具体实施方式

现在将在下文中参考附图更全面地描述本公开的各方面。然而，本文中公开的不同的装置、系统、计算机程序和方法可以以许多不同的形式实现，并且不应被解释为局限于本文中阐述的方面。附图中相同的标号始终表示相同的元件。

本文中使用的术语仅用于描述本公开的方面，而无意于限制本发明。如本文中所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式的“一个”、“一”和“该”也意图包括复数形式。

应当注意的是，即使本文中给出的描述将集中在机器人草坪割草机上，本文中的教导也可以应用于任何类型的户外机器人作业工具，诸如机器人集球器、机器人扫地机和机器人耕作设备。

图1示出了机器人作业工具1的俯视图，图4示出了机器人作业工具1的前视图，图5示出了机器人作业工具1的仰视图，这里，以机器人草坪割草机1为例。草坪割草机1包括主体20a、20b、推进马达布置结构15、适合于向推进马达布置结构15提供动力的动力源16(诸如可再充电电池)，以及多个轮子17a、17b；21a、21b，这些轮子中的两个或多个、根据某些方面为两个后轮21a、21b，适合于由推进马达布置结构15推动，从而使机器人作业工具1能够相对于前进方向D移动。当然，可能是所有四个轮子17a、17b；21a、21b都适合于由推进马达布置结构15推动。

机器人草坪割草机1还包括割草装置23，在该示例中为由切割机马达布置结构22驱动的多个切割刀片布置结构，该割草装置也由动力源16提供动力，或替代地由单独的动力源提供动力。割草装置是用于机器人作业工具的通用作业工具的示例。

根据一些方面，推进马达布置结构15包括用于待驱动的每个轮子17a、17b；21a、21b的一个单独的推进马达，根据一些其他方面，切割机马达布置结构22包括用于每个切割刀片布置结构的一个单独的切割机马达。

应当注意的是，即使本文中的描述集中在电马达上，也可以替代地使用内燃机，可能与电马达结合使用。

机器人草坪割草机1还包括控制单元18。机器人草坪割草机1可以是多机架式或单机架式。多机架式包括相对于彼此可移动的多于一个的主体部分。单机架式仅包括一个主体部分。在该示例中，存在前主体部分20a和后主体部分20b。

机器人草坪割草机1通常包括充电滑橇(charging skids)28，所述充电滑橇用于在对接到充电站中时接触充电站中的接触板，以接收充电电流通过，并且还可能借助于充电站与机器人草坪割草机1之间的电通信来传递信息。建立充电触点的其他方式也是可能的，并合并于此。

以先前公知的方式，机器人草坪割草机1适合于参考边界线导航，所述边界线发送由通过边界线传输的控制信号引起的磁场。机器人草坪割草机还被配置为例如借助于一个或多个磁场传感器来检测磁场并用于检测边界线。还可以想到，机器人草坪割草机1适合于在没有边界线的情况下进行导航，可以想到其他导航系统，例如基于GPS的导航系统和/或一个或多个无线通信系统。

机器人草坪割草机1还包括环境检测系统19，所述环境检测系统包括一组外部检测器收发器2a、2b和一组内部检测器收发器3a、3b。内部检测器收发器3a、3b沿着垂直于向前行进方向D的延伸部(extension)E定位在外部检测器收发器2a、2b之间。根据一些方面，所有检测器收发器2a、2b；3a、3b沿着延伸部E定位，并且根据一些其他方面，一个或多个检测器收发器可以沿着向前行进方向D相互移位。在该示例中，内部检测器收发器3a、3b相对于外部检测器收发器2a、2b沿着向前行进方向D移位，如将在后面进行讨论的。

还可以想到的是，检测器收发器2a、2b；3a、3b沿着相对于向前行进方向D倾斜的延伸部定位，或者检测器收发器2a、2b；3a、3b以不规则的方式定位。根据一些方面，内部检测器收发器3a、3b沿着延伸部定位在外部检测器收发器2a、2b之间，并且根据一些其他方面，一个或多个检测器收发器可以在垂直于该延伸部的方向上相互移位。该延伸部可以是任何合适的延伸部，而不必是垂直于向前行进方向D的延伸部E。

