CN107765697B - 自移动设备以及自移动设备控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自移动设备以及自移动设备控制方法，其中自移动设备包括检测角度可调的非接触式传感器、平衡检测模块以及控制模块，平衡检测模块的输出端与控制模块的输入端相连接，控制模块的输出端与非接触式传感器相连接；平衡检测模块用于实时检测自移动设备的倾角；控制模块用于根据倾角的方向获取非接触式传感器待调整的角度的方向，且根据倾角的大小计算非接触式传感器待调整的角度的大小后，实时调整非接触式传感器的检测角度。本发明的非接触式传感器的检测角度是可以调整的，提高了非接触式传感器识别障碍物的精度，从而有效地避免了自移动设备的工作不符合要求或自移动设备的机身的损害的问题，应用范围较为广泛。

Description

自移动设备以及自移动设备控制方法

技术领域

本发明涉及机械领域，特别是涉及一种自移动设备以及自移动设备控制方法。

背景技术

随着自动控制的飞速发展，自移动设备的自动化运行愈发重要。一般地，为了防止自移动设备在自动运行过程中与障碍物碰撞，通过在自移动设备上设置非接触式传感器，可以有效的解决上述问题，但是，虽然使用了非接触式传感器，自移动设备仍会避开某些我们不打算让其避开的区域，以及自移动设备仍会与障碍物碰撞，从而导致自移动设备的工作不符合要求或自移动设备的机身的损害。

发明内容

基于此，有必要提供一种自移动设备以及自移动设备控制方法，可以根据需要调整非接触式传感器的检测角度，以更准确地识别障碍物。

一种自移动设备，包括用于检测前方是否有障碍物的非接触式传感器，其特征在于，所述非接触式传感器的检测角度可调，所述的自移动设备还包括平衡检测模块以及控制模块，所述的平衡检测模块的输出端与所述的控制模块的输入端相连接，所述的控制模块的输出端与所述的非接触式传感器相连接；

所述的平衡检测模块用于实时检测所述的自移动设备的倾角；

所述的控制模块用于根据所述的倾角的方向获取所述的非接触式传感器待调整的角度的方向，且根据所述的倾角的大小计算所述的非接触式传感器待调整的角度的大小后，实时调整所述的非接触式传感器的检测角度。

以上所述的自移动设备，其非接触式传感器的检测角度是可以调整的，提高了非接触式传感器识别障碍物的精度，因此可以避免自移动设备在爬坡状态时，误将斜坡当作障碍物而后退，例如当自移动设备为割草机时，会导致斜坡上的草未被割除，且也可以避免自移动设备在下坡状态时，由于非接触式传感器的检测角度问题未检测到斜坡上的障碍物，从而导致的自移动设备机身损害问题。

在其中一个实施例中，所述的控制模块包括角度方向获取单元、角度大小计算单元以及输出单元，所述的角度方向获取单元的输入端以及所述的角度大小计算单元的输入端均与所述的平衡检测模块的输出端相连接，所述的角度方向获取单元的输出端以及所述的角度大小计算单元的输出端分别与所述的输出单元的输入端相连接，所述的输出单元的输出端与所述的非接触式传感器相连接；

所述的角度方向获取单元用于根据所述的平衡检测模块前后相邻输出的两个倾角的相对方向获取所述的非接触式传感器待调整的角度的方向；

所述的角度大小计算单元用于根据所述的平衡检测模块前后相邻输出的两个倾角的差计算所述的非接触式传感器待调整的角度的大小；

所述的输出单元用于根据所述的角度方向获取单元输出的待调整的角度的方向以及所述的角度大小计算单元输出的待调整的角度的大小调整所述的非接触式传感器的检测角度。

在其中一个实施例中，所述的平衡检测模块为角度传感器。

在其中一个实施例中，所述的非接触式传感器包括第一支架以及路障检测头，所述的第一支架固定于所述的自移动设备上，所述的路障检测头可旋转地固定于所述的第一支架上。

在其中一个实施例中，所述的非接触式传感器包括第二支架、第三支架以及路障检测头，所述的第二支架的第一端以及第三支架第一端分别固定于所述的自移动设备上，所述的第二支架的第二端以及所述的第三支架的第二端分别与所述的路障检测头相连接，且所述的第二支架以及所述的第三支架均为高度可调的支架。

