CN108398944A - 自移动设备的作业方法、自移动设备、存储器和服务器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自移动设备的作业方法、自移动设备、存储器和服务器。该方法该包括：检测工作区域内的阴影区；识别所述阴影区的特征信息；根据所述特征信息确定自移动设备进入所述阴影区的方向；以及使所述自移动设备沿所述方向进入所述阴影区。该自移动设备的作业方法，可以通过选择自移动设备进入阴影区的方向，可以减少自移动设备在阴影区内的时间，提高自移动设备的定位精度。

Description

自移动设备的作业方法、自移动设备、存储器和服务器

技术领域

本发明涉及智能机器领域，具体涉及一种自移动设备的作业方法、机器、存储器和服务器。

背景技术

智能割草机的工作区域常常存在建筑物和障碍物。这些建筑物和障碍物的周围易形成导航信号弱的阴影区域。卫星导航信号通常容易被建筑物和障碍物等遮挡，从而使导航信号减弱。例如，智能割草机可能会因为其在阴影区域工作时GPS信号弱而不能精确定位。

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作业方法、自移动设备、存储器和服务器。该自移动设备的作业方法，可以通过选择自移动设备进入阴影区的方向，可以减少自移动设备在阴影区内的时间，提高自移动设备的定位精度。

本发明的一个方面提供了一种自移动设备的作业方法。该方法包括：检测工作区域内的阴影区；识别所述阴影区的几何形状特征信息；根据所述几何形状特征确定自移动设备进入所述阴影区的进入方向；以及使所述自移动设备沿所述进入方向进入所述阴影区。

在一个实施例中，所述进入方向为大致垂直于所述阴影区的纵长轴的方向。

在一个实施例中，所述阴影区包括位于阴影区纵长轴一侧的第一边缘，所述进入方向为沿所述第一边缘的大致法向。

在一个实施例中，所述阴影区包括分别位于阴影区纵长轴两侧的第一边缘和第二边缘，所述进入方向为使所述第一边缘和所述第二边缘之间的距离最短的方向。

在一个实施例中，所述阴影区包括靠近障碍物的第一边缘和远离该障碍物的第二边缘，所述进入方向包括沿所述第一边缘或第二边缘的大致法向，或者所述进入方向为使所述第一边缘和所述第二边缘之间的距离最短的方向。

在一个实施例中，所述的自移动设备的作业方法包括：获取第一定位设备输出的第一定位信号，所述阴影区为所述第一定位设备输出的第一定位信号不满足质量要求的区域。

在一个实施例中，所述第一定位设备包括卫星定位设备。

在一个实施例中，自移动设备的作业方法还包括：预设第一定位信号质量阈值；从所述第一定位设备获取第一定位信号质量参数，根据获取的第一定位信号质量参数不满足所述阈值，判定所述自移动设备所在位置为阴影区。

在一个实施例中，自移动设备的作业方法还包括：预设第一定位信号质量阈值；加载工作区域的地图；在所述地图中标注初始阴影区；以及从所述第一定位设备获取第一定位信号质量参数；根据获取的第一定位信号质量参数与所述阈值的关系更新所述初始阴影区。

在一个实施例中，所述的作业方法还包括：获取第二定位设备输出的第二定位信号；预设第一定位信号质量阈值；从所述第一定位设备获取第一定位信号质量参数；所述使所述自移动设备沿所述进入方向进入所述阴影区包括：在所述第一定位信号质量参数不满足所述阈值时，启用第二定位信号；以及在所述第一定位信号质量参数满足所述阈值时，恢复以第一定位信号对自移动设备进行定位。

在一个实施例中，所述的作业方法还包括：获取第二定位设备输出的第二定位信号，同时启用第一定位信号和第二定位信号，并且以所述第一定位信号与所述第二定位信号的加权值对自移动设备进行定位；预设第一定位信号质量阈值；从所述第一定位设备获取第一定位信号质量参数；所述使所述自移动设备沿所述进入方向进入所述阴影区包括：在所述第一定位信号质量参数不满足所述阈值时，增大所述第二定位信号的权重；以及在所述第一定位信号质量参数满足所述阈值时，减小所述第二定位信号的权重。

在一个实施例中，所述第二定位设备包括惯性导航设备。

在一个实施例中，在所述第一定位信号质量参数满足所述阈值时，通过所述第一定位信号修正所述第二定位信号信号。

在一个实施例中，所述使所述自移动设备沿所述进入方向进入所述阴影区之后还包括：使所述自移动设备沿与所述进入方向相反的退出方向退出所述阴影区。

本发明的另一个方面提供了一种自移动设备，包括检测模块和控制模块；其中所述检测模块用于获取工作区域内的阴影区；所述控制模块用于识别所述阴影区的几何形状特征；根据所述几何形状特征确定自移动设备进入所述阴影区的进入方向；以及使所述自移动设备沿所述进入方向进入所述阴影区。

