CN102759924A - 自动工作系统、自动行走设备及其转向方法 - Google Patents

自动工作系统、自动行走设备及其转向方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种自动行走设备，包括：壳体；安装于壳体的行走模块；安装于壳体的界限侦测模块，侦测自动行走设备和界限之间的距离；安装于壳体的能量模块，为自动行走设备提供能量；控制模块，与行走模块和界限侦测模块电性连接，从自动行走设备和界限之间达到到达预设的位置关系开始，到转向完成，所述自动行走设备保持行走。本发明的有益效果在于，节约了能量，提高了工作效率。

Description

自动工作系统、自动行走设备及其转向方法
技术领域
本发明涉及智能控制领域，特别是涉及一种包括自动行走设备、自动工作系统，以及自动行走设备的转向方法。
背景技术
随着计算机技术和人工智能技术的不断进步，类似于智能机器人的自动工作系统已经开始慢慢的走进人们的生活。三星、伊莱克斯等公司均开发了全自动吸尘器并已经投入市场。这种全自动吸尘器通常体积小巧，集成有环境传感器、自驱系统、吸尘系统、电池和充电系统，能够无需人工操控，自行在室内巡航，在能量低时自动返回充电站，对接并充电，然后继续巡航吸尘。同时，哈斯科瓦纳等公司开发了类似的智能割草机，其能够自动在用户的草坪中割草、充电，无需用户干涉。由于这种自动工作系统一次设置之后就无需再投入精力管理，将用户从清洁、草坪维护等枯燥且费时费力的家务工作中解放出来，因此受到极大欢迎。
这些自动工作系统的正常工作需要多个系统、多种技术的精密配合，路径规划是其中一项关键技术。路径规划技术用于指导自动行走设备选择什么路径在工作区域内行走。路径规划需要在尽可能减少重复行走的同时，尽可能全面地覆盖工作区域；路径规划还需要应对各种复杂多变的地形，在规则或不规则的工作区域，在狭窄区域，死角或障碍区域中均可以保持覆盖率的同时顺利地离开。可以说路径规划直接决定了自动行走设备的工作效率，较差的路径规划会导致自动行走设备的工作出现问题，如工作覆盖范围不够，存在工作死角；或覆盖全部工作范围的时间过长；或被困在一些特殊地形。目前，覆盖和顺利通过狭窄区域或边角是自动工作装置的路径规划所遭遇的主要技术困难。商业化的自动工作装置绝大部分均采用随机路径行走，即沿直线在工作范围内行进，当遇到障碍物或者边界线以后，首先刹车停止行走，然后随机或以预定程序转向，然后启动离开，自动工作装置仅能够感应到自己遇到了障碍或者边界，但无法知道自己的原始行走方向以及在工作区域内的确切位置，因而也无法合理的判断下一步向何方转向是优选方案，从而导致在狭窄区域内，只能随机的乱撞，离开该区域需要很长的时间，甚至可能无法离开；同时，由于无法判断下一步向何方转向，自动工作装置需要先停止行走再转向而不能直接转向，加上家用的自动行走设备工作区域不大，很快就会从一端走到另一端，导致自动行走设备在整个工作过程中不断的停止和启动，不能持续行走，很多时间浪费在停止和启动上，这极大地降低了整体行走速度，导致工作效率较低，同时也加大了自动行走设备的机械磨损，降低了使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种转向路径选择合理高效的自动行走设备、一种自动行走设备的合理高效的转向方法，以及包括该自动行走设备的自动工作系统。
本发明提供了一种自动行走设备，用于在由界限所限定的工作范围内行走并工作，包括：壳体，壳体具有纵向的中轴线；行走模块，安装于壳体，所述行走模块带动自动行走设备行走和转向，行走模块包括轮组和驱动轮组行走的驱动马达；界限侦测模块，侦测自动行走设备和界限之间的位置关系；能量模块，安装于壳体，为自动行走设备提供能量；控制模块，与行走模块和界限侦测模块电性连接；所述自动行走设备在驶向界限并到达预设的位置关系后转向以驶离界限，在预设的位置关系时所述界限被与所述中轴线的交点分为两个侧边，控制模块根据界限侦测模块发送的代表自动行走设备和界限之间的角度关系的信号，控制行走模块执行转向，使得转向完成时自动行走设备的中轴线始终与界限的一侧边成锐角或直角，该界限的另一侧边在转向开始时与自动行走设备的中轴线成锐角或直角。优选的，行走模块带动自动行走设备向减小中轴线和界限所成的锐角夹角或直角夹角的方向转动。
优选的，所述转动的转角小于180度。
优选的，所述转动的转角大于等于90度。
优选的，所述界限侦测模块包括分别位于壳体的中轴线的两侧的边界感应元件。
优选的，所述边界感应元件相对于中轴线对称布置。
优选的，所述边界感应元件位于壳体的前部。
优选的，所述边界感应元件为电感。
优选的，所述预设位置关系为其中一个边界感应元件距离界限到达预设距离。
优选的，所述预设位置关系为其中一个边界感应元件到达界限外。
优选的，所述角度关系为，所述中轴线和界限交点两侧的侧边和中轴线之间形成的夹角的角度为锐角或直角或钝角。
优选的，所述界限侦测模块包括分别位于壳体的中轴线的两侧的边界感应元件，所述一侧的边界感应元件首先发送其自身到达距离界限一预设距离的信号给控制模块后，控制模块判断位于中轴线的所述一侧的界限和所述中轴线成锐角夹角。
优选的，所述界限侦测模块包括分别位于壳体的中轴线的两侧的边界感应元件，所述一侧的边界感应元件首先发送其自身到达界限外的信号给控制模块后，控制模块判断位于中轴线的所述一侧的界限和所述中轴线成锐角夹角。
优选的，所述角度关系为，所述中轴线和界限交点两侧的侧边和中轴线之间形成的夹角的角度值。
优选的，所述界限侦测模块包括分别位于壳体的中轴线的两侧的边界感应元件，所述控制模块记录两侧的边界感应元件分别发送其自身和界限之间达到一预设距离的信号的时间之内，自动行走设备行走的距离，计算出所述中轴线和界限之间的夹角值。
优选的，所述界限侦测模块包括分别位于壳体的中轴线的两侧的边界感应元件，所述控制模块记录两侧的边界感应元件分别发送其自身到达界限外的信号的时间之内，自动行走设备行走的距离，计算出所述中轴线和界限之间的夹角值。
优选的，所述自动行走设备为自动割草机，还包括位于壳体下方的切割组件和驱动该切割组件进行切割的切割马达。
优选的，从所述自动行走设备驶向界限并到达预设的位置关系开始，到转向完成，所述自动行走设备保持行走。
优选的，在转向启动之后，完成之前，自动行走设备沿界限行走一段距离。
本发明还揭示了一种自动工作系统，包括：界限，用于限定自动工作系统的工作范围，还包括前述的自动行走设备。
优选的，所述界限包括边界线信号发生元件和连接该边界线信号发生元件的边界线，所述边界线信号发生元件向边界线上发送周期性电流信号。本发明还揭示了一种自动行走设备的转向方法，所述自动行走设备用于在由界限所限定的工作范围内行走并工作，包括以下步骤：自动行走设备驶向界限；自动行走设备监测自身和界限的位置关系；当自动行走设备和界限之间达到一预设位置关系时，侦测自动行走设备和界限之间的角度关系，此时所述界限被与所述中轴线的交点分为两个侧边；自动行走设备转向而驶离界限，并使得转向完成时始终为自动行走设备的中轴线与界限的一侧边成锐角或直角，该界限的另一侧边在转向开始时与自动行走设备的中轴线成锐角或直角。
优选的，自动行走设备向减小自身的中轴线和界限之间的锐角或直角夹角的方向转动。
优选的，在转向启动之后，完成之前，自动行走设备沿界限行走一段距离。
优选的，在转向启动之后，完成之前，自动行走设备沿界限行走预设时间或预设距离。
优选的，所述预设距离在20厘米至100厘米之间。
优选的，所述自动行走设备的中轴线两侧分别具有一个边界感应元件，所述预设位置关系为其中一个边界感应元件距离界限到达预设距离，所述侦测自动行走设备和界限的角度关系进一步包括以下步骤：位于自动行走设备一侧的边界感应元件侦测到其自身到达该预设距离后，向自动行走设备的控制模块发送一撞线信号；位于自动行走设备另一侧的边界感应元件侦测到其自身到达该预设距离后，向自动行走设备的控制模块发送一撞线信号；控制模块根据所收到的撞线信号，判断先侦测到其自身到达该预设距离的边界感应元件所在的一侧与界限形成锐角夹角。
优选的，所述自动行走设备的中轴线两侧分别具有一个边界感应元件，所述预设位置关系为其中一个边界感应元件到达界限外，所述侦测自动行走设备和界限的角度关系进一步包括以下步骤：位于自动行走设备一侧的边界感应元件侦测到自动行走设备到达界限外后，向自动行走设备的控制模块发送一撞线信号；位于自动行走设备另一侧的边界感应元件侦测到自动行走设备到界限外后，向自动行走设备的控制模块发送一撞线信号；控制模块根据所收到的撞线信号，判断先侦测到其自身位于界限外的边界感应元件所在的一侧与界限形成锐角夹角。
