Methods and control units for verifying positions of a lawn mower

Abstract

A method performed by a control unit (102) for verifying a position (208) of a lawn mower (100) is disclosed. The method comprises: receiving (302) a current position (208) of the lawn mower (100) from a position unit (104); determining (304) an estimated current position (204) of the lawn mower (100) based on a previous position (202) of the lawn mower (100), the motion related data detected by the at least one motion sensor (106) and time information; determining (306) a possible position area (206) based on the estimated current position (204); comparing (308) the possible position area (206) and the current position (208) and if the current position (208) is within the possible position area (206), the current position (208) is verified as a valid current position.

Description

METHODS AND CONTROL UNITS FOR VERIFYING POSITIONS OF A LAWN MOWERTechnical Field

[0001] The present disclosure relates generally to methods and control units for verifying positions of a lawn mower. The present disclosure also relates to lawn mower, computer program and carrier which relate to the methods and controls units for verifying positions of the lawn mower.Background

[0002] Position information is critical to the work of lawn mower. By knowing a correct and accurate position of the lawn mower, the work of the lawn mower can be controlled / planned in a better way.

[0003] Currently, we have several ways to obtain position information of the lawn mower. One way is to use Global Navigation Satellite System (GNSS) system. GNSS is an umbrella term that encompasses all global satellite positioning systems. This includes constellations of satellites orbiting over the earth's surface and continuously transmitting signals that enable the lawn mower to determine its position. GNSS comprises Europe's Galileo, the USA's Global Positioning System (GPS) , Russia's Global'naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema (GLONASS) and China's BeiDou Navigation Satellite System. GNSS may comprise more positioning system.

[0004] Another way for positioning is to use Real-time kinematic positioning (RTK) . RTK is the application of surveying to correct for common errors in current GNSS systems. It uses measurements of the phase of the signal's carrier wave in addition to the information content of the signal and relies on a single reference station or interpolated virtual station to provide real-time corrections. RTK usually provides a more accurate position. In the lawn mower scenario, one or more RTK reference antennas are utilized as signal reference stations. The RTK reference antenna is an antenna located on e.g., a roof / on an outer wall, the distance between the lawn mower and the RTK reference antenna should preferably be less than 500 meter, but can be up to 30km with less accuracy.

[0005] A third way for positioning the lawn mower is using Bluetooth or other communication protocol. Multiple anchor nodes, e.g., reference antennas, are deployed in a working area of the lawn mower. The multiple anchor nodes respectively transmit signals to the lawn mower via Bluetooth or other communication protocol and the lawn mower determines its position based on the received signals. Known positioning algorithm, e.g., angle of arrival (AoA) , angle of departure (AoD) , received signal strength indicator (RSSI) can be used for determining the position of the lawn mower. No satellite is involved in this solution. In addition to the above three positioning solutions, other positioning solution may also be used.

[0006] As discussed above, external position systems, e.g., GNSS, RTK, anchor nodes, provide data to the lawn mower and the lawn mower obtains its position based on the provided data. When the position of the lawn mower is obtained based on data provided by any positioning system, the lawn mower can be controlled based on the obtained position information. However, no matter which positioning system is used, the obtained position may be imprecise or wrong due to imprecise data provided by the positioning system. The data / signal provided by the positioning system may jump because of disturbance in the data / signals. This causes inaccurate determination of position of the lawn mower, resulting inaccurate control of the lawn mower.

[0007] Therefore, there is a need to verify if the obtained position of the lawn mower is accurate / valid. Furthermore, when the obtained position of the lawn mower is inaccurate / invalid, the lawn mower needs to perform accordingly so as to eliminate the negative impact of the inaccurate / invalid position.Summary

[0008] It is an object of the invention to address at least some of the problems and issues outlined above. It is an object of embodiments of the invention to verify if the obtained position of the lawn mower is accurate / valid. Furthermore, it is also an object of embodiments of the invention to provide a solution when the obtained position is invalid. It is possible to achieve the object and possibly others by providing the methods and control units as defined in the attached claims.

