(57)【要約】本発明は、自動装置、好ましくは自動芝刈り機を動作させる方法および電子探索システムに関する。この電子探索システムは、少なくとも１つの第１の信号発生器（３、７、８）に接続されている少なくとも１つの第１の電気ケーブル（１、４、５、６）と、自動装置上に配置されている少なくとも１つの検出システム（１１、１２、１３）とを備える。この検出システムは、第１の電気ケーブルを介して伝送されかつ空気を通って伝播する少なくとも１つの磁界を検出し、上記検出システムは、表面に関連した自動装置の移動に寄与する少なくとも１つの駆動手段に、処理されている信号を伝送する。上記電子探索システムは、第１の信号発生器が第１の電気ケーブルを介して電流を伝送する手段を備え、この電流は、所定の一部の期間において、ほぼ一定であって休止状態にあり、この休止状態は、少なくとも１つの特徴的な第１の電流パルスによって周期的に中断される。
2005529389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子探索システムによって自動装置（２）を動作させるための方法であって、
前記電子探索システムは、少なくとも１つの第１の信号発生器（３、７および８）に接続されている少なくとも１つの第１の電気ケーブル（１、４、５および６）と、前記自動装置（２）上に配置されている少なくとも１つの検出システム（１１、１２および１３）とを備え、前記検出システム（１１、１２および１３）は、前記第１の電気ケーブル（１、４、５および６）を介して伝送されかつ空気を通って伝播する少なくとも１つの磁界を検出し、さらに、前記検出システムは、表面に関連した前記自動装置の移動に寄与する少なくとも１つの駆動手段に、処理されている信号を伝送するようになっており、
前記第１の信号発生器（３、７および８）は、前記第１の電気ケーブル（１、４、５および６）を介して電流を伝送し、該電流は、所定の一部の期間において、ほぼ一定であって休止状態になっており、該休止状態は、少なくとも１つの特徴的な第１の電流パルス（２０）によって周期的に中断されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記検出システム（１１、１２および１３）は、該検出システム（１１、１２および１３）が前記第１の電流パルス（２０）の属性に基づいて磁界を検出するための時間間隔（２８、２９）を適合化させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記時間間隔（２８、２９）の適合化は、前記検出システム（１１、１２および１３）が動作する周波数の同期化を意味し、前記同期化は、前記第１の電流パルス（２０）に基づいて前記検出システム（１１、１２および１３）により行われることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記時間間隔（２８、２９）の適合化は、該時間間隔（２８、２９）の同期化を意味し、前記同期化は、前記検出システム（１１、１２および１３）により行われており、かつ、前記第１の電流パルス（２０）の周期性、発生時間（time of occurrence）、および／または、持続性に基づいていることを特徴とする請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記時間間隔（２８、２９）は、前記検出システム（１１、１２および１３）が前記電子探索システムから伝送される電流パルス（２０、２２、２４および２６）の存在を検出することが可能であるように適合化され、前記検出システム（１１、１２および１３）は、その次のパルス（２０、２２、２４および２６）の出現を待っている間は、前記時間間隔（２８、２９）の外側で発生するパルスを無視することを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
各々の前記電気ケーブル（１、４、５および６）の中の電流は前記信号発生器（３、７、８）の１つによって伝送されており、前記信号発生器（３、７および８）は、各々が伝送する各々の電流パルス（２０、２２、２４および２６）を前記電子探索システム内の他の電流パルス（２０、２２、２４および２６）と同期させること、および、前記電子探索システム内の前記電流パルス（２０、２２、２４および２６）は、同一の期間（２１）中の同一の時点で発生しないことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
各々の前記電気ケーブル（１、４、５および６）の中の電流は前記信号発生器（３、７、８）の１つによって伝送されており、前記信号発生器（３、７および８）は、各々が伝送する各々の電流パルス（２０、２２、２４および２６）を前記電子探索システム内の他の電流パルス（２０、２２、２４および２６）と同期させること、および、前記電子探索システム内で発生する各々の電流パルス（２０、２２、２４および２６）の間の時間間隔が十分に大きく、それゆえに、ある特定の電流パルス（２０、２２、２４および２６）から生じるような前記検出システム（１１、１２、１３）内で生成される信号が、別の電流パルス（２０、２２、２４および２６）から生じるような前記検出システム（１１、１２、１３）内で生成される信号が発生する前に部分的に減衰していることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
２つ以上の電気ケーブル（１、４、５および６）中の前記電流は、同一の信号発生器（３）から伝送されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記電流は、該電流が伝送される前記電気ケーブル（１、４、５および６）とは無関係に同一の期間（２１）を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記電子探索システムに関する前記期間（２１）は、前記探索システムのユーザによって選択されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
各々の電流パルス（２０、２２、２４および２６）は、前記電子探索システムによって、前記第１の電流パルス（２０）に対して適合化されるように規定された発生時間を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
各々の前記電気ケーブル（１、４、５および６）中で伝送される電流パルス（２０、２２、２４および２６）は、前記電流に関する前記休止状態に対して正および負である一連の時間的事象を含むことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の電流パルス（２０）は、前記電子探索システム内の他の電流パルス（２２、２４および２６）の特徴とは異なるパルスの特徴を有することを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記検出システム（１１、１２および１３）は、前記自動装置が動作することになっている区域全体内の前記電気ケーブル（１、４、５および６）の少なくとも１つから伝送される前記磁界を検出することを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記電気ケーブル（１、４、５および６）の中の少なくとも１つの電気ケーブル（６）は、他の前記電気ケーブルの中の１つの電気ケーブル（１）に直接接続されていることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記検出システム（１１、１２および１３）は、前記自動装置が動作することになっている区域の一部において前記電気ケーブル（１、４、５および６）の１つから伝送される磁界のみを検出することを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも１つの信号発生器（３、７および８）が、１つの期間から次の期間へ移行するにつれて電流パルス（２２、２６）の属性の選択的な変化によって前記検出システム（１１、１２および１３）に情報を伝送し、前記情報を伝送する電流パルス（２２、２６）は、前記第１の電流パルス（２０）に関連して特定の時点で１つの電気ケーブル内で発生することを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記情報を伝送する電流パルス（２２、２６）に関する属性の前記選択的な変化は、絶えず方向を変える電流方向にあることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記情報を伝送する電流パルス（２２、２６）に関する属性の前記選択的な変化は、選択的に抑制された電流パルスにあることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記情報を伝送する電流パルス（２２、２６）に関する属性の前記選択的な変化は、選択的に異なるパルス幅を有する電流パルスにあることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
