CN110073794A - 用于智能割草机的碰撞检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提出了用于智能割草机的碰撞检测方法，包括：获取智能割草机在作业区域内进行割草作业时的机身参数值；对机身参数值的变化情况进行计算；基于计算结果判断当前智能割草机是否发生碰撞。由于智能割草机在作业行进过程中发生碰撞势必导致包括流经驱动电机的实时电流值、驱动轮转速值等机身参数发生变化，因此根据上述机身参数的变化情况就可以反推出智能割草机是否发生了碰撞，并且由于在碰撞检测过程中并未使用额外部件，因此简化了智能割草机的机身结构同时降低了制造成本。

Description

用于智能割草机的碰撞检测方法

技术领域

本发明属于智能割草机领域，尤其涉及用于智能割草机的碰撞检测方法。

背景技术

障碍物检测是智能割草机必备功能之一，碰到障碍物后必须在指定的时间内停止运动。目前市场上检测碰的方式基本以安装碰撞开关，或浮动外罩的方式检测碰撞。当机器碰到障碍物时触发碰撞开关或浮动外罩产生位移。该方式生产工艺复杂，成本高。

发明内容

为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提出了用于智能割草机的碰撞检测方法，通过后去智能割草机的机身参数，对机身参数进行简单预算即可判定是否发生碰撞，该方法不需要额外安装碰撞开关或浮动外罩，能够有效降低机身结构和制造成本。

具体的，用于智能割草机的碰撞检测方法，包括：

获取智能割草机在作业区域内进行割草作业时的机身参数值；

对机身参数值的变化情况进行计算；

基于计算结果判断当前智能割草机是否发生碰撞。

其中，所述机身参数值包括流经智能割草机驱动电机的实时电流值。

可选的，所述基于计算结果判断当前智能割草机是否发生碰撞包括：

获取实时电流值与代表正常行进状态下标准电流值的差值，如果差值大于阈值则表明当前发生碰撞，相反则判定智能割草机未发生碰撞。

可选的，所述碰撞检测方法还包括：

提取预设时长内流经智能割草机内驱动电机的实时电流值；

按预设时间间隔对提取到的实时电流值进行采样，计算采样结果相对于正常行驶电流值的偏移量；

基于偏移量判定当前智能割草机是否发生碰撞。

可选的，所述基于偏移量判定当前智能割草机是否发生碰撞，包括：

如果计算得到的偏移量超出预设区间，则判定当前智能割草机已发生碰撞，相反则判定智能割草机未发生碰撞。

可选的，所述碰撞检测方法还包括：

提取预设时长内流经智能割草机内驱动电机的实时电流值，建立实时电流值随时间变化曲线；

根据实时电流值的变化情况将实时电流值随时间变化曲线分割为上升阶段和下降阶段；

分别计算上升阶段和下降阶段中曲线方程的导数值；

基于导数值判定当前智能割草机是否发生碰撞。

可选的，所述碰撞检测方法还包括：

所述机身参数值还包括智能割草机驱动轮的转速值和智能割草机从动轮的转速值。

可选的，所述对机身参数值的变化情况进行计算，包括：

获取驱动轮转速值与从动轮转速值的差值。

可选的，所述碰撞检测方法还包括：

如果差值大于阈值则表明当前发生碰撞，相反则判定智能割草机未发生碰撞。

可选的，所述对机身参数值的变化情况进行计算，包括：

提取预设时长内智能割草机从动轮的轮速值，建立轮速值随时间变化曲线；

根据轮速值的变化情况将轮速值随时间变化曲线分割为上升阶段和下降阶段；

分别计算上升阶段和下降阶段中曲线方程的导数值；

基于导数值判定当前智能割草机是否发生碰撞。

可选的，所述基于导数值判定当前智能割草机是否发生碰撞，包括：

如果导数值大于预设阈值则表明当前发生碰撞，相反则判定智能割草机未发生碰撞。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

由于智能割草机在作业行进过程中发生碰撞势必导致包括流经驱动电机的实时电流值、驱动轮转速值等机身参数发生变化，因此根据上述机身参数的变化情况就可以反推出智能割草机是否发生了碰撞，并且由于在碰撞检测过程中并未使用额外部件，因此简化了智能割草机的机身结构同时降低了制造成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，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发明的一些实施例，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为本实施例提出的用于智能割草机的碰撞检测方法流程图；

