CN111506055A - 行走机器人及其转向控制方法、控制系统以及行走机器人工作系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种行走机器人，用于在由界限所限定的工作范围内行走并工作，包括：机体；行走模块，安装于机体，所述行走模块带动行走机器人行走和转向，行走模块包括轮组和驱动轮组行走的驱动马达；界限侦测模块，安装于机体，侦测行走机器人和界限之间的位置关系；能量模块，安装于机体，为行走机器人提供能量；控制模块，与行走模块和界限侦测模块电性连接；行走机器人沿第一行进路径驶向界限并到达预设相对位置关系后转向以沿第二行进路径行进，在行走机器人到达所述预设相对位置关系时，控制模块控制行走模块沿预设曲线路径后退转向，使得转向完成后，沿第二行进路径行进。本发明还涉及行走机器人工作系统以及行走机器人的转向控制方法。

Description

行走机器人及其转向控制方法、控制系统以及行走机器人工 作系统

技术领域

本发明涉及智能控制领域，尤其涉及一种行走机器人及其转向控制方法、控制系统以及行走机器人工作系统。

背景技术

随着科学技术的不断进步，各种自动工作设备已经开始慢慢的走进人们的生活，例如：自动吸尘机器人、自动割草机器人等。这种自动工作设备具有行走装置、工作装置及自动控制装置，从而使得自动工作设备能够脱离人们的操作，在一定范围内自动行走并执行工作，在自动工作设备的储能装置能量不足时，其能够自动返回充电站装置进行充电，然后继续工作。

以自动工作设备为割草机器人为例进行说明，割草机器人在工作过程中，用电子边界围住草坪四周及草坪内假山、喷泉等障碍物，在电子边界内的草坪上进行随机割草作业，以将用户从体力劳动中解放出来，并且由于其价格低廉而得到广泛使用。

现有技术中，随机割草是割草机器人低成本的一个主要方式。即机器人在圈定范围如电子边界内向前运动，直到遇到障碍物或边界时，旋转一个随机角度，然后继续向前运动直到又遇到障碍物或边界，再做相同处理，如此循环。具体实施时，如果用接触式探测障碍物时，均需向后退，然后再旋转一个随机角度继续前行。而遇到边界时，目前主要有两种方式：a.先停止并沿前行的方向后退(后退距离可能为零)，然后再旋转一个随机角度后继续前行；b.不后退，沿前行方向走弧线，在机器人方向与原方向到达随机角度时，直接继续前行。前者的好处是，可以快速回到随机旋转的状态，障碍物和边界处理方式一样，但是需要原地旋转，对草坪维护不利。后者的好处是，一直向前运行，不用停机，效率高。但在只有电子边界而没有全局定位的状况下，特别是在具体实施时为了保证系统稳健和简便性将边界信号只作为界内界外开关信号时，容易引起误判或者需要对边界外无障碍物有一定范围要求，而且接触式探测的障碍物和边界需要不同处理方法。

另一方面，由于随机遍历作业的方法以及草坪的复杂多样，特别是如带有狭窄通道的草坪，割草机器人随机进入狭窄通道的概率小，从而导致草坪有些地方的草长期没有被割掉，需要人工清除。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种适用于各种工作区域情况的行走机器人。

本发明的另一目的在于提供一种适用于各种工作区域情况的行走机器人工作系统。

本发明的又一目的在于提供一种适用于各种工作区域情况的行走机器人的转向控制方法。

本发明的再一目的在于提供一种适用于各种工作区域情况的行走机器人的控制系统。

为了实现上述发明目的之一，本发明提供了一种用于在由界限所限定的工作范围内行走并工作，包括：机体；行走模块，安装于机体，所述行走模块带动行走机器人行走和转向，行走模块包括轮组和驱动轮组行走的驱动马达；界限侦测模块，安装于机体，侦测行走机器人和界限之间的位置关系；能量模块，安装于机体，为行走机器人提供能量；控制模块，与行走模块和界限侦测模块电性连接；行走机器人沿第一行进路径驶向界限并到达预设相对位置关系后转向以沿第二行进路径行进，在行走机器人到达所述预设相对位置关系时，控制模块控制行走模块沿预设曲线路径后退转向，使得转向完成后，沿第二行进路径行进。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述行走机器人具有中轴线，中轴线将行走机器人分为两侧，分别为左侧和右侧，在到达所述预设相对位置关系时，若左侧更接近界限，则行走机器人逆时针后退转向；若右侧更接近界限，则行走机器人顺时针后退转向。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述机体具有纵向的中轴线，机体被所述中轴线分为两侧，分别为左侧和右侧，所述界限侦测模块包括分别位于左侧和右侧的边界感应元件，在所述预设曲线路径上，所述行走机器人的两个位置检测到的左侧和右侧到所述界限的距离相等，并且在该两个位置上所述行走机器人的朝向相反。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述预设曲线路径包括至少一段圆弧路径。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述至少一段圆弧路径的圆心角大于180度。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述第一行进路径和第二行进路径具有第一夹角，所述第一夹角与所述至少一段圆弧路径的圆心角的和等于360度。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述第一行进路径与所述界限之间的夹角小于75度。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，设定所述左侧和右侧中的一个到达所述预设相对位置关系时，所述左侧和右侧中的一个到所述界限的距离为第一阈值，所述行走机器人处于朝向所述界限的第一姿态；在所述预设曲线路径上，当左侧和右侧中的另一个到所述界限的距离达到第二阈值，并且所述行走机器人处于背向所述界限的第二姿态，所述行走机器人即沿所述第二行进路径行走。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述第一行进路径和第二行进路径具有第一夹角，所述第一夹角与所述预设曲线路径后退转过圆心角的和大于或者小于360度。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述第二阈值等于所述行走机器人的机身长度。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述第一行进路径与所述界限之间的夹角大于等于75度。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述第二阈值大于所述第一阈值或所述第一阈值与第二阈值相等。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述机体具有纵向的中轴线，机体被所述中轴线分为两侧，分别为左侧和右侧，所述界限侦测模块包括分别位于左侧和右侧的边界感应元件，在到达所述预设相对位置关系时，若左侧和右侧同样接近界限，所述行走机器人随机地向两侧或固定向一侧沿预设曲线路径后退转向。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述行走机器人沿预设曲线路径转过的圆心角为钝角。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，设定到达所述预设相对位置关系时，所述左侧和右侧到所述界限的距离为第一阈值，所述行走机器人处于朝向所述界限的第一姿态；在所述预设曲线路径上，当左侧和右侧中的一个到所述界限的距离达到第二阈值，并且所述行走机器人处于背向所述界限的第二姿态，所述行走机器人即沿所述第二行进路径行走，所述第二阈值大于所述第一阈值。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述行走机器人为自动割草机，所述自动割草机包括位于机体下方的切割组件和驱动该切割组件进行切割的切割马达，所述切割马达与所述控制模块电性连接，所述行走模块沿预设曲线路径后退转向时，所述控制模块控制所述切割马达停机。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述行走机器人包括工作模式和狭窄通道模式，工作模式，所述第一行进路径与第二行进路径呈角度；狭窄通道模式，所述第一行进路径与第二行进路径平行。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，工作模式下所述预设曲线路径包括一段圆弧路径；狭窄通道模式下所述预设曲线路径包括两段圆弧路径，两段圆弧路径的圆心分别位于所述预设曲线路径的两侧。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述两段圆弧路径的圆心角相等。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，狭窄通道模式时，所述行走机器人沿预设曲线路径后退转向后并且沿第二行进路径行进前，所述行走机器人沿第二行进路径后退到达预设相对位置关系后沿第二行进路径行进。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述行走机器人为自动割草机，还包括位于机体下方的切割组件和驱动该切割组件进行切割的切割马达，所述第一行进路径与第二行进路径之间的间距小于等于所述切割组件直径。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述行走机器人包括狭窄通道通过模式和狭窄通道工作模式，所述机体上安装有地面状况传感器，当进入狭窄区域后，根据地面状况传感器的信号执行狭窄区域通过模式或狭窄区域工作模式，当所述行走机器人执行狭窄区域通过模式，所述行走机器人在狭窄区域内的行走路径包括至少一段平行于所述狭窄区域的界限或者沿着所述狭窄区域的界限的路径。

