CN106647727A - 智能割草机的定位系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能割草机的定位系统，包括规定智能割草机工作区域的边界线，所述工作区域外部设置有超宽带标签，所述工作区域外部包括边界线及边界线外，所述超宽带标签具有两个，所述智能割草机设置有超带宽定位模块，所述超宽带定位模块通过所述两个超宽带标签计算出所述智能割草机的两个位置，并将边界线内的位置作为智能割草机的位置。本发明可精确的定位出智能割草机在工作区域内的位置，方便进行路径规划，提高智能割草机的工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及移动定位领域，特别是涉及一种智能割草机的定位系统。
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。
有些自动行走设备，如智能割草机等，需要在指定的边界内工作移动，在移动的同时，需要规划最优的工作路径，从而减少工作时间，提高工作效率；同时，自动行走设备通常是自备电源，在电量不足时，需要自动对接充电，因此，自动行走设备本身的电源量也需要规划一个最优的工作路径，以节约电源。但传统技术一是定位精度较低，无法准确定位自动行走设备当前的位置点，从而导致无法进行路径规划，或者规划的路径并不符合自动行走设备的实际工作状况。
发明内容
基于此，有必要针对定位精度较低的问题，提供一种智能割草机的定位系统。
一种智能割草机的定位系统，包括规定智能割草机工作区域的边界线，所述工作区域外部设置有超宽带标签，所述工作区域外部包括边界线及边界线外，所述超宽带标签具有两个，所述智能割草机设置有超带宽定位模块，所述超宽带定位模块通过所述两个超宽带标签计算出所述智能割草机的两个位置，并将边界线内的位置作为智能割草机的位置。
在其中一个实施例中，所述两个超宽带标签设置在边界线上或边界线外或一个在边界线上另一个在边界线外。
在其中一个实施例中，所述超宽带定位模块通过所述两个超宽带标签计算出所述智能割草机的两个位置包括：
所述超宽带定位模块发送超宽带信号至所述超宽带标签以唤醒所述超宽带标签，所述超宽带标签被唤醒后反馈超宽带信号至所述超宽带定位模块，所述超宽带定位模块在接收到反馈的超宽带信号后发出定位超宽带信号至所述超宽带标签并开始计时，所述超宽带标签在接收到定位超宽带信号后发出定位反馈信号至所述超宽带定位模块，所述超宽带定位模块接收到所述定位反馈信号后停止计时并计算所述智能割草机的两个位置。
在其中一个实施例中，所述超宽带定位模块接收到所述定位反馈信号后停止计时并计算所述智能割草机的两个位置时，所述超宽带定位模块根据发出的所述定位超宽带信号及开始计时和停止计时之间的时间间隔分别计算所述智能割草机与所述两个超宽带标签之间的距离，分别以计算出的智能割草机与所述两个超宽带标签之间的距离为半径，以对应的所述超宽带标签所在的位置点为圆心作对应的两个圆，计算两个圆的交点位置，并将判断出的在所述边界线内的交点位置作为所述智能割草机的位置。
在其中一个实施例中，所述智能割草机设置有边界线接收器，所述超宽带定位模块根据所述边界线接收器接收的边界线信号判断所述交点位置是否在边界线内。
在其中一个实施例中，所述超宽带定位模块发送超宽带信号至所述超宽带标签以唤醒所述超宽带标签时，所述超宽带定位模块发送的超宽带信号为低电平信号。
在其中一个实施例中，还包括设置于所述边界线上的无线充电站，通过所述边界线可定位所述无线充电站，所述无线充电站设置有无线充电发射模块，所述智能割草机设置有无线充电接收模块及分布于所述智能割草机对称两侧用于寻找所述边界线的两个边界线传感器；
所述两个边界线传感器在寻找到所述边界线时，调整所述智能割草机使所述边界线纵向位于所述智能割草机的中心位置，并引导所述智能割草机沿着所述边界线移动至所述无线充电站。
在其中一个实施例中，所述智能割草机还设置有信号检测电路，所述智能割草机沿着所述边界线移动时，所述无线充电发射模块向所述无线充电接收模块发射充电信号，所述信号检测电路检测所述无线充电接收模块接收的充电信号的强弱大小是否达到预定值，并在检测的所述充电信号的强弱达到预定值时，定位出所述无线充电站的位置并引导所述智能割草机停止移动进行无线充电。
在其中一个实施例中，所述智能割草机还设置有无线定位模块，用于在所述智能割草机需要充电时引导所述智能割草机向所述无线充电站的位置移动。
以上所述智能割草机的定位系统，在智能割草机工作区域外部设置有超宽带标签，智能割草机设置有超带宽定位模块，通过超宽带定位可精确的定位出智能割草机在工作区域内的位置，方便进行路径规划，提高智能割草机的工作效率。
附图说明
图1为一实施例的智能割草机的定位系统的原理示意图；
图2为另一实施例的智能割草机的定位系统中具有两个超宽带标签时的原理示意图；
图3为又一实施例的智能割草机的定位系统中具有三个超宽带标签时的原理示意图；