[0009] In a first aspect of the invention, a method performed by a control unit for verifying a current position of a lawn mower is disclosed. The lawn mower is equipped with a position unit and at least one motion sensor, the position unit is arranged for  obtaining the current position and a previous position of the lawn mower based on data provided by at least one external device, the at least one motion sensor is arranged for detecting motion related data of the lawn mower, the method comprises: receiving the current position of the lawn mower from the position unit; determining an estimated current position of the lawn mower based on the previous position of the lawn mower, the motion related data detected by the at least one motion sensor and time information, wherein the previous position is a position previously received from the position unit and verified as a valid position; determining a possible position area based on the estimated current position; comparing the possible position area and the current position and verifying the current position as a valid current position if the current position is within the possible position area.

[0010] In a second aspect of the invention, a control unit for verifying a current position of a lawn mower is disclosed. The control unit comprises a processing circuitry and a memory, the memory containing instructions executable by the processing circuitry, the lawn mower is equipped with a position unit and at least one motion sensor , the position unit is arranged for obtaining the current position and a previous position of the lawn mower based on data provided by at least one external device, the at least one motion sensor is arranged for detecting motion related data of the lawn mower, when the instructions are executed by the processing circuitry, the control unit is operative for: receiving the current position of the lawn mower from the position unit; determining an estimated current position of the lawn mower based on the previous position of the lawn mower, the motion related data detected by the at least one motion sensor and time information, wherein the previous position is a position previously received from the position unit and verified as a valid position; determining a possible position area based on the estimated current position; comparing the possible position area and the current position and verifying the current position as a valid current position if the current position is within the possible position area.

[0011] In a third aspect of the invention, a lawn mower is disclosed, the lawn mower comprises the control unit defined above.

[0012] In a fourth aspect of the invention, a computer program is disclosed. The computer program comprising instructions, which, when executed by a processing circuitry of a control unit, controlling the control unit for verifying a position of a lawn mower, causes the control unit to perform methods defined above.

[0013] In a fifth aspect of the invention, a carrier containing the computer program defined above is disclosed, wherein the carrier is one of an electronic signal, an optical signal, a radio signal, an electric signal, or a computer readable storage medium.Brief Description of Drawings

[0014] The invention is now described, by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which:

[0015] Fig. 1 schematically shows a control unit arranged on a lawn mower, according to possible embodiments.

[0016] Fig. 2 schematically shows a flow chart of the method for verifying the position of the lawn mower, according to possible embodiments.

[0017] Fig. 3a and fig. 3b schematically show different situations when verifying the position of the lawn mower, according to possible embodiments.

[0018] Fig. 4 schematically shows the control unit in detail, according to possible embodiments.Detailed Description

[0019] Referring to fig. 1, a lawn mower 100 is shown. The lawn mower 100 can be an automatic lawn mower which works automatically according to predefined program. A control unit 102 is arranged on the lawn mower 102 and communicatively connected to a position unit 104 and at least one motion sensor 106. Alternatively, the control unit 102 can be arranged remotely to the lawn mower 100, e.g., on a network entity, as long as the control unit 102 is communicatively connected to the position unit 104 and the at least one motion sensor 106. The position unit 104 obtains current position 208 of the lawn mower 100 based on the data provided by at least one external device 110, and the at least one motion sensor 106 detects motion related data of the lawn mower 100.

[0020] Referring to figs. 1, 3a, 3b, the basic idea of this invention is that the firstly obtaining a current position 208 of the lawn mower 100 by the position unit 104, based on the data provided by the at least one external device 110. This current position 208 is the position which needs to be verified. Then starting from a previous position 202 of the lawn mower 100, an estimated current position 204 is determined based on the motion related data detected by the at least one motion sensor 206. A possible position  area 206 is determined based on the estimated current position 204, and the possible position area 206 is preferably an area which includes the estimated current position 204. If the current position 208 is within the possible position area 206, the current position 208 is acceptable and verified as a valid current position. Otherwise, the current position 208 is invalid.

[0021] According to one embodiment, referring to figs. 1, 2, 3a and 3b, a method performed by a control unit 102 for verifying a current position 208 of a lawn mower 100 is disclosed. The lawn mower 100 is equipped with a position unit 104 and at least one motion sensor 106, the position unit 104 is arranged for obtaining the current position 208 and a previous position 202 of the lawn mower 100 based on data provided by at least one external device 110, the at least one motion sensor 106 is arranged for detecting motion related data of the lawn mower 100, the method comprises: receiving 302 the current position 208 of the lawn mower 100 from the position unit 104; determining 304 an estimated current position 204 of the lawn mower 100 based on the previous position 202 of the lawn mower 100, the motion related data detected by the at least one motion sensor 106 and time information, wherein the previous position 202 is a position previously received from the position unit 104 and verified as a valid position; determining 306 a possible position area 206 based on the estimated current position 204; comparing 308 the possible position area 206 and the current position 208; verifying 310 the current position 208 as a valid current position if the current position 208 is within the possible position area 206.

