されている外ループと異なることを意味する。この種の外ループの方が、より低い電流を使用し、より重要であり、より大きいエリアまたはより小さいエリアを中心として１回巻かれているだけである。この外ループは、ロボットがナビゲーションのためにループの発生させた磁界を検出できる大きいナビゲーション制御エリアを作ることが意図したものではない。意図したのは、ループの付近に置かれたロボットが、ループのどちらの側に位置決めするかを決定できるようにし、そこでループに追従できるようにすることである。
【００１４】
ナビゲーション制御ステーション３で使用される通りのこの種の導体の配線について知っておかなければならないのは、対立する電流の存在する近傍の導体がループのインダクタンスを増大させることである。電気導体は、エッチング仕上げの導体としてキャリヤの中に作ることも、多心ケーブルとして巻く、好ましくはキャリヤ上に取り付けることもできる。キャリヤの利点は、ユーザがループを設置する努力をする必要がないことである。キャリヤが主に平坦なディスクからなる場合、これは適当な仕方で設置することができる。ディスクもバッテリ充電器と共に使用する場合、ロボットは、ディスクに乗り上げることにより、充電器の極接点に向かってより容易に移動できるようになる（充電器は図１に示されていないが、好ましくは信号発生器１として読むことができる）。
【００１５】
電流の向きが反対の、電気導体の向き合った並列部分を互いに近づけて置いてはならない（長く狭い端末エリアに相当する）。万一近づけて置くと、磁界に問題が発生し、磁界のレンジを著しく縮小する結果となる。端末面積は６０×６０ｃｍとするのが適当である。
【００１６】
ナビゲーション制御ステーション３において時間可変磁界を発生させる電流は、異なる特性を有することがあり得る。正弦波電流のような交流の性質を持つ電流が可能性として考えられる。０．２Ａの正弦波電流を使用し、ロボットの検出に共振電流を使用する場合は、遠隔システムで半径数メートルのナビゲーション制御エリアを達成することが可能である。これは、１０巻きのループが結果的にアンペア回数にして２となることを意味する。
【００１７】
図２は、ナビゲーション制御ステーション３が作動時に使用し得る別タイプの考えられる電流信号を示す。この信号は、本発明において意図した通りのタイプのナビゲーション制御システムに好適である。図は導体のインダクタンスを考慮に入れておらず、もっと正確な図であれば、用途に応じて電流がどのように遅延させられ、時間に対してどのように上昇するかを如実に示すはずである。制御ステーション３から外へ伝搬するパルス発生磁界は、電流に対応する特性を具現する。図２において、パルス７は、長さ１００μｓの主パルスＡ０に対応する。選択したパルス長は、本発明の限界とみなすものとするのでなく、本実施例における好適な値を表すにすぎない。この周期時間８は、電流信号のバリエーション全体にとっての周期時間でもあり、好ましくは１２ｍｓで、これは８３Ｈｚの周波数に相当する。パルスＮ７  ９は、５０μｓの長さを有し、同じ周期時間８を有し、Ａ０の７ｍｓ後１０に発生する。注記するならば、１ｍｓが、制御ユニット１５の増幅器をパルスＡ０の後にリセットさせる上で可能な最短の距離である。リセット時間は、増幅器の接続するコンデンサにおけるＡ０信号のフェードアウトに左右される。パルスＦ９  １１は、Ｎ７と同じ長さ、同じ周期時間を有し、Ａ０の９ｍｓ後１２に発生する。
【００１８】
１０巻きのループにおいて２Ａの電流パルスを使用すると、結果的にアンペア回数にして２０となり、これは、通常の条件のもとで遠隔システムにおいて半径約６メートルに相当するナビゲーション制御エリアが得られることを意味する。電流パルスを使用することの欠点は、共振回路を使用する可能性が存在しないことである。代わりに、内側で検出ユニットがナビゲーション制御ユニットからの磁界を検出し得るナビゲーション制御エリアの中で十分な制御レンジを確保するために増大電流が必要とされる。ときには、この種の設備において通常許容される４０Ｖの電圧から増大電流を達成するためにプッシュプルが使用される。アンペア時間数を増やすのが常に望ましいが、そうすると磁界も増大する。ナビゲーション制御システムは、その場にいる人間に近い環境の中で働くことになるので、磁界を低く抑えることが重要である。
【００１９】
電流パルスを使用することは、磁界を通して外ループ２およびナビゲーション制御ステーション３と通信するロボットにとって、それが他の磁界と重なり合う問題を回避するのを容易にする。電流パルスは短い時間間隔の間に異なる時点で発生するので、ロボットにその該当する時間間隔の間だけパルスを聴取させることにより、システムは、ロボットの機能と干渉しそうな他の磁界ノイズを取り除くことができる。制御ユニットにもＡ０パルス７を聴取させることができ、制御ユニットはそれで該パルスと同期化できることになる。Ａ０パルスが使用されていなければ、ロボットは他の何らかのパルスと同期化することができる。
【００２０】
