(57)【要約】      （修正有）【課題】芝刈りの作業の移動装置が作業を行いつつ指定された境界内に自動的に留まるように電線にて作業実行に合わせた境界内を維持するシステムがあるが、別の方法による境界の検出体の種類と維持方法を提供する。【解決手段】液体、ゲル、または粉体のような物質で、ロボット芝刈り機の動作環境の境界を着色し、これを検出体として、検出体の放出体が境界において検出されるようにする。放出体を検出したことに応答して、機能が実行される。加えて、時間および環境的要因による放出体の強度の劣化を最少に抑えるために、既存の検出された放出体の上に、所定の時間間隔で放出体を再適用させるようにする。【選択図】図３
2011172565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動装置を閉じ込めるためのエリアの境界を再生する方法であって、
前記移動装置を閉じ込めるように指定されたエリアにおいて放出体を検出するステップと、
前記放出体に応答して、機能を実行するステップと、
時間要因および環境的要因による前記放出体の強度の劣化を最少に抑えるために、既存の検出された放出体の上に、所定の時間間隔で前記放出体を再適用するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、更に、
前記放出体の強度がしきい値レベル未満であるか否か作業中に判定するステップと、
前記放出体の強度が前記しきい値レベル未満であるという判定に応答して、前記放出体の強度が前記しきい値レベル未満である既存の検出された放出体の上に、前記放出体を再適用するステップと、
を含む、方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、前記機能が、移動コースを前記放出体から遠ざかるように変更すること、動作を開始すること、動作を停止すること、および行為を実行することのうち少なくとも１つである、方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法において、前記放出体が、フェロモン、無線周波識別タグ、可視物質の細片、または非可視顔料のうち１つである、方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法において、前記放出体が、前記移動装置を閉じ込めるように指定されたエリアの境界に沿って配置される、方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、前記放出体が、前記移動装置を閉じ込めるように指定されたエリア全体にわたって散在された、方法。
【請求項７】
請求項１記載の方法において、前記放出体が境界適用物質に含まれた、方法。
【請求項８】
請求項７記載の方法において、前記境界適用物質が色を含み、前記境界適用物質が、ゲル、液体、または粉体のうちの１つである、方法。
【請求項９】
請求項８記載の方法において、前記境界適用物質の色が、ある時間期間の後に消失する、方法。
【請求項１０】
請求項４記載の方法において、前記無線周波識別タグが、複数の無線周波識別タグの１つであり、前記複数の無線周波識別タグの一部が、草の状態を監視するセンサを含む、方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の方法において、前記複数の無線周波識別タグのサイズが、０．１ミリメートル×０．１ミリメートルと０．０５ミリメートル×０．０５ミリメートルとの間である、方法。
【請求項１２】
請求項１記載の方法において、複数の異なる密度の無線周波識別タグが、前記移動装置を閉じ込めるように指定されたエリアに散在された、方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の方法において、前記複数の異なる密度の無線周波識別タグ内における特定の密度が、前記移動装置の特定の機能を指定する、方法。
【請求項１４】
請求項１０記載の方法において、前記複数の無線周波識別タグのうち異なる無線周波識別タグに異なる機能がエンコードされた、方法。
【請求項１５】
請求項４記載の方法において、前記フェロモンが、有益な生物を呼び寄せ、望ましくない生物を追い払うために用いられる、方法。
【請求項１６】
請求項１記載の方法において、前記移動装置がロボット芝刈り機である、方法。
【請求項１７】
移動装置であって、
タスク・ペイロード・システムと、
推進システムと、
操縦システムと、
制動システムと、
前記移動装置の動作環境に関するデータを収集するセンサ・システムと、
放出体の強度を維持するための放出体適用システムと、
前記タスク・ペイロード・システムと、前記推進システムと、前記操縦システムと、前記制動システムと、前記センサ・システムと、前記放出体適用システムとに結合された装置コントローラであって、前記センサ・システムを用いて前記移動装置を閉じ込めるように指定されたエリアにおいて前記放出体を検出し、前記放出体に応答して、ある機能を実行するように前記移動装置に指令し、時間要因および環境的要因による前記放出体の強度の劣化を最少に抑えるために、前記放出体適用システムを用いて既存の検出された放出体の上に、所定の時間間隔で前記放出体を再適用する、装置コントローラと、
を含む、移動装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の移動装置において、前記装置コントローラが、前記放出体の強度がしきい値レベル未満であるか否か作業中に判定し、前記装置コントローラが、前記放出体の強度が前記しきい値レベル未満であると判定したことに応答して、前記放出体の強度が前記しきい値レベル未満である場所において、前記放出体適用システムを用いて、既存の検出された放出体の上に前記放出体を再適用する、移動装置。
【請求項１９】
請求項１７記載の移動装置において、前記機能が、移動コースを前記放出体から遠ざかるように変更すること、動作を開始すること、動作を停止すること、および行為を実行することのうち少なくとも１つである、移動装置。
【請求項２０】
請求項１７記載の移動装置において、前記放出体が、フェロモン、無線周波識別タグ、可視物質の細片、または非可視顔料のうち１つである、移動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、移動サービス・ロボットに関し、更に特定すれば、移動サービス・ロボットのために境界を指定し維持する方法およびシステムに関する。
【従来技術】
【０００２】
今日、芝刈りは、多くの人によって、最も退屈で疲れる日常的な家庭作業の１つであると考えられている。その結果、人間の時間や手間を節約するために、自動的に芝を刈る様々な移動ロボット・デバイスが発明されている。ナビゲーション、障害物回避、および動き制御は、これらのロボット芝刈りユニットの安全で、信頼性が高く、そして精度の高い動作に必要とされる主要な機能要素の一部である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これらの移動ロボットは、完全自動、バッテリ給電型ユニットであり、芝刈りの作業を行いつつ指定された境界内に自動的に留まる。通例、電線が作業実行に合わせたロボット境界を指定する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一実施形態は、移動装置を閉じ込めるためのエリアの境界を再発生する方法を提供する。移動装置を閉じ込めるように指定されたエリア内において、放出体が検出される。この放出体の検出に応答して、機能が実行される。加えて、時間的および環境的要因のための放出体の強度の低下を最少に抑えるために、既に検出した放出体の上に、所定の時間間隔でその放出体を再適用(reapply)する。
【０００５】
本発明の種々の実施形態において、特徴、機能、および利点は独立して達成することができ、あるいは更に別の実施形態において組み合わせることもできる。これら別の実施形態における更なる詳細は、以下の説明および図面を参照して見ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
