割草機的定位誤差消除方法、裝置及系統與流程

2023-06-06 01:34:51

本發明涉及割草機技術領域，特別是涉及一種割草機的定位誤差消除方法、裝置及系統。

背景技術：

智能割草機因具有自主的完成修剪草坪的工作，無須人為直接控制和操作，且功率低、噪音小、外形精巧美觀，大幅度降低人工操作等優點，而被廣泛使用。智能割草機具有自動行走功能，能夠自動返回充電，並進行安全檢測和電池電量檢測，具備一定爬坡能力，尤其是一種適合家庭庭院、公共綠地等場所進行草坪修剪維護。

智能割草機在進行草坪修剪時，需要對智能割草機進行高精度地定位，在定位時會存在一定的誤差。此外，在修剪時，智能割草機沿著需修剪區域的邊界線行走，在行走過程中，誤差會累積，從而使得累積誤差較大，在一定程度上影響智能割草機的修剪效率。

技術實現要素：

基於此，有必要針對割草機進行定位時存在誤差的問題，提供一種割草機的定位誤差消除方法、裝置及系統。

本發明所述割草機的定位誤差消除方法，包括步驟：

所述割草機沿著當前路逕行進；

所述割草機檢測到預定的當前第一邊界線時，所述割草機停止行進，並進行第一次轉向；

所述割草機沿著所述當前第一邊界線的方向向前行進距離d後，所述割草機停止行進，並進行第二次轉向，其中，0＜d≤a-△，a為所述割草機的刀盤的直徑，△為所述割草機的固有定位誤差，所述第二次轉向與所述第一次轉向的方 向一致，所述第一次轉向的角度和所述第二次轉向的角度之和為180度。

在其中一個實施例中，所述當前路徑包括初次路徑，所述初次路徑為第二邊界線，所述第二邊界線和所述第一邊界線組成所述割草機的工作範圍。

在其中一個實施例中，在所述步驟所述割草機檢測到預定的當前第一邊界線時，所述割草機停止行進，並進行第一次轉向中，所述割草機停止行進時，所述割草機距離所述當前第一邊界線的距離為c，所述距離c小於等於所述割草機的機身長度。

在其中一個實施例中，當所述割草機的機身長度大於1米時，所述距離c小於等於1米。

在其中一個實施例中，在所述步驟所述割草機檢測到預定的當前第一邊界線時，所述割草機停止行進，並進行第一次轉向中，所述割草機停止行進，並以所述割草機的第一後驅動輪的轉速為w1，所述割草機的第二後驅動輪的轉速為w2，進行所述第一次轉向，其中，w1和w2大小相等，方向相反。

在其中一個實施例中，所述第一次轉向的角度為90度。

在其中一個實施例中，在所述步驟所述割草機沿著所述當前第一邊界線的方向向前行進距離d後，所述割草機停止行進，並進行第二次轉向中，所述割草機停止行進，並以所述割草機的第一後驅動輪的轉速為w3，所述割草機的第二後驅動輪的轉速為w4，進行所述第二次轉向，其中，w3和w4大小相等，方向相反。

本發明所述割草機的定位誤差消除裝置，包括：

行進模塊，用於所述割草機沿著當前路逕行進；

第一轉向模塊，用於所述割草機檢測到預定的當前第一邊界線時，所述割草機停止行進，並進行第一次轉向；

第二轉向模塊，用於所述割草機沿著所述當前第一邊界線的方向向前行進距離d後，所述割草機停止行進，並進行第二次轉向，其中，0＜d≤a-△，a為所述割草機的刀盤的直徑，△為所述割草機的固有定位誤差，所述第二次轉向與所述第一次轉向的方向一致，所述第一次轉向的角度和所述第二次轉向的角 度之和為180度。