ロボットは図３に示してある。これは、検出器１４、１５、１６をナビゲーション制御システムの部分として備える。その上、ロボットはホイール１３を有するが、これは本発明の考えを制限するものではない。代替品としてキャタピラトラックが可能である。検出器は通常、磁界を受け取る機能１４（以下、レシーバと呼ぶ）、受け取った磁界を処理するコントローラ１５（以下、制御ユニットと呼ぶ）、および、ロボットに搭載の駆動モータと調整可能なホイールを制御するためのモータコントローラ１６を備えるユニットを共同で構成する。検出ユニットがこれらの機能を有することを明瞭にするため、図では該機能が別々のユニットとして描かれている。
【００２１】
現実の生活では大抵、セパレーションはコンピュータユニットの中のソフトウェアによって行われ、そこで、ソフトウェアはコンピュータユニットにとって補助的なコンポーネントで補われる。レシーバは通常１個または数個のコイルを備え、それぞれのコイルが、その中心に置かれたフェライトロッドを取り囲む。コイルとフェライトロッドは通常水平に置かれているが、例えばナビゲーション制御ステーションが垂直方向で方向決めされた場合、コイルとロッドは、磁界の受け取りを容易にするために回転させなければならないこともあり得よう。多数のコイルを使用する場合は、これらを相異なる方向に置くことができる。主にコイルに平行な方向に作用する磁界は、磁界強度の変化を検出するコイルによってレシーバに影響する。制御ユニットは、レシーバからの信号を受け取り、その情報を処理する。引き続き、制御ユニットはその信号をもってモータコントローラ１６と通信し、そこで、ホイール１０を駆動するモータ（図示されていない）を制御する。
【００２２】
この種の制御ユニットは無論、たくさんの仕事、例えばロボットに取り付けられる可能性のあるツール、カッタ、ブラシなどを制御する仕事をこなす。これを容易にするため、制御ユニットは通常、動作中に実行されたソフトウェアコードを記憶するメモリユニットを有する。本発明にとっての主な関心事は、ループで伝送され、受信ユニット（レシーバ）１４で受け取られた磁界の処理である。そのため、ロボットの部分々々は概略的にしか図示されていない。以下、処理の仕方をロボットの機能に則して詳細に説明する。
【００２３】
ナビゲーション制御ステーション３の仕事は、ロボットをナビゲーション制御ステーションとの関係で制御するために幾つかのナビゲーション制御エリアを作ることである。相異なる制御エリアがあるということは、すなわち、近接システムからの磁界と遠隔システムからの磁界がそれぞれ同等サイズのナビゲーション制御エリアを作らないという意味である。ナビゲーション制御ユニットによって伝達される磁界は、正弦波電流や電流パルスのような好適な特性を持つ電流によって発生させることができる。本発明の目的は、電流の性質だけに留まらない。本質的なことは、ステーションの周囲に発生させられた磁界を検出ユニット（１４、１５、１６）で弁別し、解釈することが可能だということである。垂直磁界の磁界方向を以下に説明する。これにより、磁界の方向というのはある一定の時点のある一定の位置における方向であることが理解される。パルスシステムの場合、磁界の方向は常に図に示した通りであるが、正弦波システムまたは類似システムの場合、磁界の方向は常に変化している。
【００２４】
図５は、ナビゲーション制御ステーション３の可能な一実施例を示す。ループ６は３巻きで描かれているが、それより多い巻きも少ない巻きも使用可能である。ループによってカバーされるエリアは、ステーションのエリアに相当する。ステーションエリアは、必ずしも水平方向に延びている必要はない。図示された実施例は、ロボットがナビゲーション制御ステーション３から遠ざかる方向に移動するときのナビゲーションに役立てることを意図した遠隔システムを使用するケースに当てはまる。ループを垂直位置で描くとすれば、磁界は依然ステーションから伝搬するが、磁界は９０度回転することになろう。
【００２５】
図６は、ある時点で受信ユニット１４によって検出された通りの磁界を示す。好ましい実施例のループは水平方向で位置決めされているので、垂直のコイルは垂直の磁界を検出する。コイルは、地上１０ｃｍの高さに位置決めされている。この磁界の強度と方向が、走行するロボットによって使用される情報を構成する。ループ６は、図の上部に示してある。フレーム４０は、ループとの関係で垂直磁界４１が方向を変えているところを描いている。ループの外側で方向の変化が生じる原因は、電流の向きが反対のループ並列部分が、磁界の方向を強制的に外へと変えてしまうほど影響し合うことにある。ループの部分同士の位置が近ければ近いほど、この現象は強くなる。
【００２６】
垂直磁界４１を表すグラフは、そのピーク値４２がループ６の内側にあり、その最小値４３がループの外側のどこかにある。２つのピークは、磁界強度が、ループ６の内側ですら導体までの距離と共に減少することを表している。磁界強度は、ループの外側で急速に減少する。図６の更に下の方には、ロボットによって検出された垂直磁界４４がどのように減少するかが示してある。グラフはむしろ平らになっているが、ループ６のスケールを減じるならば、グラフは図の範囲内でむしろ急速に落ちていくことになろう。磁界の強度は、ループまでの半径方向距離と共に急速に減少するが、これはナビゲーション制御システムにおけるすべての磁界に当てはまる。注記するならば、同じ時点の垂直磁界４４は、ループ内側の磁界４１に相関して負の方向を有する。