例示的な実施形態の新規な特徴であると確信する特性は、添付した特許請求の範囲に明記されている。しかしながら、例示的な実施形態、ならびにその好ましい使用様式、更に別の目的および利点は、以下の本発明の例示的な実施形態の詳細な説明を参照し、添付図面と合わせて読むことによって最良に理解されよう。
【図１】図１は、例示的な実施形態を実現することができるデータ処理システムのネットワークを表す図である。
【図２】図２は、例示的な実施形態を実現することができるデータ処理システムのブロック図である。
【図３】図３は、例示的な実施形態による芝刈りシステムのブロック図である。
【図４】図４は、例示的な実施形態によるセンサ・システムのブロック図である。
【図５】図５は、例示的な実施形態にしたがって、ある時間間隔に基づいて放出体を再適用するプロセス例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、例示的な実施形態にしたがって、放出体の強度に基づいて放出体を再適用するプロセス例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の例示的な実施形態は、移動サービス・ロボットの動作環境内およびその周囲に境界を維持するシステムおよび方法を提供する。現場ロボットとは、全てのサイズの移動体遠隔動作、監督、および完全自律ロボットの上位集合のことである。サービス・ロボットとは、ロボット芝刈り機のような、もっと狭い分野のロボットのことである。これらの現場ロボットまたは自律システムは、移動ロボット・プラットフォームと呼ばれることもあり、一般にデバイスの動作システムを制御するロボット制御システムを有する。
【０００８】
ロボット制御システムへのセンサ入力は、そのプラットフォームの宛先、予めプログラムされている経路情報、および検出された障害物の情報を含むことができる。前述の情報と関連のあるこのようなデータに基づいて、移動ロボット・プラットフォームの移動が制御される。プラットフォーム内部にある障害物検出システムは、例えば、１つまたは複数のカメラを用いて、広い視野における画像、またはこの視野内における特定のスペクトルの画像を取り込む。サービス・ロボットの障害物検出の用途では、画像データを収集する応答時間は、速い認識および障害物回避を促進するために、広い視野において迅速でなければならない。
【０００９】
加えて、これらの移動ロボット・プラットフォームは、移動システム、電力システム、芝刈りの切断システムのような、作業ペイロード・システム、および経路計画システムも含む。経路計画には、二点間計画またはエリア・カバレッジ計画を含むことができる。エリア・カバレッジは、サービス・ロボットによる所定の時間時間にわたるエリアのランダム・カバレッジとすることができ、または位置測定による正確なカバレッジとすることもできる。サービス・ロボットの位置測定認知力または位置検知デバイスは、例えば、コンパス、走行距離計、汎地球測位システム受信機、および視覚に基づく三角測量システムを含むことができる。更に、これらの移動ロボット・プラットフォームは、サービス・ロボット、それ自体、または動作環境の中に存在する場合がある他の物体に対する損傷を防止するために、安全保護対策に対する認知力も含む。
【００１０】
ロボット芝刈り機のような現在の戸外サービス・ロボットは、動作する際に、通常地面の中に敷設されている電線を検出して、ロボット芝刈り機が動作することになっているエリアの境界の概観を掴み、その作業および機能を実行するように構成されている。しかしながら、例示的な実施形態はこの境界ワイヤの必要性を解消する。最初に、ユーザが、液体、ゲル、または粉体のような物質で、ロボット芝刈り機の動作環境の境界を着色する。この物質は、当該物質の適用においてユーザを補助するために色を有するが、この物質は素早く薄くなるかまたは消失する。動作環境の境界の全部または一部に印を付けるために用いられる物質に含まれる成分は、長持ちし、動作環境の境界を規定するだけでなく、ロボットの機能を誘導するためにも用いることができる。
【００１１】
前述の成分は、降雨、風、日射、植物の生長、またはその他の作業現場における資材の除去、衝撃による損傷等のような要因によって、ときとともに退化または移転する可能性がある。つまり、個々の環境において成分に予期される寿命よりも短い時間間隔で、成分のレベルを高める必要がある。この予期される寿命が、成分物質を補充するための移動装置の境界への運行間における最大所定時間間隔を設定し、この寿命は芝刈りのような移動装置の通常作業のための運行間隔よりも長いことが理想的である。
【００１２】
例えば、この成分は、フェロモン、非可視顔料(non-visible pigment)、金属の小片のような、可視物質の小さな細片、または無線周波識別タグとすることができる。非可視顔料は、電磁スペクトルの可視部分の外側にある波長および周波数の光を反射する色素である。ロボットは、この成分の強度が時間および環境条件のために退化したときに、物質の新たな被膜を追加することができる。
【００１３】
フェロモンは、ロボットの誘導機能に加えて、有益生物を呼び寄せ、兎、野犬および野良猫、鹿、スカンク、リス、およびもぐらのような望ましくない生物を追い払うために用いることもできる。無線周波識別タグは、ロボットの誘導機能に加えて、ロボットまたは他の戸外システムの位置決めおよび位置検出に用いることができる。小さな受動型無線周波識別タグあるいは小さな金属またはその他の識別可能な金属細片を、ユーザがロボットを動作させたい動作環境のエリア全体に散在させることができる。
【００１４】
無線周波識別タグまたは細片は、草を潜り抜けて土壌に定着する程に小さく、やがて機能を全く破壊せずに、土壌で覆われてもよい。タグのサイズは、例えば、０．４ミリメートル×０．４ミリメートルであり、ほぼ砂１粒の大きさである。そして、ロボットは、これらの小型無線周波識別タグ上を転がりながら、ロボットは無線周波識別リーダを用いてこれらを検出する。ロボットが、無線周波識別タグを検出できないエリアに達すると、ロボットはそこが居るべきではないエリアであることを知り、無線周波識別タグが検出されるところに再度戻る。その結果、例示的な実施形態は、ロボットの芝刈り境界を定めるために従前では埋められていたワイヤの必要性をなくする。
【００１５】
更に、例示的な実施形態は、無線周波識別タグの密度、および／または行動または機能をロボットに伝えるための動作環境内におけるタグ識別データというような、データを収集する追加のインテリジェンスも含むことができる。例えば、ユーザが芝刈りシステムにより長い時間を費やして欲しい動作環境のエリアでは、ユーザはこれらの特定のエリアにおいてタグの密度を高めることができる。タグ識別データの使用は、特殊なエリアに印を付けるためにも用いることができる。
【００１６】
例えば、特定のタグ識別コードを、動作環境の境界上に配置されたタグにエンコードすると、芝刈りシステムに、ロボットが境界に近いときを知らせることができる。加えて、例えば、歩道のエッジ上に配置されたタグに、他の特殊なタグ識別コードをエンコードすると、芝刈り作業の間に縁取り機能を実行するようにロボットに指令することができる。更に、タグ識別タグを用いると、正確な位置測定も可能になるので、ロボットは動作環境エリア全域において識別タグ・データの地図を有することになる。動作環境内におけるタグ密度の相違に基づいて、ユーザはロボットについての位置測定の正確度を制御することができる。
【００１７】
また、現在の日または特殊な連番のような迂回コード(detour code)を新たなタグにエンコードすることができ、ロボットに、古いタグの代わりにこれらの新しいタグに追従するように、または単に古いタグを無視するように命令する。これは電子的ホワイト・アウト(white out)と同様である。更に、草の状態または健康を判定するために、特殊なセンサを無線周波識別タグの一部または全部に含ませることもできる。ナビゲーションのために、芝刈りシステムはセンサ融合手法を用いることができる。言い換えると、無線周波識別タグをランダムな間隔で離間させることができるので、芝刈りシステムは、慣性、走行距離、および可能性として低価格のＧＰＳに基づいて、関連する位置推定値を利用することができる。
【００１８】
これより図面を参照するが、特に図１および図２を参照すると、例示的な実施形態を実現することができるデータ処理環境の図の例が示されている。尚、図１および図２は、単なる例示に過ぎず、異なる実施形態を実現することができる環境に関して何の限定も断言または暗示することも意図していないことは、認められてしかるべきである。図示する環境に対して多くの変更を行うこともできる。