在一个实施例中，所述进入方向为大致垂直于所述阴影区的纵长轴的方向。

在一个实施例中，所述阴影区包括位于阴影区纵长轴一侧的第一边缘，所述进入方向为沿所述第一边缘的大致法向。

在一个实施例中，所述阴影区包括分别位于阴影区纵长轴两侧的第一边缘和第二边缘，所述进入方向为使所述第一边缘和所述第二边缘之间的距离最短的方向。

在一个实施例中，所述阴影区包括靠近障碍物的第一边缘和远离该障碍物的第二边缘，所述进入方向包括沿所述第一边缘或第二边缘的大致法向，或者所述进入方向为使所述第一边缘和所述第二边缘之间的距离最短的方向。

在一个实施例中，所述自移动设备通过第一定位设备输出第一定位信号进行定位，所述阴影区为所述第一定位设备输出的第一定位信号不满足质量要求的区域。

在一个实施例中，所述检测模块还包括加载单元、标注单元和更新单元：其中所述加载单元用于加载工作区域的地图；所述标注单元用于在所述地图中标注初始阴影区；所述更新单元根据所述第一定位信号质量参数不满足质量要求更新所述初始阴影区。

在一个实施例中，所述检测模块还包括预设单元和获取单元；所述预设单元用于预设由第一定位设备提供的第一定位信号质量阈值；所述获取单元从所述第一定位设备获取第一定位信号质量参数，并根据获取的第一定位信号质量参数不满足所述阈值，判定所述自移动设备所在位置为阴影区。

在一个实施例中，所述第一定位设备为卫星导航设备。

在一个实施例中，所述控制模块还包括切换单元；所述自移动设备还通过第二定位设备输出的第二定位信号辅助自移动设备定位；所述获取单元从所述第一定位设备获取第一定位信号质量参数；所述切换单元在所述第一定位信号质量参数不满足所述阈值时，启用第二定位信号；以及在所述第一定位信号质量参数满足所述阈值时，恢复以第一定位信号对自移动设备进行定位。

在一个实施例中，所述控制模块还包括控制单元和计算单元：所述自移动设备还通过第二定位设备输出的第二定位信号辅助自移动设备定位；所述控制单元同时启用所述第一定位信号和所述第二定位信号，并且以所述第一定位信号与所述第二定位信号的加权值对自移动设备进行定位；所述获取单元从所述第一定位设备获取第一定位信号质量参数；所述计算单元在所述第一定位信号质量参数不满足所述阈值时，增大所述第二定位信号的权重；以及在所述第一定位信号质量参数满足所述阈值时，减小所述第二定位信号的权重。

在一个实施例中，在所述第一定位信号质量参数满足所述阈值时，通过所述第一定位信号修正所述第二定位信号。

在一个实施例中，所述第二定位设备包括惯性导航设备。

在一个实施例中，所述控制模块使所述自移动设备沿所述进入方向进入所述阴影区之后，使所述自移动设备沿与所述进入方向相反的退出方向退出所述阴影区。

本发明的再一个方面提供了一种存储器，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方法。

本发明的又一个方面提供了一种服务器，包括处理器和存储器，所述存储器存储计算机可读指令，且所述处理器用于调用所述计算机可读指令并执行上述方法。

本发明实施例提供了一种自移动设备的作业方法、自移动设备、存储器和服务器，通过选择自移动设备进入阴影区的方向，可以减少自移动设备在阴影区的停留时间，从而提高自移动设备的定位精度。

附图说明

图1为本发明实施例的自移动设备的作业方法流程图。

图2a-2e所示为本发明实施例提供的自移动设备作业示意图。

图3a所示为本发明实施例的自移动设备的模块示意图。

图3b所示为本发明实施例提供的控制模块的示意图。

图4为本发明实施例的检测模块的示意图。

图5为本发明实施例的控制模块的示意图。

图6为本发明的第一实施例的自动工作系统示意图。

图7为本发明的第一实施例的自动割草机结构示意图。

图8a、图8b为本发明的第一实施例的导航模块的组成示意图。

图9为本发明的第一实施例的导航模块的工作原理图。

图10a-图10c为本发明的第一实施例的基站位置修正原理图。

图11为本发明的第一实施例的基站位置修正流程图。

图12-图15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16-图18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。

自动工作系统，例如自动割草机系统，能够自动完成维护草坪等任务，日渐受到消费者的欢迎。自动工作系统中，自移动设备，例如自动割草机，被限制在一定的工作区域内活动，自动割草机驶离工作区域可能造成安全性问题。另外，工作区域中可能存在障碍，障碍包括凹坑、花丛等，自动割草机工作过程中应避开工作区域的障碍，以免发生跌落、受困等事故。为了保证自动工作系统的安全性，提高自动割草机的工作效率，自动割草机需要能够识别工作区域，包括识别工作区域的边界以及工作区域内的障碍。