【００２７】
図７は、ループ６内側の磁界の有効方向４５および導体の横断面を示す。磁界方向４５は、図５〜６において信号発生器１が反時計回りに移動する電流を送ったケースに相当する。図７における十字は、電流が内向きに移動するのに相当し、ドットは、電流が外向きに移動するのに相当する。注記するならば、遠隔システムのナビゲーション制御エリア（２０アンペア時で約６メートル）の外側でロボットの検出ユニット１４、１５、１６によって検出される垂直磁界は、検出ユニットで検出できないほど弱いと思われる。
【００２８】
図４は、ナビゲーション制御ステーション３の別の可能な実施例を示す。ステーションは左右のループ４からなる。各ループは、図解のために３巻きとなっているが、それより多い巻きも少ない巻きも使用可能である。ループによってカバーされるエリアは、ステーションのエリアに相当する。ステーションエリアは、必ずしも水平方向に延びている必要はなく、また、ループ６と組み合わせた場合にこれと同じ方向に延ばす必要もない。この実施例は、ナビゲーション制御ステーション３から遠ざかる方向に移動するときのロボットの誘導に役立てることを意図した遠隔システムとして使用するケースと、ナビゲーション制御ステーション３に近づく方向に移動するときのロボットの誘導に役立てることを意図した近接システムとして使用するケースの両方に当てはまる。図４において、ループ４は接続ボックス１７に接続されているので、両方は同じ時点で、それぞれのループ４によって囲まれたエリアの中で同じ磁界方向４６を示す。接続は、信号発生器１を使ってハードウェアおよび／またはソフトウェアによって作ることができる。その結果、図６に示したのに相当する垂直磁界パターンが得られる。ループを垂直位置で描くとすれば、磁界は依然ステーションから外へ伝搬するが、磁界は９０度回転することになろう。図４に示したステーションの実施例は遠隔システムとして好適である。
【００２９】
図８において、ループ４は接続ボックス１７に接続されているので、両方は同じ時点で、それぞれのループ４によって囲まれたエリアの中で互いに反対の方向５０、５１の磁界を示す。その結果、図９に示した通りの垂直磁界５２が受信ユニット１４によって検出されることになる。コイルは、地上１０ｃｍの高さに位置決めされている。このケースですら、磁界の方向５３は強制的に外へと変えられる。グラフ５２のピークは、磁界強度が、ループ６の内側でも、導体までの距離と共に減少する事実を表している。ピークの形は、ループに対して位置決めされたコイルの場所によって異なる。ループの外側では、２つのループからの磁界が互いに干渉し合うので、磁界５２はループ６を使用する場合より急速に減少する。アンペア回数２０（２Ａで１０巻き）のとき、ナビゲーション制御エリアのレンジはステーションから外へ約１メートルである。図９の下部には、検出された磁界５４がループからある一定の距離をあけて示してある。ライン５５は、２つの磁界５０、５１の協働の結果としてゼロ振幅の磁界が生じる場所を表している。磁界方向の変化がこの線に沿って生じる。すなわち、ロボットがこの線を横切るとき、検出ユニットは磁界方向の変化を検出する。更に進むと、線から遠ざかるにつれて磁界が減少していくので、それは漏斗形に伝搬していく。漏斗形の中で検出ユニットはどんな磁界もほとんど検出しない。漏斗形の伝搬は時間と共に変化するが、これは、ナビゲーション制御システムの内側と外側で生じる干渉に左右され、また、２つのループからの磁界が互いに協働するその協働の仕方に左右される。
【００３０】
４個の導体を中心とする磁界の主要磁界方向５６を図１０に示す。磁界方向５６は、信号発生器が、右ループの中を反時計回りに移動し、左ループの中を時計回りに移動する電流を送ったケースに相当する。十字は、電流が内向きに移動するのに相当し、ドットは、電流が外向きに移動するのに相当する。
【００３１】
接続ボックス１７については、最後に説明した、２つのループ４を使用するナビゲーション制御ステーションの実施例の中で述べてある。電流パルスを使用し、このパルスに基づいて信号発生器に接続を制御させることにより、磁界の有用な時間分離が達成される。外ループが存在する場合、同期化パルスＡ０  ７を外ループ２に通すことができる。あるいは代わりに、他の何らかのループが存在する場合は、Ａ０をそのループに通すことができる。パルスＮ７  ９は、例えば図８に従って接続されたループ４を通過でき、パルスＦ９  １１は、例えば図５に従って接続されたループ４を通過できる。これにより、ナビゲーション制御ステーション３におけるループの一実施例で十分足りる。制御ユニットは、いかなるパルスが接近してきたかに基づいてループの接続における連続的変化を制御する。その結果、遠隔システムと近接システムが組み合わさって働くことになる。検出ユニット１４は、相異なる時点で発生させられた磁界を３つまで記録し（図２参照）、そのうちの１つに基づいてその移動を制御する。
【００３２】