还参考图3，每个检测器收发器2a、2b；3a、3b适合于发送信号4a、4b；5a、5b并且接收已经由物体10、11反射的反射信号6a、6b、9。根据一些方面，检测器收发器2a、2b；3a、3b是超声检测器收发器，适合于发送和接收超声信号。这不应被认为是限制性的；检测器收发器2a、2b；3a、3b可以是任何合适种类的，诸如以雷达收发器或激光雷达收发器为例，从而应用相应的公知技术来发送和接收所反射的信号。为了实现这一点，根据一些方面，每个检测器收发器2a、2b；3a、3b包括相应的发送器布置结构和接收器布置结构以及以公知的方式的其他必要的电路。

检测器收发器2a、2b；3a、3b在本申请的范围内可以以多种方式布置，根据一些方面，存在第一外部检测器收发器2a、第二外部检测器收发器2b、第一内部检测器收发器3a和第二内部检测器收发器3b。根据一些方面，如图4中所示的，所有检测器收发器2a、2b；3a、3b定位在共同的水平高度L。当然，可以想到其他位置布置方式。

还参考图2，外部检测器收发器2a、2b与外部覆盖范围主方向7a、7b相关联，所述外部覆盖范围主方向相对于向前行进方向D形成相对应的外角α_a、α_b，并且内部检测器收发器3a、3b与内部覆盖范围主方向8a、8b相关联，所述内部覆盖范围主方向相对于向前行进方向D形成相对应的内角β_a、β_b。

根据本公开，内角β_a、β_b的大小超过外角α_a、α_b的大小，并且内部覆盖范围主方向8a、8b在向前行进方向D上在户外机器人作业工具1的前方相交。根据一些方面，外角α_a、α_b具有相同的大小，并且内角β_a、β_b具有相同的大小。

在图1中，根据一些方面，外角α_a、α_b为零度，外部覆盖范围主方向7a、7b平行并且与向前行进方向D重合。在图2中，根据一些方面，外角α_a、α_b具有特定的大小并且被定向为使得外部覆盖范围主方向7a、7b在向前行进方向D上在户外机器人作业工具1的前方不发生相交。还可以想到的是，外部覆盖范围主方向7a、7b在户外机器人作业工具1的前方相交。

为了清楚的目的，如仅在图1中所示的，根据一些方面，每个覆盖范围主方向7a、7b；8a、8b与相应的收发器覆盖范围12a、12b；13a、13b相关联，其中，关联的覆盖范围主方向7a、7b；8a、8b指示收发器覆盖范围12a、12b；13a、13b具有最大范围的方向。在户外机器人作业工具1的前方在向前行进方向D上形成具有特定宽度w的组合矩形覆盖范围14，其中，组合覆盖范围14包括至少两个单独的收发器覆盖范围12a、12b；13a、13b。根据一些方面，宽度w等于或超过机器人草坪割草机1的最大宽度，其中，所述宽度w在与向前行进方向D正交的方向上延伸。在图1中，宽度w被示为超过机器人草坪割草机1的最大宽度。

借助于覆盖范围主方向7a、7b；8a、8b的关系，实现了与以前可能的情况相比更大的组合矩形覆盖范围14，其包括至少两个单独的收发器覆盖范围12a、12b；13a、13b。这使得机器人草坪割草机1的路径中的物体能够以有效且可靠的方式被检测到，特别是比先前可能情况更早被检测到，从而及时检测到所有障碍物，从而可以通过使机器人草坪割草机1停止和/或使机器人草坪割草机1转弯远离障碍物来避免碰撞。

为此，如图1和图2中所示，机器人草坪割草机1包括控制单元18，所述控制单元适合于控制检测器收发器2a、2b；3a、3b，并且当机器人草坪割草机1正在移动时根据借助于检测器收发器2a、2b；3a、3b获取的信息，来控制机器人作业工具1的速度和方向。控制单元18可以通过若干单独的控制子单元或一个单独的集成控制单元构成。控制单元18适合于执行用于控制检测器收发器2a、2b；3a、3b所需的所有必要的信号处理，并且从检测到的测量结果中获取期望的信息。

