CN108337987A - 一种自动割草系统和割草机控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种自动割草系统和割草机控制方法，涉及割草机的技术领域，包括割草机、设置于割草机上的超声波探测器和控制模块；所述超声波探测器与所述控制模块连接，所述超声波探测器用于检测所述割草机行走路径上的障碍物，并在检测到障碍物时向所述控制模块发送障碍物信息；所述控制模块和割草机的车轮驱动机构连接，根据所述障碍物信息确定行走路线，并控制所述车轮驱动机构按照所述行走路线行走，以避让所述障碍物，解决现有技术中的自动割草机出现误入花圃、甚至误伤行人或动物情况的技术问题，并且可以实时查看并调整自动割草机的工作区域范围，减轻了繁重的人工割草任务的同时，进行更加安全精准的自动割草任务。
Description
技术领域
本发明涉及割草机领域，尤其是涉及一种自动割草系统和割草机控制方法。
背景技术
随着人工智能技术的不断进步，特别是在家庭，出现了智能机器人、自动扫地机、自动洗碗机等高端智能设备。家庭户外割草任务的繁重与重复，使用传统手持割草机无疑是增加人们的负担，而自动割草机所处工作环境不同于自动扫地机工作于室内，自动割草机可能会出现误入花圃、甚至误伤行人或动物的情况。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自动割草系统和割草机控制方法，以解决现有技术中的自动割草机出现误入花圃、甚至误伤行人或动物情况的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种自动割草系统，包括：割草机、设置于割草机上的超声波探测器和控制模块；所述超声波探测器与所述控制模块连接，所述超声波探测器用于检测所述割草机行走路径上的障碍物，并在检测到障碍物时向所述控制模块发送障碍物信息；
所述控制模块和割草机的车轮驱动机构连接，根据所述障碍物信息确定行走路线，并控制所述车轮驱动机构按照所述行走路线行走，以避让所述障碍物。
其中，所述图像显示单元为笔记本电脑或智能手机。所述图像显示模块还用于在接收到用户输入端状态设置操作时，根据所述状态设置操作向所述控制模块发送启动信息或暂停信息，所述控制模块根据所述启动信息或暂停信息控制所述割草机执行割草任务或暂停割草任务。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述自动割草系统还包括：图像显示模块和定位模块；
所述控制模块与所述定位模块连接，所述定位模块每隔预设时间间隔向所述控制模块发送所述割草机位置信息，所述控制模块根据所述定位模块发送的位置信息生成已完成割草的第一工作区域图像，向所述图像显示模块发送第一工作区域图像信息；
所述图像显示模块用于根据所述第一工作区域图像信息显示所述第一工作区域图像。
在本发明实施例中，所述定位模块应用UWB定位系统，包括：基站以及设置于割草机上的信号发生器和单片机，所述信号发生器向周围发射脉冲无线电，并开始计时，所述基站在接收到脉冲无线电时，向周围发射脉冲无线电，所述信号发生器接收到所述基站发射的脉冲无线电时，结束计时，向所述单片机发送记录时间信息。基站数量为两个或两个以上，每个基站对应一个预设坐标，所述单片机用于处理记录时间信息，计算出所述割草机坐标。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述控制模块包括：单片机、电机控制单元和无线传输单元；
所述单片机根据所述避让信息确定行走路线，向所述电机控制单元发送所述行走路线，所述电机控制单元控制所述车轮驱动机构按照所述行走路线行走，以避让所述障碍物，所述电机控制单元根据所述避让指令，控制所述割草机的车轮驱动机构带动所述割草机左转或右转，以避让所述障碍物；以及，根据所述割草机位置信息生成已完成割草的第一工作区域范围，向所述无线传输单元发送所述第一工作区域范围；
所述无线传输单元向所述图像显示单元发送所述第一工作区域范围。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述割草机包括：太阳能板；所述太阳能板与所述割草机的电源电连接，所述太阳能板用于为所述割草机供电。所述割草机长时间暴露于室外工作，可充分利用太阳能，为其电源蓄电，以达到利用清洁能源和续航久的技术效果。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述自动割草系统还包括：摄像头；所述摄像头与所述控制模块连接，所述摄像头向所述控制模块发送拍摄图像，所述控制模块向所述图像显示模块发送所述拍摄图像，所述图像显示模块显示所述拍摄图像。割草机在工作的同时，用户可以根据所述摄像头反馈的实时图像，观察住宅周边情况，当观察到突发情况时，用户可通过在图像显示模块上点击暂停，控制所述割草机停止工作。