あるいは代わりに、タイプ６の１つのループを遠隔システムに、２つのループ４を近接システムに使用することができ、その場合、ループは同じ方向または異なる方向に伝搬する。ときには、近接システムと遠隔システムにとって空間が一致する磁界について方向を変化させることが望ましい。そのようなケースでは、近接ループを別個の遠隔ループが包囲するのが好ましい。近接ループ４の方向の変化は遠隔ループ６のそれより更に外へと強制されるので、空間的に一致する方向の変化がこの配置によって達成される。
【００３３】
システムにおいて電流のタイプを選択するとき、リファレンスを必要とするか否か考慮することが重要である。下に述べる通りのロボットのナビゲーション制御の目的は、必要なときに検出ユニットが何に対して磁界方向を特定すべきか決定するのを可能にすることである。システムが一方の遠隔システムだけを備える場合は、磁界４２を発生させるのに正弦波信号１つだけで十分足りる。ロボットは、遠隔システムのナビゲーション制御エリアの内側で磁界強度だけに従って走行し、そこで、検出ユニットは、ループの内側に入ったとき、磁界が方向を変えていることを考慮することになる。但し、近接システムによって作られたナビゲーション制御エリアの中での操縦のときは、検出ユニットが比較照合を実行できるようにするために、少なくとも周波数の異なる２つの信号（互いに関して多重の）が要求される。さもないと、ロボットは、近接システムにおいて何が左か何が右か、知覚しなくなる。
【００３４】
２つの信号が、互いに相関する信号周波数に応じてある一定の比率で方向を変える磁界を発生させることにより、ある一定の時点におけるそれぞれの磁界の方向が比較照合される。同じ２つの信号はループ４を通して伝送される。ナビゲーション制御システムが遠隔システムと近接システムを備える場合は、遠隔システムと近接システムを通して信号を伝送することができる。ナビゲーション制御システムでは少なくとも２つの信号が必要である。電流パルスを使用する場合は、電流パルスが一方向にだけ転送されるため、検出ユニットが磁界方向を知覚するので、比較照合の問題は生じない。３番目の代替の検出方法は、互いの方向の異なる磁界を伝送することである。この方法では、相異なる磁界を検出できるように位置決めされたコイルが要求される。
【００３５】
では、ナビゲーション制御システムの機能を図１１〜１２に則して説明するものとする。ロボットとナビゲーション制御ステーション３の間の通信の主な目的は、ロボットがループに追従することなくステーションに相関する自らの動作を制御するのを可能にすることである。信号発生器１がナビゲーション制御ステーション３において電流を発生させ、その電流が磁界を発生させ、その磁界が、中でロボットを制御し得るナビゲーション制御エリアを作り出す。磁界はロボットに搭載の受信ユニット１４によってピックアップされ、制御ユニット１５が、ピックアップされた磁界から残存する磁界ノイズを取り除く。
【００３６】
電流のタイプに関係なく、受け取られた磁界を扱う多数のアルゴリズムを含む制御ユニット１５は、磁界に含まれた情報を各種目的のために使用する。ナビゲーション制御ステーション３からの磁界を検出するアルゴリズムがアクティブ化されると（例えばバッテリ充電レベルが下がり始めることによって）、ロボット５は動作し、磁界強度の変化を検出し、アルゴリズムに応じて磁界強度増大の方向に移動するか、磁界強度一定の磁界線に追従するか、磁界強度減少の方向に移動するか、あるいは停止するか、あるいはまた方向転換するか、いずれを選択するか確かめられる。検出のベースとなるのは当然、各信号周期における電流の変動でなく、磁界強度または磁界間の比である。つまり、ロボットは、磁界特性の検出に基づいて自らを操縦するのである。
【００３７】
遠隔システムのケースでは、ロボットの可能な５本の動作パスのうち２本を図１１に示す。磁界４３および４４を検出するアルゴリズムがアクティブ化されると、動作パス４６を達成するためにロボット５は動作し、増大する磁界強度を検出すると、直進動作を続行することが確かめられる。磁界強度がロボットの動作中に変化しないと解釈すれば、ロボットはいずれかの方向に９０度方向転換する。磁界強度がロボットの動作中に減少すると解釈すれば、ロボットは１８０度方向転換する。この動作が、遠隔システムだけを使ってロボットを誘導する可能性を切り開く。これは結果として、ロボットが、いずれか限定されていない方向からナビゲーション制御ステーション３の中心に向かう自らの進路を見つけることになる。代替の動作パス４７の場合、ロボットは、特定の磁界強度に相当する等圧線４８を探し、これに追従する。受信ユニット１４がループの内側に入り、磁界が方向を変えると、アルゴリズムはこれを考慮に入れる。遠隔ループを使用するとき、ロボットは磁界方向を知覚しようと知覚しまいと関係ない。
【００３８】
近接システム使用のケースでは、異なるアルゴリズムにとって可能な動作パスを図１２に示す。近接システムにおいて発生させられた磁界は、ループ４から外へ約１メートル伝搬する。磁界５２および５４を検出するアルゴリズムがアクティブ化されると、ロボット５は動作し、磁界方向の変化に相当するライン５５と交差し、後車軸がほぼこのラインの上に乗るところまで、ホイールをカウントリファレンスとして走り続けることが確かめられる。ロボットは引き続き、レシーバが再度方向の変化を検出するまで方向転換する。ロボットはその後、ループの中に向かってラインに追従する。アルゴリズムは、ロボットが、それぞれのループによって伝達された磁界の相互関係を検出することによってどちらの方向にターンすべきかを知覚する。
