CN103488172A - 自动工作系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动工作系统的控制方法，自动工作系统包括边界线，信号发生装置，以及自动行走设备，自动工作系统存储有至少两个预设参数，预设参数设定边界信号的形式，自动工作系统包括设定模式，设定模式下自动工作系统执行：a)接收周围环境存在的环境信号；b)判断环境信号中是否包含与预设参数相对应的信号；c)当步骤b)为是，记录预设参数；d)选择一个预设参数，选择的预设参数不同于记录的预设参数，信号发生装置根据选择的预设参数生成边界信号。本发明还涉及一种执行该方法的自动工作系统。本发明提供的控制方法和自动工作系统可以生成不同于环境信号的边界信号，从而可以有效避免周围环境中的信号的干扰，提高自动工作系统的抗干扰能力。

Description

自动工作系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种自动工作系统。

本发明还涉及一种自动工作系统的控制方法。

背景技术

随着科学技术的发展，智能的自动行走设备为人们所熟知，由于自动行走设备可以自动预先设置的程序执行预先设置的相关任务，无须人为的操作与干预，因此在工业应用及家居产品上的应用非常广泛。工业上的应用如执行各种功能的机器人，家居产品上的应用如割草机、吸尘器等，这些智能的自动行走设备极大地节省了人们的时间，给工业生产及家居生活都带来了极大的便利。

为保证上述自动行走设备在预设的工作范围内工作，通常采用自动工作系统对自动行走设备的行走路径进行控制。所述自动工作系统包括：信号发生装置，产生预设的边界信号；边界线，与信号发生装置电性连接，预设的边界信号沿边界线传导，并生成预设的磁场信号；信号检测单元，设置在所述自动行走设备内，用于检测环境中的磁场信号，并生成检测信号；信号处理单元，与信号检测单元电性连接，接收所述检测信号，对所述检测信号进行处理，生成处理信号；

控制单元接收所述处理信号，并根据所述处理信号代表的信息，确认自动行走设备相对边界线的位置，控制自动行走设备的在跨越边界线时及时转换自动行走设备行走方向，防止自动行走设备行走至边界线外，从而使自动行走设备始终在边界线内工作。早期的自动工作系统发送的预设的边界信号为脉冲信号，此种边界信号的优势在于识别容易，但存在的问题是自动工作系统无法区分来自边界信号的脉冲信号与干扰的脉冲信号，使得自动工作系统在接收到干扰的脉冲信号时，误以为是边界信号而根据其携带的信息对自动行走设备的行走路径进行控制，使得自动工作系统很容易受到干扰，而做出错误判断，降低了自动工作系统的抗干扰能力。

2001年10月9日公告的美国专利US6300737B1揭示的自动工作系统解决了上述抗干扰能力弱的技术问题。其解决问题的方式在于提供了一种包括至少两个正弦波信号的边界信号，两个正弦波信号分别是频率为8K的正弦波信号14和频率为16K的正弦波信号15，为保证两个信号稳定的相对关系，自起始点处对两个信号进行同步，起始点处两个信号的相位相差90度。信号检测单元相应地检测到信号14’和15’，由于信号14和15在信号14过零点时具有固定的对应关系，因此信号14’与15’也具有相应的对应关系，控制单元根据信号14’过零点时信号15’为正或者负来判断自动行走设备处于边界线内还是边界线外，从而有效地控制自动行走设备的行走路径，使其始终保持在边界线内工作。由于正弦波信号相较于脉冲信号具有抗干扰能力强的优点，使得该自动工作系统能有效克服外界信号的干扰，但在实际使用过程中，依然存在干扰问题。因为在实际使用过程中，在相邻的两个区域上，存在同时使用该自动工作系统的可能性，即在相邻的两个区域上分别存在第一自动工作系统和第二自动工作系统，两个自动工作系统的构成均为上述以正弦波作为边界信号的自动工作系统。此情况下当第一自动工作系统的自动行走设备行走至第一边界线与第二边界线靠近的位置时，第一自动工作系统的自动行走设备既可以检测到第一边界线的信号，又可以检测到第二边界线的信号。若此时第一自动工作系统的自动行走设备处于第一边界线内时，其相对第二边界线则处于第二边界线的外侧。此时，自动行走设备既检测到来自第一边界线的信号14’与15’，且在14’过零点时信号15’为正；同时又检测到来自第二边界线的信号14’与15’，且在14’过零点时信号15’为负。由于第一自动工作系统与第二自动工作系统的构成相同，因此控制单元检测信号14’和15’时无法区分14’和15’来自第一边界线还是第二边界线，控制单元根据信号14’过零点时信号15’为正或者负来判断自动行走设备处于边界线内还是外时，判断结果为自动行走设备既处于边界线外又处于边界线内，造成自动行走设备出现混乱，甚至停止工作。此外，当环境中存在一个频率为16K的正弦波信号A和一个频率为32K的正弦波信号B，且自起始点处对两个信号进行同步，起始点处两个信号的相位相差90度时，信号检测单元相应地检测到A’和B’，且在信号A’过零点时，信号B’为正或负。控制单元根据信号A’与B’的对应关系判断自动行走设备处于边界线内还是边界线外。控制单元不会根据其接收到的信号A’与B’来区分信号A与B是否为边界信号，导致即使信号A与B不是边界信号，控制单元仍会根据其携带的信息控制自动行走设备的行走路径，从而导致出现错误判断。

