CN106325271A - 智能割草装置及智能割草装置定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能割草装置，包括相互分离的割草机主体及辅助终端，割草机主体包括通信模块及均与通信模块连接的第一GPS模块及第一控制模块，通信模块将来自第一GPS模块的位置信息传递给辅助终端；辅助终端包括跟踪定位服务器及均与跟踪定位服务器连接的人机交互界面和差分基准站，跟踪定位服务器所述修正信息对来自通信模块的割草机主体的位置信息进行修正，用户可选择地在人机交互界面输入自定义信息，第一控制模块根据修正后的位置信息和用户输入的自定义信息控制割草机主体的行为。该智能割草装置实时性好、环境适应能力强、适用于户外草坪，且灵活性好。本发明还公开了一种智能割草装置定位方法。

Description

智能割草装置及智能割草装置定位方法

技术领域

本发明涉及一种智能割草装置及智能割草装置定位方法，尤其涉及一种基于DGPS的智能割草装置及基于DGPS的定位方法。

背景技术

随着人们生活水平以及对自然环境要求的提高，大片草坪涌现，例如，公园、高尔夫球场、别墅以及普通居家小区，均会有大片草坪。为了保持草坪的美观及健康，通常需要对大片草坪进行修剪，人工手持剪刀修剪或人力拖拽、推拉、背着割草机进行修剪均需要耗费大量的人力和时间，为草坪的拥有者带来烦恼，因此，逐渐出现了不需要人力操持的自主式的智能割草装置。

要提高割草装置的智能化程度，需要有导航，使智能割草装置能自主行驶，且应在尽可能短的时间内完成割草任务。在现有的智能割草装置中，通常采用视觉导航技术、磁导航技术、惯性导航技术、卫星导航技术和声光导航技术。视觉导航技术主要指通过摄像头采集周边环境信息包括交人为标示线和障碍物等，从而得到视频图像，经过处理后进行导航，但视频图像处理算法复杂、计算量大，因而实时性差；同时图像采集设备受外界光照、天气影响大，环境适应性差。声光导航主要指采用激光扫描仪、超声波雷达和红外传感器等获取目标距离、方位、高度、速度和形状等参数，并与地图进行匹配求得当前割草装置位置和姿态，但由于其感应距离短，仅适合在室内、短距离内使用。另外，现有智能割草装置往往智能按照智能割草装置内的原有设置进行傻瓜式运行，一旦环境变化，就难以达到满意的割草效率，并且用户不能根据自己的目的灵活运用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种智能割草装置及其定位方法，该智能割草装置及其定位方法的实时性好、环境适应能力强、适用于户外草坪，并且用户可根据自己的需要及目的灵活控制该智能割草装置。

本发明所提供的智能割草装置及其定位方法是基于DGPS(Differential GlobalPositioning System,差分全球定位系统)对割草机主体进行定位的。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明的实施例提供一种智能割草装置，包括相互分离的割草机主体及辅助终端，所述割草机主体包括通信模块、第一GPS模块及第一控制模块，所述第一GPS模块及所述第一控制模块均与所述通信模块连接，所述第一控制模块用于控制所述割草机主体的行为，所述通信模块将来自所述第一GPS模块的位置信息传递给所述辅助终端；所述辅助终端包括跟踪定位服务器及均与所述跟踪定位服务器连接的人机交互界面和差分基准站，所述差分基准站用于为所述割草机主体的定位提供修正信息，所述跟踪定位服务器根据所述修正信息对来自所述通信模块的割草机主体的位置信息进行修正，并将修正后的位置信息显示于所述人机交互界面，用户可选择地在所述人机交互界面输入自定义信息，所述跟踪定位服务器将修正后的位置信息和用户输入的自定义信息通过网络传送给所述通信模块，所述通信模块将所述修正后的位置信息和用户输入的自定义信息发送给所述第一控制模块，从而使所述第一控制模块根据所述修正后的位置信息和用户输入的自定义信息控制所述割草机主体的行为。