优选的，所述自动行走设备的中轴线两侧分别具有一个边界感应元件，所述预设位置关系为其中一个边界感应元件距离界限到达预设距离，所述侦测自动行走设备和界限的角度关系进一步包括以下步骤：在一侧的边界感应元件首先侦测到其自身到达该预设距离后，向自动行走设备的控制模块发送一撞线信号；自动行走设备继续行走，当另一侧的边界感应元件侦测到其自身到达该预设距离后，向自动行走设备的控制模块发送一撞线信号；根据所收到的撞线信号确定两个边界感应元件先后到达该预设距离的时间；监测所述时间内，自动行走设备行走的距离；根据该行走的距离和两个边界感应元件之间的间距，计算达到所述预设距离时，自动行走设备的中轴线和界限之间的夹角角度值。
优选的，所述自动行走设备的中轴线两侧分别具有一个边界感应元件，所述预设位置关系为其中一个边界感应元件到达界限外，所述侦测自动行走设备和界限的角度关系进一步包括以下步骤：位于自动行走设备一侧的边界感应元件首先侦测到自动行走设备到达界限外后，向自动行走设备的控制模块发送一撞线信号；自动行走设备继续行走，当另一侧的边界感应元件侦测到自动行走设备到界限外后，向自动行走设备的控制模块发送一撞线信号；根据所收到的撞线信号确定两个边界感应元件先后到达该预设距离的时间；监测所述时间内，自动行走设备行走的距离；根据该行走的距离和两个边界感应元件之间的间距，计算达到所述预设距离时，自动行走设备的中轴线和界限之间的夹角角度值。
优选的，所述转向的转角大于等于90度，小于180度。
本发明还提供了一种自动行走设备，用于在由界限所限定的工作范围内行走并工作，包括：壳体，壳体具有纵向的中轴线；行走模块，安装于壳体，所述行走模块带动自动行走设备行走和转向，行走模块包括轮组和驱动轮组行走的驱动马达；界限侦测模块，侦测自动行走设备和界限之间的位置关系；能量模块，安装于壳体，为自动行走设备提供能量；控制模块，与行走模块和界限侦测模块电性连接，所述自动行走设备在驶向界限并到达预设的位置关系后转向以驶离界限，在预设的位置关系时所述界限被与所述中轴线的交点分为两个侧边，控制模块根据界限侦测模块发送的代表自动行走设备和界限之间的角度关系的信号，控制行走模块执行转向，行走模块带动自动行走设备向减小中轴线和界限所成的锐角夹角或直角夹角的方向转动。
优选的，转向完成时自动行走设备的中轴线始终与界限的一侧边成锐角或直角，该界限的另一侧边在转向开始时与自动行走设备的中轴线成锐角或直角。
本发明还提供了一种自动行走设备的转向方法，所述自动行走设备用于在由界限所限定的工作范围内行走并工作，包括以下步骤：自动行走设备驶向界限；自动行走设备监测自身和界限的位置关系；当自动行走设备和界限之间达到一预设位置关系时，侦测自动行走设备和界限之间的角度关系；自动行走设备向减小自身的中轴线和界限之间的锐角或直角夹角的方向转动。
优选的，当自动行走设备和界限之间达到一预设位置关系时，所述界限被与所述中轴线的交点分为两个侧边；转向完成时自动行走设备的中轴线始终与界限的一侧边成锐角或直角，该界限的另一侧边在转向开始时与自动行走设备的中轴线成锐角或直角。
本发明还提供了一种自动行走设备，用于在由界限所限定的工作范围内行走并工作，包括：壳体，壳体具有纵向的中轴线，壳体被所述中轴线分为两侧，分别为左侧和右侧；行走模块，安装于壳体，所述行走模块带动自动行走设备行走和转向，行走模块包括轮组和驱动轮组行走的驱动马达；界限侦测模块，安装于壳体，侦测自动行走设备和界限之间的位置关系；能量模块，安装于壳体，为自动行走设备提供能量；控制模块，与行走模块和界限侦测模块电性连接；所述自动行走设备在驶向界限并到达预设的位置关系后转向以驶离界限，在自动行走设备到达所述预设的位置关系时，控制模块根据界限侦测模块发送的代表自动行走设备的其中一侧更接近界限的信号，控制行走模块执行转向，使得转向完成时，始终为所述自动行走设备的所述其中一侧到界限的距离小于其中另一侧到界限的距离。
优选的，在到达所述预设的位置关系时，若左侧更接近界限，则自动行走设备顺时针转向；若右侧更接近界限，则自动行走设备逆时针转向。
优选的，所述转动的转角大于等于90度，小于180度。
优选的，所述界限侦测模块包括分别位于壳体的中轴线的两侧的边界感应元件。
优选的，所述边界感应元件相对于中轴线对称布置，位于壳体的前部。
优选的，所述预设位置关系为其中一个边界感应元件距离界限到达预设距离。
优选的，所述预设位置关系为其中一个边界感应元件到达界限外。
优选的，当一侧的边界感应元件首先发送其自身和界限之间达到预设距离的信号给控制模块后，控制模块判断该一侧更接近界限。
优选的，当一侧的边界感应元件首先发送其自身到达界限外的信号给控制模块后，控制模块判断该一侧更接近界限。
优选的，所述自动行走设备为自动割草机，还包括位于壳体下方的切割组件和驱动该切割组件进行切割的切割马达。
优选的，从所述自动行走设备驶向界限并到达预设的位置关系开始，到转向完成，所述自动行走设备保持行走。
优选的，在转向启动之后，完成之前，自动行走设备沿界限行走一段距离。
本发明还提供了一种自动工作系统，包括：界限，用于限定自动工作系统的工作范围，还包括前述的自动行走设备。
优选的，所述界限包括边界线信号发生元件和连接该边界线信号发生元件的边界线，所述边界线信号发生元件向边界线上发送周期性电流信号。
本发明还提供了一种自动行走设备的转向方法，自动行走设备具有中轴线，中轴线将自动行走设备分为两侧，分别为左侧和右侧，包括以下步骤：自动行走设备驶向界限；自动行走设备监测自身和界限的位置关系；当自动行走设备和界限之间达到一预设位置关系时，判断自动行走设备的哪一侧更接近界限；自动行走设备转向而驶离界限，并使得转向完成时，始终为所述自动行走设备的其中一侧到界限的距离小于其中另一侧到界限的距离，所述其中一侧在转向开始时更接近界限。
优选的，在到达所述预设的位置关系时，若左侧更接近界限，则自动行走设备顺时针转向；若右侧更接近界限，则自动行走设备逆时针转向。
优选的，在转向启动之后，完成之前，自动行走设备沿界限行走一段距离。
优选的，在转向启动之后，完成之前，自动行走设备沿界限行走预设时间或预设距离。
优选的，所述转向的转角大于等于90度，小于180度。
优选的，所述自动行走设备的中轴线两侧分别具有一个边界感应元件，所述预设位置关系为其中一个边界感应元件距离界限到达预设距离。
优选的，判断自动行走设备的哪一侧更接近界限的步骤具体为：当一侧的边界感应元件首先发送其自身和界限之间达到预设距离的信号给控制模块后，控制模块判断该一侧更接近界限。
优选的，所述自动行走设备的中轴线两侧分别具有一个边界感应元件，所述预设位置关系为其中一个边界感应元件到达界限外。
优选的，判断自动行走设备的哪一侧更接近界限的步骤具体为：当一侧的边界感应元件首先发送其自身到达界限外的信号给控制模块后，控制模块判断该一侧更接近界限。
本发明还提供了一种自动行走设备，用于在由界限所限定的工作范围内行走并工作，包括：壳体，壳体具有纵向的中轴线，壳体被所述中轴线分为两侧，分别为左侧和右侧；行走模块，安装于壳体，所述行走模块带动自动行走设备行走和转向，行走模块包括轮组和驱动轮组行走的驱动马达；安装于壳体的界限侦测模块，侦测自动行走设备和界限之间的位置关系；能量模块，安装于壳体，为自动行走设备提供能量；控制模块，与行走模块和界限侦测模块电性连接；所述自动行走设备在驶向界限并到达预设的位置关系后转向以驶离界限，在自动行走设备到达所述预设的位置关系时，控制模块根据界限侦测模块发送的代表自动行走设备的其中一侧更接近界限的信号，控制行走模块执行转向，若左侧更接近界限，则自动行走设备顺时针转向；若右侧更接近界限，则自动行走设备逆时针转向。
优选的，转向完成时，始终为所述自动行走设备的所述其中一侧到界限的距离小于其中另一侧到界限的距离。
本发明还提供了一种自动行走设备的转向方法，自动行走设备具有中轴线，中轴线将自动行走设备分为两侧，分别为左侧和右侧，包括以下步骤：自动行走设备驶向界限；自动行走设备监测自身和界限的位置关系；当自动行走设备和界限之间达到一预设位置关系时，判断自动行走设备的哪一侧更接近界限；自动行走设备转向而驶离界限，若左侧更接近界限，则自动行走设备顺时针转向；若右侧更接近界限，则自动行走设备逆时针转向。
优选的，转向完成时，始终为所述自动行走设备的其中一侧到界限的距离小于其中另一侧到界限的距离，所述其中一侧在转向开始时更接近界限。
本发明还提供了一种自动行走设备，用于在由界限所限定的工作范围内行走并工作，包括：壳体，壳体具有纵向的中轴线，所述中轴线将壳体分为两侧，分别为左侧和右侧；行走模块，安装于壳体，所述行走模块带动自动行走设备行走和转向，行走模块包括轮组和驱动轮组行走的驱动马达；安装于壳体的界限侦测模块，侦测自动行走设备和界限之间的位置关系；能量模块，安装于壳体，为自动行走设备提供能量；控制模块，与行走模块和界限侦测模块电性连接；所述自动行走设备接收界限侦测模块发送的代表自动行走设备和界限之间的位置关系的信号，在到达预设的位置关系后，控制模块控制行走模块转向以驶离界限；从自动行走设备和界限之间达到到达预设的位置关系开始，到转向完成，所述自动行走设备保持行走。
优选的，从自动行走设备和界限之间达到预设距离开始，直到转向完成，所述驱动马达驱动轮组持续运动。
