智能割草機的定位系統的製作方法
2023-11-06 08:01:55 2
本發明涉及移動定位領域，特別是涉及一種智能割草機的定位系統。
背景技術：
隨著科學技術的發展，智能的自動行走設備為人們所熟知，由於自動行走設備可以自動預先設置的程序執行預先設置的相關任務，無須人為的操作與幹預，因此在工業應用及家居產品上的應用非常廣泛。工業上的應用如執行各種功能的機器人，家居產品上的應用如割草機、吸塵器等，這些智能的自動行走設備極大地節省了人們的時間，給工業生產及家居生活都帶來了極大的便利。
有些自動行走設備，如智能割草機等，需要在指定的邊界內工作移動，在移動的同時，需要規劃最優的工作路徑，從而減少工作時間，提高工作效率；同時，自動行走設備通常是自備電源，在電量不足時，需要自動對接充電，因此，自動行走設備本身的電源量也需要規劃一個最優的工作路徑，以節約電源。但傳統技術一是定位精度較低，無法準確定位自動行走設備當前的位置點，從而導致無法進行路徑規劃，或者規劃的路徑並不符合自動行走設備的實際工作狀況。
技術實現要素：
基於此，有必要針對定位精度較低的問題，提供一種智能割草機的定位系統。
一種智能割草機的定位系統，包括規定智能割草機工作區域的邊界線，所述工作區域外部設置有超寬帶標籤，所述工作區域外部包括邊界線及邊界線外，所述超寬帶標籤具有兩個，所述智能割草機設置有超帶寬定位模塊，所述超寬帶定位模塊通過所述兩個超寬帶標籤計算出所述智能割草機的兩個位置，並將邊界線內的位置作為智能割草機的位置。
在其中一個實施例中，所述兩個超寬帶標籤設置在邊界線上或邊界線外或一個在邊界線上另一個在邊界線外。
在其中一個實施例中，所述超寬帶定位模塊通過所述兩個超寬帶標籤計算出所述智能割草機的兩個位置包括：
所述超寬帶定位模塊發送超寬帶信號至所述超寬帶標籤以喚醒所述超寬帶標籤，所述超寬帶標籤被喚醒後反饋超寬帶信號至所述超寬帶定位模塊，所述超寬帶定位模塊在接收到反饋的超寬帶信號後發出定位超寬帶信號至所述超寬帶標籤並開始計時，所述超寬帶標籤在接收到定位超寬帶信號後發出定位反饋信號至所述超寬帶定位模塊，所述超寬帶定位模塊接收到所述定位反饋信號後停止計時並計算所述智能割草機的兩個位置。
在其中一個實施例中，所述超寬帶定位模塊接收到所述定位反饋信號後停止計時並計算所述智能割草機的兩個位置時，所述超寬帶定位模塊根據發出的所述定位超寬帶信號及開始計時和停止計時之間的時間間隔分別計算所述智能割草機與所述兩個超寬帶標籤之間的距離，分別以計算出的智能割草機與所述兩個超寬帶標籤之間的距離為半徑，以對應的所述超寬帶標籤所在的位置點為圓心作對應的兩個圓，計算兩個圓的交點位置，並將判斷出的在所述邊界線內的交點位置作為所述智能割草機的位置。
在其中一個實施例中，所述智能割草機設置有邊界線接收器，所述超寬帶定位模塊根據所述邊界線接收器接收的邊界線信號判斷所述交點位置是否在邊界線內。
在其中一個實施例中，所述超寬帶定位模塊發送超寬帶信號至所述超寬帶標籤以喚醒所述超寬帶標籤時，所述超寬帶定位模塊發送的超寬帶信號為低電平信號。
在其中一個實施例中，還包括設置於所述邊界線上的無線充電站，通過所述邊界線可定位所述無線充電站，所述無線充電站設置有無線充電發射模塊，所述智能割草機設置有無線充電接收模塊及分布於所述智能割草機對稱兩側用於尋找所述邊界線的兩個邊界線傳感器；
所述兩個邊界線傳感器在尋找到所述邊界線時，調整所述智能割草機使所述邊界線縱向位於所述智能割草機的中心位置，並引導所述智能割草機沿著所述邊界線移動至所述無線充電站。
在其中一個實施例中，所述智能割草機還設置有信號檢測電路，所述智能割草機沿著所述邊界線移動時，所述無線充電發射模塊向所述無線充電接收模 塊發射充電信號，所述信號檢測電路檢測所述無線充電接收模塊接收的充電信號的強弱大小是否達到預定值，並在檢測的所述充電信號的強弱達到預定值時，定位出所述無線充電站的位置並引導所述智能割草機停止移動進行無線充電。
