CN111600632A - 一种割草机器人边界同频电磁信号的抗干扰方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种割草机器人边界同频电磁信号的抗干扰方法，割草机器人内置多个机器制造编码，且各机器制造编码对应有唯一的发射频率，预设多个机器制造编码中的一个为当前使用的机器制造编码。本发明通过割草机器人检测当前存在的频率点，并结合机器制造编码自动跳频，对不同机器发射信号进行变频率处理，使用不同的空闲周期，可以避免相邻边界信号的同频叠加干扰，可保证割草机器人安全可靠的工作。并且通过机器制造时在发射信号中增加机器编码信息，机器人可以区分出自家的边界信号和邻居家的边界信号，可以解决边界信号之间相互干扰问题。

Description

一种割草机器人边界同频电磁信号的抗干扰方法

技术领域

本申请属于割草机器人技术领域，具体涉及一种割草机器人边界同频电磁信号的抗干扰方法。

背景技术

割草机器人，属于民用户外移动机器人领域，集机械、传感器、智能控制、人机交互、计算机等多个学科，应用传感器技术、定位技术、边界识别技术、全区域覆盖路径规划技术、自主回充技术和电源技术等实现全自动的草坪维护作业，是一种适合家庭庭院、公共绿地等场所进行草坪修剪维护的中小型设备。

为了实现割草机器人能够自动割草、同时又要确保割草机器人的安全性，需要为割草机器人圈定边界，再实现割草机器人在边界范围内自动割草。因此合理、高效并有一定加密性的边界发信与检测装置对割草机器人的自动化和安全性起了很大的作用。

目前市面上的边界处理系统都是在电子围栏中发送电磁信号，割草机器人通过检测该电磁信号并经过相应的处理判断机器人是否在电子围栏之内。而这类的电磁信号通常都是通过单个脉冲或者多个脉冲组合实现的，这种类型的脉冲信号抗干扰能力比较差，无法解决相邻两户信号的同频干扰。

现有技术如专利申请号为2011102006757的专利文献，提供一种简易的识别自动行走设备处于边界线内外的边界系统。信号发生装置，产生预设边界信号并发送给所述边界线，所述预设边界信号为一个具有交替出现的第一状态和第二状态的信号，在第一状态和第二状态交界处存在突变，所述控制单元包括信号处理单元和微处理器，检测信号包括对应于预设边界信号的第一状态的第一信号和对应于预设边界信号的第二状态的第二信号，所述信号处理单元根据第一信号与第二信号之间对应于所述突变的变化确定第二信号的起始点，并生成表示第二信号波形的处理信号，微处理器根据所述处理信号确定自动行走设备是否在工作区域内。但该方案并不具有高抗干扰能力，无法做到基站和机器人通信且无法避免相邻两户用户间电磁线号的同频干扰。

又如专利申请号为2016103341401的专利文件，提供了一种抗干扰能力较高的脉冲方案。它是在周期T内产生一个高脉冲信号以及所述高脉冲信号连续分布的若干低脉冲信号；或者在周期T内产生若干低脉冲信号以及所述低脉冲信号之间分布的一个或多个高脉冲信号。同时，传感器具有不同的灵敏度。高脉冲对应高灵敏度的组合可以告诉智能割草机当前存在边界线，而低脉冲与低检测灵敏度的组合则可以过滤大部分干扰信号，提高抗干扰能力。但该方案需要不同放大倍数的传感器，且需要发射幅值不同的波形，成本较高，且无法实现基站与机器人通信，也难以避免同频的干扰信号。

发明内容

本申请的目的在于提供一种割草机器人边界同频电磁信号的抗干扰方法，该方法的可避免同频干扰，且实现成本低。

为实现上述目的，本申请所采取的技术方案为：

一种割草机器人边界同频电磁信号的抗干扰方法，用于实现同组基站与割草机器人之间的抗干扰通信，所述割草机器人内置多个机器制造编码，且各机器制造编码对应有唯一的发射频率，预设多个机器制造编码中的一个为当前使用的机器制造编码，所述割草机器人边界同频电磁信号的抗干扰方法，包括：

在同组基站未工作的情况下，割草机器人首次开机，检测是否存在异组基站发射的边界信号，若不存在则通知同组基站工作，基于当前使用的机器制造编码与同组基站之间通信；

若存在则解析检测到的异组基站的边界信号，得到边界信号中包含的发送频率，根据所述发射频率判断异组基站的发射频率与同组基站的发射频率是否相同，若不相同则通知同组基站工作，基于当前使用的机器制造编码与同组基站之间通信；

