CN110673187A - 用于智能割草机的工作导航方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提出了用于智能割草机的工作导航方法，包括定时接收对应作业区域的GPS导航信号；当GPS导航信号强度低于导航阈值，则接收布置在作业区域中带电围线发出的围线信号；基于围线信号确定智能割草机相对于作业区域的位置；如果在作业区域内则触发智能割草机进入围线工作模式。通过对GPS导航信号强度进行判定，并在信号强度低于阈值后切换至基于围线信号导航的模式，从而能够根据当前作业区域内的导航信号强度，适应性的对导航方式进行切换，从而提高智能割草机在作业区域中定位的准确性。
Description
技术领域
本发明属于导航领域，尤其涉及用于智能割草机的工作导航方法。
背景技术
当前在确认智能割草机作业边界的方式上，较为主流的是采用采取通电围线或者基于GPS的方式。但是前者需要对整个作业区域进行准确的布线操作，如果割草作业区域内存在多个独立的小型作业区域，就无法使用通电围线的方式进行边界标识。而使用GPS的定位信息进行边界标识虽然能够在一定程度上解决了通电围线的缺陷，但是复杂环境对GPS信号的影响，使得无法依靠GPS进行准确的边界定位。
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工作导航方法，能够根据当前作业区域内的导航信号强度，适应性的对导航方式进行切换，从而提高智能割草机在作业区域中定位的准确性。
具体的，本实施例提出的用于智能割草机的工作导航方法，包括：
定时接收对应作业区域的GPS导航信号；
当GPS导航信号强度低于导航阈值，则接收布置在作业区域中带电围线发出的围线信号；
基于围线信号确定智能割草机相对于作业区域的位置；
如果在作业区域内则触发智能割草机进入围线工作模式。
可选的，所述工作导航方法，包括：
当GPS导航信号强度高于导航阈值，则控制智能割草机基于接收到的GPS导航信号结合惯性导航在作业区域执行割草操作。
可选的，所述工作导航方法还包括：
在进入围线工作模式后，控制智能割草机基于已行驶距离和行驶方向对剩余作业面积进行估算；
如果估算面积大于智能割草机剩余续航里程，则控制智能割草机返回充电站。
可选的，所述控制智能割草机基于已行驶距离和行驶方向对剩余作业面积进行估算，包括：
在智能割草机设有存储芯片，存储芯片中预存有作业区域的整体形状以及总体面积；
根据智能割草机的已行驶距离与智能割草机机身宽度的乘积计算得到已行驶面积；
基于智能割草机的行驶方向对已行驶面积进行微调，得到微调后已行驶面积与总体面积的差值即为剩余作业面积。
可选的，所述工作导航方法还包括：
如果估算面积不大于智能割草机剩余续航里程，则控制智能割草机基于接收到的围线信号继续进行割草作业。
可选的，所述工作导航方法还包括：
在进入围线工作模式后，每隔预设时长控制智能割草机在作业区域边界处停留，尝试接收GPS导航信号。
可选的，所述工作导航方法还包括：
在进入围线工作模式后，定时检测智能割草机中锂电池的电压值。
可选的，所述工作导航方法还包括：
如果电压值低于工作阈值，则控制智能割草机返回充电站。
可选的，所述工作导航方法还包括：
如果电压值低于报警阈值，则控制智能割草机在作业区域边界处停驶待机，并发出报警信号。
可选的，所述工作导航方法还包括：
如果智能割草机在行驶过程中，接收到的GPS导航信号强度高于导航阈值，则控制智能割草机按GPS导航信号继续行驶。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
通过对GPS导航信号强度进行判定，并在信号强度低于阈值后切换至基于围线信号导航的模式，从而能够根据当前作业区域内的导航信号强度，适应性的对导航方式进行切换，从而提高智能割草机在作业区域中定位的准确性。
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为本申请实施例提出的用于智能割草机的工作导航方法的流程图；
图2为本申请实施例提出的局部区域重复面积计算的示意图。
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
为了提升智能割草机在信号不佳的作业区域中导航的准确性，本申请提出了一种根据信号强度进行导航适应性切换的工作导航方法。如图1所示，包括：
11、定时接收对应作业区域的GPS导航信号；
