本申请公开了一种割草机导航方法、装置、割草机器人及介质，涉及割草机技术领域。该方法包括：获取割草机的传感器数据；其中，所述传感器数据包括单天线RTK输出的数据和惯性测量单元输出的数据；根据所述传感器数据判断所述割草机的运动状态；基于所述运动状态解算航向角，以便根据所述航向角导航所述割草机。通过本申请的技术方案，可以使用低成本传感器方案获得长期稳定的航向角，同时结合割草机运动状态使得航向角计算方法更简单。态使得航向角计算方法更简单。态使得航向角计算方法更简单。
【技术实现步骤摘要】
一种割草机导航方法、装置、割草机器人及介质
[0001]本专利技术涉及割草机
，特别涉及一种割草机导航方法、装置、割草机器人及介质。
技术介绍
[0002]割草机器人完成自主导航的平行割草任务，需要测量割草机准确的位置信息和姿态信息。其中，割草机的航向角是保证平行割草的平行度的重要参数。虽然通过RTK(Real
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time kinematic，实时动态)模块可以测量误差范围在厘米级别的定位数据，通过消费级IMU(Inertial Measurement Unit，惯性测量单元)可以解算得到割草机的横滚角和俯仰角，但是消费级IMU直接解算的航向角在执行长时间的平行割草任务时会存在较大的累积误差，导致割草机自主导航失败。
[0003]目前，为了给割草机器人提供长时间精准的航向角，常采用的方法有：双天线RTK测量航向角与RTK和INS(Inertial Navigation System，惯性导航系统)组合导航。但是多天线的方法成本高且安装难度大；而RTK和INS组合导航的航向角的对准过程需要载体的运动速度达到1米每秒以上，由于割草机器人作业速度在0.5米每秒以下无法完成对准过程，因此并不适用于提供稳定可靠的割草机器人航向角。
[0004]因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种割草机导航方法、装置、割草机器人及介质，能够使用低成本传感器方案获得长期稳定的航向角。其具体方案如下：
[0006]第一方面，本申请公开了一种割草机导航方法，包括：
[0007]获取割草机的传感器数据；其中，所述传感器数据包括单天线RTK输出的数据和惯性测量单元输出的数据；
[0008]根据所述传感器数据判断所述割草机的运动状态；
[0009]基于所述运动状态解算航向角，以便根据所述航向角导航所述割草机。
[0010]可选的，所述获取割草机的传感器数据，包括：
[0011]获取割草机的单天线RTK输出的所述割草机的实时经纬度数据与所述割草机在导航坐标系下各坐标轴方向的分速度；
[0012]和，获取所述割草机的惯性测量单元输出的航向角速率。
[0013]可选的，所述根据所述传感器数据判断所述割草机的运动状态，包括：
[0014]根据所述传感器数据判断所述割草机是否处于静止状态；
[0015]或，根据所述传感器数据判断所述割草机是否处于转向运动状态；
[0016]或，根据所述传感器数据判断所述割草机是否处于直行运动状态。
[0017]可选的，所述根据所述传感器数据判断所述割草机是否处于静止状态，包括：
[0018]如果所述惯性测量单元输出的航向角速率不大于第一预设阈值，则判定所述割草机处于所述静止状态；
[0019]相应的，所述基于所述运动状态解算航向角，包括：
[0020]如果所述割草机处于所述静止状态，则根据所述割草机上一时刻的航向角，确定所述割草机当前时刻的航向角。
[0021]可选的，所述根据所述传感器数据判断所述割草机是否处于转向运动状态，包括：
[0022]如果所述惯性测量单元输出的航向角速率不小于第二预设阈值，则判定所述割草机处于所述转向运动状态；
[0023]相应的，所述基于所述运动状态解算航向角，包括：
[0024]如果所述割草机处于所述转向运动状态，则获取所述割草机的采样周期，并基于所述采样周期，利用所述割草机上一时刻的航向角与上一时刻的航向角速率确定出所述割草机当前时刻的航向角。
[0025]可选的，所述根据所述传感器数据判断所述割草机是否处于直行运动状态，包括：
[0026]如果所述单天线RTK输出的所述割草机在导航坐标系下各坐标轴方向的分速度的绝对值不小于第三预设阈值，并且所述惯性测量单元输出的航向角速率的绝对值不大于第四预设阈值，则判定所述割草机处于所述直行运动状态；
[0027]相应的，所述基于所述运动状态解算航向角，包括：
[0028]如果所述割草机处于所述直行运动状态，则采集预设数量个连续的由所述单天线RTK输出的实时经纬度数据；
[0029]将所述实时经纬度数据转换为通用横墨卡托格网系统坐标系的坐标值，并将所述坐标值顺序保存至RTK数据集；
