CN109588100A - 用于智能割草机的原路径返回方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了用于智能割草机的原路径返回方法，属于导航领域，包括在在智能割草机剩余电量百分比低于电量预警值时，令智能割草机从作业位置沿当前作业方向直线行驶，记录第一距离；当行驶至围线处时变更为沿围线行驶的沿线行驶方式，记录变更行驶方向时的偏移角度，在沿线行驶模式状态下记录智能割草机行驶至充电站的第二距离；完成充电后，基于已获取的第二距离、偏移角度以及第一距离进行逆向行驶，驶回充电前的作业位置，继续作业。通过记录驶出作业区域路径并基于记录的路径反向行驶的方式，使得智能割草机能够准确从上次中断的位置处继续割草作业，从而保证智能割草机能够将割草作业区域内的草全部割完，进而提高作业完成时的割草覆盖率。

Description

用于智能割草机的原路径返回方法

技术领域

本申请属于导航领域，特别涉及用于智能割草机的原路径返回方法。

背景技术

当前智能割草机在作业区域内进行除草作业时，一旦发生电量不足的情况， 需要驶出作业区域前往充电站进行充电。当充电完成后再驶入作业区域继续除 草作业。

在现有的技术方案中，智能割草机在充电完成后继续割草作业时，继续作 业点与充电前相比会存在些许误差，在割草完成时会存在尚未割草的区域，使 得最终割草作业完成时的割草覆盖率较低，影响了割草质量。

发明内容

为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本申请提供了用于智能割草机的 原路径返回方法，能够提高智能割草机割草作业的覆盖率。

为了达到上述技术目的，本申请提供了用于智能割草机的原路径返回方法， 适用于智能割草机在围线区域内进行割草作业的应用场景，所述原路径返回方 法，包括：

在智能割草机进行割草作业时，每隔预定时长获取自身的剩余电量百分比；

当剩余电量百分比低于电量预警值时，令智能割草机从作业位置沿当前作 业方向直线行驶，记录第一距离；

当行驶至围线处时变更为沿围线行驶的沿线行驶方式，记录变更行驶方向 时的偏移角度，在沿线行驶模式状态下记录智能割草机行驶至充电站的第二距 离；

在充电站完成充电后，基于已获取的第二距离、偏移角度以及第一距离进 行逆向行驶，行驶至充电前的作业位置，继续割草作业。

可选的，所述原路径返回方法，包括：

当智能割草机进入围线区域时，以沿线行驶方式绕行围线区域行驶一周， 获取围线区域的电量消耗百分比；

将电量消耗百分比定义为电量预警值。

可选的，所述原路径返回方法，包括：

在充电完成后，对围线区域全长的半值与第二距离进行对比。

可选的，所述在充电站完成充电后，基于已获取的第二距离、偏移角度以 及第一距离进行逆向行驶，包括：

如果第二距离小于或等于围线区域全长的半值，则在充电完成后，从充电 站开始沿入站方向以沿线行驶的方式行驶第二距离，之后将行驶方向旋转已知 的偏移角度后继续沿直线行驶第一距离。