优选的，所述控制模块根据界限侦测模块发送的代表自动行走设备和界限之间的角度关系的信号，控制行走模块执行转向，使得转向完成时自动行走设备的中轴线始终与界限的一侧边成锐角或直角，该界限的另一侧边在转向开始时与自动行走设备的中轴线成锐角或直角。
优选的，所述控制模块根据界限侦测模块发送的代表自动行走设备和界限之间的角度关系的信号，控制行走模块执行转向，且行走模块带动自动行走设备向减小中轴线和界限所成的锐角夹角或直角夹角的方向转动。
优选的，所述角度关系为，所述中轴线和界限交点两侧的侧边的角度和中轴线之间形成的夹角为锐角或直角或钝角。
优选的，所述界限侦测模块包括分别位于壳体的中轴线的两侧的边界感应元件，所述一侧的边界感应元件首先发送其自身到达距离界限一预设距离的信号给控制模块后，控制模块判断位于中轴线的所述一侧的界限和所述中轴线成锐角夹角。
优选的，所述界限侦测模块包括分别位于壳体的中轴线的两侧的边界感应元件，所述一侧的边界感应元件首先发送其自身到达界限外的信号给控制模块后，控制模块判断位于中轴线的所述一侧的界限和所述中轴线成锐角夹角。
优选的，所述角度关系为，所述中轴线和界限交点两侧的侧边和中轴线之间形成的夹角的角度值。
优选的，所述界限侦测模块包括分别位于壳体的中轴线的两侧的边界感应元件，所述控制模块记录两侧的边界感应元件分别发送其自身和界限之间达到一预设距离的信号的时间之内，自动行走设备行走的距离，计算出所述中轴线和界限之间的夹角值。
优选的，所述界限侦测模块包括分别位于壳体的中轴线的两侧的边界感应元件，所述控制模块记录两侧的边界感应元件分别发送其自身到达界限外的信号的时间之内，自动行走设备行走的距离，计算出所述中轴线和界限之间的夹角值。
优选的，在自动行走设备到达所述预设的位置关系时，控制模块根据界限侦测模块发送的代表自动行走设备的其中一侧更接近界限的信号，控制行走模块执行转向，使得转向完成时，始终为所述自动行走设备的所述其中一侧到界限的距离小于其中另一侧到界限的距离。
优选的，在自动行走设备到达所述预设的位置关系时，控制模块根据界限侦测模块发送的代表自动行走设备的其中一侧更接近界限的信号，控制行走模块执行转向，若左侧更接近界限，则自动行走设备顺时针转向；若右侧更接近界限，则自动行走设备逆时针转向。
优选的，所述界限侦测模块包括分别位于壳体的中轴线的两侧的边界感应元件。
优选的，所述边界感应元件位于壳体的前部，相对于中轴线对称布置。
优选的，所述转向的转角大于等于90度，小于180度。
优选的，所述自动行走设备为自动割草机，还包括位于壳体下方的切割组件和驱动该切割组件进行切割的切割马达。
本发明还提供了一种自动工作系统，包括：界限，用于限定自动工作系统的工作范围，还包括前述的自动行走设备。
优选的，所述界限包括边界线信号发生元件和连接该边界线信号发生元件的边界线，所述边界线信号发生元件向边界线上发送周期性电流信号，所述边界感应元件为电感。
优选的，自动行走设备驶向界限；自动行走设备监测自身和界限的位置关系；当自动行走设备和界限之间达到一预设位置关系时，自动行走设备转向而驶离界限，且从自动行走设备和界限之间达到到达预设的位置关系开始，到转向完成，所述自动行走设备保持行走。
优选的，进一步包括以下步骤：当自动行走设备和界限之间达到一预设位置关系时，侦测自动行走设备和界限之间的角度关系，此时所述界限被与所述中轴线的交点分为两个侧边；自动行走设备转向而驶离界限，并使得转向完成时始终为自动行走设备的中轴线与界限的一侧边成锐角或直角，该界限的另一侧边在转向开始时与自动行走设备的中轴线成锐角或直角。
优选的，进一步包括以下步骤：当自动行走设备和界限之间达到一预设位置关系时，侦测自动行走设备和界限之间的角度关系；自动行走设备向减小达到预设距离时，前述中轴线和界限之间的锐角或直角夹角的方向转向。
优选的，所述转向的转角大于等于90度，小于180度。
本发明还提高了一种自动行走设备，用于在界限所限定的工作范围内行走并工作，包括：壳体，壳体具有纵向的中轴线，壳体被所述中轴线分为两侧，分别为左侧和右侧；行走模块，安装于壳体，所述行走模块带动自动行走设备行走和转向，行走模块包括轮组和驱动轮组行走的驱动马达；界限侦测模块，安装于壳体，侦测自动行走设备和界限之间的位置关系；能量模块，安装于壳体，为自动行走设备提供能量；控制模块，与行走模块和界限侦测模块电性连接，所述自动行走设备在驶向界限并到达一预设的位置关系后转向以驶离界限，在转向启动之后，完成之前，控制模块控制行走模块，带动自动行走设备沿界限行走一段距离。
优选的，在转向启动之后，完成之前，控制模块控制行走模块，带动自动行走设备沿界限行走预设距离或预设时间。
优选的，所述预设距离在20厘米到100厘米之间。
优选的，控制模块根据界限侦测模块发送的代表自动行走设备和界限之间的角度关系的信号，控制行走模块执行转向，使得转向完成时自动行走设备的中轴线始终与界限的一侧边成锐角或直角，该界限的另一侧边在转向开始时与自动行走设备的中轴线成锐角或直角。
优选的，控制模块根据界限侦测模块发送的代表自动行走设备和界限之间的角度关系的信号，控制行走模块执行转向，行走模块带动自动行走设备向减小中轴线和界限所成的锐角夹角或直角夹角的方向转动。
优选的，在自动行走设备到达所述预设的位置关系时，控制模块根据界限侦测模块发送的代表自动行走设备的其中一侧更接近界限的信号，控制行走模块执行转向，使得转向完成时，始终为所述自动行走设备的所述其中一侧到界限的距离小于其中另一侧到界限的距离。
优选的，在自动行走设备到达所述预设的位置关系时，控制模块根据界限侦测模块发送的代表自动行走设备的其中一侧更接近界限的信号，控制行走模块执行转向，若左侧更接近界限，则行走模块带动自动行走设备顺时针转向；若右侧更接近界限，则行走模块带动自动行走设备逆时针转向。
优选的，从所述自动行走设备驶向界限并到达预设的位置关系开始，到转向完成，所述自动行走设备保持行走。
优选的，所述自动行走设备为自动割草机，还包括位于壳体下方的切割组件和驱动该切割组件进行切割的切割马达。
本发明还提供了一种自动工作系统，包括：界限，用于限定自动工作系统的工作范围，还包括前述的自动行走设备。
优选的，所述界限包括边界线信号发生元件和连接该边界线信号发生元件的边界线，所述边界线信号发生元件向边界线上发送周期性电流信号，所述界限侦测模块包括感应所述边界线信号的电感。
优选的，自动行走设备沿线行走时，所述控制模块控制行走模块保持所述电感到边界线的距离不变。
优选的，所述中轴线的两侧分别设有一个所述电感，位于自动行走设备沿边界线行走时，一侧的电感位于边界线内，另一侧的电感位于边界线外，所述控制模块控制行走模块保持两个电感到边界线的距离相等。
本发明还提供了一种自动行走设备的转向方法，自动行走设备具有中轴线，中轴线将自动行走设备分为两侧，分别为左侧和右侧，包括以下步骤：自动行走设备驶向界限；自动行走设备监测自身和界限的位置关系；当自动行走设备和界限之间达到一预设位置关系时，自动行走设备转向而驶离界限，且在转向启动之后，完成之前，控制模块控制行走模块，带动自动行走设备沿界限行走一段距离。
优选的，还包括以下步骤：当自动行走设备和界限之间达到一预设位置关系时，判断自动行走设备的哪一侧更接近界限；转向完成时，始终为所述自动行走设备的其中一侧到界限的距离小于其中另一侧到界限的距离，所述其中一侧在转向开始时更接近界限。
优选的，在到达所述预设的位置关系时，若左侧更接近界限，则自动行走设备顺时针转向；若右侧更接近界限，则自动行走设备逆时针转向。
本发明还提供了一种自动行走设备，用于在由边界线所限定的工作范围内行走并工作，包括：壳体，壳体具有纵向的中轴线；安装于壳体的行走模块，所述行走模块带动自动行走设备行走和转向，行走模块包括轮组和驱动轮组行走的驱动马达；安装于壳体的边界感应元件，用于在自动行走设备越过边界线时，发出撞线信号；安装于壳体的能量模块，为自动行走设备提供能量；控制模块，与行走模块和界限侦测模块电性连接，当所述控制模块接收到撞线信号后，驱使所述行走模块带动自动行走装置转向返回边界线内，所述控制模块再次接收到撞线信号后，记录代表两次撞线信号之间的时间间隔或行驶距离的数据值，若该数据值大于一第一预设值，则判断前述的转向朝着减小第一次越过边界线时，自动割草机的中轴线和边界线之间的钝角夹角的方向。
优选的，所述边界感应元件的数量为1个。
优选的，所述控制模块将所述数据值和一第二预设值相比较，若所述数据值小于第二预设值，则判断前述的转向朝着减小第一次越过边界线时自动割草机的中轴线和边界线之间的锐角夹角的方向；若数据值位于第一预设值和第二预设值之间，则判断前述的转向朝着减小第一次越过边界线时自动割草机的中轴线和边界线之间的直角夹角的方向。
优选的，所述第一预设时间等于第二预设时间。
优选的，当判断前述的转向朝着减小第一次越过边界线时自动割草机的中轴线和边界线之间的钝角夹角的方向，控制模块控制行走模块反向转向，直到反向转向后所述中轴线和原钝角夹角的位于边界线上的边成锐角。