[0030]判断最新加入所述RTK数据集中两个坐标值之间的距离是否在预设距离范围内，如果是则对所述RTK数据集进行数据清洗，然后进行线性拟合，并确定线性拟合后的斜率，基于所述斜率、所述割草机上一时刻的航向角与上一时刻的航向角速率，根据所述割草机的采样周期、与所述单天线RTK对应的第一预设航向角更新权重和与所述惯性测量单元对应的第二预设航向角更新权重，确定所述割草机当前时刻的航向角；如果否则跳转至所述获取所述割草机的采样周期，并基于所述采样周期，利用所述割草机上一时刻的航向角与上一时刻的航向角速率确定出所述割草机当前时刻的航向角的步骤。
[0031]可选的，所述获取割草机的传感器数据之后，还包括：
[0032]当所述单天线RTK进入固定解的工作状态时，获取当前的所述单天线RTK输出的数据，并根据当前的所述数据确定所述割草机的初始航向角。
[0033]第二方面，本申请公开了一种割草机导航装置，包括：
[0034]传感器数据获取模块，用于获取割草机的传感器数据；其中，所述传感器数据包括单天线RTK输出的数据和惯性测量单元输出的数据；
[0035]运动状态判断模块，用于根据所述传感器数据判断所述割草机的运动状态；
[0036]航向角解算模块，用于基于所述运动状态解算航向角，以便根据所述航向角导航所述割草机。
[0037]第三方面，本申请公开了一种割草机器人，所述割草机器人包括处理器和存储器；其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现
如前所述的割草机导航方法。
[0038]第四方面，本申请公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；其中所述计算机程序被处理器执行时实现如前所述的割草机导航方法。
[0039]本申请提供了一种割草机导航方法，包括：获取割草机的传感器数据；其中，所述传感器数据包括单天线RTK输出的数据和惯性测量单元输出的数据；根据所述传感器数据判断所述割草机的运动状态；基于所述运动状态解算航向角，以便根据所述航向角导航所述割草机。可见，使用单天线RTK与惯性测量单元组合进行导航，既保证了导航的高精度，同时还降低了割草机的配置成本。进一步的，利用割草机的传感器数据判断割草机当前的运动状态，基于运动状态对航向角解算，使得航向角计算方法更简单，同时还不会存在长时间执行割草任务而造成的累积误差导致导航失败，可以获得长期稳定的航向角。
[0040]此外，本申请提供的一种割草机导航装置、割草机器人及存储介质，与上述割草机导航方法对应，效果同上。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种割草机导航方法，其特征在于，包括：获取割草机的传感器数据；其中，所述传感器数据包括单天线RTK输出的数据和惯性测量单元输出的数据；根据所述传感器数据判断所述割草机的运动状态；基于所述运动状态解算航向角，以便根据所述航向角导航所述割草机。2.根据权利要求1所述的割草机导航方法，其特征在于，所述获取割草机的传感器数据，包括：获取割草机的单天线RTK输出的所述割草机的实时经纬度数据与所述割草机在导航坐标系下各坐标轴方向的分速度；和，获取所述割草机的惯性测量单元输出的航向角速率。3.根据权利要求1所述的割草机导航方法，其特征在于，所述根据所述传感器数据判断所述割草机的运动状态，包括：根据所述传感器数据判断所述割草机是否处于静止状态；或，根据所述传感器数据判断所述割草机是否处于转向运动状态；或，根据所述传感器数据判断所述割草机是否处于直行运动状态。4.根据权利要求3所述的割草机导航方法，其特征在于，所述根据所述传感器数据判断所述割草机是否处于静止状态，包括：如果所述惯性测量单元输出的航向角速率不大于第一预设阈值，则判定所述割草机处于所述静止状态；相应的，所述基于所述运动状态解算航向角，包括：如果所述割草机处于所述静止状态，则根据所述割草机上一时刻的航向角，确定所述割草机当前时刻的航向角。5.根据权利要求3所述的割草机导航方法，其特征在于，所述根据所述传感器数据判断所述割草机是否处于转向运动状态，包括：如果所述惯性测量单元输出的航向角速率不小于第二预设阈值，则判定所述割草机处于所述转向运动状态；相应的，所述基于所述运动状态解算航向角，包括：如果所述割草机处于所述转向运动状态，则获取所述割草机的采样周期，并基于所述采样周期，利用所述割草机上一时刻的航向角与上一时刻的航向角速率确定出所述割草机当前时刻的航向角。6.根据权利要求3所述的割草机导航方法，其特征在于，所述根据所述传感器数据判断所述割草机是否处于直行运动状态，包括：如果所述单天线RTK输出的所述割草机在导航坐标系下各坐标轴方向的分速度的绝对值不小于第三预设阈值，并且所述惯性测...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨康，请求不公布姓名，皇甫思思，臧雨文，请求不公布姓名，请求不公布姓名，
申请(专利权)人：浙江亚特电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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