无论如何，如果发生碰撞，至少前主体部分20a是可移动的并且与碰撞传感器24接触，该碰撞传感器如图1中所示并且适合于检测前主体部分20a已经移位到最有可能性发生碰撞的程度。一个或多个碰撞传感器可以用于每一个主体部分，优选地用于所有主体部分20a、20b，这里，仅示出一个碰撞传感器24作为示例。控制单元18也适合于根据来自所述碰撞传感器24的信息来控制机器人作业工具1的速度和方向，例如在检测到可能的碰撞时反转运动方向。

如图2中所示，根据一些方面，机器人草坪割草机1包括手柄部分25，所述手柄部分设置用于在需要时，例如在用于维修、检查和/或清洁时，抬起和搬运机器人草坪割草机1。手柄部分25在机器人草坪割草机1操作时比检测器收发器2a、2b；3a、3b更靠近地面，并且定位在前凹部26中，以使其不作为最前部突出。这意味着第一外部检测器收发器2a和第二外部检测器收发器2b定位为比第一内部检测器收发器3a和第二内部检测器收发器3b更靠近机器人草坪割草机1的前方线F，换句话说，内部检测器收发器3a、3b相对于外部检测器收发器2a、2b沿着向前行进方向D移位。

结果，手柄部分25不会干扰内部检测器收发器3a、3b的操作，并且前凹部26形成为使得前主体部分20a不会干扰内部检测器收发器3a、3b的操作，干扰主要是由于引起不必要的反射。借助于本设计，可以将前轮对17a、17b、即所谓的脚轮17a、17b布置为尽可能靠近前方线F并尽可能地间隔开，以提高机器人草坪割草机1的稳定性。

根据本公开的一些其他方面，特别是参考图3，检测器收发器2a、2b；3a、3b适合于同时发送信号4a、4b；5a、5b。这意味着，在所示示例中，在机器人草坪割草机1的前方存在第一物体10和第二物体11的情况下，通过第一外部检测器收发器2a发送的第一信号4a引起从第一物体10反射的第二信号6a被第一外部检测器收发器2a接收，因此第一物体10将通过第一外部检测器收发器2a来检测。

此外，由于通过第一内部检测器收发器3a发送的第三信号5a引起从第二物体11反射的第四信号6b被第二外部检测器收发器2b接收，因此第二物体11将通过第二外部检测器收发器2b检测。由于通过第二外部检测器收发器2b发送的第五信号4b引起从第二物体10反射的第六信号9被第一内部检测器收发器3a接收，因此第二物体11还将通过第一内部检测器收发器3a检测。

由于检测器收发器2a、2b；3a、3b适合于同时发送信号4a、4b；5a、5b，因此对反射信号的检测将指示前方存在一个或多个物体，但是由于在一个检测器收发器处接收到的信号可能来自从检测器收发器2a、2b；3a、3b中的任何一者发送的信号，因此没有更具体的细节，诸如以方位角和/或距离为例。通常，通知机器人草坪割草机1在前方存在一个或多个物体以避免碰撞的事实是足够的。如果需要和/或要求进行更具体的检测，则每个检测器收发器2a、2b；3a、3b均可以适合于发送特定信号，从而可以相对于其发送检测器收发器2a、2b；3a、3b来识别接收到的信号。例如，可以借助于对发送信号4a、4b、5a、5b利用不同的波形或嵌入的识别码来实现这样的识别。

通常，至少两个检测器收发器2a、2b；3a、3b适合于发送信号4a、4b；5a、5b并接收已被物体10、11反射的反射信号6a、6b、9，其中，检测器收发器2a、2b；3a、3b适合于至少部分地同时发送信号4a、4b；5a、5b。这意味着可以单独或组合使用几种替代方案。例如：

-检测器收发器2a、2b；3a、3b总是同时发送信号，

-两个或更多个检测器收发器在相同组同时发送信号，或在不同组在不同时间发送信号，和/或

-在某些时候，仅一个检测器收发器2a、2b；3a、3b每次发送信号。

这意味着同时传输可以适合于根据检测结果和/或根据特定预定调度而出现的不同需求。

在通过一个检测器收发器2a、2b；3a、3b发送的信号能够由检测器收发器2a、2b；3a、3b中的任何一者来检测的情况下，这增大了检测到在机器人草坪割草机1前方的物体10、11的可能性。