基于上述分析可知，US6300737B1公告专利虽然从信号形式上可以排除部分外界干扰，但无法彻底解决外界环境中的信号对自动工作系统的干扰。

发明内容

本发明解决的技术问题为：提供一种自动工作系统的控制方法，该方法可以根据环境中存在的信号，生成不同于环境中的信号的边界信号。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种自动工作系统的控制方法，所述自动工作系统包括为自动工作系统划定工作区域的边界线，向边界线发送边界信号的信号发生装置，以及在边界信号的引导下工作的自动行走设备，所述自动工作系统存储有至少两个预设参数，所述预设参数设定边界信号的形式，所述自动工作系统具有设定模式，所述设定模式下自动工作系统执行如下步骤：a)接收周围环境存在的环境信号；b)判断环境信号中是否包含与预设参数相对应的信号；c)当步骤b)为是，记录所述预设参数；d)选择一个预设参数，所述选择的预设参数不同于记录的预设参数，信号发生装置根据选择的预设参数生成边界信号。

优选的，所述预设参数为预设编码，不同的预设编码对应不同的编码规则。

优选的，信号发生装置根据不同的预设编码生成的边界信号具有不同的频率。

优选的，所述预设参数为预设频率。

优选的，步骤a)包括以下步骤，a1)自动行走设备沿边界线行走一圈，a2)自动行走设备在沿边界线行走的过程中接收环境信号。

优选的，所述自动工作系统还存储至少一个测试参数，所述测试参数不同于预设参数，所述步骤a1)中，自动行走设备在根据测试参数生成的边界信号的引导下，沿边界线行走。

优选的，所述自动工作系统还具有工作模式，工作模式下，信号发生装置根据设定模式下选择的预设参数生成边界信号发送给边界线，自动行走设备根据所述边界信号判断相对工作区域的位置，在所述工作区域内行走，执行预设工作，自动工作系统可以在工作模式和设定模式之间进行切换。

优选的，工作模式下，当自动行走设备在工作区域内的第一位置上判断其处于工作区域内，并在工作区域内的第二位置上判断其处于工作区域外时，自动工作系统切换至设定模式。

优选的，自动工作系统在首次启动时，进入设定模式。

优选的，自动工作系统还包括重置装置，当重置装置被触发时，自动工作系统进入设定模式。

本发明还解决的技术问题为：提供一种自动工作系统，该系统可以根据环境中存在的环境信号，生成不同于环境信号的边界信号。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种自动工作系统，包括，边界线，划定自动工作系统的工作区域；信号发生装置，与边界线电性连接，并向其发送边界信号；自动行走设备，在边界信号的引导下工作；信号检测单元，设置于自动行走设备上；信号处理单元，与信号检测单元电性连接；记录单元，与信号处理单元电性连接；控制单元，与记录单元电性连接；所述自动工作系统存储有至少两个预设参数，所述预设参数设定边界信号的形式，所述自动工作系统具有设定模式，所述设定模式下，信号检测单元接收周围环境存在的环境信号；信号处理单元根据信号检测单元传递的信号判断环境信号中是否包含与预设参数相对应的信号；当信号处理单元判断环境信号中包含与预设参数相对应的信号时，记录单元记录所述预设参数；控制单元选择一个预设参数，并将选择的预设参数发送给信号发生装置，所述选择的预设参数不同于记录的预设参数；信号发生装置根据选择的预设参数生成边界信号。

优选的，所述预设参数为预设编码，所述预设编码设定边界信号包含的码元种类及码元个数，不同种类的码元由基本信号按照不同的编码规则组成，所述基本信号为方波、正弦波、三角波或锯齿波中的一种。

优选的，信号发生装置根据不同的预设编码生成的边界信号具有不同的频率。

优选的，所述预设参数为预设频率。

优选的，自动行走设备在边界信号的引导下沿边界线行走一圈，在自动行走设备沿边界线行走的过程中，信号检测单元接收周围环境中的环境信号。

优选的，所述自动工作系统还存储至少一个测试参数，所述测试参数不同于预设参数，自动行走设备在根据测试参数生成的边界信号的引导下，沿边界线行走。

优选的，所述自动工作系统还具有工作模式，工作模式下，信号发生装置根据设定模式下选择的预设参数生成边界信号发送给边界线，自动行走设备根据所述边界信号判断相对工作区域的位置，在所述工作区域内行走，执行预设工作，自动工作系统可以在工作模式和设定模式之间进行切换。

优选的，工作模式下，当自动行走设备在工作区域内的第一位置上判断其处于工作区域内，并在工作区域内的第二位置上判断其处于工作区域外时，自动工作系统切换至设定模式。

优选的，自动工作系统在首次启动时，进入设定模式。

优选的，自动工作系统还包括重置装置，当重置装置被触发时，自动工作系统进入设定模式。

本发明的有益效果为：本发明提供的自动工作系统及其控制方法，通过识别环境中存在的环境信号，生成不同于环境信号的边界信号，从而避免环境信号对自动工作系统的干扰，提高系统的抗干扰能力。

附图说明

以上所述的本发明解决的技术问题、技术方案以及有益效果可以通过下面的能够实现本发明的较佳的具体实施例的详细描述，同时结合附图描述而清楚地获得。

附图以及说明书中的相同的标号和符号用于代表相同的或者等同的元件。

图1是本发明较佳实施方式的自动工作系统的示意图；

图2是图1所示自动工作系统周围存在的环境信号；

图3是图1所示自动行走设备第一较佳实施方式的电路框图；

图4是图3所示的判断模块的电路框图；

图5是图1所示自动工作系统第一较佳实施方式的环境信号在流经图3所示电路框图的信号变换过程；

图6是图5所示的特征信号分组后获得的信号组；

图7是图1所示自动行走设备与信号发生装置之间的信号传递电路框图；

图8是图1所示自动工作系统第一较佳实施方式的工作流程图；

图9是图1所示自动行走设备第二较佳实施方式的电路框图；

图10是图1所示自动工作系统第二较佳实施方式的工作流程图。

2自动行走设备       160放大器

3边界线             162第一比较器

4工作区域           164第二比较器

5非工作区域         18分组模块

6信号发生装置       20,20’判断模块

7磁场               202个数判断电路

8,8’信号检测单元   204时间判断电路

10,10’信号处理单元 22第一信号转换单元

12,12’记录单元     24第二信号转换单元

14,14’控制单元     26对接端子组

16,16’识别模块     28导电端子组

具体实施方式

有关本发明的详细说明和技术内容，配合附图说明如下，然而所附附图仅提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

