自主作业设备及其控制方法、计算机可读存储介质和自主作业系统技术方案

本发明专利技术提供一种自主作业设备及其控制方法、计算机可读存储介质和包括该自主作业设备的自主作业系统。该自主作业系统可在由边界围合的预设工作区域内行走，其包括主体机构、移动机构、检测模块和控制模块；控制模块根据自主作业设备驶向边界到达预设位置时自主作业设备与边界的相对位置关系，判断自主作业设备的朝向与边界方向的相对关系，进而根据自主作业设备的朝向与边界方向的相对关系，控制自主作业设备转向的方向，从而实现高效转向，减少系统资源消耗。系统资源消耗。系统资源消耗。

【技术实现步骤摘要】
自主作业设备及其控制方法、计算机可读存储介质和自主作业系统


[0001]本专利技术涉及自动控制领域，具体涉及一种自主作业设备及其控制方法，还涉及一种计算机可读存储介质和具有该可读存储介质的自主作业设备，还涉及一种包括上述自主作业设备的自主作业系统。

技术介绍

[0002]目前市场主流智能割草机大多以随机路径的方式在工作区域内行走并作业，工作区域由边界线围合限定，边界线通常为闭合通电导线。工作状态时，智能割草机在工作区域内沿直线行走并作业，在遇到边界线时，按照预设的行为规则转向后驶离边界线。随着被越来越多的用户所接受和使用，智能割草机需要处理的场景也越来越复杂。对于完全随机行走(即遇到边界时完全随机转向)的智能割草机，往往需要消耗大量的时间才能通过诸如狭窄通道这样的特殊场景，有时甚至会无法通过。
[0003]针对上述问题，现有技术中已存在一系列解决方案。典型地，如专利文献CN102768533B要求保护一种智能割草机的转向方法，需要根据界限侦测模块发送的代表智能割草机和界限之间的角度关系的信号，控制智能割草机向减小其中轴线和界限所成的锐角夹角或直角夹角方向转动，使得转向完成时智能割草机的中轴线始终与界限的一侧边成锐角或直角，该界限的另一侧边在转向开始时与智能割草机的中轴线成锐角或直角。又如专利文献CN102768534B要求保护一种智能割草机的转向方法，需要根据界限侦测模块发送的代表割草机其中一侧更接近界限的信号，判断割草机的哪一侧更接近界限；若左侧更接近界限，则割草机顺时针旋转；若右侧更接近边界，则割草机逆时针旋转；使得转向完成时，始终为割草机的一侧到边界的距离小于另一侧到边界的距离。虽然能够较好地解决上述问题，但上述现有技术在判断转向方向时，判断逻辑较为复杂，会消耗较多的系统资源。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种自主作业设备，能够替代
技术介绍
所述的技术方案并实现相同或相似的技术效果，进一步地能够简化转向方向的判断逻辑，减少系统资源消耗。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术一具体实施方式提供了一种自主作业设备，被构造为可在预设的工作区域内行走，所述工作区域由边界围合形成；所述自主作业设备包括主体机构，被构造为具有纵向中轴线；移动机构，被构造为安装在所述主体机构上，带动所述自主作业设备行走和转向；检测模块，被构造为当所述自主作业设备驶向边界到达预设位置时，检测所述自主作业设备与边界的相对位置关系；控制模块，被构造为与所述移动机构和所述检测模块电连接，根据所述自主作业设备驶向边界到达预设位置时所述自主作业设备与边界的相对位置关系，判断所述自主作业设备的朝向与边界方向的相对关系；根据所述自主作业设备的朝向与边界方向的相对关系，控制所述自主作业设备转向的方向。
[0006]作为本专利技术一具体实施方式的优选，所述检测模块被构造为包括至少两个边界传感器；所述预设位置为所述至少两个边界传感器中的一个位于所述工作区域之外且另一个不位于所述工作区域之外。
[0007]作为本专利技术一具体实施方式的优选，所述控制模块被构造为当所述至少两个边界传感器中的一个位于所述工作区域之外且另一个不位于所述工作区域之外时，根据所述至少两个边界传感器接收到的所述边界的信号，判断所述自主作业设备的朝向与边界方向的相对关系。
[0008]作为本专利技术一具体实施方式的优选，所述控制模块被构造为当所述自主作业设备的朝向顺着所述边界方向时，控制所述自主作业设备朝第一方向转向；当所述自主作业设备的朝向逆着所述边界方向时，控制所述自主作业设备朝第二方向转向；其中，所述第一方向与所述第二方向相反。