其中，所述跟踪定位服务器包括存储单元，所述存储单元预存有GIS地图，用户通过所述人机交互界面可调取所述GIS地图，并可另存为GIS地图副本，所述割草机主体移动时可将移动路径保存于所述GIS地图副本内。

其中，所述人机交互界面为触控显示屏。

其中，所述第一GPS模块包括第一GPS天线及第一GPS处理单元，所述第一GPS天线用于接收来自卫星的GPS信号，所述GPS信号经所述第一GPS处理单元转换为所述位置信息。

其中，所述修正信息包括差分校准数据及IRIG-B码信号，所述差分基准站包括第二GPS天线、第二GPS处理单元及B码发生器，所述第二GPS处理单元接收并处理来自所述第二GPS天线的信号，输出所述差分校准数据、实时时间信息及1PPS信号，所述B码发生器接收所述实时时间信息及1PPS信号，输出IRIG-B码信号。

其中，所述第二GPS天线设置于露天的具有固定坐标的位置。

另一方面，本发明的实施例还提供一种智能割草装置定位方法，所述智能割草装置包括相互分离的割草机主体及辅助终端，包括：

由割草机主体的第一GPS模块处理来自卫星的GPS信号，形成割草机主体的位置信息；

由所述辅助终端的差分基准站处理来自卫星的GPS信号，形成所述割草机主体的位置信息的修正信息；

采用所述修正信息对所述割草机主体的位置信息进行修正，形成修正后的割草机主体位置信息；

将所述修正后的割草机主体位置信息显示于人机交互界面；以及

根据用户输入的自定义信息控制所述割草机主体的行为。

其中，所述的智能割草装置定位方法还可以包括：

获取待割草坪及其周围环境的GIS地图，并存储该GIS地图；

调取所述GIS地图，使之显示于所述人机交互界面，将所述修正后的割草机主体位置信息可辨别地显示于所述GIS地图上的相应位置。

其中，所述的智能割草装置定位方法，还可以包括：

控制所述割草机主体沿草坪的四周边缘行走一圈，并保存行走路径，从而定义出所述草坪的边界位置；

定义避让区；

控制所述割草机主体在草坪上行走并割草，实时保存割草机主体的实际行走路径，当所述割草机主体接近所述草坪的边界位置或触碰到所述草坪的边界位置时，控制所述割草机主体离开所述边界位置或控制所述割草机主体与所述边界位置保持预定距离；当所述割草机主体接近所述避让区的边界或触碰所述避让区的边界时，控制所述割草机主体离开所述避让区的边界或控制所述割草机主体与所述避让区的边界保持预定距离；

将所述实时保存的实际行走路径与所述草坪的边界位置内所包含的区域进行对比，检查除了所述避让区之外是否有未割草区域。

其中，所述“定义避让区”具体为：

用户自定义避让区或自动识别障碍物，若用户自定义避让区，则用户在所述GIS地图上圈画出要避让区域的边界或障碍物边界，将避让区域边界和所述障碍物边界内部的区域定义为避让区；若要自动识别障碍物，则在新的GIS地图中分析待割草坪的地貌，以草坪海拔最低处为高度零点，算出草坪的平均高度值，将高度值与平均高度值之比大于一预定值的区域定义为避让区。

与现有技术相比，本发明的技术方案至少具有以下有益效果：

本发明的技术方案中，智能割草装置包括相互分离的割草机主体及辅助终端，所述割草机主体包括通信模块、第一GPS模块及第一控制模块；所述辅助终端包括跟踪定位服务器、人机交互界面和差分基准站，所述差分基准站用于为所述割草机主体的定位提供修正信息，所述跟踪定位服务器根据所述修正信息对来自所述通信模块的割草机主体的位置信息进行修正，并将修正后的位置信息显示于所述人机交互界面，用户可选择地在所述人机交互界面输入自定义信息，所述跟踪定位服务器将修正后的定位信息和用户输入的自定义信息通过网络传送给所述通信模块，所述通信模块将所述修正后的定位信息和用户输入的自定义信息发送给所述第一控制模块，所述第一控制模块根据所述修正后的定位信息和用户输入的自定义信息控制所述割草机主体的行为。

