一种割草装置的作业方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种割草装置的作业方法，包括以下步骤：路径规划模式和割草模式；割草模式具体包括以下步骤：（2.1）根据路径规划模式下规划的最优主路径控制割草装置移动，在移动过程中割草装置定位在二维地图上；（2.2）若在移动过程中遇到障碍物，确定距离最优路径下靠近障碍物所在行驶点最邻近的一临近点以及最优路径上未被障碍物覆盖的下一个行驶点，然后将所在行驶点、临近点以及下一个行驶点连通形成避障路线；（2.3）驱动割草装置按照避障路线行驶到下一个行驶点然后继续按照最优路径进行行驶，提高效率，方法可靠。方法可靠。方法可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种割草装置的作业方法


[0001]本专利技术属于割草机领域，尤其是涉及一种割草装置的作业方法。

技术介绍

[0002]割草机作为一种割草工具，在园林园艺领域发挥着重要作用。草坪上植被在生长之后需要进行割除从而保证整个草坪的整齐性，现有一般除草的方式有利用除草剂，或采用割草装置，虽然除草剂方便省事，但使用除草剂后除掉的草无法进入土壤作为肥力，并且会对环境造成一定污染。如果草长得较高，使用除草剂需要量较多，也需要先用机器割草，再使用除草剂，才能达到较好效果。因此，无论用不用除草剂，均需首先将草割掉。最环保的方式当然是使用割草机，割下来的草在地上腐烂转化为肥料。
[0003]而割草装置在割草过程中作业路线决定割草装置的工作效率以及割草的效果，现有的割草作业方法下：（1）以在草坪上放置感应线划分割草区域的工作方式，在所需作业的割草区域建立虚拟边界，进行庭院类型草坪割草；（2）在感应线既定区域内，割草机进行无规则作业，即方向随机或路线随机；（3）以放置感应线划分障碍物区域（草坪中的树木），且割草装置识别距离为50厘米；种方式的缺点为：（1）无法做到开机即用，需要人为将感应线放置到需要作业的割草区域。（2）无规则作业导致机器运作效率慢，需要频繁充电，且作业出来的草坪痕迹杂乱无章；（3）机器对于感应线的识别距离是50厘米，导致作业区域中的障碍物区域（如以树木为圆心，100厘米直径的区域）无法精准作业。
[0004]如在中国专利号为201810576121.9，公布日为2018.09.28的专利文献公开了：服务器获取清扫区块信息；根据标定障碍物信息将清扫区块信息划分成多个清扫子区块信息；根据多个清扫子区块的清扫子路径信息和清扫子区块的清扫顺序信息生成清扫区块信息的清扫路径信息；清扫装置根据多个清扫区块信息调用相对应的清扫路径信息；根据清扫路径信息和转场路径信息生成作业路径信息，本专利技术能够根据障碍物的位置将清扫区块划分成多个子区块，规划每个子区块的清扫子路径，从而能够做到不漏扫、不重复扫，实现高效、智能的清扫作业；并且能够根据多个区块的位置信息规划清扫顺序，基于相邻两清扫区块的终点位置和起点位置规划转场路径，实现最短经、时间最快自动转场，但是该方法是先确定多个子区块上的清扫子路径，然后将一子区块上的终点设置为下一个子区块的起点，然后将多个清扫子路径得到最终的规划路径，但是对于不同形状的区块来说，不同的起点和终点其得到的子路径的长度是不同的，若预设好单一个路径，对于针对不同的相邻子区块来说，其最后的路径有可能并非最短的，从而无法达到真正的全路径覆盖，且对于一子区块来说，其相邻的子区块会有多个，且如果不确定起始子区块，将会导致整个区块都会遍历一次，从而导致整个规划方法的过程较长，影响作业效率，且在割草装置作业过程中遇到障碍物时，无法进行规划路径的更新，从而使得避障效果不好。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种割草装置的作业方法，作业路径更短，作业效率更高，
避障效果好为达到上述目的，本专利技术提供了一种割草装置的作业方法，包括以下步骤：路径规划模式和割草模式；路径规划模式具体包括以下步骤：（1.1）确定待割草区域的二维地图，二维地图上待割草区域为封闭的区域且区域面积为W，且二维地图的区域上包括障碍物区域，将二维地图除去障碍物区域之后的区域分割成N个以上子区域，N≥2，且N个以上子区域完全覆盖二维地图除去障碍物区域之后的区域。
[0006]（1.2）确定N个以上子区域上的两种以上的起点位置、终点位置以及子区域路径。
[0007]（1.3）设定待割草区域上开始子区域以及结束子区域，且设定开始子区域和结束子区域为相同的子区域。
[0008]（1.4）选择N个子区域上的一子区域路径且一子区域的起点位置与另一子区域的终点位置相连并最终回到开始子区域的终点位置形成一主路径；（1.5）选择N个子区域上的另一子区域路径，然后从另一子区域路径的起点位置与另一子区域的终点位置相连并最终回到开始子区域的终点位置形成另一主路径；（1.6）重复步骤（1.5），直到N个以上子区域的两种以上子区域路径都已形成主路径，计算并比较两个以上主路径的长度大小，确定主路径最小的为最优主路径，并根据最优主路径对应各个子区域上起点位置、终点位置以及各个子区域上的子区域路径；割草模式具体包括以下步骤：（2.1）根据路径规划模式下规划的最优主路径控制割草装置移动，在移动过程中割草装置定位在二维地图上；（2.2）若在移动过程中遇到障碍物，确定距离最优路径下靠近障碍物所在行驶点最邻近的一临近点以及最优路径上未被障碍物覆盖的下一个行驶点，然后将所在行驶点、临近点以及下一个行驶点连通形成避障路线；（2.3）驱动割草装置按照避障路线行驶到下一个行驶点然后继续按照最优路径进行行驶。