在其中一个实施例中，所述的非接触式传感器为超声波非接触式传感器或雷达非接触式传感器。

一种自移动设备控制方法，所述自移动设备包括用于检测前方是否有障碍物的非接触式传感器，所述的方法包括：

检测所述的自移动设备的倾角；

根据所述的倾角的方向获取所述的非接触式传感器待调整的角度的方向，且根据所述的倾角的大小计算所述的非接触式传感器待调整的角度的大小；

调整所述的非接触式传感器的角度。

以上所述的自移动设备控制方法，提供调整非接触式传感器的角度，提高了非接触式传感器识别障碍物的精度，因此可以避免自移动设备在爬坡状态时，误将斜坡当作障碍物而后退，例如当自移动设备为割草机时，会导致斜坡上的草未被割除，且也可以避免自移动设备在下坡状态时，由于非接触式传感器的检测角度问题未检测到斜坡上的障碍物，从而导致的自移动设备机身损害问题。

在其中一个实施例中，所述根据所述的倾角的方向获取所述的非接触式传感器待调整的角度的方向的步骤，是根据本次检测到的自移动设备的倾角相对前一次检测到的自移动设备的倾角的方向获取所述的非接触式传感器待调整的角度的方向；

所述根据所述的倾角的大小计算所述的非接触式传感器待调整的角度的大小的步骤，是根据本次检测到的自移动设备的倾角相对前一次检测到的自移动设备的倾角的差计算所述的非接触式传感器待调整的角度的大小。

附图说明

图1为本发明的自移动设备的结构示意图；

图2为本发明的一优选的实施例中的非接触式传感器的结构示意图；

图3为本发明的一优选的实施例中的非接触式传感器的结构示意图；

图4为本发明的自移动设备处于爬坡状态时的状态示意图；

图5为本发明的自移动设备的模块示意图；

图6为本发明的一更为优选的实施例中自移动设备的模块示意图；

图7为本发明的一优选的实施例中的控制模块的模块示意图；

图8为本发明的自移动设备控制方法的流程图。

其中，

1 第一箭头

2 第二箭头

300 非接触式传感器

311 路障检测头

321 第一支架

331 第二支架

332 第三支架

400 自移动设备

500 平衡检测模块

600 角度传感器

700 控制模块

701 角度大小获取单元

702 角度大小计算单元

703 输出单元

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于解释本发明，并不用于限定本发明。

在详细说明根据本发明的实施例前，应该注意到的是，所述的实施例主要在于与自移动设备以及自移动设备控制方法相关的步骤和系统组件的组合。因此，所属系统组件和方法步骤已经在附图中通过常规符号在适当的位置表示出来了，并且只示出了与理解本发明的实施例有关的细节，以免因对于得益于本发明的本领域普通技术人员而言显而易见的那些细节模糊了本发明的公开内容。

在本文中，诸如左和右，上和下，前和后，第一和第二之类的关系术语仅仅用来区分一个实体或动作与另一个实体或动作，而不一定要求或暗示这种实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。术语“包括”、“包含”或任何其他变体旨在涵盖非排他性的包含，由此使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包含这些要素，而且还包含没有明确列出的其他要素，或者为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

出于本发明的公开的目的，术语“非接触式传感器300”是广义定义的，包括任何具有检测路障功能的装置、设备或系统，包含但不局限于超声波非接触式传感器和雷达非接触式传感器等。本领域技术人员可以根据需要而设置其他的检测角度可调的非接触式传感器300，以准确地、可靠地检测该自移动设备400正前方的障碍。此外，术语“自移动设备400”也是广义定义的，包括任何处于爬坡状态或下坡状态时由于非接触式传感器300的存在可能造成障碍物的误判的装置、设备等，包括但不局限于割草机。

此外，本发明中所述的“爬坡状态”以及“下坡状态”是指自移动设备400处于爬坡过程中或下坡过程中，即前轮在第一路面上，而后轮在第二路面上，且第一路面和第二路面之间具有一不等于0度的夹角。因此，此处所述的“爬坡状态”以及“下坡状态”均被认为是一个动态过程，而非自移动设备400整体处于斜坡上。在本发明中的自移动设备400爬坡或下坡完成后，即当自移动设备400整体位于斜坡上时，控制模块700会调整非接触式传感器300的检测角度，使其仍指向该自移动设备400的正前方。本发明中的“爬坡状态”、“下坡状态”可以通过比较自移动设备400在相邻的不同的时间点的倾角的大小来确定，例如当自移动设备400在相邻的不同的时间点的倾角不相等时，可以认为其处于“爬坡状态”或“下坡状态”，当自移动设备400在相邻的不同的时间点的倾角相等时，则认为其既不处于“爬坡状态”，也不处于“下坡状态”。

