CN108415433B - 越线的识别方法及其防越线的控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种越线的识别方法及其防越线的控制系统，其中，越线的识别方法包括步骤：监测电子围栏发出的信号；分析信号；当识别信号递增至第一信号强度阈值，执行下一步的操作，第一信号强度阈值为电子围栏的上方检测得到的信号强度；当识别信号递减至第二信号强度阈值之后，若信号继续减小，识别为已越线，第二信号强度阈值为预设的信号强度阈值。防越线的控制系统包括传感模块、处理芯片和行走驱动模块。通过本发明提出的越线的识别方法及其防越线的控制系统，可有效实现智能行走设备的越线识别，提升了智能行走设备的使用安全性和工作效率。

Description

越线的识别方法及其防越线的控制系统
技术领域
本发明涉及智能控制技术领域，尤其涉及越线的识别方法及其防越线的控制系统。
背景技术
现有的自动割草机等智能行走设备是基于电子围栏进行行走导航，并进行割草活动。例如，自动割草机在工作过程中依靠信号线作为电子围栏，防止机器发生越线而停止工作。自动割草机通过感应信号线所辐射的低频正弦波信号，在预设的工作区域内进行割草活动。当自动割草机靠近信号线时，自动割草机上设有的传感器所感应到的信号强度会逐渐增大。在传感器处于信号线正上方的时候，所感应到的信号强度达到最大值，此时自动割草机将会自动后退，以避免越过作为电子围栏的信号线。
现有技术中的智能行走设备通过传感器所感应到的信号为标量值，并不附带方向信息，因此整个避免越线的过程是基于信号强度是一个由小到大，再由大到小的过程。但如果在智能行走设备驶近信号线的过程中出现人为强行搬运，或者不可预测的陡坡等突发因素的外力影响下导致智能行走设备越过信号线，由于这样的非正常状态使感应到的信号强度依旧是一个从小到大，再由大到小的过程，程序将无法对越线做出判断。此时智能行走设备会判断其当前位置在工作区域内，仍会继续进行工作，因此降低了智能行走设备的工作效率，也极易导致安全事故的发生。
发明内容
本发明的目的是提出一种越线的识别方法及其防越线的控制系统，可以应用到智能行走设备上，有效实现智能行走设备的越线识别，提升了智能行走设备的使用安全性和工作效率。
为了解决上述技术问题，本发明采用了下述技术方案：
一种越线的识别方法，其包括以下步骤：
S1:监测电子围栏发出的信号，智能行走设备上的传感模块时刻监测电子围栏发出的信号，并将监测到的信号强度发送给处理芯片；
S2:分析信号，处理芯片通过分析获得的信号强度信号，分析判断当前是否已越线；当处理芯片识别信号递增至第一信号强度阈值，即智能行走设备已到达电子围栏的上方，执行下一步的操作，第一信号强度阈值为电子围栏的上方检测得到的信号强度；
S3:当识别所述信号递减至第二信号强度阈值时，即智能行走设备已驶至回退点，当智能行走设备继续向前行走，则检测到的信号强度将进一步减小，此时可判断为遇到非正常的外力影响，识别智能行走设备为非正常越线；当智能行走设备后退行走，此时智能行走设备检测到的信号强度将增加，当到达电子围栏线时，检测到的信号强度达到最大值，继续行走后，智能行走设备回到电子围栏线内，智能行走设备完成在电子围栏线内的正常工作，所述第二信号强度阈值为预设的信号强度阈值。
优选的，当识别信号递减至第二信号强度阈值之后的步骤之后还包括：针对达到第二信号强度阈值的信号甲，选取信号甲所在时刻的前后时刻的乙信号和丙信号，当乙信号和丙信号的信号强度之差的绝对值大于第三信号强度阈值，识别为已越线，第三信号强度阈值为另一预设的信号强度阈值。
优选的，当识别信号递减至第二信号强度阈值之后的步骤之后还包括：针对达到第二信号强度阈值的信号甲，选取信号甲所在时刻的前后时间段的第I波形和第II波形，将第I波形和第II波形进行图形对称识别，若第I波形与第II波形的对称度小于预设数值，识别为已越线。
优选的，识别为已越线的步骤之后，发出报警信号。
优选的，第二信号强度阈值为距离电子围栏10-40cm处的所检测得到的信号强度。
一种防越线的控制系统，其包括：传感模块、处理芯片和行走驱动模块；
