CN111132006A - 自行走设备的定位方法、系统及服务器 - Google Patents

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黄玉刚
宋永兵
周国扬
刘楷
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Abstract

一种自行走设备的定位方法、系统及服务器。本发明通过设置服务器，利用该服务器接收多个自行走设备及基站所发送的包含定位数据的数据包，根据各所述数据包分别进行解算而得到分别对应各自行走设备及基站的位置信息，分别向各自行走设备及基站回传其对应的位置信息实现对自行走设备相对其基站坐标的定位。本发明能够通过有线通讯网络或无线通讯网络，由一个服务器为多个基站和多个自行走设备提供基于RTK技术的定位，能够从硬件成本上大幅降低成本，方便用户安装使用，并且能够提高自行走设备定位精度。

Description

自行走设备的定位方法、系统及服务器
技术领域
本发明涉及花园工具领域，具体而言涉及一种自行走设备的定位方法、系统及服务器。
背景技术
现有技术中，对自行走设备，如割草机器人的定位，可以通过自建 GPS-RTK 基站或者利用 RTK定位服务技术实现定位。
但是，现有的自行走设备需要付出高昂成本才能够实现其定位。对于自建 GPS-RTK 基站实现定位的方式，现有的基站只能够为其配套的机器人提供定位。也就是说，用户使用这种方式对其自行走设备进行定位时，至少需要配套有一个GPS-RTK 基站，还需要配套一台RTK解算设备。但是，现有的RTK解算设备价格昂贵，用户完整购买一套设备成本过高。
而对于利用 RTK定位服务技术实现定位的系统而言，RTK定位服务需要按年或月缴纳服务费。这也给用户带来了额外的开支。
因此，目前需要一种成本更低的自行走设备定位方式。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种自行走设备的定位方法、系统及服务器，其能够通过服务器，对多个自行走设备进行定位，能够降低自行走设备定位所需的硬件成本。本发明具体采用如下技术方案。
首先，为实现上述目的，提出一种自行走设备的定位方法，其步骤包括：基站以及自行走设备分别接收各自的定位信号，分别获得各自的定位数据；所述基站以及自行走设备分别将各自的定位数据发送至服务器；自行走设备接收所述服务器根据定位数据进行解算所得到的自行走设备的精确位置信息。
可选的，上述自行走设备的定位方法，其中，所述定位数据包括卫星定位数据，所述基站以及所述自行走设备分别将其对应的定位数据打包为RTCM数据，分别将打包后的RTCM数据发送至所述服务器。
可选的，上述自行走设备的定位方法，其中，所述服务器根据所述基站和自行走设备打包后的RTCM数据进行解算，得到自行走设备的精确位置信息，将所述自行走设备的精确位置信息回传至对应的自行走设备。
同时，本发明还提供一种自行走设备的定位系统，其包括：基站，用于接收定位信号，获得该基站所对应的定位数据，将所述定位数据发送至服务器；自行走设备，用于接收定位信号，获得该自行走设备所对应的定位数据，将该自行走设备所对应的定位数据发送至服务器；服务器，用于接收所述基站的定位数据以及所述自行走设备的定位数据，根据定位数据分别进行解算得到对应的精确位置信息，回传各自行走设备所对应的精确位置信息至对应的自行走设备。
可选的，上述自行走设备的定位系统，其中，所述服务器接收多个基站的定位数据以及各基站所对应的各自行走设备的定位数据，解算获得各自行走设备的精确位置信息，分别将所述自行走设备的精确位置信息回传至对应的自行走设备。
可选的，上述自行走设备的定位系统，其中所述服务器与所述基站分别设置有各自的有线通讯单元和/或无线通讯单元，所述服务器与所述基站之间分别由各自的有线通讯单元和/或无线通讯单元连接，通过有线通讯和/或无线通讯进行交互。
可选的，上述自行走设备的定位系统，其中，所述自行走设备设置有无线通讯模块，所述服务器与所述自行走设备之间由所述无线通讯单元以及所述无线通讯模块连接，通过无线通讯进行打包后的数据以及精确位置信息的交互。
可选的，上述自行走设备的定位系统，其中，所述基站以及所述自行走设备还分别设置有各自的GPS接收单元和RTCM数据包处理单元；所述GPS接收单元用于接收GPS定位信号，根据所述GPS定位信号获得该基站或自行走设备所对应的卫星定位数据；所述RTCM数据包处理单元用于将所述卫星定位数据打包为RTCM数据包，向所述有线通讯单元、无线通讯单元或无线通讯模块输出所述RTCM数据包，所述RTCM数据包供所述有线通讯单元、无线通讯单元或无线通讯模块发送至所述服务器。