由于所述智能割草装置中具有第一GPS模块和差分基准站，亦即采用差分全球定位系统(DGPS)进行定位导航，由于所述差分基准站为所述割草机主体的定位提供修正信息，从而极大提高对割草机主体的定位精度，同时，DGPS的应用不受环境和距离的影响，实时性好，环境适用性强，适合用于室外大片草坪的智能割草装置；

另外，由于所述智能割草装置包括人机交互界面，并将修正后的位置信息显示于所述人机交互界面，用户可以根据修正后的位置信息、草坪的实际情况及自己的目的在所述人机交互界面上甚至在修正后的位置信息上输入信息，例如圈画规定行使路径、定义障碍物边界、修改路径、修改地图以及输入指令等，由跟踪定位服务器及通信模块将用户输入的这些信息转达所述割草机主体的第一控制模块，从而使所述第一控制模块按照用户的具体需求控制所述割草机主体的行为，灵活性高，对于割过的草坪区域不割第二次，有利于提高割草效率，节省人力及时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的变形形式。

图1是本发明的实施例中智能割草装置的结构示意框图；

图2本发明的实施例中智能割草装置的差分基准站的结构示意框图；以及

图3是本发明实施例中智能割草装置的定位方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1是本发明的实施例中智能割草装置的结构示意框图。本发明的实施例中，智能割草装置包括相互分离的割草机主体100及辅助终端200，割草机主体100可以移动，用于在待割的草坪上割草，辅助终端200用于辅助操控割草机主体100的行为。可以理解的是，所述智能割草装置还可以包括现有技术中已有的其他模块或零部件，例如，驱动轮组件、切割组件、障碍物感应模块、悬崖检测模块，等等，不再在此赘述。

所述割草机主体100包括通信模块110、第一GPS模块120及第一控制模块130，所述第一GPS模块120及所述第一控制模块130均与所述通信模块110连接，所述第一控制模块130用于控制所述割草机主体100的行为，例如控制割草机主体100的行驶、转向、后退等。第一GPS模块120包括第一GPS天线121及第一GPS处理单元122，第一GPS天线121用于接收GPS卫星发射的信号，第一GPS处理单元122对第一GPS天线121接收到的信号进行运算处理，得到割草机主体100的位置信息，即割草机主体100所在位置的经纬度坐标值及其他相关信息。所述第一GPS模块120将所述位置信息传递给通信模块110,所述通信模块110将来所述位置信息通过网络300传递给所述辅助终端200。所述网络可以是以太网、WIFI、3G、4G、蓝牙、宽带以及其他可以应用的网络等。

请同时参阅图1和图2，图2是本发明的实施例中智能割草装置的差分基准站的结构示意框图。所述辅助终端200包括跟踪定位服务器210及均与所述跟踪定位服务器210连接的人机交互界面230和差分基准站220。在本发明是实施例中，所述人机交互界面230可以是触控显示屏，用户可以在人机交互界面230监控割草机主体、调取辅助终端200内的资料以及写入信息或修改、圈画规定割草机主体100的行走路径。差分基准站220可以与跟踪定位服务器210及人机交互界面230分离，也可以与与跟踪定位服务器210及人机交互界面230集成一体。跟踪定位服务器210及人机交互界面230可以集成于计算机、手机或其他智能终端，当然也可以是跟踪定位服务器210及人机交互界面230集成的简单的交互终端。

所述差分基准站220用于为所述割草机主体100的定位提供修正信息，所述修正信息包括差分校准数据及IRIG-B码信号。所述差分基准站220包括第二GPS天线221、第二GPS处理单元222及B码发生器223。所述第二GPS天线221可以与所述差分基准站220本体分离，优选地，所述第二GPS天线221设置于露天的具有固定坐标的位置，以稳定地定位，该实施方式中，优选地，跟踪定位服务器210及人机交互界面230可以集成于计算机、手机或其他智能终端，该计算机、手机或其他智能终端可以挪动或随身携带，用户可在室内通过该计算机、手机或其他智能终端控制户外割草的割草机主体100。第二GPS天线221用于为所述差分基准站220接收来自GPS卫星的信号，并传递给第二GPS处理单元222。第二GPS处理单元222接收并运算处理来自所述第二GPS天线221的GPS信号，从而输出所述差分校准数据、实时时间信息及1PPS信号。第二GPS处理单元222将实时时间信息及1PPS信号传递给B码发生器223，所述所述B码发生,223接收所述实时时间信息及1PPS信号并处理，输出IRIG-B码信号。所述差分校准数据用于校正所述割草机主体100的通信模块110所发送过来的位置信息，所述IRIG-B码信号用于校准并统一割草机主体100的时间与辅助终端200的时间，进一步提高割草机主体100的位置信息的精确度，即提高对割草机主体100的定位精度。

