用于机器人割草机的边界传感器组件、机器人割草机和机器人割草机系统技术方案

本发明专利技术公开一种用于检测边界导线的信号的传感器组件。传感器组件包括多个模拟感应传感器，具有沿着第一轴线定向的第一感应传感器，和沿着不同的第二轴线定向的第二感应传感器。每个感应传感器被配置为产生表示机器人割草机离边界导线的距离的信号。与传感器组件通信的控制单元被配置为响应于来自传感器组件的、表示机器人割草机离边界导线的距离的信号操作机器人割草机。

Boundary sensor assembly for Robot Mower, Robot Mower and Robot Mower system

A sensor assembly for detecting a signal of a boundary wire is disclosed. The sensor assembly includes a plurality of analog inductive sensors having a first inductive sensor aligned along the first axis and a second inductive sensor that is aligned along the different second axes. Each induction sensor is configured to produce a signal indicating the distance of the robot mower from the boundary wire. A control unit communicating with the sensor assembly is configured to operate a robot mower in response to a signal from the sensor component indicating the distance of the robot mower from the boundary wire.

【技术实现步骤摘要】
用于机器人割草机的边界传感器组件、机器人割草机和机器人割草机系统
本专利技术涉及机器人割草机，更具体地，涉及用于机器人割草机的边界传感器组件、具有边界传感器的机器人割草机、以及包括边界导线和具有边界传感器的机器人割草机的机器人割草机系统。
技术介绍
机器人割草机可以包括具有传感器组件的边界传感系统，以使割草机能够检测标记要被割草的区域的边界的边界导线信号。边界传感系统可以检测机器人割草机已经达到边界导线的时间。当机器人割草机到达边界导线时，车辆控制单元可以，例如，提示割草机的驱动系统停止并转弯。需要一种能够考虑如下情况的可靠的边界传感系统:修剪表面的导致机器人割草机摇摆或倾斜的斜坡，或者机器人割草机在倾斜角度处接近边界导线时的偏航。
技术实现思路
为了解决这个需要，在本文中公开用于检测边界导线的信号的边界传感器组件。传感器组件包括至少两个感应传感器，具有沿着第一轴线定向的第一感应传感器，和沿着不同的第二轴线定向的第二感应传感器。因而，在本专利技术的一个方面，用于检测边界导线的信号的传感器组件包括多个感应传感器，所述多个感应传感器包括至少第一感应传感器和第二感应传感器，第一感应传感器沿着第一轴线定向，第二感应传感器沿着第二轴线定向，第一轴线和第二轴线相对于彼此以非零角度布置。在本专利技术的另一个方面，所述多个感应传感器中的每个感应传感器是被配置为产生表示传感器组件离所述边界导线的距离的信号的模拟传感器。在本专利技术的又一个方面，第一轴线至少具有垂直分量，并且第二轴线至少具有水平分量。在本专利技术的又一个方面，第一轴线和第二轴线相互垂直。在本专利技术的还另一个方面，所述多个感应传感器包括沿着第三轴线定向的第三传感器，第三轴线与第一轴线和第二轴线两者形成非零角度。在本专利技术的另一个方面，第一轴线、第二轴线和第三轴线中的不超过两个轴线共面。在本专利技术的还又一个方面，第一轴线、第二轴线和第三轴线全部大致彼此垂直。在本专利技术的又一个方面，所述多个感应传感器还包括沿着第四轴线定向的第四传感器，第四轴线与第一轴线、第二轴线和第三轴线中的每一个形成非零角度。在本专利技术的再一个方面，其中第一轴线、第二轴线、第三轴线和第四轴线中的不超过三个轴线共面。在本专利技术的进一步方面，第一轴线、第二轴线、第三轴线和第四轴线中的不超过二个轴线共面。在本专利技术的还另一个方面，如通过笛卡尔坐标系中的单位向量[1，0，0]、[0,1,0]和[0，0，1]表示的第一轴线、第二轴线和第三轴线全部彼此垂直，并且如通过向量[1，1，1]表示的第四轴线对角地延伸。在本专利技术的又一个方面，所述多个感应传感器中的每个感应传感器包括拾波线圈。