(57)【要約】【課題】屋外で自律移動可能な走行車１と監視モジュール３とからなるシステムを提供する。【解決手段】所有地の屋外で自律移動可能な走行車１とその走行車１に装着可能な監視モジュール３とからなるシステムにおいて、監視モジュールが所有地の監視を行うための監視センサを有する。監視モジュールは、作業モジュールと置き換えることができる。作業モジュールを用いて植栽の手入れ活動を行うことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋外領域で自動移動しかつ制御装置により制御される走行機構（４）を有し前記制御装置がセンサシステム（１０）のセンサにより取得された制御データ及び選択的にメモリ要素に記憶されたマッピング機能を用いる走行車（１）と、監視センサを具備する監視装置とからなるシステムにおいて、
前記監視装置が監視モジュール（３）からなり、選択により前記走行車（１）が前記監視モジュール（３）を装着されるか又は装着されないことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記装置が、前記監視活動とは異なる活動、特に掃除又は手入れ活動を行うために作業モジュール（８）を装着されることができ、特に監視モジュール（３）の替わりに、又は、監視モジュール（３）に加えて装着されることができることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記走行車（１）が、選択的に監視モジュール（３）又は作業モジュール（８）を搭載するためのモジュールキャリア（２）を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
基地ステーション（７）及び／又は、建物（６）の内部で用いられる作業ユニットである第２の走行車（９）とデータ通信するための通信装置（１２）を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシステム。
【請求項５】
第２の走行車（９）が制御装置により制御される走行機構を有し、前記制御装置がセンサシステムのセンサにより取得された制御データ及び選択的にメモリ要素に記憶されたマッピング機能を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のシステム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の走行車の動作方法であって、屋外領域の監視を確保するために、監視期間中は前記走行車（１）が前記監視モジュール（３）を装着され、かつ、作業期間中は前記走行車（１）がツール（８’）を具備する作業モジュール（８）を装着されることを特徴とする動作方法。
【請求項７】
前記走行車（１）が、屋外領域の監視行程中に周囲環境の現在の特性を取得してそれらをメモリに記憶し、そして前記周囲環境の現在の特性を、少なくとも１つ前の監視行程中に取得した周囲環境の捕捉されかつ記憶された記録と比較し、そして前記周囲環境の現在の特性と前記周囲環境の記憶された特性との差異を質的及び量的に解析し、そして警報を発するために前記差異を評価することを特徴とする請求項６に記載の動作方法。
【請求項８】
前記監視モジュール（３）が、物体（５）の空間的変化を捕捉することができ、前記物体の空間的構造を特徴付けるデータが、建物の内部に配置された監視装置に送信されることを特徴とする請求項６又は７に記載の動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサシステムにより非接触方式で取得された制御データを用いて、そしてメモリ要素に記憶されたマッピング機能を選択的に用いて制御装置により制御される走行機構により屋外領域を自動移動可能な第１の走行車と、監視センサを備えた監視装置とからなるシステムに関する。
【０００２】
本発明はさらに、屋外領域における自動移動式走行車の動作方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
センサシステムにより取得された制御データを用いて、そしてメモリ要素に記憶されたマッピング機能を選択的に用いて制御装置により制御される走行機構により屋外領域で自動移動可能な自動走行車は、例えば芝生を自動的に刈ることができるロボット芝刈り機として知られている。
【０００４】
床を掃除するための自動移動式装置は、特許文献１により公知である。この文献に開示された掃除装置は、周囲環境領域内の物体を検知するためのセンサシステムを有する。マッピング機能が装置に記憶されており、それを用いてその装置は、掃除タスクを実行するために屋内領域でそれ自身を方向付けすることができる。さらにその装置は、建物内での不正侵入を検知するためにセンサを用いて周囲環境領域を観察することができる監視モジュールを含む。その装置はまた、他の装置と動作的に接続されることもできる。
【０００５】
特許文献２により表面処理装置の動作方法が公知である。それは、ガラスが割れる音を超音波センサで検知し、侵入が発生した場合は警告を発することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許第２  ４２３  ８９３号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０  ２０１５  １１１  ３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、自動移動可能な走行車を、屋外領域において有利な方法で用いることによりさらに改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による走行車は、屋外領域での自動的な動作のために設けられた作業ユニットである。この種の自動屋外装置は、本発明においては監視モジュールを装着されることでさらに改善される。走行車は、所有地における周囲環境のデータを収集するために監視モジュールにより監視巡回を実行することができ、それはメモリに記憶される。