为了实现上述发明目的另一，本发明提供一种机器人工作系统，包括：界限，用于限定机器人工作系统的工作范围，还包括前述任一实施方式所述的行走机器人。

为了实现上述发明目的另一，本发明提供一种行走机器人的转向控制方法，包括以下步骤：

行走机器人沿第一行进路径驶向界限；

行走机器人监测自身和界限之间的关系；

当行走机器人和界限之间达到预设相对位置关系时，行走机器人沿预设曲线路径后退转向，然后沿第二行进路径行进。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述行走机器人具有中轴线，中轴线将行走机器人分为两侧，分别为左侧和右侧，所述转向控制方法中在达到所述预设相对位置关系时，若左侧更接近界限，则行走机器人逆时针后退转向；若右侧更接近界限，则行走机器人顺时针后退转向。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述行走机器人具有中轴线，中轴线将行走机器人分为两侧，分别为左侧和右侧，在所述转向控制方法中行走机器人沿预设曲线路径后退转向的过程中，两个位置检测到的左侧和右侧到所述界限的距离相等，并且在该两个位置上所述行走机器人的朝向相反。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述预设曲线路径包括至少一段圆弧路径。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述至少一段圆弧路径的圆心角大于180度。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述第一行进路径和第二行进路径具有第一夹角，所述第一夹角与所述预设曲线路径后退转过的圆心角的和等于360度。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述第一行进路径与所述界限之间的夹角小于75度。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，在所述转向控制方法中行走机器人沿预设曲线路径后退转向的过程中，设定所述左侧和右侧中的一个到达所述预设相对位置关系时，所述左侧和右侧中的一个到所述界限的距离为第一阈值，所述行走机器人处于朝向所述界限的第一姿态；当左侧和右侧中的另一个到所述界限的距离达到第二阈值，并且所述行走机器人处于背向所述界限的第二姿态，所述行走机器人即沿所述第二行进路径行走。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述第一行进路径和第二行进路径具有第一夹角，所述第一夹角与所述至少一段圆弧路径的圆心角的和大于或者小于360度。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述第二阈值等于所述行走机器人的机身长度。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述第一行进路径与所述界限之间的夹角大于等于75度。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述第二阈值大于所述第一阈值或所述第一阈值与第二阈值相等。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述行走机器人具有纵向的中轴线，行走机器人被所述中轴线分为两侧，分别为左侧和右侧，所述界限侦测模块包括分别位于左侧和右侧的边界感应元件，所述转向控制方法中在达到所述预设的位置关系时，若左侧和右侧同样接近界限，所述行走机器人随机地向两侧或固定向一侧沿预设曲线路径后退转向。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述行走机器人沿预设曲线路径转过的圆心角为钝角。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，在到达所述预设相对位置关系时，所述左侧和右侧到所述界限的距离为第一阈值，所述行走机器人处于朝向所述界限的第一姿态；在所述预设曲线路径上，当左侧和右侧中的一个到所述界限的距离达到第二阈值，并且所述行走机器人处于背向所述界限的第二姿态，所述行走机器人即沿所述第二行进路径行走，所述第二阈值大于所述第一阈值。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述行走机器人为自动割草机，还包括位于其下方的切割组件和驱动该切割组件进行切割的切割马达，所述切割马达与所述控制模块电性连接，所述转向控制方法还包括以下步骤：所述行走模块沿预设曲线路径后退转向时，所述控制模块控制所述切割马达停机。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述行走机器人包括工作模式和狭窄通道模式，所述转向控制方法还包括在工作模式时使第一行进路径与第二行进路径呈角度；在狭窄通道模式时使所述第一行进路径与第二行进路径平行。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，工作模式下所述预设曲线路径包括一段圆弧路径；狭窄通道模式下所述预设曲线路径包括两段圆弧路径，两段圆弧路径的圆心分别位于所述预设曲线路径的两侧。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，两段圆弧路径的圆心角相等。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，在狭窄通道模式时使所述第一行进路径与第二行进路径平行包括所述行走机器人沿沿预设曲线路径后退转向后并且沿第二行进路径行进前，所述行走机器人沿第二行进路径后退到达预设相对位置关系后再沿第二行进路径行进。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述行走机器人为自动割草机，还包括位于其下方的切割组件和驱动该切割组件进行切割的切割马达，所述转向控制方法还包括使所述第一行进路径与第二行进路径之间的间距小于等于所述切割组件的直径。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述行走机器人还包括狭窄通道通过模式和狭窄通道工作模式，所述行走机器人上安装有地面状况传感器，所述转向控制方法还包括当进入狭窄区域后，根据地面状况传感器的信号执行狭窄区域通过模式或狭窄区域工作模式，当所述行走机器人执行狭窄区域通过模式，所述行走机器在狭窄区域内的行走路径包括至少一段平行于所述狭窄区域的界限或者沿着所述狭窄区域的界限的路径。