【００１９】
図１は、例示的な実施形態を実現することができるデータ処理システムのネットワークを表す図である。ネットワーク・データ処理システム１００は、例示的な実施形態を実現することができる、データ処理システムおよびその他のデバイスのネットワークである。ネットワーク・データ処理システム１００は、ネットワーク１０２を含む。これは、種々のデータ処理システムや、ネットワーク・データ処理システム１００内において一緒に接続されている他のデバイスとの間に通信リンクを設けるために用いられる媒体である。ネットワーク１０２は、ワイヤ、ワイヤレス通信リンク、または光ファイバ・ケーブルのような接続を含むことができる。
【００２０】
図示した例では、サーバ１０４およびサーバ１０６が、記憶ユニット１０８と共にネットワーク１０２に接続している。加えて、芝刈りシステム１１０、芝刈りシステム１１２、および芝刈りシステム１１４もネットワーク１０２に接続している。芝刈りシステム１１０〜１１４は、この例では、サーバ１０４および／またはサーバ１０６に対するクライアントとなる。
【００２１】
図示した例では、サーバ１０４は、ブート・ファイルのような情報、オペレーティング・システム・イメージ、およびアプリケーションを芝刈りシステム１１０〜１１４に供給する。サーバ１０４は、例えば、ローカル・サーバとすることができ、スマート・ハウス(smart house)内に設置することができる。サーバ１０６は、例えば、リモート・サーバとすることができ、ロボット芝刈り機製造現場または製品情報サイトに設置することができる。ネットワーク・データ処理システム１００は、追加のサーバ、クライアント、および図示しない他のデバイスを含むことができる。
【００２２】
ネットワーク・データ処理システム１００に配置されるプログラム・コードは、コンピュータ記録可能記憶媒体に格納し、使用のために、データ処理システムまたは他のデバイスにダウンロードすることができる。例えば、プログラム・コードは、サーバ１０４にあるコンピュータ記録可能記憶媒体に格納し、芝刈りシステム１１０における使用のために、ネットワーク１０２を通じて芝刈りシステム１１０にダウンロードすることができる。
【００２３】
図示した例では、ネットワーク・データ処理システム１００は、ネットワークおよびゲートウェイの世界規模の集合体を表すネットワーク１０２を有するインターネットであり、これらは、送信制御プロトコル／インターネット・プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）という２つ組のプロトコルを用いて互いに通信する。インターネットの心臓部にあるのは、主要なノードまたはホスト・コンピュータ間にある高速データ通信ラインのバックボーンであり、データおよびメッセージを送り出す、数千もの商用、政府専用、教育用、およびその他のコンピュータ・システムから成る。勿論、ネットワーク・データ処理システム１００は、例えば、イントラネット、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、またはワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）というような、複数の異なるタイプのネットワークとして実現することもできる。
【００２４】
芝刈りシステム１１０〜１１４は、自律データ処理システムであり、自動芝刈り作業や、縁取りおよび放出体の再適用(reapply)というような他の機能をエリア１１６の内部およびその周囲において実行する移動サービス・ロボット芝刈り機を含む。芝刈りシステム１１０〜１１４は、各々、１つ以上の移動サービス・ロボット芝刈り機およびそれらと関連付けられた充電ステーションを含むことができる。加えて、この説明に役立つ例は３つの芝刈りシステムを示すが、例示的な実施形態はこのように制限されるのではない。言い換えると、例示的な実施形態は、エリア１１６のためにロボット芝刈りサービスを提供するために、それよりも多い芝刈りシステムでも少ない芝刈りシステムでも含むことができる。
【００２５】
エリア１１６は、例えば、１つ以上の住居ロット、商用ロット、ゴルフ・コース、公園、広場、または草が植えられている住居用、商用、娯楽用、またはアメニティ・ランドの任意の他のエリアであってもよい。例えば、エリア１１６は、家屋、商用建物、貯蔵用納屋、および娯楽機器のような１つ以上の構造物、ならびに１つ以上の駐車エリア、車道、および歩道を含むこともできる。エリア１１６は、連続でも不連続であってもよい。
【００２６】
例示的な一実施形態では、エリア１１６における草は、低い均一の高さに維持することができる。別の例示的な実施形態では、エリア１１６における草は、異なる均一な高さに維持することもできる。加えて、エリア１１６における草は、任意の種の草または芝生を含むこともできる。更に、草を含むエリア１１６は、作業現場の一例に過ぎない。他のタイプの作業現場および動作には、限定ではないが、車道および除雪、芝生および落ち葉除去、カーペットおよび掃除、硬質表面床および洗浄、ならびに歩道および氷除去を含むことができる。
【００２７】
エリア境界マーカ１１８は、芝刈りシステム１１０〜１１４のために、エリア１１６内部における動作環境の境界を印する。芝刈りシステム１１０〜１１４は、エリア境界マーカ１１８を用いて、芝刈りシステム１１０〜１１４がサービスすべきエリア１１６の部分を特定する。エリア境界マーカ１１８は、例えば、フェロモン、非可視顔料、可視物質の小さな細片、または無線周波識別タグのような放出体とするとよい。
【００２８】
ユーザは、最初に、移動サービス・ロボット芝刈り機を閉じ込めるように指定された動作環境の境界に沿って放出体を配置することができる。加えて、ユーザは、不規則にまたは均一に、移動サービス・ロボット芝刈り機を閉じ込めるように指定されるエリア全体にわたって散在させるまたは分散することができる。更に、ユーザは、車道、駐車場、および歩道に沿って、建物、樹木、および庭の周囲というように、エリア１１６において定められたパターンで放出体を配置することもできる。
【００２９】
更に、放出体を境界適用物質(boundary application substance)に含ませることもできる。境界適用物質は、例えば、塗料のような液体、ゲル、または粉体とすることができる。加えて、境界適用物質は、ユーザによるエリア境界マーカ１１８の初期適用の際に視認性を高める色を含むことができる。更に、境界適用物質の色は、例えば、１〜３時間、１〜３日、１〜３週間、または１〜３カ月というような時間期間の後、退化する、即ち、徐々に消えていくこともある。
【００３０】
フェロモン放出体は、２種類以上の化学物質の混合から成り、これらは活性になるためには正しい割合にする必要がある。フェロモン放出体は、自然のフェロモン、合成フェロモン、または自然および合成フェロモンの組み合わせであってもよい。フェロモン放出体は、芝刈りシステム１１０〜１１４がセンサ・システムによって検出することができる臭いを生成する。ユーザは、エリア１１６内およびその周囲に移動サービス・ロボット芝刈り機のために動作慣行境界を印することに加えて、フェロモン放出体を用いて、みみずやてんとう虫のような有益生物を引き寄せること、そしてあり(fire ant)およびもぐらのような望ましくない生物を追い払うことができる。
【００３１】
不可視光放出体は、例えば、アルミニウムのような、紫外線光を反射する物質とすることができる。芝刈りシステム１１０〜１１４は、センサ・システムによって、反射した不可視光を検出することができる。ユーザは、不可視光放出体を利用して、エリア１１６の内部およびその周囲に移動サービス・ロボット芝刈り機のために動作環境境界を印する。可視物質放出体の小さな細片は、例えば、複数の金属小片とすることができる。移動サービス・ロボット芝刈り機は、例えば、無線検出および測距システムまたは他の適した検出システムを用いることによって、可視物質放出体の小さな細片を検出することができる。
【００３２】