在其中一個實施例中，所述行進模塊、所述第一轉向模塊以及所述第二轉向模塊均由所述割草機中的控制模塊進行控制。

本發明所述割草機的定位誤差消除系統，包括界限，所述界限由邊界線組成，用於限定自動工作系統的工作範圍，還包括前述割草機的定位誤差消除裝置。

上述割草機的定位誤差消除方法、裝置及系統，割草機沿著當前路逕行進，割草機行進到預定的當前第一邊界線時，割草機檢測到當前第一邊界線時，割草機停止行進，進行第一次轉向，再行進距離d，之後割草機停止行進，進行第二次轉向，通過這兩次轉向，割草機的行進方向發生180度變化，之後，割草機繼續沿著轉向後的當前路逕行進、轉向，直至割草機完成對工作範圍的切割，由於割草機在進行第二次轉向之前，割草機沿著當前第一邊界線行進距離d，從而保證兩次轉向後的割草機的行進路徑和割草機進行兩次轉向前的行進路徑有重合，該重合的距離大於割草機的固有定位誤差△，從而消除該定位誤差△，在割草機進行兩次轉向後再行進時，消除之前一次行進由於定位誤差引起的部分草未修剪等問題。

附圖說明

圖1為本發明割草機的定位誤差消除方法的流程示意圖；

圖2為本發明割草機沿著第一邊界線L21行進的結構示意圖；

圖3為圖2中所述割草機進行第一次轉向前的結構示意圖；

圖4為圖3中所述割草機進行第一次轉向後的結構示意圖；

圖5為圖4中所述割草機進行第二次轉向前的結構示意圖；

圖6為圖5中所述割草機進行第二次轉向後的結構示意圖；

圖7為圖6中所述割草機沿著邊界線L31行進的結構示意圖。

具體實施方式

參考圖1，圖1為一實施例的割草機的定位誤差消除方法的流程示意圖，包 括步驟：

S1：割草機沿著當前路逕行進。

在本實施例中，割草機為智能割草機。具體地，割草機中的高度傳感器感應草坪中草的高度，割草機按照當前路逕行進，對草坪中的草進行切割。該當前路徑包括初次路徑，該初次路徑為第二邊界線。

要說明的是，由於割草機的固有特性，其定位行進時存在定位誤差Δ，該定位誤差Δ包括後期裝配和使用時間推移所引起的誤差。因此，在割草機工作過程中，需要消除該定位誤差Δ，從而使得割草機能更好地完成切割工作，提高割草機的工作效率。

S2：割草機檢測到預定的當前第一邊界線時，割草機停止行進，並進行第一次轉向。

在本實施例中，當割草機沿著當前路逕行進，割草機的傳感器感應到預定的當前第一邊界線時，傳感器將指令發送給割草機中的控制模塊，控制模塊接到指令後，控制割草機剎車停止，割草機停止行進，此時，割草機超出當前第一邊界線的距離為c。

需要說明的是，距離c和地面坡度和割草機的速度等相關。具體地，若割草機的機身長度大於1米時，控制模塊接到指令後，控制割草機剎車停止，此時，割草機超出當前第一邊界線的距離小於等於1米，因此，滿足安規要求；若割草機的機身長度小於等於1米時，控制模塊接到指令後，控制割草機剎車停止，此時，割草機超出當前第一邊界線的距離小於等於割草機的機身長度，因此，也滿足安規要求。

割草機進行第一次轉向時，割草機的第一後驅動輪的轉速為w1，割草機的第二後驅動輪的轉速為w2，且w1和w2大小相等，方向相反，從而使得割草機以後驅動輪驅動軸中心為圓心進行第一次轉向。在本實施例中，第一轉向角度為90度，通過設置第一後驅動輪的轉速和第二後驅動輪的轉速，使得割草機以兩個後驅動輪的中心點為圓心進行旋轉，在一定程度上減少誤差的產生。

S3：割草機沿著當前第一邊界線的方向向前行進距離d後，割草機停止行進，並進行第二次轉向，其中，0＜d≤a-△，a為所述割草機的刀盤的直徑，△ 為所述割草機的固有定位誤差，第二次轉向與第一次轉向的方向一致，且第一次轉向的角度和第二次轉向的角度之和為180度。

