一种割草机器人的控制方法及自动控制割草系统技术方案

本发明专利技术公开了一种割草机器人的控制方法及自动控制割草系统。首先实时获取在割草机器人附近草坪的视频图像；其次对以上视频图像进行处理，实时获得在割草机器人附近的草坪上被切割区域与未被切割区域的切割边界；最后根据得到的切割边界信息及一定的规则或方法，实时控制割草机器人的前进方向进行割草作业。割草机器人的控制方法是通过包括割草机器人、控制装置和图像采集处理装置的自动控制割草系统实现的。采用本发明专利技术可提高割草效率，大幅减小重复切割和遗漏切割的情况。

A control method of mowing robot and automatic control mowing system

The invention discloses a control method for a mowing robot and an automatic control mowing system. Firstly, the video image of the lawn near the mower robot is acquired in real time; secondly, the video image is processed to obtain the cutting boundary between the cut area and the uncut area on the lawn near the mower robot; finally, the cutting boundary information and some rules or methods are used to control the mowing in real time. The robot's forward direction is mowing. The control method of mowing robot is realized by automatic control mowing system which includes mowing robot, control device and image acquisition and processing device. The invention can improve the efficiency of mowing and reduce the situation of repeated cutting and missing cutting.

【技术实现步骤摘要】
一种割草机器人的控制方法及自动控制割草系统
本专利技术涉及一种割草机器人控制方法及自动控制割草系统，属于智能割草设备

技术介绍
园林绿化是我国社会城市化发展的重要组成部分，其中草坪作为不可或缺的一部分更是在居民生活区和城市绿化园扮演着相当重要的角色。草坪给人们提供良好生活环境的同时，其维护工作需要花费大量时间和精力，这就成为了一个不可忽视的问题。为了减少维护草坪所花的时间和精力，市场上出现了传统的割草器械和智能割草机器人，智能割草机器人相比于传统的割草器械来说具有智能化水平高、不依赖人工操作、更安全、更适合绿色环境的发展等优点。因此，随着市场发展，割草机器人必将逐渐取代传统非智能割草机。然而，实践中，割草效率低的问题是智能割草机器人应用中急需解决的一个问题。现有的大多数割草机器人设备在草坪边界内沿随机路径进行割草，遇到边界就转向或转弯，也有部分割草机器人采用GPS定位或惯性导航或其他的定位方法以构成电子地图，然后进行路径规划来提高割草效率，但是由于开发成本和定位误差的限制，不能很好地完成预定的计划，出现重割和漏割的情况。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术提供一种可提高割草效率，大幅减小重复切割的割草机器人的控制方法及对应的自动控制割草系统。技术方案：本专利技术所述的一种割草机器人的控制方法，包括以下步骤：(1)实时获取割草机器人附近草坪的视频图像；(2)对视频图像进行处理，判断割草机器人附近是否有被切割过区域与未被切割过区域的切割边界；(3)当割草机器人前进到电子篱笆边界时：若有切割边界，则根据该切割边界确定前进方向，并实时调整该方向前进，执行步骤(4)；若没有切割边界，则沿着电子篱笆边界的方向前进，执行步骤(5)；(4)沿着当前方向前进，直到遇到电子篱笆边界时，返回步骤(3)；(5)沿着当前方向前进，前进过程中若能遇到切割边界，则根据该切割边界确定前进方向，并实时调整该方向前进，返回步骤(3)；若沿着电子篱笆边界前进一周还没有遇到切割边界，则割草任务结束。步骤(1)所述视频图像主要有以割草机器人主体为基点，向割草机器人主体正前方“望出去”的视频图像及以割草机器人主体上方的某一点为基点，向割草机器人主体方向“望下去”的视频图像。步骤(3)所述的“根据该切割边界确定”的前进方向会根据切割边界实时调整，以使得在该方向切割时正在切割所新形成的已切割区域与进行当前切割之前的已切割的区域有尽可能小的面积重叠。本专利技术还公开了一种自动控制割草系统，包括割草机器人、控制装置及图像采集处理装置；割草机器人接收控制装置的指令，进行割草作业；控制装置，对外部输入的信息进行处理，并协调控制割草机器人各个部件活动；图像采集处理装置，采集割草机器人附近区域的视频图像，并对图像进行与切割边界相关的信息的处理。其中，控制器包括微控制器和控制电路，微控制器可根据图像采集处理装置所得到的切割边界的变化，计算出割草机器人的前进方向。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、利用已切割区域与未切割区域的边界进行割草机器人的路径规划，提高割草效率，大幅减小重复割草和遗漏割草的情况；2、利用带有图像采集处理装置和控制装置的自动控制割草系统，可以实时获取草坪信息，实时规划、修正割草路径，避免重割漏割的情况。