無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ放出体は、複数の受動型無線周波識別タグであり、ユーザはこれらを利用して、エリア１１６の内部およびその周囲に移動サービス・ロボット芝刈り機のために動作環境境界を印する。受動型無線周波識別タグは、内部電源を有しておらず、したがって信号送信電力を供給するために外部電源が必要となる。受動式無線周波識別タグは、小型のトランスポンダであり、ワイヤレス送信によって無線周波識別リーダからのクエリーに応答する。タグのために外部電源を設ける無線周波識別リーダは、例えば、移動サービス・ロボット芝刈り機のセンサ・システムの中に配置される。しかしながら、例示的な代替実施形態では、光無線周波識別（ＯＰＩＤ）を用いてもよいことは記してしかるべきである。光無線周波識別は、無線周波リーダの代わりに、光リーダを利用して、タグからデータを収集する。
【００３３】
ユーザは、複数の異なる密度の無線周波識別タグを、移動サービス・ロボット芝刈り機を閉じ込めるように指定されたエリア全域において利用することができる。複数の異なる密度の無線周波識別タグ内における無線周波識別タグの特定の密度は、ロボットに芝刈りの動作を実行するように命令するというような、移動サービス・ロボット芝刈り機に特定の機能を指定することができる。あるいは、移動サービス・ロボット芝刈り機の異なる機能を、異なる無線周波識別タグの中にエンコードすることもできる。加えて、ユーザは、移動サービス・ロボット芝刈り機に古いタグを無視し新しいタグを用いるように命令する、現在の日付、新たな連番というような新たなエンコード情報を含む新たな無線周波識別タグを散在させることもできる。また、複数の無線周波識別タグの全てまたは一部にセンサを配置して、草の状態を監視することもできる。
【００３４】
無線周波識別タグのサイズは、例えば、０．４ミリメートル×０．４ミリメートルとするとよい。しかしながら、タグのサイズは、０．１ミリメートル×０．１ミリメートルから０．０５ミリメートル×０．０５ミリメートルまでの範囲とすればよい。他の実施形態では、任意のサイズのタグを利用することもできる。
【００３５】
エリア境界マーカ１１８は、この例示的な図では１つのマーカとして示されているが、エリア境界マーカ１１８は複数のマーカを含むこともできる。加えて、エリア境界マーカ１１８は正方形の外形を有するように示されているが、ユーザはエリア境界マーカ１１８を任意の必要な形状または外形に形成することができる。
【００３６】
図１は、異なる例示的な実施形態に対するアーキテクチャの限定としてではなく、一例であることを意図するに過ぎない。
これより図２を参照すると、例示的な実施形態を実現することができるデータ処理システムのブロック図が示されている。データ処理システム２００は、図１におおけるサーバ１０４または芝刈りシステム１１０のような、データ処理システムの一例であり、この中に、例示的な実施形態のためのプロセスを実現するコンピュータ使用可能プログラム・コードまたは命令を配置することができる。この説明に役立つ例では、データ処理システム２００は、プロセッサ・ユニット２０４との間で通信を設ける通信ファブリック２０２、メモリ２０６、永続的ストレージ２０８、通信ユニット２１０、入力／出力（Ｉ／Ｏ）ユニット２１２、およびディスプレイ２１４を含む。
【００３７】
プロセッサ・ユニット２０４は、メモリ２０６にロードすることができるソフトウェアの命令を実行する機能を果たす。プロセッサ・ユニット２０４は、１組の１つ以上のプロセッサであってもよく、または個々の実施態様に応じて、マルチ・プロセッサ・コアであってもよい。更に、プロセッサ・ユニット２０４は、１つ以上の異質なプロセッサ・システムを用いて実装することもでき、その場合１つのチップ上に、主プロセッサが副プロセッサと共に存在する。別の説明に役立つ例として、プロセッサ・ユニット２０４は、同じタイプの複数のプロセッサを内蔵する、対称型マルチ・プロセッサ・システムであってもよい。
【００３８】
メモリ２０６および永続的ストレージ２０８は、記憶デバイス２１６の例である。記憶デバイスは、例えば、限定ではなく、データ、機能形態のプログラム・コード、および／または一時的および／または永続的な他の適した情報というような、情報を格納することができる任意のハードウェアである。これらの例におけるメモリ２０６は、例えば、ランダム・アクセス・メモリ、あるいは任意の他の適した揮発性または不揮発性記憶デバイスとすることができる。永続的ストレージ２０８は、個々の実施態様に応じて、種々の形態をなすことができる。例えば、永続的ストレージ２０８は、１つ以上のコンポーネントまたはデバイスを内蔵することもできる。例えば、永続的ストレージ２０８は、ハード・ドライブ、フラッシュ・メモリ、再書き込み可能な光ディスク、再書き込み可能な磁気テープ、または以上の何らかの組み合わせとすることもできる。永続的ストレージ２０８によって用いられる媒体は、リムーバブルとすることもできる。例えば、リムーバブル・ハード・ドライブを永続的ストレージ２０８に用いることもできる。
【００３９】
通信ユニット２１０は、これらの例では、他のデータ処理システムまたはデバイスとの通信に備える。これらの例では、通信ユニット２１０はネットワーク・インターフェース・カードである。通信ユニット２１０は、物理的およびワイヤレス通信リンクのいずれかまたは双方の使用によって、通信を提供することができる。
【００４０】
入力／出力ユニット２１２は、データ処理システム２００に接続することができる他のデバイスとのデータの入力および出力を可能にする。例えば、入力／出力ユニット２１２は、キーボード、マウス、および／または何らかの他の適した入力デバイスを通じたユーザ入力のために接続を提供することができる。更に、入力／出力ユニット２１２は出力をプリンタに送ることもできる。ディスプレイ２１４は、情報をユーザに表示するメカニズムを提供する。
【００４１】
オペレーティング・システム、アプリケーション、および／またはプログラムの命令は、記憶デバイス２１６に配置することができる。記憶デバイス２１６は、通信ファブリック２０２を通じてプロセッサ・ユニット２０４と通信する。これらの説明に役に立つ例では、命令は、永続的ストレージ２０８において機能形態になっている。これらの命令は、プロセッサ・ユニット２０４による実行のために、メモリ２０６にロードすることができる。異なる実施形態のプロセスは、プロセッサ・ユニット２０４によって、コンピュータ実装命令を用いて実行することができる。コンピュータ実装命令は、メモリ２０６のような、メモリに配置することができる。
【００４２】
これらの命令は、プログラム・コード、コンピュータ使用可能プログラム・コード、またはコンピュータ読み取り可能プログラム・コードと呼ばれ、プロセッサ・ユニット２０４においてプロセッサによって読み取りそして実行することができる。プログラム・コードは、異なる実施形態では、メモリ２０６または永続的ストレージ２０８のような、異なる物理的またはコンピュータ読み取り可能記憶媒体に具体化することができる。
【００４３】
プログラム・コード２１８は、コンピュータ読み取り可能媒体２２０上に機能形態で配置される。コンピュータ読み取り可能媒体２２０は、選択的にリムーバブルであり、プロセッサ・ユニット２０４による実行のためにデータ処理システム２００にロードすることまたは送ることができる。プログラム・コード２１８およびコンピュータ読み取り可能媒体２２０は、コンピュータ・プログラム製品２２２を形成する。一例では、コンピュータ読み取り可能媒体２２０は、コンピュータ読み取り可能記憶媒体２２４またはコンピュータ読み取り可能信号媒体２２６とすることができる。コンピュータ読み取り可能記憶媒体２２４は、例えば、光ディスクまたは磁気ディスクを含むことができる。このディスクは、永続的ストレージ２０８の一部であるハード・ドライブのような記憶デバイスへの伝送のために、永続的ストレージ２０８の一部であるドライブまたは他のデバイスに挿入または装填される。また、コンピュータ読み取り可能記憶媒体２２４は、ハード・ドライブ、サム・ドライブ(thumb drive)、またはフラッシュ・メモリというような、データ処理システム２００に接続される永続的ストレージの形態をなしてもよい。場合によっては、コンピュータ読み取り可能記憶媒体２２４は、データ処理システム２００から着脱できなくてもよい。
【００４４】
