一种对草坪进行全自动立体绘图修剪养护的方法和机器人技术

本发明专利技术公开了一种对草坪进行全自动立体绘图修剪养护的方法和机器人，该方法为：采用客户端APP模块输入机器人切割图像或文字的参数，机器人根据输入的参数通过自驾模块结合割草工具头，实现草坪修剪养护。本发明专利技术实现第三维度的立体修剪，自动完成使用者设定的具有特定视觉效果、景观效果和艺术效果的草坪景观工程作品，具有较好的实用价值和推广意义。具有较好的实用价值和推广意义。具有较好的实用价值和推广意义。

【技术实现步骤摘要】
一种对草坪进行全自动立体绘图修剪养护的方法和机器人


[0001]本专利技术涉及草坪修剪机器人
，具体涉及一种对草坪进行全自动立体绘图修剪养护的方法和机器人。

技术介绍

[0002]随着人类对生活质量水平要求的提高，草坪自动养护及观赏性草坪的打造已成为一种新趋势。在国内，割草设备一般用于企业，住宅公共绿地，一般配备相应园艺修剪职工和传统割草设备，而国外企业和个人长期使用自动割草机、遥控割草机和割草机器人的状况。近些年部分品牌推出的少数自动割草机器人产品也仅停留在遥控的阶段，大部分需要相应的配套设施，操作繁琐，且无法对草坪修剪做出更高的复杂操作，若对草坪修剪有视觉和景观设计，艺术创作，其工作效率和操作性甚至不如传统的割草设备。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种对草坪进行全自动立体绘图修剪养护的方法和机器人，以解决现有技术中存在的技术问题。
[0004]本专利技术采取的技术方案为： 一种对草坪进行全自动立体绘图修剪养护的方法，该方法为：采用客户端APP模块输入机器人切割图像或文字的参数，机器人根据输入的参数通过自驾模块结合割草工具头，实现草坪修剪养护。
[0005]前述方法中，客户端APP模块的输入参数为：绘制想要割出的草坪的形状、导入具有特定要求的图片（如具有高对比度轮廓、高程色差的图片）、或者输入需要呈现的文字字符，目标图像或文字确定后，将对应的图形或文字转换成割草机设备路径规划，同时路径规划数据上叠加有修剪高度信息，然后生成执行数据。
[0006]前述方法中，自驾模块根据执行数据下发到机器端后，机器端处理器依据机载RTK
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GPS模块，实现按规划路径、按计划高度自动行驶和割草。
[0007]前述方法中，割草工具头设置有控制其升降的升降控制模块，升降控制模块在遍历目标草坪割草时，自动根据执行数据控制割草刀盘的升降，从而实现第三维度的立体修剪。
[0008]前述方法中，客户端APP模块内嵌地图模块。
[0009]前述方法中，目标图案绘制是指在所加载的草坪轮廓地图上，以简单的直线、曲线、高度色填充等绘图手段绘制新的图案进行叠加。
[0010]前述方法中，导入特定图片是指在所加载的草坪轮廓地图上，让用户选择打开新的通用格式的图片（如JPG、PNG、BMP、GIF等），然后进行图像对比度加深、二值化、轮廓提取的预处理，最后将新的图案与现有草坪地图及图案叠加。
[0011]前述方法中，现有图形数据到路径高度数据的转换是指软件对绘图区域的图案进行离散化路径点填充，以底层地图数据为参考，每个路径点算出经纬度数据以及以原始图案中高程颜色确定高度数据，离散数据点的距离间隔以装置的最小控制半径为准。
[0012]前述方法中，所述软件到装置的数据传输是指采用数据线、WIFI、蓝牙、手机基站、无线射频等方式将路径点等任务数据下发到装置嵌入式系统的储存单元。
[0013]前述方法中，所述机器端是指依据本方法设计的物理实体割草装置。该装置具有嵌入式主控系统、无线通信模块、电池电源模块、定位模块、姿态感应模块、轮子驱动模块、转向模块、割草头模块、割草平台高度控制模块、激光雷达障碍物检测模块等。
[0014]前述方法中，所述机器端按规划路径、按计划高度自动行驶是指嵌入式主控系统具有一定的自动驾驶功能，可以按照任务数据中的经度纬度行进到指定位置，其自身位置的确定由定位模块给出。
[0015]前述方法中，所述装置运行时具有一定的避障能力是指其运动时，避障模块以激光环绕或超声波环绕检测的方式，实时确定周围的状态，对具有特定特征的如树木、灌木、人、动物等物体进行识别，并予以规避。
[0016]前述方法中，所述机器端遍历目标草坪割草是指该装置能按任务数据点的顺序，依次行进并经过各个任务点，装置在行进的过程中，割草模块处于运转状态，因此只要行进到某处，就可以实现对该路径上草坪的修剪。
[0017]前述方法中，所述割草头安装在一个可以控制上升下降的平台是指设计特定的机械结构，使得可以用步进电机驱动丝杠滑块，带动割草头上下运动以达到当前任务数据点指定的高度。
[0018]前述方法中，所述装置实现第三维度的立体修剪是指在水平行进修剪的同时，由于割草头高度可以跟随任务数据中路径点的高度而实现升降，使得最后修剪的草坪可以呈现出软件端设计的轮廓而显示目标图案。
[0019]一种对草坪进行全自动立体绘图修剪养护的方法采用的机器人，包括装置主体、RTK
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GPS定位模块、激光雷达避障模块和电动割草头，RTK
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GPS定位模块、激光雷达避障模块通过安装杆安装在装置主体顶部，电动割草头通过升降机构安装在装置主体前端，装置主体通过抬升装置连接到行走轮。
[0020]采用的机器人还包括主控芯片、无线通信模块、RTK
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GPS定位与避障模块接口、IMU姿态传感器、电源、四轮电机控制驱动器、割草头平台升降及机身升降模块电机驱动器，无线通信模块、RTK