【００３９】
ロボットの検出ユニットがほぼナビゲーション制御ステーションの伝搬エリアの中に入ると、磁界は方向を変える。どこで方向が変えられるかについては、すでに本文の中で述べた。同時に、磁界強度が再び減少し始める。磁界強度がどのように変化するかは、近接システムを使用するか遠隔システムを使用するかによって、また、ループが１つか２つかによって異なる。磁界が変化すると、ロボットはステーションの極めて近くで位置決めされ、磁界の変化から自らを見出すことになる。これは近接システムにとって大した問題でない。なぜなら、ロボットは、ライン５５を追従することによってすでに満足できる操縦の仕方を持っているからである。第一に警戒すべきは、ループ４相互間の磁界方向の変化が極めて強大であることである。
【００４０】
他方、遠隔システムにおける磁界強度は再び、ステーションエリア内で減少し始める。１つの可能性は、検出ユニットが自らの計算を逆戻りさせ、代わりに、磁界方向の変化を再度検出しない限り、磁界強度減少に向かって自らの進路を見つけることである。そのような変化があったとすれば、それは無論、検出ユニットが再度ステーションの付近にあったことの表れである。
【００４１】
ループ６だけをナビゲーションに使用することは、接触ポールに対する微調整が達成されず、代わりに、充電ステーションをあらゆる方向からの接触が可能なキャップとして設計しなければならないことを意味する。このようなキャップを使用すれば、ナビゲーション制御ステーションは、図５に示した通りの実施態様を有することができ、あるいは循環式に伝搬することができる。ロボットは、この場合にだけ磁界強度増大に向かって自らを操縦し、どの方向から来るかに関係なく、キャップのポールを見つける。近接システムと遠隔システムを組み合わせ、動作パス４７、５７を使用することにより、ロボットは先ず、ライン５５と交差するまで遠隔システムのための等圧線４８に追従し、その後、ラインに沿って自らの進路を見つける。あるいは代わりに、ロボットは近接システムにとっての等圧線を追従することができる。近接システムにとっての等圧線はある程度までライン５５に平行に走り、そこで原理的にこの動きはロボットがあらゆる進路を取り得るかのように見せる。しかしながら、ロボットは大きく、動きがスローであるので、そんな仕方で等圧線を追従するのは十分でないことが多い。そこで、ロボットは代わりにライン５５を使用するのである。
【００４２】
ロボットに関しては、この種のナビゲーション制御システムにとって考えられる用途は、草刈りロボットや真空掃除ロボットなどの作業ロボットである。これらは、ナイフやブラシなどの作業ツールを備える。ここで考えられることがあるとすれば、それは例えば、制御ユニットがループによって伝送された情報に基づいて自らの動作を制御するということである。例えばナイフはある一定の動作の結果として折れてしまう。他のロボットとして、例えば工場建屋において大面積のフロアを湿式清掃するための掃除ロボットというのもあり得る。用途を選ぶことが重要なのではなく、その用途が探知システムに関連することが重要なのである。
【００４３】
提示された実施例の提示の目的は、本発明を具現することであり、本発明の限界と解釈しないものとする。本発明の考えの中に埋まっているのも、例えば、ロボットが移動していくのを意図した地面の境界を設定し、ロボットをループに沿って制御し、あるいはまた、２体以上のロボットを使用する目的でシステムに多かれ少なかれループと信号発生器を備え付ける可能性である。それゆえ、更なる実施例が、特許請求項１に記載された通りの本発明の考えに含まれている。従って、本発明は、上で述べられた実施例または図面に示された実施例だけに制限されるものでなく、通常ロボットと呼ばれるような、ホイールを付けた自走式装置のための探知システムを実用化しようとしているすべてのエリアで使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、本発明による制御システムを示す。
【図２】図２は、図１に示した制御システムの信号回路図をします。
【図３】図３は、図１に示したナビゲーション制御システムのための自走装置を示す。
【図４】図４は、図１に示した制御ステーションの一実施例を示す。
【図５】図５は、図１に示したナビゲーション制御ステーションの代替の一実施例を示す。
【図６】図６は、図４および５に示したナビゲーション制御ステーションの周囲の、検出ユニットによって検出された通りの垂直磁界の平面図である。
【図７】図７は、図５に示したナビゲーション制御ステーションのための、検出ユニットによって検出された通りの垂直磁界の磁界方向の側面図である。
【図８】図８は、図４に示した制御ステーションの代替の一実施例を示す。
【図９】図９は、図８に示したナビゲーション制御ステーションの周囲の、検出ユニットによって検出された通りの垂直磁界の平面図である。