本发明还提供了一种自动工作系统，包括：边界线，带有边界信号，用于限定工作范围；边界信号发生器，用于向边界线发送边界信号，还包括前述的自动行走设备。
优选的，所述边界信号发生器发出周期性的电流信号。
本发明还提供了一种自动行走设备的转向方法，所述自动行走设备具有中轴线，包括以下步骤：朝向边界线移动；第一次越过边界线，到达边界线外；向边界线内转向，第二次越过边界线；记录代表两次撞线信号之间的时间间隔或行驶距离的数据值；若该数据值大于一第一预设值，则判断前述的转向朝着减小第一次越过边界线时，自动割草机的中轴线和边界线之间的钝角夹角的方向。
优选的，还包括以下步骤：将所述数据值和一第二预设值相比较；若所述数据值小于第二预设值，则判断前述的转向朝着减小第一次越过边界线时自动割草机的中轴线和边界线之间的锐角夹角的方向，若数据值位于第一预设值和第二预设值之间，则判断前述的转向朝着减小第一次越过边界线时自动割草机的中轴线和边界线之间的直角夹角的方向。
优选的，还包括以下步骤：当判断前述的转向朝着减小第一次越过边界线时自动割草机的中轴线和边界线之间的钝角夹角的方向，自动行走设备反向转向，直到反向转向后所述中轴线和原钝角夹角的位于边界线上的边成锐角。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：自动行走设备在保持转向后与交点另一侧的边界线的夹角也为锐角，或者自动行走设备的首先接近边界的一侧到界限的距离小于所述另一侧到界限的距离的前提下，以较小的转角转向了工作范围之内。使得最终达到的自动行走设备的行走具有方向性。
若以自动行走设备和界限的交点处的界限垂直线将工作范围分为两部分，则转向后自动行走设备会从原来一部分移动到另一部分中，而不会停留在原来部分。这样，自动行走设备会更经常的巡航到不同的区域，增加了工作区域覆效率，并且更容易从一些原来的自动行走设备不易走出的区域走出。
并且，本发明的自动行走设备在转向时，或者说从接近边界到离开边界，自动行走设备是保持行走的，或者说驱动马达保持驱动轮组。从而极大的提高了割草机的整体效率，增强了效率，节约了能量，节能环保，提高电池使用寿命，在单位电池时间内切割了更多的草或进行了更多的工作。
经过统计，使用本发明的路径规划方式后，在同样的满电量情况下，自动行走设备可以多工作约20％的路径，有效利用了自动行走设备本身惯性，达到了极佳的节能效果。同时，在同样的工作时间内，使用本方法的自动行走设备比未使用本方法的自动行走设备多行走了约35％的长度，极大的提高了工作效率。
附图说明
图1是本发明的具体实施例的自动工作系统的整体示意图。
图2是本发明的具体实施例的自动割草系统的整体示意图。
图3是本发明的具体实施例的自动割草机的结构图。
图4是本发明的具体实施例的自动割草机的路径选择图。
图5是本发明的具体实施例的自动割草机的路径选择图。
图6是本发明的具体实施例的自动割草机的路径选择图。
图7是发明的具体实施例的自动割草机转向前后和边界线的角度关系示意图。
图8是本发明的具体实施例的自动割草机的两侧在转向前后和边界线的位置关系示意图。
图9是本发明的具体实施例的自动割草机的依靠一个传感器转向的原理示意图。
图10是现有技术的自动行走设备通过狭窄区域的路径图。
图11是本发明的具体实施例的自动行走设备通过狭窄区域的路径图。
图12是本发明的体实施例的自动行走设备通过狭窄区域的另一路径图。
1   自动工作设备         3  界限              5  停靠站
7   工作区域             11 自动割草机        13 边界线
15  隔离岛               17 障碍              21 壳体
23  驱动轮               25 辅助轮            27 驱动马达
29  切割组件             31 切割马达          33 中轴线
35  边界感应元件         41 交点
具体实施方式
以下结合附图详细叙述本发明的具体实施方式。
如图1，本具体实施方式的自动工作系统包括自动行走设备1、界线3和停靠站5。其中界限3用于限制自动工作系统的工作区域7，自动行走设备在界限之中或之间行走并工作，停靠站用于供自动行走设备停泊，尤其是在能源不足时返回补充能量。
界限是边界和障碍的统称。边界是整个工作区域的外围，通常首尾相连，将工作区域封闭，边界可以是实体的也可以是电子的，即可以由墙壁、篱笆，栏杆等形成边界，也可以由边界信号发生装置发出虚拟边界信号，如电磁信号或光信号。障碍是位于工作范围内的无法在其上行走的部分或区域，如室内的沙发、床柜，或室外的水塘、花台等，类似的，障碍也可以是实体的或者电子的，实体的障碍可以由前述的障碍物自身形成，电子的障碍可以由边界信号发生装置发出虚拟障碍信号形成。虚拟边界信号和虚拟障碍信号可以为同一种信号也可以为不同的信号，由具体需求选择。
自动行走设备可以是自动割草机，或者自动吸尘器等，它们自动行走于工作区域的地面或表面上，进行割草或吸尘工作。当然，自动行走设备不限于自动割草机和自动吸尘器，也可以为其它设备，如喷洒设备，监视设备等等适合无人值守的设备。
自动行走设备7包括行走模块、工作模块、界限侦测模块、能量模块、控制模块等。
行走模块用于带动自动行走设备在工作区域7内行走，通常由安装在自动行走设备7上的轮组和驱动轮组的行走马达组成。轮组包括连接行走马达的驱动轮和主要起辅助支撑作用的辅助轮，优选的，在本发明的具体实施方式中，驱动轮的数量为两个，位于自动行走设备7的后部，每个驱动轮连接有一个行走马达，辅助轮的数量为一个或两个，位于自动行走设备的前部。
工作模块用于执行自动行走设备7的具体工作任务，若自动行走设备7为自动吸尘器，则工作模块包括吸尘马达，吸尘口、吸尘管、真空室、集尘装置等用于执行吸尘任务的工作部件；若自动行走设备7为自动割草机，则工作模块包括割草刀片、切割马达等，也可能包括割草高度调节机构等优化或调整割草效果的部件。
界限侦测模块用于侦测自动行走设备7和界限3的相对位置关系，具体可能包括距离、角度，界限内外方位中的一种或几种。界限侦测模块的组成和原理可以为多种，如可以为红外线式、超声波式、碰撞检测式，磁感应式等等，其传感器和对应的信号发生装置的设置位置和数量也是多样的，并且和路径规划方式相关，因此具体将在下文中结合具体实施例和路径规划方式讲述。
能量模块用于为自动行走设备1的各项工作提供能量，其包括可充电电池和充电连接结构，充电连接结构通常为可露出于自动行走设备外的充电电极片。
控制模块用于控制自动行走设备1自动行走和工作，是自动行走设备1的核心部件，它执行的功能包括控制工作模块启动工作或停止，生成行走路径并控制行走模块依照行走，判断能量模块的电量并及时指令自动行走设备返回充电站自动对接充电等等。控制模块通常包括单片机和存储器以及其它外围电路。
除了上述模块，自动行走设备1还包括容纳和安装各个模块的壳体、供使用者操作的控制面板等，自动行走设备1还可能包括各种环境传感器，如湿度传感器，温度传感器，加速度传感器，光线传感器等，这些传感器可以帮助自动行走设备判断工作环境，以执行相应的程序。
停靠站5通常位于工作范围内，常常位于界限3旁边或界限3上，和市电或其它电能提供系统连接，供自动行走设备返回充电，停靠站5上设有充电电极片，用于和自动行走设备1的相应的电极片对接。
以下详述本发明的具体实施方式的路径规划方式，尤其是离开界限返回界内的方式、在一些普通的自动行走设备1难以通过的狭窄区域的路径规划方式。
在描述路径规划方法之前，首先介绍一种具体的自动工作系统的结构，以其为基础讲述各个路径规划方式。需要指出，这种具体的自动工作系统的具体结构的引入仅仅是为了描述的统一和方便，并非是唯一的，可以具有合适的变化，其中的一些变化将在下文中具体描述。
如图2，这种自动工作系统为一种自动割草系统。自动割草系统包括：作为自动行走设备的自动割草机11；停靠站5，供自动割草机停泊和充电；位于停靠站5上、生成边界信号的边界信号发生器；连接边界信号发生器的边界线13，边界线13和边界信号发生器形成闭合环形，边界线13上具有边界信号，边界线13以内形成自动割草机的工作范围。
边界信号发生器产生周期性的电流信号，发送到边界线13中，边界线13为导线，其上流过相应的周期性电流，周期性的电流在边界线附近产生周期性的磁场，磁场具有方向性和强弱，在边界线的两侧的方向相反，即在工作范围的内外方向相反，且越接近边界线磁场信号越强。
优选的，本处的周期性电流信号为方波脉冲信号，其生成和识别均较易，可以降低成本，提高效率。