在本实施例中，所述跟踪定位服务器210包括存储单元、处理单元及网络通信单元(图未示出)，所述存储单元预存有GIS地图，该GIS地图可按需要进行更新。用户通过所述人机交互界面230可调取所述GIS地图，并且可将其另存为GIS地图副本，即不改变原GIS地图，而另存一GIS地图副本，用户可对该GIS地图进行编辑或可在该GIS地图上进行操作,例如，写入信息或修改、圈画GIS地图以规定割草机主体100的行走路径或避让障碍物。所述跟踪定位服务器210接收来自差分基准站220的第二GPS处理单元222及B码发生器223的修正信息，即差分校准数据及IRIG-B码信号，将其存储于所述存储单元；所述跟踪定位服务器210通过网络通信单元接收割草机主体100的通信模块110发来的割草机主体100的位置信息，例如割草机主体的经纬度坐标值。跟踪定位服务器210的处理单元将来自差分基准站220的差分校准数据及IRIG-B码信号与割草机主体100的位置信息进行处理，得到当前割草机主体100的修正位置信息，并将当前割草机主体以标记的形式显示于GIS地图上的相应位置。所述割草机主体100移动时，其移动路径可显示并实时保存于所述GIS地图副本内，便于用户监控、查看、调取、修改行走路径，等等。

例如，控制所述割草机主体100沿草坪的四周边缘行走一圈，并保存该行走路径，从而在GIS地图上定义出所述草坪的边界位置，当所述割草机主体100在割草过程中，行驶而接近或触碰到该边界位置时，所述跟踪定位服务器210的处理单元形成控制信息，并由网络通信单元发送给割草机主体100的通信模块110，通信模块110通知第一控制单元130，第一控制单元130控制所述割草机主体100离开所述边界位置，使割草机主体100与所述边界位置保持一预定距离，用户可通过人机交互界面230设置该预定距离，例如，设置该预定距离为5厘米，则割草机主体100在沿边界位置割草时，与边界保持5厘米的距离。

辅助终端200可以通过定义障碍物的避让区来实现割草机主体100对障碍物进行避让，在某些情况下，会出现临时障碍物，例如狗或者其他宠物，此时，需要所述智能割草装置自动识别。在本实施例中，对于割草机主体100避让障碍物，在辅助终端设置了至少两种模式，即用户自定义模式和自动识别模式，用户根据实际情况进行选择，需要说明的是，即使用户选择的是用户自定义模式，在割草机主体遇到用户未定义的障碍物时，会自动跳到自动识别模式，绕过用户未定义的障碍物后，自动回到用户自定义模式。具体地，若用户选择用户自定义模式，则在该模式下，用户在所述GIS地图上圈画出障碍物边界，将所述障碍物边界内部区域定义为避让区；若在自动识别模式下，则跟踪定位服务器210重新形成新的GIS地图，在新的GIS地图中分析待割草坪的地貌，以草坪中海拔最低之处为海拔零点，算出每一处的相对海拔坐标值及待割草坪整体的平均海拔坐标值，将相对海拔坐标值与平均海拔坐标值之比大于一预定值的区域定义为避让区，例如，预定值可以是大于或等于2，该值可以事先在人机交互界面230进行设定，并为该避让区定义好边界线。所述割草机主体100割草时避开所述避让区，即割草机主体100碰到该避让区边界线或离该避让区边界线预定的距离时，掉头行驶或停止行驶等待用户操作，或者割草机主体100沿着该避让区边界线(保持预定距离)继续行驶，直至绕过该避让区(障碍物)回到与原来坐标值中某一坐标相同的位置，例如，假设碰到障碍物时割草机主体100的经纬度坐标是(X1，Y1)，则当割草机主体100沿避让区边界线(保持预定距离)行驶绕至(X1，Y2)时，继续往Y2所属轴(Y轴)的方向行驶(割草)，或者当割草机主体100沿避让区边界线(保持预定距离)行驶绕至(X2，Y1)位置时，继续沿X2所属轴的方向行驶。割草机主体100碰到避让区边界线或离该避让区边界线预定的距离时，割草机的反应可以通过人机交互界面230进行设定。如前所述，割草机主体可以停止行驶而等待用户操作，此时，用户可以从人机交互界面230为所述割草机主体输入行驶路径，再启动割草机主体。用户也可以选择跟踪定位服务器210自动为所述割草机主体规划最佳行驶路径。