传感模块，与处理芯片连接，用于监测电子围栏发出的信号；处理芯片，与行走驱动模块连接，用于分析信号；当识别信号递增至第一信号强度阈值，执行下一步的操作，第一信号强度阈值为电子围栏的上方检测得到的信号强度；当识别信号递减至第二信号强度阈值之后，若信号继续减小，识别为已越线，第二信号强度阈值为预设的信号强度阈值；行走驱动模块，用于控制智能行走设备的行走状态。
优选的，处理芯片还用于当识别信号递减至第二信号强度阈值之后，针对达到第二信号强度阈值的信号甲，选取信号甲所在时刻的前后时刻的乙信号和丙信号，当乙信号和丙信号的信号强度之差大于第三信号强度阈值，识别为已越线，第三信号强度阈值为另一预设的信号强度阈值。
优选的，处理芯片还用于当识别信号递减至第二信号强度阈值之后，针对达到第二信号强度阈值的信号甲，选取信号甲所在时刻的前后时间段的第I波形和第II波形，将第I波形和第II波形进行图形对称识别，若第I波形与第II波形的对称度小于预设数值，识别为已越线。
优选的，还包括与处理芯片连接的报警装置，报警装置用于当识别为已越线时，发出报警信号。
本发明相比于现有技术的有益效果在于：本发明提供了一种越线的识别方法及其防越线的控制系统，其中，越线的识别方法包括步骤：监测电子围栏发出的信号；分析信号；当识别信号递增至第一信号强度阈值，执行下一步的操作，第一信号强度阈值为电子围栏的上方检测得到的信号强度；当识别信号递减至第二信号强度阈值之后，若信号继续减小，识别为已越线，第二信号强度阈值为预设的信号强度阈值。防越线的控制系统包括传感模块、处理芯片和行走驱动模块。通过本发明提出的越线的识别方法及其防越线的控制系统，通过主动越线的方式，检测外力导致的非正常越线，可有效实现智能行走设备的越线识别，提升了智能行走设备的使用安全性和工作效率。
附图说明
图1为本发明的一实施例提供的智能行走设备获取的信号变化示意图；
图2为本发明的另一实施例提供的越线的识别方法。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。
如图1所示，为本发明的一实施例提供的智能行走设备获取的信号变化示意图。图1中，横坐标为时间，纵坐标为信号强度，图1为智能行走设备上的传感模块所获得的信号变化。当智能行走设备远离电子围栏时，传感模块接收到信号的信号强度为零。随着智能行走设备逐渐靠近电子围栏线，传感模块所接收到信号的信号强度逐渐增大，当智能行走设备行走至电子围栏线上时，此时的传感模块位于电子围栏线的正上方，所接收到的信号强度最大。
为实现越线的识别，本发明设定智能行走设备采用主动越线并后退的方式，即智能行走设备在前进状态下驶过电子围栏线一定距离后，智能行走设备开始后退，以返回到工作范围内(即电子围栏内)。当出现外力搬运或遇到不可预测的陡坡等突发因素的外力影响下使智能行走设备越过电子围栏线，此时智能行走设备将停止工作。其过程的不同之处在于，正常工作状态下，智能行走设备由电子围栏内向电子围栏线行走并越过电子围栏线，之后返回到电子围栏线内的过程中，智能行走设备所检测到的信号的变化过程为：信号强度递增到最大值，随后信号强度递减，当递减至预设阈值后，信号强度逐渐递增至最大值，随后信号强度递减(如图1曲线所示)。而外力影响下越线时，智能行走设备所检测到的信号的变化过程为：信号强度递增到最大值，随后信号强度递减，递减至预设阈值后，信号强度继续递减。因此，可有效对非正常的越线进行识别。
如图2所示，为本发明的另一实施例提供的越线的识别方法，其包括步骤：
S1、监测电子围栏发出的信号。
S2、分析信号；当识别信号递增至第一信号强度阈值，执行下一步的操作，第一信号强度阈值为电子围栏的上方检测得到的信号强度。
S3、当识别信号递减至第二信号强度阈值之后，若信号继续减小，识别为已越线，第二信号强度阈值为预设的信号强度阈值。
智能行走设备上的传感模块时刻监测电子围栏发出的信号，并将监测到的信号强度发送给处理芯片，处理芯片通过分析获得的信号强度信号，分析判断当前是否已越线。当处理芯片识别信号递增至第一信号强度阈值，即智能行走设备已到达电子围栏的上方。当信号逐步递减，并递减至第二信号强度阈值时，即智能行走设备已驶至回退点。当智能行走设备继续向前行走，则检测到的信号强度将进一步减小，此时可判断遇到非正常的外力影响，致使智能行走设备非正常越线。当智能行走设备后退行走，此时智能行走设备检测到的信号强度将增加，当到达电子围栏线时，检测到的信号强度达到最大值，继续行走后，智能行走设备回到电子围栏线内，从而实现智能行走设备在电子围栏线内的正常工作。