应当注意，第二内部检测器收发器3b发送信号5b，其中，图1中指示的收发器覆盖范围13b意味着信号5b将被第一物体10反射，但是其中，反射的信号将远离机器人草坪割草机1行进并且不会被任何检测器收发器检测到。

图6以多个功能单元示意性地示出了根据本文中讨论的实施方式的控制单元18的部件。使用能够执行存储在例如呈存储介质28形式的计算机程序产品中的软件指令的适合的中央处理单元CPU、多处理器、微控制器、数字信号处理器DSP等中的一个或多个的任意组合来提供处理电路27。处理电路27还可以被提供为至少一个专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA。因此，处理电路包括多个数字逻辑部件。

特别地，处理电路27被构造为使控制单元18执行一组操作或步骤，以控制机器人草坪割草机1的操作，包括但不限于：控制检测器收发器2a、2b；3a、3b；处理经由检测器收发器2a、2b；3a、3b接收的测量结果；以及机器人草坪割草机1的推进。例如，存储介质28可以存储该组操作，并且处理电路27可以被配置为从存储介质28检索该组操作，以使控制单元18执行该组操作。该组操作可以被提供为一组可执行指令。因此，处理电路27由此被布置为执行本文中公开的方法。

存储介质28还可以包括永久性存储器，例如，其可以是磁存储器、光存储器、固态存储器或甚至远程安装的存储器中的任何单个存储器或存储器的组合。

根据一些方面，控制单元18还包括用于与至少一个外部装置(诸如控制面板30或一个外部装置)进行通信的接口29。这样，接口29可以包括一个或多个发送器和接收器，所述一个或多个发送器和接收器包括模拟和数字部件以及适当数量的用于有线通信的端口。接口29可以适合于与其他装置34通信，其他装置诸如是服务器、个人计算机或智能电话、充电站和/或其他机器人作业工具。举例来说，这样的无线通信装置的示例是(IEEE802.11b)、全球系统移动(GSM)和LTE(长期演进)。

图7示出了包括存储在介质33上以执行本文中公开的任何方法的计算机可执行指令32的计算机程序产品31。

参考图8，本公开还涉及一种适合于在向前行进方向D的户外机器人作业工具1中使用的方法，其中，该方法包括：S100使用至少两个检测器收发器2a、2b；3a、3b发送信号和接收由物体10、11反射的反射信号6a、6b、9；S200在所有检测器收发器2a、2b；3a、3b处至少部分地同时发送信号4a、4b；5a、5b。

根据一些方面，该方法还包括：S210在所有检测器收发器2a、2b；3a、3b处同时发送信号。

根据一些方面，该方法还包括：S220在两个或更多个检测器收发器处，在相同组同时发送信号，或在不同组在不同时间发送信号。

根据一些方面，该方法还包括：S230仅在一个检测器收发器2a、2b；3a、3b处在一些特定时间每次发送信号。

根据一些方面，该方法还包括：S240在每个检测器收发器2a、2b；3a、3b处发送包括特定信号标识的信号，使得接收的信号能够相对于其发送检测器收发器2a、2b；3a、3b被识别。

根据一些方面，借助于利用不同的波形或嵌入的识别码来完成信号标识。

通常，本公开涉及一种户外机器人作业工具1，该户外机器人作业工具适合于向前行进方向D并且包括环境检测系统19，所述环境检测系统包括一组外部检测器收发器2a、2b和一组内部检测器收发器3a、3b，其中，内部检测器收发器3a、3b位于外部检测器收发器2a、2b之间。每个检测器收发器2a、2b；3a、3b适合于发送信号4a、4b；5a、5b，并且适合于接收已被物体10、11反射的反射信号6a、6b、9。外部检测器收发器2a、2b与相对于向前行进方向D形成相应的外角α_a、α_b的外部覆盖范围主方向7a、7b相关联，并且内部检测器收发器3a、3b与相对于向前行进方向D形成相应的内角β_a、β_b的内部覆盖范围主方向8a、8b相关联。内角β_a、β_b的大小超过外角α_a、α_b的大小，并且内部覆盖范围主方向8a、8b在向前行进方向D上在户外机器人作业工具1的前方相交。

