背景技術(shù)：

已提出了一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的自主工作器具。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明從一種自主工作器具、尤其自主割草機(jī)出發(fā)，該自主工作器具具有不同于圍欄線定向裝置的至少一個定向裝置，該定向裝置設(shè)置用于在作業(yè)區(qū)域之內(nèi)進(jìn)行定向，并且該自主工作器具具有至少一個設(shè)置用于求取行駛策略的控制和/或調(diào)節(jié)單元。

提出，至少一個控制和/或調(diào)節(jié)單元至少設(shè)置用于根據(jù)借助至少一個定向裝置檢測的至少一個定向特征量來求取相對于基站的取向，以便有針對性地對接到基站的接口、尤其充電接口上。接口可以構(gòu)造為充電接口、助劑加注接口或本領(lǐng)域技術(shù)人員覺得有意義的其它基站接口。特別優(yōu)選地，接口在此可以構(gòu)造為基站的充電接口?！白灾鳌痹诖饲闆r下尤其應(yīng)理解為“獨立工作”。優(yōu)選地，自主工作器具在運(yùn)行狀態(tài)下至少大部分不依賴于操作者實施干預(yù)而完成工作。在一種特別優(yōu)選的實施例中，自主工作器具設(shè)置用于，至少部分地自動開始或自動結(jié)束工作，和/或至少部分自動選擇至少一種參數(shù)，尤其距離參數(shù)和/或轉(zhuǎn)向點等等。特別優(yōu)選地，自主工作器具至少部分設(shè)置用于為操作者和/或普遍來說為人類提供至少一種服務(wù)。自主工作器具優(yōu)選地可以構(gòu)造為本領(lǐng)域技術(shù)人員覺得有意義的各種自主服務(wù)機(jī)器人，尤其可以構(gòu)造為自主掃地機(jī)、自主吸塵器、自主泳池清洗機(jī)、自主擦地機(jī)器人，和/或特別優(yōu)選地可以構(gòu)造為自主割草機(jī)。然而，原則上也可設(shè)想本領(lǐng)域技術(shù)人員覺得有意義的其它自主工作器具。

“設(shè)置”尤其應(yīng)理解為專門設(shè)計、規(guī)劃和/或配備?！澳硞€對象設(shè)置用于確定的功能”尤其應(yīng)理解為該對象在至少一種應(yīng)用狀態(tài)和/或運(yùn)行狀態(tài)下滿足和/或?qū)嵤┰摯_定的功能。在此情況下，“不同于圍欄線定向裝置”尤其應(yīng)理解為至少近乎完全不依賴于如下圍欄線：該圍欄線優(yōu)選地設(shè)置用于限界作業(yè)區(qū)域。

在此情況下，“定向”尤其應(yīng)理解為檢測自主工作器具相對于基站的位置和/或取向。在此情況下，“取向”尤其應(yīng)理解為自主工作器具的行駛方向與基站的對接方向形成的夾角。在此情況下，“作業(yè)區(qū)域”尤其應(yīng)理解為如下區(qū)域：該區(qū)域定義由自主工作器具待加工的場地。

在此情況下，“控制和/或調(diào)節(jié)單元”尤其應(yīng)理解為如下單元：至少部分地設(shè)置用于，優(yōu)選地相應(yīng)于算法地，尤其不依賴于操作者地來主動影響、主動調(diào)整和/或尤其動態(tài)地改變自主工作器具的運(yùn)行?？刂坪?或調(diào)節(jié)單元優(yōu)選地包括處理器單元和存儲單元以及至少一個存儲在存儲單元中的運(yùn)行程序。此外，在此情況下，“存儲單元”尤其應(yīng)理解為如下單元：該單元設(shè)置用于有利地不依賴于電源來存儲至少一個信息。

在此情況下，“有針對性地對接”尤其應(yīng)理解為至少近乎沿著理想直線駛近充電接口。與理想直線的偏差優(yōu)選最多為2cm，特別優(yōu)選最多為1cm。在此情況下，“基站”尤其應(yīng)理解為如下單元和/或組件：所述單元和/或組件構(gòu)造為能夠至少部分地與自主工作器具尤其電地耦合，并且至少在與自主工作器具耦合的狀態(tài)下設(shè)置用于給自主工作器具的至少一個蓄電池充電。

通過自主工作器具的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計，可以在運(yùn)行狀態(tài)下在作業(yè)區(qū)域之內(nèi)優(yōu)選簡單地運(yùn)行并且優(yōu)選可靠地引導(dǎo)自主工作器具，以及有利地操作方便地安裝自主工作器具。