12、当GPS导航信号强度低于导航阈值，则接收布置在作业区域中带电围线发出的围线信号；
13、基于围线信号确定智能割草机相对于作业区域的位置；
14、如果在作业区域内则触发智能割草机进入围线工作模式。
在实施中，当智能割草机在作业区域内进行割草作业时，需定时接收对应作业区域的GPS导航信号，并以能够进行准确导航的信号导航阈值为标准，对接收到的GPS导航信号强度进行判定，当GPS导航信号强度高于导航阈值，则控制智能割草机基于接收到的GPS导航信号结合惯性导航在作业区域执行割草操作；反之则接收布置在作业区域中带电围线发出的围线信号。
这里之所以接收围线信号，是因为与来自大气层外卫星发射的GPS信号不同，布置在作业区域中的带电围线周期性发射的电信号具有更强的抗干扰性。基于接收到的围线信号的频率、幅值不同，能够相对的判定智能割草机与作业区域边界线的相对距离以及处于作业区域内外的相对位置关系。因此这里在GPS导航信号不足以维持精确导航的情况下，适应性的切换至基于围线信号的导航方式，能够保证割草作业的准确性。
需要注意的是，这里的带电围线只是在GPS导航信号强度差、无法进行准确导航的前提下所使用的备选方案，因此无需在整个作业区域中或者整个作业区域边界线全部布置带电围线。典型的处理方式为，在进行割草作业前，可由人工或使用其他设备对作业区域中的GPS信号进行检测抽样，在信号质量较差的区域集中布置小块带电围线即可，这样一方面可以起到前述步骤中所述的辅助导航的作用，另一方面还能降低带电导线的布设成本。
倘若存在整个作业区域中GPS导航信号整体不好的极限情况，为了满足辅助导航需求，只能在整个作业区域边界或是作业关键区域均布设带电围线，此时也不再考虑节省成本的需求。
考虑到基于围线信号的导航无法保证导航的精确性，因此在进入围线工作模式后，还需要控制智能割草机基于已行驶距离和行驶方向对剩余作业面积进行估算，如果估算面积不大于智能割草机剩余续航里程，则控制智能割草机基于接收到的围线信号继续进行割草作业；如果估算面积大于智能割草机剩余续航里程，则控制智能割草机返回充电站，防止进行割草作业过程中因电量不足导致智能割草机无法移动的情况出现。
这里的剩余面积估算的前提为在智能割草机设有存储芯片，存储芯片中预存有作业区域的整体形状以及总体面积，在满足前述要求后，具体的估算步骤为：
21、根据智能割草机的已行驶距离与智能割草机机身宽度的乘积计算得到已行驶面积。为了便于路径规划，智能割草机在进行割草作业时的行驶路径基本是沿直线前进，因此智能割草机已行驶面积可简单换算为已行驶距离乘以智能割草机的机身宽度。
22、基于智能割草机的行驶方向对已行驶面积进行微调，得到微调后已行驶面积与总体面积的差值即为剩余作业面积。
考虑到智能割草机在行进过程中会不可避免的出现掉头、转弯的行为，因此还需要结合智能割草机的行驶方向对前一步计算得到的已行驶面积进行微调处理。如图2所示，智能割草机沿实线箭头方向行进，如果在出现掉头操作时依然按步骤21进行面积计算，会不可避免的出现重复计算的面积，从而降低剩余续航里程的计算精度。为了避免上述情况，需要在步骤21计算得到的已行驶面积中，减去因掉头重复计算的面积。
定义智能割草机机身宽度为W，
由于调头操作产生回转圆的面积为S＝πW2，
重合部分即阴影区域的面积为
即微调后的已行驶面积为根据已行驶距离与智能割草机机身宽度的乘积减去S`后的差值。
定义图2中智能割草机总行驶距离为L，
则图2中计算得到的基于已行驶距离乘以智能割草机的机身宽度的已行驶面积为S总＝WL，
减去重合部分得到微调后的已行驶面积
考虑到开放作业环境中GPS导航信号不可能被完全削弱，因此在进入围线工作模式后，每隔预设时长控制智能割草机在作业区域边界处停留，尝试接收GPS导航信号。这样一旦能够接收到GPS导航信号后便可以进行类似步骤12的判断，一旦GPS导航信号高于导航阈值，则控制智能割草机按GPS导航信号继续行驶。
另外，如果智能割草机是在割草作业图中才进入围线工作模式，这样一旦进入围线工作模式后，就无法保证智能割草机能够依靠精确的GPS导航信号返回充电站，为了尽可能延长智能割草机的工作时长，在进入围线工作模式后，定时检测智能割草机中锂电池的电压值。
在得到电压值后需要进行如下两类判断：
31、如果电压值低于工作阈值，则控制智能割草机返回充电站。
32、如果电压值低于报警阈值，则控制智能割草机在作业区域边界处停驶待机，并发出报警信号。