【図１０】図１０は、図８に示したナビゲーション制御ステーションのための、検出ユニットによって検出された通りの垂直磁界の磁界方向の側面図である。
【図１１】図１１は、図４および５に示したナビゲーション制御ステーションによって発生させられた磁界を検出する間にロボットが取り得る２つの動作パターンを示す。
【図１２】図１２は、図８に示したナビゲーション制御ステーションによって作られた磁界を検出する間にロボットが取り得る１つの動作パターンを示す。
【図１】
2005531832.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年7月1日(2004.7.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子式ナビゲーション制御システムによって自走装置（５）を操縦する方法であって、
少なくとも１つの信号発生器（１）に接続された少なくとも１つのナビゲーション制御ステーション（３）と、前記自走装置（５）に配置された１つの検出ユニット（１４、１５、１６）を備え、前記検出ユニット（１４、１５、１６）は、少なくともナビゲーション制御ステーション（３）を介して伝達され、空気媒体中を伝搬する少なくとも１つの時空間変動磁界を検出し、前記検出ユニット（１４、１５、１６）によって処理された少なくとも１つの信号を、表面を横断する前記装置（５）の移動に関与する少なくとも１つの動力源に再伝達し、前記信号発生器（１）は、前記ナビゲーション制御システム（３）を通して、時空間可変磁界（４３、４４、５２、５４）を発生させる電流を送り、前記検出ユニット（１４、１５、１６）は、前記検出された磁界（４３、４４、５２、５４）の性質に基づいて前記装置（５）を操縦する方法において、
前記ナビゲーション制御システム（３）のレンジ内の主たる領域における前記検出された磁界（４３、４４、５２、５４）が、少なくともある時点において、異なる方向（５０、５１）を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記装置（５）は、主に前記ナビゲーション制御ステーションのレンジの外側を移動し及び磁界（４４、５４）の変化を検出する時、前記ナビゲーション制御ステーション（３）に対して自らを操縦し、１つ又は多くの操縦手段により、前記ナビゲーション制御ステーション（３）に接近するか、ナビゲーション制御ステーション（３）から一定の距離に留まるか、又はナビゲーション制御ステーション（３）から遠ざかるか、あるいはまた、停止および／または方向転換することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記装置（５）は、あるコース方向に移動し及び変化しない磁界強度（４４、５４）を検出する時には方向を９０度変え、あるコース方向に移動し及び増加する磁界強度（４４、５４）を検出する時には同じコース方向に移動し続け、及びあるコース方向に移動し及び減少する磁界強度（４４、５４）を検出する時にはコース方向を１８０度変えることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記装置（５）は、前記検出した磁界（４４、５４）が一定である方向に対応するコース方向に移動することを特徴とする請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記装置（５）は、磁界（４４、５４）が方向（５５）を変化させていることを検出した時、同じ方向にある距離移動し続けて停止し、再び磁界（４４、５４）が方向（５５）を変化させるのを検出するまで回転し、その上で、検出した磁界（４４、５４）が方向を変化させるポイントをつなぐライン（５５）と本質的に同じ方向に移動することを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記検出ユニット（１４、１５、１６）は、前記ナビゲーション制御ステーション（３）のレンジ内の磁界（４３、５２）を検出した時、その検出した磁界（４３、５２）の処理を適応させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つの信号発生器（１）が第１の電流を前記ナビゲーション制御ステーション（３）を通して送り、前記電流によってある時点で主に前記ナビゲーション制御ステーション（３）のレンジの内側に発生させられた磁界（４３、４４）が、同じ時点で主に前記レンジの外側にある磁界（４３、４４）の方向と本質的に反対の方向を有することを特徴とする請求項１か６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つの信号発生器（１）が第２の電流を前記ナビゲーション制御ステーション（３）を通して送り、前記信号発生器（１）または他の信号発生器（１）が第３の電流を前記ナビゲーション制御ステーション（３）を通して送り、前記第２の電流によって主に前記ナビゲーション制御ステーション（３）のレンジ内の第２のエリアにおいてある時点で発生させられた磁界（４３、４４）が、前記第３の電流によって同じ時点で主に前記ナビゲーション制御ステーション（３）のレンジ内の第３のエリアにおいて発生させられた磁界（４３、４４）の方向（４６）に本質的に対応する方向を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