在其中一個實施例中，所述智能割草機還設置有無線定位模塊，用於在所述智能割草機需要充電時引導所述智能割草機向所述無線充電站的位置移動。
以上所述智能割草機的定位系統，在智能割草機工作區域外部設置有超寬帶標籤，智能割草機設置有超帶寬定位模塊，通過超寬帶定位可精確的定位出智能割草機在工作區域內的位置，方便進行路徑規劃，提高智能割草機的工作效率。
附圖說明
圖1為一實施例的智能割草機的定位系統的原理示意圖；
圖2為另一實施例的智能割草機的定位系統中具有兩個超寬帶標籤時的原理示意圖；
圖3為又一實施例的智能割草機的定位系統中具有三個超寬帶標籤時的原理示意圖；
圖4為又一實施例的智能割草機的定位系統中無線充電站的示意圖；
圖5為又一實施的智能割草機的定位系統中無線充電的原理示意圖。
110 超寬帶標籤 120 邊界線
130 智能割草機 140 圓
150 圓 160 交點位置
170 交點位置 180 交點位置
190 無線充電站 1301 無線充電接收模塊
1302 邊界線傳感器 1303 信號檢測電路
1304 無線定位模塊 1305 蓄電池
1306 控制器
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅 僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
如圖1所示，一實施例的智能割草機的定位系統包括規定智能割草機130工作區域的邊界線120，工作區域外部設置有超寬帶標籤110，工作區域外部包括邊界線120及邊界線120外，所述超寬帶標籤110具有兩個，所述智能割草機設置有超帶寬定位模塊，所述超寬帶定位模塊通過所述兩個超寬帶標籤110計算出所述智能割草機的兩個位置，並將邊界線內的位置作為智能割草機的位置。
以上所述智能割草機的定位系統，在智能割草機工作區域外部設置有超寬帶標籤，智能割草機設置有超帶寬定位模塊，通過超寬帶定位可精確的定位出智能割草機在工作區域內的位置，方便進行路徑規劃，提高智能割草機的工作效率。
超寬帶定位模塊發送超寬帶信號至超寬帶標籤110以喚醒超寬帶標籤110，超寬帶標籤110被喚醒後反饋超寬帶信號至超寬帶定位模塊，超寬帶定位模塊在接收到反饋的超寬帶信號後發出定位超寬帶信號至超寬帶標籤110並開始計時，超寬帶標籤110在接收到定位超寬帶信號後發出定位反饋信號至超寬帶定位模塊，超寬帶定位模塊接收到定位反饋信號後停止計時並計算智能割草機130的位置。
超寬帶標籤110可以設置兩個或三個。如圖2中所示，圖中具有兩個超寬帶標籤110。工作區域外部包括邊界線120上及邊界線120外，兩個超寬帶標籤可以設置在邊界線120上，也可以設置在邊界線120外，也可以是一個設置在邊界線120上另一個設置在邊界線120外。圖2中所示的兩個超寬帶標籤110設置在邊界線120上。在進行路徑規劃時，需要先定位出智能割草機130的準確位置。本實施例中，超寬帶定位模塊接收到定位反饋信號後停止計時並計算智能割草機130的位置時，超寬帶定位模塊根據發出的定位超寬帶信號及開始計時和停止計時之間的時間間隔分別計算智能割草機130與兩個超寬帶標籤110之間的距離R1和R2，分別以計算出的智能割草機130與兩個超寬帶標籤110之間的距離R1和R2為半徑，以對應的超寬帶標籤110所在的位置點為圓心作對應的兩個圓140和150，計算兩個圓的交點位置160和170，並將判斷出的在 工作區域內的交點位置160作為智能割草機130的位置。兩個圓的交點位置具有兩個，分別為交點位置160和170，由於工作區域是固定的，必須將非工作區域中的交點位置捨棄，具體的，可以在智能割草機130中設置邊界線接收器，超寬帶定位模塊可以根據邊界線接收器接收的邊界線信號判斷交點位置是否在工作區域內。
