基于杂波分析的草地识别方法技术

本发明专利技术公开一种基于杂波分析的草地识别方法，包括可以自主移动的运动平台，所述的运动平台内部设置处理器，所述的运动平台底部安装超声波发射模块和超声波接收模块，所述的处理器内部设置草地识别算法，确认所述的运动平台所在位置是否为草地，所述的草地识别算法包括以下步骤：(1)所述的超声波发射模块发射一个单周期超声波，所述的处理器在间隔ΔT时间后，将所述的超声波接收模块输出信号转换为数字采样信号f(n)；(2)比较出采样信号f(n)的最大值f

【技术实现步骤摘要】
基于杂波分析的草地识别方法
本专利涉及基于杂波分析的草地识别方法，属于移动机器人

技术介绍
割草机器人只有具备草地识别能力，才能在设定的工作区域正常工作。草地所具有的特征是普通土地上生长绿色的草，草的种类很多，叶片有长有短，有宽有细，有系数有茂密的。目前，检测草地主要有两种方式。一种是识别颜色特征的方法。图像传感器采集地面图像，采用图像处理算法分析图像的颜色信息，以绿色作为识别特征。但是这种方法不能解决光照条件变化对成像质量的影响。另一种是以植物的导电特性作为特征进行识别。割草机器人底部安装两个电极构成传感器，当割草机器人在草地上时，草的叶片会连接两个电极，因为含有水分，具有一定的导电性，会对电极之间的导电特性产生影响，相对于空气，具有显著的区别特征。但是这种方法对于草地稀疏或者过于干燥就会检测失败。因此，我们需要探索出一种割草机器人进行草地识别的可靠方法。
技术实现思路
针对上述问题，本专利提出一种基于杂波分析的草地识别方法，以草坪对超声波的多次反射为特性，进行草地识别。本专利解决其技术问题所采用的技术方案是：基于杂波分析的草地识别方法，包括可以自主移动的运动平台，所述的运动平台内部设置处理器，所述的运动平台底部安装超声波发射模块和超声波接收模块，所述的超声波发射模块设置超声波发射探头和信号驱动电路，所述的超声波接收模块设置超声波接收探头和信号放大电路，所述的信号驱动电路和信号放大电路连接所述的处理器，所述的处理器内部设置草地识别算法，确认所述的运动平台所在位置是否为草地，所述的草地识别算法包括以下步骤：(1)所述的处理器每隔固定时间T，通过所述的超声波发射模块发射一个单周期超声波，所述的处理器在超声波信号发射之后间隔ΔT时间，将所述的超声波接收模块输出信号经过AD采样转换为数字采样信号f(n),n=1,2,3...，采样时间间隔为Δt；当采样次数达到N以后，结束采样过程，其中ΔT为信号发射至信号采样的时间间隔，Δt为两个AD采样之间的时间间隔；(2)比较出数字信号f(n)的最大值fmax，采样序号为nmax；(3)从f(nmax)向f(1)搜索第一个过零点，采样序号为ncross；(4)计算杂波信号和∑f=；(5)如果杂波信号和∑f>K，则判断为草地；否则，则判断为非草地，其中K为经验阈值。本专利的有益效果主要表现在：分析声波反射波形，识别植物反射的杂乱、低强度的反射波，作为草坪与普通地面的区别特征，进行草地识别，非接触式检测，可靠性高。附图说明图1是本专利实施方式的原理框图；图2是地面反射波形示意图；图3是草地反射波形示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述：参照图1-3，基于杂波分析的草地识别方法，包括可以自主移动的运动平台，所述的运动平台可设置驱动轮和支撑轮，可以实现执行、后退以及任意角度的旋转。所述的运动平台内部设置处理器1，所述的运动平台底部安装超声波发射模块和超声波接收模块，所述的超声波发射模块设置超声波发射探头3和信号驱动电路2，所述的超声波接收模块设置超声波接收探头5和信号放大电路4，所述的信号驱动电路2和信号放大电路4连接所述的处理器1。所述的处理器1通过所述的信号驱动电路2控制所述的超声波发射探头3发射超声波信号，超声波信号反射以后由所述的超声波接收探头5转换成电信号，经过所述的信号放大电路4传送给所述的处理器1进行AD采样。