本发明还同时提供一种服务器，其连接有自行走设备及基站。所述服务器，包括有线通讯单元和/或无线通讯单元，还包括RTK算法解算单元；所述有线通讯单元和/或无线通讯单元，用于接收各所述自行走设备和/或基站所发送的定位数据；所述RTK算法解算单元，用于根据所述定位数据分别进行解算得到各所述自行走设备所对应的精确位置信息；所述有线通讯单元和/或无线通讯单元，还用于分别回传所述精确位置信息至其所对应的自行走设备。
可选的，上述服务器，其中，所述定位数据包括：根据卫星定位数据打包后的RTCM数据包。
有益效果
本发明通过设置服务器，利用该服务器接收多个自行走设备及基站所发送的包含定位数据的数据包，根据各所述数据包分别进行解算而得到分别对应各自行走设备及基站的精确位置信息，分别向各自行走设备及基站回传其对应的精确位置信息实现对自行走设备相对其基站坐标的定位。本发明能够通过有线通讯网络或无线通讯网络，由一个服务器为多个基站和多个自行走设备提供基于RTK技术的定位，能够从硬件成本上大幅降低成本，方便用户安装使用。并且同时，本发明的服务器能够为用户提供成本低廉的RTK位置解算服务，能够满足局部区域内自行走设备的高精度定位需求，有效的提高自行走设备定位精度。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明中自行走设备返回基站的示意图；
图2是本发明中自行走设备的示意框图；
图3是本发明中基站的示意图；
图4是本发明中服务器的示意图；
图5是本发明中服务器的工作过程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
自行走设备，包括智能割草机。其内部设置有控制单元，用于根据运行状况相应的输出驱动信号，驱动自行走设备的行走轮运转，控制所述自行走设备在工作区域实现作业、避障或返回至基站。
因此，自行走设备正确工作需要依赖于对其位置的计算，只有准确实时掌握自行走设备的精确位置信息，或者其相对于基站的精确位置信息，才能够实现随其驱动状态的准确控制，实现自行走作业。
因而，本发明提供图1所示的一种自行走设备的定位系统，其包括：
基站，参考图3所示，用于接收定位信号，获得该基站所对应的定位数据，打包该基站所对应的定位数据，将打包后的数据发送至服务器；
自行走设备，参考图2所示，用于接收定位信号，获得该自行走设备所对应的定位数据，打包该自行走设备所对应的定位数据，将打包后的数据发送至服务器；
服务器，参考图4所示，用于接收所述基站打包后的数据以及所述自行走设备打包后的数据，根据所述打包后的数据分别进行解算得到对应的精确位置信息，分别回传所述精确位置信息至对应的自行走设备。
其中，为实现对定位信号的接收，所述基站以及所述自行走设备还分别设置有各自的GPS接收单元。所述GPS接收单元包括有GPS天线以及与之相连的GPS信号接收器，用于接收GPS定位信号，然后根据所述GPS定位信号获得该基站或自行走设备所对应的定位数据。
然后，所述基站或所述自行走设备分别将所述的定位数据打包为RTCM数据，分别将打包后的RTCM数据发送至所述服务器。其中，所述RTCM数据分别由所述基站或所述自行走设备自身的RTCM数据包处理单元或其连接的RTCM数据包处理单元进行打包和发送。所述RTCM数据包处理单元用于将所述定位数据打包为RTCM数据包，通过有线或无线的方式输出所述RTCM数据包，然后将所述RTCM数据包通过相应的有线通讯单元、无线通讯单元或无线通讯模块发送至所述服务器。
最后，由所述服务器接收各所述自行走设备和/或基站所发送的打包后的数据，然后根据所述打包后的RTCM数据包中的数据分别进行解算得到所述自行走设备所对应的精确位置信息，分别回传各所述精确位置信息至其所对应的自行走设备。
为实现上述基站、自行走设备与所述服务器之间的数据交互，将基站以及自行走设备的数据包发送至服务器，接收服务器回传的精确位置信息，本发明中，还在所述服务器与所述基站分别设置有各自的有线通讯单元和/或无线通讯单元，所述服务器与所述基站之间分别由各自的有线通讯单元和/或无线通讯单元连接，通过有线通讯和/或无线通讯进行打包后的数据以及精确位置信息的交互；还可以在所述自行走设备设置有无线通讯模块，所述服务器与所述自行走设备之间由所述无线通讯单元以及所述无线通讯模块连接，或者也可以将自行走设备的数据包和地址信息通过其对应的基站或其他设备的转发实现与服务器的连接，通过无线通讯进行打包后的数据以及精确位置信息的交互
其中，所述服务器进行RTK（Real - time kinematic，实时动态）载波相位差分技术）位置解算服务的流程包括：
接收基站数据包。该数据包由基站中的控制器将GPS信号接收器采集到的GPS信号数据通过RTK数据包处理单元的编辑，按照RTK技术通用的标准数据格式生成RTCM数据包，并通过无线通信网络或有线通信的方式将该数据包发送到RTK位置解算服务器。