各種の動作が前記情報に基づいて前記自動装置（２）上で活性化され、前記動作は、例えば、ある特定の電気ケーブル（１、４、５および６）に関連した表面全体にわたっての前記自動装置（２）の移動の調整であることを特徴とする請求項１７から２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記検出システム（１１、１２および１３）は、電流パルス（２０、２２、２４および２６）が１つの基本的な磁界方向を有する磁界パルスを構成する場合にのみ前記電流パルスを検出することを特徴とする請求項１から２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記検出システム（１１、１２および１３）は、電流パルス（２０、２２、２４および２６）の正のフランクおよび負のフランクを検出し、これによって、前記正のフランクおよび前記負のフランクの２つのフランク間の時間間隔が、前記検出システムが検出された前記正および負のフランクに基づいて行う処理を決定することを特徴とする請求項１から２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記検出システム（１１、１２および１３）は、発生した電圧パルスを検出することによって前記正および負のフランクを検出することを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記検出システム（１１、１２および１３）は、発生した電圧パルスの情報によって、前記自動装置（２）の少なくとも一部が前記電気ケーブル（１、４、５および６）のいずれの側に位置しているかを検出することを特徴とする請求項１から２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記電気ケーブル（１、４、５および６）の位置に関する検出は、前記検出システム（１１、１２および１３）が、少なくとも１つの電流パルス（４５）から発生している磁界（５０、５０′）を検出し、かつ、前記磁界（５０、５０′）の属性に基づいて、前記自動装置（２）の少なくとも一部が前記電気ケーブル（１、４、５および６）のいずれの側に位置しているかを検出することを意味することを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記電気ケーブル（１、４、５および６）の位置に関する検出は、前記検出システム（１１、１２および１３）が、少なくとも１つの電流パルス（４５）から発生している磁界（５０、５０′）を検出し、かつ、前記磁界（５０、５０′）によって検出された少なくとも１つの電流パルス（４５）と、前記磁界（５０、５０′）によって検出された少なくとも１つの休止状態との間の関係に基づいて、前記自動装置（２）の少なくとも一部が前記電気ケーブル（１、４、５および６）のいずれの側に位置しているかを検出することを意味することを特徴とする請求項２５または２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記検出システム（１１、１２および１３）は、検出された前記磁界に基づいて解釈信号（interpretation signal ）（Ｔ）を生成することによって、前記自動装置（２）の少なくとも一部が前記電気ケーブル（１、４、５および６）のいずれの側に位置しているかを検出しており、前記解釈信号の特徴は、前記自動装置（２）の少なくとも一部が前記電気ケーブルのいずれの側に位置しているかに依存していることを特徴とする請求項２５から２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記検出システム（１１、１２および１３）は、前記解釈信号（Ｔ）の特徴の情報によって、前記電気ケーブル（１、４、５および６）に関連して前記自動装置（２）を動作させることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記解釈信号（Ｔ）の特徴は、特徴的な信号パルスがその間に生じる場合と前記特徴的な信号パルスがその間に生じない場合との間の時間分割（time division ）に対応するパルス比率を意味することを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記パルス比率は、非対称性の特徴を有することを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記検出システム（１１、１２および１３）は、前記自動装置（２）の少なくとも一部が前記電気ケーブル（１、４、５および６）のいずれの側に位置しているかに関する検出に基づいて、前記電気ケーブル（１、４、５および６）に関連して前記自動装置（２）を動作させることを特徴とする請求項２９から３２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３３】
前記自動装置（２）の動作は、前記自動装置（２）が前記電気ケーブル（１、４、５および６）の特定の側へと誘導されるという事実を意味することを特徴とする請求項２９から３２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３４】
電流パルス、および／または電圧パルス、および／または信号パルスは、方形波を意味することを特徴とする請求項１から３３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３５】
特徴的な信号パルスがその間に生じる場合と前記特徴的な信号パルスがその間に生じない場合との間の時間分割に対応する前記パルス比率は、非対称であることを特徴とする請求項１から３４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３６】
前記検出システム（１１、１２および１３）は、電流パルス（２０、２２、２４および２６）からの情報を検出することによって、または、ユーザからの情報を検出することによって、前記電気ケーブル（１、４、５および６）により送られる追加の情報を検出することにより収集された情報であって前記電気ケーブル（１、４、５および６）に関して前記検出システムが有する情報を利用する動作を活性化することを特徴とする請求項１から３５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３７】
前記動作の活性化（３１、３２）は、前記自動装置が、前記電気ケーブル（１、４、５および６）に接近しているときに、前記電気ケーブル（１、４、５および６）の長さ方向の１つにおいて前記電気ケーブルに実質的に追従することを意味することを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記動作の活性化（３０）は、前記自動装置が、前記電気ケーブル（１、４、５および６）によって取り囲まれている区域内に存在しておりかつ前記電気ケーブル（１、４、５および６）に接近するときに、方向を変えて、前記電気ケーブル（１、４、５および６）から遠ざかる形で前記区域内を移動することを意味することを特徴とする請求項３６または３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記動作の活性化は、ユーザが、制御装置を経由して、前記自動装置が遂行している移動および処理の少なくとも一方を制御することが可能であることを意味することを特徴とする請求項３６から３８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
前記検出システム（１１、１２および１３）は、情報を伝送することを特徴とする請求項１から３９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４１】
伝送される前記情報は、発生する２つの電流パルス（２０、２２、２４および２６）の間の時間間隔内に送出されることを特徴とする請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