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GPS定位与避障模块接口、IMU姿态传感器、电源、四轮电机控制驱动器、割草头平台升降及机身升降模块电机驱动器均连接到主控芯片。
[0021]本专利技术的有益效果：与现有技术相比，本专利技术能够形成一套完整的机电系统，具有软件端和硬件端，在能进行全自动草坪维护和能修剪出具有不同高程轮廓的草坪图案方面具有创新性，这两项功能是现有技术尚有欠缺的地方。随着人民生活水平的提高，人工草坪维护这样的低级劳动将逐步被机器接管，而且本专利技术提出的方法可以在草坪维护的同时进行立体草坪图形的绘制，具有较高的观赏性和艺术性价值。
附图说明
[0022]图1是本专利技术的结构示意图；图1中：1
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装置主体，2
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轮子，3
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RTK
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GPS定位模块，4
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激光雷达避障模块，5
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工件抬升丝杠滑轨，6
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升降滑块，7
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割草头及电机，8
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机身抬升悬架。
[0023]图2是本专利技术的控制系统逻辑图；
图2中：1
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主控芯片，2
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无线通信模块，3
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RTK
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GPS定位与避障模块接口，4
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IMU姿态传感器，5
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电源，6
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四轮电机控制驱动，7
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割草头平台升降及机身升降模块电机驱动。
具体实施方式
[0024]下面结合具体的实施例对本专利技术进行进一步介绍。
[0025]实施例1：如图1
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图2所示，一种对草坪进行全自动立体绘图修剪养护的方法，利用该方法可实现一种具有自动割草能力、并能在草坪实现平面以及三维立体绘图能力的自动割草设备。该方法对应需设计一款客户端APP，能够本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对草坪进行全自动立体绘图修剪养护的方法，其特征在于：该方法为：采用客户端APP模块输入机器人切割图像或文字的参数，机器人根据输入的参数通过自驾模块结合割草工具头，实现草坪修剪养护。2.根据权利要求1所述的一种对草坪进行全自动立体绘图修剪养护的方法，其特征在于：客户端APP模块的输入参数为：绘制想要割出的草坪的形状、导入具有特定要求的图片、或者输入需要呈现的文字字符，目标图像或文字确定后，将对应的图形或文字转换成割草机设备路径规划，同时路径规划数据上叠加有修剪高度信息，然后生成执行数据。3.根据权利要求2所述的一种对草坪进行全自动立体绘图修剪养护的方法，其特征在于：自驾模块根据执行数据下发到机器端后，机器端处理器依据机载RTK
‑
GPS模块，实现按规划路径、按计划高度自动行驶和割草。4.根据权利要求1所述的一种对草坪进行全自动立体绘图修剪养护的方法，其特征在于：割草工具头设置有控制其升降的升降控制模块，升降控制模块在遍历目标草坪割草时，自动根据执行数据控制割草刀盘的升降，从而实现第三维度的立体修剪。5.根据权利要求3所述的一种对草坪进行全自动立体绘图修剪养护的方法，其特征在于：客户端APP模块内嵌地图模块。6.根据权利要求3所述的一种对草坪进行全自动立体绘图修剪养护的方法，其特征在于：目标图案绘制是指在所加载的草坪轮廓地图上，以简单的直线、曲线、高度色填充等绘图手段绘制新的图案进行叠加。7.根据权利要求3所述的一种对草坪进行全自动立体绘图修剪养护的方法，其特征在于：导入特定图片是指在所加载的草坪轮廓...

【专利技术属性】
技术研发人员：何梦林，李相粤，郝雨时，许兴，严榕，洪翔，王彦丽，夏雨霏，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：