如圖3所示，圖中具有三個不在同一直線上的超寬帶標籤110，由於工作區域外部包括邊界線120上及邊界線120外，三個超寬帶標籤110在設置時，其中的一個、兩個或三個均可設置在邊界線120外。圖3中所示的三個超寬帶標籤110中，兩個在邊界線120上，一個在邊界線120外。在進行路徑規劃時，需要先定位出智能割草機130的準確位置。本實施例中，超寬帶定位模塊接收到定位反饋信號後停止計時並計算智能割草機130的位置時，超寬帶定位模塊根據發出的定位超寬帶信號及開始計時和停止計時之間的時間間隔分別計算智能割草機130與三個超寬帶標籤110之間的距離R1、R2和R3，分別以計算出的智能割草機130與三個超寬帶標籤110之間的距離R1、R2和R3為半徑，以對應的超寬帶標籤110所在的位置點為圓心作對應的三個圓，並將計算出的三個圓的交點位置180作為智能割草機130的位置。如圖3中所示，三個圓有且只有共同的一個交點位置180，此交點位置180即為智能割草機130的位置。
本實施例中，為便於喚醒超寬帶標籤110，超寬帶定位模塊發送超寬帶信號至超寬帶標籤110以喚醒超寬帶標籤110時，超寬帶定位模塊發送的超寬帶信號為低電平信號。
智能割草機通常具有自動無線充電功能，無線充電時，無線充電發射端與無線充電接收端需要精確對齊，傳統的技術通常無法精確的實現無線充電。本實施例在實現定位的同時，還可以進行精確的無線充電。如圖4和圖5所示，無線充電站190通常設置在邊界線120上，通過邊界線120可定位無線充電站190，無線充電站190設置有無線充電發射模塊，智能割草機130設置有無線充電接收模塊1301及分布於智能割草機130對稱兩側用於尋找邊界線的兩個邊界線傳感器1302；
兩個邊界線傳感器1302在尋找到邊界線120時，調整智能割草機130使邊 界線120縱向位於智能割草機130的中心位置，並引導智能割草機130沿著邊界線120移動至無線充電站190。
通常兩個邊界線傳感器1302隻能在有限或較短的距離內才可以識別邊界線120的信號，但其無法識別判斷無線充電站190的具體位置，因此，智能割草機130還設置有無線定位模塊1304，用於在智能割草機130需要充電時引導智能割草機130向無線充電站190的位置移動。無線定位模塊1304可以是GPS模塊、藍牙模塊、Zigbee模塊中的一種或兩種以上，GPS模塊可以是差分GPS模塊。
為精確的引導智能割草機130的無線充電接收模塊1301與無線充電發射模塊準確對齊，智能割草機130還設置有信號檢測電路1303，智能割草機130沿著邊界線120移動時，無線充電發射模塊向無線充電接收模塊1301發射充電信號，信號檢測電路1303檢測無線充電接收模塊1301接收的充電信號的強弱大小是否達到預定值，並在檢測的充電信號的強弱達到預定值時，定位出無線充電站190的位置並引導智能割草機130停止移動進行無線充電。充電信號可以是電流或電壓信號，信號檢測電路1303通過實時檢測無線充電接收模塊1301接收的充電信號在充電迴路上產生的電流或者電壓是否達到預定值以判斷充電信號的強弱大小是否達到預定值。
如圖5所示，在連接時，無線充電接收模塊1301通過信號檢測電路1303連接智能割草機130中的蓄電池1305，蓄電池1305連接控制器1306，控制器1306上設置連接兩個邊界線傳感器1302和無線定位模塊1304，本實施例通過以上所述原理可實現與無線充電站190的準確對接充電。
以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。
以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。