あるいは、プログラム・コード２１８は、コンピュータ読み取り可能信号媒体２２６を用いて、データ処理システム２００に送ることもできる。コンピュータ読み取り可能信号媒体２２６は、例えば、プログラム・コード２１８を含む伝搬データ信号とすることができる。例えば、コンピュータ読み取り可能信号媒体２２６は、電磁信号、光信号、および／または任意の他の適したタイプの信号とすることもできる。これらの信号は、ワイヤレス通信リンク、光ファイバ・ケーブル、同軸ケーブル、ワイヤ、および／または任意の他の適したタイプの通信リンクというような、通信リンクを通じて送信することができる。言い換えると、通信リンクおよび／または接続は、説明の役に立つ例では、物理的またはワイヤレスであってもよい。また、コンピュータ読み取り可能媒体は、プログラム・コードを含む通信リンクまたはワイヤレス送信というような、無形媒体の形態をなすこともできる。
【００４５】
例示的な実施形態によっては、プログラム・コード２１８を、データ処理システム２００内において用いるために、コンピュータ読み取り可能信号媒体２２６を通じて、他のデバイスまたはデータ処理システムから永続的ストレージ２０８にネットワーク経由でダウンロードすることもできる。例えば、サーバ・データ処理システムにおいてコンピュータ読み取り可能記憶媒体に格納されているプログラム・コードを、サーバからデータ処理システム２００にネットワークを経由してダウンロードすることができる。プログラム・コード２１８を提供するデータ処理システムは、サーバ・コンピュータ、クライアント・コンピュータ、またはプログラム・コード２１８を格納および送信することができる何らかの他のデバイスとすることができる。
【００４６】
データ処理システム２００について図示した異なるコンポーネントは、異なる実施形態を実現することができる態様に対してアーキテクチャの限定を規定することを意味するのではない。データ処理システム２００について図示されたものに加えてまたはその代わりにコンポーネントを含むデータ処理システムにおいて、異なる例示的な実施形態を実現することもできる。図２に示した他のコンポーネントは、図示した説明に役立つ例から様々に異なることも可能である。異なる実施形態は、プログラム・コードを実行することができる任意のハードウェア・デバイスまたはシステムを用いて実現することができる。一例として、データ処理システム２００は、無機コンポーネントと統合された有機コンポーネントを含むことができ、および／または人間を除外して、有機コンポーネントで全体的に構成することもできる。例えば、記憶デバイスは、有機半導体で構成することもできる。
【００４７】
別の例として、データ処理システム２００における記憶デバイスは、データを格納することができる任意のハードウェア装置である。メモリ２０６、永続的ストレージ２０８、およびコンピュータ読み取り可能媒体２２０は、有形形態とした記憶デバイスの例である。他の例では、通信ファブリック２０２を実現するためにバス・システムを用いることもでき、システム・バスまたは入力／出力バスのように、１つ以上のバスで構成することもできる。勿論、バス・システムは、当該バス・システムに取り付けられている異なるコンポーネントまたはデバイス間におけるデータの伝送に備えた、任意の適したタイプのアーキテクチャを用いて実現することができる。加えて、通信ユニットは、モデムまたはネットワーク・アダプタのような、データを送信および受信するために用いられる１つ以上のデバイスを含むこともできる。更に、メモリは、例えば、メモリ２０６、または通信ファブリック２０２に存在することもあるインターフェースおよびメモリ・コントローラ・ハブにおいて見られるようなキャッシュであってもよい。
【００４８】
これより図３を参照すると、例示的な実施形態による芝刈りシステムのブロック図が示されている。芝刈りシステム３００は、例えば、図１における芝刈りシステム１１０、芝刈りシステム１１２、または芝刈りシステム１１４であってもよい。しかしながら、芝刈りシステム３００は、芝刈りシステムの可能な実施態様の一例であることを意図するに過ぎないことは記してしかるべきである。
【００４９】
図示のように、芝刈りシステム３００は、サービス・ロボット芝刈り機３０２および充電ステーション３０４を含む。しかしながら、芝刈りシステム３００は複数のサービス・ロボット芝刈り機および充電ステーションを含んでもよいことは記してしかるべきである。サービス・ロボット芝刈り機３０２は、図１におけるエリア１１６のような、指定エリアで自動的かつ自律的に芝刈りを行うように構成されている移動サービス・ロボットである。指定エリアは、例えば、芝生、広場、ゴルフ・コース、および／または他の同様のタイプの草が生えたエリアとすることができる。また、指定エリアは、１つ以上の放出体または図１におけるエリア境界マーカ１１８のような、境界マーカによって定められている。１つ以上の放出体は、サービス・ロボット芝刈り機３０２によって芝刈りされるエリアの境界を特定し、フェロモン、非可視顔料、金属物質の小さな細片、および／または無線周波識別タグとすることができる。
充電ステーション３０４は、サービス・ロボット芝刈り機３０２の基地またはドッキング・ステーションである。サービス・ロボット芝刈り機３０２は、充電ステーション３０４を用いてその電源に再充電する。サービス・ロボット芝刈り機３０２のための電源は、例えば、１つ以上の再充電可能なバッテリである。しかしながら、サービス・ロボット芝刈り機３０２は、その種々のコンポーネントおよびシステムに給電するために、任意のタイプの再充電可能なまたは燃料を再供給可能な電源を利用することができる。サービス・ロボット芝刈り機３０２が予定されていた芝刈り作業を完了すると、サービス・ロボット芝刈り機３０２は充電ステーション３０４とドッキングする。加えて、サービス・ロボット芝刈り機３０２は、芝刈り作業を実行している間でも、必要に応じてその電源を再充電するためまたは燃料を再供給するために充電ステーション３０４とドッキングすることもできる。
【００５０】
サービス・ロボット芝刈り機３０２は、装置コントローラ３０６、推進システム３０８、操縦システム３１０、制動システム３１２、センサ・システム３１４、タスク・ペイロード・システム３１６、放出体適用システム３１８、通信ユニット３２０、およびデータ記憶デバイス３２２を含む。装置コントローラ３０６は、ダウンロード・モジュール３２４、園芸知識ベース３２６、ユーザ・インターフェース３２８、および制御ソフトウェア３３０を含む。例えば、装置コントローラ３０６は、図２におけるデータ処理システム２００のようなデーｔ処理システム、またはサービス・ロボット芝刈り機３０２の機能を制御するための命令またはプロセスを実行することができる何らかの他のデバイスとすることができる。つまり、装置コントローラ３０２は、コンピュータ、特定用途集積回路、および／または何らかの他の適したデバイスとすることができる。加えて、異なるタイプのデバイスおよびシステムも、冗長性およびフォールト・トレランスに備えるために用いることができる。
【００５１】
装置コントローラ３０６は、制御ソフトウェア３３０を用いてプロセスを実行し、推進システム３０８、操縦システム３１０、制動システム３１２、およびセンサ・システム３１４を制御することができ、動作環境におけるサービス・ロボット芝刈り機３０２の移動を誘導する。また、装置コントローラ３０６は、制御ソフトウェア３３０を用いてプロセスを実行し、タスク・ペイロード・システム３１６を制御することもできる。タスク・ペイロード・システム３１６は、例えば、境界放出体によって指定された動作環境内において生長している草を均一に刈り取るというような作業を実行する。更に、装置コントローラ３０６は、制御ソフトウェア３３０を用いてプロセスを実行し、放出体適用システム３１８を制御することもできる。放出体適用システム３１８は、所定の時間間隔毎に、および／または必要に応じて、以前に散在させた放出体の上に放出体を再度適用することによって、サービス・ロボット芝刈り機３０２の動作環境の中およびその周囲において放出体の強度を維持する。
【００５２】
装置コントローラ３０６は、種々のコマンドをシステム３０８〜３１８に送り、異なる動作モードでサービス芝刈りロボット３０２を動作させることができる。これらのコマンドは、実施態様に応じて、種々の形態をなすことができる。例えば、これらのコマンドはアナログ電気信号であってもよく、この場合これらのシステムを制御するために電圧および／または電流が用いられる。他の実施態様では、コマンドは、所望の機能または動作を開始するためにシステムに送られるデータの形態をなすこともできる。