在本专利技术的另一个方面，本专利技术包括一种用于相对于边界导线对一区域进行割草的机器人割草机，所述机器人割草机包括:切割系统，包括用于割草的元件；推进系统，包括用于推动机器人割草机的马达；传感器组件，被配置为检测离所述边界导线的距离，传感器组件具有多个感应传感器，所述多个感应传感器至少包括第一感应传感器和第二感应传感器，第一感应传感器沿着第一轴线定向，第二感应传感器沿着第二轴线定向，第一轴线和第二轴线相对于彼此以非零角度布置；和与切割系统、推进系统和传感器组件通信的控制单元，其中控制单元被配置为响应于从传感器组件接收到的表示机器人割草机离所述边界导线的距离的信号，操作切割系统和推进系统。在本专利技术的另一个方面，第一轴线至少具有垂直分量，并且第二轴线至少具有水平分量，并且第一轴线和第二轴线相互垂直。在本专利技术的又一个方面，所述多个感应传感器包括沿着第三轴线定向的第三传感器，第三轴线与第一轴线和第二轴线两者形成非零角度。在本专利技术的又一个方面，第一轴线、第二轴线和第三轴线中的不超过两个轴线共面，并且第一轴线、第二轴线和第三轴线全部大致彼此垂直。在又一个方面，本专利技术包括一种机器人割草机系统，包括:边界导线；边界导线驱动电路，被配置为在边界导线上传输信号；切割系统，包括用于割草的元件；推进系统，包括用于推动机器人割草机的马达；传感器组件，被配置为检测边界导线上的信号，传感器组件具有多个感应传感器，所述多个感应传感器至少包括第一感应传感器和第二感应传感器，第一感应传感器沿着第一轴线定向，第二感应传感器沿着第二轴线定向，第一轴线和第二轴线相对于彼此以非零角度布置；和与切割系统、推进系统和传感器组件通信的控制单元，其中控制单元被配置为响应于从传感器组件接收到信号，确定机器人割草机离边界导线的距离，并且基于所确定的距离操作切割系统和推进系统。在本专利技术的又一个方面，第一轴线至少具有垂直分量，并且第二轴线至少具有水平分量，并且第一轴线和第二轴线相互垂直。在本专利技术的又一个方面，所述多个感应传感器包括沿着第三轴线定向的第三传感器，第三轴线与第一轴线和第二轴线两者形成非零角度。在本专利技术的又一个方面，第一轴线、第二轴线和第三轴线中的不超过两个轴线共面，并且第一轴线、第二轴线和第三轴线全部大致彼此垂直。在回顾接下来参照附在后面并构成本说明书的一部分的附图和权利要求的描述之后，本专利技术的其它目的、特征和优点对本
的技术人员来说将变得明显。【附图说明】图1是机器人割草机系统的示意图，包括根据本专利技术的优选实施例的主边界导线内的机器人割草机。图2是边界传感系统的示意图，具有用于根据本专利技术的一个方面的机器人割草机的边界传感器组件。图3是示出表示根据图1的边界传感系统的拾波线圈信号曲线的示意图。图4是图2的边界传感系统的示意图，具有在相对于边界导线的不同高度处的边界传感器组件。图5是具有根据本专利技术的另一个方面的边界传感器组件的边界传感系统的示意图。图6是具有包括图2和5的边界传感器的两者的边界传感器组件的边界传感系统的示意图。图7是具有图6的边界传感系统的机器人割草机的示意图。图8是具有根据本专利技术的另一优选实施例的边界传感器组件的边界传感系统的示意图。图9是表示根据图8的边界传感系统的拾波线圈信号的曲线图的示意图。图10是根据本专利技术的另一个方面的具有根据图8的边界传感系统的机器人割草机的示意性框图。图11是配备有根据图8的边界传感系统的机器人割草机的根据实验绘制的自动航路校正的视图。图12是具有根据本专利技术的另一优选实施例的边界传感器组件的边界传感系统的示意图。图13是根据本专利技术的又一个方面的用于配备有至少在两个水平方向上对边界导线的磁场敏感的边界传感器组件的割草机的车辆控制单元(VCU)的一部分的示意性框图。图14是图13的VCU的细节的方框图，图示导航控制器。图15是图14的导航控制器的细节的方框图，涉及将测量的传感器信号转换成相对于边界导线和相对于要修剪的指定区域的距离和方向。图16是在线边界坐标中偏航角范围的图示。图17是图14的进一步细节的方框图，涉及基于两种传播模式中的所选择的一个产生目标值。图18是根据导航规则的一个示例的割草图案的鸟瞰视图。【具体实施方式】在本专利技术的一个优选的实施例中，如图1所不，机器人割草机100由在充电站105周期性充电的电池组109供电。车辆控制单元101控制机器人割草机的全部电子功能。例如，车辆控制单元101可以指挥一个或多个牵引马达110和111以驱动牵引轮、刀片马达112以转动切割刀片或多个刀片、电池组109、用户界面模块107和各种传感器。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测边界导线的信号的传感器组件，所述传感器组件包括：多个感应传感器，所述多个感应传感器至少包括第一感应传感器和第二感应传感器，第一感应传感器沿着第一轴线定向，第二感应传感器沿着第二轴线定向，第一轴线和第二轴线相对于彼此以非零角度布置。