为了实现上述发明目的另一，本发明提供一种行走机器人的控制系统，所述控制系统包括：

配置模块，用于提供一行走机器人所在工作区域的界限形成的闭合回路；

界限侦测模块，用以侦测行走机器人和界限之间的位置关系；

控制处理模块，用于控制行走机器人沿沿第一行进路径驶向界限，根据行走机器人和界限之间达到预设相对位置关系时，控制行走机器人沿预设曲线路径后退转向，然后沿第二行进路径行进。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述界限侦测模块包括分别位于行走机器人两侧的左侧界限侦测传感器和右侧界限侦测传感器，在达到所述预设相对位置关系时，若左侧界限侦测传感器更接近界限，则控制行走机器人逆时针后退转向；若右侧界限侦测传感器更接近界限，则控制行走机器人顺时针后退转向。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述界限侦测模块包括分别位于行走机器人两侧的左侧界限侦测传感器和右侧界限侦测传感器，在行走机器人沿预设曲线路径后退转向的过程中，两个位置检测到的左侧界限侦测传感器和右侧界限侦测传感器到所述界限的距离相等，并且在该两个位置上所述行走机器人的朝向相反。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述预设曲线路径包括至少一段圆弧路径。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，在所述行走机器人沿预设曲线路径后退转向的过程中，设定所述左侧界限侦测传感器和右侧界限侦测传感器中的一个到达所述预设相对位置关系时，所述左侧界限侦测传感器和右侧界限侦测传感器中的一个到所述界限的距离为第一阈值，所述行走机器人处于朝向所述界限的第一姿态；当左侧界限侦测传感器和右侧界限侦测传感器中的另一个到所述界限的距离达到第二阈值，并且所述行走机器人处于背向所述界限的第二姿态，所述行走机器人即沿所述第二行进路径行走，所述第二阈值大于所述第一阈值。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述界限侦测模块包括分别位于行走机器人两侧的左侧界限侦测传感器和右侧界限侦测传感器，所述转向控制方法中在达到所述预设的位置关系时，若左侧和右侧同样接近界限，所述行走机器人随机地向两侧或固定向一侧沿预设曲线路径后退转向。

与现有技术相比，本发明的行走机器人、行走机器人工作系统、行走机器人的转向控制方法及控制系统，适用于普通的工作区域以及具有狭窄通道的工作区域，并使行走机器人在工作过程中，行走机器人在所有的工作区间可实现均匀割草，并且具有相同或相似的工作路径，计算简单，系统负荷小，提高工作效率。

附图说明

图1是本发明优选实施方式中行走机器人的示意图；

图2是本发明第一实施方式中行走机器人的路径选择示意图；

图3是图1中的行走机器人实现圆弧路径的方式的示意图；

图4是本发明第二实施方式中行走机器人的路径选择示意图；

图5是本发明第三实施方式中行走机器人的路径选择示意图；

图6是本发明第四实施方式中行走机器人的路径选择示意图；

图7是本发明第五实施方式中行走机器人的路径选择示意图；

图8是本发明第六实施方式中行走机器人的路径选择示意图；

图9是本发明第七实施方式中行走机器人的路径选择示意图；

图10是本发明第八实施方式中行走机器人的路径选择示意图；

图11是本发明第九实施方式中行走机器人的路径选择示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

本发明的行走机器人可以是自动割草机，或者自动吸尘器等，其自动行走于工作区域以进行割草、吸尘工作，本发明具体示例中，以行走机器人为割草机为例做具体说明，相应的，工作区域可为草坪。当然，行走机器人不限于自动割草机和自动吸尘器，也可以为其它设备，如喷洒设备、除雪设备、监视设备等等适合无人值守的设备。

在本发明的一较佳实施方式提供一种行走机器人，行走机器人包括：机体，设置于机体上的行走模块、界限侦测模块、能量模块以及控制模块。另外，行走机器人还包括工作模块，其用于执行行走机器人的具体工作任务，若行走机器人为自动吸尘器，则工作模块包括吸尘马达，吸尘口、吸尘管、真空室、集尘装置等用于执行吸尘任务的工作部件；若行走机器人为自动割草机，则工作模块包括割草刀片、切割马达等，也可能包括割草高度调节机构等优化或调整割草效果的部件。

行走模块用于带动行走机器人在工作区域内行走和转向，通常由安装在行走机器人上的轮组和主动轮组行走的驱动马达组成。轮组包括连接行走马达的主动轮和主要起辅助支撑作用的辅助轮，优选的，在本发明的具体实施方式中，驱动马达具体为电机，电机可为带减速箱的无刷电机，电机启动后，可通过减速箱带动主动轮行走，并控制主动轮的转速，进一步的，配合主动轮调整，带动整个行走机器人实现前进、后推、转弯等动作。辅助轮可为万向轮，其主要起支撑平衡的作用。主动轮的数量为两个，位于行走机器人的后部，每个主动轮连接有一个驱动马达，辅助轮的数量为一个或两个，位于行走机器人的前部。

界限侦测模块用于侦测行走机器人和界限之间的相对位置关系，具体可能包括距离、角度，界限内外方位中的一种或几种。界限侦测模块的组成和原理可以为多种，如可以为红外线式、超声波式、碰撞检测式，磁感应式等等，其传感器和对应的信号发生装置的设置位置和数量也是多样的，并且和路径规划方式相关，因此具体将在下文中结合具体实施例和路径规划方式讲述。

能量模块用于为行走机器人的各项工作提供能量，其包括可充电电池和充电连接结构，充电连接结构通常为可露出于行走机器人外的充电电极片。

控制模块用于控制行走机器人自动行走和工作，与行走模块和界限侦测模块电性连接，是行走机器人的核心部件，它执行的功能包括控制工作模块启动工作或停止，生成行走路径并控制行走模块依照行走，判断能量模块的电量并及时指令自动行走设备返回基站自动对接充电等等。控制模块通常包括单片机和存储器以及其它外围电路。