自動装置（２）を動作させるための電子探索システムであって、
前記電子探索システムは、少なくとも１つの第１の信号発生器（３、７および８）に接続されている少なくとも１つの第１の電気ケーブル（１、４、５および６）と、前記自動装置上に配置されている少なくとも１つの検出システム（１１、１２および１３）とを備え、前記検出システム（１１、１２および１３）は、前記第１の電気ケーブル（１、４、５および６）を介して伝送されかつ空気を通って伝播する少なくとも１つの磁界を検出し、さらに、前記検出システムは、表面に関連した前記自動装置の移動に寄与する少なくとも１つの駆動手段に、処理されている信号を伝送するようになっており、
前記電子探索システムは、前記第１の信号発生器（３、７および８）が前記第１の電気ケーブル（１、４、５および６）を介して電流を伝送する手段を備え、該電流は、所定の一部の期間において、ほぼ一定であって休止状態になっており、該休止状態は、少なくとも１つの特徴的な第１の電流パルス（２０）によって周期的に中断されることを特徴とする電子探索システム。
【請求項４３】
前記電流は、該電流が伝送される前記電気ケーブル（１、４、５および６）とは無関係に同一の期間（２１）を有することを特徴とする請求項４２に記載の電子探索システム。
【請求項４４】
各々の電流パルス（２２、２４および２６）は、前記電子探索システムによって、前記第１の電流パルス（２０）に対して適合化されるように規定された発生時間を有することを特徴とする請求項４２または４３に記載の電子探索システム。
【請求項４５】
各々の前記電気ケーブル（１、４、５および６）中で伝送される電流パルス（２０、２２、２４および２６）は、前記電流に関する前記休止状態に対して正および負である一連の時間的事象を含むことを特徴とする請求項４２から４４のいずれか一項に記載の電子探索システム。
【請求項４６】
前記第１の電流パルス（２０）は、前記電子探索システム内の他の電流パルス（２２、２４および２６）のパルス幅とは異なるパルス幅を有することを特徴とする請求項４２から４５のいずれか一項に記載の電子探索システム。
【請求項４７】
前記検出システム（１１、１２および１３）は、前記自動装置が動作することになっている区域全体内の前記電気ケーブル（１、４、５および６）の少なくとも１つから伝送される前記磁界を検出することを特徴とする請求項４２から４６のいずれか一項に記載の電子探索システム。
【請求項４８】
前記電気ケーブル（１、４、５および６）の中の少なくとも１つの電気ケーブル（６）は、他の前記電気ケーブルの中の１つの電気ケーブル（１）に直接接続されていることを特徴とする請求項４２から４７のいずれか一項に記載の電子探索システム。
【請求項４９】
前記電気ケーブル（１、４、５および６）の少なくとも１つは、前記自動装置（２）が前記電気ケーブル（１、４、５および６）の少なくとも１つに関連して移動することになっている表面の上方、内部、または下方に配置されており、これによって、前記電気ケーブル（１、４、５および６）は、該電気ケーブル（１、４、５および６）の外側の外側区域から、前記電気ケーブル（１、４、５および６）によって取り囲まれている前記表面の内側区域を分離することを特徴とする請求項４２から４８のいずれか一項に記載の電子探索システム。
【請求項５０】
前記検出システム（１１、１２および１３）は、前記自動装置（２）が動作することになっている区域の一部において前記電気ケーブル（１、４、５および６）の１つから伝送される磁界のみを検出することを特徴とする請求項４２から４９のいずれか一項に記載の電子探索システム。
【請求項５１】
前記自動装置（２）は、前記表面を処理するための処理システムを備える処理ロボットを意味することを特徴とする請求項１から５０のいずれか一項に記載の電子探索システム。
【請求項５２】
前記処理システムは、前記検出システム（１１、１２および１３）によって、前記表面を処理するための動作のために受信された情報および記憶された情報の少なくとも一方に基づいて動作することを特徴とする請求項５１に記載の電子探索システム。
【請求項５３】
前記自動装置は自動芝刈り機に関係し、これによって、前記処理システムは、前記表面上に育つ植物を切断する刃を有することを特徴とする請求項５１または５２に記載の電子探索システム。
【請求項５４】
前記自動装置は自動真空掃除機に関係し、これによって、前記処理システムは、前記表面を清掃するために通常の自動真空掃除機が備えている部品に関係し、該部品は、例えばブラシローラおよび吸引装置であることを特徴とする請求項５１または５２に記載の電子探索システム。
【請求項５５】
前記自動装置は自動清掃ロボットに関係し、これによって、前記処理システムは、ウェットクリーニングのためのツールのような、前記表面を清掃するために通常の自動清掃ロボットが備えている部品に関係することを特徴とする請求項５１または５２に記載の電子探索システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動装置、好ましくは自動芝刈り機を動作させるための方法および電子探索システム（electronic search system）に関する。この電子探索システムは、少なくとも１つの信号発生器に接続されている少なくとも１つの第１の電気ケーブルと、上記自動装置上に配置されている少なくとも１つの検出システムとを備える。この検出システムは、上記第１の電気ケーブルを介して伝送されかつ空気を通って伝播する少なくとも１つの磁界を検出する。さらに、上記検出システムは、表面に関連した上記自動装置の移動に寄与する少なくとも１つの駆動手段に、処理されている信号を伝送する。
【背景技術】
【０００２】
自動的に作業することが可能な作業ツールを開発するという着想は古い。このようなツールは、例えば、真空掃除またはガラス切断のためのロボットである。このような着想が古い着想であるという事実にもかかわらず、上記のようなツールは最近になっても消費者の手元に届いてはいない。その一例が、ロボット型の真空掃除機であるＴｒｉｌｏｂｉｔｅTM（商標として登録されている）と自動芝刈り機であるＡｕｔｏｍｏｗｅｒTM（商標として登録されている）である。これらのロボットは両方とも、処理されるべき区域内において表面上を移動することによってその表面を処理（切断または清掃）する。
【０００３】
処理されるべき区域内に上記ロボットを引き留めておくために、探索システムが開発されている。この探索システムは、少なくとも１つの電気ケーブルと、この電気ケーブルによって伝送される信号を検出するロボット内の検出システムとを有する。上記の少なくとも１つの電気ケーブルは、例えば、ロボットが処理すべき区域から当該ロボットが離れることがないように、当該ロボットが通過することを許可されていない境界線を規定するために配置されている。ロボット型の真空掃除機は、通常は、壁で囲まれた室内で作業するので、ドア開口部および階段においてのみ上記のような電気ケーブルを使用する。真空掃除機が非常に広い室内で作業しなければならない場合には、その室内を別々の区域に分割する電気ケーブルを使用することが可能である。また一方で、ロボット型の芝刈り機は、壁により規定された区域の中では作業しない。したがって、ロボットが内側で作業すべき１つまたは複数の区域を規定する電気ケーブルが必要とされる。上記のような電気ケーブル、さらには、ロボット型の真空掃除機と共に使用される特定の電気ケーブルが、永久磁石、または、電流を伝送するための電気ケーブルを有することが可能である。
【０００４】
上記の検出システムは、通常は、磁気信号を検出する少なくとも１つの受信機ユニットと、受信された信号を処理する受信機ユニットに接続されている制御ユニットと、ロボットの動きを制御する制御ユニットに接続されているモータユニットとを有する。上記の検出システムは、ロボットが電気ケーブルに接近するときの磁界の強さ（この磁界は、電流または永久磁石によって生成される）の変動を検出する。制御ユニットは、検出された磁界の強さの変動に関する情報を処理すると共に、活性化された（activated）機能に応じて、モータユニットを動作させることにより当該ロボットの動きを管理することを決定する。例えば、上記の検出システムは、ロボットが処理すべき区域の外に上記ロボットが出て行くことを防止することが可能であり、または、電気ケーブルに沿って上記ロボットを移動させることが可能である。
【０００５】