【００５３】
ダウンロード・モジュール３２４は、図１におけるサーバ１０６のような、リモート・ネットワーク・サーバから園芸知識ベース３２６のためにオンライン更新を提供することができる。しかしながら、更新は、図１におけるサーバ１０４のようなローカル・ネットワーク・サーバによって提供することもできる。加えて、ダウンロード・モジュール３２４は、芝刈りシステム３００のシステムおよびコンポーネントのうち任意のもののためのプログラミングおよび／またはデータのオンライン更新に備えることもできる。
【００５４】
園芸知識ベース３２６は、例えば、景色、構造、樹木の位置、花壇の位置、個々の植物の位置、車道の位置、歩道の位置、ならびに駐車場、プール、池、および娯楽用機器のような他の静止物体の位置を示す地点参照地図のような、動作環境に関する情報を収容する。加えて、園芸知識ベース３２６は、限定ではなく、動作環境内にある草の種、動作環境に位置する草の種の水の必要性、成長段階、およびライフ・サイクルに関する情報、動作環境の現在の天候、動作環境の天候履歴、サービス・ロボット芝刈り機３０２に影響を及ぼす動作環境の特定の環境的特徴等というような情報も収容することができる。尚、園芸知識ベース３２６は、全体的にサービス・ロボット芝刈り機３０２の中に配置してもよく、あるいは園芸知識ベース３２６の一部または全部を、図１におけるストレージ１０８のような遠隔地に配置してもよく、この場合、サービス・ロボット芝刈り機３０２は遠隔地には通信ユニット３２０を通じてアクセスすることができる。
【００５５】
ユーザ・インターフェース３２８は、例示的な一実施形態では、サービス・ロボット芝刈り機３０２上に取り付けられユーザが見ることができるディスプレイ・デバイス内に実装することができる。ユーザ・インターフェース３２８は、例えば、  サービス・ロボット芝刈り機３０２を取り巻く動作環境に関してセンサ・システム３１４から得たセンサ・データや、ユーザに対するメッセージ、警報、およびクエリーを表示することができる。他の例示的な実施形態では、ユーザ・インターフェース３２８は、ユーザが保持するリモート・ディスプレイ・デバイスに実装することもでき、または図１におけるサーバ１０４のような、リモート・データ処理システムに実装することもできる。リモート・データ処理システムは、スマート・ハウス内に設置されていてもよい。
【００５６】
これらの例では、推進システム３０８は、装置コントローラ３０６からのコマンドに応答して、サービス・ロボット芝刈り機３０２を推進するか、または移動させる。推進システム３０８は、装置コントローラ３０６から受信した命令に応答して、サービス・ロボット芝刈り機３０２が移動する速度を維持するか、または上昇させることができる。推進システム３０８は、電気制御型推進システムでとすることができる。加えて、推進システム３０８は、例えば、内燃エンジン、内燃エンジン／電気混成システム、電動機、または何らかのその他の適した推進システムであってもよい。
【００５７】
操縦システム３１０は、装置コントローラ３０６から受信したコマンドに応答して、サービス・ロボット芝刈り機３０２の方向または操縦を制御する。操縦システム３１０は、例えば、電気制御型油圧操縦システム、電気駆動型ラックおよびピニオン操縦システム、アッカーマン操縦システム、スキッド・ステア・操縦システム、差動操縦システム、または何らかの他の適した操縦システムであってもよい。
【００５８】
制動システム３１２は、装置コントローラ３０６からのコマンドに応答して、サービス・ロボット芝刈り機３０２を減速および／または停止させる。制動システム３１２は、電気制御型制動システムとすることができる。加えて、制動システム３１２は、例えば、油圧制動システム、摩擦制動システム、または電気的に制御することができる何らかの他の適した制動システムであってもよい。
【００５９】
センサ・システム３１４は、高安全性知覚システムであり、サービス・ロボット芝刈り機３０２周囲の動作環境についての情報を収集するために用いられる１組のセンサとすることができる。これらの例では、センサ・システム３１４は、収集した情報を装置コントローラ３０６に送り、サービス・ロボット芝刈り機３０２がどのように環境内において動作すべきか識別するデータを供給する。例えば、センサ・システム３１４は、サービス・ロボット芝刈り機３０２の動作環境の境界に関するデータを、装置コントローラ３０６に送ることができる。センサ・システム３１４は、境界センサを用いることによって、動作環境の境界を判定することができる。境界センサは、例えば、無線周波識別リーダ、不可視顔料センサ、フェロモン・センサ、および／または無線検出および測距システムを含むことができる。これらの例では、１組とは１つ以上の品目を指す。つまり、１組のセンサは、これらの例では、１つ以上のセンサである。
【００６０】
通信ユニット３２０は、高安全性通信システムであり、装置コントローラ３０６が情報を受信するために、複数の冗長通信リンクおよびチャネルを装置コントローラ３０６に供給することができる。これらの通信リンクおよびチャネルは、フェール・セーフ通信を提供する異質および／または同質の冗長コンポーネントであることができる。この受信された情報は、例えば、データ、コマンド、および／または命令を含むことができる。
【００６１】
通信ユニット３２０は、種々の形態をなすことができる。例えば、通信ユニット３２０は、セルラ・フォン・システム、ワイヤレス忠実性（Ｗｉ−Ｆｉ）技術システム、Bluetoothワイヤレス技術システム、および／または何らかの他の適したワイヤレス通信システムというような、ワイヤレス通信システムを含むことができる。更に、通信ユニット３２０は、例えば、ユニバーサル・シリアル・バス・ポート、シリアル・インターフェース、パラレル・ポート・インターフェース、ネットワーク・インターフェース、および／または物理的な通信リンクを設けるための何らかの他の適したポートというような、通信ポートを含むこともできる。通信ユニット３２０は、ユーザ、あるいはサーバまたは他のネットワーク・デバイスのようなリモート・データ処理システムと通信するために用いることができる。
【００６２】
データ記憶デバイス３２２は、図２における永続的ストレージ２０８の一例である。データ記憶デバイス３２２は、芝刈りスケジュール３３２、ユーザ・プロファイル３３４、および無線周波識別地図３３６を含む。しかしながら、芝刈りスケジュール３３２、ユーザ・プロファイル３３４、および無線周波識別地図３３６のうち１つ以上は、データ記憶デバイス３２２の代わりにまたはそれに加えて、ネットワーク・サーバまたはネットワーク記憶デバイスに格納してもよいことは記してしかるべきである。
【００６３】
装置コントローラ３０６は、芝刈りスケジュール３３２を用いて、芝刈り作業を行うために、いつサービス・ロボット芝刈り機３０２にコマンドを送るべきか決定する。芝刈りスケジュール３３２は、製造業者によって入力されたデフォルトの芝刈りスケジュール、ユーザ・インターフェース３２８を通じてユーザによって入力された芝刈りスケジュール、または装置コントローラ３０６によって発生した変更芝刈りスケジュールであってもよい。
【００６４】
ユーザ・プロファイル３３４は、ユーザおよびユーザの好みに関する情報を格納することができるファイルである。ユーザ・プロファイル３３４は、例えば、ユーザ名、ユーザのセキュリティ・パスワード、芝刈り作業を行うときについての時間の好み、芝刈り作業を行わないときについての時間の好みというようなデータを収容することができる。無線周波識別地図３３６は、サービス・ロボット芝刈り機３０２の動作環境における無線周波識別タグの地図である。加えて、無線周波数識別地図３３６は、動作環境の中にある無線周波識別タグに収容されているエンコード・データの地図も含むことができる。装置コントローラ３０６は、例えば、動作環境内におけるナビゲーション、ならびに作業および機能制御のような相互作用のために、無線周波識別地図３３６を用いることができる。
【００６５】