[0009]作为本专利技术一具体实施方式的优选，所述边界为通电闭合导线；所述边界方向为所述边界的电流方向；以俯视视角观察，所述边界方向为逆时针方向时，所述第一方向为左，所述第二方向为右。
[0010]作为本专利技术一具体实施方式的优选，所述边界为通电闭合导线；所述边界方向为所述边界的电流方向；以俯视视角观察，所述边界方向为顺时针方向时，所述第一方向为右，所述第二方向为左。
[0011]为解决上述技术问题，本专利技术一具体实施方式提供了另一种自主作业设备，被构造为可在预设的工作区域内行走，所述工作区域由边界围合形成，所述边界被构造为闭合通电导线；所述自主作业设备包括主体机构，被构造为具有纵向中轴线；移动机构，被构造为安装在所述主体机构上，带动所述自主作业设备行走和转向；检测模块，被构造为包括左边界传感器和右边界传感器；控制模块，被构造为与所述移动机构和所述检测模块电连接，根据所述自主作业设备驶向边界到达预设位置时所述左边界传感器和所述右边界传感器检测到的所述通电闭合导线中电流产生的磁场方向，控制所述自主作业设备转向的方向。
[0012]作为本专利技术一具体实施方式的优选，所述控制模块被构造为根据所述边界传感器通过检测所述通电闭合导线中电流产生的磁场方向判断所述边界传感器是否位于所述工作区域之外；以俯视视角观察，所述控制模块被构造为当所述右边界传感器检测到代表位于所述工作区域之外的磁场信号，左边界传感器未检测到代表位于所述工作区域之外的磁场信号，则控制所述自主作业设备逆时针旋转；当所述左边界传感器检测到代表位于所述工作区域之外的磁场信号，右边界传感器未检测到代表位于所述工作区域之外的磁场信号，则控制所述自主作业设备顺时针旋转。
[0013]作为本专利技术一具体实施方式的优选，以俯视视角观察，所述控制模块被构造为当所述右边界传感器检测到所述通电闭合导线中电流产生磁场的方向发生反转，左边界传感器未检测到所述通电闭合导线中电流产生磁场的方向发生反转，则控制所述自主作业设备逆时针旋转；当所述左边界传感器检测到所述通电闭合导线中电流产生磁场的方向发生反转，右边界传感器未检测到所述通电闭合导线中电流产生磁场的方向发生反转，则控制所述自主作业设备顺时针旋转。
[0014]作为本专利技术一具体实施方式的优选，所述控制模块被构造为控制所述自主作业设备在预设位置旋转第一预设角度后完成转向。
[0015]作为本专利技术一具体实施方式的优选，所述第一预设角度为在第一角度范围内随机取值；所述第一角度范围的最小值不小于90
°
，所述第一角度范围的最大值不大于180
°
。
[0016]作为本专利技术一具体实施方式的优选，所述第一预设角度为直角或钝角。
[0017]作为本专利技术一具体实施方式的优选，所述控制模块被构造为控制所述自主作业设备在驶向边界到达所述预设位置之前的速度矢量沿所述边界的分量，与所述自主作业设备在转向后驶离边界的速度矢量沿所述边界的分量具有相同的方向。
[0018]作为本专利技术一具体实施方式的优选，所述控制模块被构造为所述自主作业设备驶向边界到达预设位置时，控制所述自主作业设备旋转到所述纵向中轴线与所述边界大致平行，再旋转第二预设角度后完成转向。
[0019]作为本专利技术一具体实施方式的优选，所述第二预设角度为在第二角度范围内随机取值；所述第二角度范围的最小值大于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自主作业设备，被构造为可在预设的工作区域内行走，所述工作区域由边界围合形成；其特征是，所述自主作业设备包括主体机构，被构造为具有纵向中轴线；移动机构，被构造为安装在所述主体机构上，带动所述自主作业设备行走和转向；检测模块，被构造为当所述自主作业设备驶向边界到达预设位置时，检测所述自主作业设备与边界的相对位置关系；控制模块，被构造为与所述移动机构和所述检测模块电连接，根据所述自主作业设备驶向边界到达预设位置时所述自主作业设备与边界的相对位置关系，判断所述自主作业设备的朝向与边界方向的相对关系；根据所述自主作业设备的朝向与边界方向的相对关系，控制所述自主作业设备转向的方向。2.根据权利要求1所述的自主作业设备，其特征是，所述检测模块被构造为包括至少两个边界传感器；所述预设位置为所述至少两个边界传感器中的一个位于所述工作区域之外且另一个不位于所述工作区域之外。3.