自動ロボットのための現在の探索システムに関する問題は、このような探索システムが、磁気信号を生成するために連続した電流（１つまたは複数の正弦波（sinus waves ））を使用するということである。電流により生成された磁界が、ロボットが動作するように意図されている区域全体またはこの区域の一部において伝播する。例えば、上記区域の近傍に配置されている別の電気ケーブルによって生成される他の何らかの磁界が同じ区域内で伝播する場合には、上記の検出システムはこの磁界を検出する。このような妨害磁界が検出システムを攪乱するおそれがあり、かつ、これによってロボットに関する動作上の問題を引き起こすおそれがある。特に、隣家の探索システムのような他の類似の探索システムからの信号が、上記のような動作上の問題を引き起こすおそれがある。なぜならば、上記のような両方の探索システムが同一の周波数帯域内で動作する可能性があるからである。上記のような探索システムは、磁界が互いに付加されるので相互干渉を起こすであろう。現在の探索システムに関する別の問題は、上記のような正弦波の電流を使用するシステムが、周波数を規定する複数の部品の微調整を必要とすることが多いために、正弦波の電流を使用するシステムのためのコストが増大していることである。本発明は、前述のような問題点を解決するために開発されてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、検出システムが妨害磁界により攪乱されることがなく、ひいては、自動ロボット等の動作上の問題を引き起こすことがないような自動ロボット等の自動装置を動作させるための方法および電子探索システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、自動装置、好ましくは自動芝刈り機を動作させるための方法および電子探索システムを提供する。この電子探索システムは、少なくとも１つの信号発生器に接続されている少なくとも１つの第１の電気ケーブルと、上記自動装置上に配置されている少なくとも１つの検出システムとを備える。この検出システムは、上記第１の電気ケーブルを介して伝送されかつ空気を通って伝播する少なくとも１つの磁界を検出する。さらに、上記検出システムは、表面に関連した上記自動装置の移動に寄与する少なくとも１つの駆動手段に、処理されている信号を伝送する。本発明に係る上記信号発生器は、さらに、上記第１の電気ケーブルを介して電流を伝送する。この電流は、所定の一部の期間において、ほぼ一定であって休止状態（state of rest ）になっている。さらに、この電流の休止状態は、少なくとも１つの特徴的な第１の電流パルスによって周期的に中断される。
【０００８】
本発明は、添付の図面を参照することによって好ましい実施形態の形で説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
上記の図面は、本発明に係る電子探索システムの例示的な実施形態を示す。この例示的な実施形態は、その目的が本発明が関係する複数種の電子探索システム（以下、探索システムと略記する）の中の１つの具体的な実施例を示すことにあるので、本発明の範囲を限定するものであると理解されてはならない。上記の実施形態の目的は、あくまでも本発明の範囲を例示することである。
【００１０】
図１は、本発明に係る探索システムを示すブロック図である。図１には、本発明に係る探索システムの例示的な実施形態が示されている。この探索システムは、ロボット２がその内側を移動して動作しなければならない領域を取り囲むようになっている外側探索ケーブル１を有する。この外側探索ケーブルは、電気ケーブルおよび信号発生器３を備える。この信号発生器は、上記電気ケーブルを介して伝送される電流の形で信号を発生させる。この例示的な実施形態のシステムは、さらに、３つの他の探索ケーブル４〜６を備え、これらの探索ケーブルも電気ケーブルを有する。これらの探索ケーブルの中の１つの探索ケーブル４が同じ信号発生器３を使用するが、他の探索ケーブル５〜６の各々は、各探索ケーブル中で信号を発生させるスレーブ信号発生器７〜８を有する。これらのスレーブ信号発生器は、外側探索ケーブルの発生器３の信号に同期するように外側探索ケーブル１に接続されている。１つの代替的な案は、例えば無線信号のような別のタイプの通信を使用して上記信号発生器を同期させることである。図示されている電気ケーブルは、本発明に係る探索システムの利点をさらに示すために、互いに交差して伸びている。
【００１１】
図３は、図１の探索システムのための自動装置を示すブロック図である。図３には、自動装置の例としてロボットが示されている。このロボットは、探索システムの一部としての１つの検出システム１１、１２および１３を備える。さらに、このロボットは車輪１０を有する。この例示的な実施形態の検出システムは、通常はロボットの形に具体化された１つの共通のユニットからなり、磁界を検出するための手段１１（以下、この手段は受信機と定義される）と、受信された磁界の情報を処理する制御ユニット１２とを有する。この制御ユニット１２はモータユニット１３に接続されている。図３では、上記検出システムの個々の機能を示すために、受信機と制御ユニットとモータユニットとが互いに分離された形で示されている。
【００１２】
この図は上記の３つのユニットを別々に示すが、最新のシステムでは、通常、ソフトウェアが上記のユニットの機能を実現するために含まれているので、上記のユニットの少なくとも幾つかが機能として理解されることが可能である。マイクロコンピュータを備えるソフトウェアシステムは、そのタスクを達成するために、幾つかの付加的な構成要素を使用する。このような構成要素は、フェライトロッドを取り囲む１つのコイルを一般的に備える受信機であることが可能である。このコイルが磁界の変動を検出することで当該コイルにて電圧を発生させるので、変動が検出された磁界が上記受信機を活性化する。制御ユニットは、このようにして発生した電気信号を受信して処理する。この処理された情報に基づいて、検出システムは、モータユニットを使用して、車輪１０を駆動するためのモータを動作させる。当然のことながら、この種のロボットのための制御ユニットは、さらに、当該ロボットに装着されている切断刃のような処理ツールを制御するといったような他のタスクを有することが可能である。上記のような処理を管理するために、制御ユニット１２は、ソフトウェアのデータが保存されている記憶装置ユニットを使用する。当然のことながら、本発明に関係する制御のための最も重要なタスクは、探索ケーブル（電気ケーブル）１、４、５および６から伝送される信号を受信して処理する能力であるということである。それゆえに、ロボットの個々の部分は図３に概略的にのみ示されているにすぎない。以下、ロボットの機能に関連付けて、上記の処理をさらに詳細に説明する（後述の説明を参照されたい）。
【００１３】
図４は、図１の探索システムの一部として配置される一つの電気ケーブルに関する磁界の様子を示す図であり、図５は、図１の探索システムの一部として配置される他の電気ケーブルに関する磁界の様子を示す図である。図４と図５では、上記のような磁界の磁界分布図が示されており、この磁界は、電流が伝送される電気ケーブルの周囲にて発生する。この原理は、伝送されるスイッチング電流が電気ケーブルの周囲にて磁界を生じさせるということである。さらに、磁界の強さが、電気ケーブルからの距離に応じて減少する（図４を参照されたい）。この図では、垂直な磁界が円形のケーブルの種々の箇所で示されている。この図４の曲線の中央部における急峻な傾斜は、検出システムが検出する磁界の一部が一瞬のうちに方向を変えるという事実に関係しているということに留意されたい。このことは、ある特定の瞬間に、電気ケーブルの一方の側の磁界が当該電気ケーブルの他方の側の磁界に対して反対の方向に方向付けられるということを意味する。このことは、ロボットが電気ケーブル１に関連して移動して当該電気ケーブル１を横断するときに、当該ロボットが磁界の方向の変化を検出するということを意味する。このことは、さらに、ロボットが磁界を検出するために使用する検出システム１１、１２および１３が、当該ロボットが電気ケーブル１、４、５および６を横断することを認識するということを意味する。図４には、グラフの中央部分を通過する水平な直線が示されている。この直線はゼロクロスポイント（zero cross point）を示し、それゆえに、磁界の方向の変化も示すことになる。この直線はまた、電気ケーブルの位置も示す。
【００１４】