[0022] In this embodiment, a method performed by the control unit 102 is defined. As discussed above, the control unit 102 can be arranged on the lawn mower 100 (as shown in fig. 2) , it can also be arranged on another device, e.g., a network entity, which can be for example a server, a cloud, etc., as long as it communicatively connected to the position unit 104 and the at least one motion sensor 106.

[0023] For the position unit 104 which is arranged on the lawn mower 100, it communicates with at least one external device 110 and obtains the position 208 of the lawn mower 100. The at least one external device 110 can be multiple satellites, reference antennas, anchor nodes and / or a combination thereof, etc., as long as it provides relevant data to the position unit 104 so that the position unit 104 can obtain the position of the lawn mower 100 based thereon.

[0024] When the position unit 104 uses GNSS positioning solution, the at least one external device 110 can comprise multiple satellites. The position units 104 can determine the position of the lawn mower 100 based on the signals received by the multiple satellites. When the position unit 104 uses RTK positioning solution, the at least one external device 110 can further comprise at least one reference antenna. When the position unit 104 uses anchor nodes positioning solution, the at least one external device 110 can comprise multiple anchor nodes.

[0025] For the at least one motion sensor 106, it can be any sensor that detects motion related data of the lawn mower 100, e.g., speed sensor, direction sensor, acceleration sensor, distance sensor, etc.

[0026] In the step 302, the control unit 102 receives a current position 208 of the lawn mower 110 from the position unit 104. As defined in the text above, the current position 208 is obtained by the position unit 104 based on the data provided by the at least one external device 110.

[0027] In the step 304, an estimated current position 204 is determined based on a previous position 202, the motion related data and time information. The time information can be a time difference between a time corresponding to the previous position 202 and a current time, i.e., the time corresponding to the current position 208. The previous position 202 can be a reliable previous position, and the estimation may comprise e.g., estimating a distance that the lawn mower 100 has moved from the previous position 202 and / or estimating a direction that the lawn mower 100 is heading for. The distance estimation can be based on e.g., a speed detected by a speed sensor and the time information. The direction estimation can be based on e.g., a direction detected by a direction sensor 106. Other ways of estimating the current position 204 are also applicable.

[0028] In the step 306, a possible position area 206 is determined based on the estimated current position 204. For example, the possible position area 206 is an area that comprises the estimated current position 204, i.e., gives some margins to the estimated current position 204.

[0029] In the step 308, the current position 208 received from the position unit 104 and the possible position area 206 are compared. In the step 310, if the current position 208 is within the possible position area 206, as shown in fig. 3a, it means that the  received current position 208 is near enough to the estimated current position 204, or the distance between the received current position 208 and the estimated current position 204 is within a predefined threshold. Therefore, the current position 208 is verified as a valid position, which may mean that the signals provided by the at least one external device 110, e.g., GNSS satellites, do not jump.

[0030] By this method, a current position 208, which is obtained based on the data provided by the at least one external device 110, is verified. If the current position 208 is verified as valid, the current position 208 is relied on and further control of the lawn mower 100 can be based on the valid current position 208.

[0031] According to another embodiment, the at least one sensor 106 comprises an odometry, an inertial measurement unit and / or a combination thereof.

[0032] According to another embodiment, the motion related data of the lawn mower 100 comprises wheel speed, wheel direction and / or acceleration.

[0033] According to another embodiment, the received current position 208 and the previous position 202 of the lawn mower 100 from the at least one external device 110 are determined by using any one of Real-Time Kinematic, RTK, Global Navigation Satellite System, GNSS, or any combination thereof.

[0034] As discussed above, the at least one external device 110 become different when different positioning solutions are used. The way of the position unit 104 obtaining the current position 208 also varies based on different positioning solutions.

[0035] According to another embodiment, if the current position 208 is outside the possible position area 206, the current position 208 is verified as an invalid position, and the method further comprises instructing 310 the lawn mower 100 to perform a safety operation.