上述行走机器人还包括用于感应行走机器人的行走状态的各种传感器，例如：倾倒、离地、碰撞传感器等，在此不做具体赘述。

其中，行走机器人和限定其工作区域的界限构成了机器人工作系统，该机器人工作系统还包括基站。界限是边界和障碍的统称。边界是整个工作区域的外围，通常首尾相连，将工作区域封闭，边界可以是实体的也可以是电子的，可以由边界信号发生装置发出虚拟边界信号，如电磁信号或光信号。障碍是位于工作范围内的无法在其上行走的部分或区域，障碍也可以是实体的或者电子的。虚拟边界信号和虚拟障碍信号可以为同一种信号也可以为不同的信号，由具体需求选择。基站通常位于工作范围内，常常位于界限旁边或界限上，和市电或其它电能提供系统连接，供行走机器人返回充电。

其中，基站可以沿边界线发射脉冲编码信号，以在边界线附近形成电磁信号，控制模块可根据界线附近电磁信号的强弱变化以及其通过状态传感器获取到的边界线内外信号的差异来控制电机运行，从而使行走机器人在侦测到界线时及时转向以及顺利的通过狭窄区域，以下详述本发明的具体实施方式中行走机器人在侦测到界线时以及通过狭窄区域时的路径规划方式。

如图1和图2，本实施例中，机器人工作系统为一种机器人割草系统。机器人割草系统包括：作为行走机器人的机器人割草机100以及边界线系统。机器人割草机100包括机体10、控制器30、设置在机体上的一对主动轮21、一对分别驱动两个主动轮的行走电机25、至少一个从动轮23、切割组件41、驱动切割组件41的切割马达43、边界线传感器等等。具体地，参照图2，边界线传感器构造为关于机体中轴线对称设置的左传感器LS(left sensor)和右传感器RS(right sensor)；一对主动轮21设置在机体10的后部，且主动轮21的轴线与参考轴线AR(axis of reference)共线。为了便于描述，以参考点PR(point of reference)的位置指代机器人的位置，其中参考点PR为参考轴线AR与机体中轴线的交点。

边界线系统包括基站(图未示)和与基站电性连接的闭合的边界线BL(boundaryline)，BL限定了闭合的作业区域内部in和作业区域外部out。基站内的信号发生器向BL发出信号，边界线传感器检测信号，控制器根据信号调整机器人的姿态和行走路径。

在机器人割草系统中，边界线优选的布置的离待割草区域的实际物理界限有一段距离。这是因为由于界限是非物理实体的虚拟信号，不能物理阻挡机器人割草机，因而为机器人割草机留下了一段惯性移动的距离，让机器人割草机在监测到边界线后仍然可以向外移动一段距离而不会离开真正的工作范围。

本发明的具体应用环境中，工作区域(草坪)可能为一整块非狭窄区域，也可能是由至少一个狭窄通道形成的至少一个狭窄区域、以及连接在至少一个狭窄区域两端的至少两个非狭窄区域。

如图2，本发明优选的第一实施方式，机器人在作业区域内部沿第一行进路径T12直线前进并作业的任意位置记为C1。机器人自C1朝BL前进到达C2位置。C2位置是任一边界线传感器到达边界线上时机器人割草机的位置，当然也可以认为C2位置是任一边界线传感器与边界线达到预设相对位置关系时机器人割草机的位置，达到预设相对位置关系包括任一边界线传感器到达边界线上以及到边界线有预设距离。机器人割草机从C1到C2的第一行进路径T12与BL之间夹锐角α，本实施例中α＝45度。

机器人割草机沿第一行进路径T12驶向边界线BL，期间机器人割草机监测自身和边界线BL之间的关系，机器人割草机在达到C2位置时，一边后退、一边朝向T12与边界线BL之间夹钝角的方向沿一预设曲线路径后退转弯到达C5位置，转过的圆心角为β。也就是说，在达到C2位置时，若左侧更接近边界线，则机器人割草机逆时针后退转向；若右侧更接近边界线，则机器人割草机顺时针后退转向。

在C2-C5的过程中，依次经过两个临界位置C3和C4。在临界位置时，左侧和右侧的边界线传感器感测到与边界线BL的距离相等，并且在该两个位置上机器人割草机的机头的朝向相反。在不同的转向过程中，β可为定值也可为变值，优选的β的值大于C2-C4转过的圆心角，以更大限度的改变机器人割草机的行走方向。另外，在C2-C5的过程中，可以限制切割组件作业，比如在机器人割草机后退的过程中控制器控制切割马达关闭停机。

本实施例中优选的，C2-C5的路径为圆弧路径，包括自C2到C3位置的第一部分T23、自C3到C4位置的第二部分T34以及自C4到C5位置的第三部分T45，这三部分构造为同心且半径相同的圆弧路径。在其他的一些实施方式中，该预设曲线路径即后退路径(C2～C5)不一定为严格圆弧，也可为椭圆或其他曲线，也可以包括至少一段圆弧路径，无论何种曲线，只要自C2-C5后退转过的圆心角满足预设值即可。本实施例中C2-C5的圆弧路径的圆心角大于180度，C2和C5所在位置即圆弧路径分别与第一行进路径T12和第二行进路径T56的切点，以实现机器人割草机更大限度的转向。

机器人割草机在到达C5位置后沿第二行进路径T56前进并作业，达到作业区内部的任意位置记为C6。C6等同于C1。

在上述C1～C6的一次转向过程中，机器人割草机的始末状态行进方向之间夹角为γ，即第一行进路径T12和第二行进路径T56之间的夹角为γ，其中β+γ＝360°。γ的大小可由后退圆弧路径(C2～C5)的半径控制，即可根据两主动轮的轮速差来控制。

在机器人割草机主动轮中配备霍尔传感器、光电传感器或者甚至编码器等来反馈轮速，以控制保证其可沿直线或圆弧路径行走。

利用主动轮的差速实现圆弧路径的方法根据图1和图3进行说明如下：

机器人割草机主动轮21的半径为r，轮间距为L，某时刻两主动轮的转速分别为n1和n2，则沿机头方向的线速度v和旋转角速度ω分别为：

v＝πr(n1+n2)

ω＝2πr(n2-n1)/L

当左右轮速相等时，ω＝0，机器人割草机做直线运动。当左右轮速不等时，做圆弧运动。

具体的如果需要完成半径为R，方向改变α的运动，则左右轮速n1和n2所需时间t分别为：

n1＝(R-L/2)2πr

n2＝(R+L/2)2πr

t＝αR/[πr(n2+n1)]