検出システム１１、１２および１３は、ロボットが外側探索ケーブル１を部分的に横断することを可能にすることができ、これによって、ロボットが電気ケーブル（外側探索ケーブル）の直ぐ外側の表面において動作することを可能にする。受信機１１が電気ケーブルを通過し、例えば車輪回転センサ（図示されていない）を使用して車輪の回転数をカウントすることを可能にすることによって、ロボットは、電気ケーブル１、４、５および６の外側へわずかな距離だけ移動することが可能である。車輪の回転数のカウントおよび／または磁界検出を使用することによって、上記の検出システムは、ロボットが内側で動作しなければならない区域に当該ロボットが戻るように、当該ロボットを誘導することが可能であろう。このような最後の動きは図８に示されていない。ロボットを誘導して戻すために使用される磁界のこうした検出は、前述したように、検出システム１１、１２および１３が磁界が方向を変える時点を検出するということを意味する。電気ケーブルの反対側の磁界が反対の方向を有するので、検出システムは、ロボットが電気ケーブルを横断するか否かを認識することが可能であり、さらに、ロボットが基準信号を有する場合には、ロボットが電気ケーブルのいずれの側に位置しているかを知ることが可能である。これによって、上記ロボットは、電気ケーブルの所望の側に向かって方向付けられることが可能である。当然のことながら、開示されている電気ケーブル１、４、５および６の中のいずれの電気ケーブルに関連してロボットが走行するかということには無関係に、上記の認識およびロボットの運行誘導を実現することが可能である。
【００１５】
図５は、４つの電気ケーブル１３〜１６の略図を示す。この図の読者から遠ざかっていく方向に電流が流れ、これによって、各々の電気ケーブルの周囲の磁界が、この図に示されている方向を有するようになる。この図のさらに詳細な説明が、図１および図２に関連付けて後述されるであろう。
【００１６】
図１、図２、図４および図５をさらに参照しながら、探索ケーブル１、４、５および６と信号発生器３、７および８の機能を説明する。この原理は、上記の信号発生器が、それぞれ電気ケーブルを介して電流を伝送するということである。この電流は電気ケーブルの周囲に磁界を発生させ、この磁界は図４および図５に示されている。電気ケーブルが誘導性を有するので、ワイヤを介して伝送される電圧パルスに基づいて、電流パルスが遅延した状態で発生するであろう。このことは、電流がオームの法則（Ｉ＝Ｕ／Ｒ）の定義に一致する前に幾らかの時間がかかるであろうということを意味する。上記の電流パルスは、ほぼ指数関数の形状を有する上昇曲線を有しており、最終的には上記オームの法則に従った値に到達するであろう。このことは、各々の新たな電圧パルスの開始の時点では、探索システムが、最初の期間において、オームの法則のような通常の電気理論の通りには動作しないであろうということを意味する。このような現象は、さらに、電圧パルスの終了の時点の状況でもあり、この電圧パルスの終了時には、探索システムが再び特定の遅延を呈するようになる。これは、さらに図１０に示されており、この図１０についてはさらに詳細に後述する。電気ケーブルのインダクタンスは、電気ケーブルの長さと、電気ケーブルがどのように配置されているかということと、上記電気ケーブルの形状とによって決まる。互いに接近して配置されている複数の電気ケーブルが、各々の電気ケーブルのインダクタンスを生じさせる（actuate）。探索システムがどのように動作するかを理解するためには、上記のインダクタンスがどのようにして生じるかについての情報に留意することが重要である。
【００１７】
この探索システムは、本発明の一部としての電流ケーブル１、４、５および６を介して電流パルスを伝送することによって動作する。この電流パルス（図２を参照されたい）は５０マイクロ秒（μｓ）または１００マイクロ秒の長さを有する。図２において規定された電流パルスのパルス長が本発明の範囲の限定であるとみなされるべきではない。したがって、前述のパルスの長さは、例示的な実施形態に関する適切な値を表しているにすぎない。最も本質的なことは、上記の探索システムが、複数の電流パルスの合間においては電流が休止状態にあるような特徴的な電流パルスによって動作するということである。当業者は、本発明が、本出願において開示されているように、電流パルスが発生する期間と電流パルスが発生しない期間との間の割合（百分率（パーセント））に関する関係が図２に示されているものとは異なる可能性がある場合も含むということを理解するであろう。当業者はまた、１つの信号が伝送される１つの電気ケーブルだけしか備えないシステムも本発明の範囲内に含まれるということも理解するであろう。このようなシステムは、本発明の範囲内の最も単純な実施形態に相当するであろう。
【００１８】
電流パルスは、プッシュプル（push-pull）を使用して２つの極性の間で４０Ｖの電圧を発生させる信号発生器３、７および８によって伝送される。ここで、プッシュプルとは、各々の電流パルスが発生している最中に極性が切り換えられ、これによって、電気ケーブルを通過するピーク・ピーク（peak-to-peak）値（せん頭値）が、１つの一定の４０Ｖのパルスが使用された場合よりも大きくなることを意味する。ピーク・ピーク値を使用する理由は、受信機１１が検出することが可能な磁界を発生させるために電流の強さが重要であるということである。幾つかの国では、本願明細書で例示されている探索システムのような探索システムが４０Ｖより高い電圧を使用することが許可されていない。この探索システムが高いインダクタンスを有する場合には、５０マイクロ秒のパルスが使用されるときに磁界の強さが低下し、それゆえに、上記の探索システムによる磁界の強さの検出が不可能になるというおそれがある。パルスの長さを増大させることは、エネルギー消費の増大、および、同一の探索システムからの磁界の干渉の危険性の原因になるであろう。それゆえに、この例示的な実施形態では、パルスの長さを増大させる代わりに、プッシュプルを使用することが可能である。この例示的な実施形態では、プッシュプルの使用が１〜２アンペア（Ａ）の電流の強さを結果的にもたらすであろう。
【００１９】
図９は、図１の探索システムにおけるプッシュプルの結果を示す流れ図である。電流パルス４０〜４２に関する合計持続時間が、探索システム内の１つの電流パルスに相当する。図９中の上側の図における第１の電圧パルス４０と最後の電圧パルス４１とが、同一の極性を有する電気ケーブルの中に送り込まれる。上記第１の電圧パルス４０と上記最後の電圧パルス４１との合間で極性が切り換えられ、これによって、同じ上側の図における中間の電圧パルス４２が、その他の電圧パルス４０〜４１に対して切り換えられた極性で伝送されるようになる。このような動作の結果が、図９の下側の図における電流パルスとして示されている。上記の動作におけるピーク・ピーク値４４（∧Ｉ（図９の下側の図では、Ｉの上部に∧のマークを付記しているが、この付記方法は電子出願では不可能なので、Ｉの左側に∧のマークを付記することとする））は、１つの極性を有する１つの長いパルスのみが使用される場合のピーク・ピーク値に比べて２倍大きい。図９の下側の図において、傾斜している部分を有する電流パルスの特性は、電気ケーブルのインピーダンスによって決まる。
【００２０】
原理を示す図２では、パルス２０が、１００マイクロ秒の長さを有する主パルスＡ０に相当する。この例示的な実施形態で開示される原理は、本発明の範囲に対する限定として解釈されてはならない。他の長さのパルス長も本発明の範囲内で可能である。この図２は、電気ケーブルが全くインダクタンスを持たないといったような非現実的な状況に対応する電流パルスの理想化された図を示す。さらに、プッシュプルの使用は示されていない。この図２と本発明の例示的な実施形態とにおける周期２１が、８３Ｈｚ（ヘルツ）の周波数に相当する１２ミリ秒（ｍｓ）である。各々の主パルスの間には、追加のパルスのための余地も存在する。例示されている実施形態の周波数とは別の周波数で動作する電子探索システムが、本発明の範囲内に含まれるということは、当業者には明らかである。
【００２１】
この図のパルス２２（Ｓ１）は５０マイクロ秒の長さのパルス長を有している。さらに、このパルス２２は、主パルスＡ０と同じ周期（パルスの間の期間）２１を有し、主パルスＡ０の１ミリ秒後に発生する。制御ユニット１２の増幅器によって１ミリ秒の時間が選択されるが、この増幅器は、パルスとパルスとの間に当該増幅器自体を回復させるための時間を有することを必要とする。この増幅器自体の回復のための時間は、当該増幅器の結合コンデンサにおけるＡ０パルス（主パルスＡ０に対応する）の減衰によって決まる。この図における電流パルス２４（Ｓ２）のパルス長はパルスＳ１と同じ長さを有している。さらに、この電流パルス２４は、パルスＳ１と同じ周期２１を有し、主パルスＡ０の２ミリ秒後（図２の２５）に発生する。最後に、パルスＳ１およびパルスＳ２と同じ長さおよび周期を有し、かつ、主パルスＡ０の３ミリ秒後（図２の２７）に発生するパルス２６（Ｓ３）も、この図に存在する。１ミリ秒の時間間隔が、より以前の電流パルスの減衰に応じて常に選択される。これらのパルスは、信号発生器３、７および８によって発生させられる。より詳しくいえば、発生器３が主パルスＡ０およびパルスＳ１の両方を発生させ、また一方で、発生器７がパルスＳ２を発生させ、さらに、発生器８がパルスＳ３を発生させる。