在本實施例中，割草機沿著當前第一邊界線的方向向前行進距離d後，割草機停止行進，割草機啟動加速，以割草機的第一後驅動輪的轉速為w3，割草機的第二後驅動輪的轉速為w4，進行第二次轉向，其中，w3和w4大小相等，方向相反，從而使得割草機以後驅動輪驅動軸中心為圓心進行第二次轉向。從S2中可知，第一次轉向時的角度為90度，因此，第二轉向角度也為90度。通過設置第一後驅動輪的轉速和第二後驅動輪的轉速，使得割草機以兩個後驅動輪的中心點為中心進行旋轉，在一定程度上減少誤差的產生。

在割草機進行第一次轉向後，割草機繼續行進距離d，且0＜d≤a-△，從而保證兩次轉向後的割草機的行進路徑和割草機進行兩次轉向前的行進路徑有重合，該重合的距離要大於割草機的固有定位誤差△，從而消除該定位誤差，在割草機進行兩次轉向後再行進時，消除之前一次行進由於定位誤差引起的部分草未修剪等問題。

下面結合圖2、圖3、圖4、圖5、圖6以及圖7對割草機10工作時固有定位誤差△的消除進行進一步地闡述。

如圖2所示，割草機10中的高度傳感器感應割草機10的工作範圍中草的高度，割草機10沿著初次路徑(第二邊界線L21)行進，行進的時候，割草機10的刀盤11的圓心在第二邊界線L21上，刀盤11的直徑為a，從而割草機10行進進行切割的區域的寬度也為a，切割區域為圖2中由兩條虛線表示的區域。

割草機10沿著第二邊界線L21行進，當割草機10的傳感器感應到第一邊界線L11時，傳感器將此時的指令發送給割草機10的控制模塊，控制模塊接到指令後，控制割草機10剎車停止，此時，割草機10超出第一邊界線L11的距離為c，如圖3所示。在本實施例中，由於割草機10的機身長度小於1米，控制模塊接到指令後，控制割草機10剎車停止，割草機10超出第一邊界線L11的距離c小於其機身長度，因此，滿足安規要求。

割草機10剎車停止行進後，割草機10啟動加速，且割草機10以兩個後驅動輪的中心點為圓心向右進行第一次轉向，第一轉向的角度為90度，如圖4所 示，此時，割草機10機頭位置所在的直線和第二邊界線L21的垂直距離為D1。

割草機10進行第一次轉向後，割草機10沿著第一邊界線L11的方向繼續行進距離a-△，之後割草機10剎車停止行進，如圖5所示，此時，割草機10機頭位置所在的直線和第二邊界線L21的垂直距離為D2，距離d為距離D2和距離D1之差。

割草機10啟動加速，且割草機10以兩個後驅動輪的中心點為圓心向右進行第二次轉向，第二轉向的角度為90度，第二次轉向後的割草機10的位置如圖6所示。

經過第二次轉向後，如圖7所示，割草機10沿著L31繼續行進，此時，割草機10行進的路徑和割草機沿著L21行進的路徑之間有重合，重合的距離為L，且L大於固有定位誤差△，從而消除該定位誤差△，在割草機進行兩次轉向後再行進時，消除初次行進由於定位誤差引起的部分草未修剪等問題。

割草機10沿著L21進行第一次切割後，割草機10進行第二次切割，具體地，割草機10沿著L31行進，當割草機10的傳感器感應到第一邊界線L12時，傳感器將此時的指令發送給割草機10的控制模塊，控制模塊接到指令後，控制割草機10剎車停止，此時，割草機10超出第一邊界線L12的距離為c；接著，割草機10啟動加速，且割草機10以兩個後驅動輪的中心點為圓心向左進行第一次轉向，第一轉向的角度為90度；割草機10進行第一次轉向後，割草機10沿著第一邊界線L11的方向繼續行進距離a-△，之後割草機10剎車停止行進；割草機10啟動加速，且割草機10以兩個後驅動輪的中心點為圓心向左進行第二次轉向，第二轉向的角度為90度。經過兩次轉向後，割草機10沿著L32行進，進行第三次切割工作，L32和L31平行，且行進時，刀盤11的圓心經過L32。依次類推，割草機10進行第四次切割工作，第五次切割工作，直至割草機10完成對由L21、L11、L22以及L12所組成的工作區域內的草進行切割的工作。