第二方面，本发明实施例还提供一种割草机控制方法，应用于割草机的控制模块，所述方法包括如下步骤：接收超声波探测器发送的割草机行走路径上障碍物信息；根据所述障碍物信息确定行走路线，并控制所述车轮驱动机构按照所述行走路线行走，以避让所述障碍物。
在本发明实施例中，所述超声波探测器，设置最近感应障碍物距离为60厘米，最远感应距离为4米，例如：当所述超声波探测器检测到障碍物距离超声波探测器的探头为60厘米时，发送避让信息给控制模块，所述控制模块根据所述避让信息，向所述电机控制单元发送所述行走路线，所述电机控制单元控制所述车轮驱动机构按照所述行走路线行走，以避让所述障碍物。设置探测目标物宽度超过10厘米为障碍物。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：接收图像显示模块发送的由用户划定的第二工作区域范围；控制所述割草机在所述第二工作区域内割草。
在本发明实施例中，用户可以临时改变划定的初始工作区域范围，通过所述控制模块接收图像显示模块发送的由用户划定的第二工作区域范围，控制所述割草机在所述第二工作区域内割草。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：接收图像显示模块发送的由用户划定的初始工作区域范围；控制所述割草机在所述初始工作区域内割草。
在本发明实施例中，用户可以临时改变划定的初始工作区域范围，通过所述控制模块接收图像显示模块发送的由用户划定的第二工作区域范围，控制所述割草机在所述第二工作区域内割草。
本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例通过所述超声波探测器与所述控制模块连接，所述超声波探测器用于检测所述割草机行走路径上的障碍物，并在检测到障碍物时向所述控制模块发送障碍物信息；所述控制模块和割草机的车轮驱动机构连接，根据所述障碍物信息确定行走路线，并控制所述车轮驱动机构按照所述行走路线行走，以避让所述障碍物。解决现有技术中的自动割草机出现误入花圃、甚至误伤行人或动物情况的技术问题，并且可以实时查看并调整自动割草机的工作区域范围，减轻了繁重的人工割草任务的同时，进行更加安全精准的自动割草任务。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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附图。
图1为本发明实施例提供的一种自动割草系统模块示意图；
图2为本发明实施例提供的控制模块示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种自动割草系统模块示意图；
图4为本发明实施例提供的割草机控制方法的控制模块与图像显示模块的交互流程图。
图标：1-超声波探测器；2-控制模块；3-定位模块；4-图像显示模块；5-无线传输单元；6-单片机；7-电机控制单元；8-太阳能板；9-摄像头。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
目前家庭户外割草任务的繁重与重复，使用传统手持割草机无疑是增加人们的负担，而自动割草机所处工作环境不同于自动扫地机工作于室内，自动割草机可能会出现误入花圃、甚至误伤行人或动物的情况。基于此，本发明实施例提供的一种自动割草系统和割草机控制方法，以解决现有技术中的自动割草机出现误入花圃、甚至误伤行人或动物情况的技术问题，并且可以实时查看并调整自动割草机的工作区域范围，减轻了繁重的人工割草任务的同时，进行更加安全精准的自动割草任务。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种自动割草系统方法进行详细介绍，如图1所示的一种自动割草系统模块示意图，所述自动割草系统包括：割草机、设置于割草机上的超声波探测器1和控制模块2；所述超声波探测器1与所述控制模块2连接，所述超声波探测器1用于检测所述割草机行走路径上的障碍物，并在检测到障碍物时向所述控制模块2发送障碍物信息；所述控制模块2和割草机的车轮驱动机构连接，根据所述障碍物信息确定行走路线，并控制所述车轮驱动机构按照所述行走路线行走，以避让所述障碍物。