如图1所示，图1为本发明的自移动设备的结构示意图。本发明的自移动设备400包括用于检测前方是否有障碍物非接触式传感器300，其检测角度可调，这样当该自移动设备400在处于爬坡状态或下坡状态时，可以避免因斜坡而造成障碍物的误判。例如，一方面，当自移动设备400处于爬坡状态时，如果自移动设备400的非接触式传感器300不能进行检测角度调整，则该非接触式传感器300可能将斜坡作为障碍物，如图4中所示的第二箭头2，从而导致自移动设备400的路径发生变化，例如后退等。当所述的自移动设备400为割草机时，会使得长在斜坡上的草不能被自移动设备400割除。另外一方面，当自移动设备400处于下坡状态时，如果自移动设备400的非接触式传感器300不能进行检测角度调整，而斜坡上刚好存在障碍物，此时，该非接触式传感器300不能及时地检测到该障碍物，从而可能造成自移动设备400的损伤，降低自移动设备400的寿命。

另外，本发明中的非接触式传感器300的检测角度可调主要在于相对于自移动设备400的检测角度的上下可调，而相对于自移动设备400的检测角度的左右可调，可以通过扩大非接触式传感器300的检测角进行，例如，扩大超声波和雷达的发射角等，在此不再赘述。

为了实现所述的自移动设备400的非接触式传感器300的检测角度可调，在一种实施例中，请参阅图2所示，图2为本发明的一优选的实施例中的非接触式传感器的结构示意图。在该实施例中，所述的非接触式传感器300包括第一支架321以及路障检测头311，所述的第一支架321固定于所述的自移动设备400上，所述的路障检测头311角度可调地固定于所述的第一支架321上。当所述的自移动设备400处于爬坡状态或下坡状态时，通过自动控制理论来实现对路障检测头311的角度的调整。

在另外一种优选的实施例中，请参阅图3所示，图3为本发明的一优选的实施例中的非接触式传感器的结构示意图。在该实施例中，所述的非接触式传感器300包括第二支架331、第三支架332以及路障检测头311，所述的第二支架331的第一端以及第三支架332第一端分别固定于所述的自移动设备400上，所述的第二支架331的第二端以及所述的第三支架332的第二端分别与所述的路障检测头311相连接，且所述的第二支架331以及所述的第三支架332均为高度可调的支架。当所述的自移动设备400处于爬坡状态或下坡状态时，可以通过自动控制理论来实现对所述的第二支架331以及所述的第三支架332的高度的调整。

上述两种实施方式仅为本发明中优选的实施方式，本领域技术人员可以根据需要而设置其他的检测角度可调的非接触式传感器300，以准确地、可靠地检测该自移动设备400正前方的障碍。

在本发明中，调整非接触式传感器300的方法是通过自动控制实现该非接触式传感器300的检测角度的自动调整。对于该非接触式传感器300的检测角度的自动调整，在一种优选的实施方式中，该自移动设备400至少包括用于实时检测所述的自移动设备400的倾角的平衡检测模块500以及根据所述的倾角的方向获取所述的非接触式传感器300待调整的角度的方向，且根据所述的倾角的大小计算所述的非接触式传感器300待调整的角度的大小后，实时调整所述的非接触式传感器300的角度的控制模块700，如图4中，当自移动设备400处于爬坡状态时，该控制模块700根据该倾角将非接触式传感器300的检测角度从第二箭头2处移动至第一箭头1处，以使得非接触式传感器300可以实时检测斜坡上的障碍物，而不会将斜坡当成障碍物进行处理。需要注意的是并非自移动设备400处于爬坡状态均是将非接触式传感器300的检测角度相对于所述的自移动设备400向上移动，该爬坡状态为一个动态过程，在该过程中非接触式传感器300的检测角度可能是相对于所述的自移动设备400向上移动也可能是向下移动，具体移动的方向需要根据平衡检测模块500相邻输出的两个倾角之间的位置关系进行判断，因此本发明中所涉及的有关角度的词，例如倾角、夹角、角度等均为矢量。

请参阅图4所示，图4为本发明的自移动设备处于爬坡状态时的状态示意图。在一种优选的实施方式中，为了确定非接触式传感器300需要调整的角度的大小，可以通过检测自移动设备400与路面之间的夹角进行，也可以通过确定自移动设备400与水平面之间的夹角进行。此外，在其他的实施方式中，也可以存在其他的确定非接触式传感器300的调整的角度的合理的方式。

