一种智能割草机的路径规划方法技术

本发明专利技术公开了一种智能割草机的路径规划方法,其以初始位置为原点建立坐标系；控制所述智能割草机沿所述边界线绕所述工作区域行走一圈，利用陀螺仪传感器实时获取所述智能割草机的行进角度值，并记录实时移动距离值，从而得到所述智能割草机的实时位置坐标；基于所述智能割草机从所述边界线起点到终点行走过程记录的全程位置坐标构建全局区域地图；根据所述全局区域地图，以及所述智能割草机的实时位置坐标，控制所述智能割草对所述工作区域进行规划覆盖。本发明专利技术公开了一种智能割草机位置的路径规划方法，能够在不依赖于外界参考的情况下，精确地确定智能割草机直线行驶距离与转弯转过角度，并以此为基础确定割草机的实时位置坐标。

A Path Planning Method for Intelligent Mower

【技术实现步骤摘要】
一种智能割草机的路径规划方法
本专利技术涉及自动控制领域，特别是涉及一种智能割草机的路径规划方法。
技术介绍
智能割草机被广泛应用于家庭庭院草坪的维护、大型草地的修剪。智能割草机的平台融合了运动控制、多传感器融合、路径规划等技术。为了实现智能割草机的预定功能，需要对割草机器人的路径进行全区域覆盖规划，使其完全覆盖工作环境中所有无障碍的区域.根据不同的策略，全区域覆盖路径规划又可分为随机路径规划和非随机路径规划两种。目前，世面上目前市场上大部分智能割草机采用是并无精准定位的随机路径覆盖方式，工作面积覆盖率低，耗时长，效率低，容易发生部分区域与角落的漏切割和重复切割，且切割耗时长。而采用改进算法规划的扫地机器人优化了弓形切割模式，但因为实现方式上没有定位，本质上还是随机式，价格较高，性价比较低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种新的自移动设备回归路径的控制方法来解决上述问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种智能割草机的路径规划方法，所述智能割草机包括主控模块以及用于感测所述智能割草机行进方向的陀螺仪传感器，所述智能割草机在由边界线围设的工作区域内行走和工作，其特征在于，所述路径规划方法包括：以初始位置为原点建立坐标系；控制所述智能割草机沿所述边界线绕所述工作区域行走一圈，利用陀螺仪传感器实时获取所述智能割草机的行进角度值，并记录实时移动距离值，从而得到所述智能割草机的实时位置坐标；基于所述智能割草机从所述边界线起点到终点行走过程记录的全程位置坐标构建全局区域地图；根据所述全局区域地图，以及所述智能割草机的实时位置坐标，控制所述智能割草对所述工作区域进行规划覆盖。优选的，所述规划覆盖包括以下步骤：获取所述智能割草机与所述边界线的实时距离值，控制所述智能割草机的实时行进方向大致与所述边界线平行且保持预设距离值A，按照第一时针方向进行第一圈回字形行走；当所述智能割草机完成第一圈回字形行走，所述主控模块控制所述智能割草机行进至与所述边界线的距离增加所述预设距离值A的位置，继续控制所述智能割草机行进方向大致与所述边界线平行，按照所述第一时针方向进行第二圈的回字形行走；所述智能割草机每完成一圈回字形行走，所述主控模块控制所述智能割草机与所述边界线的距离增加所述预设距离值A，执行下一圈回字形行走，直到完成一遍所述工作区域覆盖。优选的，所述智能割草机包括边界信号检测装置，所述边界线用于产生边界信号，所述主控模块根据所述边界信号检测装置检测到的所述边界信号的强度计算所述智能割草机与所述边界线的实时距离值。优选的，在完成一遍所述工作区域覆盖之后，所述主控模块控制所述智能割草机沿着与所述第一时针方向相反的第二时针方向进行回字形行走，所述智能割草机每完成一圈回字形行走，所述主控模块控制所述智能割草机行进至与所述边界线的距离增加所述预设距离值B，执行下一圈回字形行走，直到完成第二遍所述工作区域覆盖。优选的，根据回字形路径每一圈所记录的位置坐标数据，并对全局区域地图进行校正。优选的，所述初始位置为充电站，所述充电站设置于所述边界线上。优选的，所述规划覆盖包括如下步骤：沿着大致平行于边界线而大致垂直于充电站轴线的路线，进行弓字形的直线往复行走，直到完成全部所述工作区域覆盖，相邻的直线移动路径相互平行且间隔相等的预设宽度。优选的，所述规划覆盖包括如下步骤：控制所述智能割草机沿着大致与所述边界线或所述充电站的轴线成45度角度的路线，进行弓字形的直线往复行走，直到完成全部所述工作区域覆盖，相邻的直线移动路径相互平行且间隔相等的预设宽度。优选的，当完成全部工作区域覆盖之后，所述主控模块控制所述智能割草机沿着与上一次相反的方向，执行所述规划覆盖，直到再次完成全局工作区域覆盖。所述智能割草工作时，其以边界线作为实时位置优先判断依据,当割草机在行走过程中，如果边界信号检测装置检测到割草机碰到边界线，则割草机执行转弯动作并进入下一个直线行走路径,且所述割草机记录碰到边界线的点相对于基站的位置信息并以此点更新所述智能割草机在全局区域地图中的位置。优选的，所述智能割草机包括行走轮以及驱动所述行走轮的驱动电机，所述实时移动距离值是根据所述行走轮的转速或所述驱动电机的转速计算得到。有益效果：根据本专利技术的实施例，智能割草机能够在不依赖于外界参考的情况下，精确地确定智能割草机直线行驶距离与转弯转过角度，并以此为基础确定割草机的行走位置，对工作区域进行高效率的覆盖，节省工作时间。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本专利技术的其它特征及方面将变得清楚。附图说明包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本专利技术的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本专利技术的原理。图1是根据本专利技术第一实施例的智能割草机、充电站及其工作区域的示意图；图2和图3是本专利技术第一实施例的智能割草机的路径规划示意图；图4是本专利技术第二实施例的智能割草机的路径规划示意图；图5是本专利技术第三实施例的智能割草机的路径规划示意图。具体实施方式以下将参考附图详细说明本专利技术的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。另外，为了更好的说明本专利技术，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本专利技术同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本专利技术的主旨。实施例1图1是根据本专利技术一实施例提供的智能割草机100、工作区域5和充电站10的示意图。如图1所示，所述智能割草机100包括机体110，设置于机体110上的行走轮(未示出)，驱动行走轮前进或后退的驱动电机(未示出)。机体110上和机体110内部设有各种感应器，比如陀螺仪传感器、加速度传感器和碰撞传感器等，可检测行进距离、行进角度、机身状态和障碍物等，如碰到墙壁或其他障碍物，会自行转弯，并依不同的设定，而走不同的路线，有规划地割草。智能割草机100还包括主控模块，主控模块控制智能割草机100自主在工作区域5内行走和对草坪进行修剪。工作区域5是由与充电站10连接的边界线6围成。具体的，边界线6从充电站10的正极接线端子引出，围绕工作区域5，然后连接至充电站10的负极接线端子。充电站10包括信号产生装置，用于产生一定频率的脉冲信号，通向边界线6中，通有脉冲信号的边界线6在其周围产生边界信号，具体的边界信号为电磁信号。智能割草机100上有两个到四个边界信号检测装置(101,101’)，布置在机器前部两侧，边界信号检测装置接收边界线6发出的电磁信号，并通过该电磁信号的极性判断智能割草机100位于边界线6内(即工作区域5内)或位于边界线6外(即工作区域5外)。当边界信号检测装置在边界线6以内时，接收到的是在边界线6内信号；当边界信号检测装置在边界线6以外时，接收到的是在边界线6外信号。当边界信号检测装置接收到的是在边界线6外信号时，主控模块控制智能割草机100转向，从而保证智能割草机100不会越出边界线6，始终都被限定在该特本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能割草机的路径规划方法，所述智能割草机包括主控模块以及用于感测所述智能割草机行进方向的陀螺仪传感器，所述智能割草机在由边界线围设的工作区域内行走和工作，其特征在于，所述路径规划方法包括：以初始位置为原点建立坐标系；控制所述智能割草机沿所述边界线绕所述工作区域行走一圈，利用陀螺仪传感器实时获取所述智能割草机的行进角度值，并记录实时移动距离值，从而得到所述智能割草机的实时位置坐标；基于所述智能割草机从所述边界线起点到终点行走过程记录的全程位置坐标构建全局区域地图；根据所述全局区域地图，以及所述智能割草机的实时位置坐标，控制所述智能割草对所述工作区域进行规划覆盖。