【技术特征摘要】
2012.07.09 US 13/544,2701.一种用于检测边界导线的信号的传感器组件，所述传感器组件包括: 多个感应传感器，所述多个感应传感器至少包括第一感应传感器和第二感应传感器，第一感应传感器沿着第一轴线定向，第二感应传感器沿着第二轴线定向，第一轴线和第二轴线相对于彼此以非零角度布置。2.根据权利要求1所述的传感器组件，其中所述多个感应传感器中的每个感应传感器是被配置为产生表示传感器组件离所述边界导线的距离的信号的模拟传感器。3.根据权利要求2所述的传感器组件，其中由所述多个感应传感器产生的信号具有幅值，所述幅值相对于彼此具有表示传感器组件相对于所述边界导线的角位置的比率。4.根据权利要求1所述的传感器组件，其中第一轴线至少具有垂直分量，并且第二轴线至少具有水平分量。5.根据权利要求1所述的传感器组件，其中第一轴线和第二轴线相互垂直。6.根据权利要求1所述的传感器组件，其中所述多个感应传感器包括沿着第三轴线定向的第三传感器，第三轴线与第一轴线和第二轴线两者形成非零角度。7.根据权利要求6所述的传感器组件，其中第一轴线、第二轴线和第三轴线中的不超过两个轴线共面。8.根据权利要求7所述的传感器组件，其中第一轴线、第二轴线和第三轴线全部大致彼此垂直。9.根据权利要求6所述的传感器组件，其中所述多个感应传感器还包括沿着第四轴线定向的第四传感器，第四轴线 与第一轴线、第二轴线和第三轴线中的每一个形成非零角度。10.根据权利要求9所述的传感器组件，其中第一轴线、第二轴线、第三轴线和第四轴线中的不超过三个轴线共面。11.根据权利要求10所述的传感器组件，其中第一轴线、第二轴线、第三轴线和第四轴线中的不超过二个轴线共面。12.根据权利要求11所述的传感器组件，其中如通过笛卡尔坐标系中的单位向量[1，0,0], [0,1,0]和[0，0，1]表示的第一轴线、第二轴线和第三轴线全部彼此垂直，并且如通过向量[1，1，1]表示的第四轴线对角地延伸。13.根据权利要求1所述的传感器组件，其中所述多个感应传感器中的每个感应传感器包括拾波线圈。14.一种用于相对于边界导线对一区域进行割草的机器人割草机,所述机器人割草机包括: 切割系统，包括用于割草的元件； 推进系统，包括用于推动机器人割草机的马达； 传感器组件，被配置为检测离所述边界导线的距离，传感器组件具有多个感应传感器，所述多个感应传感器至少包括第一感应传感器和第二感应传感器，第一感应传感器沿着第一轴线定向，第二感应传感器沿着第二轴线定向，第一轴线和第二轴线相对于彼此以非零角度布置；和 与切割系统、推进系统和传感器组件通信的控制单元，其中控制单元被配置为响应于从传感器组件接收到的表示机器人割草机离所述边界导线的距离的信号，操作切割系统和推进系统。15.根据权利要求14所述的机器人割草机，其中第一轴线至少具有垂直分量，并且第二轴线至少具有水平分量，并且第一轴线和第二轴线相互垂直。16.根据权利要求14所述的机器人割草...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·A·约翰逊，帕特里克·W·科洛斯，达斯·E·科林，
申请(专利权)人：迪尔公司，
类型：发明
国别省市：