[0036] Referring to fig. 3b, when the current position 208 is outside the possible position area 206, it means that the distance between the current position 208 and the estimated current position 204 may be longer than a predefined threshold. Therefore, the current position 208 is verified as invalid. The control unit 102 instructs the lawn mower 100 to perform a safety operation, so as to deal with the invalid current position 208.

[0037] By this embodiment, a safety operation is performed by the lawn mower 100 when the current position 208 is invalid, so that the negative impact of the invalid current position 208 is reduced.

[0038] According to another embodiment, the safety operation comprises moving at a speed which is below a predefined threshold, stopping and / or disregarding the current position 208 from the position unit 104.

[0039] According to another embodiment, a control unit 102 for verifying a current position 208 of a lawn mower 100 is disclosed. The control unit 102 comprises a processing circuitry 803 and a memory 804, the memory 804 containing instructions executable by the processing circuitry 803, the lawn mower 100 is equipped with a position unit 104 and at least one motion sensor 106, the position unit 104 is arranged for obtaining the current position 208 and a previous position 202 of the lawn mower 100 based on data provided by at least one external device 110, the at least one motion sensor 106 is arranged for detecting motion related data of the lawn mower 100, when the instructions are executed by the processing circuitry 803, the control unit 102 is operative for: receiving the current position 208 of the lawn mower 100 from the position unit 104; determining an estimated current position 204 of the lawn mower 100 based on a previous position 202 of the lawn mower 100, the motion related data detected by the at least one motion sensor 106 and time information, wherein the previous position 202 is a position previously received from the position unit 104 and verified as a valid position; determining a possible position area 206 based on the estimated current position 204; comparing the possible position area 206 and the current position 208; verifying the current position 208 as a valid current position if the current position 208 is within the possible position area 206.

[0040] According to another embodiment, the control unit 102 is further operative for performing the methods defined above.

[0041] According to another embodiment, the control unit 102 is arranged on a lawn mower 100 or on a network entity.

[0042] According to another embodiment, a lawn mower 100 is disclosed. The lawn mower 100 comprises the control unit 102 defined above.

[0043] According to other embodiments, referring to fig. 4, the control unit 102 may further comprise a communication unit 802, which may be considered to comprise conventional means for wireless communication with other devices, such as a transceiver for wireless transmission and reception of signals. The instructions executable by said processing circuitry 803 may be arranged as a computer program 805 stored e.g. in said memory 804. The processing circuitry 803 and the memory 804 may be arranged in a sub-arrangement 801. The sub-arrangement 801 may be a micro-processor and adequate software and storage therefore, a Programmable Logic Device, PLD, or other electronic component (s)  / processing circuit (s) configured to perform the methods mentioned above. The processing circuitry 803 may comprise one or more programmable processor, application-specific integrated circuits, field programmable gate arrays or combinations of these adapted to execute instructions.

[0044] The computer program 805 may be arranged such that when its instructions are run in the processing circuitry, they cause the control unit 102 to perform the steps described in any of the described embodiments of the control unit 102 and its method. The computer program 805 may be carried by a computer program product connectable to the processing circuitry 803. The computer program product may be the memory 804, or at least arranged in the memory. The memory 804 may be realized as for example a RAM (Random-access memory) , ROM (Read-Only Memory) or an EEPROM (Electrical Erasable Programmable ROM) . In some embodiments, a carrier may contain the computer program 805. The carrier may be one of an electronic signal, an optical signal, an electromagnetic signal, a magnetic signal, an electric signal, a radio signal, a microwave signal, or computer readable storage medium. The computer-readable storage medium may be e.g. a CD, DVD or flash memory, from which the program could be downloaded into the memory 804. Alternatively, the computer program may be stored on a server or any other entity to which the control unit 102 has access via the communication unit 802. The computer program 805 may then be downloaded from the server into the memory 804.