可选的，所述在充电站完成充电后，基于已获取的第二距离、偏移角度以 及第一距离进行逆向行驶，包括：

如果第二距离大于围线区域全长的半值，则获取围线区域全长与第二距离 的差值距离；

在充电完成后，从充电站开始沿入站方向的反方向以沿线行驶的方式行驶 差值距离，之后将行驶方向旋转已知的偏移角度后继续沿直线行驶第一距离。

可选的，当剩余电量百分比低于电量预警值时，所述原路径返回方法，包 括：

获取当前智能割草机的实时坐标；

基于实时坐标获取距离作业区域最近的离开路径，基于离开路径行驶至充 电站；

在行驶至充电站的过程中每隔预设时长记录路径坐标点，基于路径坐标点 构成路径坐标集合，在充电后沿路径坐标集合逆向行驶至充电前的位置，继续 割草作业。

可选的，所述原路径返回方法，包括：

在智能割草机进行割草作业前，基于割草作业区域建立坐标系；

当剩余电量百分比低于电量预警值时，基于GPS结合已构建的坐标系确定 智能割草机在割草作业区域内的具体位置以及相对于坐标系的实时坐标。

可选的，所述基于实时坐标获取距离作业区域最近的离开路径，包括：

在已构建的坐标系中，通过欧式距离公式选取距离实时坐标距离最近的割 草作业区域边界点；

将割草作业区域边界点与实时坐标连接构成的路径作为离开路径。

可选的，所述基于已构建的坐标系确定距离实时坐标距离最近的割草作业 区域边界点，包括：

获取智能割草机当前机头朝向；

沿当前朝向直线行驶至割草作业边界，将智能割草机所处位置作为割草作 业区域边界点。

可选的，所述基于离开路径行驶至充电站，包括：

在沿离开路径行驶至割草作业边界点后，令智能割草机沿割草作业边界环 行至充电站。

本申请提供的技术方案带来的有益效果是：

通过记录驶出作业区域路径并基于记录的路径反向行驶的方式，使得智能 割草机能够准确从上次中断的位置处继续割草作业，从而保证智能割草机能够 将割草作业区域内的草全部割完，进而提高作业完成时的割草覆盖率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用 的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实 施例，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是本申请提供的用于智能割草机的原路径返回方法的流程示意图；

图2是本申请提供的执行方式一确定割草作业区域边界点的示意图；

图3是本申请提供的执行方式二确定割草作业区域边界点的示意图。

具体实施方式

为使本申请的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的结构作进 一步地描述。

实施例一

本申请提供了用于智能割草机的原路径返回方法，适用于智能割草机在围 线区域内进行割草作业的应用场景，如图1所示，所述原路径返回方法，包括：

11、在智能割草机进行割草作业时，每隔预定时长获取自身的剩余电量百 分比；

12、当剩余电量百分比低于电量预警值时，令智能割草机从作业位置沿当 前作业方向直线行驶，记录第一距离；

13、当行驶至围线处时变更为沿围线行驶的沿线行驶方式，记录变更行驶 方向时的偏移角度，在沿线行驶模式状态下记录智能割草机行驶至充电站的第 二距离；

14、在充电站完成充电后，基于已获取的第二距离、偏移角度以及第一距 离进行逆向行驶，行驶至充电前的作业位置，继续割草作业。

在实施中，为了使得智能割草机在作业中途进行充电后，依然能够从充电 前的作业点继续割草作业，本实施例提出了一种用于智能割草机的原路径返回 方法，基于记录驶出作业区域路径并基于记录的路径反向行驶的方式，使得智 能割草机能够准确从上次中断的位置处继续割草作业，从而保证智能割草机能 够将割草作业区域内的草全部割完，进而提高作业完成时的割草覆盖率。

具体的执行方式如步骤11至14所示。主要思想为触发充电操作时，令智 能割草机沿当前方向直线行驶至围线处，接着沿围线行驶直至驶入充电站。在 充电完成后，沿之前的路线进行逆向行驶至当初的作业点继续进行割草作业。

为了实现准确的逆向行驶，该方法中将智能割草机从作业点行驶至充电站 的路线分为两个阶段，一为从作业点直线行驶至围线处，二为围线处行驶至充 电站。在两个阶段之间还存在有智能割草机变向的步骤。

在上述步骤中，设有对电量预警值进行设定的步骤，包括：

111、当智能割草机进入围线区域时，以沿线行驶方式绕行围线区域行驶一 周，获取围线区域的电量消耗百分比；

112、将电量消耗百分比定义为电量预警值。

在实施中，之所以对电量预警值进行设定，是为了确保在触发电量预警时， 智能割草机的剩余电量能够支持行驶至充电站。

当智能割草机从充电站驶出后，在进入作业区域时面临行驶方向选择的问 题，针对该问题本实施例给出了判断步骤，判断标准为在充电完成后，对围线 区域全长的半值与第二距离进行对比。

根据对比结果的不同，智能割草机驶回作业点的路线有所不同，具体如下：

141、如果第二距离小于或等于围线区域全长的半值，则在充电完成后，从 充电站开始沿入站方向以沿线行驶的方式行驶第二距离，之后将行驶方向旋转 已知的偏移角度后继续沿直线行驶第一距离。

142、如果第二距离大于围线区域全长的半值，则获取围线区域全长与第二 距离的差值距离；

143、在充电完成后，从充电站开始沿入站方向的反方向以沿线行驶的方式 行驶差值距离，之后将行驶方向旋转已知的偏移角度后继续沿直线行驶第一距 离。

之所以进行上述判定，本质上还是处于节省电能的考虑，缩短智能割草机 从充电站至作业点之间的路径长度。如果第二距离的长度小于整个围线区域总 长度的一半，则表明按驶入充电站方向进行沿线行驶是最短路径；相反的，如 果第二路径的长度大于整个围线区域总长度的一半，表明按原方向进行沿线行 驶并非最短路径，按原方向的反方向行驶能够有效缩短行驶至作业点的路径长 度，进而减少了电量消耗。