図３における芝刈りシステム３００の図示例は、異なる有利な実施形態を実現することができる態様に対して物理的またはアーキテクチャの限定を暗示することを意味するのではない。図示したものに加えたまたはそれらの代わりの他のコンポーネントを用いてもよい。コンポーネントの中には、有利な実施形態によっては不要となるものもあり得る。また、一部の機能コンポーネントを図示するためにブロックで示すが、これらのブロックは、ハードウェアおよび／またはソフトウェアで実現するときには、異なるブロックと組み合わされる、および／または異なるブロックに分割される。例えば、有利な実施形態の中には、園芸知識ベース３２６が芝刈りシステム３００とは離れており別個であるが、芝刈りシステム３００が用いることができるものもある。
【００６６】
これより図４を参照すると、例示的な実施形態によるセンサ・システムのブロック図が示されている。センサ・システム４００は、図３におけるセンサ・システム３１４の一実施態様の一例である。
【００６７】
図示のように、センサ・システム４００は、赤外線カメラ４０２、可視光カメラ４０４、土壌水分センサ４０６、降雨センサ４０８、温度センサ４１０、風センサ４１２、周囲光センサ４１４、汎地球測位システム（ＧＰＳ）センサ４１６、構造化光センサ４１８、境界センサ４２０、移動センサ４２２、二次元／三次元光検出および測距（ＬＩＤＡＲ）センサ４２４を含む。図３における装置コントローラ３０６のような装置コントローラが、これら異なるセンサのうち１つ以上を用いて、図３におけるサービス・ロボット芝刈り機３０２のような、移動装置（mobile machine）周囲の動作環境を識別することができる。装置コントローラは、これらのセンサのうち少なくとも１つが、異なる動作環境において移動装置を動作させるために必要とされる情報を常に検知することができるように、センサ・システム４００におけるこれらの異なるセンサから選択することができる。
【００６８】
赤外線カメラ４０２は、赤外線放射線を用いて画像を形成することができる。つまり、赤外線カメラ４０２は、移動装置の動作環境において非生物に対して生物を示す熱を検出することができる。可視光カメラ４０４は、標準的な静止画カメラでよく、色情報を求めて単体で用いても、ステレオまたは三次元画像を発生するために第２のカメラと共に用いてもよい。可視光カメラ４０４を第２のカメラと共に用いてステレオ画像を発生しようとする場合、２つ以上のカメラを異なる露出設定で用いて、ある範囲の発光条件にわたって性能の改善をもたらすこともできる。
【００６９】
また、可視光カメラ４０４は、画像を取り込み記録するビデオ・カメラであってもよい。その結果、可視光カメラ４０４は、ビデオベースの物体認識システムにおける一コンポーネントとなることもできる。ビデオベース物体認識システムは、形状認識を用いて、目標と一致したときに、警告を誘起させる。
【００７０】
ビデオ・システムによって設けられる、図１におけるエリア１１６のようなエリアの監視能力の１つに、大型障害物検出があり、予定されている芝刈り作業を遅らせることができ、あるいは子供またはペットのような動体がエリアに侵入したときに芝刈りするゾーンを調節することができる。更に、ビデオベース物体認識システムは、サービス・ロボット芝刈り機が、スケジュールを組まれたときの正しい地面区間において動作していることを検証するために用いることもできる。更にまた、赤外線カメラ４０２によって供給される赤外線画像、および可視光カメラ４０４によって供給される画像は、当技術分野において周知の手段を用いて処理して、草の種を特定し草の健康状態を評価することもできる。
【００７１】
土壌水分センサ４０６は、動作環境の特定部分から現在の現場土壌水分を検出する。センサ・システム４００は、この現場土壌水分データを、図１におけるサーバ１０４のようなサーバに返送することができ、潅漑システムがいつ動作環境において草に給水すべきか判定する際に、サーバを補助するために、スマート・ハウス内に配置させることができる。降雨センサ４０８は、サービス・ロボット芝刈り機の外面上における降雨量を検出する。温度センサ４１０は、動作環境の周囲温度を検出する。風センサ４１２は、動作環境における風速を検出する。周囲光センサ４１４は、動作環境における周囲光の量を測定する。
【００７２】
例示的な一実施形態では、センサ４０８〜４１４のうち１つ以上を、サービス・ロボット芝刈り機の代わりに、図３における充電ステーション３０４のような、充電ステーションに配置してもよい。加えて、温度センサ４１０や風センサ４１２のような、これらのセンサのうち１つ以上は、センサ・システム４００のオプション機構としてもよい。また、図３における通信ユニット３２０のような通信ユニットが、これらのセンサのうち１つ以上によって得られたデータを、図１におけるストレージ１０８のような、オンライン・データベースに送信してもよい。
【００７３】
移動サービス・ロボット芝刈り機は、ＧＰＳセンサ４１６を用いて、動作環境内にある他の物体に対する移動サービス・ロボット芝刈り機の位置を特定することもできる。ＧＰＳセンサ４１６は、信号強度および／または飛行時間に基づく無線周波三角測量方式の任意のタイプでよい。その例には、限定ではなく、汎地球測位システム、グロナス(Glonass)、ガリレオ(Galileo)、およびセル・フォン・タワー相対信号強度が含まれる。位置は、通例、誤差を含む緯度および経度として報告され、この誤差は、電離層の状態、衛星のコンスタレーション、および植物成長による信号の減衰というような要因によって左右される。
【００７４】
構造化光センサ４１８は、１本以上の線というようなパターンで光を放出し、カメラを通したこの光パターンの反射を読み取り、この反射を解釈して、動作環境の中にある物体を検出および測定する。例えば、構造化光センサ４１８は、動作環境内における草空間密度を測定し、移動サービス・ロボット芝刈り機はこれを用いて、草の品質を判定することができる。加えて、移動サービス・ロボット芝刈り機は、構造化光センサ４１８を用いて、動作環境の中にある障害物または物体を検出することができる。
【００７５】
境界センサ４２０は、図１におけるエリア境界マーカ１１８のような、境界マーカを検出する。境界マーカは、例えば、フェロモン、非可視顔料、小さな金属細片、または無線周波識別タグというような放出体とすることができ、移動サービス・ロボット芝刈り機の動作環境の境界を識別する。移動サービス・ロボット芝刈り機は、境界センサ４２０を用いて、図３における装置コントローラ３０６のような装置コントローラに、サービス・ロボット芝刈り機が、設計された動作環境から出ていること、または出ようとしていることを警告する。更に、放出体の検出に応答して、境界センサ４２０は、サービス・ロボット芝刈り機に特定の機能を実行することを指令するように、装置コントローラに警告することができる。特定の機能とは、芝刈り作業の実行中に、放出体から遠ざかるように移動コースを変更すること、動作を開始すること、動作を停止すること、および動作を実行すること等である。この動作は、例えば、コンクリート・エリアに沿ってまたは樹木の周囲で草の縁取りすることであってもよい。
【００７６】
境界センサ４２０は、無線周波識別リーダ４２６、非可視顔料センサ４２８、フェロモン・センサ４３０、および無線検出および測距部（ＲＡＤＡＲ）４３２を含む。しかしながら、例示的な実施形態はこのようなものに限定されるのではないことは記してしかるべきである。言い換えると、境界センサ４２０は、１つのセンサまたはリーダのみを含むのであってもよく、あるいは図示したもの以外のセンサおよびリーダの異なる組み合わせを含んでもよい。無線周波識別リーダ４２６は、動作環境内に散在されている無線周波識別タグからデータをワイヤレスで引き出す。装置コントローラは、ナビゲーションおよび相互作用の制御のために、無線周波識別タグから引き出されたデータを、図３における無線周波識別地図３３６のような無線周波識別地図と相関付けることができる。
【００７７】
非可視顔料センサ４２８は、非可視顔料放出体を検出する。非可視顔料放出体は、例えば、非可視顔料センサ４２８が検出することができる紫外線光を反射する。フェロモン・センサ４３０は、フェロモン放出体を検出する。フェロモン放出体は、フェロモン・センサ４３０が検出することができる臭いを生成する。
【００７８】