图1所示的自动工作系统包括信号发生装置6、自动行走设备2、边界线3。边界线3用于将特定区域划分为位于边界线3内的工作区域4和位于边界线3外的非工作区域5。信号发生装置6与边界线3电性连接，信号发生装置6产生预设的边界信号发送给边界线3，边界信号流经边界线3时生成预设的磁场7。自动工作系统存储有至少两个预设参数，预设参数用于设定边界信号的形式，该至少两个预设参数可以存储在信号发生装置6中，也可以存储在自动行走设备2中。自动工作系统具有设定模式和工作模式，设定模式下，自动工作系统可以根据周围环境中存在的环境信号，识别环境信号所具有的预设参数，并选择与环境信号不同的预设参数，最终根据选择的预设参数生成边界信号，使得生成的边界信号不同于环境信号；在工作模式下，信号发生装置6根据设定模式下选择的预设参数生成的边界信号，自动行走设备2在该边界信号的引导下在工作区域4内执行预设工作，从而避免工作模式下环境信号对自动工作系统的干扰。以下重点介绍自动工作系统设定模式下的电路结构及工作情况。

自动行走设备2包括信号检测单元8、信号处理单元10、记录单元12、以及控制单元14。信号检测单元8用于检测周围环境中的环境信号，并将检测到的环境信号传递给与其电性连接的信号处理单元10。信号处理单元10与信号检测单元8电性连接，接收到所述信号检测单元8传递的信号后，判断环境信号中是否包含与预设参数相对应的信号。记录单元12，与信号处理单元10电性连接，当信号处理单元10判断环境信号中包含与预设参数相对应的信号时，记录所述预设参数。在此需要说明的是，环境信号中包含的与预设参数相对应的信号，可以是具有预设参数的信号，也可以是与预设参数具有对应关系的信号，该对应关系可以通过特定的函数关系确定。控制单元14与记录单元12电性连接，选择一个预设参数，并将选择的预设参数发送给信号发生装置6，所述选择的预设参数不同于记录的预设参数。信号发生装置6根据选择的预设参数生成边界信号。本领域技术人员可以理解的是，控制单元14将选择的预设参数发送给信号发生装置6的方式可以是有线的方式，也可以是无线的方式；信号处理单元10、记录单元12、以及控制单元14之一或全部可以位于自动行走设备2内，或信号发生装置6上，或任意其他位置上。

如图2所示，在自动工作系统实际工作的环境中，不仅存在来自信号发生装置6发送的边界信号，也有来自相邻的自动工作系统的边界信号，还有来自周围环境的干扰信号。信号检测单元8检测信号时，检测周围环境中存在的所有信号，并将所有检测到的环境信号传递给信号处理单元10，经信号处理单元10处理后进一步传递给记录单元12和控制单元14，使得控制单元14选择的预设参数与环境信号具有的预设参数不同，信号发生装置6根据该选择的预设参数生成的边界信号也就不同于环境中已经存在的信号，从而避免在工作模式下，环境信号对自动工作系统的干扰。

在此需要说明的是信号检测单元8仅能检测到其周围存在的环境信号，即当自动行走设备2处于工作区域4中的特定位置时，其仅能检测到该特定位置周围的环境信号，无法检测到边界线3一圈范围内的环境信号。为了使控制单元14选择的预设参数能与边界线3一圈范围内所有的环境信号均不相同，使得自动行走设备2在整个工作区域4内均不会有与边界信号相同的边界信号对其工作进行干扰，优选地，自动行走设备2在信号发生装置6发送的边界信号的引导下，沿边界线3行走一圈，在行走的过程中持续检测环境信号，使得信号检测单元8可以检测到边界线3一圈范围内所有存在的环境信号，控制单元14根据边界线3一圈范围内所有存在的环境信号选择预设参数，使得选择的预设参数不同于边界线3一圈范围内所有存在的环境信号具有的预设参数。控制单元14将选择结果发送给信号发生装置6，信号发生装置6基于控制单元14的选择的预设参数生成对应的边界信号，从而使得生成的边界信号不同于边界线3一圈范围内所有存在的环境信号，避免工作模式下环境信号对自动工作系统的干扰。

设定模式下，引导自动行走设备2沿边界线3行走一圈的边界信号可以有两种选择，第一种选择为该边界信号具有与存储的预设参数相同的参数，第二种选择为该边界信号具有与存储的预设参数不同的参数。当为第二种选择时，优选的，自动工作系统存储有至少一个测试参数，该测试参数不同于存储的预设参数，自动行走设备2在根据测试参数生成的边界信号的引导下，沿边界线3行走一圈。在第一种选择的情况下，当邻近的自动工作系统是与本发明相同的工作系统，且该相邻的自动工作系统处于工作模式，而本自动工作系统处于设定模式时，存在本自动工作系统的边界信号与相邻自动工作系统的边界信号相同的可能，由此可能导致本自动工作系统无法正常完成沿边界线3行走一圈的工作。而在第二种选择下，当邻近的自动工作系统是与本发明相同的工作系统，且该相邻的自动工作系统处于工作模式，而本自动工作系统处于设定模式时，由于本自动工作系统的边界信号具有的测试参数不同于相邻的自动工作系统的边界信号具有的预设参数，使得其可以避免相邻的自动工作系统对其的干扰，顺利完成沿边界行走一圈的工作。