若存在相同发射频率则割草机器人更换机器制造编码，并将更换后的机器制造编码发送至同组基站，接收同组基站根据更换后的机器制造编码对应的发射频率发射的边界信号，实现与同组基站之间的抗干扰通信。

作为优选，所述边界信号的格式包括：起始位+机器制造编码+发射频率+通信控制信息+校验码+停止位。

作为优选，所述发射频率为f，则发射周期为T，所述发射周期T包括发射时间段T_信号和空闲时间段T_空闲，所述发射时间段T_信号为边界信号的发射时间，空闲时间段T_空闲为空闲状态时间，且所述空闲时间段T_空闲大于发射时间段T_信号。

作为优选，所述发射频率f改变，则发射周期T中的空闲时间段T_空闲对应改变。

本申请提供的割草机器人边界同频电磁信号的抗干扰方法，通过割草机器人检测当前存在的频率点，并结合机器制造编码自动跳频，对不同机器发射信号进行变频率处理，使用不同的空闲周期，可以避免相邻边界信号的同频叠加干扰，可保证割草机器人安全可靠的工作。并且通过机器制造时在发射信号中增加机器编码信息，机器人可以区分出自家的边界信号和邻居家的边界信号，可以解决边界信号之间相互干扰问题。

附图说明

图1为本申请的割草机器人边界同频电磁信号的抗干扰方法的流程图；

图2为本申请发射周期的示意图；

图3为本申请一种同频干扰的示意图；

图4为本申请一种变频处理的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本申请。

为了实现割草机器人能够自动割草、同时又要确保割草机器人的安全性，需要为割草机器人圈定边界，再实现割草机器人在边界范围内自动割草。目前市面上的边界方案都是布置电线以圈定割草机器人的工作范围，并在电线中通以一定频率的电磁信号，以实现电子围栏功能。但是相邻边界中会产生同样频率的电磁信号，如果此时割草机器人工作在边界线区域，同频的电磁信号会对接收传感器产生干扰，传感器会识别不出边界信号，或者识别到信号为邻居家的边界信号，影响机器人工作，造成安全隐患。

因此在一实施例中，提供了一种割草机器人边界同频电磁信号的抗干扰方法，该方法用于实现同组基站与割草机器人之间的抗干扰通信。本申请将自家的基站与割草机器人划分为一组，采用同组基站或同组割草机器人进行描述，以便于理解，而自家以外的称为异组基站或异组割草机器人。

为了便于割草机器人识别同组基站发射的边界信号以及实现变频，设置割草机器人内置多个机器制造编码，机器制造编码可以是机器型号与标识号的组合，且各机器制造编码对应有一种发射频率。并且基站内置了与割草机器人相同的机器制造编码和对应的发射频率。

需要说明的是，割草机器人自身内置的每个机器制造编码中机器型号相同，标识号不同，且不同的标识号对应一种不同的发射频率；异组割草机器人之间的机器制造编码中，机器型号不同，标识号可以相同或不同，且所使用的发射频率可以相同或不同。

在基站和割草机器人出厂设置或初始化时，会预设多个机器制造编码中的一个为当前使用的机器制造编码，并依据该机器制造编码展开工作。一组基站和割草机器人内至少预设3个及以上的机器制造编码。

本实施例中，割草机器人边界同频电磁信号的抗干扰方法，如图1所示，包括以下步骤：

在同组基站未工作的情况下，割草机器人首次开机，检测是否存在异组基站发射的边界信号，若不存在异组基站发射的边界信号则通知同组基站工作，基于当前使用的机器制造编码与同组基站之间通信。

若存在异组基站发射的边界信号则解析检测到的异组基站的边界信号，得到边界信号中包含的机器制造编码和发送频率，根据所述发射频率判断异组基站的发射频率与同组基站的发射频率是否相同，若发射频率不相同则通知同组基站工作，基于当前使用的机器制造编码与同组基站之间通信。

若存在相同发射频率则割草机器人更换机器制造编码，并将更换后的机器制造编码发送至同组基站，通过更换后的机器制造编码识别同组基站发射的边界信号，并接收同组基站根据更换后的机器制造编码对应的发射频率发射的边界信号，实现与同组基站之间的抗干扰通信。

本实施例提供的割草机器人边界同频电磁信号的抗干扰方法，通过机器制造编码识别同组与异组的边界信号，并通过调整机器制造编码完成变频发射，避免受同频干扰。该方法无需叠加或升级硬件，且方法整体实现简单，成本低廉，适于推广使用。