在一種特別優(yōu)選的實施例中，借助至少一個定向裝置檢測的至少一個定向特征量可以由自主工作器具在運(yùn)行狀態(tài)下經(jīng)過的、尤其通過路程檢測單元檢測的路程構(gòu)成，和/或，可以由尤其通過方向檢測單元檢測的相對于基站的定向構(gòu)成。在此情況下，“經(jīng)過的路程”尤其應(yīng)理解為自主工作器具在作業(yè)過程期間已經(jīng)經(jīng)過或者駛過的路程距離。所述路程檢測單元優(yōu)選地可以設(shè)置用于自主工作器具的慣性導(dǎo)航。在一種特別優(yōu)選的實施例中，路程檢測單元包括至少一個里程計和/或至少一個轉(zhuǎn)速傳感器。然而也可設(shè)想本領(lǐng)域技術(shù)人員覺得有意義的路程檢測單元的其它設(shè)計。優(yōu)選地，可以在本地存儲自主工作器具相對于基站的取向，并且可以在自主工作器具從基站啟動時將角度設(shè)為0°。在通過路程檢測單元借助慣性導(dǎo)航檢測所經(jīng)過的路程時，例如可能由于打滑而產(chǎn)生不準(zhǔn)確性，該不準(zhǔn)確性隨著經(jīng)過路程的增多而積累。然而，所述不準(zhǔn)確性通過自主工作器具的工作過程的運(yùn)行時間例如被限界到最多2米，所述運(yùn)行時間尤其通過蓄電池運(yùn)行時間限界。

在一種特別優(yōu)選的實施例中，方向檢測單元至少部分地設(shè)置用于相對于基站來全局定向。在此情況下，“定向”尤其應(yīng)理解為自主工作器具相對于基站的取向，或者自主工作器具的行駛方向與基站的對接方向形成的角度。方向檢測單元優(yōu)選包括電子羅盤、機(jī)械羅盤和/或基于gps的器具。然而也可設(shè)想，本領(lǐng)域技術(shù)人員覺得有意義的其它的方向檢測單元設(shè)計。除了路程檢測單元之外，定向裝置還優(yōu)選包括方向檢測單元。然而也可設(shè)想，定向裝置僅包括路程檢測單元，并且部分地或者優(yōu)選地完全棄用方向檢測單元。

在一種特別優(yōu)選的實施例中，定向裝置至少部分地、優(yōu)選至少近乎完全地設(shè)置用于在作業(yè)區(qū)域之內(nèi)無連接地引導(dǎo)自主工作器具。定向裝置特別優(yōu)選設(shè)置用于無連接地引導(dǎo)自主工作器具進(jìn)入基站的附近區(qū)域。在此情況下，“無連接引導(dǎo)”尤其應(yīng)理解為，不依賴于與基站進(jìn)行通信或者數(shù)據(jù)交換、尤其不依賴于通向基站的機(jī)械的連接元件和/或傳導(dǎo)元件(例如感應(yīng)線)，就可以引導(dǎo)自主工作器具朝向基站運(yùn)動。在此情況下，“附近區(qū)域”尤其應(yīng)理解為如下區(qū)域：該區(qū)域布置成距離基站、尤其距離基站的充電接口最多5米、優(yōu)選最多2米、優(yōu)選最多1米并且特別優(yōu)選最多0.5米。

此外提出，至少一個控制和/或調(diào)節(jié)單元至少設(shè)置用于求取相對于基站主軸線的偏移量d。在此情況下，“偏移量”尤其應(yīng)理解為自主工作器具相對于基站主軸線的間距，尤其自主工作器具的充電接口相對于基站主軸線的間距，所述間距至少近乎垂直于基站主軸線?；局鬏S線優(yōu)選布置成平行于自主工作器具的為了對接到基站充電接口上的主駛?cè)敕较?，并且與基站充電接口相交。由此可以以簡單的方式且優(yōu)選精確地實現(xiàn)自主工作器具相對于基站充電接口的取向。

此外提出，定向裝置包括發(fā)射和/或接收單元，該發(fā)射和/或接收單元設(shè)置用于在基站的附近區(qū)域之內(nèi)至少與基站進(jìn)行通信，其中，所述至少一個控制和/或調(diào)節(jié)單元設(shè)置用于，至少部分地根據(jù)發(fā)射和/或接收單元所檢測的至少一個信息來求取相對于基站主軸線的偏移量d。在此情況下，“通信”尤其應(yīng)理解為至少在自主工作器具與基站之間在至少一個方向上的數(shù)據(jù)交換。自主工作器具與基站之間優(yōu)選形成雙向通信。在一種特別優(yōu)選的實施例中，發(fā)射和/或接收單元設(shè)置用于尤其僅僅在基站的附近區(qū)域中至少與基站進(jìn)行尤其無線的通信。在此情況下，“附近區(qū)域”尤其應(yīng)理解為如下區(qū)域：該區(qū)域布置成距離基站、尤其距離基站的充電接口最多5米、優(yōu)選最多2米、優(yōu)選最多1米并且特別優(yōu)選最多0.5米。由此，尤其可以在駛近基站時優(yōu)選可靠地引導(dǎo)自主工作器具。

此外提出，至少一個控制和/或調(diào)節(jié)單元設(shè)置用于，至少部分地通過在彼此間隔開地布置的至少兩個點處的距離測量來求取相對于基站主軸線的偏移量d。優(yōu)選至少借助信號的傳播時間測量來實現(xiàn)距離測量，由此可以在確定偏移量d時實現(xiàn)高的精度。