预设参数设定边界信号的形式，包括边界信号的频率、边界信号包含的基本信号的种类、个数、相邻的基本信号之间的时间间隔等相关参数。基于不同的预设参数设定不同形式的边界信号，因此自动工作系统存储的不同的预设参数可以分别对边界信号的频率、边界信号包含的基本信号的种类、个数、相邻的基本信号之间的时间间隔等参数进行不同的设定，以使得与不同的预设参数对应的边界信号的形式不同。本领域技术人员可以理解的是，对应不同的预设参数，信号处理单元10识别环境信号中是否包含与预设参数相对应的信号的方式是不同的，为简化信号处理单元10的结构，不同的预设参数仅对边界信号的特定的参数进行不同的设定。本发明中仅以预设参数为预设编码和预设频率为例进行说明。

在第一较佳实施方式中，预设参数为预设编码。不同的预设编码对应不同的编码规则。根据不同的编码规则设定的边界信号具有不同的码元组合形式，如边界信号包含不同的码元种类、码元个数、码元之间排列的时序、以及某种特定码元具有不同的信号形式等。以下以预设编码为“1001”为例说明上述码元的各信息代表的含义。预设编码“1001”中包含了两种码元，分别为“0”和“1”，包含的码元个数为4，分别为“1”、“0”、“0”、“1”，设定的码元之间排列的时序为先出现码元“1”，再出现两个相邻的码元“0”，最后又出现一个码元“1”。此外，该预设编码还隐含设定了某种特定码元具有的信号形式，亦即用具有什么形式的基本信号代表分别码元“0”和码元“1”。设定码元具有的信号形式具有任意性，可以根据发明人的喜好及电路的复杂情况任意设定。例如，可以用具有频率f0的正弦波信号代表码元“0”，具有频率f1的正弦波信号代表码元“1”；或者用具有斜率为K0的锯齿波信号代表码元“0”，具有斜率为K1的锯齿波信号代表码元“1”；或者由T1时间宽度的低电平、T1时间宽度的高电平、以及T1时间宽度的低电平组成的方波信号代表码元“0”，由T1时间宽度的高电平以及2*T1时间宽度的低电平组成的方波信号代表码元“1”等。

预设编码不同，可以指预设编码包含的码元个数不同，如预设编码“1”和预设编码“11”分别代表不同的预设编码；也可以指预设编码包含的码元种类不同，如预设编码“10”和预设编码“11”分别代表不同的预设编码；还可以指码元的排列时序不同，如预设编码“1001”和预设编码“1100”分别代表不同的预设编码；还可以指针对同一种码元，其信号形式不同，如用具有频率f0的正弦波信号代表码元“0”，具有频率f1的正弦波信号代表码元“1”的预设编码“10”相对于用具有斜率为K0的锯齿波信号代表码元“0”，具有斜率为K1的锯齿波信号代表码元“1”的预设编码“10”也是不同的。本领域技术人员可以理解的是，不同的预设编码也可以由上述各种不同进行组合来表达。本领域技术人员可以理解的是，预设编码的上述信息中，不同的种类越多，则意味着信号处理单元10的结构越复杂，为简化信号处理单元10的结构，不同的预设编码仅对码元的排列时序（在特定时间点上出现的码元的种类）进行不同的设定，而对码元种类、个数、码元的信号形式采取相同的设定。考虑到在实际工作环境下，相邻边界系统的个数最大为8个，统一设定不同的预设编码均包含4个码元，至多2种码元，其中第一种码元为“0”，第二种码元为“1”，由此即可得到首码元相同的8种不同的预设编码“1000”，“1001”、“1010”，“1011”，“1100”，“1101”，“1110”，“1111”，使相邻的自动工作系统均具有不同的边界信号，其中每种码元均采用相同的信号形式来设定码元“0”与基本信号之间的对应关系以及码元“1”与基本信号之间的对应关系。在本说明书中，仅以编码规则为由T1时间宽度的低电平、T1时间宽度的高电平、以及T1时间宽度的低电平组成的方波信号代表码元“0”，由T1时间宽度的高电平以及2*T1时间宽度的低电平组成的方波信号代表码元“1”为例进行说明。

以下结合图3至图8，以预设参数为预设编码，不同的预设编码设定的边界信号的码元排列时序（即在特定的时间点上出现不同种类的码元），前述的具有不同时序的方波信号表达不同的码元为例对本发明进行说明。

如图3所示，所述信号处理单元10包括识别模块16、分组模块18、以及判断模块20，识别模块16与信号检测单元8电性连接，识别环境信号中基本信号出现的时间点。分组模块18与识别模块16电性连接，根据基本信号之间的时间间隔对基本信号进行分组生成若干信号组。判断模块20与分组模块18电性连接，判断信号组是否具有预设编码。当信号处理单元10判断环境信号中包含与预设编码相对应的信号时，记录单元12记录所述预设编码。如前所述，环境信号中包含的与预设编码相对应的信号，可以是具有预设编码的信号，也可以是与预设编码具有对应关系的信号，该对应关系可以通过特定的函数关系确定。以下以环境信号中包含的与预设编码相对应的信号为具有预设编码的信号为例进行说明。