其中，所述图像显示单元为笔记本电脑或智能手机。所述图像显示模块4还用于在接收到用户输入端状态设置操作时，根据所述状态设置操作向所述控制模块2发送启动信息或暂停信息，所述控制模块2根据所述启动信息或暂停信息控制所述割草机执行割草任务或暂停割草任务。
在本发明实施例中，所述自动割草系统还包括：图像显示模块4和定位模块3；所述控制模块2与所述定位模块3连接，所述定位模块3每隔预设时间间隔向所述控制模块2发送所述割草机位置信息，所述控制模块2根据所述定位模块3发送的位置信息生成已完成割草的第一工作区域图像，向所述图像显示模块4发送第一工作区域图像信息；所述图像显示模块4用于根据所述第一工作区域图像信息显示所述第一工作区域图像。
在本发明实施例中，所述定位模块3应用UWB定位系统，包括：基站以及设置于割草机上的信号发生器和单片机6，所述信号发生器向周围发射脉冲无线电，并开始计时，所述基站在接收到脉冲无线电时，向周围发射脉冲无线电，所述信号发生器接收到所述基站发射的脉冲无线电时，结束计时，向所述单片机6发送记录时间信息。基站数量为两个或两个以上，每个基站对应一个预设坐标，所述单片机6用于处理记录时间信息，计算出所述割草机坐标。
在本发明实施例中，如图2所示的控制模块示意图，所述控制模块2包括：单片机6、电机控制单元7和无线传输单元5；所述单片机6根据所述避让信息确定行走路线，向所述电机控制单元7发送所述行走路线，所述电机控制单元7控制所述车轮驱动机构按照所述行走路线行走，以避让所述障碍物，所述电机控制单元7根据所述避让指令，控制所述割草机的车轮驱动机构带动所述割草机左转或右转，以避让所述障碍物；以及，根据所述割草机位置信息生成已完成割草的第一工作区域范围，向所述无线传输单元5发送所述第一工作区域范围；所述无线传输单元5向所述图像显示单元发送所述第一工作区域范围。
在本发明实施例中，如图3所示的另一种自动割草系统模块示意图，所述割草机包括：太阳能板8；所述太阳能板8与所述割草机的电源电连接，所述太阳能板8用于为所述割草机供电。所述割草机长时间暴露于室外工作，可充分利用太阳能，为其电源蓄电，以达到利用清洁能源和续航久的技术效果。在本发明实施例中，所述自动割草系统还包括：摄像头9；所述摄像头9与所述控制模块2连接，所述摄像头9向所述控制模块2发送拍摄图像，所述控制模块2向所述图像显示模块4发送所述拍摄图像，所述图像显示模块4显示所述拍摄图像。割草机在工作的同时，用户可以根据所述摄像头9反馈的实时图像，观察住宅周边情况，当观察到突发情况时，用户可通过在图像显示模块4上点击暂停，控制所述割草机停止工作。
在本发明的又一实施例中，提供了一种割草机控制方法，应用于割草机的控制模块2，所述方法包括如下步骤：接收超声波探测器1发送的割草机行走路径上障碍物信息；根据所述障碍物信息确定行走路线，并控制所述车轮驱动机构按照所述行走路线行走，以避让所述障碍物。
在本发明实施例中，所述超声波探测器1，设置最近感应障碍物距离为60厘米，最远感应距离为4米，例如：当所述超声波探测器1检测到障碍物距离超声波探测器1的探头为60厘米时，发送避让信息给控制模块2，所述控制模块2根据所述避让信息，向所述电机控制单元7发送所述行走路线，所述电机控制单元7控制所述车轮驱动机构按照所述行走路线行走，以避让所述障碍物。设置探测目标物宽度超过10厘米为障碍物。
在本发明实施例中，所述方法还包括：接收图像显示模块4发送的由用户划定的第二工作区域范围；控制所述割草机在所述第二工作区域内割草。
在本发明实施例中，用户可以临时改变划定的初始工作区域范围，通过所述控制模块2接收图像显示模块4发送的由用户划定的第二工作区域范围，控制所述割草机在所述第二工作区域内割草。
在本发明实施例中，所述方法还包括：接收图像显示模块4发送的由用户划定的初始工作区域范围；控制所述割草机在所述初始工作区域内割草。
在本发明实施例中，用户可以根据实际情况临时改变划定的初始工作区域范围，通过所述控制模块2接收图像显示模块4发送的由用户划定的第二工作区域范围，控制所述割草机在所述第二工作区域内割草。
在本发明的又一实施例中，为了便于理解，还提供了一种割草机控制方法的控制模块与图像显示模块的交互过程，如图4所示的割草机控制方法的控制模块与图像显示模块的交互流程图。
步骤S401、控制图像显示模块显示区域图像，以供用户在所述区域图像中划定初始工作区域范围；
步骤S402、控制图像显示模块将初始工作区域范围发送给控制模块；
步骤S403、根据初始工作区域范围，控制割草机在初始工作区域内割草；
步骤S404、根据割草机位置信息生成已完成割草的第一工作区域范围；
步骤S405、将第一工作区域范围发送给图像显示单元；
步骤S406、控制图像显示模块显示第一工作区域范围；