割草机主体100完成割草任务或停止工作后，将跟踪定位服务器210实时保存的割草机主体100的实际行走路径与所述草坪的边界位置内所包含的区域进行对比，检查除了所述避让区(障碍物)之外是否有漏割草的区域，若没有，结束割草过程，若有，跟踪定位服务210自动定义割草起点或由用户指定割草起点，并跟踪定位服务210的网络通信模块通过网络300将信息发送给割草机主体的通信模块110，由通信模块110通知第一控制单元130控制割草机主体100执行任务，即控制所述割草机主体100的行为，直至割草任务完成，对于割过的区域，割草机主体不会割第二次，极大提高了割草效率，节约时间及人力。

在本实施例的一个实施方式中，具体地，所述割草机主体100还包括驱动模块和轮子(图未示出)，所述驱动模块用于驱动所述轮子带动所述割草机主体100行驶、变速、转向或者后退，所述第一控制单元130通过控制所述驱动模块而控制所述割草机主体100的行为。

本实施例中，由于所述智能割草装置中割草机主体100具有第一GPS模块120，而辅助终端200具有差分基准站220，亦即采用差分全球定位系统(DGPS)进行对割草机主体100进行定位导航，由于所述差分基准站220为所述割草机主体100的定位提供修正信息，从而对割草机主体100的定位精度，同时，基于DGPS的智能割草装置的应用不受环境和距离的影响，实时性好，环境适用性强，用于室外大片草坪仍能高效执行任务；

另外，又由于所述辅助终端200包括人机交互界面，并将修正后的割草机主体100的位置信息显示于所述人机交互界面230，用户可以根据修正后的位置信息、草坪的实际情况及自己的目的在所述人机交互界面230上甚至在修正后的位置信息上输入自定义信息，例如圈画规定行使路径、定义障碍物边界、修改路径、修改地图以及输入指令等，由跟踪定位服务器210及通信模块110将用户输入的这些信息转达所述割草机主体100的第一控制模块130，从而使第一控制模块130按照用户的具体需求控制所述割草机主体100的行为，灵活性高，从而达到对于割过的草坪区域不割第二次的目的，有利于提高割草效率，节省人力及时间。

本发明的实施例还提供一种智能割草装置定位方法。请参阅图3，图3是本发明实施例中智能割草装置定位方法的流程示意图。所述智能割草装置包括相互分离的割草机主体及辅助终端，该定位方法用于对所述割草机主体进行定位，该定位方法包括以下步骤：

步骤S01：形成割草机主体的位置信息。

具体地，由割草机主体的第一GPS模块处理来自卫星的GPS信号，形成割草机主体的位置信息；

在本实施例中，所述割草机主体100包括通信模块、第一GPS模块及第一控制模块，所述第一模块及所述第一控制模块均与所述通信模块连接，所述第一控制模块用于控制所述割草机主体的行为，例如控制割草机主体的行驶、转向、后退等。第一GPS模块包括第一GPS天线及第一GPS处理单元，第一GPS天线用于接收GPS卫星发射的信号，第一GPS处理单元对第一GPS天线接收到的信号进行运算处理，得到割草机主体的位置信息，即割草机主体所在位置的经纬度坐标值及其他相关信息。所述第一GPS模块将所述位置信息传递给通信模块,所述通信模块将来所述位置信息通过网络传递给所述辅助终端。所述网络可以是以太网、WIFI、3G、4G、蓝牙、宽带以及其他可以应用的网络等。