识别模块16识别环境信号中基本信号出现的时间点的功能，可以通过识别环境信号中一个完整的基本信号出现的时间点来实现，也可以通过识别基本信号的特征部分出现的时间点来实现。本实施方式中，仅以识别模块16根据环境信号中基本信号的特征部分出现的时间点来识别基本信号出现的时间点为例，介绍信号识别模块16的电路组成形式。如图3所示，识别模块16包括放大器160、第一比较器162、第二比较器164。放大器160与信号检测单元8电性连接，对信号检测单元8传递的环境信号进行放大，便于后续电路的处理，此时的信号仍属于模拟信号。第一比较器162和第二比较器164与放大器160电性连接，通过第一比较器162和第二比较器164生成代表基本信号出现的次数及出现的时间点的信号。具体的，第一比较器162设置为高电平比较器，第二比较器164设置为低电平比较器，第一比较器162具有第一基准电压RH，第二比较器164具有第二基准电压RL，第一基准电压RH高于第二基准电压RL。对第一比较器162而言，当输入信号的幅值高于第一基准电压RH时，第一比较器162输出高电平信号，反之，当输入信号的幅值低于第一基准电压RH时，第一比较器162输出低电平信号。对第二比较器164而言，当输入信号的幅值高于第二基准电压RL时，第二比较器164输出高电平信号，反之，当输入信号的幅值低于第二基准电压RL时，第二比较器164输出低电平信号。其中，高电平信号及低电平信号分别代表基本信号中幅值为RH和幅值为RL的部分出现的次数及出现的时间点，后续电路可据此知道基本信号出现的次数及出现的时间点。

如前所述，环境信号包括来自自动工作系统自身的边界信号在流经边界线3时产生的磁场7信号，以及周围存在的自动工作系统的边界信号在流经边界线3时产生的磁场7信号，因此环境信号的主要形式为正弦波形式。如图5所示，展示了环境信号为正弦波其经放大器160放大，第一比较器162和第二比较器164生成代表基本信号出现的次数及出现的时间点的信号的过程，其中环境信号为信号SC，经放大器160放大的信号为信号SA，第一比较器162的输出信号为信号SH，第二比较器164的输出信号为信号SL。

分组模块18与第一比较器162、第二比较器164电性连接，对第一比较器162和第二比较器164输出的信号，即代表基本信号出现的次数及出现的时间点的信号进行分组。由于分组模块18既接收第一比较器162的输出信号，也接收第二比较器164的输出信号，因此分组模块18首先需要选择以哪一个比较器的输出信号作为待分组信号，再确定对待分组信号如何进行分组。根据本实施方式中的电路特性，分组模块18根据接收到的第一比较器162和第二比较器164的信号出现高电平的先后顺序，选择对来自第一比较器162或第二比较器164的信号作为待分组信号。具体地，当第一比较器162输出的信号比第二比较器164输出的信号先出现高电平时，分组模块18选择第二比较器164的输出信号作为待分组信号。反之，当第二比较器164输出的信号比第一比较器162输出的信号先出现高电平时，分组模块18选择第一比较器162的输出信号作为待分组信号。待分组信号确定后，分组模块18根据自动工作系统中存储的预设编码确定的基本信号之间的时间间隔对待分组信号进行分组生成若干信号组。具体为，当待分组信号中，前一信号与后一信号的时间间隔大于特定时间间隔时，分组模块18将前一信号与后一信号划分在不同的信号组。当前一信号与后一信号的时间间隔小于特定时间间隔时，分组模块18将前一信号与后一信号划分为同一个信号组。分组模块18基于上述规则对接收到的信号进行分组得到若干信号组。图6示例性地表述了当预设编码表达的基本信号之间的时间间隔为100us时，分组模块18将待分组信号分组得到信号组的过程。其中，待分组信号为信号SH，得到的信号组为信号SZ1和信号SZ2。分组模块18可以为模拟电路、数字电路、或者实现分组功能的软件模块，对分组模块18的具体电路不作赘述。

判断模块20与分组模块18电性连接，接收分组模块18传递的信号组，判断信号组是否具有预设编码。由于预设编码设定了码元的个数、种类、信号形式及特定时间点上出现的码元的种类，基于此，预设编码设定了边界信号包含的基本信号的个数及相邻的基本信号之间的时间间隔。因此，判断信号组是否具有预设编码可以通过判断信号组中包含的信号的个数以及相邻的信号之间的时间间隔判断其是否具有预设编码。如图4所示，判断模块20包括个数判断电路202和时间判断电路204，所述个数判断电路202与识别模块16电性连接，个数判断电路202判断信号组包含的基本信号的个数与预设编码确定的基本信号个数是否相同，所述时间判断电路204与识别模块16电性连接，判断信号组包含的基本信号之间的时间间隔与预设编码确定的基本信号之间的时间间隔是否相同。分组模块18传递的信号组可以同时传递给个数判断电路202和时间判断电路204，由两者分别对信号组包含的基本信号的个数和相邻的基本信号之间的时间间隔进行判断，也可以将信号组先传递给个数判断电路202进行个数判断，当判断结果为是时，进一步传递给时间判断电路204进行时间间隔的判断，反之，先将信号组传递给时间判断电路204，当判断结果为是时，再传递给个数判断电路202同样可以实现判断信号组是否具有预设编码的功能。由于个数判断将时间间隔判断更为容易，因此，将信号组先传递给个数判断电路202进行个数判断，当判断结果为是时，进一步传递给时间判断电路204进行时间间隔的判断的方案较为优选。

当个数判断电路202和时间判断电路204的判断结果均为是时，判断模块20输出判断结果为是的信号给记录模块，记录模块记录信号组包含的预设编码，并将记录的预设编码传递给与其电性连接的控制单元14。控制单元14将记录的预设编码逐个与自动工作系统存储的预设编码进行比较，从而挑选出与记录的预设编码不同的预设编码，并将挑选出的预设编码发送给信号发生装置6。

信号发生装置6根据控制单元14发送的预设编码生成边界信号，由此使得其生成的边界信号不同于周围环境中的环境信号，进而避免在自动工作系统在工作模式下受到环境信号的干扰。

信号发生装置6根据不同的预设编码生成的边界信号可以具有相同的频率，也可以具有不同的频率。相对于不同的预设编码生成的边界信号具有相同频率的方案，具有不同频率的方案可以更进一步避免自动工作系统在工作过程中与环境信号的重叠，起到更好的抗干扰的作用。