其中，在此处所述的自移动设备400与路面之间的夹角可以指自移动设备400与其前轮所在的路面之间的夹角，也可以指自移动设备400与其后轮所在的路面之间的夹角。此处所述的自移动设备400与水平面之间的夹角，指自移动设备400与运动方向所在的水平面的夹角。但是需要特别注意的是上述夹角均是矢量信号。此外，例如，当选择自移动设备400与运动方向所在的水平面的夹角为该倾角时，如图4所示，当平衡检测模块500前后相邻输出的两个倾角之差不等于0度时，则会认为该自移动设备400处于爬坡状态或下坡状态。其中本发明中所涉及到的数值，例如上述的倾角之差等于0度时，其并不仅仅包含绝对0度，而是指一个范围，例如，+/-1度、+/-2度等，本领域技术人员在理解上述数值时，应该特别注意不能将本发明的范围仅仅限制到绝对0度等。

在一种优选的实施方式中，如图5所示，图5为本发明的自移动设备的模块示意图。例如，平衡检测模块500实时检测所述的自移动设备400的倾角，然后输出至控制模块700，从而控制模块700根据该倾角调整非接触式传感器300的检测角度，在其中，当所述的控制模块700根据所述的倾角判断出所述的自移动设备400处于爬坡状态或下坡状态时，则所述的控制模块700根据所述的倾角的方向获取所述的非接触式传感器300待调整的角度的方向，且根据所述的倾角的大小计算所述的非接触式传感器300待调整的角度的大小后，实时调整所述的非接触式传感器300的角度，当所述的控制模块700根据所述的倾角判断出所述的自移动设备400既不处于爬坡状态也不处于下坡状态时，所述的控制模块700保持所述的非接触式传感器300的检测角度不变。在一种更为优选的实施方式中，所述的平衡检测模块500为一角度传感器600，具体如图6所示。

在一种优选的实施方式中，请参阅图7所示，图7为本发明的控制模块的模块示意图。在该实施例中，所述的控制模块700包括角度方向获取单元701、角度大小计算单元702以及输出单元703，所述的角度方向获取单元701的输入端以及所述的角度大小计算单元702的输入端均与所述的平衡检测模块500的输出端相连接，所述的角度方向获取单元701的输出端以及所述的角度大小计算单元702的输出端分别与所述的输出单元703的输入端相连接，所述的输出单元703的输出端与所述的非接触式传感器300相连接；角度方向获取单元701，用于根据所述的平衡检测模块500前后相邻输出的两个倾角的相对方向获取所述的非接触式传感器300待调整的角度的方向；角度大小计算单元702，用于根据所述的平衡检测模块500前后相邻输出的两个倾角的差计算所述的非接触式传感器300待调整的角度的大小；输出单元703，用于根据所述的角度方向获取单元701输出的待调整的角度的方向以及所述的角度大小计算单元702输出的待调整的角度的大小调整所述的非接触式传感器300的检测角度，其具体处理流程将在下文详细描述。

在本发明中，该自移动设备控制方法包括：当所述的自移动设备400处于爬坡状态或下坡状态时，调整所述的非接触式传感器300的角度。请参阅图8所示，图8本发明的自移动设备控制方法的流程图。本发明的自移动设备控制方法具体包括以下步骤：

S100：检测所述的自移动设备400的倾角；

S200：根据所述的倾角的方向获取所述的非接触式传感器300待调整的角度的方向，且根据所述的倾角的大小计算所述的非接触式传感器300待调整的角度的大小；

S300：调整所述的非接触式传感器300的检测角度。

在一种更为优选的实施例中，所述根据所述的倾角的方向获取所述的非接触式传感器300待调整的角度的方向的步骤，是根据本次检测到的自移动设备400的倾角相对前一次检测到的自移动设备400的倾角的方向获取所述的非接触式传感器300待调整的角度的方向；

所述根据所述的倾角的大小计算所述的非接触式传感器300待调整的角度的大小的步骤，是根据本次检测到的自移动设备400的倾角相对前一次检测到的自移动设备400的倾角的差计算所述的非接触式传感器300待调整的角度的大小。