图2为本实施例提出的基于实时电流值的碰撞检测方法流程图一；

图3为本实施例提出的基于实时电流值的碰撞检测方法流程图二；

图4为本实施例提出的基于轮速值的碰撞检测方法流程图一；

图5为本实施例提出的基于轮速值的碰撞检测方法流程图二。

具体实施方式

为使本发明的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的结构作进一步地描述。

实施例一

为了实现免去依靠碰撞开关或浮动外罩进行智能割草机的碰撞检测，本申请实施例提出了仅依靠智能割草机机身参数判定是否发生碰撞的碰撞检测方法，如图1所示，用于智能割草机的碰撞检测方法，包括：

11、获取智能割草机在作业区域内进行割草作业时的机身参数值；

12、对机身参数值的变化情况进行计算；

13、基于计算结果判断当前智能割草机是否发生碰撞。

其中，所述机身参数值包括流经智能割草机驱动电机的实时电流值。

为了实现不依靠外部组件依然能够进行碰撞检测，本实施例提出了获取智能割草机在作业区域内进行割草作业时的机身参数值，进而对机身参数值的变化情况进行计算，最终依靠结果实现碰撞检测的方法。由于智能割草机在作业行进过程中发生碰撞势必导致包括流经驱动电机的实时电流值、驱动轮转速值等机身参数发生变化，因此根据上述机身参数的变化情况就可以反推出智能割草机是否发生了碰撞，并且由于在碰撞检测过程中并未使用额外部件，因此简化了智能割草机的机身结构同时降低了制造成本。

实施例二

在实施例一中所提出的碰撞检测方法基础上，本实施给出了基于流经智能割草机驱动电机实时电流值的碰撞检测方法，该碰撞检测方法具体包括：

基于电流值检测的思路，较为简单的判断方式为将获取到的实时电流值直接与代表正常行进状态下标准电流值的差值，如果差值大于阈值则表明当前发生碰撞，相反则判定智能割草机未发生碰撞。这是由于如果智能割草机发生了碰撞，会导致驱动电机负载增大，最直接的反应就是电流升高，因此这里可以借助流经驱动电机实时电流值的方式判断当前是否发生了碰撞。

同样是基于获取到的实时电流值，还可以对实时电流值进行进一步处理，进而基于处理结果进行碰撞检测。基于上述判断思路，如图2所示，碰撞方法还可以包括：

21、提取预设时长内流经智能割草机内驱动电机的实时电流值；

22、按预设时间间隔对提取到的实时电流值进行采样，计算采样结果相对于正常行驶电流值的偏移量；

23、基于偏移量判定当前智能割草机是否发生碰撞。

24、如果计算得到的偏移量超出预设区间，则判定当前智能割草机已发生碰撞，相反则判定智能割草机未发生碰撞。

对实时电流值进行采样可以有效降低计算量，从而减小计算压力。基于采样后的实时电流值进行偏移量计算，获取相对于电流平均值距离最大的偏移量，由于碰撞导致智能割草机行进受阻从而使得电流值偏大，因此可以将该偏移量作为是否发生碰撞的基础。

但是考虑到作业路面起伏同样可以引起电流值发生变化，因此这里通过偏移量的计算，仅基于最大偏移量进行是否发生碰撞判断的基础，可以尽量避免包括路面起伏和草叶茂盛程度给智能割草机带来行进阻力从而导致电流值变大的影响。

基于上述判断思路，如图3所示，进一步的碰撞方法还可以包括：

25、提取预设时长内流经智能割草机内驱动电机的实时电流值，建立实时电流值随时间变化曲线；

26、根据实时电流值的变化情况将实时电流值随时间变化曲线分割为上升阶段和下降阶段；

27、分别计算上升阶段和下降阶段中曲线方程的导数值；

28、基于导数值判定当前智能割草机是否发生碰撞。

除了前一方法给出的偏移量计算的方法外，还可以如步骤25-28所示，基于采集到的实时电流值绘制电流值随时间变化的曲线，并且根据曲线中电流变大、减小的趋势不同区分为电流上升阶段和下降阶段。进而分别计算上升阶段、下降阶段的曲线变化导数值。由于导数值的数值大小能够准确反映曲线的变化速率，因此这里使用导数值的大小判定电流值的变化情况，进而对智能割草机是否发生碰撞进行判断。

实施例三

除了实施例二给出的基于电流值对是否发生碰撞进行判断外，还可以基于智能割草机轮子的转速值进行碰撞检测，即机身参数值还包括智能割草机驱动轮的转速值和智能割草机从动轮的转速值。基于机身参数的具体内容，如图4所示，碰撞检测方法还包括：

31、获取驱动轮转速值与从动轮转速值的差值。

32、如果差值大于阈值则表明当前发生碰撞，相反则判定智能割草机未发生碰撞。

步骤31-32所示的差值对比方法与实施例二中给出的电流差值检测法类似，只不过本实施例中的判断原理是智能割草机发生碰撞后，作为没有动力驱动的从动轮基本已没有转速，而存在动力输出的主动轮在电机驱动下依然存在转速，这样通过二者存在的转速差即可判断是否发生碰撞。需要注意的是为了提升判断准确性，这里的阈值需要采用较大的数值以防止误判。

