CN108227705B - 自移动设备的回归方法、自移动设备、存储介质和服务器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自移动设备的回归方法、自移动设备、存储器和服务器。在本发明的回归方法中，其中所述自移动设备基于地图在工作区域内自主移动。具体地，该方法包括：获取自移动设备在工作区域中的当前位置；根据所述当前位置，选择至目标位置的回归路径；以及判断所述回归路径被重复使用的情况，基于所述回归路径被重复使用的情况，判断是否重新选择回归路径；使所述自移动设备按照所选择的回归路径返回所述目标位置。本发明的回归方法，通过选择回归路径，可以使自移动设备可靠地返回目标位置。根据回归路径被重复使用的情况，判断是否重新选择回归路径，避免机器人沿同一段路径重复移动压坏草坪，保证草坪的美观。

Description

自移动设备的回归方法、自移动设备、存储介质和服务器

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种自移动设备的回归方法、自移动设备、存储器和服务器。

背景技术

随着大数据、云计算和人工智能的快速发展，智能机器人业已逐渐进入人类生活的各个领域，并日益发挥着越来越重要的作用。

作为机器人的一种，智能割草机能够实现自动割草，从而为人们的生活带来极大的方便。传统的智能割草机系统，为了避免智能割草机驶出工作边界区域，可以在工作区域周围设置边界线，并通电，从而智能割草机可以通过检测电流周围的磁场信号判断边界。当智能割草机需要返回充电站补充电能时，先寻找边界线，找到边界线后沿边界线移动回到充电站，通过控制机器跨边界线移动，可使机器与充电站大致对齐，从而实现精确对接。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种自移动设备的回归方法、自移动设备、存储介质和服务器。该自移动设备，可以使工作区域内的自移动设备，可靠的返回目标位置。

本发明的一个方面提供了一种自移动设备的回归方法，所述自移动设备基于地图在工作区域内自主移动。该回归方法包括：获取自移动设备在工作区域中的当前位置；根据所述当前位置，选择至目标位置的回归路径；以及判断所述回归路径被重复使用的情况，基于所述回归路径被重复使用的情况，判断是否重新选择回归路径；使所述自移动设备按照所选择的回归路径返回所述目标位置。

在一个实施例中，所述判断所述回归路径被重复使用的情况，包括：判断所述回归路径被重复使用的长度和/或被重复使用的频率，若所述回归路径被重复使用的长度和/或被重复使用的频率超过预设阈值，则判断重新选择所述回归路径。

在一个实施例中，将当前选择的回归路径称为第一回归路径，当所述被重复使用的长度和/或被重复使用的频率大于预设的第一阈值时，选择与第一回归路径不重合的第二回归路径作为回归路径。

在一个实施例中，将当前选择的回归路径称为第一回归路径，当所述被重复使用的长度和/或被重复使用的频率大于预设的第二阈值时，选择与第一回归路径不相交的第二回归路径作为回归路径。

在一个实施例中，所述判断所述回归路径被重复使用的长度和/或被重复使用的频率包括：存储所述回归路径的至少部分的使用信息，以及根据所述信息判断所述回归路径被重复使用的长度和/或被重复使用的频率。

在一个实施例中，所述根据所述当前位置，选择至目标位置的回归路径包括：计算所述当前位置与所述目标位置之间的最优路径，并将该最优路径作为所述回归路径。

在一个实施例中，所述计算所述当前位置与所述目标位置之间的最优路径包括，计算所述当前位置与所述目标位置之间的最短路径。

在一个实施例中，该回归方法还包括：预设若干预设回归路径；所述根据所述当前位置，选择至目标位置的回归路径包括：选择所述若干预设回归路径之一作为所述回归路径。

在一个实施例中，所述获取自移动设备在工作区域中的当前位置之后还包括：计算所述当前位置与所述预设回归路径之间的最优路径；所述使所述自移动设备按照所选择的回归路径返回所述目标位置包括：使所述自移动设备按所述最优路径运动到所述预设回归路径。

在一个实施例中，所述预设回归路包括在所述工作区域内的多个封闭图形以及连接所述多个封闭图形和所述目标位置的直线；所述使所述自移动设备沿所选择的回归路径返回所述目标位置包括：使所述自移动设备沿当前运动方向或任意方向运动，且在与所述多个图形之一的接触时，沿该多个封闭图形之一的边线运动至所述直线并沿所述直线返回所述目标位置。

在一个实施例中，所述多个封闭图形为多个封闭的圆环。

在一个实施例中，回归方法还包括：预设所述工作区域的虚拟边界线；所述根据所述当前位置，选择至目标位置的回归路径包括：选择沿所述虚拟边界线或靠近所述虚拟边界线的路径作为所述回归路径。

在一个实施例中，所述使所述自移动设备按照所选择的回归路径返回所述目标位置之后还包括：使所述自移动设备对接充电桩充电。

在一个实施例中，所述使所述自移动设备对接所述充电桩充电包括：

使所述自移动设备在所述目标位置调整姿态，以使其充电部分对接所述充电桩充电。

在一个实施例中，所述使所述自移动设备对接所述充电桩充电包括：使所述自移动设备在所述目标位置向远离所述充电桩后退预设距离，并在所述预设距离完成姿态调整，以及使所述自移动设备以所述姿态向所述充电桩运动以对接该充电桩充电。

在一个实施例中，在自移动设备进入工作前，使所述自移动设备记录所述目标位置和所述姿态。

本发明的另一个方面提供了一种自移动设备，包括获取模块和控制模块；其中所述获取模块用于获取自移动设备在工作区域中的当前位置；所述控制模块用于根据所述当前位置，选择至目标位置的回归路径；判断所述回归路径被重复使用的情况，基于所述回归路径被重复使用的情况，判断是否重新选择回归路径；以及控制所述自移动设备按照所选择的回归路径返回所述目标位置。

在一个实施例中，所述控制模块包括第一统计单元和控制单元，其中所述第一统计单元用于统计所述第一回归路径被重复使用的长度和/或被重复使用的频率，若所述回归路径被重复使用的长度和/或被重复使用的频率超过预设阈值，则所述控制单元判断重新选择所述回归路径。

在一个实施例中，所述控制单元将当前选择的回归路径称为第一回归路径，当所述被重复使用的长度和/或被重复使用的频率大于预设的第一阈值时，所述控制单元选择与第一回归路径不重合的第二回归路径作为回归路径。

在一个实施例中，所述控制模块还包括第一存储单元，所述第一存储单元还用于存储所述回归路径的至少部分的使用信息，所述第一统计单元还用于根据所述信息判断所述回归路径被重复使用的长度和/或被重复使用的频率。

在一个实施例中，所述控制模块还包括第一计算单元和控制单元，所述第一计算单元用于计算所述当前位置与所述目标位置之间的最优路径，并且所述控制单元控制选择该最优路径作为所述回归路径。

在一个实施例中，所述控制模块还包括第一预设单元和控制单元：所述第一预设单元用于预设若干回归路径；所述控制单元用于选择所述若干预设回归路径之一作为所述回归路径。

在一个实施例中，所述控制模块还包括第二计算单元，所述第二计算单元用于计算所述当前位置与所述回归路径的最优路径，从而所述控制模单元控制所述自移动设备沿所述最优路径运动至所述回归路径。

在一个实施例中，所述第一预设单元还用于预设所述工作区域的虚拟边界线；所述控制单元控制所述自移动设备沿所述虚拟边界线或靠近所述虚拟边界线的路径返回所述目标位置。

在一个实施例中，所述控制模块还包括姿态确定单元和调整单元，所述姿态确定单元用于在所述自移动设备运动至所述目标位置时，确定所述自移动设备的姿态，所述姿态调整单元用于调整所述自移动设备的姿态，以使所述自移动设备对接充电桩充电。

在一个实施例中，所述控制模块还包括第二预设单元和比较单元，其中所述预设单元用于设置与充电桩的标准距离/相对位置以及自移动设备的充电姿态，所述比较单元用于将将所述自移动设备的当前姿态与所述充电姿态相比较，并将所述自移动设备的姿态至所述充电姿态。

本发明的又一个方面提供了一种存储介质，存储有计算机可读指令在所述计算机可读指令被调用时，执行上述方法。

本发明的再一个方面提供了一种服务器，包括存储器和处理器，其中所述存储器存储有计算机可读指令，所述处理器用于调用所述计算机可读指令从而执行上述方法。

本发明的实施例提供的自移动设备的回归方法、自移动设备、存储器和服务器，通过选择自移动设备的返回路径，可以使自移动设备可靠地返回目标位置。

本发明还提供一种自动工作系统，包括：自移动设备，在地图限定的工作区域内移动和工作；导航模块，用于记录工作区域的位置坐标，并生成工作区域地图；所述导航模块包括用于辅助定位的校偏装置。