所述的处理器1内部设置草地识别算法，确认所述的运动平台所在位置是否为草地，所述的草地识别算法包括以下步骤：(1)所述的处理器1每隔固定时间T，通过所述的超声波发射模块发射一个单周期超声波，所述的处理器1在超声波信号发射之后间隔ΔT时间，将所述的超声波接收模块输出信号经过AD采样转换为数字采样信号f(n),n=1,2,3...，采样时间间隔为Δt；当采样次数达到N以后，结束采样过程，其中ΔT为信号发射至信号采样的时间间隔，Δt为两个AD采样之间的时间间隔；所述的处理器1间隔ΔT时间后再进行信号采样，是为了避免所述的超声波发射探头3对超声波接收探头5的直接干扰。ΔT时间可设置为超声波信号从所述的超声波发射探头3传播到所述的超声波接收探头5所需的时间。同时，采样时间间隔Δt的N倍，应该小于固定时间T，即采样应该在固定时间T内完成。(2)比较出数字信号f(n)的最大值fmax，采样序号为nmax；最大值fmax对应了地面反射的超声波在所述的超声波接收探头5引起的震荡。(3)从f(nmax)向f(1)搜索第一个过零点，采样序号为ncross；从f(nmax)向f(1)方向的第一个过零点为地面反射的超声波在所述的超声波接收探头5引起的震荡的结束位置。采用的方法为：当f(i)与f(i-1)方向相反时，ncross=i为过零点位置。(4)计算杂波信号和∑f=；将地面反射超声波产生的震荡信号之前的采样信号求和，得到地面反射波到达之前的回波信号，如果是普通地面，所述的超声波发射探头3到地面之间没有任何可以反射超声波的物体，因此杂波信号和∑f接近于零；反之，如果是草地，所述的超声波接收探头5到地面之间存在层层叠叠的草叶或者草茎，因此杂波信号和∑f具有一定的幅值，可作为草地识别的特征信号。(5)如果杂波信号和∑f>K，则判断为草地；否则，则判断为非草地，其中K为经验阈值。以杂波信号和∑f作为判断依据，判别当前位置是否为草地。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于杂波分析的草地识别方法，包括可以自主移动的运动平台，所述的运动平台内部设置处理器，所述的运动平台底部安装超声波发射模块和超声波接收模块，所述的超声波发射模块设置超声波发射探头和信号驱动电路，所述的超声波接收模块设置超声波接收探头和信号放大电路，所述的信号驱动电路和信号放大电路连接所述的处理器，其特征在于：所述的处理器内部设置草地识别算法，确认所述的运动平台所在位置是否为草地，所述的草地识别算法包括以下步骤：/n(1)所述的处理器每隔固定时间T，通过所述的超声波发射模块发射一个单周期超声波，所述的处理器在超声波信号发射之后间隔ΔT时间，将所述的超声波接收模块输出信号经过AD采样转换为数字采样信号f(n),n=1,2,3...，采样时间间隔为Δt；当采样次数达到N以后，结束采样过程，其中ΔT为信号发射至信号采样的时间间隔，Δt为两个AD采样之间的时间间隔；/n(2)比较出数字信号f(n)的最大值f

【技术特征摘要】
1.基于杂波分析的草地识别方法，包括可以自主移动的运动平台，所述的运动平台内部设置处理器，所述的运动平台底部安装超声波发射模块和超声波接收模块，所述的超声波发射模块设置超声波发射探头和信号驱动电路，所述的超声波接收模块设置超声波接收探头和信号放大电路，所述的信号驱动电路和信号放大电路连接所述的处理器，其特征在于：所述的处理器内部设置草地识别算法，确认所述的运动平台所在位置是否为草地，所述的草地识别算法包括以下步骤：
(1)所述的处理器每隔固定时间T，通过所述的超声波发射模块发射一个单周期超声波，所述的处理器在超声波信号发...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑜，
申请(专利权)人：杭州晶一智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33