在t时间内，左右轮速恒定，则做圆弧运动。在运动过程中，轮速不断调整，可以做出由小圆弧轨迹构成的弧线轨迹。

如图4，本发明优选的第二实施方式，若α为一较小的角，本实施例中α＝25°，则可采用与图2实施例相同的方法控制机器人割草机转向。

如图5，本发明优选的第三实施方式，在图4示出的第二实施方式的基础上即α＝25°，可采用与图4实施方式不同的另一方法控制机器人割草机转向。

机器人割草机沿第一行进路径T12到达预设相对位置关系，其沿圆弧路径T23、T34、T45后退，期间经过两个临界位置C3和C4，当机器人割草机到达C5位置时，右侧边界线传感器与边界线BL之间的距离到达一阈值，机器人割草机沿第二行进路径T56行走。在本实施例中，定义一与边界线BL平行且间距为l的虚拟线VL(virtual line)，当机器人割草机到达C5位置时，远离边界线BL的边界线传感器位于虚拟线VL上。如图5所示，C2位置左侧的边界线传感器到达预设相对位置关系时，即左侧的边界线传感器到边界线的距离为第一阈值，第一阈值可以为零，此时机器人割草机处于朝向边界线BL的第一姿态；在预设曲线路径上，当右侧的边界线传感器到边界线的距离达到第二阈值，即C5位置，并且机器人割草机处于背向边界线BL的第二姿态，机器人割草机即从C5位置开始沿第二行进路径T56行走，其中第二阈值即l大于第一阈值。在机器人割草机沿着预设曲线路径后退时，会存在右侧的边界线传感器两次到边界线的距离为第二阈值，因此需要同时确认机器人割草机是朝向还是背离边界线BL的姿态，只有机器人割草机处于背离边界线BL的姿态，机器人割草机再沿第二行进路径T56行走。当然，如果是右侧的边界线传感器到达预设相对位置关系，与上述同理，这里不再赘述。

本实施例中，第一行进路径T12和第二行进路径T56具有第一夹角γ，第一夹角γ与圆弧路径的圆心角的和大于360度。另外，优选第二阈值大致等于机器人割草机一个机身的长度。在其它实施方式中，可使BL与VL共线，因为机器人部分地位于边界线外的情况是被允许的。

如图6，本发明优选的第四实施方式，若α为一较大的角，本实施例中α＝75°，也可采用与图2实施例相同的方法控制机器人割草机转向，但是，将容易造成机器人整体上处于边界线外的情况发生，虽然机器人割草机超出边界线一定范围也是允许的，这将对机器人的使用安全产生不利影响。

如图7，本发明优选的第五实施方式，α＝75°，采用与图5实施方式相同的方法控制机器人割草机转向，以此避免机器人整体上处于边界线外的情况发生。本实施例中，第一行进路径T12和第二行进路径T56具有第一夹角γ，第一夹角γ与圆弧路径的圆心角的和小于360度。

由上述实施方式可以看出，采用图2、图4和图6所示的实施方式，优选第一行进路径T12与边界线BL之间的夹角小于75度的情况，第一行进路径T12和第二行进路径T56之间第一夹角γ等于90度，第一夹角γ与圆弧路径的圆心角的和等于360度，即机器人割草机沿预设曲线路径后退转过的圆心角β等于270度。基于β的值优选大于C2-C4转过的圆心角，即β的值需要大于180度，在不同的转向过程中，β的值可以随机生成，也可以按照预设的规律进行改变，比如下一次转向相对于上一次转向β的值增加5度。

如图8，本发明优选的第六实施方式，α＝90°，机器人割草机沿第一行进路径T12到达C2位置可随机地向两侧或固定向一侧沿圆弧路径后退，直到到达C5位置，再沿第二行进路径T56或第二行进路径T56’行走。也就是说，在到达预设相对位置关系时，若左侧和右侧同样接近界限，机器人割草机随机地向两侧或固定向一侧沿预设曲线路径后退转向。在后退转向的圆弧路径C2～C5的过程中转过的圆心角优选为钝角，一方面实现调头，另一方面可避免机器人整体位于边界线之外。优选的，第一行进路径T12和第二行进路径T56之间的第一夹角γ与圆弧路径的圆心角β可以相等，并且第一夹角γ与圆弧路径的圆心角的和小于360度。其中β可以为一定值，也可在不同的转向过程中按一定规则或随机生成，比如下一次转向相对于前一次转向β的值增加5度，以此保证不会路径重复。

如图9，本发明优选的第七实施方式，α＝90°，机器人割草机沿第一行进路径T12到达C2位置可随机地向两侧或固定向一侧沿圆弧路径后退，与第六实施方式不同的是，后退转向的方式与图5中的第三实施方式相同，直到到达C5位置，再沿第二行进路径T56或第二行进路径T56’行走，如此可以使用相同的算法即可满足不同的状况。

具体的，在到达预设相对位置关系时，左侧和右侧到边界线的距离为第一阈值，第一阈值可以为零，机器人割草机处于朝向边界线BL的第一姿态；在预设曲线路径上，当左侧和右侧中的一个到边界线BL的距离达到第二阈值，并且机器人割草机处于背向边界线BL的第二姿态，机器人割草机即沿第二行进路径T56或第二行进路径T56’行走，同样的，第二阈值大于第一阈值。

根据前述实施方式示出的机器人割草机转向控制方法，可以适当调整后得到快速通过狭窄通道的方法。

如图10，本发明优选的第八实施方式，当机器人割草机判断进入狭窄通道后，机器人割草机由正常的工作模式切换为狭窄通道模式。关于机器人割草机如何判断是否进入狭窄通道，例如可以通过一定时间或路程内的到达边界次数、根据边界线信号的变化特征等。

工作模式，第一行进路径与第二行进路径呈角度，如图2和图4到图9示出的实施方式，该工作模式下，预设曲线路径优选包括一段圆弧路径。狭窄通道模式，第一行进路径与第二行进路径平行，该狭窄通道模式下，预设曲线路径优选包括两段圆弧路径。也就是说，机器人割草机在狭窄通道内沿倾斜的平行线路径移动。参照图10，机器人割草机沿着第一行进路径Tab直线前进，即从Ca位置到Cb位置沿直线前进；到达预设相对位置关系时，控制模块控制行走模块沿预设曲线路径Tbc和Tcd后退转向，使得转向完成后，沿第二行进路径Tab’行进。

具体的，机器人割草机自Cb位置到Cc位置的运动为朝向机器人割草机行进路线与边界线BL2夹钝角的方向、沿圆弧路径后退，后退转过的圆心角为θ1；机器人割草机自Cc位置到Cd位置的朝向与Cb位置到Cc位置相反的方向、沿相同半径的圆弧路径后退，后退转过的圆心角为θ2，其中θ1＝θ2，即两段圆弧路径的半径相等并且圆心分别位于预设曲线路径的两侧。