このために、監視モジュールは、非接触で機能することができる監視センサを有する。しかしながら接触型でもよい。監視センサは、超音波センサ、マイクロフォン、特にカメラである画像センサとすることができる。しかしながら、センサは、光センサとすることもできる。センサは、可視光で画像を取得する装置、又は、いわゆる熱感知画像カメラである赤外光で画像を取得する装置を含むことができる。監視モジュールはまた、特定の方向に光を発することができるサーチライトを有することができる。それはさらに、信号光を含みかつ音響信号発生器を有することができる。監視センサシステムにより、その装置は、監視対象である所有地におけるその動作領域内の周囲環境の特性を取得することができる。距離センサにより、所有地における物体又は人間の位置の変化を検知することができる。監視行程中、その装置は、監視領域内の物体の位置に関するデータを収集する。監視行程は、ナビゲーションセンサシステム及びメモリ要素に記憶されたマッピング機能を用いて行われる。監視モジュールに設けられた監視センサシステムに補助されることにより、監視モジュールはデータを記録し、特に監視領域内の物体の位置データを記録し、毎回の監視行程中にそれらの位置及び配置の情報を記憶する。これは、例えばカメラである画像センサと協働して行うことができる。様々な視点から記録された物体の画像解析によって物体の３Ｄモデルを作成することができる。複数回の監視行程に亘って位置と形状が変化しない物体は、静止物体として監視モジュールのメモリに記憶することができる。大きさが変わるが位置が一定である物体も静止物体として例えば植栽として特徴付けることができ、その外郭形状及びそれに伴う大きさも風の動きによって変化する。位置が変化する物体は、動物又は人間として識別することができる。移動する物体の大きさに基づいて、その物体を侵入者として識別できる。この種の物体が識別された場合、監視モジュールにより警報が起動され、そして特に無線通信装置を介して基地モジュール又は警報センタに送信される。警報又は監視データの送信はさらに、例えばＥメール形式でインターネットを介して、又はＳＭＳ（ショートメッセージサービス）により携帯電話ネットワークを介して行うことができる。監視行程上で取得されたデータを監視モジュールに記憶する替わりに、このデータを外部に記憶することもでき、例えば建物内の警報センタに記憶することもできる。
【０００９】
監視モジュールは、走行車に選択的に装着される装置である。本発明の好適な変形形態によれば、走行車が、自動植栽手入れ装置であり、特に園庭メンテナンス装置である。この装置はモジュールキャリアを有する。このモジュールキャリアの補助により、その装置は、互いに異なる複数の作業モジュールと組み合わされることができる。モジュールキャリアとそれが担持するモジュールとは、機械的保持手段により機械的に接続され、かつ、プラグコネクタにより電気的に接続される。電源及びデータ通信が、プラグコネクタを介して確保できる。その装置が、作業モジュール又は監視モジュールと選択的に組み合わされることが有利である。作業モジュールは、ツールを具備し、そのツールにより植栽手入れ活動又は園庭メンテナンス作業を行うことができる。従って、切断モジュールは、例えば切断ツールを有することができ、草刈りモジュールは、例えば草刈りツールを有することができ、そして水やりモジュールは、例えば水やりツールを有することができる。一日中又は一日の所定の時間帯においてその装置は、作業期間中は屋外メンテナンス装置として作業モジュールに補助されてそれに割り当てられた作業や手入れタスクを行うことができる。作業モジュール及び監視モジュールは、センター場所に格納しておくことができる。これは、走行車の基地ステーションが配置されている場所と同じ場所とすることができる。これは好適には、屋根付きの設備であり、例えば小屋である。走行車が庭で稼動しない時間帯には、作業モジュールを監視モジュールに置き換えることにより、監視装置として用いることができる。そして、監視下での所有地内の環境の変化が、監視行程において監視センサにより解析され、アラーム条件を満たした場合は警報として評価される。監視モジュールによって屋外装置は、監視装置として再構成されることができる。このために、その装置の機能が、監視活動のための例えば接触感知センサ等の選択的センサ及びアクチュエータにより拡張される。監視モジュールは、好適には監視フェーズの間だけ装着され、例えば暗い時間帯又は、所有地がそれ以外には監視されていない日中の時間帯に装着される。走行車に対する監視モジュールの装着は、ユーザにより手動で行うことができ、又は、基地ステーションで自動プロセスで行うことができる。しかしながら、監視モジュールの構造的大きさによっては、これを永続的に走行車に取り付けることもできる。監視モジュールというべき走行車は、監視行程中、セキュリティ関連と分類される情報を屋内のセキュリティシステムに送信する。しかしながら、その送信は、セキュリティタスクを担う屋内領域の自動装置に対して行うこともできる。このような屋内で動作する装置は、例えば、付加的に監視活動も行う表面処理装置とすることができる。さらに、自動屋外装置が、自動屋内装置又は静止屋内装置とデータ通信接続されることによって、屋外領域で移動する物体に関するデータ、特にその物体の形状が、屋内で動作する装置に送信され、それにより、屋内で動作する監視装置の検知領域内にその物体が入ってきた場合に、屋内で動作する装置がそれを識別できることが提示される。本発明による監視モジュールにより、走行車は、監視下の所有地において移動する人間の存在を決定することができ、特にその人間の現在の位置を警報センタに、又は屋内領域で動作する装置に送信することができる。従って、屋内領域で動作する装置は、このような態様で移動する物体が建物に近づいているその場所について知らされる。その後、その屋内装置は、屋内領域からこの場所の監視を行うためにその位置にそれ自身を移動させる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施形態による屋外動作に携わる作業ユニットとしての屋外装置の概略図である。