优选的，所述校偏装置包括用于发射激光束且在地面形成光点的激光束发射器。

优选的，预设一预订位置，通过判断所述激光束在地面上的光点是否在预定位置来判断所述导航模块记录的位置坐标是否准确以辅助定位。

优选的，所述校偏装置还包括用于修正所述导航模块的偏摆所造成的误差的姿态检测模块和激光测距模块。

优选的，所述姿态检测模块获得所述导航模块在两个不同方向上的偏摆角α、偏摆角β，所述激光测距模块用于测量所述激光束在地面的光点的距离L。

优选的，所述校偏装置根据所述姿态检测模块与所述激光测距模块获得的偏摆角α、偏摆角β和距离L获得对应的偏差修正值ΔX与ΔY以修正所述导航模块的偏摆所造成的误差，所述偏差修正值通过如下公式计算：ΔX＝L*sinα，ΔY＝L*sinβ。

本发明还提供一种自动工作系统，包括：自移动设备，在地图限定的工作区域内移动和工作；导航模块，用于记录工作区域的位置坐标，并生成工作区域地图；所述导航模块包括移动站及至少两个能够与所述移动站通信的基站，所述移动站可选择与所述至少两个基站中的一个基站通信以传输差分电文。

优选的，所述至少两个基站是通过同一信道与所述移动站通信以传输所述差分电文。

优选的，所述至少两个基站包括一个主基站及至少一个备用基站，当所述主基站无故障时，所述主基站通过所述信道与所述移动站通信，当所述主基站故障时，所述备用基站通过所述信道与所述移动站通信。

优选的，所述至少两个基站是通过不同的信道与所述移动站通信以传输所述差分电文。

优选的，所述至少两个基站包括第一基站与第二基站，所述移动站预设与第一基站通信的第一信道及与第二基站通信的第二信道，当所述第一信道能接到所述差分电文时，所述移动站通过第一信道与第一基站通信，当所述第一信道收不到所述差分电文时，所述移动站切换到第二信道与第二基站通信。

本发明还提供一种差分全球定位系统，包括基站和至少一个移动站，所述基站包括编码模块，用于对所述移动站编码，所述基站根据所述编码和所述移动站建立通讯，传输差分校正数据给所述移动站，所述基站能够和多个所述移动站建立通讯。

优选的，所述基站包括用于存储与发送所述差分校正数据的基站通讯电台，所述基站通讯电台包括预设有访问许可密码的数据服务热点，具有所述许可密码的所述移动站才可以访问所述基站通讯电台并获得所述差分校正数据。

优选的，所述差分校正数据按照一定规则加密，只有知晓所述规则的所述移动站才能获得所述差分校正数据。

附图说明

图1为本发明实施例提供的自移动设备回归方法流程图。

图2所示为本发明实施例提供的选择回归路径的方法流程图。

图3所示为本发明实施例中判断最优路径的方法流程图。

图4a-4b所示为本发明实施例提供的预设回归路径示意图。

图5a为本发明实施例提供的获取模块示意图。

图5b-5f为本发明实施例的控制模块示意图。

图6为本发明实施例的控制模块的示意图。

图7为本发明的第一实施例的自动工作系统示意图。

图8为本发明的第一实施例的自动割草机结构示意图。

图9a、图9b为本发明的第一实施例的导航模块的组成示意图。

图10a-10d为本发明的第一实施例的校偏装置的工作示意图。

图11为本发明的第六实施例的移动站滚轮装置示意图。

图12为本发明的第一实施例的栅格示意图。

图13为本发明的第一实施例的导航模块的工作原理图。

图14为本发明的第一实施例的基站与移动站的通讯示意图。

图15a-图15c为本发明的第一实施例的基站位置修正原理图。

图16为本发明的第一实施例的基站位置修正流程图。

图17-图21为本发明的第一实施例的自动割草机的移动路径示意图。

图22-图24为本发明的第一实施例的自动割草机的回归路径示意图。

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。

卫星导航技术通过向机器人发送导航信号，机器人可以根据导航信号实时获取自身的位置信息，从而机器人可以根据这些位置信息，判断其自身是否处于工作区域内。具体而言，机器人上例如可以设有GPS移动站，其可以接收卫星定位信号。为了进一步提高定位精度，可以在工作区域周边安装固定的GPS基站来提供定位修正信号。例如，设置在工作区域外的GPS基站可以接收卫星定位信号，并据此生成定位修正信号，并将定位修正信号发送给设置在机器人的GPS移动站，从而机器人可以被更准确的定位。

具体的，本实施例中的差分GPS技术为RTK技术,即载波相位差分技术，移动站利用载波相位算法进行计算。差分GPS技术也可以为CORS技术。

此外，为了使机器人能够可靠的在工作区域工作，机器人需要大致了解其工作区域的地图。例如，机器人可以按照如下几种方法获取工作区域的地图。第一，用户可以在机器人的系统中直接加载的地图中圈出工作区域，例如，地图可以是百度或谷歌地图。第二，在GPS移动站与机器人为一体结构的情况下，可以使机器人沿工作区域行走例如一圈，以获取地图。具体地，可以为用户推着机器在工作区域内行走，或用户采用遥控器控制机器行走，或者使机器人跟随用户走，或者在机器上配置以检测工作区域的边界传感器等。此外，GPS移动站可以与机器可分离设置，从而可以由用户单独携带GPS移动站沿工作区域走一圈。

需要说明的是，工作区域的地图除了可以包含边界坐标之外，还可以包括工作区域内的水坛、灌木丛或其它特征信息的坐标。从而在机器可以根据掌握的工作区域地图，针对性的开展工作。例如，所开展的工作可以除草、耕地、施肥等，但本发明对机器在工作区域的作业类型不做限制。

本发明一实施例提供了一种自移动设备的回归方法，该自移动设备基于地图在工作区域内自主移动。参见图1，该方法包括：S100获取自移动设备在工作区域中的当前位置；S200根据所述当前位置，选择至目标位置的回归路径；S300判断所述回归路径被重复使用的情况，基于所述回归路径被重复使用的情况，判断是否重新选择回归路径；以及S400使所述自移动设备按照所述回归路径返回所述目标位置。本实施例的自移动设备的回归方法，通过根据当前位置与目标位置有针对性的选择回归路径，可以使自移动设备可靠的返回目标位置。根据回归路径被重复使用的情况，判断是否重新选择回归路径，避免机器人沿同一段路径重复移动压坏草坪，保证草坪的美观。

本实施例中，机器人会记录前面若干次的回归路径，回归路径被重复使用的情况包括回归路径与前一次或前面若干次的回归路径是否有重复，包括被重复使用的长度情况，或者被重复使用的频率情况。

如前所述，自移动设备可以是通过卫星导航定位，获取自移动设备在工作区域的坐标，并结合目标位置的坐标以及工作区域的地图，选择可以通行的回归路径。例如，上述自移动设备可以为通过轮子或履带运动的割草机。例如，该回归路径应当避开水坛、灌木丛、障碍物等。也即需要保证机器能够通行，而不会在运动过程中发生卡死、跌落、撞击等情况。

在一个实施例中，参见图2，判断所述回归路径被重复使用的情况，基于所述回归路径被重复使用的情况，判断是否重新选择回归路径包括：S1001将当前选择的回归路径称为第一回归路径，S1002统计所述第一回归路径被重复使用的长度和/或使用频率，以及S1003根据所述被重复使用的长度和/或被重复使用的频率决定所述自移动设备是否沿所述第一回归路径返回所述目标位置。例如，当工作区域为草坪时，割草机在需要返回目标位置充电时，如果每次都走同一路线，可能会使该路径上的草坪的草被压坏，从而影响草坪美观。通过使草坪每次沿不同的路径返回目标位置，可以防止草坪中的某些区域被过破坏的部分。

例如，当所述被重复使用的长度大于第一回归路径总长度的1/3时或一天内使用次数大于等于2时，可以选择与所述第一回归路径不重合的第二回归路径作为所述回归路径。需要指出，第二回归路径可以与第一回归路径完全不同或者一部分不同。例如，当草坪中留有无草区时，第一回归路径和第二回归路径可以共用该部分无草区的路径，而二者在其它部分的路径不同。例如，如果机器返回目标的次数过多或工作区域的障碍较多时，第二回归路径很可能无法完全与第一回归路径没有任何交点，在此情况下，第二回归路径可以与第一回归路径部分相交或小部分重合。通过使机器返回目标位置的路径不重合或不相交以及部分相交或部分重合，可以避免对工作区域的某一位置过破坏，同时便于机器在工作区域中运动，提高机器的智能体验。