如图2所示，本实施例中发射频率为f，则一个完整的发射波形的发射周期为T，发射周期T包括发射时间段T_信号和空闲时间段T_空闲。发射时间段T_信号为边界信号的发射时间，里面包含了机器制造编码等一系列通信编码信息，空闲时间段T_空闲为空闲状态时间，在空闲状态时间里基站无信号发射。

并且空闲时间段T_空闲大于发射时间段T_信号。优选设置空闲时间段T_空闲远大于发射时间段T_信号，以减少信号发射的平均功率，减少能耗。

在一实施例中，T_信号内发射的边界信号的格式包括：起始位+机器制造编码+发射频率+通信控制信息+校验码+停止位。每个机器的制造编码不同，制造编码是机器生产时固化在基站发射板程序中，因此每个基站发射的边界信号也不相同。割草机器人通过识别唯一的机器制造编码识别到自家的边界信息，并在自家边界内进行工作，从而可忽略邻居家的边界信号的干扰。

如图3所示，如果每个基站发射边界信号的T_空闲一样时，即发射周期时间T固定，在相邻两户的边界线附近时，同频的边界信号很可能会叠加在一起，从而导致割草机器人无法识别到边界信号，无法进行工作。

因此，本实施例设置检测到相同发射频率的边界信号后，更换自家的机器制造编码，使同组基站根据更换后的机器制造编码调整发射频率，避免同频干扰。如图4所示，变频处理中发射频率f改变，则发射周期T中的空闲时间段T空闲对应改变。

通过改变相邻两户用户T_空闲的时间不一致，即通过对发射频率进行变频处理，可以保证在几个连续发射的周期内有一个周期机器人能识别到有用的边界信号，从而可以避免同频干扰。

从图中可以看出第一个接收信号(边界信号)波形为用户1和用户2的叠加波形，波形为混乱形式，此时割草机器人解析不出发射的边界信号信息；第二个接收波形，机器人接收到用户1的发射信息；第三个接收波形，机器人接收到用户2的发射信息；第四个波形，机器人接收到用户1的发射信息。并根据边界信号中的机器制造编码识别出同组基站发射的边界信号，从而确保割草机器人的正常工作。

每台基站在生产时都会预设一组发射频率(例如T_信号为6ms，并且该组相邻两个T_信号之间间隔超过10ms)，若附近存在发射频率相同的边界信号，则通过改变相邻两个T_信号之间的时间间隔，以避免同频干扰。

本实施例通过割草机器人检测当前存在的频率点，并结合机器制造编码自动跳频，对不同机器发射信号进行变频率处理，使用不同的空闲周期，可以避免相邻边界信号的同频叠加干扰，可保证割草机器人安全可靠的工作。并且通过机器制造时在发射信号中增加机器编码信息，机器人可以区分出自家的边界信号和邻居家的边界信号，可以解决边界信号之间相互干扰问题。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种割草机器人边界同频电磁信号的抗干扰方法，用于实现同组基站与割草机器人之间的抗干扰通信，其特征在于，所述割草机器人内置多个机器制造编码，且各机器制造编码对应有唯一的发射频率，预设多个机器制造编码中的一个为当前使用的机器制造编码，所述割草机器人边界同频电磁信号的抗干扰方法，包括：

在同组基站未工作的情况下，割草机器人首次开机，检测是否存在异组基站发射的边界信号，若不存在则通知同组基站工作，基于当前使用的机器制造编码与同组基站之间通信；

若存在则解析检测到的异组基站的边界信号，得到边界信号中包含的发送频率，根据所述发射频率判断异组基站的发射频率与同组基站的发射频率是否相同，若不相同则通知同组基站工作，基于当前使用的机器制造编码与同组基站之间通信；

若存在相同发射频率则割草机器人更换机器制造编码，并将更换后的机器制造编码发送至同组基站，接收同组基站根据更换后的机器制造编码对应的发射频率发射的边界信号，实现与同组基站之间的抗干扰通信。

2.如权利要求1所述的割草机器人边界同频电磁信号的抗干扰方法，其特征在于，所述边界信号的格式包括：起始位+机器制造编码+发射频率+通信控制信息+校验码+停止位。

3.如权利要求1所述的割草机器人边界同频电磁信号的抗干扰方法，其特征在于，所述发射频率为f，则发射周期为T，所述发射周期T包括发射时间段T_信号和空闲时间段T_空闲，所述发射时间段T_信号为边界信号的发射时间，空闲时间段T_空闲为空闲状态时间，且所述空闲时间段T_空闲大于发射时间段T_信号。

4.如权利要求3所述的割草机器人边界同频电磁信号的抗干扰方法，其特征在于，所述发射频率f改变，则发射周期T中的空闲时间段T_空闲对应改变。

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