步骤S02：形成所述割草机主体的位置信息的修正信息。

具体地，由所述辅助终端的差分基准站处理来自卫星的GPS信号，形成所述割草机主体的位置信息的修正信息；

在本实施例中，所述辅助终端包括跟踪定位服务器及均与所述跟踪定位服务器连接的人机交互界面和差分基准站。所述人机交互界面可以是触控显示屏，用户可以在人机交互界面监控割草机主体、调取辅助终端内的资料以及写入信息或修改、圈画规定割草机主体的行走路径。差分基准站可以与跟踪定位服务器及人机交互界面分离，也可以与与跟踪定位服务器及人机交互界面集成一体。跟踪定位服务器及人机交互界面可以集成于计算机、手机或其他智能终端，当然也可以是跟踪定位服务器及人机交互界面集成的简单的交互终端。

所述差分基准站用于为所述割草机主体的定位提供修正信息，所述修正信息包括差分校准数据及IRIG-B码信号。所述差分基准站包括第二GPS天线、第二GPS处理单元及B码发生器。所述第二GPS天线可以与所述差分基准站本体分离，优选地，所述第二GPS天线设置于露天的具有固定坐标的位置，以稳定地定位。第二GPS天线用于为所述差分基准站接收来自GPS卫星的信号，并传递给第二GPS处理单元。第二GPS处理单元接收并运算处理来自所述第二GPS天线的GPS信号，从而输出所述差分校准数据、实时时间信息及1PPS信号。第二GPS处理单元将实时时间信息及1PPS信号传递给B码发生器，所述B码发生器接收所述实时时间信息及1PPS信号并处理，输出IRIG-B码信号。

步骤S03：采用所述修正信息对所述割草机主体的位置信息进行修正，形成修正后的割草机主体位置信息。

具体地，在本实施例中，所述跟踪定位服务器接收来自差分基准站的第二GPS处理单元及B码发生器的修正信息，即差分校准数据及IRIG-B码信号，将其存储于所述存储单元；所述跟踪定位服务器通过网络通信单元接收割草机主体的通信模块发来的割草机主体的位置信息，例如割草机主体的经纬度坐标值。跟踪定位服务器的处理单元将来自差分基准站的差分校准数据及IRIG-B码信号与割草机主体的位置信息进行处理，得到当前割草机主体的修正位置信息，即形成修正后的割草机主体位置信息。

步骤S04：将所述修正后的割草机主体位置信息显示于人机交互界面。

具体地，在本实施例中，可以在步骤S03之前，或者在步骤S01或步骤S02之前，先获取待割草坪及其周围环境的GIS地图，并存储该GIS地图，以便调用该地图。在本步骤(步骤S04)中，可以调用所述GIS地图使其显示于人机交互界面，并另存副本，根据当前割草机主体的修正位置信息将当前割草机主体以标记的形式显示于GIS地图上的相应位置，从而也显示于所述人机交互界面。亦即：调取所述GIS地图，使之显示于所述人机交互界面，将所述修正后的割草机主体位置信息可辨别地显示于所述GIS地图上的相应位置。所述割草机主体移动时，其移动路径可显示并实时保存于所述GIS地图副本内，便于用户监控、查看、调取、修改行走路径，等等。

步骤S05：根据用户输入的自定义信息控制所述割草机主体的行为。

具体地，在本实施例中，用户可以根据需要设置割草机主体的行走路径、与障碍物之间预定的距离、与草坪边界预定的距离、定义障碍物或避让区，等等。例如，

控制所述割草机主体沿草坪的四周边缘行走一圈，并保存行走路径，从而定义出所述草坪的边界位置；

定义避让区；进一步地，所述“定义避让区”具体为：用户自定义避让区或自动识别障碍物，若用户自定义避让区，则用户在所述GIS地图上圈画出要避让区域的边界或障碍物边界，将避让区域边界和所述障碍物边界内部的区域定义为避让区；若要自动识别障碍物，则先形成新的GIS地图，在新的GIS地图中分析待割草坪的地貌，以草坪最低处为高度零点，算出草坪的平均高度值，将高度值与平均高度值之比大于一预定值的区域定义为避让区，所述预定值可以是大于或等于2，该值可以事先在人机交互界面230进行设定，并为该避让区定义好边界线；