根据一些方面，每个覆盖范围主方向7a、7b；8a、8b与相应的收发器覆盖范围12a、12b；13a、13b相关联，其中，在户外机器人作业工具1的前方在向前行进方向D上形成具有特定宽度w的组合矩形覆盖范围14。组合矩形覆盖范围14包括至少两个单独的收发器覆盖范围12a、12b；13a、13b。

根据一些方面，外角α_a、α_b具有相同的大小，并且内角β_a、β_b具有相同的大小。

根据一些方面，外部覆盖范围主方向7a、7b在户外机器人作业工具1的前方在向前行进方向D上不发生相交。

根据一些方面，外部覆盖范围主方向7a、7b相互平行。

根据一些方面，检测器收发器2a、2b；3a、3b适合于至少部分地同时发送信号4a、4b；5a、5b。

根据一些方面，检测器收发器2a、2b；3a、3b是雷达收发器、超声波收发器或激光雷达收发器中的任何一者。

根据一些方面，机器人作业工具1是机器人草坪割草机。

根据一些方面，机器人作业工具1包括第一外部检测器收发器2a、第二外部检测器收发器2b、第一内部检测器收发器3a和第二内部检测器收发器3b。

根据一些方面，机器人作业工具1包括：推进马达布置结构15；动力源16，适合于向推进马达布置结构15提供动力；多个轮子17a、17b；21a、21b，其中至少两个轮子适合于由推进马达布置结构15推动；以及控制单元18，适合于控制检测器收发器2a、2b；3a、3b并且适合于当机器人作业工具1正在移动时根据借助于检测器收发器2a、2b；3a、3b获取的信息控制机器人作业工具1的速度和方向。

总体上，本公开还涉及一种户外机器人作业工具1，该户外机器人作业工具适合于向前行进方向D并且包括环境检测系统，所述环境检测系统包括至少两个检测器收发器2a、2b；3a、3b，所述至少两个检测器收发器适合于发送信号4a、4b；5a、5b并适合于接收已经由物体10、11反射的反射信号6a、6b、9。检测器收发器2a、2b；3a、3b适合于至少部分地同时发送信号4a、4b；5a、5b。

根据一些方面，机器人作业工具1包括一组外部检测器收发器2a、2b，一组内部检测器收发器3a、3b，其中，内部检测器收发器3a、3b位于外部检测器收发器2a、2b之间，其中，外部检测器收发器2a、2b与相对于向前行进方向D形成相应外角α_a、α_b的外部覆盖范围主方向7a、7b相关联，并且内部检测器收发器3a、3b与相对于向前行进方向D形成相应内角β_a、β_b的内部覆盖范围主方向8a、8b相关联，其中，内角β_a、β_b的大小超过外角α_a、α_b的大小，并且其中，内部覆盖范围主方向8a、8b在户外机器人作业工具1的前方在向前行进方向D上相交。

根据一些方面，检测器收发器2a、2b；3a、3b适合于在所有检测器收发器2a、2b；3a、3b处同时发送信号。

根据一些方面，检测器收发器2a、2b；3a、3b适合于两个或更多个检测器收发器在相同组同时发送信号，或在不同组在不同时间发送信号。

根据一些方面，检测器收发器2a、2b；3a、3b适合于在一些特定时间仅在一个检测器收发器2a、2b；3a、3b处每次发送信号。

根据一些方面，每个检测器收发器2a、2b；3a、3b适合于发送包括特定信号标识的信号，从而能够相对于其发送检测器收发器2a、2b；3a、3b来标识接收的信号。

根据一些方面，借助于利用不同的波形或嵌入的识别码来完成信号标识。

本公开不限于以上内容，而是可以在所附权利要求的范围内自由地变化。例如，每个检测器收发器2a、2b；3a、3b包括相关的众所周知的部件，诸如信号发生器，发送和接收装置，诸如超声发送器/接收器布置结构或发送/接收天线布置结构，以及接收器电路。每个检测器收发器2a、2b；3a、3b可以通过控制单元18直接控制，或者包括通过控制单元18控制并适合于与所述控制单元通信的子控制器。