同样如图2所示，工作范围以内还具有隔离岛15，隔离岛15是工作范围以内的不适宜进行工作、自动行走设备1绕行的区域，隔离岛15内可能是自动行走设备1不能通过的花台、水塘等。在本自动割草系统中，隔离岛15同样由边界线13围绕形成，如图，边界线13在合适位置从边界处折向隔离岛15，到达隔离岛15后环绕隔离岛15一周回到隔离岛15的边界线起点，然后贴着边界线13返回到边界。这样，隔离岛15的周围具有了边界信号，自动割草机11将不会进入隔离岛15，而隔离岛15和边界之间则具有两条彼此紧贴，方向相反的边界线13，这两条边界线13上的电流方向相反，因此产生的磁场相互抵消，因而不会有边界信号，自动割草机11可以自由通过。
在本自动割草系统中，边界线13优选的布置的离待割草区域的实际物理界限有一段距离。例如位于草坪中离草坪边缘30厘米处，又如距离隔离岛15中的花台30厘米。这是因为由于界限是非物理实体的虚拟信号，不能物理阻挡自动割草机11，因而为自动割草机11留下了一段惯性移动的距离，让自动割草机11在监测到边界线后仍然可以向外移动一段距离而不会离开真正的工作范围。
同样如图2所示，工作范围以内还具有障碍17，具体可能为工作范围内的土坡、石块、树木等。在本自动割草系统中，类似小的障碍不会使用边界线围绕形成隔离岛15，而是通过设置在自动割草机11上的障碍传感器检测。
如图3，为本自动割草系统的自动割草机结构图。如前所述的，自动行走设备包括壳体21，以及安装于壳体的行走模块、工作模块、界限侦测模块、能量模块、控制模块等。
在本自动割草机11中，行走模块包括安装于壳体的下方的轮组，轮组包括驱动轮23，数目为两个，分别位于壳体21的后方两侧；轮组还包括辅助轮25，数目同样为两个，分别位于壳体21的前方两侧。行走模块还包括连接驱动轮的驱动马达，驱动马达负责驱动驱动轮23转动进而带动自动割草机11行走，驱动马达还负责驱动驱动轮23转向。在本自动割草机11中，两个驱动轮23各自独立连接一个驱动马达，驱动马达的转速由控制模块控制，当控制模块指令两个驱动马达以同样速度同向转动时，自动割草机11沿直线行走；当控制模块指令两个驱动马达以不同的速度转动或异向转动时，自动割草机11转向，自动割草机11会向转速较慢的驱动轮一侧或者转动方向对应为后退的驱动轮一侧转向。
在本自动割草机11中，工作模块包括安装于自动割草机下方的切割组件29，以及驱动切割组件29进行切割草坪工作的切割马达31。切割组件29可以为连接割草输出轴的刀片或者为连接割草输出轴的刀盘和刀片的组合，其具体结构和可能的形式为业内人士所周知，不再赘述。
在本自动割草机11中，界限侦测模块为安装在壳体21中的边界感应元件35，具体的，自动割草机具有纵向的中轴线33，中轴线33将壳体21分为两侧，分别为左侧和右侧。边界感应元件35为分别安装在中轴线33的两侧的电感元件(简称电感)，优选的，电感元件的数目为两个，对称的安装在中轴线33的两侧，壳体21的前部。电感元件位于前方的优势在可以更快速和更准确的感应到边界信号。界限侦测模块和控制模块连接，将监测到的边界信号传送给控制模块。当然，电感元件也可以位于壳体21的中部或后部，数目可以为更多个，以增加边界信号识别的准确性。
在本自动割草机11中，能量模块为位于壳体21中的可充电电池，以及连接可充电电池的充电极片；充电极片位于壳体的前部并露出于壳体21外，用于在自动割草机11进入停靠站5时，和停靠站5的相应充电极片对接，为自动割草机11充电。
在本自动割草机11中，控制模块位于壳体21中，包括微控制器以及存储器等，存储器用于存储自动割草机的工作程序和自动割草机在工作过程中的相关参数、各个传感器和其他模块发回的信息等；微控制器用于接收其他系统发出的信号以及根据存储器内置的程序，计算出并向各个模块发出相应的工作指令。
本自动割草机11还包括障碍监测模块，具体为安装在壳体上的碰撞传感器，当自动割草机11撞到障碍时，碰撞传感器检测到碰撞并产生碰撞信号，发给控制模块。
本自动割草机11还包括控制面板，用于供操作者设定工作模式，在此不进行详细描述。
现简要介绍本自动割草系统的工作方式。自动割草机11在由边界线13围绕的工作范围内巡航并进行割草工作，在正常状况下，自动割草机11直线行走，直到撞到界限，即边界线13或者障碍17。若自动割草机11遇到边界线13或者障碍，它将转向折返回到界内继续直线行走，直到再次遇到界限。通过上述的在界内不断折返的方式，覆盖全部工作区域7进行工作。当自动割草机11电量低至预设程度、或者发生其他情形需要返回停靠站5时，控制模块控制自动割草机11寻找边界线13，然后沿边界线13行走，由于停靠站5位于边界线13上，因此自动割草机11将沿着边界线13走回停靠站5中，然后对接充电或停泊于停靠站5。
以前述的自动割草系统为代表的自动工作系统在工作中，遇到界限后向界内转向折返是最为频繁的出现的中断正常工作的情形，提高转向折返的效率将直接、大幅的提高自动工作系统的工作效率。
因而，首先描述本发明的具体实施方式的离开界限返回界内的方式。在自动行走设备1行走一段时间之后，必然会撞到界限，自动行走设备1通过界限侦测模块监测自动行走设备遇到界限时，彼此的相对位置关系，即如前所述的角度关系，内外关系，距离等。界限侦测模块将代表这些位置关系的信号，如接近程度信号和/或角度关系信号发送给控制模块。当自动行走设备在驶向界限并到达一预设的位置关系后转向以驶离界限，以保证不离开工作范围。控制模块接收的界限侦测模块发送的信号可能代表自动行走设备和界限之间的角度关系，也可能代表自动行走设备和界限之间的距离，还可能代表自动行走设备的哪一侧离界限较近，也可能同时代表上述内容中的几项，这部分的取决于如何解读界限侦测模块发送的信号。
前述的预设位置关系涉及到转向的启动条件，其会根据具体的自动工作系统的不同而变化，如在本自动割草机系统中，预设的位置关系为自动割草机11已实际撞到边界线，一个电感元件位于边界线13的正上方，即某一个边界感应元件距离界限的距离达到一个为0的预设距离。而在自动吸尘器系统中，因为边界往往为墙体，预设的位置关系通常为为自动吸尘器的前端距离边界一段确定的距离，如30厘米。当然，上述的例子为示意性的，预设的位置关系会根据具体需求设定。
对于转向的具体过程，因为自动行走设备的中轴线必然和界限形成一个交点，在非垂直接近界限时，也必然有自动行走设备的其中一侧更接近界限。那么当自动行走设备1的中轴线不垂直于界限时，与该交点的左侧或右侧的边界线形成一个锐角夹角，自动行走设备向减小该锐角夹角的方向转动可以通过较小的转角转向界内，较为高效。更抽象的说，自动行走设备监测自身和界限的位置关系，控制模块根据界限侦测模块发送的代表自动行走设备和界限之间的角度关系的信号，令行走模块执行转向，使得为了转向的高效快捷，控制模块使行走模块带动自动行走设备向减小中轴线和界限所成的锐角夹角或直角夹角的方向转动，且始终保证是自动行走设备的中轴线始终与界限的一侧边成锐角或直角，该界限的另一侧边在转向开始时与自动行走设备的中轴线成锐角或直角。类似的，上述过程也可以理解为自动行走设备监测自身和界限的位置关系，当自动行走设备和界限之间达到一预设位置关系时，判断自动行走设备的哪一侧更接近界限若左侧更接近界限，则自动行走设备顺时针转向；若右侧更接近界限，则自动行走设备逆时针转向，且转向结果始终为所述自动行走设备的其中一侧到界限的距离小于其中另一侧到界限的距离，所述其中一侧在转向开始时更接近界限。上述两种描述方式虽然不同，然而其实质内容是一致的，应能理解，界限侦测模块发送的信号参数在物理能对应不同的场景。
图4、图5和图6为前述的自动割草机11遇到界限之后的路径选择示意图。在图4、图5和图6中，自动割草机11的行走方向相同，在撞向边界线13时中轴线33的延伸方向相同，但各图中边界线13的延伸方向不同，从而导致转向的方向和结果不同。各图中穿过自动割草机11的虚线为自动割草机11的行走轨迹线。
本自动割草系统中，在自动割草机11撞到边界线13的时刻，自动割草机11的中轴线33和边界线13具有一个交点41，则中轴线33与交点41两侧的边界线13各形成一个角度，这两个角度之和为180度。需要说明，整体上看边界线13或者界限可能是弯曲的，但在具体的一个交点附近的边界线13或者界限可以视作是直线；或者也可以说，虽然边界线13或界限可能是弯曲的，但是在达到判断转向的预设距离处，中轴线33和边界线13或界限的交点，边界线13或者界限的延伸方向为直线，该延伸方向为边界线13或者界限的切线。在后文中，为了描述的直观和方便，在后文仍称之为中轴线33和边界线13或者界限的夹角，但该处边界线13和界限的意义如上所述，是指在交点处的边界线13/界限的直线段或者延伸方向或者切线方向。