传统的自动割草机识别工作区域的方法为，沿工作区域的边界布边界线，也可以沿障碍的外围布边界线，边界线传输电信号，产生电磁场，自动割草机上的传感器检测电磁场信号，判断自身位于边界线限定的区域内或外。

这种方法的缺点为，布边界线麻烦，且影响草坪美观。

为了使自动割草机能够识别工作区域，又能够免去布边界线的麻烦，可以采用建立工作区域地图的方法，其中一种建立工作区域地图的方法为，记录工作区域的边界和障碍等位置坐标，建立坐标系，生成工作区域地图。自动工作系统工作时，通过比较自动割草机的位置与地图，来判断自动割草机是否在安全的工作区域内。

采用这种方法的自动工作系统，需要具备导航功能，以使自动割草机在工作过程中能够准确获取自身位置。一种实现高精度导航的方法为使用差分 GPS模块实现导航，差分GPS模块包括基站和移动站。因此，采用这种方法的另一个技术问题为，如何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。

在工作区域内可能存在一些卫星导航信号弱的区域，当割草机在这些区域运动时，可能会影响导航精度，进而影响割草机的导航效果。

为了防止机器在阴影区工作时的导航精度下降，例如，可以通过惯性导航系统对机器的导航精度进行辅助。然而，随着时间的积累，惯性导航的误差会发生累计现象。为了消除惯性导航系统的累计误差，提高自移动设备的定位精度，可以在惯性导航系统工作一段时间后，由卫星导航系统的定位坐标修正惯性导航的累计误差，从而确保自移动设备在阴影区的导航精度。

此外，还可以通过使机器在阴影区作业停留的时间短而降低导航误差。一方面，如果机器在阴影区的作业时间短，卫星导航信号弱的时间就会减少，从而其能够准确定位的时间就会增加。另一方面，由于机器在阴影区的作业时间短，因此，惯导误差累计会更小。此外，卫星导航也可以更频繁的对惯导误差进行修正。从而，可以极大的提高机器在工作区域的作业精度。

具体地，本发明的一种自移动设备的作业方法。参见图1，该方法包括： S100获取工作区域内的阴影区；S200识别所述阴影区的特征信息；S300根据所述阴影区的特征确定自移动设备进入所述阴影区的方向；以及S400使所述自移动设备沿所述方向进入所述阴影区。本发明提供的作业方法，通过根据阴影区的特征选择进入阴影区的方向，可以减少机器在阴影区的停留时间，从而提高机器的导航定位精度；或者，为保证定位精度机器在阴影区内停留的时间有限的情况下，进入阴影区更深，覆盖更多的阴影区。

在一个实施例中，识别所述阴影区的特征信息包括：识别所述阴影区的几何形状特征，为阴影区的获取该几何形状后可以定义一个纵长轴。

在部分实施例中，阴影区为大致规则的形状，例如大致长方形形状，则纵长轴平行于长方形的长边方向。或大致椭圆形状，则纵长轴为椭圆的长轴。在部分实施例中，阴影区为不规则形状，则可通过业内已知的数学方法将其近似为规则形状后进行处理，或也可通过其他方法确定其纵长轴，然后基于确定得到的纵长轴，进行后续步骤。

本实施例中，进入方向可以为大致垂直于所述阴影区的纵长轴的方向。

或者，定义阴影区包括位于阴影区纵长轴一侧的第一边缘，进入方向为沿所述第一边缘的大致法向。

或者，定义阴影区包括分别位于阴影区纵长轴两侧的第一边缘和第二边缘，所述进入方向为使所述第一边缘和所述第二边缘之间的距离最短的方向。

或者，定义阴影区包括靠近障碍物的第一边缘和远离该障碍物的第二边缘，所述进入方向包括沿所述第一边缘或第二边缘的大致法向，或者所述进入方向为使所述第一边缘和所述第二边缘之间的距离最短的方向。

由于自移动设备沿大致垂直于所述阴影区的纵长轴的方向，或者沿第一边缘或第二边缘的大致法向，或者沿使第一边缘和所述第二边缘之间的距离最短的方向行驶，可以理解，相比于沿其他方向行驶，其在阴影区域中的行驶距离较短，累积误差较小，定位更加准确。

大致垂直/大致法向应做较宽的理解。在一实施例中，该方向为垂直方向/法向正负30°之内，在可选的其他实施例中，该方向为垂直方向/法向正负20°，或15°，或10°，或5°，或3°之内。