进一步的，如果机器人割草机需要在狭窄通道内执行割草作业，优选的机器人割草机沿预设曲线路径后退转向后并且沿第二行进路径行进前，机器人割草机沿第二行进路径后退到达预设相对位置关系后沿第二行进路径行进。机器人割草机到达Cd位置，沿第二行进路径Tab’沿直线后退直到特定边界线传感器到达边界线BL1的位置，即Ce位置；然后再沿第二行进路径Tab’前进到Cd位置，其中Cd位置相当于下一个Ca位置，继续沿着Ca位置到Cb沿直线前进。如此可以实现在狭窄通道内充分的完成割草工作。

如图11，本发明优选的第九实施方式，为了能够满足均匀地将狭窄通道内的草割干净，需要调整θ1、θ2和两段圆弧路径Tbc和Tcd的半径值，使相邻两个平行路径之间的距离小于等于切割组件的直径，若切割组件包括有刀盘，则相邻两个平行路径之间的距离小于等于刀盘的直径。如此，狭窄通道内也可以实现均匀割草。

进一步地，机器人割草机包括狭窄通道通过模式和狭窄通道工作模式，机体上安装有地面状况传感器，当进入狭窄区域后，根据地面状况传感器的信号执行狭窄区域通过模式或狭窄区域工作模式，当机器人割草机执行狭窄区域通过模式，机器人割草机在狭窄区域内的行走路径包括至少一段平行于狭窄区域的界限或者沿着狭窄区域的界限的路径。也就是说，当进入狭窄区域后，根据地面状况传感器的信号判断直接快速通过狭窄区域还是在狭窄区域中割草。

另外，本发明还包括一种行走机器人的控制系统，可适用于任何一种在限定范围内工作的行走机器人，该控制系统包括：

配置模块，用于提供一行走机器人所在工作区域的界限形成的闭合回路；

界限侦测模块，用以侦测行走机器人和界限之间的位置关系；

控制处理模块，用于控制行走机器人沿沿第一行进路径驶向界限，根据行走机器人和界限之间达到预设相对位置关系时，控制行走机器人沿预设曲线路径后退转向，然后沿第二行进路径行进。其各个模块的组成和大致功能与上述行走机器人类似，这里不再赘述。

综上所有实施方式中，无论是在普通的工作区域或者狭窄通道，在侦测到界线时，相对于后退-原地旋转-前进的转向方式，本发明的技术方案减少了一次停止动作，提高了行走效率。相对于直接前进转向的方式，本发明的技术方案的适应性更强。

在本申请所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的行走机器人，行走机器人的控制系统，可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施方式仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，在本申请各个实施方式中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。

为了更加清楚全面地阐释本发明的技术方案，上述任意一个实施例的行走机器人以及行走机器人的控制系统，按照以下步骤进行工作。

行走机器人沿第一行进路径驶向界限；

行走机器人监测自身和界限之间的关系；

当行走机器人和界限之间达到预设相对位置关系时，行走机器人沿预设曲线路径后退转向，然后沿第二行进路径行进。

优选在达到预设相对位置关系时，若左侧更接近界限，则行走机器人逆时针后退转向；若右侧更接近界限，则行走机器人顺时针后退转向。

当然，无论第一行进路径相对于界限的夹角为任何角度，行走机器人沿预设曲线路径后退转向的过程中，两个位置检测到的左侧和右侧到界限的距离相等，并且在该两个位置上行走机器人的朝向相反。

进一步的，预设曲线路径包括至少一段圆弧路径，优选的，该至少一段圆弧路径的圆心角大于180度，最好适用于当第一行进路径相对于界限的夹角小于75度时。

在上述步骤的基础上，可以进一步优化，行走机器人沿预设曲线路径后退转向的过程中，设定左侧和右侧中的一个到达预设相对位置关系时，左侧和右侧中的一个到界限的距离为第一阈值，行走机器人处于朝向界限的第一姿态；当左侧和右侧中的另一个到界限的距离达到第二阈值，并且行走机器人处于背向界限的第二姿态，行走机器人即沿第二行进路径行走，第二阈值大于第一阈值。这样，无论行走机器人以任何角度驶向界限，都可以采用同样的算法来控制其转向。

另外，进一步的参数优化以及各种模式的控制在前述实施方式中已进行具体说明，这里不再赘述。

最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施方式技术方案的精神和范围。

Claims (51)

1.一种行走机器人，用于在由界限所限定的工作范围内行走并工作，包括：

机体；

行走模块，安装于机体，所述行走模块带动行走机器人行走和转向，行走模块包括轮组和驱动轮组行走的驱动马达；

界限侦测模块，安装于机体，侦测行走机器人和界限之间的位置关系；

能量模块，安装于机体，为行走机器人提供能量；

控制模块，与行走模块和界限侦测模块电性连接；

所述行走机器人沿第一行进路径驶向界限并到达预设相对位置关系后转向以沿第二行进路径行进，

其特征在于：在行走机器人到达所述预设相对位置关系时，控制模块控制行走模块沿预设曲线路径后退转向，使得转向完成后，沿第二行进路径行进。

2.根据权利要求1所述的行走机器人，其特征在于，所述行走机器人具有中轴线，中轴线将行走机器人分为两侧，分别为左侧和右侧，在到达所述预设相对位置关系时，若左侧更接近界限，则行走机器人逆时针后退转向；若右侧更接近界限，则行走机器人顺时针后退转向。

3.根据权利要求1所述的行走机器人，其特征在于：所述机体具有纵向的中轴线，机体被所述中轴线分为两侧，分别为左侧和右侧，所述界限侦测模块包括分别位于左侧和右侧的边界感应元件，在所述预设曲线路径上，所述行走机器人的两个位置检测到的左侧和右侧到所述界限的距离相等，并且在该两个位置上所述行走机器人的朝向相反。

4.根据权利要求2或3所述的行走机器人，其特征在于：所述预设曲线路径包括至少一段圆弧路径。

5.根据权利要求4所述的行走机器人，其特征在于，所述至少一段圆弧路径的圆心角大于180度。

6.根据权利要求4所述的行走机器人，其特征在于：所述第一行进路径和第二行进路径具有第一夹角，所述第一夹角与所述至少一段圆弧路径的圆心角的和等于360度。

7.根据权利要求6所述的行走机器人，其特征在于：所述第一行进路径与所述界限之间的夹角小于75度。

8.根据权利要求2或3所述的行走机器人，其特征在于：设定所述左侧和右侧中的一个到达所述预设相对位置关系时，所述左侧和右侧中的一个到所述界限的距离为第一阈值，所述行走机器人处于朝向所述界限的第一姿态；在所述预设曲线路径上，当左侧和右侧中的另一个到所述界限的距离达到第二阈值，并且所述行走机器人处于背向所述界限的第二姿态，所述行走机器人即沿所述第二行进路径行走。

