CN109997493A - 割草机器人基于电机负载进行草况识别方法 - Google Patents

割草机器人基于电机负载进行草况识别方法 Download PDF

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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01D—HARVESTING; MOWING
    • A01D34/00—Mowers; Mowing apparatus of harvesters
    • A01D34/006—Control or measuring arrangements
    • A01D34/008—Control or measuring arrangements for automated or remotely controlled operation

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Abstract

公开一种割草机器人基于电机负载进行草况识别方法，割草机器人设置集中控制的处理器，处理器连接电机控制器，电机控制器连接割草电机，割草电机连接割草机构，处理器设置草况识别方法，包括以下步骤：启动PID控制器设定割草电机转速为V；测定空载工况下，PWM输出为D；根据PID控制器输出PWM值超过设定值判定当前位置草比较茂盛；割草机器人在原地进行往复工作，直到PID控制器输出PWM值回复正常。该方法可以直接判定当前位置的草况，指导割草机器人的工作方式，达到提供工作效率的目的。

Description

割草机器人基于电机负载进行草况识别方法
技术领域
本发明涉及割草机器人基于电机负载进行草况识别方法，属于模式识别领域。
背景技术
割草机器人是依靠电池供电的，在单位时间内，割草机人能够有效处理草坪的面积是评价割草机器人工作效率的重要指标。如何减少无效工作时间、提供工作效率是路径规划的主要研究内容。在缺乏有效检测手段的前提下，割草机器人无法感知全局范围内的草坪状况，无法进行全局范围的路径规划。但是在局部范围，如果能感知当前位置草坪的状况也会对路径规划提供有效帮助。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种割草机器人基于电机负载进行草况识别方法， 采用PWM输出判断负载大小，从而判断草况，进而指导割草机器人的路径规划，提供工作效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
割草机器人基于电机负载进行草况识别方法，所述的割草机器人设置集中控制的处理器，所述的处理器连接电机控制器，所述的电机控制器连接割草电机，所述的割草电机连接割草机构，所述的处理器设置草况识别方法，所述的草况识别方法包括以下步骤：
（1）所述的处理器通过PWM控制所述的割草电机旋转，启动PID控制器将转速设定为V；
（2）测定空载工况下，PWM输出为D；
（3）所述的割草机器人在工作区域任意行走；当所述的PID控制器输出PWM值大于D+T，即PWM>D+T，则判定当前位置草比较茂盛，执行步骤4，其中T为判断阈值；
（4）所述的割草机器人在原地进行往复工作，直到所述的PID控制器输出PWM值等于D，返回步骤3。
本发明的有益效果主要表现在：1、能够判断当前位置草坪的状况，指导路径规划，提高工作效率；2、算法简单，运算速度快。
附图说明
图1是草况识别流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述：
参照图1，割草机器人基于电机负载进行草况识别方法，所述的割草机器人设置集中控制的处理器，所述的处理器连接电机控制器，所述的电机控制器连接割草电机，所述的割草电机连接割草机构，所述的割草机构设置为割刀，也可以设置为打草绳。所述的割草机构在工作过程中，草会增加所述的割草电机的负载，导致旋转速度变慢。
所述的处理器设置草况识别方法，其特征在于：所述的草况识别方法包括以下步骤：
(1) 所述的处理器通过PWM控制所述的割草电机旋转，启动PID控制器将转速设定为V；
PID控制是经典控制方法，通过比例、积分和微分三个环节进行快速、稳定和准确的控制。步骤1中，所述的PID控制器设定转速为控制目标，当所述的割草机构负载发生变化的时候，为了使转速保持在V，则调整所述的处理器的PWM输出，反之从PWM输出的变化，也可以推导出负载的变化。
(2) 测定空载工况下，PWM输出为D；
该工况下，所述的割草机构没有作用于草坪。
(3) 所述的割草机器人在工作区域任意行走；当所述的PID控制器输出PWM值大于D+T，即PWM>D+T，则判定当前位置草比较茂盛，执行步骤4，其中T为判断阈值；
在步骤3中，根据PWM输出的增加，推导出负载的增加，当超过阈值时，则判断出草坪茂盛，从而可以指导所述的割草机器人在当前位置进行路径规划。
(4) 所述的割草机器人在原地进行往复工作，直到所述的PID控制器输出PWM值等于D，返回步骤3。
综上所述，本草况识别方法根据PID控制器的PWM输出，推导出负载的变化，从而作为输出指导路径规划，已达到提高工作效率的目的。

Claims (1)

1.割草机器人基于电机负载进行草况识别方法，所述的割草机器人设置集中控制的处理器，所述的处理器连接电机控制器，所述的电机控制器连接割草电机，所述的割草电机连接割草机构，所述的处理器设置草况识别方法，其特征在于：所述的草况识别方法包括以下步骤：
(1) 所述的处理器通过PWM控制所述的割草电机旋转，启动PID控制器将转速设定为V；
(2) 测定空载工况下，PWM输出为D；
(3) 所述的割草机器人在工作区域任意行走；当所述的PID控制器输出PWM值大于D+T，即PWM>D+T，则判定当前位置草比较茂盛，执行步骤4，其中T为判断阈值；
(4) 所述的割草机器人在原地进行往复工作，直到所述的PID控制器输出PWM值等于D，返回步骤3。
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