此外提出，發(fā)射和/或接收單元在到達(dá)基站的附近區(qū)域之后至少設(shè)置用于發(fā)射至少一個信號，該信號設(shè)置用于觸發(fā)基站發(fā)射至少一個應(yīng)答信號。由此有利地可以實現(xiàn)與基站的簡單通信，并且因此優(yōu)選可靠地引導(dǎo)自主工作器具朝向基站的充電接口運(yùn)動。

此外提出，發(fā)射和/接收單元包括至少一個超聲元件，該超聲元件設(shè)置用于在基站的附近區(qū)域之內(nèi)至少與基站進(jìn)行通信。在此情況下，“超聲元件”尤其應(yīng)理解為如下元件：該元件設(shè)置用于至少大部分借助超聲波進(jìn)行通信的。至少一個超聲元件優(yōu)選可以用作超聲收發(fā)器。在一種特別優(yōu)選的實施例中，至少一個超聲元件構(gòu)造為尤其由robertboschgmbh制造的超聲泊車駕駛傳感器。由此可以實現(xiàn)有利地成本有利的且結(jié)構(gòu)簡單的發(fā)射和/或接收單元設(shè)計。

此外提出，發(fā)射和/接收單元包括至少一個超寬帶元件，該超寬帶元件設(shè)置用于在基站的附近區(qū)域之內(nèi)至少與基站進(jìn)行通信。在此情況下，“超寬帶元件”尤其應(yīng)理解為如下元件，該元件設(shè)置用于至少大部分借助超寬帶波進(jìn)行通信。至少一個超寬帶元件可以至少部分地構(gòu)造為半場發(fā)射器(halbfeldstrahler)或定向天線或本領(lǐng)域技術(shù)人員覺得有意義的其它方式，由此可以在優(yōu)選大的距離上實現(xiàn)與基站的通信。通過至少一個超寬帶元件可以實現(xiàn)可以有利地靈活使用的且結(jié)構(gòu)簡單的發(fā)射和/或接收單元設(shè)計。此外，可以通過由超寬帶元件使用一個頻帶有利地實現(xiàn)一種穩(wěn)健的方法，因為已知沒有自然出現(xiàn)的干擾源。此外可以將超寬帶元件有利地用于數(shù)據(jù)傳輸。此外，對于由于發(fā)射和/或接收單元的傳感器高度較低而可能出現(xiàn)的多路徑，可以實現(xiàn)很高的穩(wěn)健性。

本發(fā)明還涉及具有至少一個接口、尤其充電接口的基站，所述接口構(gòu)造為能夠與自主工作器具，尤其與自主割草機(jī)耦合。

提出，基站具有發(fā)射和/或接收單元，所述發(fā)射和/接收單元設(shè)置用于至少與自主工作器具進(jìn)行通信，并且在識別到由自主工作器具的發(fā)射和/或接收單元發(fā)射的至少一個信號之前一直處在接收模式中。在此情況下，“通信”尤其應(yīng)理解為至少在自主工作器具與基站之間在至少一個方向上的數(shù)據(jù)交換。在自主工作器具與基站之間優(yōu)選形成雙向通信。在一種特別優(yōu)選的實施例中，發(fā)射和/或接收單元設(shè)置用于尤其僅僅在基站的附近區(qū)域中至少與基站進(jìn)行尤其無線的通信。由此尤其可以在駛近基站時優(yōu)選可靠地引導(dǎo)自主工作器具。

此外提出，發(fā)射和/或接收單元包括至少一個超聲元件，用于至少與自主工作器具進(jìn)行通信。在此情況下，“超聲元件”尤其應(yīng)理解為如下元件，該元件設(shè)置用于至少大部分借助超聲波進(jìn)行通信。至少一個超聲元件優(yōu)選可以用作超聲收發(fā)器。在一種特別優(yōu)選的實施例中，至少一個超聲元件構(gòu)造為尤其由robertboschgmbh制造的超聲泊車駕駛傳感器。由此可以實現(xiàn)有利地成本有利的且結(jié)構(gòu)簡單的發(fā)射和/或接收單元設(shè)計。

此外提出，基站的發(fā)射和/或接收單元包括至少一個超寬帶元件，用于至少與自主工作器具進(jìn)行通信。在此情況下，“超寬帶元件”尤其應(yīng)理解為如下元件，該元件設(shè)置用于至少大部分借助超寬帶波進(jìn)行通信。至少一個超寬帶元件可以至少部分地構(gòu)造為半場發(fā)射器或定向天線或本領(lǐng)域技術(shù)人員覺得有意義的其它方式，由此可以在優(yōu)選大的距離上和有利地大的方向范圍內(nèi)實現(xiàn)與自主工作器具進(jìn)行通信。在此，至少一個超寬帶元件可以例如附加地用作用于導(dǎo)航的標(biāo)記點。通過至少一個超寬帶元件可以實現(xiàn)有利地可以靈活使用的且結(jié)構(gòu)簡單的發(fā)射和/或接收單元設(shè)計。

此外，提出一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有至少一個自主工作器具、尤其具有自主割草機(jī)并且至少一個基站。

