CN110972679A - 一种uwb定位的割草机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种UWB定位的割草机器人，属于割草机器人领域。该UWB定位的割草机器人由割草机器人本体和UWB定位系统组成，UWB定位系统包括UWB定位标签、UWB定位基站和UWB辅助定位基站，UWB定位标签布置在割草机器人本体上，UWB定位基站和UWB辅助定位基站设置在割草区域中；UWB定位标签与UWB定位基站和UWB辅助定位基站进行通信，实现割草机器人的定位和远程控制。本发明的UWB定位的割草机器人工作时，无需人工预埋金属边界线，节约人工成本，灵活性、可靠性和稳定性高。

Description

一种UWB定位的割草机器人
技术领域
本发明属于割草机器人领域，具体涉及一种UWB定位的割草机器人。
背景技术
随着人工智能的发展，越来越多的机器人被用在生产生活的方方面面。割草机器人用于草地的修剪维护工作中，可以减轻人力，提高效率。我国在割草机器人领域的研究开发相对滞后，整体水平不高，当前的割草机器人一般由机身、行走机构、切割机构、控制系统所组成，在工作前需要预埋边界线，割草机器人通过使用电磁传感器检测边界线上电流信号强弱来判断与边界间距离，基于单片机的控制器控制两台步进电机的来调整控制割草机的行走路径。在割草区域预埋边界线，需要人工安装、安装繁琐、工作量比较大，且边界线易损坏。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种UWB定位的割草机器人，不需要在割草区域预埋边界线，节省人力。
为了实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案。
一种UWB定位的割草机器人，包括割草机器人本体和UWB定位系统，割草机器人本体和UWB定位系统进行通信，实现割草机器人的远程控制。
上述技术方案中，所述UWB定位系统包括UWB定位标签、UWB定位基站和UWB辅助定位基站，UWB定位基站和UWB辅助定位基站均设置在割草区域中。
上述技术方案中，所述UWB辅助定位基站包括第一UWB辅助定位基站和第二UWB辅助定位基站。
上述技术方案中，所述割草机器人本体上布置UWB定位标签，UWB定位标签与UWB定位基站和UWB辅助定位基站进行通信。
上述技术方案中，所述UWB定位标签包括第一UWB定位标签和第二UWB定位标签，第一UWB定位标签布置在机身沿前进方向的后部中间位置，第二UWB定位标签布置在机身沿前进方向的前部中间位置。
上述技术方案中，所述第一UWB定位标签位于第二UWB定位标签的正后方，第一UWB定位标签和第二UWB定位标签中线的连线始终为机身的中轴线。
上述技术方案中，所述第一UWB定位标签和第二UWB定位标签的安装高度一致。
本发明的有益效果为：本发明采用UWB定位系统，无需人工预埋金属边界线，省时省力。如果割草区域有变化，也可以方便的调整割草区域地图，不需要挖地重新布线。不会存在因为边界金属线的损坏而导致割草机器人跑出割草区域或无法工作情况，稳定性与可靠性大幅度提高。
附图说明
图1为本发明一种UWB定位的割草机器人的结构示意图；
图2为本发明确定割草机器人机身位置示意图。
其中：1-机身；2-行走电机；3-减速器；4-主动轮；5-割草电机；6-割刀；7-UWB定位标签；7a-第一UWB定位标签；7b-第二UWB定位标签；8-驱动器；9-充电对接器；10-控制器；11-电池；12-充电定位站；13-UWB定位基站；14-充电系统；15-UWB辅助定位基站；15a-第一UWB辅助定位基站；15b-第二UWB定位标签。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但是本发明的保护范围并不限于此。
如图1所示，本发明一种UWB定位的割草机器人包括：割草机器人本体和UWB定位系统，UWB定位系统包括UWB定位标签7、UWB定位基站13和UWB辅助定位基站15，UWB定位基站13和充电系统14构成充电定位站12，所述UWB辅助定位基站15包括第一UWB辅助定位基站15a和第二UWB辅助定位基站15b。