图4为又一实施例的智能割草机的定位系统中无线充电站的示意图；
图5为又一实施的智能割草机的定位系统中无线充电的原理示意图。
110 超宽带标签 120 边界线
130 智能割草机 140 圆
150 圆 160 交点位置
170 交点位置 180 交点位置
190 无线充电站 1301 无线充电接收模块
1302 边界线传感器 1303 信号检测电路
1304 无线定位模块 1305 蓄电池
1306 控制器
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一实施例的智能割草机的定位系统包括规定智能割草机130工作区域的边界线120，工作区域外部设置有超宽带标签110，工作区域外部包括边界线120及边界线120外，所述超宽带标签110具有两个，所述智能割草机设置有超带宽定位模块，所述超宽带定位模块通过所述两个超宽带标签110计算出所述智能割草机的两个位置，并将边界线内的位置作为智能割草机的位置。
以上所述智能割草机的定位系统，在智能割草机工作区域外部设置有超宽带标签，智能割草机设置有超带宽定位模块，通过超宽带定位可精确的定位出智能割草机在工作区域内的位置，方便进行路径规划，提高智能割草机的工作效率。
超宽带定位模块发送超宽带信号至超宽带标签110以唤醒超宽带标签110，超宽带标签110被唤醒后反馈超宽带信号至超宽带定位模块，超宽带定位模块在接收到反馈的超宽带信号后发出定位超宽带信号至超宽带标签110并开始计时，超宽带标签110在接收到定位超宽带信号后发出定位反馈信号至超宽带定位模块，超宽带定位模块接收到定位反馈信号后停止计时并计算智能割草机130的位置。
超宽带标签110可以设置两个或三个。如图2中所示，图中具有两个超宽带标签110。工作区域外部包括边界线120上及边界线120外，两个超宽带标签可以设置在边界线120上，也可以设置在边界线120外，也可以是一个设置在边界线120上另一个设置在边界线120外。图2中所示的两个超宽带标签110设置在边界线120上。在进行路径规划时，需要先定位出智能割草机130的准确位置。本实施例中，超宽带定位模块接收到定位反馈信号后停止计时并计算智能割草机130的位置时，超宽带定位模块根据发出的定位超宽带信号及开始计时和停止计时之间的时间间隔分别计算智能割草机130与两个超宽带标签110之间的距离R1和R2，分别以计算出的智能割草机130与两个超宽带标签110之间的距离R1和R2为半径，以对应的超宽带标签110所在的位置点为圆心作对应的两个圆140和150，计算两个圆的交点位置160和170，并将判断出的在工作区域内的交点位置160作为智能割草机130的位置。两个圆的交点位置具有两个，分别为交点位置160和170，由于工作区域是固定的，必须将非工作区域中的交点位置舍弃，具体的，可以在智能割草机130中设置边界线接收器，超宽带定位模块可以根据边界线接收器接收的边界线信号判断交点位置是否在工作区域内。
如图3所示，图中具有三个不在同一直线上的超宽带标签110，由于工作区域外部包括边界线120上及边界线120外，三个超宽带标签110在设置时，其中的一个、两个或三个均可设置在边界线120外。图3中所示的三个超宽带标签110中，两个在边界线120上，一个在边界线120外。在进行路径规划时，需要先定位出智能割草机130的准确位置。本实施例中，超宽带定位模块接收到定位反馈信号后停止计时并计算智能割草机130的位置时，超宽带定位模块根据发出的定位超宽带信号及开始计时和停止计时之间的时间间隔分别计算智能割草机130与三个超宽带标签110之间的距离R1、R2和R3，分别以计算出的智能割草机130与三个超宽带标签110之间的距离R1、R2和R3为半径，以对应的超宽带标签110所在的位置点为圆心作对应的三个圆，并将计算出的三个圆的交点位置180作为智能割草机130的位置。如图3中所示，三个圆有且只有共同的一个交点位置180，此交点位置180即为智能割草机130的位置。
本实施例中，为便于唤醒超宽带标签110，超宽带定位模块发送超宽带信号至超宽带标签110以唤醒超宽带标签110时，超宽带定位模块发送的超宽带信号为低电平信号。
智能割草机通常具有自动无线充电功能，无线充电时，无线充电发射端与无线充电接收端需要精确对齐，传统的技术通常无法精确的实现无线充电。本实施例在实现定位的同时，还可以进行精确的无线充电。如图4和图5所示，无线充电站190通常设置在边界线120上，通过边界线120可定位无线充电站190，无线充电站190设置有无线充电发射模块，智能割草机130设置有无线充电接收模块1301及分布于智能割草机130对称两侧用于寻找边界线的两个边界线传感器1302；
两个边界线传感器1302在寻找到边界线120时，调整智能割草机130使边界线120纵向位于智能割草机130的中心位置，并引导智能割草机130沿着边界线120移动至无线充电站190。