如前所述，控制单元14需将选择的预设编码传递给信号发生装置6，该两者之间的信号传递方式有多种，可以通过接触的方式实现信号的传递，如分别在自动行走设备2及信号发生装置6之间设置端子，通过端子与端子的电性连接实现信号的传递。也可以通过非接触的方式实现信号的传递，如在自动行走设备2和信号发生装置6上分别同时设置信号发送器和信号接收器。自动行走设备2上的信号发送器用于向信号发生装置6发送信号，自动行走设备2上的信号接收器用于接收信号发生装置6发送的信号，信号发生装置6上的信号发送器用于向自动行走设备2发送信号，信号发生装置6上的信号接收器用于接收自动行走设备2发送的信号。本实施方式中，优选为通过端子与端子的电性连接实现信号的传递。具体为，在自动行走设备2上设置对接端子组26，在信号发生装置6上设置导电端子组28，通过对接端子组26与导电端子组28电性连接实现信号的传递。

如图7所示，自动行走设备2进一步包括设置在控制单元14与对接端子组26之间的第一信号转换单元22。第一信号转换单元22用于接收来自控制单元14的信号，对流经的信号进行放大，并将放大的信号进一步传递给对接端子组26。第一信号转换单元22具有信号放大的功能，使得可以有效防止信号在后续的传递过程中由于衰减而导致的变形。当然，在控制单元14发送的信号足够强，或者后续传递对信号的衰减很小的情况下，也可以不设置第一信号转换单元22。信号发生装置6进一步包括与导电端子组28电性连接的第二信号转换单元24。第二信号转换单元24用于接收来自导电端子组28的信号，并对流经的信号进行缩小，将缩小后的信号进一步传递给信号发生装置6。第二信号转换单元24具有对信号进行缩小的功能，使得其可以将来自导电端子组28的信号进行调整，从而转换成适合信号发生装置6接收的信号，避免对信号发生装置6的损坏。当然，在导电端子组28传递的信号即是信号发生装置6适合接收的信号时，导电端子组28与信号发生装置6之间无需设置具有信号缩小功能的第二信号转换单元24。此外，为防止从导电端子组28传递的静电信号等对电子器件具有损害危险的信号时，第二信号转换单元24还可以设置为具有信号隔离功能，隔离信号发生装置6与导电端子组28之间传递的信号。上述第一信号转换单元22和第二信号转换单元24可以为模拟电路，也可以为数字电路，具体电路形式，在此不作详述。

前述内容描述了自动工作系统的设定模式，在设定模式下，自动工作系统可以根据环境中存在的信号，自动地设定不同于环境信号的边界信号，使得经过设定模式后得到的边界信号能与周围环境存在的所有信号区分开，降低了环境信号对自动工作系统干扰的可能性。环境信号对自动工作系统的干扰主要体现在工作模式下，工作模式下，自动行走设备2在根据设定模式选择的预设参数生成的边界信号的引导下，在工作区域4内行走，执行预设工作。由于设定模式下选择的预设参数不同于环境信号具有的预设参数，因此根据该选择的预设参数生成的边界信号也不同于周围环境的环境信号，因此自动行走设备2的工作不会受到环境信号的干扰。

自动工作系统具有工作模式和设定模式，两种模式之间可以相互切换。工作模式与设定模式的切换方式有多种。第一种，在自动工作系统上设置重置装置，当重置装置被触发时，自动工作系统进入设定模式，重置装置被触发可以是因为检测到操作者通过接触方式进行的手动触发，也可以是因为接收到操作者通过非接触方式发送的重置指令。第二种，如本领域技术人员所知，工作模式下，自动行走设备2在工作区域4内行走时，接收到的边界信号具有第一方向，其判断自动行走设备2位于工作区域4内，而在工作区域4外的非工作区域5内行走时，接收到的边界信号具有第二方向，通常情况下第一方向与第二方向相反，其判断自动行走设备2位于工作区域4外。自动行走设备2在工作区域4内行走时，经过两个相邻的第一位置和第二位置时，若在第一位置上检测到边界信号具有第一方向，判断其处于工作区域4内，而在第二位置上检测到的边界信号具有第二方向，并判断其处于工作区域4外时，自动工作系统自动进入设定模式，以便于设定与相邻自动工作系统不同的边界信号。因为通常情况下，自动行走设备2的相邻的两个位置，均处于同一种区域，要么为工作区域4，要么为非工作区域5，其检测到的边界信号应该具有相同的方向，即在相邻的两个时刻上，判断其相对工作区域4的位置是一致的。但实际情况是，其检测到的边界信号具有相反的方向，判断结果为自动行走设备2在上一时刻处于工作区域4内，而在相邻的下一时刻又处于工作区域4外，则表明本自动工作系统的边界信号与相邻自动工作系统的边界信号存在相同的可能，因为当自动行走设备2处于本自动工作系统的工作区域4内时，其相对相邻的自动工作系统则处于非工作区域内，由此导致自动行走设备在两个相邻的位置上检测到具有相反方向的边界信号，判断其相对工作区域的位置出现了相反的结果。第三种为，当自动工作系统为首次启动时，为保证其工作模式下的边界信号与周围环境的环境信号不同，即没有相邻的自动工作系统的边界信号与其相同，则首先进入设定模式，待选择好与环境信号不同的预设参数后，进入工作模式。其他的切换方式如通过预先设定工作模式与设定模式的启动顺序实现模式切换等，不再一一赘述。

以下结合图8详细介绍预设参数为预设编码时，自动工作系统的工作过程。

步骤S0所示，自动工作系统初始化。

进入步骤S2，检测自动工作系统的当前状态，从而为判断是否进入设定模式提供依据。当前状态可以是工作模式下，自动行走设备2是否在相邻的两个位置上分别检测到方向相反的所述边界信号；自动工作系统是否属于首次启动；自动工作系统的重置装置是否被触发等。