如前所述，自动割草机11优选的在中轴线33的两侧对称的分别设有一个边界感应元件35。如图4，自动割草机1撞向边界线13，与边界线13不垂直，其左侧会首先撞到边界线13，即左侧的边界感应元件35会首先感应到撞到边界线13，并向控制模块发送一个撞线信号，表明自动割草机11的左侧撞到了边界线13。控制模块首先接收到左侧的撞线信号，则相应的判断自动割草机是从边界线13和自动割草机11的交点的左侧驶向边界线13，自动割草机11的中轴线33和撞线交点的左侧的边界线13成锐角夹角。或者说，一侧的边界感应元件首先发送其自身到达距离界限一预设距离的信号给控制模块后，控制模块判断位于中轴线的所述一侧的界限和所述中轴线成锐角夹角。另一种情况下，若边界感应元件发生的信号代表的是其自身和界限的内外关系，则一侧的边界感应元件首先发送其自身到达界限外的信号给控制模块后，控制模块判断位于中轴线的所述一侧的界限和所述中轴线成锐角夹角。在判断确定了自动割草机11的行驶方向，或者说撞线时自动割草机11中轴线33和边界线13的方位关系后，自动割草机11相应确定转向方向，向右转向，即自动割草机11会向减小其中轴线33和边界线13的锐角夹角的方向转向。或者也可以说，如图所示的，当转向启动时，自动行走设备的左侧较接近界限，则顺时针转向；若右侧较接近界限，则逆时针转向。具体的，自动割草机11的控制模块会控制行走模块，使左侧的驱动轮23的转速大于右侧的驱动轮23的转速，使自动割草机11向右转向，返回工作区域7内。在本自动割草机11中，转向的角度是固定的，大于等于90度而小于180度，优选的为略大于90度，在90度至120度之间。此处转向角之所以大于等于90度，是为了在不明确前述的锐角夹角的具体角度值时，保证转向后行驶向界内，若能够判断该角度值，则可以根据锐角的值相应的选择合适的180度以内的转角，具体将在后文详述。
需要说明，由于本自动割草机11判断转向的时间点为自动割草机11实际撞到边界线13上的时刻，因此在转向时，其行走轨迹可能会越过边界线13，然后再回到界内，在越过边界线13时，自动割草机11的另一个边界感应元件35也会感应到撞到边界线13，向控制模块发送撞线信号。如前所述，自动割草系统的边界线13布置的会较实际的物理工作范围如草坪略靠内，因此自动割草机11在转向时不会超出实际的物理工作范围。
如图5，边界线的延伸方向和图4不同，因此虽然自动割草机11的朝向相同，但转向的方向不同。具体的，自动割草机11的右侧会首先撞到边界线13，即右侧的边界感应元件35会首先感应到撞到边界线11，并向控制模块发送一个撞线信号，表明自动割草机11的右侧撞到了边界线。控制模块首先接收到右侧的撞线信号，则相应的判断自动割草机是从边界线和自动割草机的交点的右侧驶向边界线，自动割草机11的中轴线和撞线交点的右侧的边界线成锐角夹角。在判断确定了自动割草机11的行驶方向，或者说撞线时自动割草机中轴线33和边界线13的方位关系后，自动割草机11相应确定转向方向，向左转向，逆时针转向，即自动割草机11会向减小其中轴线33和边界线11的锐角夹角的方向转向。具体的，自动割草机11的控制模块会控制行走模块，使右侧的驱动轮23的转速大于左侧的驱动轮23的转速，使自动割草机11向左转向，返回工作区域内。
如图6所示，边界线13的延伸方向和自动割草机11的行驶方向或者说撞向边界线13时的中轴线33方向垂直，此时，自动割草机11的两个边界感应元件35同时向控制模块发送撞线信号，控制模块判断自动割草机11垂直驶向边界线，然后控制行走系统随机转向。
以上介绍了自动割草机11和边界线13成各种角度时的转向方式，下面参照图7描述本发明的自动割草机11在典型的转向过程中的角度变化。
如图7，自动割草机11的行走轨迹越过边界线13，出界时中轴线33和边界线13的交点为O，转向完成且入界后中轴线33和边界线13的交点为P。在出界时，自动割草机11的中轴线33或者说行走轨迹和边界线13的交点一侧形成一个锐角夹角角O，如图所示，然后，控制模块会控制自动割草机11向减小这个锐角夹角的方向转向，并在转向时保持行走，离开界内再折回界内，折回界内后转向完成，转向完成后，自动割草机11的中轴线33和边界线13的交点处，同样形成一个锐角夹角角P，如图所示，以P为起点的该角P的位于边界线上的一边的延伸方向和以O为起点的角O的位育边界线上的一边的延伸方向相反。
由于在该割草工作系统中，触发转向的预设位置关系为预设距离为零，所与轨迹线会与边界线相交，转向前和转向后自动割草机11的中轴线33和边界线13的夹角的顶点会分开，但容易理解到，根据所述的预设距离的不同，图中轨迹线会上下平移，从而轨迹线和边界线13的交点位置会变化，甚至重合或没有，但是中轴线33和边界线13的两个夹角的角度是不变的。简化的讲，以触发转向时中轴线33和边界线13的交点为分界，将边界线13分为向两个方向延伸的两侧，则转向前中轴线33会和其中一侧成锐角，而转向后中轴线33会和向另一方向延伸的相对另一侧成锐角。
如果自动割草机11垂直撞向边界线13，转向后会和其中一侧成锐角，而转向后中轴线33会和向另一方向延伸的相对另一侧成锐角。
为更好的理解本发明，以下参照图8描述本发明的自动割草机11在典型的转向过程中的位置变化。
如图8，自动割草机11的一侧会首先撞线，而在撞线时，自动割草机11的另一侧和边界线13会有一段距离，如图所示，为d0，自动割草机11在此时启动转向，如前所述的，若左侧首先撞线则自动割草机11右转，右侧撞线则自动割草机11左转，即其中一侧撞线则自动行走设备向另一侧转向。依然如图，在转向完成、自动割草机11进入界内后，自动割草机11的首先撞线的一侧距离边界线13或者说边界线13的延长线的距离为d1，而另一侧距离边界线13或者说边界线13的延长线的距离为d2，如图所示，转向后d1小于d2，即自动割草机11转向后保持首先撞线的一侧距离边界线较另一侧为近。
在具体实现上，当界限侦测模块侦测到所述壳体21的一侧和界限首先达到预设距离时，向控制模块发送信号，所述控制模块进而控制所述行走模块，带动自动行走设备1从所述一侧向另一侧转向，所述转向完成时，所述自动行走设备1的所述一侧到界限的距离小于所述另一侧到界限的距离。
通过上面的描述可以看出，自动行走设备11在保持转向后与交点另一侧的边界线的夹角也为锐角，或者自动行走设备的首先接近边界的一侧到界限的距离小于所述另一侧到界限的距离的前提下，以较小的转角转向了工作范围之内，其转角角度至多为180度，而如果以相反方向转角，则达到相同的最终角度，转角角度至少为180度。
上述转向方式使得最终达到的自动行走设备1的行走具有方向性，若以自动行走设备1和界限的交点处的界限垂直线将工作范围分为两部分，则转向后自动行走设备会从原来一部分移动到另一部分中，而不会停留在原来部分。这样，自动行走设备会更经常的巡航到不同的区域，增加了工作区域覆效率，并且更容易从一些原来的自动行走设备不易走出的区域走出。
上述转向过程中，界限侦测模块对角度的判断是定性的，仅仅判断自动割草机的哪一侧先撞向边界线，然后相应的，向另一侧转向，并且转角不超过180度；或者说仅仅判断自动割草机11和交点41的哪一侧的边界线成锐角，然后相应的向减小该锐角夹角的方向转动，最后和另一侧的夹角也为锐角，然后继续直线行驶。
然而，为了达到更佳的效果，界限侦测模块对角度的判断也可以是定量的，即监测确定在撞线时自动割草机的中轴线和边界线的夹角值。在本自动割草机上，其实现方式如下所述：
自动割草机11上会设有位移监测元件，用于监测自动割草机在一定时间内的行走距离，由于位移和速度是相关的量，本自动割草机11通过监测行走速度来监测自动割草机的位移，位移监测元件具体可以为监测驱动轮的转速度的转速度传感器，或者直接监测自动割草机11的速度的加速度传感器，或其他可以监测自动割草机11速度的元件。
在转向实际发生之前，自动割草机11的两个边界感应元件35会先后撞线并分别发送撞线信号给控制模块，位移监测元件会监测在边界线感应元件35先后撞线的时间段内，自动割草机11的移动距离。同时，两个边界线感应元件35之间的距离为一个已知的固定值，因而，根据两个边界线感应元件35之间的距离，和自动割草机11的两个边界线感应元件35先后通过边界线13的移动距离，可以计算出撞线时自动割草机11和边界线13之间的夹角。也可以说，控制模块记录两侧的边界感应元件分别发送其自身和界限之间达到一预设距离的信号的时间之内，或两侧的边界感应元件分别发送其自身到达界限外的信号的时间之内，自动行走设备行走的距离，计算出所述中轴线和界限之间的夹角值。然后控制元件根据该夹角可以相应的计算出合适的转向角，可以使自动割草机11保持一个固定的角度离开边界线，也可以使自动割草机11以变化的角度离开边界线的角度。在能计算出角度值的情况下，转向的角度可以小于90度
由于隔离岛15的信号和边界线13的信号是相同的，都是周期性的电流信号，因此，在撞向隔离岛13时自动割草机11将以和撞向边界线13同样的方式判断方位并转向离开隔离岛15。
由于障碍17周围没有边界线信号，因而自动割草机11在发现障碍17后，可以不直接转向，而首先停机，然后后退再转向。然而，由于该种方式会降低工作效率，因此，自动割草机11还可以设置一套障碍遥感模块，在实际撞到障碍前便发现障碍17并实行转向，优选的，障碍遥感装置同样能够监测到自动割草机11撞向障碍17的角度，从而使用和前述的边界线13转向类似的方式转向，提高效率。例如，障碍遥感模块可以为设在自动割草机11上的超声波发射元件和分别设在自动割草机两侧的两个超声波接收元件，通过两侧的两个超声波接收元件接收到反射的超声波信号的时间差，判断和障碍的距离和角度。