在一个实施例中，可以记录第一回归路径的至少一部分的使用信息，并根据该信息判断第一回归路径被重复使用的长度和频率。通常情况下，例如，在工作区域地图的包含虚拟网格时，机器根据所处当前位置和目标位置，即可以计算出第一回归路径。也就是说，如果当前位置确定，目标位置也确定，机器可以首先计算出固定的第一回归路径。机器在沿第一回归路径返回目标位置后，其可以记录一次该第一回归路径，从而该记录可以决定是否选择该第一回归路径返回的依据。本实施例通过记录回归路径的相关信息，可以方便的确定该回归路径被重复使用的情况，为其后的路径选择打下基础。

在一个实施例中，所述根据所述当前位置与目标位置，选择回归路径包括：判断所述当前位置与所述目标位置之间的最优路径，并将该最优路径作为所述回归路径。参见图3，例如，所述判断所述当前位置与所述目标位置之间的最优路径可以包括：S1010在所述自移动设备中加载所述工作区域的地图；S1011在所述地图上标注等距网格；以及S1012根据所述网格确定所述最短路径。或者加载的地图也可以直接为栅格地图，在此情况下，则省去上述S1011步骤。判断所述当前位置与所述目标位置之间的最优路径包括，计算当前位置与目标位置之间的最短路径。例如，所述自移动设备的回归路线为直线；所述根据所述地图确定所述最路径包括：选择所述当前位置和所述目标位置之间覆盖所述栅格最少的直线或折线的路径。

最优路径需要综合考虑距离的远近、行走的难易等，行走的难易包括路径中的斜坡的多少、障碍物的数量的多少以及机器需要调整姿态的次数等。

需要说明的是，上述直线或折线需要避开工作区域的障碍物、水坛等，且既可以是直线，也可以是多次折线，以当前位置和目标位置之间的直线或多个折线距离之和较短为原则。例如，当前位置与目标位置之间的返回路径也可以为直线、折线或曲线中至少两个的组合。

在计算最短路径时，当机器人与目标位置之间存在通道时，从通道到目标位置的部分路径会发生重叠，采用本实施例的方案，可以有效避免路径重复，从而避免对草坪的碾压损伤。

在一个实施例中，回归方法还包括：预设若干预设回归路径；使所述自移动设备沿所述预设回归路径之一返回所述目标位置。即可以在工作区域内设置一条或多条返回路径，从而机器在需要返回目标时，可以沿其中的一条路径返回目标位置。

在该实施例中，例如，机器可以获取其在工作区域的位置坐标，并根据该位置坐标计算与预设回归路径的最短距离，从而机器可以通过该最短距离快速的到达预设回归路径。参见图4a，例如，预设回归路径可以是在工作区域内的多条路径12,13,14，这些路径可以共用一部分路径(比如，共用部分的路径没有草坪，因此，自移动设备可以多次行走)，从而在自移动设备在工作区域内工作时，可以自行计算到预设的多条路径的最佳行走方案，并且在到达预设路径之后，沿预设路径运动至目标位置2。例如，预设路径在工作区域的障碍物4之间的部分即为共用路径。参见图4b，例如，预设路径也可以是在工作区域内设置多条封闭的回归路经12,13,14。例如，多个回归路径可以为多个一组圆环或一组矩形环(图4中所述为一组矩形)，这些圆环或矩形环12,13,14可以在靠近目标位置处由直线16连接在一起，从而当机器沿圆环或矩形环运动到与直线的交点时，即调整姿态，并进一步沿该直线16运动到该目标位置2。例如，最外侧的回归路径14可以靠近该工作区域的边界线。例如，位于最外侧的回归路径14可以直接通过目标位置2，从而机器需要返回目标位置时，可以继续沿其当前运动方向行进，在与预设返回路径相交时，即沿该预设路径返回目标位置。本实施例通过预设回归路线，可以使机器更容易的返回目标位置，避免返回过程发生撞击障碍物、翻倒等情况。

在一个实施例中，回归方法还包括：预设工作区域的虚拟边界线；选择沿所述虚拟边界线或靠近所述虚拟边界线的路径作为所述回归路径。可以通过在上述地图上标注边界线，从而机器可以沿所述边界线或靠近所述边界线的位置返回所述目标位置。通过设定虚拟边界线，并使机器沿该虚拟边界线返回，可以避免对工作区域内草坪造成毁坏，提高自移动设备的用户体验。

可以理解的是，机器沿预设回归路径回归，或沿虚拟边界线/靠近虚拟边界线回归可以不考虑路径被重复使用的情况，也可以考虑路径被重复使用的情况并切换路径。

一些实施例中，所述使所述自移动设备按照所述回归路径返回所述目标位置之后还包括：使所述自移动设备对接所述充电桩充电。例如，所述使所述自移动设备对接所述充电桩充电包括：使所述自移动设备在所述目标位置调整姿态，以使其充电部分对接所述充电桩充电。

在一些场景下，例如，目标位置与充电桩的距离过近时，机器很难在目标位置直接与充电桩对接。在此情况下，可以首先使所述自移动设备在所述目标位置相对所述充电桩后退预设距离，并在所述预设距离完成姿态调整，以及使所述自移动设备以所述姿态向所述充电桩运动以对接该充电桩充电。该实施例通过将充电步骤分为到达充电桩前固定位置，并后退和调整姿态以及前进对接，可以方便地实现机器的自动充电，并提高用户的智能体验。

此外，所述使所述自移动设备对接所述充电桩充电还包括：使所述自移动设备记录所述预设距离和所述姿态，从而所述自移动设备可以在距所述充电桩预设距离且以所述姿态与所述充电桩对接充电。也就是说，机器自行记录其能够成功对接充电桩充电的位置、姿态和过程，从而在下次充电时，可以更加快捷的按此完成充电。

此外，还可以预先记录机器与充电桩的对接参数。即在加载工作区域的地图后，可以将机器放置在充电站上，并记录机器的位置和姿态，使机器后退离开充电站预设距离，再进行前进对接，如果能对接成功，则机器存储机器后退的预设距离/后退的位置，以及在该位置的充电姿态，以该位置为目标位置。也就是说，通常情况下，机器为了进行姿态调整，需要与充电站保持一定距离。在回归对接时，机器可以首先回到该位置，并在该位置完成姿态调整，从而完成与充电桩的对接充电。该方案例如可以与虚拟回归路径配合，即机器沿虚拟路径回归到该位置。这种方法对定位精度要求较高，当对接方式允许一定的定位误差时可采用该方法。当对接方式允许的定位误差小时，还可以辅以红外、超声、接引导线和导轨等方式，实现机器与充电桩的精准对接。

需要说明的是，除了对接充电桩充电以外，机器返回目标位置也可以是为了检修，工作完毕后返回其停驻区，或者加油等，本发明对此不作限定。

本发明另一实施例的另一个方面提供了一种自移动设备。参见图5a，该自移动设备1包括获取模块110和控制模块120；其中所述获取模块110用于获取自移动设备1在工作区域中的当前位置；所述控制模块120用于根据所述当前位置，选择至目标位置的回归路径；判断所述回归路径被重复使用的情况，基于所述回归路径被重复使用的情况，判断是否重新选择回归路径；以及控制所述自移动设备1按照所述回归路径返回所述目标位置。本发明本实施例提供的机器，可以在工作区域快速返回目标位置，具有良好的应用前景。根据回归路径被重复使用的情况，判断是否重新选择回归路径，避免机器人沿同一段路径重复移动压坏草坪，保证草坪的美观。

在一个实施例中，参见图5b，所述控制模块包括第一统计单元121和控制单元122，将当前选择的回归路径称为第一回归路径，其中所述第一统计单元120用于统计所述第一回归路径被重复使用的长度和/或使用频率，并且所述控制单元122根据所述被重复使用的长度和/或使用频率确定所述自移动设备1是否沿所述第一回归路径返回所述目标位置。例如，所述控制单元122还用于在被重复使用的长度大于预设阈值时(例如，预设阈值为第一回归路径全长的1/3)或所述使用频率大于等于一天内2次时，控制所述自移动设备1沿与所述第一回归路径完全不重合、部分不重合或不相交的第二回归路径返回所述目标位置。本实施例的机器，通过使机器沿不完全重合的路径返回目标位置，可以避免造成工作区域的破坏，提升用户体验。

在该实施例中，所述第一统计单元121用于记录回归路径的相关信息，并根据所述信息判断回归路径被重复使用的情况。也就是说，第一统计单元121可以记录回归路径被使用的信息(例如，可以包括被重复使用的长度和/或被使用的频率等)，从而在该回归路径的全部或部分路径使用过多时，控制单元122控制机器予以绕开，防止破坏工作区域。