进入步骤S4，根据前述对自动工作系统进入何种模式的条件，判断是否进入设定模式。判断结果为否，进入步骤S6，进入工作模式；反之判断结果为是时，进入步骤S8。

步骤S8中，信号发生装置6发送边界信号，边界信号具有测试编码，该测试编码不同于控制单元14中存储的预设编码。

步骤S8之后，转入步骤S10，信号检测单元8检测环境信号，并将检测的环境信号传递给识别模块16。

随后进入步骤S12，识别模块16识别环境信号中基本信号出现的时间点，具体识别方法及实现电路参见对识别模块16的说明。

进入步骤S14，分组模块18根据基本信号之间的时间间隔对基本信号进行分组生成若干信号组。当两个相邻的基本信号之间的时间间隔小于或等于预设时间间隔时，将所述两个相邻的基本信号划分为同一信号组，所述预设时间间隔根据预设编码确定的相邻的基本信号之间的最大时间间隔设定，具体分组方法及实现电路参见对分组模块18的说明。

进入步骤S16，个数判断电路202判断信号组包含的基本信号的个数与预设编码确定的基本信号个数是否相同。当判断结果为是时，进入步骤S18，当判断结果为否时，进入步骤S22。

步骤S18中，时间判断电路204判断信号组包含的基本信号之间的时间间隔与预设编码确定的基本信号之间的时间间隔是否相同。当判断结果为是，进入步骤S20。当步骤S18中的判断结果为否时，进入步骤S22。步骤S16和步骤S18的具体判断方法及实现电路参见对判断模块20的说明。

步骤S20中，记录模块记录信号组包含的预设编码。

步骤S22中，自动行走设备2在边界信号的引导下沿边界线3行走，该边界信号具有测试编码，该测试编码不同于自动工作系统存储的预设编码。

步骤S22后，进入步骤S24，判断自动行走设备2是否绕边界线3行走一圈。当判断结果为否时，返回步骤S10，继续检测环境信号；反之，当判断结果为是时，进入步骤S26。

步骤S26中，控制单元14比较记录的预设编码与存储的预设编码。

进入步骤S28，控制单元14从自动工作系统存储的预设编码中选择一个预设编码，该预设编码不同于记录的预设编码。

进入步骤S32，将选择的预设编码发送给信号发生装置6。具体发送方法及实现电路参见对控制单元14与信号发生装置6之间的信号传递的说明。

进入步骤S34，信号发生装置6根据接收到的预设编码生成对应的边界信号。

前述对预设参数为预设编码的第一较佳实施方式的自动工作系统的实现电路及工作过程进行了说明，以下对预设参数为预设频率的第二较佳实施方式的自动工作系统的电路及工作过程进行说明。

第二较佳实施方式中，由于预设参数为预设频率，信号发生装置6生成的边界信号为由基本信号组成的具有预设频率的信号，所述基本信号为方波信号、正弦波信号、三角波信号或锯齿波信号中的一种。因此，为避免环境信号对自动工作系统工作模式的干扰，自动工作系统需要识别环境信号具有的预设频率，并生成与环境信号不同的预设频率的边界信号。

由于预设频率表达的是信号所具有的频率值，如10HZ、30HZ、70HZ、1KHZ等多种，因此特定的预设频率确定了同一信号再次出现的特定时间间隔。因此信号处理单元10仅需要识别基本信号出现的时间点，以及判断在预设时间间隔上是否再次出现基本信号，即可识别环境信号具有的预设频率。基于此，本实施方式中，信号处理单元10具有的电路结构不同于第一较佳实施方式中的电路结构，但信号检测单元8’、记录单元12’、以及控制单元14’的电路结构及功能均与预设参数为预设编码的实施方式相同。同时，本实施方式下的自动工作系统的工作流程图，除与信号处理单元10’相关的部分不同外，其他各部分的工作流程图也均与第一较佳实施方式相同。以下仅针对信号处理单元10’的具体结构及相应的流程进行详细说明，其他部分可以参见第一较佳实施方式，在此不再赘述。

本实施方式中，信号处理单元10’的具体结构如图9所示。信号处理单元10’包括识别模块16’和判断模块20’，所述识别模块16’识别环境信号中，基本信号出现的时间点，所述判断模块20’判断在预设时间间隔上是否再次出现基本信号，所述预设时间间隔根据预设频率设定。识别模块16’的识别方法及实现电路可以参见预设参数为预设编码的实施方式中的识别模块16’，在此不再赘述。判断模块20’在第一次收到基本信号后，在特定时间间隔点上，再次检测是否有该基本信号的出现。当该基本信号在特定时间间隔点上再次出现时，判断环境信号中包含具有预设频率的信号。当该基本信号在特定时间间隔点上没有再次出现时，判断环境信号中不包含具有预设频率的信号。

本实施方式的工作流程图如图10所示，本工作流程图步骤S’0值步骤S’10与如图8所示的工作流程图中的步骤S0至步骤S10相同，在此不再赘述。

步骤S’10之后，进入步骤S’12，步骤S’12中，识别模块16’识别环境信号中，基本信号出现的时间点，具体识别方法及实现电路参见对识别模块16’的说明。

在步骤S’12之后，进入步骤S’14，步骤S’14中，判断模块20’判断在预设时间间隔上是否再次出现基本信号，当判断结果为是时，进入步骤S’20，当判断结果为否时，进入步骤S’22。

步骤S’20中，记录单元12’记录环境信号包含的预设频率。

步骤S’22中，自动行走设备2在边界信号的引导下沿边界线3行走，该边界信号具有测试频率，该测试频率不同于自动工作系统存储的预设频率。其具有的有益效果与测试编码不同于预设编码的效果相同。