本发明的又一实施例中，当识别信号递减至第二信号强度阈值之后的步骤之后还包括：针对达到第二信号强度阈值的信号甲，选取信号甲所在时刻的前后时刻的乙信号和丙信号，当乙信号和丙信号的信号强度之差的绝对值大于第三信号强度阈值，识别为已越线，第三信号强度阈值为另一预设的信号强度阈值。
通过比对达到第二信号强度阈值时刻的前后两个时刻的信号强度，当正常工作状态下，乙信号和丙信号的信号强度之差的绝对值等于零，或者小于第三信号强度阈值。所述前后时刻指的是，信号甲时刻前数m秒为信号乙，信号甲时刻后数m秒为信号丙，m>0。当电子围栏线的拐角处所成角大于180°时，智能行走设备驶到第二信号强度阈值的位置之后，所检测到的信号强度也会发生递增，此时通过比对乙信号和丙信号的信号强度之差的绝对值和第三信号强度阈值，可有效识别是否越线。
本发明的一实施例中，当识别信号递减至第二信号强度阈值之后的步骤之后还包括：针对达到第二信号强度阈值的信号甲，选取信号甲所在时刻的前后时间段的第I波形和第II波形，将第I波形和第II波形进行图形对称识别，若第I波形与第II波形的对称度小于预设数值，识别为已越线。
选取信号甲所在时刻的前后时间段的第I波形和第II波形可以是，信号甲时刻前数n秒，以n秒的前k秒至n秒时间段的波形作为第I波形；信号甲时刻后数n秒，以n秒至n秒的后k秒时间段的波形作为第II波形，n>0，k>0。当电子围栏线的拐角处所成角大于180°时，智能行走设备驶到第二信号强度阈值的位置之后，所检测到的信号强度也会发生递增，此时通过第I波形和第II波形进行图形对称识别，可有效识别是否越线。
本发明的一实施例中，识别为已越线的步骤之后，发出报警信号。可令使用者快速获知智能行走设备当前处于非工作区域，提高了智能行走设备的使用安全性。
本发明的一实施例中，第二信号强度阈值为距离电子围栏10-40cm处的检测得到的信号强度。以距离电子围栏10-40cm处的检测得到的信号强度作为第二信号强度阈值，提升了检测是否越线的准确性和精度。
本发明一实施例所提供的一种防越线的控制系统，其包括：传感模块、处理芯片和行走驱动模块。其中，传感模块与处理芯片连接，传感模块用于监测电子围栏发出的信号。处理芯片与行走驱动模块连接，处理芯片用于分析信号；当识别信号递增至第一信号强度阈值，执行下一步的操作，第一信号强度阈值为电子围栏的上方检测得到的信号强度；当识别信号递减至第二信号强度阈值之后，若信号继续减小，识别为已越线，第二信号强度阈值为预设的信号强度阈值。行走驱动模块用于控制智能行走设备的行走状态。
本发明的又一实施例中，处理芯片还用于当识别信号递减至第二信号强度阈值之后，针对达到第二信号强度阈值的信号甲，选取信号甲所在时刻的前后时刻的乙信号和丙信号，当乙信号和丙信号的信号强度之差大于第三信号强度阈值，识别为已越线，第三信号强度阈值为另一预设的信号强度阈值。
本发明的又一实施例中，处理芯片还用于当识别信号递减至第二信号强度阈值之后，针对达到第二信号强度阈值的信号甲，选取信号甲所在时刻的前后时间段的第I波形和第II波形，将第I波形和第II波形进行图形对称识别，若第I波形与第II波形的对称度小于预设数值，识别为已越线。
本发明的又一实施例中，还包括与处理芯片连接的报警装置，报警装置用于当识别为已越线时，发出报警信号。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种越线的识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1:监测电子围栏发出的信号，智能行走设备上的传感模块时刻监测电子围栏发出的信号，并将监测到的信号强度发送给处理芯片；
S2:分析所述信号，处理芯片通过分析获得的信号强度信号，分析判断当前是否已越线；当处理芯片识别信号递增至第一信号强度阈值，即智能行走设备已到达电子围栏的上方，执行下一步的操作，所述第一信号强度阈值为所述电子围栏的上方检测得到的信号强度；