少なくとも１つの信号発生器（１）が第２の電流を前記ナビゲーション制御ステーション（３）を通して送り、前記信号発生器（１）または他の信号発生器（１）が第３の電流を前記ナビゲーション制御ステーション（３）を通して送り、前記第２の電流によって主に前記ナビゲーション制御ステーション（３）のレンジ内の第２のエリアにおいてある時点で発生させられた磁界（５２、５４）が、前記第３の電流によって同じ時点で主に前記ナビゲーション制御ステーション（３）のレンジ内の第３のエリアにおいて発生させられた磁界（５２、５４）の方向（５０、５１）と本質的に反対の方向を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の電流は前記第３の電流に対応することを特徴とする請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ナビゲーション制御ステーションのレンジの外側および内側に、ある時点で本質的に互いに反対の磁界を有する２つのエリアを本質的に規定する未限定のエリア（５５）が生成されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２のエリアと第３のエリアにおいて発生させられた磁界（４３、４４、５２、５４）の方向（４６、５０、５１）が前記送られた電流の性質に依存することを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
システム内の少なくとも１つの電流がへこみ成分を構成することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
システム内で送られた少なくとも１つの電流が、主として一定であるときは大抵、静止の状態にあり、この静止の状態が少なくとも１つの特徴的なリファレンス電流パルス（７、９、１１）によって周期的に中断されることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記リファレンスパルス（７）の性質を知覚する前記検出ユニット（１４、１５、１６）は、前記時間間隔を前記検出ユニット（１４、１５、１６）が磁界を検出する期間内に適応させることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記検出ユニット（１４、１５、１６）がリファレンス電流パルス（７）に基づいた時間領域の中で前記ユニット（１４、１５、１６）の動作周波数を同期化することが適応の意味であることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
検出ユニット（１４、１５、１６）がリファレンス電流パルス（７、９、１１）の性質に基づいて時間領域の中で時間間隔の性質を同期化することが適応の意味であることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ナビゲーション制御システム内の各信号発生器（１）が、その送った電流パルス（７、９、１１）をシステム内の他の電流パルス（７、９、１１）と同期化し、同じ信号周期（８）の間に電流パルス（７、９、１１）が同時に一致することのないようにすることを特徴とする請求項１４から１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
ある時点における前記第２のエリアと前記第３のエリアそれぞれの中の磁界（４３、４４、５２、５４）の方向（４６、５０、５１）が電流パルス（７、９、１１）の性質とその出現に左右されることを特徴とする請求項８から１２及び１４から１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
電流パルスＮ７（９）が出現する時、ある時点で前記第２のエリアの中の磁界（５４）が、同じ時点における前記第３のエリアの中の磁界の方向（５１）と本質的に反対の方向（５０）を示し、他の電流パルスＦ９（１１）が出現する時、ある時点で前記第２のエリアの中の磁界（５４）が、前記第３のエリアの中の磁界の方向（４６）と本質的に対応する方向（４６）を示すことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２１】
自走装置（５）のための電子式ナビゲーション制御システムであって、少なくとも１つの信号発生器（１）に接続された少なくとも１つのナビゲーション制御ステーション（３）と、前記自走装置（５）に配置された１つの検出ユニット（１４、１５、１６）とを備え、前記検出ユニット（１４、１５、１６）は、前記ナビゲーション制御ステーション（３）を介して伝達され、空気媒体中を伝搬する少なくとも１つの時空間変動磁界を検出し、次に前記検出ユニット（１４、１５、１６）によって処理された少なくとも１つの信号を、エリアを横断する装置の移動に関与する少なくとも１つの動力源に再伝達し、前記システムは、前記信号発生器（１）が、前記時空間可変磁界（４３、４４、５２、５４）を発生させる電流を、前記ナビゲーション制御ステーション（３）を通して送るための手段を備え、前記検出ユニット（１４、１５、１６）は、検出された磁界（４３、４４、５２、５４）の性質に基づいて装置（５）を操縦する手段を備えるシステムにおいて、