[0009]以上方法，割草装置先在路径规划模式下规划最优路径，然后驱动进行割草模式，在割草模式下遇到新的障碍物时通过找到最近点形成避障路线，然后在行驶完避障路线之后继续按照最优路径进行行驶，从而能确保最短路径下进行有效地避障，同时在路径规划模式下，通过多个子区域上设定多条子路径、开始位置和终点位置，并且对于每个子区块的子路径按照一子区块的终点位置与该子区块相邻的子区块的开始位置相连，且开始子区块与结束子区块的位置相同的原则形成多条主路径，通过对比主路径确定最优的主路径从而作为规划路径，这样能确保主路径是最短且计算量相对较少的，从而规划效率高，然后预设开始子区块和结束子区块为相同的子区块，从而无需从每个子区块中作为起始子区块进行遍历一次，从而减少最终的计算量，提高效率。
[0010]进一步的，步骤（1.1）具体包括：通过GPS雷达定位地图和激光雷达实施扫描环境检测障碍物生成区域的带有障碍物的二维地图，通过boustropheden单元分解法将二维地图除去障碍物之后的区域分割成N个以上子区域。
[0011]以上方法，通过激光雷达扫描障碍物然后将障碍物定位到GPS雷达定位地图上形
成二维地图，方法简单，同时通过布尔单元分解法将二维地图除去障碍物之后的区域分成N个以上子区域，这种方法简单且可靠。
[0012]进一步的，步骤（1.2）具体包括：起点位置和终点位置为子区块上四个顶点位置上的任一个，且起点位置和终点位置不重合，然后从起点位置到终点位置形成两个以上子区域路径。
[0013]以上方法，能确保不同起始位置上形成不同的子区域路径，从而实现子路径全覆盖的情况。
[0014]进一步的，步骤（1.3）包括障碍物区域包括充电桩所在位置设定为待割草区域上开始子区域以及结束子区域。
[0015]以上方法，通过设定充电桩所在位置为开始子区域和结束子区域所在位置，由于割草机一般习惯在充电桩位置充完电然后回到充电桩进行充电，方便操作。
[0016]进一步的，步骤（1.6）中“计算并比较两个以上主路径的长度大小”包括：通过以下公式进行主路径的长度进行计算，其中；其中si2为前一进入子区域的重点，sj1为后一个即将进入的子区域的起点，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种割草装置的作业方法，其特征在于：包括以下步骤：路径规划模式和割草模式；路径规划模式具体包括以下步骤：（1.1）确定待割草区域的二维地图，二维地图上待割草区域为封闭的区域且区域面积为W，且二维地图的区域上包括障碍物区域，将二维地图除去障碍物区域之后的区域分割成N个以上子区域，N≥2，且N个以上子区域完全覆盖二维地图除去障碍物区域之后的区域；（1.2）确定N个以上子区域上的两种以上的起点位置、终点位置以及子区域路径；（1.3）设定待割草区域上开始子区域以及结束子区域，且设定开始子区域和结束子区域为相同的子区域；（1.4）选择N个子区域上的一子区域路径且一子区域的起点位置与另一子区域的终点位置相连并最终回到开始子区域的终点位置形成一主路径；（1.5）选择N个子区域上的另一子区域路径，然后从另一子区域路径的起点位置与另一子区域的终点位置相连并最终回到开始子区域的终点位置形成另一主路径；（1.6）重复步骤（1.5），直到N个以上子区域的两种以上子区域路径都已形成主路径，计算并比较两个以上主路径的长度大小，确定主路径最小的为最优主路径，并根据最优主路径对应各个子区域上起点位置、终点位置以及各个子区域上的子区域路径；割草模式具体包括以下步骤：（2.1）根据路径规划模式下规划的最优主路径控制割草装置移动，在移动过程中割草装置定位在二维地图上；（2.2）若在移动过程中遇到障碍物，确定距离最优路径下靠近障碍物所在行驶点最邻近的一临近点以及最优路径上未被障碍物覆盖的下一个行驶点，然后将所在行驶点、临近点以及下一个行驶点连通形成避障路线；（2.3）驱动割草装置按照避障路线行驶到下一个行驶点然后继续按照最优路径进行行驶。2.根据权利要求1所述的一种割草装置的作业方法，其特征在于：步骤（1.1）具体包括：通过GPS雷达定位地图和激光雷达实施扫描环境检测障碍物生成区域的带有障碍物的二维地图，通过boustropheden单元分解法将二维地图除去障碍物之后的区域分割成N个以上子区域。3.根据权利要求1所述的一种割草装置的作业方法，其特征在于：步骤（1.2）具体包括：起点位置和终点位置为子区块上四个顶点位置上的任一个，且起点位置和终点位置不重合，然后从起点...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄莉，缪文南，曹英烈，周思延，李永春，刘炎龙，何雨萱，付帅，黄明杰，
申请(专利权)人：广州城市理工学院，
类型：发明
国别省市：