需要指出，上述的具体转向结构和方式的描述仅仅是示例性的，并不是对本发明的局限。
如前所述，界限侦测模块对角度的判断可以是定性的，也可以是定量的，定性的是指界限侦测模块仅仅判断自动行走设备1和界限的交点的两侧中的哪一侧成锐角夹角，然后相应得朝减小该锐角夹角的方向转动，且保持转向后与另一侧的夹角也为锐角。定量的是指界限侦测模块能够判断自动行走设备和界限的确切角度，并朝减小锐角夹角的方向转动，并根据具体的夹角选择转向角度，达到优化转向角的目的，优化转向角可以指减小转向角度，也可以指保证弹出角度在一定范围内，也可以指优化路径，增大覆盖率或者减小折返次数。
同样如前所述，界限3可以有多种，而不局限于电流式的边界线信号或者障碍，还可以是房屋中的墙体，其他声光电边界信号等。相应的，界限3侦测模块为多种，如红外线传感器、超声波传感器等，根据界限3性质的不同会相应的不同。通常，对于实体的界限，为实现转向，自动行走设备不能撞到界限，因此预定转向的地点和实际界限的距离会较长，传感器为遥感式，以保证转向时都不会撞到界限3。而对于信号式的界限3，预定转向的距离会较短，在很接近或者已经撞到边界了才转向，由于惯性，转向的真实轨迹可能会和界限是相交的。当然，根据具体情况，信号式的界限3的转向判断点也可以设置的和实体界限一样，保持一段距离，从而使转向时自动行走设备与界限不相交，即转向时自动行走设备11界限的距离大于等于零。
如前所述，判断自动行走设备1与边界线之间的距离和角度的方式可以有多种，不限于本具体实施例所描述的方式。例如，还可以采用类似于车辆导航的GPS导航系统，在控制模块的存储器中内置工作区域的地图和边界线位置与方向，自动行走设备中设GPS导航模块，则可以根据地图信息和GPS信息判断出自动行走设备撞向边界线时的角度和距离，然后使用前述的转向方式转向。又如，采用图像采集技术，在自动行走设备上安装摄像头，通过对环境的图像识别来判断撞线方向和距离也是可行的。在本发明中，更加重要的是判断方向后的转向策略和转向后的方向。
又如，上述的自动割草机11通过分别位于壳体21的两侧的边界感应元件35来实现角度判断和转向方向确定，然而，仅通过一个边界感应元件35来实现也是可行的。
参照图9解释依靠一个传感器确定转向方位的原理，自动割草机11会越过边界线，在撞线后，自动割草机11的转向角度是固定的，因而其转向轨迹也是基本固定的，如虚线所示，但边界线13的方向是未知的，图中示意了3条边界典型的边界线13位置。假设边界线13垂直于自动割草机11的行走方向或者说撞线时的中轴线方向，则自动割草机11出界时和边界线13的交点为O，入界时交点为P，自动割草机11的行走路径为弧线OP。弧线OP的长度可以作为一个基准长度，用于判断自动割草机11撞线时的中轴线33和边界线13的角度关系。如果自动割草机11撞线时和边界线13的交点的左侧成锐角，则自动割草机11的两个交点如弧线OA所示，OA的长度小于OP；如果自动割草机11撞线时和边界线13的交点的左侧成钝角，则自动割草机11的两个交点如弧线OB所示，OB的长度大于OP，这样，检测自动割草机11在出界和入界之间行走的距离，将其和OP比较，则可以得到自动割草机11和边界线13的角度关系。随后可以采取相应的动作，如在行走距离大于OP时再次转向。
具体的，在仅有一个边界感应元件35时，自动割草机11向边界线13行驶，直到该边界感应元件35感应到自身位于边界线13上方，此时边界感应元件35向控制模块发送撞线信号；控制模块收到撞线信号后，向行走模块发出指令，以预设的角度转向，向边界内行驶，此时控制模块不能判断出这个转向方向是否是减小自动割草机11的中轴线33和边界线13的非钝角夹角的方向，并且由于自动割草机11保持行走，因此边界感应元件35会越过边界到界外；转向中或转向后，边界感应元件35从界外回到界内，再次经过边界线13上方；控制模块会记录边界感应元件35两次越过边界线13所耗费的时间，并将其与一个或多个基准时间比较，若耗费时间小于预设的第一基准时间，则判断转向方向是朝着减小自动割草机11撞线时的中轴线33和边界线13的锐角夹角的方向；若耗费时间等于该预设基准时间或者位于两个基准时间之间，则判断转向方向是朝着减小自动割草机11撞线时的中轴线33和边界线13的直角夹角的方向；若耗费的时间大于一个基准时间，则判断转向方向是朝着减小自动割草机11撞线时的中轴线33和边界线13的钝角的方向。
在判断出转向方向后，也就对应的判断出了原撞线时自动割草机11的中轴线和边界线13的角度关系，以及转向后自动割草机11的方向和边界线13的角度关系。随后，自动割草机11可以采取相应的动作，例如，在转向方向是朝着减小自动割草机11撞线时的中轴线33和边界线13之间的钝角夹角的方向时，控制自动割草机11反向转向，使自动割草机11的行驶方向、或者说转向后的中轴线33和边界线13的和自动割草机11撞线时的中轴线33成钝角夹角侧边成锐角。
为了判断第一次转向的方向和原行驶方向的关系，可选的，自动割草机11上可以设有位移检测元件，检测自动割草机11的边界感应元件35两次越线之间，自动割草机11行驶了多少距离，然后将该距离和一个或多个基准距离相比较，判断转向方向，其过程和原理类似于前述的和基准时间相比较，在此不再赘述。当然，自动割草机11也可以同时记录两次越线之间的时间间隔和行驶距离，增加判断的准确性。
上述的转向方法同样保持了在整个转向过程中保持行走，以及在离开边界线时方向为和边界线13的和自动割草机11撞线时的中轴线33成钝角夹角侧边成锐角，具有方向性，依然明显优于现有技术。
需要指出，本发明的转向方式在通过狭窄区域时特别有利，图10和图11分别是未使用和使用本路径规划方式的自动行走设备在狭窄区域的路径对比图，虚线为行走路径。可以明显看出，未使用本路径规划方式时，自动行走设备1离开狭窄区域的效率极低，需要折返很多次才能离开狭窄区域，而且离开基本依赖运气，无法知悉离开的时间；而使用本路径规划方式后，自动行走设备1具有了方向性，可以在有限次数的折返后离开狭窄区域，经实际测算，在一个典型的狭窄区域，未使用该方法平均需要5分钟才能离开，而使用本方法后，只需要半分钟就可以离开。
还需要指出，普通的自动行走设备1，无论是割草机或者吸尘器，都要在遇到界限3时停机，然后才能转向。因为遇到界限3实际上非常频繁，因此这对于自动行走设备1的工作效率影响极大，导致有15％的时间花在刹车/停机和启动上，而不是在实际的进行工作；并且，频繁的启动和停机也会影响自动行走设备1的机械元件的寿命，还浪费能量。而本发明的自动行走设备1可以极大地减小停机/刹车的次数。在转向时，或者说自动行走设备驶向界限并到达预设的位置关系开始，到转向完成，自动行走设备保持行走，或者说驱动马达保持驱动轮组。从而极大的提高了割草机的整体效率，增强了效率，节约了能量，节能环保，提高电池使用寿命，在单位电池时间内切割了更多的草或进行了更多的工作。
经过统计，使用本路径规划后，在同样的满电量情况下，自动行走设备1可以多工作约20％的路径，有效利用了自动行走设备1本身惯性，达到了极佳的节能效果。同时，在同样的工作时间内，使用本方法的自动行走设备比未使用本方法的自动行走设备多行走了约35％的长度，极大的提高了工作效率。因而，为了最大化的提高工作效率，自动行走设备1包括这样一种模式，在进行工作任务时，割草机在转向时始终保持行走，不停机。当然，上述的转向方式可以只是自动行走设备的路径规划的多种模式的一种，自动行走设备仅在检测到位于狭窄区域或边角区域时启动该模式，检测方式可以为：数次很快撞到边界，或者说，在预定的时间内，撞到边界线达到预定次数。
同样为了取得优化的路径，尤其为了进一步优化离开狭窄区域的速度，本发明的具体实施方式还提供了另一种路径规划方式。这种路径规划方式通过在遇到界限3后沿界限3行走一段距离来实现快速离开狭窄区域。自动行走设备在接近界限3后，首先进行小幅的转动，使行走方向和界限3延伸方向一致，然后沿界限3的延伸方向行走一段预设的距离，然后再次向界限3内转向，即转向启动之后，完成之前，自动行走设备沿界限行走一段距离。行走一段距离的具体方式可以为自动行走设备行走预设的时间或者行走预设距离，预设距离优选为20cm至100cm。
图9为采用了这种路径规划的自动割草机11的行走路径示意图。如图12，类似的，自动割草机11具有位于壳体21的两侧的边界感应元件35。行驶一段距离之后，自动割草机11将撞到边界线13，非垂直撞线时，一侧的边界感应元件35将首先撞线并向控制模块发出撞线信号，控制模块判断相应判断出割草机11的中轴线33和边界线13的角度关系，然后，控制模块指令行走模块向减小中轴线33和边界线13的锐角或直角夹角的方向转向，转向中或转向后，在原本越过边界线13的边界感应元件35回到界内，另一个边界感应元件35尚在界外时，停止转向过程，开始沿边界线13行走。