接收自行走设备的数据包。该数据包由自行走设备，或者也可以由其所属记基站的控制器将GPS信号接收器采集到的GPS信号数据编辑成RTCM数据包，并通过无线通信网络将该数据包发送到RTK位置解算服务器。
RTK位置解算服务器以基站控制器的RTCM数据包作为位置基准数据，通过无线通信网络获取各个自行走设备的RTCM数据包。RTK位置解算服务器将自行走设备的RTCM数据包同基站的基准数据一起进行RTK解算，获取自行走设备的精确位置信息，RTK位置解算服务器将该精确位置信息实时通过无线网络回传到自行走设备，自行走设备获取精确位置信息后进行相应的导航控制和应用。
本发明通过无线或无线通讯与有线通讯相结合的方式，将自行走设备或基站的GPS定位数据通过RTCM数据包的形式传输至统一的服务器。从而在统一的一台或若干对应的服务器上，对该数据包进行RTK解算。这样，多组由基站与自行走设备所组成的智能割草系统能够共用一个服务器实现定位。其中，一个服务器可对应一个或多个基站，一个基站可对应一个或多个割草机。
本发明中，基站和自行走设备，其自身只需要采集GPS信号，打包成RTCM数据包并传输给RTK解算设备，就能够自动从RTK解算设备获得解算的结果，即获得自行走设备的精确位置信息。
在一些实现方式下，本发明中的基站与所述的服务器可以取决于场地或安装情景的GPS信号和安装条件，合成一体设置或分立设置。合成一体时，两者之间可采用有线通信方式，分立时可以选择无线网络通信或有线通信。
以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自行走设备的定位方法，其特征在于，步骤包括：
基站以及自行走设备分别接收各自的定位信号，分别获得各自的定位数据；
所述基站以及自行走设备分别将各自的定位数据发送至服务器；
自行走设备接收所述服务器根据定位数据进行解算所得到的自行走设备的精确位置信息。
2.如权利要求1所述的自行走设备的定位方法，其特征在于，所述定位数据包括卫星定位数据，所述基站以及所述自行走设备分别将其对应的卫星定位数据打包为RTCM数据，分别将打包后的RTCM数据发送至所述服务器。
3.如权利要求2所述的自行走设备的定位方法，其特征在于，所述服务器根据所述基站和自行走设备打包后的RTCM数据进行解算，得到自行走设备的精确位置信息，将所述自行走设备的精确位置信息回传至对应的自行走设备。
4.一种自行走设备的定位系统，其特征在于，包括：
基站，用于接收定位信号，获得该基站所对应的定位数据，将所述定位数据发送至服务器；
自行走设备，用于接收定位信号，获得该自行走设备所对应的定位数据，将该自行走设备所对应的定位数据发送至服务器；
服务器，用于接收所述基站的定位数据以及所述自行走设备的定位数据，根据定位数据分别进行解算得到对应的精确位置信息，回传各自行走设备所对应的精确位置信息至对应的自行走设备。
5.如权利要求4所述的自行走设备的定位系统，其特征在于，所述服务器接收多个基站的定位数据以及各基站所对应的各自行走设备的定位数据，解算获得各自行走设备的精确位置信息，分别将所述自行走设备的精确位置信息回传至对应的自行走设备。
6.如权利要求5所述的自行走设备的定位系统，其特征在于所述服务器与所述基站分别设置有各自的有线通讯单元和/或无线通讯单元，所述服务器与所述基站之间分别由各自的有线通讯单元和/或无线通讯单元连接，通过有线通讯和/或无线通讯进行交互。
7.如权利要求6所述的自行走设备的定位系统，其特征在于，所述自行走设备设置有无线通讯模块，所述服务器与所述自行走设备之间由所述无线通讯单元以及所述无线通讯模块连接，通过无线通讯进行打包后的数据以及精确位置信息的交互。
8.如权利要求5-7所述的自行走设备的定位系统，其特征在于，所述基站以及所述自行走设备还分别设置有各自的GPS接收单元和RTCM数据包处理单元；
所述GPS接收单元用于接收GPS定位信号，根据所述GPS定位信号获得该基站或自行走设备所对应的卫星定位数据；
所述RTCM数据包处理单元用于将所述卫星定位数据打包为RTCM数据包，向所述有线通讯单元、无线通讯单元或无线通讯模块输出所述RTCM数据包，所述RTCM数据包供所述有线通讯单元、无线通讯单元或无线通讯模块发送至所述服务器。
9.一种服务器，其特征在于，其连接有自行走设备及基站；
所述服务器，包括有线通讯单元和/或无线通讯单元，还包括RTK算法解算单元；
所述有线通讯单元和/或无线通讯单元，用于接收各所述自行走设备和/或基站所发送的定位数据，
所述RTK算法解算单元，用于根据所述定位数据分别进行解算得到各所述自行走设备所对应的精确位置信息；
所述有线通讯单元和/或无线通讯单元，还用于分别回传所述精确位置信息至其所对应的自行走设备。
10.如权利要求9所述的服务器，其特征在于，所述定位数据包括：根据卫星定位数据打包后的RTCM数据包。
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