参考图2a，纵长轴为该三角形阴影区30的斜边34。割草机1可以沿大致垂直于该斜边34的方向进入障碍物50形成的阴影区30割草，并在遇到阴影区30的边缘后转向，使得割草机1以与进入方向相反的方向退出阴影区30。大致垂直包括垂直于斜边34所在的方向向左侧或右侧偏移一定的角度的方向。

在割草机1割草的操作中，割草机1可以沿上述方向(图中箭头所示方向)进入障碍物50形成的阴影区30割草，并且在割草之后可以沿箭头所示方向退出。上述进入和退出的过程重复多次后，即可完成对阴影区30的割草任务。上述方向的选择原则可以使割草机1处于阴影区30的时间尽量少，从而避免由于卫星导航信号弱影响割草机1的定位精度。需要说明的是，割草机1每次进入阴影区30的方向可以相同，也可以不同。例如，可以根据阴影区30的几何形状特征确定割草机进入阴影区30的方向。但在割草作业中，优选地，割草机1每次进入同一阴影区30的方向可以相同，避免给用户带来割草机1的作业杂乱无章的感觉，从而提升用户体验。

参考图2c，根据阴影区30的纵长轴X，可以将阴影区30的边缘划分为分别位于纵长轴两侧的第一边缘32和第二边缘34，则阴影区30由第一边缘32和第二边缘34包围而成。割草机1可以沿大致垂直于纵长轴X的方向，或者沿第一边缘32或第二边缘34的大致法向进入阴影区30。可以理解的是，该方向也是使第一边缘和第二边缘之间的距离最短的方向。

参考图2d，割草机1可以沿第一边缘32和第二边缘34之间距离最短的方向进入阴影区30。割草机1可以选择各个方向进入阴影区30，而与其他方向相比较，实线箭头所指的方向是从第二边缘34到达第一边缘32最短的一个路径。这里的距离最短并不局限于绝对的最短，而是从第二边缘34 到第一边缘32的最优路径。可以理解的是，距离最短也可以理解为，当割草机1以平行于进入方向的路径完成阴影区30的切割，割草机1从第一边缘32到第二边缘34的移动距离以及从第二边缘34到第一边缘32的移动距离的平均值最短。

需要说明的是，本实施例所指阴影区是根据由自移动设备/移动站接收到的差分GPS信号强弱决定的。具体地，可以预设接收到的差分GPS信号质量阈值，其中当自移动设备接收到的差分GPS信号质量参数不满足该预设差分GPS信号质量阈值时，认为该区域为阴影区。

差分GPS技术可以为RTK(real time kinematic),即载波相位差分技术，例如移动站可以利用载波相位算法进行计算。差分GPS技术也可以为 CORS技术。

继续参见图2a和图2b，通常情况下，工作区域内阴影区30的形成是由于建筑物或其它障碍物的存在，从而在建筑物或障碍物的一侧或多侧形成信号减弱区。例如，阴影区30的形状可以是从建筑物或障碍物的下边缘向外延伸的形状。此时，第一边缘32可以是建筑物或障碍物与工作区的相交线，而第二边缘34可以是位于该建筑物或障碍物附近且差分GPS信号质量参数开始满足预设阈值的点连接而成(预设阈值的原则例如是卫星导航信号的强度能否精确导航)。第一边缘32与第二边缘34可以包围形成封闭图形，例如，第一、第二边缘可以构成图2b所示的半圆形封闭结构。在机器作业时，为了使机器处于阴影区的时间最短，例如，可以沿第一边缘32或第二边缘34的大致法向，或使第一边缘32和第二边缘34之间距离最短的方向 (图2a-2b中箭头所示方向)进入阴影区。

自移动设备的行走路径可以由程序设定，程序可以模拟自移动设备的各种行走方式，判断在某一行走方式下经过阴影区的路径长短，从而选择自移动设备在阴影区行走路径最短的行走方式。优选地，自移动设备在某一区域内的行走方向可以是一致和连贯的，即不随边界形状的微小变化调整方向，避免给用户“不智能”的印象。

在本发明一个实施例中，该方法还可以包括：在自移动设备中预设差分 GPS信号的质量阈值；从而检测工作区域内的阴影区包括：自移动设备获取根据获取的差分GPS信号不满足质量要求判定自移动设备所在位置为阴影区。

在一个实施例中，该方法还可以包括：在自移动设备中预设差分GPS信号的质量阈值。检测工作区域内的阴影区S100还包括：加载工作区域的地图；在地图中标注初始阴影区，以及根据自移动设备检测到差分GPS信号不满足所述质量阈值更新初始阴影区，并以更新后的阴影区作为阴影区。具体地，可以通过检测到的差分GPS信号的强度与预设质量阈值比较来判断阴影区。例如，该阈值的确定可以以卫星导航信号是否能精确定位为原则。例如，当机器可以精确定位时，即使差分GPS受到一定削弱，仍然没有必要判定为阴影区。通常情况下，例如，受到建筑物或障碍物的遮挡导致的导航信号减弱区域的一部分可以被标注为阴影区，从而避免由于阴影区无法恰当的划分，可能导致的机器的工作负担的增加。