[0045] Although the description above contains a plurality of specificities, these should not be construed as limiting the scope of the concept described herein but as merely providing illustrations of some exemplifying embodiments of the described concept. It will be appreciated that the scope of the presently described concept fully encompasses other embodiments which may become obvious to those skilled in the art,  and that the scope of the presently described concept is accordingly not to be limited. Reference to an element in the singular is not intended to mean "one and only one" unless explicitly so stated, but rather "one or more. " Further, the term “a number of” , such as in “a number of wireless devices” signifies one or more devices. All structural and functional equivalents to the elements of the above-described embodiments that are known to those of ordinary skill in the art are expressly incorporated herein by reference and are intended to be encompassed hereby. Moreover, it is not necessary for an apparatus or method to address each and every problem sought to be solved by the presently described concept, for it to be encompassed hereby. In the exemplary figures, a broken line generally signifies that the feature within the broken line is optional.

Claims

1.A method performed by a control unit (102) for verifying a current position (208) of a lawn mower (100) , the lawn mower (100) being equipped with a position unit (104) and at least one motion sensor (106) , the position unit (104) being arranged for obtaining the current position (208) and a previous position (202) of the lawn mower (100) based on data provided by at least one external device (110) , the at least one motion sensor (106) being arranged for detecting motion related data of the lawn mower (100) , the method comprises:receiving (302) the current position (208) of the lawn mower (100) from the position unit (104) ;determining (304) an estimated current position (204) of the lawn mower (100) based on the previous position (202) of the lawn mower (100) , the motion related data detected by the at least one motion sensor (106) and time information, wherein the previous position (202) is a position previously received from the position unit (104) and verified as a valid position;determining (306) a possible position area (206) based on the estimated current position (204) ;comparing (308) the possible position area (206) and the current position (208) ; andverifying (310) the current position (208) as a valid current position if the current position (208) is within the possible position area (206) .2.The method according to claim 1, wherein the at least one sensor (106) comprises an odometry, an inertial measurement unit and / or a combination thereof.3.The method according to any one of the claims 1-2, wherein the motion related data of the lawn mower (100) comprises wheel speed, wheel direction and / or acceleration.4.The method according to claim 1-3, wherein the received current position (208) and the previous position (202) of the lawn mower (100) from the at least one external device (110) are determined by using any one of Real-Time Kinematic, RTK, Global Navigation Satellite System, GNSS, or any combination thereof.5.The method according to claim 1-4, wherein, if the current position (208) is outside the possible position area (206) , the current position (208) is verified as an invalid position, and the method further comprises instructing (310) the lawn mower (100) to perform a safety operation.6.The method according to claim 5, wherein the safety operation comprises moving at a speed which is below a predefined threshold, stopping and / or disregarding the current position (208) from the position unit (104) .7.A control unit (102) for verifying a current position (208) of a lawn mower (100) , the control unit (102) comprising a processing circuitry (803) and a memory (804) , the memory (804) containing instructions executable by the processing circuitry (803) , the lawn mower (100) being equipped with a position unit (104) and at least one motion sensor (106) , the position unit (104) being arranged for obtaining the current position (208) and a previous position (202) of the lawn mower (100) based on data provided by at least one external device (110) , the at least one motion sensor (106) being arranged for detecting motion related data of the lawn mower (100) , when the instructions are executed by the processing circuitry (803) , the control unit (102) is operative for:receiving the current position (208) of the lawn mower (100) from the position unit (104) ;determining an estimated current position (204) of the lawn mower (100) based on the previous position (202) of the lawn mower (100) , the motion related data detected by the at least one motion sensor (106) and time information, wherein the previous position (202) is a position previously received from the position unit (104) and verified as a valid position;determining a possible position area (206) based on the estimated current position (204) ;comparing the possible position area (206) and the current position (208) ; andverifying the current position (208) as a valid current position if the current position (208) is within the possible position area (206) .8.The control unit (102) as claimed in claim 7, wherein the control unit (102) is further operative for performing the methods defined in any one of the claims 2-6.9.The control unit (102) as claimed in claim 7 or 8, wherein the control unit (102) is arranged on a lawn mower (100) or on a network entity.10.A lawn mower (100) comprises the control unit (102) defined in any one of the claims 7-9.11.A computer program (805) comprising instructions, which, when executed by a processing circuitry (803) of a control unit (102) , controlling the control unit (102) for verifying a current position (208) of a lawn mower (100) , causes the control unit (102) to perform methods as claimed in claims 1-6.12.A carrier containing the computer program (805) according to claim 11, wherein the carrier is one of an electronic signal, an optical signal, a radio signal, an electric signal, or a computer readable storage medium

Images