9.根据权利要求8所述的行走机器人，其特征在于：所述第一行进路径和第二行进路径具有第一夹角，所述第一夹角与所述预设曲线路径后退转过的圆心角的和大于或者小于360度。

10.根据权利要求8所述的行走机器人，其特征在于：所述第二阈值等于所述行走机器人的机身长度。

11.根据权利要求8所述的行走机器人，其特征在于：所述第一行进路径与所述界限之间的夹角大于等于75度。

12.根据权利要求8所述的行走机器人，其特征在于：所述第二阈值大于所述第一阈值或所述第一阈值与第二阈值相等。

13.根据权利要求1所述的行走机器人，其特征在于：所述机体具有纵向的中轴线，机体被所述中轴线分为两侧，分别为左侧和右侧，所述界限侦测模块包括分别位于左侧和右侧的边界感应元件，在到达所述预设相对位置关系时，若左侧和右侧同样接近界限，所述行走机器人随机地向两侧或固定向一侧沿预设曲线路径后退转向。

14.根据权利要求13所述的行走机器人，其特征在于：所述行走机器人沿预设曲线路径转过的圆心角为钝角。

15.根据权利要求13所述的行走机器人，其特征在于：设定到达所述预设相对位置关系时，所述左侧和右侧到所述界限的距离为第一阈值，所述行走机器人处于朝向所述界限的第一姿态；在所述预设曲线路径上，当左侧和右侧中的一个到所述界限的距离达到第二阈值，并且所述行走机器人处于背向所述界限的第二姿态，所述行走机器人即沿所述第二行进路径行走，所述第二阈值大于所述第一阈值。

16.根据权利要求1所述的行走机器人，其特征在于：所述行走机器人为自动割草机，所述自动割草机包括位于机体下方的切割组件和驱动该切割组件进行切割的切割马达，所述切割马达与所述控制模块电性连接，所述行走模块沿预设曲线路径后退转向时，所述控制模块控制所述切割马达停机。

17.根据权利要求1所述的行走机器人，其特征在于：所述行走机器人包括工作模式和狭窄通道模式，工作模式，所述第一行进路径与第二行进路径呈角度；狭窄通道模式，所述第一行进路径与第二行进路径平行。

18.根据权利要求17所述的行走机器人，其特征在于：工作模式下所述预设曲线路径包括一段圆弧路径；狭窄通道模式下所述预设曲线路径包括两段圆弧路径，两段圆弧路径的圆心分别位于所述预设曲线路径的两侧。

19.根据权利要求18所述的行走机器人，其特征在于：所述两段圆弧路径的圆心角相等。

20.根据权利要求17所述的行走机器人，其特征在于：狭窄通道模式时，所述行走机器人沿预设曲线路径后退转向后并且沿第二行进路径行进前，所述行走机器人沿第二行进路径后退到达预设相对位置关系后沿第二行进路径行进。

21.根据权利要求17所述的行走机器人，其特征在于：所述行走机器人为自动割草机，还包括位于机体下方的切割组件和驱动该切割组件进行切割的切割马达，所述第一行进路径与第二行进路径之间的间距小于等于所述切割组件直径。

22.根据权利要求1所述的行走机器人，其特征在于：所述行走机器人包括狭窄通道通过模式和狭窄通道工作模式，所述机体上安装有地面状况传感器，当进入狭窄区域后，根据地面状况传感器的信号执行狭窄区域通过模式或狭窄区域工作模式，当所述行走机器人执行狭窄区域通过模式，所述行走机器人在狭窄区域内的行走路径包括至少一段平行于所述狭窄区域的界限或者沿着所述狭窄区域的界限的路径。

23.一种机器人工作系统，包括：

界限，用于限定机器人工作系统的工作范围，其特征在于：

还包括前述任一权利要求所述的行走机器人。

24.一种行走机器人的转向控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

行走机器人沿第一行进路径驶向界限；

行走机器人监测自身和界限之间的关系；

当行走机器人和界限之间达到预设相对位置关系时，行走机器人沿预设曲线路径后退转向，然后沿第二行进路径行进。

25.根据权利要求24所述的行走机器人的转向控制方法，其特征在于，所述行走机器人具有中轴线，中轴线将行走机器人分为两侧，分别为左侧和右侧，所述转向控制方法中在达到所述预设相对位置关系时，若左侧更接近界限，则行走机器人逆时针后退转向；若右侧更接近界限，则行走机器人顺时针后退转向。

26.根据权利要求24所述的行走机器人的转向控制方法，其特征在于，所述行走机器人具有中轴线，中轴线将行走机器人分为两侧，分别为左侧和右侧，在所述转向控制方法中行走机器人沿预设曲线路径后退转向的过程中，两个位置检测到的左侧和右侧到所述界限的距离相等，并且在该两个位置上所述行走机器人的朝向相反。

27.根据权利要求25或26所述的行走机器人的转向控制方法，其特征在于，所述预设曲线路径包括至少一段圆弧路径。

28.根据权利要求27所述的行走机器人的转向控制方法，其特征在于，所述至少一段圆弧路径的圆心角大于180度。

29.根据权利要求27所述的行走机器人的转向控制方法，其特征在于，所述第一行进路径和第二行进路径具有第一夹角，所述第一夹角与所述至少一段圆弧路径的圆心角的和等于360度。

30.根据权利要求29所述的行走机器人的转向控制方法，其特征在于，所述第一行进路径与所述界限之间的夹角小于75度。

31.根据权利要求25或26所述的行走机器人的转向控制方法，其特征在于，在所述转向控制方法中行走机器人沿预设曲线路径后退转向的过程中，设定所述左侧和右侧中的一个到达所述预设相对位置关系时，所述左侧和右侧中的一个到所述界限的距离为第一阈值，所述行走机器人处于朝向所述界限的第一姿态；当左侧和右侧中的另一个到所述界限的距离达到第二阈值，并且所述行走机器人处于背向所述界限的第二姿态，所述行走机器人即沿所述第二行进路径行走。