实施例二

与实施例一不同，本实施例提出了一种基于GPS的用于智能割草机的原路 径返回方法，适用于智能割草机在围线区域内进行割草作业的应用场景，如图2 所示，所述原路径返回方法，包括：

21、在智能割草机进行割草作业时，每隔预定时长获取自身的剩余电量百 分比；

22、当剩余电量百分比低于电量预警值时，获取当前智能割草机的实时坐 标；

23、基于实时坐标获取距离作业区域最近的离开路径，基于离开路径行驶 至充电站；

24、在行驶至充电站的过程中每隔预设时长记录路径坐标点，基于路径坐 标点构成路径坐标集合，在充电后沿路径坐标集合逆向行驶至充电前的位置， 继续割草作业。

在实施中，为了使得智能割草机在作业中途进行充电后，依然能够从充电 前的作业点继续割草作业，本实施例提出了一种用于智能割草机的原路径返回 方法，基于记录驶出作业区域路径并基于记录的路径反向行驶的方式，使得智 能割草机能够准确从上次中断的位置处继续割草作业，从而保证智能割草机能 够将割草作业区域内的草全部割完，进而提高作业完成时的割草覆盖率。

在原路径返回方法中还包括步骤25，具体包括：

251、在智能割草机进行割草作业前，基于割草作业区域建立坐标系；

252、当剩余电量百分比低于电量预警值时，基于GPS结合已构建的坐标系 确定智能割草机在割草作业区域内的具体位置以及相对于坐标系的实时坐标。

在实施中，建立割草作业区域坐标系的目的是用于对智能割草机在割草作 业区域内进行准确定位，以便智能割草机在需要充电时确定当前的作业位置。

这里的坐标系一般为平面二维坐标系，基于构建的坐标系确定割草作业区 域各边界线的具体坐标，以便后续步骤中能够确定割草作业区域边界点。

步骤23中的基于实时坐标获取距离作业区域最近的离开路径，包括：

在获取实时坐标后，在已构建的坐标系中确定距离实时坐标距离最近的割 草作业区域边界点，该边界点为智能割草机实际驶出割草作业区域的位置，也 为后续步骤中智能割草机在充电完毕后重新驶入割草作业区域的位置。

基于已构建的坐标系确定距离实时坐标距离最近的割草作业区域边界点， 包括两种方式：

方式一、在已构建的坐标系中，通过欧式距离公式选取距离实时坐标距离 最近的割草作业区域边界点。

具体的，针对如图3所示的不规则割草区域，可以使用方式一的操作，即 通过计算获取空间距离上距离代表智能割草机当前位置的实时坐标最近的边界 点作为割草区域边界点。执行方式一的操作时，有可能需要对智能割草机的行 驶方向进行调整，因此在执行方式一时，需要借助霍尔元件对当前智能割草机 的机头朝向即割草方向进行记录，以便充电完毕后沿记录的方向继续作业。

方式二、获取智能割草机当前机头朝向；沿当前朝向直线行驶至割草作业 边界，将智能割草机所处位置作为割草作业区域边界点。

具体的，针对形状规则的割草局域，可以使用方式二的操作，即直接沿当 前智能割草机的机头朝向直线行驶至割草作业边界，在边界处所处的位置作为 割草作业区域边界点。该方法忽视空间距离的影响，有可能造成额外的电力浪 费。

在执行完前述步骤后，智能割草机以所处的割草作业区域边界点为起始位 置，沿割草作业区域边界行驶，绕行行驶至设置在割草作业边缘某一位置的充 电站进行充电。

为了完成充电后的准确返回割草作业位置的目的，在智能割草机驶向充电 站的过程中，需要每隔预设时长记录路径坐标点，基于路径坐标点构成路径坐 标集合，在充电后沿路径坐标集合逆向行驶至充电前的位置，继续割草作业。

具体包括：

241、在沿离开路径行驶至割草作业区域边界点的过程中每个预设时长记录 行驶过程中的路径坐标点；

242、将获取到的多个路径坐标点组成路径坐标集合，基于路径坐标集合中 每个路径坐标点的坐标信息绘制离开路径轨迹；

243、在充电完成后，令智能割草机在行驶至割草作业区域边界点后，沿离 开路径轨迹逆向行驶至充电前的位置，继续割草作业。

步骤242中绘制的路径轨迹是带有方向的向量，因而在充电完毕后的步骤 143中，需要智能割草机沿轨迹逆向行驶至充电前的位置。

本申请提供了用于智能割草机的原路径返回方法，包括在智能割草机进行 割草作业时，每隔预定时长获取自身的剩余电量百分比；当剩余电量百分比低 于电量预警值时，获取当前智能割草机的实时坐标；基于实时坐标获取距离作 业区域最近的离开路径，基于离开路径行驶至充电站；在行驶至充电站的过程 中每隔预设时长记录路径坐标点，基于路径坐标点构成路径坐标集合，在充电 后沿路径坐标集合逆向行驶至充电前的位置，继续割草作业。通过记录驶出作 业区域路径并基于记录的路径反向行驶的方式，使得智能割草机能够准确从上 次中断的位置处继续割草作业，从而保证智能割草机能够将割草作业区域内的 草全部割完，进而提高作业完成时的割草覆盖率。