在步骤S210中，平衡检测模块500输出的倾角时一个矢量，其是有方向性的，角度方向获取单元可以通过本次检测到的自移动设备400的倾角相对前一次检测到的自移动设备400的倾角的方向，得出非接触式传感器300需要调整的角度的方向，此外，角度大小计算单元702可以通过本次检测到的自移动设备400的倾角相对前一次检测到的自移动设备400的倾角的差，得出非接触式传感器300需要调整的角度的大小，这样输出模块703可以根据所述的角度方向获取单元701输出的待调整的角度的方向以及所述的角度大小计算单元702输出的待调整的角度的大小调整所述的非接触式传感器300的检测角度。此处需要注意的是当平衡检测模块500输出的前后相邻输出的两个倾角的差为0时，则认为所述的自移动设备400既不处于爬坡状态也不处于下坡状态，则不需要调整所述的非接触式传感器300的检测角度。也可以理解成当平衡检测模块500输出的前后相邻输出的两个倾角的差为0时，角度大小计算单元702计算的非接触式传感器300需要调整的角度的大小也为0，即不要调整所述的非接触式传感器300的检测角度。

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 (7)

1.一种自移动设备，包括用于检测前方是否有障碍物的非接触式传感器，其特征在于，所述非接触式传感器的检测角度可调，所述的自移动设备还包括平衡检测模块以及控制模块，所述的平衡检测模块的输出端与所述的控制模块的输入端相连接，所述的控制模块的输出端与所述的非接触式传感器相连接；

所述的平衡检测模块用于实时检测所述的自移动设备的倾角；

所述的控制模块用于根据所述的倾角的方向获取所述的非接触式传感器待调整的角度的方向，且根据所述的倾角的大小计算所述的非接触式传感器待调整的角度的大小后，实时调整所述的非接触式传感器的检测角度；

所述的控制模块包括角度方向获取单元、角度大小计算单元；

所述的角度方向获取单元用于根据所述的平衡检测模块前后相邻输出的两个倾角的相对方向获取所述的非接触式传感器待调整的角度的方向；

所述的角度大小计算单元用于根据所述的平衡检测模块前后相邻输出的两个倾角的差计算所述的非接触式传感器待调整的角度的大小。

2.根据权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述的控制模块包括所述的角度方向获取单元、所述的角度大小计算单元以及输出单元，所述的角度方向获取单元的输入端以及所述的角度大小计算单元的输入端均与所述的平衡检测模块的输出端相连接，所述的角度方向获取单元的输出端以及所述的角度大小计算单元的输出端分别与所述的输出单元的输入端相连接，所述的输出单元的输出端与所述的非接触式传感器相连接；

所述的输出单元用于根据所述的角度方向获取单元输出的待调整的角度的方向以及所述的角度大小计算单元输出的待调整的角度的大小调整所述的非接触式传感器的检测角度。

3.根据权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述的平衡检测模块为角度传感器。

4.根据权利要求1至3任一项所述的自移动设备，其特征在于，所述的非接触式传感器包括第一支架以及路障检测头，所述的第一支架固定于所述的自移动设备上，所述的路障检测头可旋转地固定于所述的第一支架上。

5.根据权利要求1至3任一项所述的自移动设备，其特征在于，所述的非接触式传感器包括第二支架、第三支架以及路障检测头，所述的第二支架的第一端以及第三支架第一端分别固定于所述的自移动设备上，所述的第二支架的第二端以及所述的第三支架的第二端分别与所述的路障检测头相连接，且所述的第二支架以及所述的第三支架均为高度可调的支架。

6.根据权利要求1至3任一项所述的自移动设备，其特征在于，所述的非接触式传感器为超声波非接触式传感器或雷达非接触式传感器。

7.一种自移动设备控制方法，所述自移动设备包括用于检测前方是否有障碍物的非接触式传感器，其特征在于，所述的方法包括：

检测所述的自移动设备的倾角；

根据所述的倾角的方向获取所述的非接触式传感器待调整的角度的方向，且根据所述的倾角的大小计算所述的非接触式传感器待调整的角度的大小；

调整所述的非接触式传感器的检测角度；

所述根据所述的倾角的方向获取所述的非接触式传感器待调整的角度的方向的步骤，是根据本次检测到的自移动设备的倾角相对前一次检测到的自移动设备的倾角的方向获取所述的非接触式传感器待调整的角度的方向；

所述根据所述的倾角的大小计算所述的非接触式传感器待调整的角度的大小的步骤，是根据本次检测到的自移动设备的倾角相对前一次检测到的自移动设备的倾角的差计算所述的非接触式传感器待调整的角度的大小。