割草機10每次沿著某一路徑進行切割工作時，都能消除該次切割所帶來的誤差問題，從而在割草機10的整個工作過程中，該定位消除方法能夠解決由於割草機10的固有定位誤差引起的部分草未修剪等問題。

對應於上述割草機10的定位誤差消除方法，一實施例的割草機10的定位 誤差消除裝置包括行進模塊、第一轉向模塊以及第二轉向模塊。

行進模塊用於割草機10沿著當前路逕行進。具體地，割草機10中的高度傳感器感應草坪中草的高度，割草機10按照當前路逕行進，對草坪中的草進行切割。

第一轉向模塊用於割草機10檢測到預定的當前第一邊界線時，割草機10停止行進，並進行第一次轉向。具體地，當割草機10沿著當前路逕行進，割草機10的傳感器感應到預定的當前第一邊界線時，傳感器將指令發送給割草機10中的控制模塊，控制模塊接到指令後，控制割草機10剎車停止，割草機10停止行進，此時，割草機10超出當前第一邊界線的距離為c。接著，割草機10重新啟動，並進行第一次轉向時，割草機10的第一後驅動輪的轉速為w1，割草機10的第二後驅動輪的轉速為w2，且w1和w2大小相等，方向相反，從而使得割草機10以後驅動輪驅動軸中心為圓心進行第一次轉向

其中，距離c和地面坡度和割草機10的速度等相關。具體地，若割草機10的機身長度大於1米時，控制模塊接到指令後，控制割草機10剎車停止，此時，割草機10超出當前第一邊界線的距離小於等於1米，因此，滿足安規要求；若割草機10的機身長度小於等於1米時，控制模塊接到指令後，控制割草機10剎車停止，此時，割草機10超出當前第一邊界線的距離小於等於割草機10的機身長度，因此，也滿足安規要求。

第二轉向模塊用於割草機10沿著當前第一邊界線的方向向前行進距離d後，割草機10停止行進，並進行第二次轉向，其中，0＜d≤a-△，a為所述割草機10的刀盤11的直徑，△為所述割草機10的固有定位誤差，第二次轉向與第一次轉向的方向一致，且第一次轉向的角度和第二次轉向的角度之和為180度。

在本實施例中，割草機10沿著當前第一邊界線的方向向前行進距離d後，割草機10停止行進，割草機10啟動加速，以割草機10的第一後驅動輪的轉速為w3，割草機10的第二後驅動輪的轉速為w4，進行第二次轉向，其中，w3和w4大小相等，方向相反，從而使得割草機10以後驅動輪驅動軸中心為圓心進行第二次轉向。

一實施例割草機10的定位誤差消除系統，包括界限，所述界限由邊界線L11、L12、L21以及L22組成，用於限定自動工作系統的工作範圍，該定位誤差消除系統還包括前述割草機10的定位誤差消除裝置。

上述割草機10的定位誤差消除方法、裝置及系統，割草機10沿著當前路逕行進，割草機10檢測到預定的當前第一邊界線時，割草機10停止行進，並進行第一次轉向，割草機啟動加速並行進距離d，之後割草機10停止行進，進行第二次轉向，通過這兩次轉向，割草機10的行進方向發生180度變化，之後，割草機10繼續沿著轉向後的當前路逕行進、轉向，直至割草機10完成對工作範圍的切割，由於割草機10在進行第二次轉向之前，割草機10沿著當前第一邊界線行進距離d，從而保證兩次轉向後的割草機10的行進路徑和割草機10進行兩次轉向前的行進路徑有重合，該重合的距離大於割草機的固有定位誤差△，從而消除該定位誤差△，在割草機進行兩次轉向後再行進時，消除之前一次行進由於定位誤差△引起的部分草未修剪等問題。

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。