本發(fā)明還涉及一種用于將自主工作器具、尤其自主割草機(jī)與基站的接口、尤其充電接口耦合的方法。

在此提出，所述方法包括至少一個方法步驟，在該方法步驟中，借助至少一個控制和/或調(diào)節(jié)單元根據(jù)不同于圍欄線定向裝置的定向裝置所檢測的至少一個信息來求取相對于基站的取向，以便有針對性地對接到基站的充電接口上。由此可以在運(yùn)行狀態(tài)下在作業(yè)區(qū)域之內(nèi)優(yōu)選簡單地運(yùn)行并且可靠地引導(dǎo)自主工作器具，以及有利地操作方便地安裝自主工作器具。

此外提出，所述方法包括至少一個方法步驟，在該方法步驟中，求取自主工作器具相對于基站主軸線的偏移量d。由此可以以簡單的方式且優(yōu)選精確地實現(xiàn)自主工作器具相對于基站充電接口的取向。

此外提出，所述方法包括至少一個方法步驟，在該方法步驟中，自主工作器具的發(fā)射和/接收單元在到達(dá)基站的附近區(qū)域之后發(fā)射至少一個信號，該信號設(shè)置用于，觸發(fā)基站的發(fā)射和/或接收單元在識別到所述至少一個信號之后發(fā)射至少一個應(yīng)答信號。由此可以實現(xiàn)優(yōu)選簡單地運(yùn)行、有利地可靠地且精確地引導(dǎo)自主工作器具朝向基站運(yùn)動，并且因此實現(xiàn)系統(tǒng)的有利的高自主性和優(yōu)選的高操作舒適性。

在此，根據(jù)本發(fā)明的自主工作器具應(yīng)不限于以上所述的應(yīng)用和實施方式。為了滿足在此所述的工作原理，根據(jù)本發(fā)明的自主工作器具尤其可以具有與其中所提及的各個元件、零部件和單元的數(shù)量不同的數(shù)量。

附圖說明

其它優(yōu)點由以下的附圖描述得出。附圖中示出本發(fā)明的一種實施例。附圖、說明書以及權(quán)利要求書包含大量的組合特征。本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以符合目的地單獨考慮這些特征，并且將其合并成有意義的其他組合。

附圖示出：

圖1以示意性俯視圖示出具有定向裝置的自主工作器具，

圖2以示意圖示出具有基站和自主工作器具的、在對接過程期間的系統(tǒng)，

圖3以另一示意圖示出具有基站和自主工作器具的、在對接過程期間的系統(tǒng)，

圖4以另一示意圖示出具有基站和自主工作器具的、在對接過程期間的系統(tǒng)

圖5示出用于將自主工作器具與基站耦合的方法的示意性方框圖。

具體實施方式

圖1中示意性地示出自主工作器具10。自主工作器具10構(gòu)造為自主服務(wù)機(jī)器人。自主工作器具10構(gòu)造為自主割草機(jī)。自主工作器具10設(shè)置用于對作業(yè)區(qū)域14割草。作業(yè)區(qū)域14由草地或者花園的草坪構(gòu)成。然而原則上也可設(shè)想，自主工作器具10由吸塵機(jī)器人或者本領(lǐng)域技術(shù)人員覺得有意義的其它服務(wù)機(jī)器人構(gòu)成，并且作業(yè)區(qū)域14相應(yīng)地例如由空間構(gòu)成。此外還可以針對多個作業(yè)區(qū)域14對自主工作器具10進(jìn)行編程。在此，可以單獨地存儲不同的作業(yè)區(qū)域14，并且可以視自主工作器具10當(dāng)前的位置而定來單獨地選擇作業(yè)區(qū)域。

自主工作器具10具有不同于圍欄線定向裝置的定向裝置12，該定向裝置設(shè)置用于在作業(yè)區(qū)域14之內(nèi)進(jìn)行定向。定向裝置12還設(shè)置用于無連接地引導(dǎo)至少進(jìn)入基站18的附近區(qū)域16。定向裝置18設(shè)置用于無連接地引導(dǎo)進(jìn)入基站18的附近區(qū)域16。定向裝置12設(shè)置用于，引導(dǎo)自主工作器具10在運(yùn)行之后返回到基站18，以便給自主工作器具10的蓄電池充電。為此，借助定向裝置12在運(yùn)行狀態(tài)下在作業(yè)區(qū)域14之內(nèi)檢測自主工作器具10相對于基站18的定向。

自主工作器具10還具有設(shè)置用于求取行駛策略的控制和/或調(diào)節(jié)單元72，該控制和/或調(diào)節(jié)單元設(shè)置用于，根據(jù)借助至少一個定向裝置12檢測的至少一個定向特征量來求取相對于基站18的取向，以便有針對性地對接到基站18的充電接口30上。定向特征量由自主工作器具10相對于基站18的定向以及自主工作器具10在運(yùn)行狀態(tài)下經(jīng)過的路程構(gòu)成?？刂坪?或調(diào)節(jié)單元72設(shè)置用于，求取相對于基站18的主軸線74的偏移量d?？刂坪?或調(diào)節(jié)單元72設(shè)置用于，根據(jù)定向裝置12的發(fā)射和/或接收單元24所檢測的信息來求取相對于基站18的主軸線74的偏移量d?？刂坪?或調(diào)節(jié)單元72設(shè)置用于，通過在彼此間隔開地布置的至少兩個點處的距離測量來求取相對于基站18的主軸線74的偏移量d。