在一个实施例中，该方法还包括：在自移动设备中预设差分GPS信号的质量阈值。使自移动设备沿上述方向进入阴影区包括：在自移动设备获得的差分GPS信号不满足所述质量阈值时，自移动设备启动惯性导航信号。在自移动设备获得的差分GPS信号满足所述质量阈值时，恢复卫星导航信号。本发明的实施例通过根据信号的强弱实现在惯性导航信号和卫星导航信号之间的切换，可以确保机器的准确定位。

在一个实施例中，例如，使自移动设备沿上述方向进入阴影区包括：同时启用卫星导航和惯性导航；并且将卫星导航结果与惯性导航结果的加权值作为导航结果。如前所述，惯性导航随着时间的累计，误差会逐渐增大，从而会使导航精度越来越低。本发明实施例通过结合惯性导航和卫星导航，可以取长补短，以更精确的实现机器在阴影区的定位。

在该实施例中，还可以使针对卫星导航结果的第一权重和针对惯性导航的第二权重随差分GPS信号的强弱变化动态调整，其中在差分GPS信号减弱时，第一权重减小，第二权重增大，并且在差分GPS信号增强时，第一权重增大，第二权重减小。也就是说，惯性导航信号和卫星导航信号的权重可以根据差分GPS信号的强弱确定。在极端情况下，即卫星导航信号很好时，惯性导航信号的权重可以为零，也就是单独以卫星导航信号作为导航定位依据。同样，在卫星导航信号极差情况下，其权重可以为零，也就是完全以惯性导航信号作为导航定位依据。本领域技术人员可知，卫星导航信号的权重和惯性导航信号的权重可以分别是信号强弱的函数。进一步地，第一权重和第二权重可以是自移动设备进入阴影区的距离的函数。

自移动设备沿与进入方向相反的退出方向退出阴影区之后还可以包括：通过差分GPS信号修正惯性导航信号。具体地，机器在每次退出阴影区之后，都可以由卫星导航信号对惯性导航信号进行修正，从而确保机器在进入阴影区后，惯性导航的导航精度。

在其他实施例中，也可以使用其他定位设备代替上述卫星定位设备，称为第一定位设备，输出第一定位信号。第一定位设备还可以是UWB定位设备、超声波beacon定位设备等。

在其他实施例中，也可以使用其他定位设备代替上述惯性导航设备，称为第二定位设备，输出第二定位信号。第二定位设备还可以是图像采集设备、电容草地检测设备等。

本发明的另一个方面提供了一种自移动设备。参见图3a，该机器10包括检测模块110和控制模块120；其中检测模块110用于获取工作区域内的阴影区；控制模块120用于识别阴影区的特征信息，包括阴影区的几何形状特征；根据阴影区的几何形状特征确定自移动设备进入阴影区的方向；以及使自移动设备沿进入方向进入阴影区。本发明提供的机器，通过在工作区域标注阴影区，以及根据阴影区的特性选择机器进入阴影区的方向，可以减少机器在阴影区的滞留时间，提高定位精度。

本实施例中，进入方向可以为大致垂直于所述阴影区的纵长轴的方向。

或者，定义阴影区包括位于阴影区纵长轴一侧的第一边缘，进入方向为沿所述第一边缘的大致法向。

或者，定义阴影区包括分别位于阴影区纵长轴两侧的第一边缘和第二边缘，所述进入方向为使所述第一边缘和所述第二边缘之间的距离最短的方向。

或者，定义阴影区包括靠近障碍物的第一边缘和远离该障碍物的第二边缘，所述进入方向包括沿所述第一边缘或第二边缘的大致法向，或者所述进入方向为使所述第一边缘和所述第二边缘之间的距离最短的方向。

由于自移动设备沿大致垂直于所述阴影区的纵长轴的方向，或者沿第一边缘或第二边缘的大致法向，或者沿使第一边缘和第二边缘之间的距离最短的方向行驶，可以理解，相比于沿其他方向行驶，其在阴影区域中的行驶距离较短，累积误差较小，定位更加准确。

大致垂直/大致法向应做较宽的理解。在一实施例中，该方向为垂直方向/法向正负30°之内，在可选的其他实施例中，该方向为垂直方向/法向正负20°，或15°，或10°，或5°，或3°之内。