步骤S’22后，进入步骤S’24，判断自动行走设备2是否绕边界线3行走一圈。当判断结果为否时，返回步骤S’10，继续检测环境信号；反之，当判断结果为是时，进入步骤S’26。

步骤S’26中，控制单元14’比较记录的预设频率与存储的预设频率。

进入步骤S’28，控制单元14’从自动工作系统存储的预设频率中选择一个预设频率，该预设频率不同于记录的预设频率。

进入步骤S’32，将选择的预设频率发送给信号发生装置6。具体发送方法及实现电路参见预设参数为预设编码的实施方式的说明。

进入步骤S’34，信号发生装置6根据接收到的预设频率生成对应的边界信号。

在本发明中，自动行走设备2的可以为割草机、吸尘器、工业机器人等多种形式。自动行走设备2为割草机时，还进一步包括切割机构，切割机构包括切割电机和切割刀片，割草机在边界线3规划的工作区域4内工作时，切割电机驱动切割刀片旋转，切割草坪。

Claims (20)

1.一种自动工作系统的控制方法，所述自动工作系统包括为自动工作系统划定工作区域的边界线，向边界线发送边界信号的信号发生装置，以及在边界信号的引导下工作的自动行走设备，其特征在于，所述自动工作系统存储有至少两个预设参数，所述预设参数设定边界信号的形式，所述自动工作系统具有设定模式，所述设定模式下自动工作系统执行如下步骤：

a)接收周围环境存在的环境信号；

b)判断环境信号中是否包含与预设参数相对应的信号；

c)当步骤b)为是，记录所述预设参数；

d)选择一个预设参数，所述选择的预设参数不同于记录的预设参数，信号发生装置根据选择的预设参数生成边界信号。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述预设参数为预设编码，不同的预设编码对应不同的编码规则。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，信号发生装置根据不同的预设编码生成的边界信号具有不同的频率。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述预设参数为预设频率。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤a)包括以下步骤，a1)自动行走设备沿边界线行走一圈，a2)自动行走设备在沿边界线行走的过程中接收环境信号。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述自动工作系统还存储至少一个测试参数，所述测试参数不同于预设参数，所述步骤a1)中，自动行走设备在根据测试参数生成的边界信号的引导下，沿边界线行走。

7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述自动工作系统还具有工作模式，工作模式下，信号发生装置根据设定模式下选择的预设参数生成边界信号发送给边界线，自动行走设备根据所述边界信号判断相对工作区域的位置，在所述工作区域内行走，执行预设工作，自动工作系统可以在工作模式和设定模式之间进行切换。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，工作模式下，当自动行走设备在工作区域内的第一位置上判断其处于工作区域内，并在工作区域内的第二位置上判断其处于工作区域外时，自动工作系统切换至设定模式。

9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，自动工作系统在首次启动时，进入设定模式。

10.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，自动工作系统还包括重置装置，当重置装置被触发时，自动工作系统进入设定模式。

11.一种自动工作系统，包括，边界线，划定自动工作系统的工作区域；信号发生装置，与边界线电性连接，并向其发送边界信号；自动行走设备，在边界信号的引导下工作；信号检测单元，设置于自动行走设备上；信号处理单元，与信号检测单元电性连接；记录单元，与信号处理单元电性连接；控制单元，与记录单元电性连接；其特征在于，所述自动工作系统存储有至少两个预设参数，所述预设参数设定边界信号的形式，所述自动工作系统具有设定模式，所述设定模式下，

信号检测单元接收周围环境存在的环境信号；

信号处理单元根据信号检测单元传递的信号判断环境信号中是否包含与预设参数相对应的信号；

当信号处理单元判断环境信号中包含与预设参数相对应的信号时，记录单元记录所述预设参数；

控制单元选择一个预设参数，并将选择的预设参数发送给信号发生装置，所述选择的预设参数不同于记录的预设参数；

信号发生装置根据选择的预设参数生成边界信号。

12.根据权利要求11所述的自动工作系统，其特征在于，所述预设参数为预设编码，所述预设编码设定边界信号包含的码元种类及码元个数，不同种类的码元由基本信号按照不同的编码规则组成，所述基本信号为方波、正弦波、三角波或锯齿波中的一种。

13.根据权利要求12所述的自动工作系统，其特征在于，信号发生装置根据不同的预设编码生成的边界信号具有不同的频率。

14.根据权利要求11所述的自动工作系统，其特征在于，所述预设参数为预设频率。

15.根据权利要求11所述的自动工作系统，其特征在于，自动行走设备在边界信号的引导下沿边界线行走一圈，在自动行走设备沿边界线行走的过程中，信号检测单元接收周围环境中的环境信号。

16.根据权利要求15所述的自动工作系统，其特征在于，所述自动工作系统还存储至少一个测试参数，所述测试参数不同于预设参数，自动行走设备在根据测试参数生成的边界信号的引导下，沿边界线行走。

17.根据权利要求11所述的自动工作系统，其特征在于，所述自动工作系统还具有工作模式，工作模式下，信号发生装置根据设定模式下选择的预设参数生成边界信号发送给边界线，自动行走设备根据所述边界信号判断相对工作区域的位置，在所述工作区域内行走，执行预设工作，自动工作系统可以在工作模式和设定模式之间进行切换。

18.根据权利要求17所述的自动工作系统，其特征在于，工作模式下，当自动行走设备在工作区域内的第一位置上判断其处于工作区域内，并在工作区域内的第二位置上判断其处于工作区域外时，自动工作系统切换至设定模式。

19.根据权利要求17所述的自动工作系统，其特征在于，自动工作系统在首次启动时，进入设定模式。

20.根据权利要求17所述的自动工作系统，其特征在于，自动工作系统还包括重置装置，当重置装置被触发时，自动工作系统进入设定模式。

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