在一个实施例中，参见图5c，所述控制模块120还包括第一计算单元123，所述第一计算单元123用于计算所述当前位置与所述目标位置之间的最优路径，并且所述控制单元122以该最优路径作为所述回归路径。例如，计算过程可以是获取模块获取当前机器所处的位置坐标，并根据该坐标与目标位置的坐标计算出最优路径。如上所述，该最优路径可以为最短路径。

在该实施例中，参见图5d，例如，所述控制模块120还可以包括加载单元125和标注单元126；其中所述加载单元125用于加载所述工作区域地图；所述标注单元126用于在所述地图上标注参考网格(例如，地图中的等距网格可以为正方形的方格)。所述第一计算单元123用于根据所述网格确定所述最优路径。同样，在所加载的地图本身即为栅格地图时，控制模块120可以不包括标注单元。该最优路径需要综合考虑距离的远近、行走的难易等，即在行走难易和距离远近之间寻求平衡。具体地，距离的远近可以由路径覆盖的虚拟单元格的多少来确定，单元格越多，则路径越长，反之亦然。行走的难易包括路径中的斜坡的多少、障碍物的数量的多少以及机器需要调整姿态的次数等。例如，回归路径可以是L型路径或直线路径。

在一个实施例中，参见图5e，所述控制模块还包括第一预设单元127。所述第一预设单元127用于预设若干预设回归路径；所述控制单元122用于控制所述自移动设备1沿所述回归路径返回所述目标位置。请参照之前的描述和附图，回归路径可以是在工作区域的多个封闭图形，具体可以为多个矩形环或多个圆环。在机器需要返回目标位置时，可以沿其当前运动方向继续运动，并在于多个矩形环或圆环之一相交时，即沿该圆环或矩形环返回目标位置。例如，这些设置在工作区域的虚拟的环形回归线可以在靠近目标位置的区域以直线连接，且直线的另一端连接该目标位置。从而机器回归时，首先沿虚拟环形回归线运动到与该直线相交的位置，并沿直线运动到目标位置。

在该实施例中，例如，参见图5f，所述控制模块120还可以包括第二计算单元128，所述第二计算单元128用于计算所述当前位置与所述预设回归路径的最优路径(包括最短路径)，从而所述控制模单元122控制所述自移动设备沿所述最优路径运动至所述目标位置。即机器需要返回目标位置时，可以首先获取其自身位置信息，并根据该位置与预设回归线在地图上的关系，计算出到达预设回归线的最优路径，从而可以沿该最优路径快速的到达该预设回归线。

此外，另一实施例中，所述第一预设单元127用于预设所述工作区域的虚拟边界线；所述控制单元122控制所述自移动设备沿所述虚拟边界线或靠近所述虚拟边界线返回所述目标位置。

上述实施例通过预设若干预设回归路径/虚拟边界线，可以使机器可靠、迅速地返回目标位置，也避免了回归过程中发生卡死、侧翻或撞击障碍物等的情况。

在上述一些实施例中，参见图6，所述控制模块120还包括姿态确定单元128和调整单元129，所述姿态确定单元128用于在所述自移动设备1运动至所述目标位置时，确定所述自移动设备1的姿态，所述姿态调整单元129用于调整所述自移动设备1的姿态，以使所述自移动设备1对接充电桩充电。

例如，所述控制模块120还可以包括第二预设单元和比较单元。其中所述预设单元用于设置与充电桩的标准距离/相对位置以及自移动设备的充电姿态，所述比较单元用于将所述自移动设备的当前姿态与所述充电姿态相比较，并将所述自移动设备的姿态调整至所述充电姿态。

同样，控制模块还可以包括记录单元，例如，记录单元可以用于记录机器能够对接充电桩的姿态及与充电桩的距离/相对位置等。从而控制单元可以控制自移动设备首先运动到与充电桩具有该距离的位置/该位置，并调整到可以充电的姿态，从而快速实现自移动设备的充电。

一些实施例中，如果自移动设备遇到阴影区(即工作区域内卫星导航信号弱，自移动设备无法正常导航的区域)，则可以判断自移动设备沿当前运动方向运动的情况下，需要通过的阴影区的距离和时间。如果距离或所需时间超过预设阈值，则可以选择绕过该阴影区。

在此情况下，例如，自移动设备可以包括预设单元和判断单元。预设单元用于预设自移动设备在阴影区中运动时可精确导航的距离或时间的阈值，判断单元用于判断自移动设备所遇到的阴影区是否会超出上述距离或时间的阈值，并根据判断结果决定是否绕开上述阴影区。

本发明的又一实施例提供一种存储介质，其存储有计算机可读指令，在所述计算机可读指令被调用时，执行上述机器的回归方法。

本发明的再一实施例提供一种服务器，其包括存储器和处理器，其中所述存储器存储有计算机可读指令，所述处理器用于调用所述计算机可读指令从而执行上述机器的回的方法。

以上各个实施例可以彼此组合，且具有更好的效果。

以下结合附图并通过若干实施例对本发明进一步说明。

图7为本发明的第一实施例的自动工作系统100示意图。自动工作系统包括自移动设备。本实施例中，自移动设备为自动割草机1，在其他实施例中，自移动设备也可以为自动清洁设备、自动浇灌设备、自动扫雪机等适合无人值守的设备。自动工作系统100还包括充电站2，用于为自动割草机1补给电能。本实施例中，自动工作系统100包括导航模块，用于输出自动割草机的当前位置。具体的，导航模块包括基站17和移动站15。

如图7所示，自动工作系统用于在预定的工作区域内工作，本实施例中，工作区域包括至少两个相互分离的子工作区域，子工作区域由通道400连通。工作区域与非工作区域之间形成边界200，工作区域内包括障碍9、11，障碍包括树木、凹坑等。

本实施例中的自动割草机1的结构如图8所示。自动割草机1包括壳体3，移动模块，任务执行模块，能源模块，控制模块等。其中，移动模块包括履带5，由驱动马达驱动以带动自动割草机1移动。任务执行模块包括切割组件7，执行割草工作。能源模块包括电池包(图未示)，为自动割草机1的移动和工作提供电能。控制模块与移动模块、任务执行模块和能源模块电连接，控制移动模块带动自动割草机1移动，并控制任务执行模块执行工作任务。

本实施例中的导航模块的组成如图9(a)、(b)所示。导航模块包括基站17和移动站15。基站17和移动站15均接收卫星信号，基站17向移动站15发送定位修正信号，实现差分卫星定位。本实施例中，基站17和移动站15接收GPS定位信号，实现差分GPS定位。当然，在其他实施例中，基站17和移动站15也可以接收伽利略卫星导航系统、或北斗卫星导航系统、或GLONASS等定位信号。

如图9(a)所示，本实施例中，基站17包括GPS天线19，接收GPS定位信号；GPS板卡21，处理接收到的GPS定位信号，并生成定位修正信号；通讯模块23，将定位修正信号发送给移动站15，本实施例中，通讯模块23包括电台及电台天线25；基站还包括指示器(图未示)，指示器能够输出当前位置的卫星信号是否良好的指示。本实施例中，基站17设置于充电站2，与充电站2一体。在其他实施例中，基站17也可以与充电站2分离设置，例如，可以设置在屋顶等能够更好的接收卫星信号的位置。

本实施例中，移动站15包括壳体27；GPS天线29，接收GPS定位信号；GPS板卡31，处理接收到的GPS定位信号；通讯模块33，接收基站17发送的定位修正信号，通讯模块33包括电台及电台天线35。本实施例中，移动站15集成了惯导装置(图未示)，惯导装置输出惯性导航数据。移动站15工作时，可以只利用GPS定位信号来导航，也可以利用GPS定位信号与惯性导航数据经融合处理后的定位信号来导航，或者，在GPS信号弱的时候，也可以只利用惯性导航数据来导航。移动站15还包括指示器(图未示)，输出当前位置的GPS信号是否良好的指示。本实施例中，移动站15与自动割草机1的壳体3可拆卸的连接。移动站15包括与自动割草机1的壳体连接的第一接口(图未示)。自动割草机1工作时移动站15安装于自动割草机1的壳体3。移动站15与自动割草机1的壳体3连接时，可实现与自动割草机1的控制模块的电连接，移动站15输出自动割草机1的当前位置坐标，控制模块根据自动割草机1的当前位置控制自动割草机1的移动和工作。本实施例中，移动站15包括独立的电源模块37，移动站15与自动割草机1的壳体3分离时，可以独立工作。

本实施例中，在自动割草机进入工作之前，需建立工作区域的地图。具体的，本实施例中，利用自动工作系统的导航模块建立工作区域的地图。建立工作区域的地图包括记录地图的步骤。