【図２】図２は、監視モジュール３を有する屋外装置の概略斜視図である。
【図３】図３は、モジュールキャリア２に装着されたモジュール無しの走行車である。
【図４】図４は、基地ステーション７、植栽５及び建物６を備えた、監視を確保された所有地の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施例を示した図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。
図１に示された走行車１は、自動的な屋外装置である。走行車１は、充電可能なバッテリを電源として電気モータにより駆動される走行機構４を有し、それにより走行車１は自動移動が可能である。走行車１に配置された制御装置と協働するナビゲーションセンサシステム１０が、走行車の自動移動を可能とするために設けられる。制御装置は、メモリ手段及び他の周辺装置を具備するプログラム制御マイクロコントローラである。所有地のマッピング機能がメモリ手段に記憶され、その中に、木、植栽、建物及びその他の障害物が記憶されている。ナビゲーションセンサシステム１０及びマッピング機能の補助により、走行車１は、所有地の屋外領域における監視行程を実行することができ、又は、作業ユニットにより実行される手入れ作業を行う予め規定された場所へと移動することができる。
【００１２】
１又は複数の作業モジュール８を設けることができ、各々がツール８’を搭載している。ツール８’は、切断ツール、水やりツール、掘削ツール又は、園庭作業で使用されるその他のツールとすることができる。所定の時間帯、特に日中において、走行車１は、自動作業園庭手入れ装置として用いられ、複数の作業モジュール８のうち、作業モジュール固有のツール８’を具備する好適な１つをモジュールキャリア２の上に搭載している
【００１３】
基地ステーション７が設けられ、その場所に作業モジュール８及び監視モジュール３を格納することができる。走行車１の充電可能なバッテリも、基地ステーション７で電気エネルギーを供給されることができる。
【００１４】
走行車１は、作業モジュール８を監視モジュール３に置き換えることにより、所有地の監視行程を自動的に実行することができる監視装置に変換可能である。このために、作業モジュール８がユーザにより手動で監視モジュール３に置き換えられる。交換は、例えば基地ステーション７に配置されたグリッパにより、又は他の補助手段により自動的に行うことも可能である。しかしながら、走行車１が監視モジュールを永続的に装着されることも可能である。
【００１５】
監視モジュール３は、監視センサ１１を含む監視センサシステムを有する。周囲環境領域の状況を監視センサ１１により捕捉することができる。例えば、１つの監視センサ１１をカメラとすることができる。１つの監視センサ１１を超音波センサ又は赤外線センサとすることができる。さらに、監視センサ１１を距離センサとすることができ、距離が例えばレーダーにより捕捉される。
【００１６】
監視モジュール３及び、監視モジュール３に組み込まれた画像解析装置又はセンサ信号解析装置は、静止物体が存在する場所及びそれらの物体がどのような幾何学形状を有するかを記憶するために、監視センサ１１により取得されたセンサデータを解析することができる。このデータは、多数の監視行程中に精確なものとされる。物体が移動しかつ／又は形状変化することを許容する領域も検知することができる。このようにして、強風の天候及び風により動く植栽によって誤った警報が起動されないことを確保する。
【００１７】
さらに監視モジュール３は、物体が移動できる物体であるか、例えば動物又は人間であるかを検知することができる。監視モジュール３は、物体の大きさを捕捉し、そして物体の位置の変化を捕捉する。物体の大きさに基づいて監視モジュール３は、この物体が侵入者の可能性があるかを決定することもできる。赤外線センサにより、物体が熱を発しているかを決定することができる。特に、熱感知画像カメラを使用することが可能である。
【００１８】
監視センサ１１により取得されたセンサデータは、それが"正常な"事象であるか、又はそれが"セキュリティ上重要な"事象であるかを決定するために、質及び量の双方に関して解析される。センサデータの解析結果が、"セキュリティ上重要な"事象が存在するという結果の場合、警報が発せられる。
【００１９】
警報は、基地ステーション７と協働する通信装置１２を介して行われる。しかしながら、通信装置１２が、建物６の内部に配置された監視装置と協働することもできる。この種の第２の監視装置９もまた、作業ユニットとすることができ、例えば特許文献１に記載されたような作業ユニットである。それ故、特許文献１の内容はその全体が本願の開示に含まれるものとする。
【００２０】
監視モジュール３は、物体の空間構造を反映する形状データを捕捉することができ、それを建物６の内部に配置された監視装置９に送信することができる。よって、建物６の内部で作業する監視装置９は、物体が建物６に近づいた場合、形状的特徴のマッチングに基づいて物体を識別することができる。こうして、屋外領域で開始された監視が、屋外領域から屋内領域に移行することができる。もし、建物６の内部で作業する監視装置９により屋外で作業する監視モジュール３に通信装置１２を介して形状情報が通信された場合、屋内領域から屋外領域への逆方向の監視対象の移行も可能である。通信装置１２は、ＷＬＡＮ接続、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続又は別の適切なデータ通信リンクとすることができる。
【符号の説明】
【００２１】
１  走行車
２  モジュールキャリア
３  監視モジュール
４  走行機構
５  植栽
６  建物
７  基地ステーション
８  作業モジュール
８’  ツール
９  作業ユニット
１０  センサシステム
１１  監視センサ
１２  通信装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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