在沿边界线13行走时，控制模块随时校正行驶方向，保证前述的一个边界感应元件35位于界内，前述的另一个边界感应元件5位于界外，即保证两个电感感应到的磁场方向相反，这样，自动割草机11始终一侧位于界内，另一侧位于界外，实现跨在边界线13上沿线行走。当自动割草机13的某一侧从界内到界外或从界外到界内，则两个电感感应到的磁场方向会变得相同，自动割草机相应的向使该侧回到界内或界外的方向小幅转向，使两个电感感应到的磁场方向保持相反。通过这样的方式，控制模块控制行走模块保持两个电感到边界线的距离相等。然而，上述的跨边界线行走模式和电感的数目都不是必须的，只要控制模块控制行走模块保持电感到边界线的距离不变，那么既可以沿边界线行走，该距离可以为例如10cm等，则此时自动行走设备在边界线侧行走。
为了使沿线行驶的路线更加直，提高行走效率，优选的，控制模块不仅监测两个电感的感应到的磁场大小，同时还监测两个电感感应到的磁场方向，并保持两个电感感应到的磁场方向相反，大小相等。这样，相当于保持两个电感到边界线13的距离相等，实现自动割草机11沿直线行走。当自动割草机11的行驶方向偏离边界线13的延伸方向，两个电感感应到的磁场大小会变得不同，自动割草机11相应的向使得电感感应到的磁场大小相同的方向小幅转向，使两个电感保持感应到的磁场大小相同，方向相反。
在沿线行走预设的距离之后，自动割草机11的控制模块指令行走模块再次转向，离开边界线13返回界内，该转向方向延续第一次转向的方向，转向的角度小于等于90度。
上述的转向方式大体上经过3个步骤，即第一次转向，沿线行走，第二次转向。然而，省略第一个步骤也是可行的，即自动割草机11撞线之后直接进入沿线行走状态，通过校正沿线行走的方位达到第一次转向的效果，在这个实施方式中，需要保持
以上的具体转向和折返过程都仅是示例性的，可以有多种变形形式。
例如，界限2可以为边界也可以为障碍等，边界的形式可以为带有电流信号的导线，也可以为物理边界，或其他声、光信号形成的边界。
又如，判断撞线时或距离界限3达到预设距离时，自动行走设备1的中轴线33和界限3的夹角可以为本实施例中的双侧边界感应元件35，也可以为GPS地图导航系统或其他可行的系统。
又如，沿线行走的方式可以为本实施例中的跨线行走，但也可以为靠着边界线一段预定的距离行走。沿线行走的预设距离在本实施例中优选的为20厘米至100厘米，但该预设距离可以根据自动行走设备1的工作性质，地图的大小和形状特点相应的改变，也可以为能够由操作者自由设定的。
通过沿着边界线13行走一段距离再保持原转向方向离开边界线，自动行走设备1进一步提高了离开狭窄区域的效率，对比图8和图9可以看到，沿行后再转向的方式，离开狭窄区域所需要的折返次数和行走距离都更少。

Claims (22)

1.一种自动行走设备，用于在由界限所限定的工作范围内行走并工作，包括：壳体，壳体具有纵向的中轴线，所述中轴线将壳体分为两侧，分别为左侧和右侧；
行走模块，安装于壳体，所述行走模块带动自动行走设备行走和转向，行走模块包括轮组和驱动轮组行走的驱动马达；
安装于壳体的界限侦测模块，侦测自动行走设备和界限之间的位置关系；能量模块，安装于壳体，为自动行走设备提供能量；
控制模块，与行走模块和界限侦测模块电性连接；
所述自动行走设备接收界限侦测模块发送的代表自动行走设备和界限之间的位置关系的信号，在到达预设的位置关系后，控制模块令行走模块转向以驶离界限；其特征在于：
从自动行走设备和界限之间达到到达预设的位置关系开始，到转向完成，所述自动行走设备保持行走。
2.根据权利要求1所述的自动行走设备，其特征在于：从自动行走设备和界限之间达到预设距离开始，直到转向完成，所述驱动马达驱动轮组持续运动。
3.根据权利要求1所述的自动行走设备，其特征在于：所述控制模块根据界限侦测模块发送的代表自动行走设备和界限之间的角度关系的信号，令行走模块执行转向，使得转向完成时自动行走设备的中轴线始终与界限的一侧边成锐角或直角，该界限的另一侧边在转向开始时与自动行走设备的中轴线成锐角或直角。
4.根据权利要求1所述的自动行走设备，其特征在于：所述控制模块根据界限侦测模块发送的代表自动行走设备和界限之间的角度关系的信号，令行走模块执行转向，且行走模块带动自动行走设备向减小中轴线和界限所成的锐角夹角或直角夹角的方向转动。
5.根据权利要求3或4所述的自动行走设备，其特征在于：所述角度关系为，所述中轴线和界限交点两侧的侧边与中轴线之间形成的夹角为锐角或直角或钝角。
6.根据权利要求5所述的自动行走设备，其特征在于：所述界限侦测模块包括分别位于壳体的中轴线的两侧的边界感应元件，所述一侧的边界感应元件首先发送其自身到达距离界限一预设距离的信号给控制模块后，控制模块判断位于中轴线的所述一侧的界限和所述中轴线成锐角夹角。
7.根据权利要求5所述的自动行走设备，其特征在于：所述界限侦测模块包括分别位于壳体的中轴线的两侧的边界感应元件，所述一侧的边界感应元件首先发送其自身到达界限外的信号给控制模块后，控制模块判断位于中轴线的所述一侧的界限和所述中轴线成锐角夹角。
8.根据权利要求3或4所述的自动行走设备，其特征在于：所述角度关系为，所述中轴线和界限交点两侧的侧边与中轴线之间形成的夹角的角度值。
9.根据权利要求8所述的自动行走设备，其特征在于：所述界限侦测模块包括分别位于壳体的中轴线的两侧的边界感应元件，所述控制模块记录两侧的边界感应元件分别发送其自身和界限之间达到一预设距离的信号的时间之内，自动行走设备行走的距离，计算出所述中轴线和界限之间的夹角值。
10.根据权利要求8所述的自动行走设备，其特征在于：所述界限侦测模块包括分别位于壳体的中轴线的两侧的边界感应元件，所述控制模块记录两侧的边界感应元件分别发送其自身到达界限外的信号的时间之内，自动行走设备行走的距离，计算出所述中轴线和界限之间的夹角值。
11.根据权利要求1所述的自动行走设备，其特征在于：在自动行走设备到达所述预设的位置关系时，控制模块根据界限侦测模块发送的代表自动行走设备的其中一侧更接近界限的信号，令行走模块执行转向，使得转向完成时，始终为所述自动行走设备的所述其中一侧到界限的距离小于其中另一侧到界限的距离。
12.根据权利要求1所述的自动行走设备，其特征在于：在自动行走设备到达所述预设的位置关系时，控制模块根据界限侦测模块发送的代表自动行走设备的其中一侧更接近界限的信号，令行走模块执行转向，若左侧更接近界限，则自动行走设备顺时针转向；若右侧更接近界限，则自动行走设备逆时针转向。
13.根据权利要求1所述的自动行走设备，其特征在于：所述界限侦测模块包括分别位于壳体的中轴线的两侧的边界感应元件。
14.根据权利要求13所述的自动行走设备，其特征在于：所述边界感应元件位于壳体的前部，相对于中轴线对称布置。
15.根据权利要求3、4、11、12中任一所述的自动行走设备，其特征在于：所述转向的转角大于等于90度，小于180度。
16.根据权利要求1所述的自动行走设备，其特征在于：所述自动行走设备为自动割草机，还包括位于壳体下方的切割组件和驱动该切割组件进行切割的切割马达。
17.一种自动工作系统，包括：
界限，用于限定自动工作系统的工作范围，其特征在于：
还包括权利要求1所述的自动行走设备。
18.根据权利要求17所述的自动工作系统，其特征在于：所述界限包括边界线信号发生元件和连接该边界线信号发生元件的边界线，所述边界线信号发生元件向边界线上发送周期性电流信号，所述边界感应元件为电感。
19.一种自动行走设备的转向方法，其特征在于，包括以下步骤：
自动行走设备驶向界限；
自动行走设备监测自身和界限的位置关系；
当自动行走设备和界限之间达到一预设位置关系时，自动行走设备转向而驶离界限，且从自动行走设备和界限之间达到到达预设的位置关系开始，到转向完成，所述自动行走设备保持行走。
20.根据权利要求19所述的自动行走设备的转向方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：
当自动行走设备和界限之间达到一预设位置关系时，侦测自动行走设备和界限之间的角度关系，此时所述界限被与所述中轴线的交点分为两个侧边；
自动行走设备转向而驶离界限，并使得转向完成时始终为自动行走设备的中轴线与界限的一侧边成锐角或直角，该界限的另一侧边在转向开始时与自动行走设备的中轴线成锐角或直角。
21.根据权利要求19所述的自动行走设备的转向方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：
当自动行走设备和界限之间达到一预设位置关系时，侦测自动行走设备和界限之间的角度关系；
自动行走设备向减小达到预设距离时，前述中轴线和界限之间的锐角或直角夹角的方向转向。
22.根据权利要求20所述的自动行走设备的转向方法，其特征在于，所述转向的转角大于等于90度，小于180度。
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