基于声波反射峰值分析的草地识别方法技术

本发明专利技术公开一种基于声波反射峰值分析的草地识别方法，包括运动平台，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与所述的处理器连接的特性频率为v的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，包括以下步骤：(1)所述的超声波发射模块发射一组频率为v的超声波，所述的处理器间隔ΔT时间后，将所述的超声波接收模块输出信号进行AD采样转换为采样信号f(n)，采样时间间隔Δt=1/(N·v)；当采样次数达到x·N以后，结束采样过程；(2)比较出采样信号f(n)的最大值f

【技术实现步骤摘要】
基于声波反射峰值分析的草地识别方法
本专利涉及基于声波反射峰值分析的草地识别方法，属于移动机器人

技术介绍
随着社会的发展，人们的生活质量得到很高的提升。在生产领域，六自由度机器人已经成为自动化的三大支柱之一，让人们摆脱繁重、重复性的工作。自动化焊接、自动化喷漆和自动化搬运等。近年来，社会的进一步发展，推动了物流机器人的广泛应用，包括物流公司的包裹分拣及转运，以及生产现场的物料运输。不久的未来，无人化生产将成为普遍的形态。在民用领域，机器人并没有得到相应的迅速发展。而实际情况是，人们在日常生活中花费在家务上的时间非常多，并且容易让人疲劳及厌倦。从严格意义上讲，自动吸尘器是机器人在家庭环境的成功应用。自动吸尘器可以进行日常地面的清洁维护，为人们节约了不少时间，这只是一个开始，还有很多需要完善和提高的地方。而草坪维护，也是一个非常费时和辛苦的工作，因此催生了自动割草机。自动割草机的工作环境比自动吸尘器的工作环境简单，没有复杂的家具之类的东西，但是没有固有的边界。目前还没有一种可靠的草地识别技术，自动割草机就无法识别自己工作区域的边界，这个特征制约了自动割草机的普及。
技术实现思路
针对上述问题，本专利提出一种基于声波反射峰值分析的草地识别方法，以草地反射超声波的峰值之和作为特性，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：基于声波反射峰值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，所述的超声波发射探头和超声波接收探头的特性频率为v，所述的处理器内部设置草地识别算法，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组频率为v的超声波，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采样转换为采样信号f(n),n=1,2,3...，采样时间间隔Δt=1/(N·v)，为两次AD采样之间的时间间隔；当采样次数达到x·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，N为单个超声波周期内的采样次数，x是超声波信号采样的周期数；(2)比较出采样信号f(n)的最大值fmax，采样序号为nmax；(3)将局部峰值的绝对值求和，得到峰值和∑f=f(nmax)+f(nmax+N)+f(nmax+2N)+...；(4)如果峰值和∑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，提取反射超声波的峰值，并求和，将地面反射的声波能量进行量化，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，并且抗干扰能力强。附图说明图1是本专利实施方式的原理框图；图2是超声波反射波形示意图。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1-2，基于声波反射峰值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，可以实现直行、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。所述的超声波发射探头3和超声波接收探头5的特性频率设置为相同频率，即为v。所述的处理器1内部设置草地识别算法，用于判断当前位置是否为草地，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组频率为v的超声波，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采样转换为采样信号f(n),n=1,2,3...，采样时间间隔Δt=1/(N·v)，为两次AD采样之间的时间间隔；当采样次数达到x·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，N为单个超声波周期内的采样次数，x是超声波信号采样的周期数；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，而不是反射信号。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。采样时间间隔Δt设置为超声波信号周期的1/N，是为了易于实现采样过程与超声波信号同步；同时，采样时间间隔Δt的x·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)比较出采样信号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引起震荡的第一个周期的峰值。(3)将局部峰值的绝对值求和，得到峰值和∑f=f(nmax)+f(nmax+N)+f(nmax+2N)+...；在获得最大值fmax及采样序号nmax后，向后每个超声波周期，就是一个峰值。将峰值求和，得到的数值与地面反射的声波能量相对应。因为草地上草茎及草叶对声波的吸收及散射，反射回去的能量又比普通地面的反射能量要少，因此可作为区分草地与普通地面的特征。(4)如果峰值和∑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。以峰值和∑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.基于声波反射峰值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，所述的超声波发射探头和超声波接收探头的特性频率为v，其特征在于：所述的处理器内部设置草地识别算法，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组频率为v的超声波，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采样转换为采样信号f(n),n=1,2,3...，采样时间间隔Δt=1/(N·v)，为两次AD采样之间的时间间隔；当采样次数达到x·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，N为单个超声波周期内的采样次数，x是超声波信号采样的周期数；/n(2)比较出采样信号f(n)的最大值f

【技术特征摘要】
1.基于声波反射峰值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，所述的超声波发射探头和超声波接收探头的特性频率为v，其特征在于：所述的处理器内部设置草地识别算法，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组频率为v的超声波，所述的处理器在超声波信号发射之后间隔ΔT时间，...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
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