用户安装好基站后，开始记录地图的步骤。本发明的第一实施例中，记录地图时，将移动站与自动割草机的壳体分离，移动站独立工作，用户手持移动站行走来记录地图。记录地图包括步骤：从起点，本实施例中为充电站位置，开始沿工作区域的边界行走，记录边界位置坐标；沿工作区域内的障碍行走，记录障碍位置坐标；沿工作区域内的隔离岛行走，记录隔离岛位置坐标；沿连接子工作区域的通道行走，记录通道位置坐标。本实施例中，用户手持移动站记录地图时，惯导装置处于关闭状态。原因为，用户手持移动站移动时，由于手的抖动，移动站会发生前后左右偏摆的情况，这将对惯导装置产生严重干扰。

本实施例中，为了能够准确记录地图，消除或减小误差，移动站包括校偏装置，具体的，校偏装置包括激光束发射器，用于辅助定位。激光束发射器安装于移动站壳体下方，生成垂直于移动站底面的激光束。参考图10(a),记录地图时，用户手持移动站行走，观察激光束在地面的光点，判断激光束在地面的光点是否在预定位置上，例如，当用户沿边界行走时，用户判断激光束在地面的光电是否在边界上，当用户沿障碍行走时，用户判断激光束在地面的光点是否在障碍的外围，等等。用户根据判断结果实时调整移动站的位置，使得激光束在地面的光点保持在预定位置，从而使激光束发射器起到辅助定位作用。本实施例中，校偏装置还包括姿态检测模块39和激光测距模块41，如图10(b)所示，用于修正由于移动站的偏摆导致的激光束在地面的光点位置与移动站的实际位置之间的误差。如图10(b)、(c)、(d)所示，用户手持移动站行走时，移动站会发生偏摆，导致激光束在地面的光点位置与移动站的实际位置之间存在误差，在这种情况下，用户观察到激光束在地面的光点位置在预定位置上，移动站的实际位置并不位于预定位置，用户不能通过观察来消除该误差。通过姿态检测模块获得移动站的偏摆角α、β，通过激光测距模块测得移动站到激光束在地面的光点的距离L，就可以利用公式ΔX＝L*sinα，ΔY＝L*sinβ获得偏差修正值。通过上述方法，消除记录地图过程中移动站的偏摆造成的误差，保证了记录地图的准确性。

本发明的第二实施例中，记录地图时，移动站安装于自动割草机的壳体，用户用手机、平板等智能终端设备遥控自动割草机移动。同样的，记录地图的步骤包括记录工作区域的边界、工作区域内的障碍、连通子区域的通道等。本实施例中，记录地图的过程中可以启用惯导装置，原因为移动站安装于自动割草机的壳体，移动站的运动较为稳定。本实施例中，记录地图的过程中自动割草机的任务执行模块保持关闭状态。

参见图11，本发明的第三实施例中，自动割草机包括推杆，可拆卸的安装于自动割草机的壳体。记录地图时，移动站安装于自动割草机的壳体，推杆安装于自动割草机的壳体，用户操作推杆来推动自动割草机移动，从而记录工作区域的边界、障碍、通道等。同样的，自动割草机的任务执行模块保持关闭状态。

本发明的第四实施例中，自动割草机包括超声波装置，使得自动割草机可以跟随用户一定距离行走。记录地图时，移动站安装于自动割草机的壳体，用户沿工作区域的边界、或障碍、或通道等行走，自动割草机跟随用户移动，从而记录地图。同样的，自动割草机的任务执行模块保持关闭状态。这样做的好处是，在记录地图时自动割草机跟随用户移动，能够判断地图记录的位置是否准确，起到检查地图的作用。

本发明的第五实施例中，记录地图时，移动站与自动割草机分离，将移动站放置在可推行的小车上，例如，可以将移动站安装在某一手推设备上，用户推着小车行走，记录工作区域的边界、障碍、通道等。这样做的好处是移动站的运动平稳，可以启用惯导装置。

本发明的第六实施例中，移动站15包括滚轮装置43，与移动站的壳体27可拆卸的连接。移动站15包括方向传感器47和测距传感器，测距传感器包括转速计49，安装在滚轮装置43中。滚轮装置43还包括推杆45。记录地图时，移动站15与自动割草机的壳体3分离，滚轮装置43与移动站15的壳体27连接，用户操纵推杆45推动移动站15移动来记录地图。记录地图时，通过转速计49输出的测距信息，和方向传感器47输出的方向信息，可以计算得出辅助定位信息，用于校正卫星定位或惯导的定位误差。使用该方法定位误差小，且成本低。

本发明的第一实施例中，移动站包括与用户的智能终端连接的第二接口。手机、平板等智能终端可以通过第二接口安装在移动站上。第二接口可以包括电性接口，使得智能终端安装在移动站上时实现与移动站的电连接。本实施例中，移动站通过通讯模块与智能终端无线通讯，无线通讯方式可以为wifi、蜂窝网络、蓝牙等。记录地图时，智能终端安装在移动站上，实时显示移动站记录的信息。本实施例中，移动站包括若干按钮，用于输入“记录地图”、“完成记录”等指令。在其他实施例中，移动站包括显示屏，代替智能终端显示实时信息。

本实施例中以充电站为地图的起点，自动割草机在充电站开始工作。记录充电站位置时，移动站安装于自动割草机，使自动割草机处于充电状态，或模拟自动割草机的充电状态，即完成了对接的状态，手动确认记录或通过充电信号确认记录充电站位置信息，充电站位置信息包括位置坐标，还包括自动割草机的姿态信息。自动割草机包括加速度传感器、电子罗盘等，记录充电站位置时，通过加速度传感器、电子罗盘等记录此时的自动割草机的方向、倾斜角等信息，以方便自动割草机回归时能准确对接。

本发明的第一实施例中，移动站包括地图生成模块，根据记录的位置坐标生成工作区域地图并保存地图。本实施例中，用户行走每形成一个封闭区域，就通过按钮输入生成地图指令，生成该封闭区域的地图信息。例如，用户记录工作区域的边界时，沿子工作区域的边界行走，沿子工作区域的边界行走一周后，生成该子工作区域的边界，然后开始记录下一个子工作区域的边界。同样的，用户记录障碍和通道时，沿障碍或通道行走形成一个封闭区域，生成对应封闭区域的地图信息，然后记录下一个封闭区域。在所生成的地图中，赋予所记录的封闭区域以特征属性。例如，若赋予所记录的封闭区域以边界属性，则自动割草机能够在该区域内工作，不能离开该区域。若赋予所记录的封闭区域以障碍属性，则自动割草机不能进入该区域。同时，障碍必须位于边界内，因此，其在边界外的部分将被舍弃。若赋予所记录的封闭区域以通道属性，则自动割草机能够进入该区域，但不能在该区域内进行割草工作。通道可以在边界内或边界外，若在边界外，则其用于连接两个相互分离的子工作区域，因此其必须和两个子工作区域都有交界，若在边界内，则其通常为非草坪的路面，因此也禁止自动割草机执行割草工作。

本实施例中，建立直角坐标系来生成地图。具体的，以开始记录时的第一个点作为坐标轴的(0,0)点，其对应的移动站输出的位置坐标为(x0,y0)。本实施例中，坐标轴的(0,0)点对应充电站的位置坐标。用户记录地图的过程中，移动站输出位置坐标(x1,y1)，生成地图时将位置坐标(x1,y1)转换为(x1-x0,y1-y0),从而将卫星定位坐标系转换为直角坐标系。本实施例中，在直角坐标系的基础上生成栅格图。定义栅格精度，比如1mm，在直角坐标系中，X、Y轴分别以1mm为间隔打直线，从而形成栅格图。将记录的位置坐标转换为直角坐标系内的栅格。这样，记录地图的过程，就相当于在栅格图上打点的过程。在打点的同时，每个点还会记录一些其他信息，比如该点GPS信号情况，该点的海拔，该点的定位误差等。边界、障碍、通道的生成均采用上述方法。

生成栅格图后，为栅格赋予格属性，格属性包括坐标，自动割草机能否覆盖该栅格，自动割草机是否经过该栅格，经过次数，GPS信号情况，定位误差，海拔，坡度，温度，湿度，阳光强度等。若栅格的格属性指示自动割草机不能覆盖该栅格，则自动割草机接近该栅格对应的位置时，控制模块控制自动割草机改变移动方式以远离该栅格对应的位置。若栅格的格属性指示自动割草机能够覆盖该栅格，则自动割草机每经过该栅格，该栅格的经过次数格属性就加一。

本实施例中，为了保证生成地图的准确性，对记录的坐标点进行筛选，剔除低精度的坐标点。对坐标点的筛选，主要是对该点的GPS信号情况进行分析。本实施例中，根据GPS信号情况，移动站输出的坐标点分为几种，一种为高精度的坐标点，GPS信号良好时，移动站输出高精度的坐标点，高精度的坐标点为RTK固定解。另一种为低精度的坐标点，GPS信号差时，移动站输出低精度的坐标点，根据GPS信号情况，低精度的坐标点又分为几个等级，包括伪距差分解，单点差分解，RTK浮点解，还包括惯导解，惯导解为GPS信号丢失时纯惯导定位输出的坐标。记录地图时，坐标点的精度等级作为附加值与坐标值一起输出。