【技术特征摘要】
1.一种智能割草机的路径规划方法，所述智能割草机包括主控模块以及用于感测所述智能割草机行进方向的陀螺仪传感器，所述智能割草机在由边界线围设的工作区域内行走和工作，其特征在于，所述路径规划方法包括：以初始位置为原点建立坐标系；控制所述智能割草机沿所述边界线绕所述工作区域行走一圈，利用陀螺仪传感器实时获取所述智能割草机的行进角度值，并记录实时移动距离值，从而得到所述智能割草机的实时位置坐标；基于所述智能割草机从所述边界线起点到终点行走过程记录的全程位置坐标构建全局区域地图；根据所述全局区域地图，以及所述智能割草机的实时位置坐标，控制所述智能割草对所述工作区域进行规划覆盖。2.根据权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，所述规划覆盖包括以下步骤：获取所述智能割草机与所述边界线的实时距离值，控制所述智能割草机的实时行进方向大致与所述边界线平行且保持预设距离值A，按照第一时针方向进行第一圈回字形行走；当所述智能割草机完成第一圈回字形行走，所述主控模块控制所述智能割草机行进至与所述边界线的距离增加所述预设距离值A的位置，继续控制所述智能割草机行进方向大致与所述边界线平行，按照所述第一时针方向进行第二圈的回字形行走；所述智能割草机每完成一圈回字形行走，所述主控模块控制所述智能割草机与所述边界线的距离增加所述预设距离值A，执行下一圈回字形行走，直到完成一遍所述工作区域覆盖。3.根据权利要求2所述的路径规划方法，其特征在于，所述智能割草机包括边界信号检测装置，所述边界线用于产生边界信号，所述主控模块根据所述边界信号检测装置检测到的所述边界信号的强度计算所述智能割草机与所述边界线的实时距离值。4.根据权利要求2所述的路径规划方法，其特征在于，在完成一遍所述工作区域覆盖之后，所述主控模块控制所述智能割草机沿着与所述第一时针方向相反的第二时针方向进行回字形行...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱典悝，叶坚泽，叶晓波，
申请(专利权)人：宁波大叶园林设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33