附图说明图1为割草机器人控制方法流程图；图2为割草机器人控制方法切割路线图；图3为割草机器人控制方法切割路线图。具体实施方式下面结合附图对本发作行进一步详细说明。如图1所示，本专利技术提供了一种割草机器人的控制方法。实时获取割草机器人附近草坪的视频图像；对视频图像进行处理，判断割草机器人附近是否有被切割过区域与未被切割过区域的切割边界；割草任务开始时，割草机器人沿着任意方向前进，直到遇到电子篱笆边界为止。此时若能判断出切割边界，则根据此切割边界确定前进方向，并沿着该方向前进直到遇到电子篱笆边界为止，再进行切割边界的判断；此时若不能判断出切割边界，则割草机器人沿着电子篱笆边界的方向前进；在沿电子篱笆边界方向前进的过程中，若能判断出切割边界，则根据此切割边界确定前进方向，并沿着该方向前进；若沿电子篱笆边界方向前进一周仍没有判断出切割边界，则割草任务结束。电子篱笆边界是指限定割草机器人活动区域的界线，即割草机器人的工作区域不会超过此边界；切割边界是指已被切割过的区域与未被切割过的区域的界线。切割边界可以通过切割区域和未切割区域的草的高度和颜色的不同来判断。经过确定的前进方向是在识别到切割边界的情况下，由割草系统控制器计算得到方向，这个方向是根据图像采集和处理装置所得到的切割边界变化而变化的，是需要通过割草机器人控制器严格计算得到，并要求割草机器人的前进方向在一定进精度范围内与该方向保持一致。前进方向会根据切割边界实时调整且在该方向切割时割草机器人刀盘扫过的区域与已切割的区域始终重叠，但重叠的面积较小。图2为本专利技术在一个简单的实施环境中的切割路线图。割草任务开始，割草机器人从任一点S出发，沿着任意方向前进；当运动到a点附近时，检测到遇到电子篱笆边界，则进行转向掉头动作，同时进行寻找切割边界的动作；假设掉头方向为顺时针，则在转过了约180度时能够得到一个确定的方向，于是割草机器人沿着该方向继续前进割草。当割草机器人运动到b点附近时，检测到遇到电子篱笆边界，则进行转向掉头动作，同时进行寻找切割边界的动作；此时不能判断出切割边界并确定前进方向，则此时沿着电子篱笆边界的方向前进；假设沿着电子篱笆边界按逆时针前进，则当运动到c点附近时，可以判断出切割边界，此时根据该切割边界确定前进方向，并沿着该方向前进进行割草任务，以此类推，直到运行到d点附近时，割草任务结束。图3为本专利技术在另一个实施环境中的切割路线图吗，图中阴影部分该区域已经被切割过。割草任务开始，割草机器人从任一点S出发，沿着任意方向前进；当运动到a点附近时，检测到遇到电子篱笆边界，则进行转向掉头动作，同时进行寻找切割边界的动作；假设掉头方向为顺时针，则在转过了约180度时能够得到一个确定的方向，于是割草机器人沿着该方向继续前进割草。当割草机器人运动到b点附近时，遇到之前已经切割过的区域，由此区域形成的新的切割边界确定如图示的前进方向，依此方向前进；当割草机器人运动到c点附近时，检测到遇到电子篱笆边界，则进行转向掉头动作，同时进行寻找切割边界的动作；此时不能判断出切割边界并确定前进方向，则此时沿着电子篱笆边界的方向前进；假设沿着电子篱笆边界按逆时针前进，则当运动到d点时，可以判断出切割边界，此时根据该切割边界确定前进方向，并沿着该方向前进进行割草任务，以此类推，直到运行到e点附近时，割草任务结束。本专利技术还提供一种自动控制割草系统，所述系统包括割草机器人、控制装置及图像采集处理装置；割草机器人接收控制装置的指令，进行割草活动；控制装置，对外部输入的信息进行处理，并协调控制割草机器人各个部件活动；图像采集处理装置，采集割草机器人附近区域的视频图像，并对图像进行与切割边界相关的信息的处理。其中，控制器包括微控制器和控制电路，微控制器可根据图像采集处理装置所得到的切割边界的变化，计算出割草机器人的前进方向。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种割草机器人的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)实时获取割草机器人附近草坪的视频图像；(2)对视频图像进行处理，判断割草机器人附近是否有被切割过区域与未被切割过区域的切割边界；(3)当割草机器人前进到电子篱笆边界时：若有切割边界，则根据该切割边界确定前进方向，并实时调整该方向前进，执行步骤(4)；若没有切割边界，则沿着电子篱笆边界的方向前进，执行步骤(5)；(4)沿着当前方向前进，直到遇到电子篱笆边界时，返回步骤(3)；(5)沿着当前方向前进，前进过程中若能遇到切割边界，则根据该切割边界确定前进方向，并实时调整该方向前进，返回步骤(3)；若沿着电子篱笆边界前进一周还没有遇到切割边界，则割草任务结束。

【技术特征摘要】
1.一种割草机器人的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)实时获取割草机器人附近草坪的视频图像；(2)对视频图像进行处理，判断割草机器人附近是否有被切割过区域与未被切割过区域的切割边界；(3)当割草机器人前进到电子篱笆边界时：若有切割边界，则根据该切割边界确定前进方向，并实时调整该方向前进，执行步骤(4)；若没有切割边界，则沿着电子篱笆边界的方向前进，执行步骤(5)；(4)沿着当前方向前进，直到遇到电子篱笆边界时，返回步骤(3)；(5)沿着当前方向前进，前进过程中若能遇到切割边界，则根据该切割边界确定前进方向，并实时调整该方向前进，返回步骤(3)；若沿着电子篱笆边界前进一周还没有遇到切割边界，则割草任务结束。2.根据权利要求1所述的割草机器人的控制方法，其特征在于，步骤(1)所述视频图像主要以割草机器人主体为基点，向割草机器人主体正前方“望出去”的视频图像及以割草...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兴松，吴瀛东，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32