通常两个边界线传感器1302只能在有限或较短的距离内才可以识别边界线120的信号，但其无法识别判断无线充电站190的具体位置，因此，智能割草机130还设置有无线定位模块1304，用于在智能割草机130需要充电时引导智能割草机130向无线充电站190的位置移动。无线定位模块1304可以是GPS模块、蓝牙模块、Zigbee模块中的一种或两种以上，GPS模块可以是差分GPS模块。
为精确的引导智能割草机130的无线充电接收模块1301与无线充电发射模块准确对齐，智能割草机130还设置有信号检测电路1303，智能割草机130沿着边界线120移动时，无线充电发射模块向无线充电接收模块1301发射充电信号，信号检测电路1303检测无线充电接收模块1301接收的充电信号的强弱大小是否达到预定值，并在检测的充电信号的强弱达到预定值时，定位出无线充电站190的位置并引导智能割草机130停止移动进行无线充电。充电信号可以是电流或电压信号，信号检测电路1303通过实时检测无线充电接收模块1301接收的充电信号在充电回路上产生的电流或者电压是否达到预定值以判断充电信号的强弱大小是否达到预定值。
如图5所示，在连接时，无线充电接收模块1301通过信号检测电路1303连接智能割草机130中的蓄电池1305，蓄电池1305连接控制器1306，控制器1306上设置连接两个边界线传感器1302和无线定位模块1304，本实施例通过以上所述原理可实现与无线充电站190的准确对接充电。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种智能割草机的定位系统，包括规定智能割草机工作区域的边界线，其特征在于，所述工作区域外部设置有超宽带标签，所述工作区域外部包括边界线及边界线外，所述超宽带标签具有两个，所述智能割草机设置有超带宽定位模块，所述超宽带定位模块通过所述两个超宽带标签计算出所述智能割草机的两个位置，并将边界线内的位置作为智能割草机的位置。
2.根据权利要求1所述的定位系统，其特征在于，所述两个超宽带标签设置在边界线上或边界线外或一个在边界线上另一个在边界线外。
3.根据权利要求1所述的定位系统，其特征在于，所述超宽带定位模块通过所述两个超宽带标签计算出所述智能割草机的两个位置包括：
所述超宽带定位模块发送超宽带信号至所述超宽带标签以唤醒所述超宽带标签，所述超宽带标签被唤醒后反馈超宽带信号至所述超宽带定位模块，所述超宽带定位模块在接收到反馈的超宽带信号后发出定位超宽带信号至所述超宽带标签并开始计时，所述超宽带标签在接收到定位超宽带信号后发出定位反馈信号至所述超宽带定位模块，所述超宽带定位模块接收到所述定位反馈信号后停止计时并计算所述智能割草机的两个位置。
4.根据权利要3所述的定位系统，其特征在于，所述超宽带定位模块接收到所述定位反馈信号后停止计时并计算所述智能割草机的两个位置时，所述超宽带定位模块根据发出的所述定位超宽带信号及开始计时和停止计时之间的时间间隔分别计算所述智能割草机与所述两个超宽带标签之间的距离，分别以计算出的智能割草机与所述两个超宽带标签之间的距离为半径，以对应的所述超宽带标签所在的位置点为圆心作对应的两个圆，计算两个圆的交点位置，并将判断出的在所述边界线内的交点位置作为所述智能割草机的位置。
5.根据权利要求4所述的定位系统，其特征在于，所述智能割草机设置有边界线接收器，所述超宽带定位模块根据所述边界线接收器接收的边界线信号判断所述交点位置是否在边界线内。
6.根据权利要求3所述的定位系统，其特征在于，所述超宽带定位模块发送超宽带信号至所述超宽带标签以唤醒所述超宽带标签时，所述超宽带定位模块发送的超宽带信号为低电平信号。
7.根据权利要求1所述的定位系统，其特征在于，还包括设置于所述边界线上的无线充电站，通过所述边界线可定位所述无线充电站，所述无线充电站设置有无线充电发射模块，所述智能割草机设置有无线充电接收模块及分布于所述智能割草机对称两侧用于寻找所述边界线的两个边界线传感器；
所述两个边界线传感器在寻找到所述边界线时，调整所述智能割草机使所述边界线纵向位于所述智能割草机的中心位置，并引导所述智能割草机沿着所述边界线移动至所述无线充电站。
8.根据权利要求7所述的定位系统，其特征在于，所述智能割草机还设置有信号检测电路，所述智能割草机沿着所述边界线移动时，所述无线充电发射模块向所述无线充电接收模块发射充电信号，所述信号检测电路检测所述无线充电接收模块接收的充电信号的强弱大小是否达到预定值，并在检测的所述充电信号的强弱达到预定值时，定位出所述无线充电站的位置并引导所述智能割草机停止移动进行无线充电。
9.根据权利要求7或8所述的定位系统，其特征在于，所述智能割草机还设置有无线定位模块，用于在所述智能割草机需要充电时引导所述智能割草机向所述无线充电站的位置移动。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20170510 |