控制所述割草机主体在草坪上行走并割草，实时保存割草机主体的实际行走路径，当所述割草机主体接近所述草坪的边界位置或触碰到所述草坪的边界位置时，控制所述割草机主体离开所述边界位置或控制所述割草机主体与所述边界位置保持预定距离；当所述割草机主体接近所述避让区的边界或触碰所述避让区的边界时，控制所述割草机主体离开所述避让区的边界或控制所述割草机主体与所述避让区的边界保持预定距离；具体地，割草机主体割草时避开所述避让区，即割草机主体碰到该避让区边界线或离该避让区边界线预定的距离时，掉头行驶或停止行驶等待用户操作，或者割草机主体沿着该避让区边界线(保持预定距离)继续行驶，直至绕过该避让区(障碍物)回到与原来坐标值中某一坐标相同的位置，例如，假设碰到障碍物时割草机主体的经纬度坐标是(X1，Y1)，则当割草机主体100沿避让区边界线(保持预定距离)行驶绕至(X1，Y2)时，继续往Y2所属轴(Y轴)的方向行驶(割草)，或者当割草机主体100沿避让区边界线(保持预定距离)行驶绕至(X2，Y1)位置时，继续沿X2所属轴的方向行驶。割草机主体100碰到避让区边界线或离该避让区边界线预定的距离时，割草机的反应可以通过人机交互界面进行设定。如前所述，割草机主体可以停止行驶而等待用户操作，此时，用户可以从人机交互界面为所述割草机主体输入行驶路径，再启动割草机主体；用户也可以选择跟踪定位服务器210自动为所述割草机主体规划最佳行驶路径。

最后，将所述实时保存的实际行走路径与所述草坪的边界位置内所包含的区域进行对比，检查除了所述避让区之外是否有未割草区域。若没有，结束割草过程，若有，自动定义割草起点或由用户指定割草起点，并将信息发送给割草机主体的通信模块，由通信模块通知第一控制单元控制割草机主体执行任务，直至完成割草任务完成，对于割过的区域，割草机主体不会割第二次，极大提高了割草效率，节约时间及人力。

本实施例中，由于所述智能割草装置定位方法先由割草机主体的第一GPS模块形成割草机主体的位置信息，由差分基准站形成所述割草机主体的位置信息的修正信息；再采用所述修正信息对所述割草机主体的位置信息进行修正，形成修正后的割草机主体位置信息，从而极大提高了割草机主体的定位准确度及实时性，且该方法不受环境、距离及面积影响，环境适应性强，适用于户外大片草坪的修剪；

又由于，该智能割草装置定位方法将所述修正后的割草机主体位置信息显示于人机交互界面；且可以根据用户输入的自定义信息控制所述割草机主体的行为，因此，可以根据需要灵活设置割草机主体的行走路径、定义避让区或障碍物、定义草坪边界，有效导航、定位、避开障碍物的同时，避免割草机主体重复行走草坪，极大提高了割草效率。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一些/个实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能割草装置，其特征在于，包括相互分离的割草机主体及辅助终端，所述割草机主体包括通信模块、第一GPS模块及第一控制模块，所述第一GPS模块及所述第一控制模块均与所述通信模块连接，所述第一控制模块用于控制所述割草机主体的行为，所述通信模块将来自所述第一GPS模块的位置信息传递给所述辅助终端；所述辅助终端包括跟踪定位服务器及均与所述跟踪定位服务器连接的人机交互界面和差分基准站，所述差分基准站用于为所述割草机主体的定位提供修正信息，所述跟踪定位服务器根据所述修正信息对来自所述通信模块的割草机主体的位置信息进行修正，并将修正后的位置信息显示于所述人机交互界面，用户可选择地在所述人机交互界面输入自定义信息，所述跟踪定位服务器将修正后的位置信息和用户输入的自定义信息通过网络传送给所述通信模块，所述通信模块将所述修正后的位置信息和用户输入的自定义信息发送给所述第一控制模块，从而使所述第一控制模块根据所述修正后的位置信息和用户输入的自定义信息控制所述割草机主体的行为。