步骤S407、控制图像显示模块供用户划定第二工作区域范围；
步骤S408、控制图像显示模块将用户划定的第二工作区域范围发送给控制模块；
步骤S409、根据第二工作区域范围，控制割草机在第二工作区域内割草。
本发明实施例所提供的割草机控制方法，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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。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，又例如，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通信接口，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。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，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 (10)
1.一种自动割草系统，其特征在于，包括：割草机、设置于割草机上的超声波探测器和控制模块；
所述超声波探测器与所述控制模块连接，所述超声波探测器用于检测所述割草机行走路径上的障碍物，并在检测到障碍物时向所述控制模块发送障碍物信息；
所述控制模块和割草机的车轮驱动机构连接，根据所述障碍物信息确定行走路线，并控制所述车轮驱动机构按照所述行走路线行走，以避让所述障碍物。
2.根据权利要求1所述的自动割草系统，其特征在于，还包括：图像显示模块和定位模块；
所述控制模块与所述定位模块连接，所述定位模块每隔预设时间间隔向所述控制模块发送所述割草机位置信息，所述控制模块根据所述定位模块发送的位置信息生成已完成割草的第一工作区域图像，向所述图像显示模块发送第一工作区域图像信息；
所述图像显示模块用于根据所述第一工作区域图像信息显示所述第一工作区域图像。
3.根据权利要求1所述的自动割草系统，其特征在于，所述控制模块包括：单片机、电机控制单元和无线传输单元；
所述单片机根据所述避让信息确定行走路线，向所述电机控制单元发送所述行走路线，所述电机控制单元控制所述车轮驱动机构按照所述行走路线行走，以避让所述障碍物，所述电机控制单元根据所述避让指令，控制所述割草机的车轮驱动机构带动所述割草机左转或右转，以避让所述障碍物；以及，根据所述割草机位置信息生成已完成割草的第一工作区域范围，向所述无线传输单元发送所述第一工作区域范围；
所述无线传输单元向所述图像显示单元发送所述第一工作区域范围。
4.根据权利要求1所述的自动割草系统，其特征在于，所述割草机包括：太阳能板；所述太阳能板与所述割草机的电源电连接，所述太阳能板用于为所述割草机供电。
5.根据权利要求1所述的自动割草系统，其特征在于，还包括：摄像头；所述摄像头与所述控制模块连接，所述摄像头向所述控制模块发送拍摄图像，所述控制模块向所述图像显示模块发送所述拍摄图像，所述图像显示模块显示所述拍摄图像。
6.根据权利要求1所述的自动割草系统，其特征在于，所述图像显示模块还用于在接收到用户输入端状态设置操作时，根据所述状态设置操作向所述控制模块发送启动信息或暂停信息，所述控制模块根据所述启动信息或暂停信息控制所述割草机执行割草任务或暂停割草任务。
7.根据权利要求1所述的自动割草系统，其特征在于，所述图像显示单元为笔记本电脑或智能手机。
8.一种割草机控制方法，应用于割草机的控制模块，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
接收超声波探测器发送的割草机行走路径上障碍物信息；
根据所述障碍物信息确定行走路线，并控制所述车轮驱动机构按照所述行走路线行走，以避让所述障碍物。
9.根据权利要求8所述的割草机控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收图像显示模块发送的由用户划定的第二工作区域范围；
控制所述割草机在所述第二工作区域内割草。
10.根据权利要求8所述的割草机控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收图像显示模块发送的由用户划定的初始工作区域范围；
控制所述割草机在所述初始工作区域内割草。
Priority Applications (2)
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