無線検出および測距部４３２は、電磁波を用いて、移動物体および静止物体の双方の距離、高さ、方向、または速度を特定する物体検出システムである。無線検出および測距部４３２は、フライト・モードのときに、物体までの距離を計算するために用いることができ、更にドプラ・モードのときに、物体の速度を計算するために用いることができる。無線検出および測距部４３２は、小さな金属細片放出体を検出することができる。この金属細片放出体は、動作環境の境界に沿って、動作環境内部にある物体の周囲に位置付けられ、および／または動作環境全体にわたって異なる密度で分散され、行動または機能を移動サービス・ロボット芝刈り機に伝えることができる。
【００７９】
移動サービス・ロボット芝刈り機は、移動センサ４２２を用いて、指定された動作環境全域にわたって移動サービス・ロボット芝刈り機を安全にそして効率的に案内する。移動センサ４２２は、例えば、走行距離計、推測航法用コンパス、障害物／物体検出用の視覚および超音波センサ、および／または任意の他の適したセンサを含むことができる。
【００８０】
二次元／三次元光検出および測距部４２４は、ビームとしてレーザ・パルスを放出し、次いでこのビームを走査して二次元または三次元距離行列(range matrix)を発生する。装置コントローラは、この距離マトリクスを用いて、パルスの送信と反射信号の検出との間における時間遅延を測定することにより、物体または表面までの距離を判定する。
【００８１】
センサ・システム４００は、１つ以上のセンサからデータを引き出して、動作環境の異なる大局観を得ることができる。例えば、センサ・システム４００は可視光カメラ４０４から視覚データ、二次元／三次元光検出および測距部４２４から動作環境における物体に対するサービス・ロボット芝刈り機の距離についてのデータ、ならびにＧＰＳセンサ４１６から地図に対するサービス・ロボット芝刈り機の位置データを得ることができる。
【００８２】
センサ・システム４００は、異なる動作環境においてでも物体を検出することができる。例えば、ＧＰＳセンサ４１６は、車両の位置を特定するために用いることもできる。動作環境が、春の間に厚い樹葉の天蓋を有する樹木を含む場合、ＧＰＳセンサ４１６が精度の高い位置情報を提供できないこともある。場合によっては、条件によって、ＧＰＳセンサ４１６が提供する位置情報が、所望よりも精度が低くなることもある。例えば、分厚い樹葉の天蓋がある条件では、衛星から汎地球測位システム受信機までの信号が減衰され、マルチパスが生じやすくなる可能性がある。マルチパスは、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機との間において、信号が、通例環境における物体の反射によって生ずる複数の経路を辿るときに発生する。これらの複数の信号は互いに干渉し合う虞れがあり、その結果、組み合わされた受信信号の位相ずれまたは破壊的干渉が生ずる可能性がある。信号転化のために、ＧＰＳ位置精度が著しく低下することもあり得る。この状況では、可視光カメラ４０４および／または二次元／三次元光検出および測距部４２４を用いると、構造物、樹木、娯楽機器、および他の適した陸標というような不動物体に対するサービス・ロボット芝刈り機の位置を特定することができる。
【００８３】
センサ・システム４００は、移動サービス・ロボット芝刈り機周囲の動作環境、ならびに芝刈りするエリアにおける草の状態についてのデータおよび情報を収集する１組のセンサである。これらの例では、１組とは１つ以上の品目を指す。つまり、１組のセンサは、これらの例では、１つ以上のセンサを指す。
【００８４】
これより図５を参照すると、例示的な実施形態にしたがって、ある時間間隔に基づいて放出体を再適用するプロセス例を図示するフローチャートが示されている。図５に示すプロセスは、図３における芝刈りシステム３００のような、芝刈りシステムにおいて実現することができる。
【００８５】
このプロセスは、芝刈りシステムが、図３におけるセンサ・システム３１４または図４におけるセンサ・システム４００のようなセンサ・システムを用いて、図３におけるサービス・ロボット芝刈り機３０２のようなロボット芝刈り機を閉じ込めるように指定されているエリアにおいて放出体を検出するときに開始する（ステップ５０２）。次いで、芝刈りシステムは、図３における装置コントローラ３０６のような装置コントローラを用いて、機能を実行することによって放出体に応答する（ステップ５０４）。この機能は、移動コースを放出体から遠ざかるように変更し、動作を開始し、動作を停止し、そして動作(act)を実行することが考えられる。加えて、芝刈りシステムは図３における放出体適用システム３１８のような、放出体適用システムを利用して、所定の時間間隔で既存の検出された放出体に対して放出体を再適用して、時間および環境的要因による放出体の強度の劣化を最少に抑える（ステップ５０６）。その後、本プロセスは終了する。
【００８６】
これより図６を参照すると、例示的な実施形態にしたがって放出体の強度に基づいて放出体を再適用するプロセス例を図示するフローチャートが示されている。図６に示すプロセスは、図３における芝刈りシステム３００のような芝刈りシステムにおいて実現することができる。
【００８７】
このプロセスは、芝刈りシステムが電力投入コマンドを受信したときに開始する（ステップ６０２）。電力投入コマンドは、図３における芝刈りスケジュール３３２のような、芝刈りスケジュールに基づくことができる。次いで、芝刈りシステムは、図３におけるサービス・ロボット芝刈り機３０２のようなサービス・ロボット芝刈り機を用いて、芝刈り作業を開始する（ステップ６０４）。この後、サービス・ロボット芝刈り機は、図３におけるセンサ・システム３１４または図４におけるセンサ・システム４００のようなセンサ・システムを用いて、ロボット芝刈り機を閉じ込めるように指定されているエリアにおいて放出体を検出する（ステップ６０６）。
【００８８】
次いで、サービス・ロボット芝刈り機は、図３における装置コントローラ３０６のような装置コントローラを用いて、検出された放出体の強度がその放出体に対するしきい値レベル未満か否か判定する（ステップ６０８）。検出された放出体の強度がしきい値レベル未満でない場合、ステップ６０８の出力はｎｏとなり、本プロセスは次にステップ６１２に進む。検出された放出体の強度がしきい値レベル未満である場合、ステップ６０８の出力はｙｅｓとなり、サービス・ロボット芝刈り機は、図３における放出体適用システム３１８のような放出体適用システムを用いて、放出体の強度がしきい値レベル未満である、既存の検出された放出体の上に、放出体を再適用する（ステップ６１０）。
【００８９】
その後、装置コントローラは、芝刈り作業が完了したか否かについて判定を下す（ステップ６１２）。装置コントローラは、例えば、デフォルトのまたは学習した芝刈り時間制限の経過によって、あるいは推測航法、ＧＰＳ、および／または視覚三角測量によって得られる正確なエリア位置測定によって、芝刈り作業が完了したこと、または動作環境エリアがカバーされたことを判定することができる。芝刈り作業が完了していない場合、ステップ６１２の出力がｎｏとなり、装置コントローラはサービス・ロボット芝刈り機に芝刈り作業を継続するように指令する（ステップ６１４）。芝刈り作業が完了した場合、ステップ６１２の出力がｙｅｓとなり、装置コントローラはサービス・ロボット芝刈り機に、図３における充電ステーション３０４のような充電ステーションに戻るように指令する（ステップ６１６）。その後、本プロセスは終了する。
【００９０】
以上のように、例示的な実施形態は移動サービス・ロボットの動作環境内またはその周囲において放出体境界を維持する方法およびシステムを提供する。異なる有利な実施形態の記載は、例示および説明の目的で提示されたのであり、網羅的であることや、実施形態を開示した形態に限定することを意図するのではない。多くの変更や変形も、当業者には明らかであろう。更に、異なる実施形態は、他の実施形態と比較して、ことなる利点を提供することができる。選択された１つまたは複数の実施形態は、本発明の原理、実用的用途を最良に説明するため、そして当業者が、想定される個々の使用に適するような種々の変更を加えた種々の実施形態について、本発明を理解することが可能となるために、選定し説明したのである。
【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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【外国語明細書】
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