2.如权利要求1所述的智能割草装置，其特征在于，所述跟踪定位服务器包括存储单元，所述存储单元预存有GIS地图，用户通过所述人机交互界面可调取所述GIS地图，并可另存为GIS地图副本，所述割草机主体移动时用户可将移动路径保存于所述GIS地图副本内。

3.如权利要求1所述的智能割草装置，其特征在于，所述人机交互界面为触控显示屏。

4.如权利要求1所述的智能割草装置，其特征在于，所述第一GPS模块包括第一GPS天线及第一GPS处理单元，所述第一GPS天线用于接收来自卫星的GPS信号，所述GPS信号经所述第一GPS处理单元转换为所述位置信息。

5.如权利要求1至4任一项所述的智能割草装置，其特征在于，所述修正信息包括差分校准数据及IRIG-B码信号，所述差分基准站包括第二GPS天线、第二GPS处理单元及B码发生器，所述第二GPS处理单元接收并处理来自所述第二GPS天线的信号，输出所述差分校准数据、实时时间信息及1PPS信号，所述B码发生器接收所述实时时间信息及1PPS信号，输出IRIG-B码信号。

6.如权利要求5所述的智能割草装置，其特征在于，所述第二GPS天线设置于露天的具有固定坐标的位置。

7.一种智能割草装置定位方法，所述智能割草装置包括相互分离的割草机主体及辅助终端，其特征在于，包括：

由割草机主体的第一GPS模块处理来自卫星的GPS信号，形成割草机主体的位置信息；

由所述辅助终端的差分基准站处理来自卫星的GPS信号，形成所述割草机主体的位置信息的修正信息；

采用所述修正信息对所述割草机主体的位置信息进行修正，形成修正后的割草机主体位置信息；

将所述修正后的割草机主体位置信息显示于人机交互界面；以及

根据用户输入的自定义信息控制所述割草机主体的行为。

8.如权利要求7所述的智能割草装置定位方法，其特征在于，还包括：

获取待割草坪及其周围环境的GIS地图，并存储该GIS地图；

调取所述GIS地图，使之显示于所述人机交互界面，将所述修正后的割草机主体位置信息可辨别地显示于所述GIS地图上的相应位置。

9.如权利要求8所述的智能割草装置定位方法，其特征在于，还包括：

控制所述割草机主体沿草坪的四周边缘行走一圈，并保存行走路径，从而定义出所述草坪的边界位置；

定义避让区；

控制所述割草机主体在草坪上行走并割草，实时保存割草机主体的实际行走路径，当所述割草机主体接近所述草坪的边界位置或触碰到所述草坪的边界位置时，控制所述割草机主体离开所述边界位置或控制所述割草机主体与所述边界位置保持预定距离；当所述割草机主体接近所述避让区的边界或触碰所述避让区的边界时，控制所述割草机主体离开所述避让区的边界或控制所述割草机主体与所述避让区的边界保持预定距离；

将所述实时保存的实际行走路径与所述草坪的边界位置内所包含的区域进行对比，检查除了所述避让区之外是否有未割草区域。

10.如权利要求9所述的智能割草装置定位方法，其特征在于，所述“定义避让区”具体为：

用户自定义避让区或自动识别障碍物，若用户自定义避让区，则用户在所述GIS地图上圈画出要避让区域的边界或障碍物边界，将避让区域边界和所述障碍物边界内部的区域定义为避让区；若要自动识别障碍物，则在新的GIS地图中分析待割草坪的地貌，以草坪海拔最低处为高度零点，算出草坪的平均高度值，将高度值与平均高度值之比大于一预定值的区域定义为避让区。