参见图3b，在一个实施例中，控制模块120包括识别单元121和使能单元122，其中识别单元121用于识别阴影区的几何形状，使能单元122用于使自移动设备沿大致垂直于阴影区纵长轴的方向，或者沿第一边缘或第二边缘的大致法向，或者沿使阴影区第一边缘和第二边缘之间的距离最短的方向进入阴影区。

检测模块可以获取阴影区。例如，通过检测卫星导航信号的强弱来判定阴影区。具体地，可以在控制模块中设置接收到的差分GPS信号质量阈值，并使机器沿例如建筑物附近行走(或者人工将差分GPS移动站拆下，携带围绕信号强弱分界位置附近运动，并记录信号强度不满足所述质量阈值的点，随后，将这些点连线，即可获得阴影区的形状)，从而将差分GPS信号质量参数小于等于预设差分GPS质量阈值的点在地图中标注出，在选取足够多的特征信号点之后，即可将这些处于边界的点连线，从而获得阴影区。

或者，由机器人在工作区域中移动时，根据自身接收到的卫星定位信号强弱，判断当前是否为阴影区，从而在工作区域地图中进行标注，以更新阴影区。

在该实施例中，控制模块120例如可以通过机器当前的位置和姿态信息，结合阴影区的形状和位置信息，在机器到达阴影区外边缘时控制机器调整姿态，以使其沿特定方向进入阴影区。或者根据该区域中阴影区域的形状，调整机器在该区域中的整体行走方向，使其行走具有连贯性。

参见图2a，例如，当阴影区是直角三角形时，进入阴影区的方向可以是垂直于斜边的方向。参见图2b，例如，当阴影区是半圆形或接近半圆形时，进入阴影区的方向可以是垂直于半圆形的直径的方向。参见图2e，例如，当阴影区30的形状为矩形时，进入方向可以是垂直于矩形长边的方向。阴影区的形状并不限于上述几种，也可以是其它任何形状。

在一个实施例中，检测模块还包括加载单元111、标注单元112和更新单元113。其中加载单元111用于加载工作区域的地图；标注单元112用于在地图中标注初始阴影区；更新单元113根据自移动设备检测到差分GPS信号质量参数与预设差分GPS信号质量阈值的关系更新初始阴影区。在本实施例中，加载单元111可以首先加载工作区域的地图，并初步标出可能的阴影区。例如，初步标注可以结合工作区域内的建筑物和障碍物等进行大致判断。接着，可以使机器在各个初步标注的阴影区行驶，并根据各个点的导航信号强度与预设差分GPS信号质量阈值的关系进一步标注出信号特征点。如上所述，可以通过将这些信号点连接识别阴影区。更新单元可以根据实测的阴影区替换初始标注的阴影区。

参见图4，在一个实施例中，例如，检测模块110还包括预设单元114 和获取单元115。例如，预设单元114用于预设接收到的差分GPS信号的质量阈值，所述获取单元115获取差分GPS信号质量参数。检测模块用于根据获取的差分GPS信号质量参数与所述质量阈值的关系，识别阴影区。其中在获取的差分GPS信号质量参数不满足所述质量阈值时，判定自移动设备所在位置为阴影区。在实际操作时，如上所述，检测模块可以在初始阴影区中检测出信号强度不满足所述质量阈值的特征点，并通过将这些特征点连接获得阴影区的形状。本发明实施例提供的机器，可以快速的识别阴影区，从而为机器选择进入阴影区的方向打下良好的基础。

在一个实施例中，控制模块120还包括切换单元；切换单元用于在自移动设备获得的差分GPS信号质量参数不满足预设差分GPS信号质量阈值时，切换至惯性导航信号；以及在差分GPS信号质量参数满足预设差分GPS信号质量阈值时，切换至卫星导航信号。也就是说，机器的控制模块120可以具备自动切换机制，在检测模块110检测到卫星导航信号弱时，切换单元自动地切换到惯性导航信号，从而避免自移动设备的定位精度下降。如前所述，由于惯性导航信号在长时间使用时，误差会不断积累，其可以作为卫星导航信号的补充。在检测到差分GPS信号质量参数恢复到满足预设差分GPS信号质量阈值时，该切换单元123可以及时将惯性导航信号切换为差分GPS信号，避免由于惯性导航信号导致的定位精度下降。

参见图5，在该实施例中，例如，控制单元还可以包括计时单元123和修正单元124。计时单元123可以用于统计单独采用惯性导航信号的时间(即机器处于阴影区的时间)，并在时间超过一定长度后，当机器恢复卫星导航信号时，修正单元124及时对惯性导航进行误差修正。例如，也可以在每一次采用惯性导航之后且恢复卫星导航信号时，即通过卫星导航信号对惯性导航进行修正，从而提高机器的导航定位精度。