同样是基于获取到的轮速值，还可以对轮速值进行进一步处理，进而基于处理结果进行碰撞检测。基于上述判断思路，如图5所示，碰撞方法还可以包括：

33、提取预设时长内智能割草机从动轮的轮速值，建立轮速值随时间变化曲线；

34、根据轮速值的变化情况将轮速值随时间变化曲线分割为上升阶段和下降阶段；

35、分别计算上升阶段和下降阶段中曲线方程的导数值；

36、基于导数值判定当前智能割草机是否发生碰撞。

37、如果导数值大于预设阈值则表明当前发生碰撞，相反则判定智能割草机未发生碰撞。

与实施例二中的判断过程类似，这里对从动轮的轮速值绘制轮速至随时间变化的曲线，并且根据曲线中轮速值变大、轮速值的趋势不同区分为电流上升阶段和下降阶段。进而分别计算上升阶段、下降阶段的曲线变化导数值。由于导数值的数值大小能够准确反映曲线的变化速率，因此这里使用导数值的大小判定轮速值的变化情况，进而对智能割草机是否发生碰撞进行判断。

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。

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

Claims (10)

1.用于智能割草机的碰撞检测方法，其特征在于，所述碰撞检测方法包括：

获取智能割草机在作业区域内进行割草作业时的机身参数值；

对机身参数值的变化情况进行计算；

基于计算结果判断当前智能割草机是否发生碰撞；

其中，所述机身参数值包括流经智能割草机驱动电机的实时电流值。

2.根据权利要求1所述的用于智能割草机的碰撞检测方法，其特征在于，所述基于计算结果判断当前智能割草机是否发生碰撞包括：

获取实时电流值与代表正常行进状态下标准电流值的差值，如果差值大于阈值则表明当前发生碰撞，相反则判定智能割草机未发生碰撞。

3.根据权利要求1所述的用于智能割草机的碰撞检测方法，其特征在于，所述碰撞检测方法还包括：

提取预设时长内流经智能割草机内驱动电机的实时电流值；

按预设时间间隔对提取到的实时电流值进行采样，计算采样结果相对于正常行驶电流值的偏移量；

基于偏移量判定当前智能割草机是否发生碰撞。

4.根据权利要求3所述的用于智能割草机的碰撞检测方法，其特征在于，所述基于偏移量判定当前智能割草机是否发生碰撞，包括：

如果计算得到的偏移量超出预设区间，则判定当前智能割草机已发生碰撞，相反则判定智能割草机未发生碰撞。

5.根据权利要求1所述的用于智能割草机的碰撞检测方法，其特征在于，所述碰撞检测方法还包括：

提取预设时长内流经智能割草机内驱动电机的实时电流值，建立实时电流值随时间变化曲线；

根据实时电流值的变化情况将实时电流值随时间变化曲线分割为上升阶段和下降阶段；

分别计算上升阶段和下降阶段中曲线方程的导数值；

基于导数值判定当前智能割草机是否发生碰撞。

6.根据权利要求1所述的用于智能割草机的碰撞检测方法，其特征在于，所述碰撞检测方法还包括：

所述机身参数值还包括智能割草机驱动轮的转速值和智能割草机从动轮的转速值。

7.根据权利要求6所述的用于智能割草机的碰撞检测方法，其特征在于，所述对机身参数值的变化情况进行计算，包括：

获取驱动轮转速值与从动轮转速值的差值。

8.根据权利要求7所述的用于智能割草机的碰撞检测方法，其特征在于，所述碰撞检测方法还包括：

如果差值大于阈值则表明当前发生碰撞，相反则判定智能割草机未发生碰撞。

9.根据权利要求6所述的用于智能割草机的碰撞检测方法，其特征在于，所述对机身参数值的变化情况进行计算，包括：

提取预设时长内智能割草机从动轮的轮速值，建立轮速值随时间变化曲线；

根据轮速值的变化情况将轮速值随时间变化曲线分割为上升阶段和下降阶段；

分别计算上升阶段和下降阶段中曲线方程的导数值；

基于导数值判定当前智能割草机是否发生碰撞。

10.根据权利要求9所述的用于智能割草机的碰撞检测方法，其特征在于，所述基于导数值判定当前智能割草机是否发生碰撞，包括：

如果导数值大于预设阈值则表明当前发生碰撞，相反则判定智能割草机未发生碰撞。