定向裝置12具有方向檢測單元22，該方向檢測單元設(shè)置用于相對于基站18來定向自主工作器具10。定向裝置12的方向檢測單元22設(shè)置用于全局地定向自主工作器具10。定向裝置12的方向檢測單元22包括未示出的gps元件。然而也可設(shè)想，替代地或附加地，定向裝置12的方向檢測單元22包括羅盤、尤其電子羅盤或者磁羅盤。

定向裝置12包括路程檢測單元20，該路程檢測單元設(shè)置用于檢測自主工作器具10在運(yùn)行狀態(tài)下經(jīng)過的路程。定向裝置12的路程檢測單元20設(shè)置用于檢測自主工作器具10從基站18啟動后經(jīng)過的路程。定向裝置12的路程檢測單元20包括至少一個加速度傳感器或轉(zhuǎn)速傳感器，所述加速度傳感器或轉(zhuǎn)速傳感器設(shè)置用于檢測自主工作器具10在運(yùn)行狀態(tài)下的直線加速度或者角加速度。定向裝置12的路程檢測單元20包括多個未示出的加速度傳感器或轉(zhuǎn)速傳感器。定向裝置12的路程檢測單元20還包括未示出的里程元件或里程計，所述里程元件或里程計通過自主工作器具10的驅(qū)動輪在運(yùn)行狀態(tài)下的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)間接地檢測所經(jīng)過的路程距離。

自主工作器具10的定向裝置12的路程檢測單元20和方向檢測單元22設(shè)置用于，在運(yùn)行狀態(tài)下隨時檢測自主工作器具10在作業(yè)區(qū)域14之內(nèi)且相對于基站18的位置以及相對于基站18的角度取向。定向裝置12包括計算單元44，該計算單元設(shè)置用于分析處理路程檢測單元20和方向檢測單元22的信息。路程檢測單元20和方向檢測單元22分別為了數(shù)據(jù)交換而與計算單元44連接。路程檢測單元20和方向檢測單元22分別電子地與計算單元44連接?？刂坪?或調(diào)節(jié)單元72包括計算單元44。計算單元44具有濾波元件46，該濾波元件設(shè)置用于過濾和融合由路程檢測單元20和方向檢測單元22所檢測的信息和數(shù)據(jù)。計算單元44的濾波元件46由卡爾曼濾波器構(gòu)成。

定向裝置12還包括發(fā)射和/或接收單元24，該發(fā)射和/或接收單元設(shè)置用于在基站18的附近區(qū)域(16)之內(nèi)至少與基站18進(jìn)行通信。發(fā)射和/或接收單元24設(shè)置用于在到達(dá)基站18的附近區(qū)域16之后發(fā)射至少一個信號，該信號設(shè)置用于觸發(fā)基站18發(fā)射至少一個應(yīng)答信號。發(fā)射和/或接收單元24構(gòu)造為發(fā)射和接收單元48，并且設(shè)置用于與基站18進(jìn)行通信。發(fā)射和接收單元48設(shè)置用于與基站18進(jìn)行雙向通信。發(fā)射和接收單元48設(shè)置用于借助“roundtrippings”(往返行程)與基站18進(jìn)行通信。發(fā)射和接收單元48具有超聲元件26，該超聲元件設(shè)置用于在基站18的附近區(qū)域16之內(nèi)至少與基站18進(jìn)行通信。超聲元件26設(shè)置用于發(fā)射超聲波來相對于基站18進(jìn)行定向。超聲元件26構(gòu)造為超聲發(fā)射元件50。發(fā)射和接收單元48的超聲元件26設(shè)置用于以明確的順序來發(fā)射超聲波。因此，發(fā)射和接收單元48的超聲元件26構(gòu)造為超聲觸發(fā)元件。定向裝置12的發(fā)射和接收單元48還具有超聲接收元件52，該超聲接收元件設(shè)置用于接收超聲波來相對于基站18進(jìn)行定向。超聲元件26和超聲接收元件52分別構(gòu)造為集成式傳感器。

基站18以及由自主割草機(jī)構(gòu)成的自主工作器具10是系統(tǒng)的組成部分?；?8具有示意性示出的充電接口30，該充電接口構(gòu)造為能夠與自主工作器具10耦合。自主工作器具10同樣具有與基站18的充電接口30對應(yīng)的充電接口54。基站18的充電接口30和自主工作器具10的充電接口54構(gòu)造為電觸點?；?8具有未示出的機(jī)械導(dǎo)向裝置，該機(jī)械導(dǎo)向裝置設(shè)置用于與自主工作器具10相對應(yīng)，并且可在對接到基站18的充電接口30上的過程中引導(dǎo)自主工作器具10，以便易于進(jìn)行對接。