【００２２】
図５には４つの電気ケーブル１３〜１６が示されており、これらの電気ケーブルは、図１の電気ケーブル１、４、５および６にそれぞれ対応する。図２および図５を使用して、電気ケーブル１３が電気ケーブル１に対応し、かつ、その他の電気ケーブル１４〜１６も同様に電気ケーブル４〜６にそれぞれ対応することを可能にすることによって、これらの電気ケーブル１３〜１６によって伝送される磁界Ｔ０〜Ｔ３が電流パルス２０、２２、２４および２６にそれぞれ対応するようになる。これによって、磁界Ｔ０〜Ｔ３は互いに異なる時間上の点において発生し、検出システムの制御ユニット１２により、互いに異なる時間の点において処理されることが可能である。これによって、制御ユニットは、磁界を伝送する各々の単一の電気ケーブルに関連した受信ユニットの位置を評価することが可能である。既に述べたように、このことは、制御ユニットが、磁界の特性の経時的な検出に基づいて、ロボットが電気ケーブル１、４、５および６のいずれの側に位置しているかを認識することが可能であるということを意味する。それゆえに、磁界を伝送する各々の電気ケーブルが他の電流ケーブルによって伝送される磁界と干渉し合うような従来の探索システム、例えば、連続した正弦波を使用する従来の探索システムに比較して、本発明の探索システムは大きな利点を有する。
【００２３】
上記のような電流パルスを使用することが本発明の範囲である。各々の電流パルスが短い時間期間で発生し、かつ、検出システム１１、１２および１３が、当該電流パルスに対応する時間期間では磁界パルスのみに注目するので、上記の検出システム１１、１２および１３は、ロボットの操作を攪乱する可能性がある磁気ノイズを選別して除去することが可能であろう。他の非常に重要な事項は、ノイズよりも優勢でありかつエネルギー消費量がより小さい電流パルスであって、短くかつ強力な電流パルスの発生である。
【００２４】
上記の期間に関して電流パルスを短くすることによって、上記の探索システムは、外部ソースからの外乱磁気ノイズの影響をより受けにくくすることができる。外乱ノイズが上記の各期間毎に短い時間間隔だけしか探索システムを作動させないように当該探索システムを設計することによって、上記の探索システムがより適切に動作するであろう。上記の探索システムがその同期を維持するように設計されているので、同期化されていない外乱ノイズが当該システムに関するトラブルを引き起こすことが不可能であり、また、その逆も不可能である。
【００２５】
次に、添付図面に関連付けて検出システムの動作を説明する。図６および図７は、図１の探索システムのためのアルゴリズムを示すフローチャートである。これらの図６および図７では、検出ユニットの動作の基本となるアルゴリズムの幾つかを説明するためのフローチャートが例示されている。これらのアルゴリズムは、電気ケーブル中の電流パルスにより生成される信号の処理に関係している。ロボット上の検出システム１１、１２および１３に対する電気ケーブルからの情報伝達の主な目的は、この電気ケーブルに関連したロボットの動きを当該ロボットが制御することを可能にすることである。このロボットの動き、およびその他の動作上の態様を、アルゴリズムの説明の後で説明する。信号発生器３、７および８は、電流ケーブル中で電流パルス２０、２２、２４および２６を発生させ、これらの電流パルスは、電気ケーブルから伝送される磁界パルスを生成する。ロボット２上に配置されている検出システムの受信機１１が、これらの磁界パルスを検出する。これらの磁界パルスは、当該磁界パルスが特定の閾値（スレッショールド値）を超える場合に検出される。この閾値は、検出システムが外部ソースから送出される信号を選別して除去するための１つの付加的な選択肢（オプション）を提供する。この外部ソースからの信号は、その強度が比較的小さい場合が多い。
【００２６】
受信機１１のコイルが誘導電圧ｅを発生させ、この誘導電圧は、検出された磁界の強さ（φ）の時間微分係数（ｄφ／ｄｔ）に比例している。ここで、Ｎはコイル巻回の数に相当する。
【００２７】
ｅ＝−Ｎ＊（ｄφ／ｄｔ）
【００２８】
電流パルス２０、２２、２４および２６の前端と後端は最大の微分係数（勾配）を有する。さらに、上記の電流パルス２０、２２、２４および２６は、各々の電流パルスの前端における明確な電圧パルスと電流パルスの後端における反対の極性の同様に明確な電圧パルスとを有するような、受信機１１のコイル内の電圧を生じさせる。Ａ０パルス（主電流パルス）の検出時には、制御ユニットがコイル内で発生する明確な電圧パルスを検出する。この電圧パルスは、電流パルスの端部（フランク（flank））に対応する。図１０には、このことがさらに詳細に示されている。
【００２９】
上記のような事実は、制御ユニット１２が、特徴的な電流パルスがどれだけ長いかを判定すること、および、２つの電流パルスの合間の休止状態がどれだけ長いかを判定することが可能であるということを意味する。制御ユニットが、発生する正の電圧パルスから、電流パルスが開始または終了することを判定し、また一方で、上記の正の電圧パルスに対応して、発生する負（反対の極性）の電圧パルスから、電流パルスが終了または開始することを判定するので、前述のような電流パルスに関する判定を行うことが可能である。どのようにして、前述のような電流パルスに関する判定を行うことが実現されるかについては後述する。受信機１１の判定能力を改善するために当該受信機１１にて受信される信号を制御ユニットにより反転させるかまたは増幅させるといったような特徴が、本発明の範囲内に含まれるとみなされる。本発明は、その最も広範な実施形態においては、電圧パルスを検出して受信された磁界の様子（picture ）を認識することが可能な制御ユニット１２を備えている。この磁界の様子は、電気ケーブル１、４、５および６にて伝送される電流信号に関する電流パルスと休止状態との組み合せに対応する。
【００３０】
制御ユニット１２は、信号発生器３、７および８によって伝送される電流パルスのフランク（flank ）の検出のために使用可能にすることによってアルゴリズム（図６を参照されたい）を開始する。上記電流パルスのフランクは、磁気パルス（磁界パルス）に関する情報を搬送する。この理由としては、主パルスＡ０の出現の検出を開始することが挙げられる。
【００３１】
磁気パルス２０、２２、２４および２６の電圧パルスが受信され終わると、検出システム１１、１２および１３が、正の電圧パルスとその後に到着する（after-coming）の負の電圧パルスとの間の時間間隔、またはその逆に、負の電圧パルスとその後に到着する正の電圧パルスとの間の時間間隔を規定する。この時点では検出システムが１００マイクロ秒の電流パルスのみを検出するので、制御ユニット１２は、信号発生器からの信号と同期することが可能になる。安全上の理由から、検出システムは、電流パルスＡ０（すなわち、Ａ０パルス）の前部のフランクが発生する時点より３０マイクロ秒（図２の２９）前の時点での検出を開始する（図２の下側の図を参照されたい）。制御ユニットが、発生しているパルスがＡ０パルスであると判定し終わり、かつ、この前に、当該制御ユニットが別のＡ０パルスを検出し終わると、その制御ユニットは、このパルスのフランクからの情報に基づいてＡ０パルスの周期を調整するであろう。
【００３２】
図７は、どのようにして制御ユニット１２が検出システム１１、１２および１３を同期化させるかを示すものである。ここでは、上記の同期化は、ロボット２と信号発生器３、７および８との間の協働に対応している。制御ユニットは、連続的にＡ０パルスを検出し、このようにして検出された情報に基づいてＡ０パルスの周期（Ａ０パルスの間の期間）を調整する。制御ユニットが、特定の時間期間中に、例えば図２のウィンドウ２８、２９内においてのみパルスを検出するので、検出システムに関する周期（期間）が、信号発生器に関する周期と一致することが重要である。外部ソースからの外乱ノイズによるＡ０パルスが探索システムを攪乱することを防止するために、検出システムに関する周期の調整は段階的に行われる。
【００３３】