参考图12，根据坐标点的精度等级的分布特点，剔除低精度的坐标点的方法包括以下几种：

第一种情况为，在连续的高精度的坐标点中夹杂个别低精度的坐标点，这种情况下，直接剔除低精度的坐标点。

第二种情况为，在连续的高精度的坐标点中夹杂一段低精度的坐标点，一般认为记录地图时低精度的坐标点的出现时间在30S以内时属于这种情况，这种情况下，剔除低精度的坐标点后，根据两端的高精度的坐标点，进行曲线分析，并进行拟合。

第三种情况为，出现长时间的低精度的坐标点，一般认为记录地图时低精度的坐标点的出现时间在30S以上时属于这种情况，这种情况下，移动站的指示器发出提示信号，提示用户地图精度不够，用户可以通过智能终端或显示屏的显示界面绘制修改地图，若用户未修改，则对这些低精度的坐标点进行精度评估，判断误差范围，根据误差范围将这些低精度的坐标点向工作区域内偏差一定距离，保证地图限定的工作区域必须在实际工作区域内。

本实施例中，对地图进行偏移操作来消除定位误差。自动割草机工作时，移动站安装于自动割草机的壳体，输出自动割草机的当前位置坐标，自动割草机的定位中心与记录地图时移动站的定位中心有偏差，若不对该偏差进行校正，可能导致安全性问题。例如，当自动割草机移动至边界位置时，自动割草机的定位中心还在边界以内，则自动割草机将继续移动，导致自动割草机移动至边界以外。为了消除自动割草机的定位中心与记录地图时移动站的定位中心的偏差导致的定位误差，对地图进行偏移操作。判断自动割草机的定位中心与记录地图时移动站的定位中心的偏差距离D，将边界、障碍、通道等在地图上向工作区域内偏移距离D，即相当于边界、通道向内缩进距离D，障碍向外扩张距离D。边界、通道向内缩进的操作也称为地图腐蚀，障碍向外扩张的操作也称为地图膨胀。

记录地图时也存在定位误差，定位误差的大小与GPS信号情况相关，也就是与坐标点的精度等级相关。GPS信号良好时定位误差较小，GPS信号差时定位误差较大。对地图进行偏移操来消除定位误差时，首先根据不同位置的GPS信号情况评估该位置的定位误差，也称为误差评价，然后根据不同位置的误差评价调整地图的偏移量。偏移操作同样包括腐蚀和膨胀。

本实施例中，某一个工作区域的地图偏移后，该区域地图可以与其他区域的地图进行拼接。

完成偏移操作后，就完成了生成工作区域地图的步骤。

本实施例中，移动站还包括辅助定位装置，辅助定位装置包括计步器、激光雷达、摄像头、里程计、超声波等，惯导装置也可以被认为是辅助定位装置。辅助定位装置用于在GPS信号差时配合GPS定位，使用辅助定位装置输出的修正值修正定位误差，使生成的地图精度更高。

本发明的第七实施例中，工作区域具有形状规则的边界，例如矩形边界，记录地图时，用户只需记录工作区域的顶点位置，生成地图时，通过将顶点连线得到边界。该方法同样适用于形状规则的通道和障碍等。该方法能够提高地图生成效率，并且避免了中间可能的GPS信号差的区域。

本发明的第一实施例中，GPS定位通过基站与移动站的通信来实现，为了使基站和移动站可靠、高效的为自动工作系统提供导航数据，基站的设置包括几种方式。本实施例中，基站设置于充电站，由充电站供电。当然，在其他实施例中，基站也可以与充电站分离设置，基站可以由独立的能源供电，例如，可以利用太阳能、风能等供电形式。本实施例中，为保证基站位置卫星信号良好，安装充电站之前，用户先把自动割草机放到希望安装的位置，或将移动站从自动割草机上拆下后移动到希望安装的位置，开启定位，判断定位精度，确认定位精度高再固定充电站。基站上有声光电等装置用来反馈卫星信号状况，用来提示基站安装位置或接收质量是否合理。基站能够通过历史坐标对比判断是否有被遮挡等异常，若定位精度降低，说明基站可能被遮挡，基站发现异常后通过通讯模块向用户或自动割草机发送提示信息，或切换状态，等待恢复正常。

为了使基站和移动站可靠、高效的为自动工作系统提供导航数据，还需保证基站与移动站之间的通讯可靠、高效。

如图13所示，本实施例中，基站通过GPS天线接收卫星信号，将采集的载波相位信息通过通讯模块发送给移动站，通讯模块包括电台和电台天线，也可以包括Sub-1G、wifi、2G/3G/4G/5G模块，移动站也通过GPS天线接收卫星信号，同时通过与基站对应的通讯模块接收基站采集的载波相位信号，从而解算出移动站相对基站的相对位置坐标，相对位置坐标包括经度、纬度，还可以包括海拔，精度可达厘米级。为了保证基站与移动站之间在远距离传输时的可靠性，可通过2G/3G/4G/5G等无线网络方式传输GPS定位导航数据。基站与移动站的通讯示意图如图14所示。

本实施例中，移动站可选择与多个不同基站的其中一个通讯，例如，移动站可选择与第一基站或第二基站通讯。具体的，自动工作系统包括多个基站，或者，位于一定区域范围内的不同自动工作系统的基站可以实现通用。多个基站相互切换，当移动站与第一基站的通讯出现异常时，可以自动切换到与第二基站通讯。

本实施例中，还可以用星际增强系统，来实现GPS导航。

本实施例中，基站与移动站的通讯还可以使用lora技术。

本实施例中，GPS定位基于基站固定在某一位置不动来实现，当基站移动时，移动站输出的位置坐标将发生偏差。为避免基站移动后，重新记录地图的麻烦，本实施例中，利用移动站来获得基站的移动位置，利用所获得的移动位置修正已生成的地图。参考图15和图16，修正地图的过程如下：1)基站17固定在A点，移动站15记录并生成地图；2)如图15(a)，用户由于某种原因，如要在A点建一花坛，欲将基站17移动到另一位置B；3)如图15(b)，将移动站15移动到B点，移动站15将B点位置坐标发送给基站17；4)如图15(c)，基站17移动到位置B，基站17对自身位置进行修正，同时移动站15获知基站17位置的偏移量，根据偏移量修正地图。修正后的地图与修正前的地图重合，因此无需再记录地图。

本发明的第一实施例中，移动站包括路径生成模块，根据工作区域地图生成路径规划。首先，根据工作区域的边界、障碍、通道等，对工作区域进行分区，工作区域的划分使得自动割草机的覆盖更有效率。例如，划分由通道连接的两个子工作区域，自动割草机执行割草工作时，先在其中一个子工作区域中完成覆盖，再经由通道进入另一个子工作区域工作。这样，避免自动割草机往返通道两端造成的低效工作。又例如，将工作区域中被障碍隔开的两个部分划分为两个子区域，避免自动割草机频繁遇障碍。还可以根据边界形状，将边界形状规则的部分和不规则的部分划分为不同子区域，这样，可以令自动割草机在规则的子区域以规则路径覆盖，在不规则的子区域以随机路径覆盖。本实施例中，令相邻子区域具有重叠部分，避免相邻子区域之间的部分不能被覆盖到。本实施例中，根据电池包电量估算一次工作的区域面积来确定分区大小。本实施例中，还可以根据植物生长状况来分区，使得自动割草机在植物茂盛的区域的切割功率大、切割时间长，在植物稀疏的区域的切割功率小、切割时间短。本实施例中，还可以根据区域重要度来分区，例如将用户的前院和后院划分为不同子区域，使自动割草机以不同工作策略在前院和后院工作。当然，还可以根据障碍物多少等综合因素来分区。