在一个实施例中，控制模块还可以包括计算单元125。同时启用卫星导航和惯性导航；并且计算单元125用于将卫星导航获得的结果与惯性导航获得的结果进行加权处理，并以经过加权处理后的结果作为导航结果。

进一步地，计算单元125还用于动态地调整针对卫星导航结果的第一权重和针对惯性导航的第二权重。例如，在差分GPS信号减弱时，计算单元125减小所述第一权重，增大所述第二权重，并且在差分GPS信号增强时，计算单元125增大所述第一权重，减小所述第二权重。例如，第一权重和第二权重分别可以为导航信号强度的函数。由于导航信号的强弱与机器进入阴影区的距离有关，因此，第一权重和第二权重也可以分别为进入阴影区距离的函数，具体可以参考方法部分的内容。

本发明的再一个方面提供了一种存储器，其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上述方法。

本发明的又一个方面提供了一种服务器，包括处理器和存储器。其中，存储器存储计算机可读指令，且所述处理器用于调用所述计算机可读指令并执行上述方法。

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6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6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7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8(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8(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)，输出当前位置的差分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10，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，比如该点差分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，差分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，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，定位误差的大小与差分GPS信号情况相关，也就是与坐标点的精度等级相关。差分GPS信号良好时定位误差较小，差分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差分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差分GPS信号差时配合差分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。

本发明的第六实施例中，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差分GPS信号差的区域。

本发明的第一实施例中，差分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9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。

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，来实现差分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，差分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11，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10(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10(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10(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。

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12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12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13(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，组合使用陀螺仪和差分GPS定位信号进行导航。如图14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，使用差分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15(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15(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，或差分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16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。

本发明的第七实施例中，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17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18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，可以利用差分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。

本发明的第九实施例中，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，能够方便的通过差分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 (30)

1.一种自移动设备的作业方法，其特征在于，包括：

获取工作区域内的阴影区；

识别所述阴影区的几何形状特征；

根据阴影区的几何形状特征确定自移动设备进入所述阴影区的进入方向；以及

使所述自移动设备沿所述进入方向进入所述阴影区。

2.根据权利要求1所述的作业方法，其特征在于，所述进入方向为大致垂直于所述阴影区的纵长轴的方向。

3.根据权利要求1所述的作业方法，其特征在于，所述阴影区包括位于阴影区纵长轴一侧的第一边缘，所述进入方向为沿所述第一边缘的大致法向。

4.根据权利要求1所述的作业方法，其特征在于，所述阴影区包括分别位于阴影区纵长轴两侧的第一边缘和第二边缘，所述进入方向为使所述第一边缘和所述第二边缘之间的距离最短的方向。

5.根据权利要求1所述的作业方法，其特征在于，所述阴影区包括靠近障碍物的第一边缘和远离该障碍物的第二边缘，所述进入方向包括沿所述第一边缘或第二边缘的大致法向，或者所述进入方向为使所述第一边缘和所述第二边缘之间的距离最短的方向。

6.根据权利要求1所述的自移动设备的作业方法，其特征在于，包括：获取第一定位设备输出的第一定位信号，所述阴影区为所述第一定位设备输出的第一定位信号不满足质量要求的区域。

7.根据权利要求6所述的自移动设备的作业方法，其特征在于，所述第一定位设备包括卫星定位设备。

8.根据权利要求6所述的自移动设备的作业方法，其特征在于，还包括：预设第一定位信号质量阈值；

从所述第一定位设备获取第一定位信号质量参数，根据获取的第一定位信号质量参数不满足所述阈值，判定所述自移动设备所在位置为阴影区。

9.根据权利要求6所述的自移动设备的作业方法，其特征在于，还包括：预设第一定位信号质量阈值；

加载工作区域的地图；

在所述地图中标注初始阴影区；以及

从所述第一定位设备获取第一定位信号质量参数；根据获取的第一定位信号质量参数与所述阈值的关系更新所述初始阴影区。

10.根据权利要求6所述的作业方法，其特征在于，还包括：获取第二定位设备输出的第二定位信号；

预设第一定位信号质量阈值；

从所述第一定位设备获取第一定位信号质量参数；

所述使所述自移动设备沿所述进入方向进入所述阴影区包括：

在所述第一定位信号质量参数不满足所述阈值时，启用第二定位信号；以及在所述第一定位信号质量参数满足所述阈值时，恢复以第一定位信号对自移动设备进行定位。

11.根据权利要求6所述的作业方法，其特征在于，还包括：获取第二定位设备输出的第二定位信号，同时启用第一定位信号和第二定位信号，并且以所述第一定位信号与所述第二定位信号的加权值对自移动设备进行定位；