根据权利要求2所述的自主作业设备，其特征是，所述控制模块被构造为当所述至少两个边界传感器中的一个位于所述工作区域之外且另一个不位于所述工作区域之外时，根据所述至少两个边界传感器接收到的所述边界的信号，判断所述自主作业设备的朝向与边界方向的相对关系。4.根据权利要求3所述的自主作业设备，其特征是，所述控制模块被构造为当所述自主作业设备的朝向顺着所述边界方向时，控制所述自主作业设备朝第一方向转向；当所述自主作业设备的朝向逆着所述边界方向时，控制所述自主作业设备朝第二方向转向；其中，所述第一方向与所述第二方向相反。5.根据权利要求4所述的自主作业设备，其特征是，所述边界为通电闭合导线；所述边界方向为所述边界的电流方向；以俯视视角观察，所述边界方向为逆时针方向时，所述第一方向为左，所述第二方向为右。6.根据权利要求4所述的自主作业设备，其特征是，所述边界为通电闭合导线；所述边界方向为所述边界的电流方向；以俯视视角观察，所述边界方向为顺时针方向时，所述第一方向为右，所述第二方向为左。7.一种自主作业设备，被构造为可在预设的工作区域内行走，所述工作区域由边界围合形成，所述边界被构造为闭合通电导线；其特征是，所述自主作业设备包括主体机构，被构造为具有纵向中轴线；移动机构，被构造为安装在所述主体机构上，带动所述自主作业设备行走和转向；检测模块，被构造为包括左边界传感器和右边界传感器；控制模块，被构造为与所述移动机构和所述检测模块电连接，根据所述自主作业设备驶向边界到达预设位置时所述左边界传感器和所述右边界传感器检测到的所述通电闭合导线中电流产生的磁场方向，控制所述自主作业设备转向的方向。8.根据权利要求7所述的自主作业设备，其特征是，所述控制模块被构造为根据所述边界传感器通过检测所述通电闭合导线中电流产生的磁场方向判断所述边界传感器是否位
于所述工作区域之外；以俯视视角观察，所述控制模块被构造为当所述右边界传感器检测到代表位于所述工作区域之外的磁场信号，左边界传感器未检测到代表位于所述工作区域之外的磁场信号，则控制所述自主作业设备逆时针旋转；当所述左边界传感器检测到代表位于所述工作区域之外的磁场信号，右边界传感器未检测到代表位于所述工作区域之外的磁场信号，则控制所述自主作业设备顺时针旋转。9.根据权利要求7所述的自主作业设备，其特征是，以俯视视角观察，所述控制模块被构造为当所述右边界传感器检测到所述通电闭合导线中电流产生磁场的方向发生反转，左边界传感器未检测到所述通电闭合导线中电流产生磁场的方向发生反转，则控制所述自主作业设备逆时针旋转；当所述左边界传感器检测到所述通电闭合导线中电流产生磁场的方向发生反转，右边界传感器未检测到所述通电闭合导线中电流产生磁场的方向发生反转，则控制所述自主作业设备顺时针旋转。10.根据权利要求1或7任意一项所述的自主作业设备，其特征是，所述控制模块被构造为控制所述自主作业设备在预设位置旋转第一预设角度后完成转向。11.根据权利要求10所述的自主作业设备，其特征是，所述第一预设角度为在第一角度范围内随机取值；所述第一角度范围的最小值不小于90
°
，所述第一角度范围的最大值不大于180
°
。12.根据权利要求10所述的自主作业设备，其特征是，所述第一预设角度为直角或钝角。13.根据权利要求1或7任意一项所述的自主作业设备，其特征是，所述控制模块被构造为控制所述自主作业设备在驶向边界到达所述预设位置之前的速度矢量沿所述边界的分量，与所述自主作业设备在转向后驶离边界的速度矢量沿所述边界的分量具有相同的方向。14.根据权利要求13所述的自主作业设备，其特征是，所述控制模块被构造为所述自主作业设备驶向边界到达预设位置时，控制所述自主作业设备旋转到所述纵向中轴线与所述边界大致平行，再旋转第二预设角度后完成转向。15.根据权利要求14所述的自主作业设备，其特征是，所述第二预设角度为在第二角度范围内随机取值；所述第二角度范围的最小值大于0
°
，所述第二角度范围的最大值不大于90
°
。16.根据权利要求14所述的自主作业设备，其特征是，所述第二预设角度为锐角或直角。17.根据权利要求1或7任意一项所述的自主作业设备，其特征是，所述控制模被构造为控制所述自主作业设备在所述预设...

【专利技术属性】
技术研发人员：周昶，
申请(专利权)人：上海山科机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：