基站18還具有發(fā)射和/或接收單元32，所述發(fā)射和/接收單元設(shè)置用于至少與自主工作器具10進(jìn)行通信，并且在識別到由自主工作器具10的發(fā)射和/或接收單元24發(fā)射的信號之前一直處在接收模式?；?8的發(fā)射和/或接收單元32構(gòu)造為發(fā)射和接收單元56，并且設(shè)置用于與自主工作器具10進(jìn)行通信。發(fā)射和接收單元56設(shè)置用于與自主工作器具10進(jìn)行雙向通信。發(fā)射和接收單元56具有超聲元件34?；?8的發(fā)射和接收單元56的超聲元件34設(shè)置用于，發(fā)射超聲波來相對于基站18定位自主工作器具10。基站18的發(fā)射和接收單元56的超聲元件34構(gòu)造為超聲發(fā)射元件58?；?8的發(fā)射和接收單元56的超聲元件34設(shè)置用于以明確的順序發(fā)射超聲波作為應(yīng)答信號?；?8的發(fā)射和接收單元56的超聲元件34因此構(gòu)造為超聲觸發(fā)元件?；?8的發(fā)射和接收單元56還具有超聲接收元件60，該超聲接收元件設(shè)置用于接收超聲波來相對于基站18定向自主工作器具10。基站18的發(fā)射和接收單元56的超聲元件34和超聲接收元件60分別構(gòu)造為集成式傳感器。超聲元件26、34以及超聲接收元件52、60相對應(yīng)地構(gòu)造。超聲元件26、34以及超聲接收元件52、60設(shè)置用于借助超聲波進(jìn)行通信。

替代地也可設(shè)想，自主工作器具10的發(fā)射和/或接收單元24包括超寬帶元件28，該超寬帶元件設(shè)置用于在基站18的附近區(qū)域16之內(nèi)至少與基站18進(jìn)行通信的，該超寬帶元件可以替代以上所述的超聲元件26(以虛線表示)。此外，也可設(shè)想，基站18的發(fā)射和/或接收單元32可以包括用于至少與自主工作器具10進(jìn)行通信的超寬帶元件36，該超寬帶元件替代以上所述的超聲元件34(以虛線表示)。然而也可設(shè)想，自主工作器具10的發(fā)射和/或接收單元24和/或基站18的發(fā)射和/或接收單元32不僅包括至少一個超寬帶元件28、36，而且包括至少一個超聲元件26、34，和/或，包括本領(lǐng)域技術(shù)人員覺得有意義的其它元件、尤其聲學(xué)元件。超寬帶元件28、36相對應(yīng)地構(gòu)造。超寬帶元件28、36設(shè)置用于借助無線電波進(jìn)行通信。超寬帶元件28、36設(shè)置用于發(fā)射3.1ghz至10.6ghz之間的頻率范圍內(nèi)的無線電波。超寬帶元件28、36設(shè)置用于發(fā)射作為脈沖的無線電波。超寬帶元件28、36構(gòu)造為超寬帶發(fā)射元件62、64。自主工作器具10的發(fā)射和/或接收單元24和/或基站18的發(fā)射和/或接收單元32還可以分別包括超寬帶接收元件66、68，該超寬帶接收元件設(shè)置用于接收由超寬帶元件28、36發(fā)射的無線電波。

在自主工作器具10的運(yùn)行狀態(tài)下，借助定向裝置12的路程檢測單元20和方向檢測單元22來間接地求取自主工作器具10相對于基站18的相應(yīng)位置。在自主工作器具10的工作過程之后，應(yīng)使自主工作器具10返回到基站18，并且為了借助充電接口54給自主工作器具10的蓄電池重新充電而對接在基站18的充電接口30上。在自主工作器具10對接在基站18上時，需要1cm至2cm的精度。

為此設(shè)置一種用于將自主工作器具10與基站18的充電接口30耦合的方法(圖5)，該自主工作器具由自主割草機(jī)構(gòu)成。所述方法具有方法步驟40，在該方法步驟中，借助控制和/或調(diào)節(jié)單元72根據(jù)不同于圍欄線定向裝置的定向裝置12所檢測的信息來求取自主工作器具10相對于基站18的取向，以便有針對性地對接到基站18的充電接口30上。方法步驟40設(shè)置用于，在自主工作器具10的運(yùn)行狀態(tài)下或者在工作過程期間，至少部分地借助自主工作器具10的定向裝置12的路程檢測單元20和/或方向檢測單元22，相對于基站18來定向自主工作器具10以及來檢測自主工作器具10的位置。在方法步驟40中，借助自主工作器具10的定向裝置12的路程檢測單元20和方向檢測單元22，在基站18的附近區(qū)域16之內(nèi)，來求取自主工作器具10相對于基站18的定向和位置。