図２において参照番号２８および参照番号２９により規定されている３０マイクロ秒の時間期間内の１つの単独のＡ０パルスは、このＡ０パルスが外部システムからのノイズ信号である可能性があるので、それのみで検出システムの同期化を起動することを可能にしてはならない。したがって、検出システム１１、１２および１３に関する周期（期間）は、検出システムによって計算された現在の周期と、信号発生器によって伝送されるＡ０パルスにより規定される実際の周期との間の相違の一部分に基づいて調整される。したがって、検出システムに関する周期が最終的に調整される前に、幾つかの「真（true）」のＡ０パルスが検出されなければならない。互いに連続して発生する幾つかの外乱ノイズによりパルスの可能性は非常に低いと考えられる。安全上の理由から、上記のアルゴリズムは、カウントされ受け入れられたパルスが弱まる場合にのみ活性化されるであろう。この理由として、間違った周期で検出システムが連続して動作するということを回避することが挙げられる。
【００３４】
検出システム１１、１２および１３に関する周期（期間）が正しいことが重要である。これは、信号発生器および電気ケーブルがロボットと通信することが可能であるための必要条件である。上記周期が間違っている場合には、検出ウィンドウが連続的に移動させられ、検出システムが間違った時点で検出するであろう。これによって、制御ユニットは、電気ケーブルから磁気パルス（磁界パルス）を検出することが全く不可能になるであろう。
【００３５】
電気ケーブル１、４、５および６とロボットとの間の通信に関する目的は何であり、および、この通信がうまく動作することが何故そのように重要なのか。その主な目的は、表面に対する関係においてロボットの動きを制御することである。このことは、この例示的な実施形態では、ロボットが、外側の電気ケーブル１により取り囲まれている区域、および／または、電気ケーブル４、５および６によって取り囲まれている区域の中に留まることが可能でなければならないということを意味する。この好ましい実施形態では、信号発生器３は電気ケーブル１を介してパルスＡ０を伝送する。ロボットの検出システム１１、１２および１３はパルスＡ０を検出し、パルスＡ０により搬送された情報に基づいてパルスＡ０の周期を調整する（図６および図７を参照されたい）。したがって、パルスＡ０が存在するという事実がその通信のために必要である。
【００３６】
ロボット２がパルスＡ０の磁界の強さを検出することが可能なので、上記ロボット２は、それ自身がいつ電気ケーブル１に接近するかを認識するであろう。受信機１１が電気ケーブル１を横断すると、検出システム１１、１２および１３が検出する磁界が反対の方向に切り換わる（図５を参照されたい）。これによって、その代わりに、制御ユニット１２は、電流パルスが始まるときに負の電圧パルスを検出し、電流パルスが終了するときに正の電圧パルスを検出するであろう。電気ケーブルの両側で正の電圧パルスおよび負の電圧パルスが選択的に発生するという特徴は、これらの電圧パルスに対応する磁界が互いに反対の方向を示すことのみが意図されている。発生した２つの電圧パルスが互いに反対の方向を有する可能性が非常に高く、このことは、電流パルスが始まるときの正の（負の）電圧パルスと、電流パルスが終了するときの負の（正の）電圧パルスとを意味する。
【００３７】
図１０の流れ図では、上記のように検出システムがどのようにして電流パルスを検出するかに関する状況がより明確に示されている。図１０の上側の図では、２つの電流パルス４５（プッシュプルは図示されていない）が示されている。これらの電流パルスは、電気ケーブル内のインダクタンスによって発生し、かつ、このインダクタンスを示す傾斜した側部（フランク）を有する。このことは、ケーブルが「カレントスロー（current slow）」であることを意味する。ロボット２が移動して電気ケーブルを横断すると、検出システム１１、１２および１３は、電流パルスによって発生した磁界が方向を変えるかのように、この磁界を検出する。パルス５０は、検出システムが電気ケーブルの一方の側にあるときに当該検出システムによって検出される磁界の方向を示し、パルス５０′は、検出システムが上記電気ケーブルの他方の側にあるときに当該検出システムによって検出される磁界の方向を示す。この磁界は（テスラ（Tesla ）単位で測定された）Ｂとして表され、磁界パルス５０または磁界パルス５０′は電流パルス４５と同じ外観を有する。
【００３８】
その次の下方の図では、受信機のコイルにおける電圧が示されている。この電圧は、この図に電圧パルス４６〜４９として簡略化されて示されている。Ｕが電圧レベルを表す。ここで発生した電圧パルスは前述した磁界の時間微分係数によって決まり、実際には、より複雑な外観を有する。実線で描かれている電圧パルス４６および４７が磁界パルス５０によって生成される。パルス４６は、磁界パルスが当該磁界パルスの正の傾斜のフランクの始端において始まるときに生成され、パルス４７は、磁界パルスが当該磁界パルスの負の傾斜のフランクの始端で終了するときに生成される。破線の電圧パルス４８および４９が磁界パルス５０′によって生成される。パルス４８は、磁界パルスが当該磁界パルスの負の（そのパルスが負の極性になっているから負である）傾斜のフランクの始端で始まるときに生成され、パルス４９は、磁界パルスが当該磁界パルスの正の傾斜のフランク（そのパルスが正の極性になっているから正である）の始端で終了するときに生成される。このことは、信号システムが電気ケーブルを横断するときに電圧パルスが方向を変えることを意味する。
【００３９】
図１０の最も下側の図には、検出システム１１、１２および１３がどのようにして電圧パルス４６〜４９の発生に基づいて信号を生成するか（この図ではＴで定義されている）が示されている。パルス５１またはパルス５１′の幅が、このような状態の単純化された様子（picture ）を示す。パルス５１またはパルス５１′の幅は、電流パルスが開始する時点と電流パルスが終了する時点との間の検出された時間期間を示す。このことは、検出システムが、電流パルスの幅と、電流パルスが発生しない時間期間の幅とを認知していることを意味する。パルス５１′は、検出システムが、当該システムが電気ケーブルを横断するときに電流パルスが方向を切り換えることを検出するという事実を示す。
【００４０】
この図では、上記の事実が、実線で描かれている時間軸「ｔ」の下側にてパルスを見つけるということによって示されている。その代わりに、パルス５１′の最も下側の部分が時間軸に接するように、時間軸が下げられて破線の軸線に一致する場合には、検出システムは、１つのパルスとしてのパルス５１および５１′の不在を認識するであろう。実線で描かれている直線５２を参照されたい。検出システム１１、１２および１３が電圧パルスによって搬送される情報をどのようにして検出することが可能であるかを示すことが、理論的に可能である。時間軸を下げるかまたは上げることは、どこに基準が規定されているかに関する定義であるにすぎず、生じている状況を検出システムがどのようにして検出するかという事実を変えることはない。
【００４１】
それゆえに、検出システムによって検出されるような電流パルスの特徴が変化する。この特徴は、受信機１１が電気ケーブル１、４、５および６のいずれの側に位置しているかに依存する。このことは、検出システムが、当該検出システムが電気ケーブルを横断するときに、パルスが発生する期間とパルスの休止状態を伴う期間との間のパルス比率（pulse ratio ）が変化することを検出するであろうということを意味する。このパルス比率の変化は、検出システムが電気ケーブルのいずれの側に位置しているかを結論付けるために、検出システム１１、１２および１３によって使用されることが可能である。さらに、検出システムは、図１０で「Ｔ」として定義されている信号に基づいて、特定の方法でロボットを動作させるために、最終的にモータユニット１３に伝送されるような別の信号を生成するであろう。
【００４２】
このような状況を認識することによって、制御ユニット１２は、外側の電気ケーブル１によって取り囲まれている区域内にロボットが留まることを可能にするアルゴリズムを使用して動作することが可能である。この制御ユニットは、ロボットが上記区域の外に出る場合には、このような場合に当該ロボットが内側で動作することが意図されている区域内に当該ロボットが移動して戻るように、当該ロボットの動きを制御するであろう。このようなロボットの動きが、図８に参照番号３０で示されている。１つの別のアルゴリズムが、図８における参照番号３１による動きをロボットが示すことを可能にし、このことは、ロボットが電気ケーブルに沿って移動することを意味する。このようなジグザグ移動は実際には非常に限定されている。高感度の構成要素と適切なアルゴリズムとを使用することが、ロボットが電気ケーブルに追従するときのジグザグ挙動を減少させる。
【００４３】