完成区域划分后，对自动割草机在每个子区域内的路径进行规划。自动割草机在每个子区域内的预设路径可以为规则路径，例如平行路径、螺旋路径等，也可以为随机路径。

如图17所示的子工作区域W包括GPS信号差的区域S，以阴影部分表示。本实施例中，令自动割草机在子工作区域W内以平行路径移动。生成路径时，在子工作区域W内打平行直线，每一条平行直线即为自动割草机工作时的预设路径。平行直线的间距应小于自动割草机的切割宽度，以保证自动割草机沿相邻的平行直线移动时切割范围有重叠量。自动割草机工作时，令自动割草机从GPS信号良好的区域开始移动，自动割草机移动至边界时，转向向相反方向移动。自动割草机工作过程中，若进入GPS信号差的区域S，由于定位信号精度低，自动割草机不一定能按原来路径移动，在这种情况下，允许自动割草机变换为随机路径移动。本实施例中，当自动割草机离开GPS信号差的区域S时，使自动割草机回到原来规划好的路径上继续移动。具体的，当自动割草机离开GPS信号差的区域S时，导航模块会输出一个新的位置坐标，该位置坐标为高精度的位置坐标，此时，自动割草机根据该位置坐标，对比原来规划好的路径，找到最近的位于规划好的路径上的点C，并移动至该点，沿原来规划好的路径继续移动。当自动割草机完成工作区域的覆盖后，再令自动割草机回到阴影区域附近，重新覆盖原来规划好的路径上未覆盖的区域，以保证区域覆盖的完整性。

本实施例中，可以在同一子工作区域内规划不同的路径。如图18所示的子工作区域D，包括建筑物51，可以预知的是，在建筑物51附近的区域，由于受建筑物的遮挡，卫星信号差，导航模块的定位精度低，若令自动割草机以平行于建筑物51边缘的路径移动，则自动割草机在建筑物51附近移动时，导航模块将持续输出低精度信号，自动割草机可能无法按规划好的路径移动，或移动效率低。为了避免上述情况，可以将建筑物51边缘区域的路径规划为垂直于建筑物51的路径，这样，只有在自动割草机靠近建筑物51边缘时导航模块才输出低精度信号，当自动割草机远离建筑物51边缘时，导航模块输出高精度信号。自动割草机靠近建筑物51边缘时，卫星信号差，惯导装置的定位误差累积，定位精度逐渐降低，当自动割草机远离建筑物51边缘时，卫星信号恢复良好，可用于校正惯导误差，因此，采用这种路径移动能够保证导航模块在大部分情况下输出良好的定位信号。本实施例中，路径规划由路径生成模块自动生成，当然，也可以由用户根据工作区域的情况进行手动调整，也可以令自动割草机在移动过程中根据定位信号的精度实时调整，以图18所示的情况为例，自动割草机在移动过程中可以实时调整往复行走的方向。

如图19(a)、(b)所示，本实施例中，自动割草机遇障碍时的路径可以是绕障碍移动，也可以为折返。若遇障碍时绕障碍移动，则可以利用导航模块生成绕障碍的矢量图。

本实施例中，自动割草机在移动过程中，能够区分动态障碍与固定障碍。固定障碍为在工作区域中具有固定位置的障碍，通常为地图中已记录的障碍，若自动割草机移动过程中多次在同一位置遇到障碍，而地图中未记录该障碍，也可以判断其为新发现的固定障碍。动态障碍为出现在工作区域中的不固定位置的障碍，通常为自动割草机移动过程中临时遇到的障碍，在同一位置出现的频率低。动态障碍可能为出现在工作区域中的人、动物等。自动割草机根据障碍是否记录在地图中，或者根据在同一位置遇到障碍的频率，区分动态障碍与固定障碍，并采取不同的避障策略，避障策略包括绕障碍移动、折返等。

本实施例中，自动割草机移动过程中根据定位信号的情况调整移动范围。当自动割草机移动至定位信号差的位置时，缩小移动范围，在小范围内继续移动，或停止移动。

本实施例中，导航模块还包括陀螺仪，用于控制自动割草机沿直线移动。自动割草机沿预设路径移动时，组合使用陀螺仪和GPS定位信号进行导航。如图20所示，将预设路径分成多段，自动割草机开始移动时，确定移动方向，自动割草机在每一段上移动时，使用陀螺仪导航，陀螺仪用于控制自动割草机沿直线移动，防止自动割草机的移动方向发生偏移。自动割草机完成一段路径的移动后，使用GPS定位信号来校正移动方向。具体的，控制模块判断自动割草机的当前位置是否位于预设路径上，若自动割草机的当前位置偏离预设路径，则调整自动割草机的移动方向，使之回到预设路径上。自动割草机沿下一段路径移动时，再利用陀螺仪沿校正的方向直线移动。自动割草机移动过程中，若控制模块判断自动割草机的当前位置偏离预设路径的距离大于预设值，可以实时校正自动割草机的移动方向，还可以重新划线段。

如图21(b)所示，本实施例中，自动割草机沿平行路径移动，当自动割草机移动至边界时，转向向相反方向移动，转向时令自动割草机覆盖相邻平行路径之间的多个点F、G，以保证覆盖的完整性，避免直角转弯导致的边界附近的区域未覆盖到的问题(参考图21(a))。

本实施例中，自动割草机移动过程中，若基站与移动站的通讯发生异常，如通讯中断，或GPS信号差，导航模块持续输出低精度定位信号时，控制自动割草机调整移动方式。自动割草机调整移动方式包括，自动割草机切换工作状态，例如自动割草机切换为随机行走模式，或者回归充电站，或者进入搜索模式，搜索良好的卫星信号。自动割草机调整移动方式还包括令任务执行模块停止工作，或后退，或转向，或停机等。

本实施例中，路径生成模块还用于生成回归路径。以图22所示的工作区域为例，当前充电站2位于工作区域内。自动割草机1需要回归充电站2时，路径生成模块根据自动割草机1的当前位置信息和地图信息，计算自动割草机1到充电站2的最短路径，生成回归路径53，控制模块控制自动割草机1沿回归路径53移动，回归充电站2。最短路径的计算与充电站2的位置相关，还与工作区域中障碍分布、以及自动割草机1与充电站2之间是否存在通道相关。自动割草机1沿最短路径移动时，经过最少的栅格。本实施例中，控制模块记录自动割草机1的回归路径，当自动割草机1再次启动回归时，控制模块比较新生成的回归路径与前一次、或前若干次的回归路径，判断新生成的回归路径与前一次、或前若干次的回归路径是否存在重叠部分，若存在重叠部分，则修改回归路径，以避免回归路径重叠，例如，使回归路径的部分偏移一定距离等。采用上述方法，在自动割草机1回归充电站2时需要经过通道的情况下，可以有效避免从通道到充电站2的部分路径的重叠，从而避免自动割草机1多次沿同一段路径回归导致的对草坪的碾压损伤。

本发明的第八实施例中，路径生成模块生成回归路径的方法与第一实施例中的方法不同，如图23所示，地图生成模块生成地图后，路径生成模块根据生成的地图设定若干条回归路径53，当自动割草机1需要回归充电站2时，移动至其中一条回归路径53。具体的，控制模块判断自动割草机1到若干条回归路径53的最短距离，选择最近的一条回归路径53，控制自动割草机1沿最短距离路径移动至最近的回归路径53，并沿该回归路径53回归充电站2。当然，自动割草机1也可以随机移动至最近的回归路径53。或者，自动割草机1需要回归充电站2时，随机移动，当控制模块判断自动割草机1位于其中一条回归路径53上时，控制自动割草机1沿该回归路径53回归充电站2。采用上述方法，能够避免自动割草机1沿同一路径回归导致的对草坪的碾压损伤。可以理解的是，回归路径也可以在记录地图时由用户记录，具体的，用户手持移动站，从工作区域的不同位置向充电站移动，记录移动经过的位置，形成回归路径。

本发明的第九实施例中，路径生成模块生成回归路径的方法与第一实施例中的方法不同，如图24所示，自动割草机1需要回归充电站2时，先移动至边界200，沿边界200向充电站2所在位置移动，再移动至充电站2。具体的，路径生成模块根据自动割草机1的当前位置和边界200位置，判断边界200上与自动割草机1的距离最短的点，连接自动割草机1的当前位置与该点，形成第一段路径，根据该点位置和充电站2的位置，计算自动割草机1从该点沿边界200移动，再从边界200移动至充电站2正前方的最短路径，根据计算得到的最短路径生成第二段路径，拼接第一段路径与第二段路径生成回归路径53。本实施例中，当充电站2位于边界200上时，自动割草机1沿边界200移动能够直接移动至充电站2正前方，当充电站2不位于边界200上时，自动割草机1沿边界200移动至充电站2附近后，再移动至充电站2正前方。本实施例中，自动割草机1每次沿边界200移动的路径不同，具体的，使自动割草机1相对边界200以可变距离沿边界200移动，即自动割草机1每次回归，沿边界200移动时相对边界200的距离不同，这样可以避免自动割草机1以固定距离沿边界200回归导致的对草坪的碾压损伤。

本发明的第一实施例中，自动割草机1移动至充电站2正前方后，例如1m左右，开始对接过程，由于记录地图时记录了对接角度、倾斜角等，因此可以依靠这些信息，使自动割草机1以恒定的方向对接，减小对接误差。

本发明的第一实施例中，自动割草机还可以根据地图的面积和形状等特性自动确定工作时间计划，包括每个子区域的工作时间，各个子区域之间的工作顺序、每个子区域的覆盖次数等等。