前記ナビゲーション制御システム（３）のレンジ内の主たる領域における前記検出された磁界（４３、４４、５２、５４）が、少なくともある時点において、異なる方向（５０、５１）を有することを特徴とする電子式ナビゲーション制御システム。
【請求項２２】
時間の主たる部分において前記システム内で送られた少なくとも１つの電流は、本質的に一定であるときは、静止の状態にあり、この静止の状態が少なくとも１つの特徴的なリファレンス電流パルス（７、９、１１）によって周期的に中断されることを特徴とする請求項２１に記載の電子式ナビゲーション制御システム。
【請求項２３】
前記ナビゲーション制御ステーション（３）が第１のエリアを包囲する第１のループ（６）を備えることを特徴とする請求項２１又は２２に記載の電子式ナビゲーション制御システム。
【請求項２４】
前記ナビゲーション制御ステーション（３）が第２および第３のループ（４）を備え、前記第２のループ（４）は第２のエリアを包囲し、前記第３のループ（４）は第３のエリアを包囲することを特徴とする請求項２１から２３のいずれか１項に記載の電子式ナビゲーション制御システム。
【請求項２５】
それぞれのループ（４、６）が１つ平面の中を延びることを特徴とする請求項２４に記載の電子式ナビゲーション制御システム。
【請求項２６】
前記平面が地面に平行に、または地面に垂直に延びることを特徴とする請求項３から２５のいずれか１項に記載の電子式ナビゲーション制御システム。
【請求項２７】
少なくとも１つのループが、装置の横断移動していくのを意図した連続表面の上または中または下に置かれた、電気導体を構成することを特徴とする請求項２３から２６のいずれか１項に記載の電子式ナビゲーション制御システム。
【請求項２８】
少なくとも１つのループが、１巻き以上に巻かれた連続的な電気導体を構成することを特徴とする請求項２３から２７のいずれか１項に記載の電子式ナビゲーション制御システム。
【請求項２９】
前記電気導体がキャリヤ上に置かれた固定ガイドパスを構成することを特徴とする請求項２８に記載の電子式ナビゲーション制御システム。
【請求項３０】
自走装置（５）が、横断移動していく表面の上で働くためのオペレーティングシステムを備える作業ロボットであることを特徴とする請求項２１から２９のいずれか１項に記載の電子式ナビゲーション制御システム。
【請求項３１】
前記オペレーティングシステムが、前記検出ユニット（１４、１５、１６）で処理されるよう受け取られた情報および／または記憶された情報に基づいて制御されることを特徴とする請求項３０に記載の電子式ナビゲーション制御システム。
【請求項３２】
前記ロボットが芝刈りロボットを構成し、前記オペレーティングシステムが、移動時、表面に生長する植物を切り払っていくナイフを構成することを特徴とする請求項３０又は３１に記載の電子式ナビゲーション制御システム。
【請求項３３】
前記ロボットが真空掃除ロボットを構成し、真空掃除ロボットが表面の汚れを掃除するために通常備えている部分、例えば回転ブラシや吸引装置を前記オペレーティングシステムが備えることを特徴とする請求項３０又は３１に記載の電子式ナビゲーション制御システム。
【請求項３４】
前記ロボットが掃除ロボットを構成し、掃除ロボットが表面の汚れを掃除するために通常備えている部分、例えば湿式清掃用ツールをオペレーティングシステムが備えることを特徴とする請求項３０又は３１に記載の電子式ナビゲーション制御システム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、自走装置、好ましくは芝刈りロボットのための電子式ナビゲーション制御方法及びシステムに関する。このシステムは、少なくとも１つの信号発生器に接続された少なくとも１つのナビゲーション制御ステーションと、自走装置に配置された検出ユニットを備える。検出ユニットは、少なくともナビゲーション制御ステーションを介して伝達され、空気媒体中を伝搬する少なくとも１つの時空間変動磁界を検出し、検出ユニットによって処理された少なくとも１つの信号を、表面を横断する装置の運動に関与する少なくとも１つの動力源に転送する。本発明は、信号発生器がナビゲーション制御ステーションを通して電流を手段を備える電子式ナビゲーション制御システムに関する。電流は、時空間可変磁界を発生させ、検出ユニットは、検出された磁界の性質に基づいてロボットを制御する手段を備える。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明においては、ナビゲーション制御システムのレンジ内の主たる領域において検出された磁界が、少なくともある時点において、異なる方向を有する。


【国際調査報告】
2005531832.tif 000015
2005531832.tif 000016
2005531832.tif 000017