上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程 中的先后顺序。

以上所述仅为本申请的实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神 和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护 范围之内。

Claims (10)

1.用于智能割草机的原路径返回方法，适用于智能割草机在围线区域内进行割草作业的应用场景，其特征在于，所述原路径返回方法，包括：

在智能割草机进行割草作业时，每隔预定时长获取自身的剩余电量百分比；

当剩余电量百分比低于电量预警值时，令智能割草机从作业位置沿当前作业方向直线行驶，记录第一距离；

当行驶至围线处时变更为沿围线行驶的沿线行驶方式，记录变更行驶方向时的偏移角度，在沿线行驶模式状态下记录智能割草机行驶至充电站的第二距离；

在充电站完成充电后，基于已获取的第二距离、偏移角度以及第一距离进行逆向行驶，行驶至充电前的作业位置，继续割草作业。

2.根据权利要求1所述的用于智能割草机的原路径返回方法，其特征在于，所述原路径返回方法，包括：

当智能割草机进入围线区域时，以沿线行驶方式绕行围线区域行驶一周，获取围线区域的电量消耗百分比；

将电量消耗百分比定义为电量预警值。

3.根据权利要求1所述的用于智能割草机的原路径返回方法，其特征在于，所述原路径返回方法，包括：

在充电完成后，对围线区域全长的半值与第二距离进行对比。

4.根据权利要求3所述的用于智能割草机的原路径返回方法，其特征在于，所述在充电站完成充电后，基于已获取的第二距离、偏移角度以及第一距离进行逆向行驶，包括：

如果第二距离小于或等于围线区域全长的半值，则在充电完成后，从充电站开始沿入站方向以沿线行驶的方式行驶第二距离，之后将行驶方向旋转已知的偏移角度后继续沿直线行驶第一距离。

5.根据权利要求3所述的用于智能割草机的原路径返回方法，其特征在于，所述在充电站完成充电后，基于已获取的第二距离、偏移角度以及第一距离进行逆向行驶，包括：

如果第二距离大于围线区域全长的半值，则获取围线区域全长与第二距离的差值距离；

在充电完成后，从充电站开始沿入站方向的反方向以沿线行驶的方式行驶差值距离，之后将行驶方向旋转已知的偏移角度后继续沿直线行驶第一距离。

6.根据权利要求1所述的用于智能割草机的原路径返回方法，其特征在于，当剩余电量百分比低于电量预警值时，所述原路径返回方法，包括：

获取当前智能割草机的实时坐标；

基于实时坐标获取距离作业区域最近的离开路径，基于离开路径行驶至充电站；

在行驶至充电站的过程中每隔预设时长记录路径坐标点，基于路径坐标点构成路径坐标集合，在充电后沿路径坐标集合逆向行驶至充电前的位置，继续割草作业。

7.根据权利要求1所述的用于智能割草机的原路径返回方法，其特征在于，所述原路径返回方法，包括：

在智能割草机进行割草作业前，基于割草作业区域建立坐标系；

当剩余电量百分比低于电量预警值时，基于GPS结合已构建的坐标系确定智能割草机在割草作业区域内的具体位置以及相对于坐标系的实时坐标。

8.根据权利要求7所述的用于智能割草机的原路径返回方法，其特征在于，所述基于实时坐标获取距离作业区域最近的离开路径，包括：

在已构建的坐标系中，通过欧式距离公式选取距离实时坐标距离最近的割草作业区域边界点；

将割草作业区域边界点与实时坐标连接构成的路径作为离开路径。

9.根据权利要求8所述的用于智能割草机的原路径返回方法，其特征在于，所述基于已构建的坐标系确定距离实时坐标距离最近的割草作业区域边界点，包括：

获取智能割草机当前机头朝向；

沿当前朝向直线行驶至割草作业边界，将智能割草机所处位置作为割草作业区域边界点。

10.根据权利要求8所述的用于智能割草机的原路径返回方法，其特征在于，所述基于离开路径行驶至充电站，包括：

在沿离开路径行驶至割草作业边界点后，令智能割草机沿割草作业边界环行至充电站。