32.根据权利要求31所述的行走机器人的转向控制方法，其特征在于，所述第一行进路径和第二行进路径具有第一夹角，所述第一夹角与所述预设曲线路径后退转过的圆心角的和大于或者小于360度。

33.根据权利要求31所述的行走机器人的转向控制方法，其特征在于，所述第二阈值等于所述行走机器人的机身长度。

34.根据权利要求31所述的行走机器人的转向控制方法，其特征在于，所述第一行进路径与所述界限之间的夹角大于等于75度。

35.根据权利要求31所述的行走机器人的转向控制方法，其特征在于，所述第二阈值大于所述第一阈值或所述第一阈值与第二阈值相等。

36.根据权利要求24所述的行走机器人的转向控制方法，其特征在于，所述行走机器人具有纵向的中轴线，行走机器人被所述中轴线分为两侧，分别为左侧和右侧，所述界限侦测模块包括分别位于左侧和右侧的边界感应元件，所述转向控制方法中在达到所述预设的位置关系时，若左侧和右侧同样接近界限，所述行走机器人随机地向两侧或固定向一侧沿预设曲线路径后退转向。

37.根据权利要求36所述的行走机器人的转向控制方法，其特征在于，所述行走机器人沿预设曲线路径转过的圆心角为钝角。

38.根据权利要求36所述的行走机器人的转向控制方法，其特征在于，在到达所述预设相对位置关系时，所述左侧和右侧到所述界限的距离为第一阈值，所述行走机器人处于朝向所述界限的第一姿态；在所述预设曲线路径上，当左侧和右侧中的一个到所述界限的距离达到第二阈值，并且所述行走机器人处于背向所述界限的第二姿态，所述行走机器人即沿所述第二行进路径行走，所述第二阈值大于所述第一阈值。

39.根据权利要求24所述的行走机器人的转向控制方法，其特征在于，所述行走机器人为自动割草机，还包括位于其下方的切割组件和驱动该切割组件进行切割的切割马达，所述切割马达与所述控制模块电性连接，所述转向控制方法还包括以下步骤：所述行走模块沿预设曲线路径后退转向时，所述控制模块控制所述切割马达停机。

40.根据权利要求24所述的行走机器人的转向控制方法，其特征在于，所述行走机器人包括工作模式和狭窄通道模式，所述转向控制方法还包括在工作模式时使第一行进路径与第二行进路径呈角度；在狭窄通道模式时使所述第一行进路径与第二行进路径平行。

41.根据权利要求40所述的行走机器人的转向控制方法，其特征在于：工作模式下所述预设曲线路径包括一段圆弧路径；狭窄通道模式下所述预设曲线路径包括两段圆弧路径，两段圆弧路径的圆心分别位于所述预设曲线路径的两侧。

42.根据权利要求41所述的行走机器人的转向控制方法，其特征在于：两段圆弧路径的圆心角相等。

43.根据权利要求41所述的行走机器人的转向控制方法，其特征在于：在狭窄通道模式时使所述第一行进路径与第二行进路径平行包括所述行走机器人沿沿预设曲线路径后退转向后并且沿第二行进路径行进前，所述行走机器人沿第二行进路径后退到达预设相对位置关系后再沿第二行进路径行进。

44.根据权利要求41所述的行走机器人的转向控制方法，其特征在于：所述行走机器人为自动割草机，还包括位于其下方的切割组件和驱动该切割组件进行切割的切割马达，所述转向控制方法还包括使所述第一行进路径与第二行进路径之间的间距小于等于所述切割组件的直径。

45.根据权利要求24所述的行走机器人的转向控制方法，其特征在于：所述行走机器人还包括狭窄通道通过模式和狭窄通道工作模式，所述行走机器人上安装有地面状况传感器，所述转向控制方法还包括当进入狭窄区域后，根据地面状况传感器的信号执行狭窄区域通过模式或狭窄区域工作模式，当所述行走机器人执行狭窄区域通过模式，所述行走机器在狭窄区域内的行走路径包括至少一段平行于所述狭窄区域的界限或者沿着所述狭窄区域的界限的路径。

46.一种行走机器人的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：

配置模块，用于提供一行走机器人所在工作区域的界限形成的闭合回路；

界限侦测模块，用以侦测行走机器人和界限之间的位置关系；

控制处理模块，用于控制行走机器人沿沿第一行进路径驶向界限，根据行走机器人和界限之间达到预设相对位置关系时，控制行走机器人沿预设曲线路径后退转向，然后沿第二行进路径行进。

47.根据权利要求46所述的行走机器人的控制系统，其特征在于，所述界限侦测模块包括分别位于行走机器人两侧的左侧界限侦测传感器和右侧界限侦测传感器，在达到所述预设相对位置关系时，若左侧界限侦测传感器更接近界限，则控制行走机器人逆时针后退转向；若右侧界限侦测传感器更接近界限，则控制行走机器人顺时针后退转向。

48.根据权利要求46所述的行走机器人的控制系统，其特征在于，所述界限侦测模块包括分别位于行走机器人两侧的左侧界限侦测传感器和右侧界限侦测传感器，在行走机器人沿预设曲线路径后退转向的过程中，两个位置检测到的左侧界限侦测传感器和右侧界限侦测传感器到所述界限的距离相等，并且在该两个位置上所述行走机器人的朝向相反。

49.根据权利要求47或48所述的行走机器人的控制系统，其特征在于，所述预设曲线路径包括至少一段圆弧路径。

50.根据权利要求47或48所述的行走机器人的控制系统，其特征在于，在所述行走机器人沿预设曲线路径后退转向的过程中，设定所述左侧界限侦测传感器和右侧界限侦测传感器中的一个到达所述预设相对位置关系时，所述左侧界限侦测传感器和右侧界限侦测传感器中的一个到所述界限的距离为第一阈值，所述行走机器人处于朝向所述界限的第一姿态；当左侧界限侦测传感器和右侧界限侦测传感器中的另一个到所述界限的距离达到第二阈值，并且所述行走机器人处于背向所述界限的第二姿态，所述行走机器人即沿所述第二行进路径行走，所述第二阈值大于所述第一阈值。

51.根据权利要求46所述的行走机器人的控制系统，其特征在于，所述界限侦测模块包括分别位于行走机器人两侧的左侧界限侦测传感器和右侧界限侦测传感器，所述转向控制方法中在达到所述预设的位置关系时，若左侧和右侧同样接近界限，所述行走机器人随机地向两侧或固定向一侧沿预设曲线路径后退转向。

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