本発明は、その例示的な実施形態に示されているように、１００マイクロ秒および５０マイクロ秒のパルス長のパルスと１２ミリ秒の周期（期間）とによって動作する。これらのパルス長および周期を規定するための別の方法が、非対称のデューティサイクル（duty cycle ）である。この場合に、上記デューティサイクルは、１２ミリ秒の期間中で休止状態としての区間による電流パルス間の分割（division）を意味する。この分割または比率（ratio ）は、割り当て量（quota ）または百分率（パーセント）として表現されることが可能である。非対称デューティサイクルは、電流パルスが存在する時間期間と、１つの１２ミリ秒の期間全体にわたって休止状態が存在する時間期間との間の比率が、５０％すなわち１／１とは異なるということを意味する。非対称のデューティサイクルは、複数の電流パルス間の分割を意味する。１２ミリ秒の期間中に１つの１００マイクロ秒のパルスのみが生じる場合には、その分割は１／１２０すなわち０．８％になるであろう。
【００４４】
前述したように、当業者は、本出願において開示されているような本発明が、さらに、複数の電流パルス間の分割がここで示す分割とは異なることが可能な場合も含むということを理解するであろう。この例示的な実施形態が非対称デューティサイクルを伴う信号を含むので、制御ユニット１２は、ロボットが電気ケーブル１、４、５および６を横断するときの比率の明確な変化を検出するであろう。この制御ユニットは、上記の比率が１／１２０から１２０／１に変化し、すなわち、これに対応して０．８％から９９．２％に変化することを検出するであろう。このように変化した分割は、電気ケーブルがロボットにより横断されたということを明確に示す。この情報は、ケーブルに関連してロボットを操縦するために制御ユニット１２によって利用され得る。
【００４５】
図２の信号Ｓ１〜Ｓ３（２２、２４および２６）については、本出願において既に言及している。これらの信号は、検出システムが信号発生器と同期するために使用される１００マイクロ秒のＡ０パルスと混同しないように、５０マイクロ秒のパルス幅を有する。この５０マイクロ秒のパルスは同一の周期（期間）２１を有し、Ａ０パルスに関連して同期化される。さらに、検出システムが上記パルスの出現を検出する場合には（この検出は、使用される電気ケーブルの数に対して適合されるようにすることが可能である）、この検出システムは、これらのパルスを受信するために検出ウィンドウ２８を開くことが可能である。検出システムを信号発生器に対して同期させるときには、パルスＳ１〜Ｓ３は使用されない。したがって、これらのパルスからの必要な情報は、検出された磁界の方向とその磁界の強さだけである。これらの５０マイクロ秒のパルスに関する第１の目的は、外側探索ケーブル１以外の他の電気ケーブル４、５および６に関連してロボットが移動し走行することを可能にするということである。
【００４６】
図８に示すように、このことは、例えば、ケーブル５を介して伝送されるパルスＳ２に対して作用するアルゴリズムが、参照番号３２によって表される特定の動作の形でロボットが走行するように、当該ロボットを動作させるであろうことを意味する。このアルゴリズムは、ロボットが特定の方向にケーブルに追従することを確実なものにする。このアルゴリズムは、例えば、信号発生器７がロボットの電池のための充電ステーションをも備えている場合に使用されることが可能である。このロボットは、別のアルゴリズムを使用して、パルスＳ３に従って、電気ケーブル６により取り囲まれている区域内を移動するであろう（移動経路３３を参照されたい）。このことは、特定の区域がより高度の処理（例えば、自動芝刈り機に適用される場合には、切断）を必要とする場合に有用であることが可能であることを意味する。
【００４７】
検出システムが信号を検出するときに、どのアルゴリズムを当該検出システムが使用すべきかを当該検出システムが決定することを可能にするために、より多くのパルスを使用することが可能である。探索システムに関する周期（期間）が１２ミリ秒であり、１つのパルスに関する時間期間が５０〜１００マイクロ秒であるにすぎないので、より多くのパルスを使用するための多くの余地が存在する。例えば、パルスＳ１のような別の信号を使用することが、探索システムがロボットと信号発生器との間でメッセージを送ることを可能にする。検出システムがパルスＳ１に従う場合、各々のパルスＳ１がディジタルの数“１”または“０”を表している。符号化されたパルスＳ１のメッセージを伝送するために、順次に出現する８つの期間のグループを使用することによって、信号発生器がロボット上で特定のアルゴリズムを活性化することが可能になる。別の電気ケーブルが上記の検出システムに後で接続される場合には、上記期間内のより多くの空き時間が、この電気ケーブルを使用して信号発生器から別のメッセージを伝送するために使用されることが可能になる。このような通信の一例が、検出システム１１、１２および１３が、信号発生器が実際に複数のパルスを伝送することを確認するときに使用されるものである。このことが、信号発生器に対する電源切断が全く問題を起こさないということを確実なものにする。
【００４８】
他の選択肢として、ロボットが信号を伝送して信号発生器に戻すことを可能にすることが考えられ得る。これを行うことによって、様々な理由のために使用されることが可能な双方向通信（two-way communications）が使用可能になる。
【００４９】
ロボット型真空掃除機またはロボット型芝刈り機のようなロボットを取り扱うために、この例示的な実施形態によるこの種のロボットの使用が可能である。このようなロボットは刃またはブラシのような処理ツールを有する。このような用途では、制御ユニット１２が信号発生器により伝送される情報に基づいて、これらの処理ツールを動作させることを可能にすることができる。例えば、刃が特定の機会または特定の移動の際に折り畳まれてもよい。本発明を使用する他の種類のロボットが、例えば産業環境におけるような、より大きな床面積のウェットクリーニングのための清掃ロボットであることが可能である。ここでは、探索システムが使用されるタイプのロボットがそれほど不可欠であるというわけではなく、本発明の用途が探索システムに関係するということを意味しているにすぎない。
【００５０】
この例示的な実施形態は、４つの電気ケーブルと３つの信号発生器と１つのロボットとを有する探索システムに関する。この例示的な実施形態の役割は、本発明の範囲を説明することである。それゆえに、この実施形態は本発明の１つの限定事項であると理解されなければならない。本発明の範囲内には、別の数のケーブルおよび／または信号発生器の採用の可能性も含まれており、おそらくは２つ以上のロボットの使用も含まれるであろう。さらに別の実施形態が、特許請求の範囲の請求項１にて定義されている通りの本発明の範囲に含まれるとみなされる。したがって、本発明は、前述されておりかつ図面に例示されている実施形態には限定されない。その代わりに、本発明は、ロボットのような車輪上の自動機器（自動装置）のための探索システムが使用されることが可能な任意の領域で使用されることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る探索システムを示すブロック図である。
【図２】図１の探索システムにおける信号の流れを示す流れ図である。
【図３】図１の探索システムのための自動装置を示すブロック図である。
【図４】図１の探索システムの一部として配置される一つの電気ケーブルに関する磁界の様子を示す図である。
【図５】図１の探索システムの一部として配置される他の電気ケーブルに関する磁界の様子を示す図である。
【図６】図１の探索システムのためのアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図７】図１の探索システムのための別のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図８】図１の探索システムにおける自動装置に関する様々な移動経路を示す模式図である。
【図９】図１の探索システムにおけるプッシュプルの結果を示す流れ図である。
【図１０】検出システムがどのようにして電流パルスを検出するかを示す流れ図である。
【図１】
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【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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【国際調査報告】
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