预设第一定位信号质量阈值；

从所述第一定位设备获取第一定位信号质量参数；

所述使所述自移动设备沿所述进入方向进入所述阴影区包括：

在所述第一定位信号质量参数不满足所述阈值时，增大所述第二定位信号的权重；以及在所述第一定位信号质量参数满足所述阈值时，减小所述第二定位信号的权重。

12.根据权利要求10或11所述的作业方法，其特征在于，所述第二定位设备包括惯性导航设备。

13.根据权利要求10或11所述的作业方法，其特征在于，在所述第一定位信号质量参数满足所述阈值时，通过所述第一定位信号修正所述第二定位信号。

14.根据权利要求1所述的作业方法，其特征在于，所述使所述自移动设备沿所述进入方向进入所述阴影区之后还包括：

使所述自移动设备沿与所述进入方向相反的退出方向退出所述阴影区。

15.一种自移动设备，其特征在于，包括检测模块和控制模块；其中所述检测模块用于获取工作区域内的阴影区；

所述控制模块用于识别所述阴影区的几何形状特征；

根据所述几何形状特征确定自移动设备进入所述阴影区的进入方向；以及

使所述自移动设备沿所述进入方向进入所述阴影区。

16.根据权利要求15所述的自移动设备，其特征在于，所述进入方向为大致垂直于所述阴影区的纵长轴的方向。

17.根据权利要求15所述的自移动设备，其特征在于，所述阴影区包括位于阴影区纵长轴一侧的第一边缘，所述进入方向为沿所述第一边缘的大致法向。

18.根据权利要求15所述的自移动设备，其特征在于，所述阴影区包括分别位于阴影区纵长轴两侧的第一边缘和第二边缘，所述进入方向为使所述第一边缘和所述第二边缘之间的距离最短的方向。

19.根据权利要求15所述的自移动设备，其特征在于，所述阴影区包括靠近障碍物的第一边缘和远离该障碍物的第二边缘，所述进入方向包括沿所述第一边缘或第二边缘的大致法向，或者所述进入方向为使所述第一边缘和所述第二边缘之间的距离最短的方向。

20.根据权利要求15所述的自移动设备，其特征在于，所述自移动设备通过第一定位设备输出第一定位信号进行定位，所述阴影区为所述第一定位设备输出的第一定位信号不满足质量要求的区域。

21.根据权利要求20所述的自移动设备，其特征在于，所述检测模块还包括加载单元、标注单元和更新单元：其中

所述加载单元用于加载工作区域的地图；

所述标注单元用于在所述地图中标注初始阴影区；

所述更新单元根据所述第一定位信号质量参数不满足质量要求更新所述初始阴影区。

22.根据权利要求20所述的自移动设备，其特征在于，所述检测模块还包括预设单元和获取单元；

所述预设单元用于预设由第一定位设备提供的第一定位信号质量阈值；所述获取单元从所述第一定位设备获取第一定位信号质量参数，并根据获取的第一定位信号质量参数不满足所述阈值，判定所述自移动设备所在位置为阴影区。

23.根据权利要求22任一项所述的自移动设备，其特征在于，所述第一定位设备为卫星导航设备。

24.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切换单元；所述自移动设备还通过第二定位设备输出的第二定位信号辅助自移动设备定位；

所述获取单元从所述第一定位设备获取第一定位信号质量参数；

所述切换单元在所述第一定位信号质量参数不满足所述阈值时，启用第二定位信号；以及在所述第一定位信号质量参数满足所述阈值时，恢复以第一定位信号对自移动设备进行定位。

25.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控制单元和计算单元：所述自移动设备还通过第二定位设备输出的第二定位信号辅助自移动设备定位；所述控制单元同时启用所述第一定位信号和所述第二定位信号，并且以所述第一定位信号与所述第二定位信号的加权值对自移动设备进行定位；

所述获取单元从所述第一定位设备获取第一定位信号质量参数；

所述计算单元在所述第一定位信号质量参数不满足所述阈值时，增大所述第二定位信号的权重；以及在所述第一定位信号质量参数满足所述阈值时，减小所述第二定位信号的权重。

26.根据权利要求24或25所述的自移动设备，其特征在于，在所述第一定位信号质量参数满足所述阈值时，通过所述第一定位信号修正所述第二定位信号。

27.根据权利要求24或25所述的自移动设备，其特征在于，所述第二定位设备包括惯性导航设备。

28.根据权利要求15任一项所述的自移动设备，其特征在于，所述控制模块使所述自移动设备沿所述进入方向进入所述阴影区之后，使所述自移动设备沿与所述进入方向相反的退出方向退出所述阴影区。

29.一种存储器，其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。

30.一种服务器，包括处理器和存储器，其特征在于，所述存储器存储计算机可读指令，且所述处理器用于调用所述计算机可读指令并执行如权利要求1-15所述的方法。