所述割草机器人本体包括机身1、行走电机2、减速器3、主动轮4、割草电机5、割刀6、UWB定位标签7、驱动器8、充电对接器9、控制器10和电池11，UWB定位标签7包括第一UWB定位标签7a和第二UWB定位标签7b。行走电机2与减速器3固定连接，减速器3与主动轮4固定连接，本实施例中主动轮4为四个，分别布置在机身1沿割草机器人的前进方向的左前方、右前方、左后方和右后方。机身1下部中间位置设有割草电机5，割草电机5与割刀6固连。机身1上部中间位置布置有驱动器8、控制器10和电池11。行走电机2和割草电机5均与驱动器8相连，驱动器8与控制器10信号连接。控制器10通过驱动器8向行走电机2提供放大的PWM控制信号，行走电机2通过减速器3控制主动轮4的驱动和制动。控制器10通过驱动器8给割草电机5提供控制信号，割草电机5控制割刀6动作。
机身1的正前方布置有充电对接器9，充电对接器9与电池11通过导线连接。充电对接器9可与充电定位站12中的充电系统14连接，为电池9充电。电池11与控制器10、行走电机2和割草电机5导线连接。UWB定位标签7与UWB定位基站13和UWB辅助定位基站15进行通信。
机身1后部中间位置布置有第一UWB定位标签7a，机身1前部中间布置有第二UWB定位标签7b；第一UWB定位标签7a位于第二UWB定位标签7b的正后方，第一UWB定位标签7a和第二UWB定位标签7b中线的连线始终为机身1的中轴线，第一UWB定位标签7a和第二UWB定位标签7b的安装高度一致。
第一UWB辅助定位基站15a、第二UWB辅助定位基站15b、UWB定位基站13都是固定安装在割草区域内。充电系统14固定安装在割草区域边界，能够给割草机器人提供自动充电服务，充电系统14周围设有雨棚，能在下雨时存放割草机器人。
第一UWB定位标签7a与控制器10连接，向控制器10提供第一UWB定位标签7a到UWB定位基站13的距离、第一UWB定位标签7a到第一UWB辅助定位基站15a的距离、第一UWB定位标签7a到第二UWB辅助定位基站15b的距离。第二UWB定位标签7b与主控单元连接，向控制器10提供第二UWB定位标签7b到UWB定位基站13的距离、第二UWB定位标签7b到第一UWB辅助定位基站15a的距离、第二UWB定位标签7b到第二UWB辅助定位基站15b的距离。如图2所示，控制器10由UWB定位标签到UWB定位基站、UWB辅助定位基站的距离，以定位基站的位置为圆点，定位标签到定位基站的距离为半径，画三个圆，三个圆的交点就是UWB定位标签的坐标，再由两个UWB定位标签的中点确定机身1的相对位置，并通过WIFI无线传输模块发送给控制总站，实现割草机器人行走的远程控制。
上面结合附图对本发明进行了详细性描述，显然本发明并不受上述方式限制，只要采取本发明方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种UWB定位的割草机器人，其特征在于：包括割草机器人本体和UWB定位系统，割草机器人本体和UWB定位系统进行通信，实现割草机器人的远程控制。
2.根据权利要求1所述的UWB定位的割草机器人，其特征在于：所述UWB定位系统包括UWB定位标签、UWB定位基站和UWB辅助定位基站，UWB定位基站和UWB辅助定位基站均设置在割草区域中。
3.根据权利要求2所述的UWB定位的割草机器人，其特征在于：所述UWB辅助定位基站包括第一UWB辅助定位基站和第二UWB辅助定位基站。
4.根据权利要求1-3所述的UWB定位的割草机器人，其特征在于：所述UWB定位标签布置在割草机器人本体上，UWB定位标签与UWB定位基站和UWB辅助定位基站进行通信。
5.根据权利要求4所述的UWB定位的割草机器人，其特征在于：所述UWB定位标签包括第一UWB定位标签和第二UWB定位标签，第一UWB定位标签布置在机身沿前进方向的后部中间位置，第二UWB定位标签布置在机身沿前进方向的前部中间位置。
6.根据权利要求5所述的UWB定位的割草机器人，其特征在于：所述第一UWB定位标签位于第二UWB定位标签的正后方，第一UWB定位标签和第二UWB定位标签中线的连线始终为机身的中轴线。
7.根据权利要求6所述的UWB定位的割草机器人，其特征在于：所述第一UWB定位标签和第二UWB定位标签的安装高度一致。
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