工作阈值是维持智能割草机能够安全工作并返回充电站的阈值，一旦电压值低于工作阈值，意味着智能割草机无法继续工作，出于安全考虑需立即返回充电站。而报警阈值是维持智能割草机能够移动的最低阈值，当电压值低于报警阈值后，智能割草机随时可能停止工作，因此出于安全考虑需立即停止工作，依靠围线信号行驶至最近的作业区域边界发射报警信号等待救援。
本申请提出了用于智能割草机的工作导航方法，包括定时接收对应作业区域的GPS导航信号；当GPS导航信号强度低于导航阈值，则接收布置在作业区域中带电围线发出的围线信号；基于围线信号确定智能割草机相对于作业区域的位置；如果在作业区域内则触发智能割草机进入围线工作模式。通过对GPS导航信号强度进行判定，并在信号强度低于阈值后切换至基于围线信号导航的模式，从而能够根据当前作业区域内的导航信号强度，适应性的对导航方式进行切换，从而提高智能割草机在作业区域中定位的准确性。
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.用于智能割草机的工作导航方法，其特征在于，所述工作导航方法，包括：
定时接收对应作业区域的GPS导航信号；
当GPS导航信号强度低于导航阈值，则接收布置在作业区域中带电围线发出的围线信号；
基于围线信号确定智能割草机相对于作业区域的位置；
如果在作业区域内则触发智能割草机进入围线工作模式。
2.根据权利要求1所述的用于智能割草机的工作导航方法，其特征在于，所述工作导航方法，包括：
当GPS导航信号强度高于导航阈值，则控制智能割草机基于接收到的GPS导航信号结合惯性导航在作业区域执行割草操作。
3.根据权利要求1所述的用于智能割草机的工作导航方法，其特征在于，所述工作导航方法还包括：
在进入围线工作模式后，控制智能割草机基于已行驶距离和行驶方向对剩余作业面积进行估算；
如果估算面积大于智能割草机剩余续航里程，则控制智能割草机返回充电站。
4.根据权利要求3所述的用于智能割草机的工作导航方法，其特征在于，所述控制智能割草机基于已行驶距离和行驶方向对剩余作业面积进行估算，包括：
在智能割草机设有存储芯片，存储芯片中预存有作业区域的整体形状以及总体面积；
根据智能割草机的已行驶距离与智能割草机机身宽度的乘积计算得到已行驶面积；
基于智能割草机的行驶方向对已行驶面积进行微调，得到微调后已行驶面积与总体面积的差值即为剩余作业面积。
5.根据权利要求3所述的用于智能割草机的工作导航方法，其特征在于，所述工作导航方法还包括：
如果估算面积不大于智能割草机剩余续航里程，则控制智能割草机基于接收到的围线信号继续进行割草作业。
6.根据权利要求1所述的用于智能割草机的工作导航方法，其特征在于，所述工作导航方法还包括：
在进入围线工作模式后，每隔预设时长控制智能割草机在作业区域边界处停留，尝试接收GPS导航信号。
7.根据权利要求1所述的用于智能割草机的工作导航方法，其特征在于，所述工作导航方法还包括：
在进入围线工作模式后，定时检测智能割草机中锂电池的电压值。
8.根据权利要求7所述的用于智能割草机的工作导航方法，其特征在于，所述工作导航方法还包括：
如果电压值低于工作阈值，则控制智能割草机返回充电站。
9.根据权利要求7所述的用于智能割草机的工作导航方法，其特征在于，所述工作导航方法还包括：
如果电压值低于报警阈值，则控制智能割草机在作业区域边界处停驶待机，并发出报警信号。
10.根据权利要求1至9任一项所述的用于智能割草机的工作导航方法，其特征在于，所述工作导航方法还包括：
如果智能割草机在行驶过程中，接收到的GPS导航信号强度高于导航阈值，则控制智能割草机按GPS导航信号继续行驶。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 314009 No. 150, Liuzhou Road, Yu Xin Town, Nanhu District, Zhejiang, Jiaxing Applicant after: ZHEJIANG YAT ELECTRICAL APPLIANCE Co.,Ltd. Address before: Jiaxing City, Zhejiang province 314009 Nanhu District Yu Xin Zhen Industrial Zone North Water Road No. 1 Applicant before: ZHEJIANG YAT ELECTRICAL APPLIANCE Co.,Ltd. |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200110 |