本实施例中，可以利用GPS时钟替代时钟芯片。

本实施例中，利用导航模块与环境检测传感器组合解决安全问题，环境检测传感器包括台阶传感器、草地传感器、光学传感器、摄像头、雷达、超声波传感器、碰撞检测传感器等等。当环境检测传感器检测到异常环境时，利用导航模块记录当前位置以及对应的异常情况，记录在地图中，自动割草机移动至该位置时调整自动割草机的移动方式，避免发生安全事故。

本实施例中，地图和路径分别由移动站的地图生成模块和路径生成模块生成，可以理解的是，在其他实施例中，自动割草机的控制模块获取移动站记录的位置坐标，可以由控制模块生成地图和路径。

本发明的第十实施例中，充电站为无线充电站，自动割草机能够从任意方向接近充电站，进行对接。因此，依据自动割草机的当前位置和充电站的位置，能够方便的通过GPS导航引导自动割草机回归充电站，并与充电站对接。

本发明不局限于所举的具体实施例，基于本发明构思的结构和方法均属于本发明保护范围。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方。或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)。随机存取存储器(RAM，Random，Access，Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序校验码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (26)

1.一种自移动设备的回归方法，所述自移动设备基于地图在工作区域内自主移动，其特征在于，包括：

获取自移动设备在工作区域中的当前位置；

根据所述当前位置，选择至目标位置的回归路径；以及

判断所述回归路径被重复使用的情况，基于所述回归路径被重复使用的情况，判断是否重新选择回归路径；

使所述自移动设备按照所选择的回归路径返回所述目标位置；

所述判断所述回归路径被重复使用的情况，包括：

判断所述回归路径被重复使用的长度和/或被重复使用的频率，若所述回归路径被重复使用的长度和/或被重复使用的频率超过预设阈值，则判断重新选择所述回归路径。

2.根据权利要求1所述的回归方法，其特征在于，将当前选择的回归路径称为第一回归路径，当所述被重复使用的长度和/或被重复使用的频率大于预设的第一阈值时，选择与第一回归路径不重合的第二回归路径作为回归路径。

3.根据权利要求1所述的回归方法，其特征在于，将当前选择的回归路径称为第一回归路径，当所述被重复使用的长度和/或被重复使用的频率大于预设的第二阈值时，选择与第一回归路径不相交的第二回归路径作为回归路径。

4.根据权利要求1所述的回归方法，其特征在于，所述判断所述回归路径被重复使用的长度和/或被重复使用的频率包括：

存储所述回归路径的至少部分的使用信息，以及根据所述信息判断所述回归路径被重复使用的长度和/或被重复使用的频率。

5.根据权利要求1所述的回归方法，其特征在于，所述根据所述当前位置，选择至目标位置的回归路径包括：

计算所述当前位置与所述目标位置之间的最优路径，并将该最优路径作为所述回归路径。

6.根据权利要求5所述的回归方法，其特征在于，所述计算所述当前位置与所述目标位置之间的最优路径包括，计算所述当前位置与所述目标位置之间的最短路径。

7.根据权利要求1所述的回归方法，其特征在于，还包括：

预设若干预设回归路径；

所述根据所述当前位置，选择至目标位置的回归路径包括：

选择所述若干预设回归路径之一作为所述回归路径。

8.根据权利要求7所述的回归方法，其特征在于，所述获取自移动设备在工作区域中的当前位置之后还包括：

计算所述当前位置与所述预设回归路径之间的最优路径；

所述使所述自移动设备按照所选择的回归路径返回所述目标位置包括：

使所述自移动设备按所述最优路径运动到所述预设回归路径。

9.根据权利要求7所述的回归方法，其特征在于，所述预设回归路包括在所述工作区域内的多个封闭图形以及连接所述多个封闭图形和所述目标位置的直线；

所述使所述自移动设备沿所选择的回归路径返回所述目标位置包括：

使所述自移动设备沿当前运动方向或任意方向运动，且在与所述多个图形之一的接触时，沿该多个封闭图形之一的边线运动至所述直线并沿所述直线返回所述目标位置。

10.根据权利要求9所述的回归方法，其特征在于，所述多个封闭图形为多个封闭的圆环。

11.根据权利要求1所述的回归方法，其特征在于，还包括：预设所述工作区域的虚拟边界线；

所述根据所述当前位置，选择至目标位置的回归路径包括：

选择沿所述虚拟边界线或靠近所述虚拟边界线的路径作为所述回归路径。

12.根据权利要求1-11任一项所述的回归方法，其特征在于：所述使所述自移动设备按照所选择的回归路径返回所述目标位置之后还包括：

使所述自移动设备对接充电桩充电。

13.根据权利要求12所述的回归方法，其特征在于，所述使所述自移动设备对接所述充电桩充电包括：

使所述自移动设备在所述目标位置调整姿态，以使其充电部分对接所述充电桩充电。

14.根据权利要求12所述的回归方法，其特征在于，所述使所述自移动设备对接所述充电桩充电包括：

使所述自移动设备在所述目标位置向远离所述充电桩后退预设距离，并在所述预设距离完成姿态调整，以及使所述自移动设备以所述姿态向所述充电桩运动以对接该充电桩充电。

15.根据权利要求13或14所述的回归方法，其特征在于，在自移动设备进入工作前，

使所述自移动设备记录所述目标位置和所述姿态。

16.一种自移动设备，其特征在于，包括获取模块和控制模块；

其中所述获取模块用于获取自移动设备在工作区域中的当前位置；

所述控制模块用于根据所述当前位置，选择至目标位置的回归路径；

判断所述回归路径被重复使用的情况，基于所述回归路径被重复使用的情况，判断是否重新选择回归路径；以及

控制所述自移动设备按照所选择的回归路径返回所述目标位置；

所述控制模块包括第一统计单元和控制单元，其中所述第一统计单元用于统计所述回归路径被重复使用的长度和/或被重复使用的频率，若所述回归路径被重复使用的长度和/或被重复使用的频率超过预设阈值，则所述控制单元判断重新选择所述回归路径。

17.根据权利要求16所述的自移动设备，其特征在于，所述控制单元将当前选择的回归路径称为第一回归路径，当所述被重复使用的长度和/或被重复使用的频率大于预设的第一阈值时，所述控制单元选择与第一回归路径不重合的第二回归路径作为回归路径。

18.根据权利要求17所述的自移动设备，其特征在于，所述控制模块还包括第一存储单元，所述第一存储单元还用于存储所述回归路径的至少部分的使用信息，所述第一统计单元还用于根据所述信息判断所述回归路径被重复使用的长度和/或被重复使用的频率。

19.根据权利要求16所述的自移动设备，其特征在于，所述控制模块还包括第一计算单元和控制单元，所述第一计算单元用于计算所述当前位置与所述目标位置之间的最优路径，并且所述控制单元控制选择该最优路径作为所述回归路径。

20.根据权利要求16所述的自移动设备，其特征在于，所述控制模块还包括第一预设单元和控制单元：

所述第一预设单元用于预设若干回归路径；

所述控制单元用于选择所述若干预设回归路径之一作为所述回归路径。

21.根据权利要求20所述的自移动设备，其特征在于，所述控制模块还包括第二计算单元，所述第二计算单元用于计算所述当前位置与所述回归路径的最优路径，从而所述控制模单元控制所述自移动设备沿所述最优路径运动至所述回归路径。

22.根据权利要求21所述的自移动设备，其特征在于，所述第一预设单元还用于预设所述工作区域的虚拟边界线；所述控制单元控制所述自移动设备沿所述虚拟边界线或靠近所述虚拟边界线的路径返回所述目标位置。

23.根据权利要求16-22任一项所述的自移动设备，其特征在于：所述控制模块还包括姿态确定单元和调整单元，所述姿态确定单元用于在所述自移动设备运动至所述目标位置时，确定所述自移动设备的姿态，所述姿态调整单元用于调整所述自移动设备的姿态，以使所述自移动设备对接充电桩充电。

24.根据权利要求23所述的自移动设备，其特征在于，所述控制模块还包括第二预设单元和比较单元，其中所述预设单元用于设置与充电桩的标准距离/相对位置以及自移动设备的充电姿态，所述比较单元用于将将所述自移动设备的当前姿态与所述充电姿态相比较，并将所述自移动设备的姿态至所述充电姿态。

25.一种存储介质，存储有计算机可读指令，其特征在于，在所述计算机可读指令被调用时，执行如权利要求1-15所述的方法。

26.一种服务器，其特征在于，包括存储器和处理器，其中所述存储器存储有计算机可读指令，所述处理器用于调用所述计算机可读指令从而执行如权利要求1-15所述的方法。

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