S3:当识别所述信号递减至第二信号强度阈值时，即智能行走设备已驶至回退点，当智能行走设备继续向前行走，则检测到的信号强度将进一步减小，此时可判断为遇到非正常的外力影响，识别智能行走设备为非正常越线；当智能行走设备后退行走，此时智能行走设备检测到的信号强度将增加，当到达电子围栏线时，检测到的信号强度达到最大值，继续行走后，智能行走设备回到电子围栏线内，智能行走设备完成在电子围栏线内的正常工作，所述第二信号强度阈值为预设的信号强度阈值。
2.根据权利要求1所述的越线的识别方法，其特征在于，当识别所述信号递减至第二信号强度阈值之后的步骤之后还包括：
针对达到所述第二信号强度阈值的信号甲，选取所述信号甲所在时刻的前后时刻的乙信号和丙信号，当所述乙信号和丙信号的信号强度之差的绝对值大于第三信号强度阈值，识别为已越线，所述第三信号强度阈值为另一预设的信号强度阈值。
3.根据权利要求1所述的越线的识别方法，其特征在于，当识别所述信号递减至第二信号强度阈值之后的步骤之后还包括：
针对达到所述第二信号强度阈值的信号甲，选取所述信号甲所在时刻的前后时间段的第I波形和第II波形，将所述第I波形和第II波形进行图形对称识别，若第I波形与第II波形的对称度小于预设数值，识别为已越线。
4.根据权利要求1-3任一所述的越线的识别方法，其特征在于，所述识别为已越线的步骤之后，发出报警信号。
5.根据权利要求1-3任一所述的越线的识别方法，其特征在于，所述第二信号强度阈值为距离所述电子围栏10-40cm处的所检测得到的信号强度。
6.一种防越线的控制系统，其特征在于，包括：传感模块、处理芯片和行走驱动模块；
所述传感模块，与所述处理芯片连接，用于监测电子围栏发出的信号；
所述处理芯片，与所述行走驱动模块连接，用于分析所述信号；当识别所述信号递增至第一信号强度阈值，执行下一步的操作，所述第一信号强度阈值为所述电子围栏的上方检测得到的信号强度；当识别所述信号递减至第二信号强度阈值时，即智能行走设备已驶至回退点，当智能行走设备继续向前行走，则检测到的信号强度将进一步减小，此时可判断为遇到非正常的外力影响，识别智能行走设备为非正常越线；当智能行走设备后退行走，此时智能行走设备检测到的信号强度将增加，当到达电子围栏线时，检测到的信号强度达到最大值，继续行走后，智能行走设备回到电子围栏线内，智能行走设备完成在电子围栏线内的正常工作，所述第二信号强度阈值为预设的信号强度阈值；
所述行走驱动模块，用于控制智能行走设备的行走状态。
7.根据权利要求6所述的防越线的控制系统，其特征在于，所述处理芯片还用于当识别所述信号递减至第二信号强度阈值之后，针对达到所述第二信号强度阈值的信号甲，选取所述信号甲所在时刻的前后时刻的乙信号和丙信号，当所述乙信号和丙信号的信号强度之差大于第三信号强度阈值，识别为已越线，所述第三信号强度阈值为另一预设的信号强度阈值。
8.根据权利要求6所述的防越线的控制系统，其特征在于，所述处理芯片还用于当识别所述信号递减至第二信号强度阈值之后，针对达到所述第二信号强度阈值的信号甲，选取所述信号甲所在时刻的前后时间段的第I波形和第II波形，将所述第I波形和第II波形进行图形对称识别，若第I波形与第II波形的对称度小于预设数值，识别为已越线。
9.根据权利要求6-8任一所述的防越线的控制系统，其特征在于，还包括与所述处理芯片连接的报警装置，所述报警装置用于当识别为已越线时，发出报警信号。
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Address after: 211122 No. 6, Chunhua Street to Road, Jiangning District, Nanjing City, Jiangsu Province

Patentee after: Nanjing tengya Robot Technology Co.,Ltd.

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Patentee before: HANGZHOU SUPERMAN INTELLIGENT TECHNOLOGY CO.,LTD.