所述方法具有方法步驟38，在該方法步驟中，使自主工作器具10在工作過程之后借助定向裝置12的至少一個信息而進(jìn)入基站18的附近區(qū)域16。在方法步驟38中，根據(jù)自主工作器具10的借助定向裝置12的方向檢測單元22和路程檢測單元20求取的位置引導(dǎo)自主工作器具10進(jìn)入基站18的附近區(qū)域16。這不依賴于基站18與自主工作器具10之間的通信。在方法步驟38和方法步驟40期間，基站18與自主工作器具10之間不存在通信連接。

為此，定向裝置12的方向檢測單元22檢測自主工作器具10相對于基站18的定向，并且定向裝置12的路程檢測單元20檢測自主工作器具10相對于基站18的位置。為了使自主工作器具10在工作過程之后返回到基站18，自主工作器具10駛?cè)牖?8的附近區(qū)域16，該附近區(qū)域由計算單元44借助路程檢測單元20和方向檢測單元22的信息和數(shù)據(jù)來計算。自主工作器具10這樣駛?cè)牖?8的附近區(qū)域16，使得自主工作器具10與基站18的發(fā)射和接收單元56相距計算出的距離s。可以借助定向裝置12的方向檢測單元22計算該位置(圖2)。此外，自主工作器具10這樣進(jìn)入基站18的附近區(qū)域16，使得自主工作器具10的發(fā)射和接收單元48的超聲元件36對準(zhǔn)基站18的發(fā)射和接收單元56的超聲元件34。由此，可以放棄自主工作器具10的發(fā)射和接收單元48的超聲元件26以及基站18的發(fā)射和接收單元56的超聲元件34的全向設(shè)計。為此，可以通過機(jī)械方式限界自主工作器具10的發(fā)射和接收單元48的超聲元件26以及基站18的發(fā)射和接收單元56的超聲元件34的張開角，由此例如可以減小或者優(yōu)選地防止作業(yè)區(qū)域14的地面回波。

為了可以在基站18的附近區(qū)域16之內(nèi)確定自主工作器具10相對于基站18的精確位置，在另一方法步驟70中，借助基站18的發(fā)射和接收單元56與自主工作器具10的發(fā)射和接收單元48建立基站18與自主工作器具10之間的通信連接。為此，所述方法具有方法步驟76，在該方法步驟中，求取自主工作器具10相對于基站18的主軸線74的偏移量d。在此，自主工作器具10的超聲元件26發(fā)射由所定義的超聲波序列構(gòu)成的信號。該信號例如包括時間間隔為100ms的兩個所定義的超聲信號序列。自主工作器具10的超聲元件26發(fā)射的所定義的超聲信號序列這樣選擇，從而在自主工作器具10的運(yùn)行狀態(tài)下不存在信號混疊，并且因此可以實現(xiàn)明確的分配。由此，自主工作器具10的發(fā)射和接收單元48可以附加地用于在自主工作器具10的運(yùn)行狀態(tài)下識別障礙物，而沒有混淆的風(fēng)險。替代于或者附加于聲學(xué)的超聲信號，也可設(shè)想使用例如由無線電波構(gòu)成的觸發(fā)信號以定位基站18。

為此，所述方法具有方法步驟78，在該方法步驟中，自主工作器具10的發(fā)射和/或接收單元24在到達(dá)基站18的附近區(qū)域16之后發(fā)射信號，該信號設(shè)置用于，觸發(fā)基站18的發(fā)射和/接收單元32在識別到該信號之后發(fā)射應(yīng)答信號。一旦基站18的發(fā)射和接收單元56的超聲接收元件60接收到自主工作器具10的發(fā)射和接收單元48的所定義的且明確的超聲信號序列，則基站18的發(fā)射和接收單元56的超聲元件34就發(fā)回同樣地所定義的且明確的超聲信號序列。自主工作器具10的發(fā)射和接收單元48的所定義的且明確的超聲信號序列與基站18的發(fā)射和接收單元56的所定義的且明確的超聲信號序列構(gòu)造為相同的。然而也可設(shè)想，基站18的發(fā)射和接收單元56與自主工作器具10的發(fā)射和接收單元48的超聲信號序列不同，并且也可以構(gòu)造為本領(lǐng)域技術(shù)人員覺得有意義的另一種方式。

如果自主工作器具10的發(fā)射和接收單元48的超聲接收元件52未收到基站18的發(fā)射和接收單元56的超聲元件34的所定義的且明確的超聲信號序列，那么自主工作器具10就不處在基站18的附近區(qū)域16中。自主工作器具10啟動尋找程序并且駛?cè)胂噜彽奈恢茫匦掳l(fā)射所定義的且明確的超聲信號序列，并且等待接收基站18的發(fā)射和接收單元56的所定義的且明確的超聲信號序列。一直重復(fù)該過程，直至自主工作器具10的發(fā)射和接收單元48的超聲接收元件52接收到基站18的發(fā)射和接收單元56的超聲信號序列。

通過由自主工作器具10的發(fā)射和接收單元48的超聲接收元件52來接收基站18的發(fā)射和接收單元56的所定義的且明確的超聲信號序列，可以證實：自主工作器具10確實定位在基站18的附近區(qū)域16中，并且可以確定基站18相對于自主工作器具10的實際位置。

在另一方法步驟70中，通過測量在所定義的且明確的超聲信號序列的(通過自主工作器具10的發(fā)射和接收單元48的超聲元件26和超聲接收元件52)發(fā)射與接收之間的超聲信號傳播時間，并且由于聲音在空氣中的聲速已知，因此可以求取自主工作器具10與基站18的發(fā)射和接收單元56之間的實際距離s1。由此，不僅自主工作器具10與基站18之間的距離、而且自主工作器具10相對于基站18的位置和定向都是已知的。為了現(xiàn)在可以求取由路程檢測單元20計算的位置的不精確性而產(chǎn)生的、垂直于基站18的主軸線74的偏移量d，自主工作器具10在基站18的附近區(qū)域16之內(nèi)行駛到相對于基站18的另一位置(圖3，以虛線表示)。自主工作器具10的所述另一位置可以具有垂直于基站18的主軸線74的偏移量，該偏移量可以不同于偏移量d。借助路程檢測單元20的慣性導(dǎo)航來計算自主工作器具10的另一位置。

在另一位置中再次執(zhí)行以上所述的方法，以求取自主工作器具10與基站18的發(fā)射和接收單元56之間的距離s2。略微改變自主工作器具10的位置，就足以求取自主工作器具10與基站18的發(fā)射和接收單元56之間的距離s2。圍繞第一位置中的自主工作器具10的、半徑為s1的圓與圍繞另一位置中的自主工作器具10的、半徑為s2的圓在自主工作器具10前方的交點表示基站18的發(fā)射和接收單元56的超聲元件34的位置(圖3)。為了能在相對于自主工作器具10確定基站18時實現(xiàn)更高的精度，也可以在兩個以上的位置處確定自主工作器具10與基站18的發(fā)射和接收單元56之間的距離?？梢酝ㄟ^傳感器融合、例如借助計算單元44的由卡爾曼濾波器構(gòu)成的濾波元件46，或者通過光束法平差，將測量組合起來?，F(xiàn)在根據(jù)所確定的基站18的位置來計算自主工作器具10對接到基站18上的駛近路徑(圖4)。

在自主工作器具10朝向基站18駛近期間，為了求取基站18的位置可以繼續(xù)進(jìn)行傳感器融合，從而可以補(bǔ)算自主工作器具10對接在基站18上的駛近路徑，必要時可以修正該駛近路徑。為此，用于將自主工作器具10與基站18的充電接口30耦合的方法具有另一方法步驟42，在該方法步驟中，借助自主工作器具10的構(gòu)造成發(fā)射和接收單元48的發(fā)射和/或接收單元24并且借助基站18的構(gòu)造成發(fā)射和接收單元56的發(fā)射和/或接收單元32將自主工作器具10從基站18的附近區(qū)域16引導(dǎo)到基站18的充電接口30。由自主工作器具10的計算單元44以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式計算和修正駛近路徑。

如果自主工作器具10的發(fā)射和接收單元48以及基站18的發(fā)射和接收單元56分別具有已描述的超寬帶元件28、36來替代超聲元件26、34，則自主工作器具10在另一方法步驟70′中發(fā)射超寬帶脈沖，該方法步驟大部分相當(dāng)于已描述的另一方法步驟70。如果基站18的超寬帶接收元件68接收到自主工作器具10的超寬帶元件28的超寬帶脈沖，則基站18的超寬帶元件36就在一段所定義的時間段之后發(fā)回一個超寬帶脈沖，該超寬帶脈沖被布置在基站18的附近區(qū)域16中的自主工作器具10的超寬帶接收元件66接收。在另一方法步驟70′中，通過測量在超寬帶脈沖的(通過自主工作器具10的發(fā)射和接收單元48的超寬帶元件28和超寬帶接收元件66)發(fā)射和接收之間的超寬帶脈沖傳播時間，并且由于在超寬帶脈沖的(通過基站的發(fā)射和接收單元的超寬帶元件)接收和發(fā)射之間的所定義時間段已知，因此可以求取自主工作器具10與基站18的發(fā)射和接收單元56之間的實際距離s1。

替代地也可設(shè)想，自主工作器具10的發(fā)射和/或接收單元24和/或基站18的發(fā)射和/或接收單元32分別包括兩個或更多的超聲元件26、34或超寬帶元件28、36，從而可以通過三角測量法在作業(yè)區(qū)域14之內(nèi)求取用于定向自主工作器具10的重要參數(shù)。

如果選擇了半徑為s1和s2的圓的兩個交點中的錯誤交點，則最晚在自主工作器具10朝向基站18駛近時就會表現(xiàn)出來，然后從另一交點開始重新計算自主工作器具10對接到基站18上的路徑，并且根據(jù)該駛近路徑使自主工作器具10朝向基站18駛近。如果對自主工作器具10與基站18的發(fā)射和接收單元56之間的距離進(jìn)行兩次以上測量，則在第三次測量自主工作器具10與基站18的發(fā)射和接收單元56之間的距離時就會發(fā)現(xiàn)選擇了錯誤的交點，因為自主工作器具10相對于基站18的發(fā)射和接收單元56的距離增大了。