CN112148813A - 一种随机式割草机分区方法及随机式割草机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种随机式割草机分区方法及随机式割草机。该方法包括：S1、在割草机内无电子地图或电子地图需要修改时，割草机在建图指令的引导下在待割草区移动，根据移动路径创建割草区电子地图；S2、将割草区电子地图自动划分为多个割草子区域；S3、割草机每个割草周期从选定的割草子区域开始随机式割草。本发明在割草区域现场建立割草区电子地图，并根据地图分布特点将割草区电子地图自动划分为多个割草子区域，进而分别对每个割草子区域进行割草，大大提高割草覆盖率，同时使割草程度分布均匀。

Description

一种随机式割草机分区方法及随机式割草机

技术领域

本发明涉及割草机领域，更具体地说，涉及一种随机式割草机分区方法及随机式割草机。

背景技术

随机式割草机(也叫智能割草机、割草机器人等)没有固定的割草路径，在割草区区域内随机前进割草，遇到边界和障碍物后调整航向。如果割草区域较为规则，则割草覆盖较为均匀，割草效果较好。但多数割草区域存在窄道、不规则边角区域，割草机通过窄道和不规则边角区域的概率低，导致割草覆盖不均匀，有些地方覆盖率较高，有些地方覆盖率较低，割草效果不好。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种随机式割草机分区方法及随机式割草机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种随机式割草机分区方法，包括：

S1、在割草机内无电子地图或电子地图需要修改时，所述割草机在建图指令的引导下在待割草区移动，根据移动路径创建割草区电子地图；

S2、将所述割草区电子地图自动划分为多个割草子区域；

S3、所述割草机每个割草周期从选定的所述割草子区域开始随机式割草。

进一步，本发明所述的随机式割草机分区方法中，所述步骤S1包括：

S11、所述割草机在建图指令的引导下在待割草区移动，获取移动过程中的航向信息和里程信息，由所述航向信息和里程信息绘制所述割草区电子地图。

进一步，本发明所述的随机式割草机分区方法中，所述步骤S2包括：

S21、根据所述割草区电子地图中窄道缺口的分布将所述割草区电子地图自动划分为多个割草子区域，其中所述窄道缺口是指所述割草区电子地图的边界上距离小于预设距离的两个边界点所形成的缺口，所述两个边界点之间的连线和所述两个边界点之间的边界围闭的区域形成一个所述割草子区域。

进一步，本发明所述的随机式割草机分区方法中，所述步骤S2包括：

S22、根据所述割草区电子地图中窄道缺口的分布将所述割草区电子地图自动划分为多个区域，其中所述窄道缺口是指所述割草区电子地图的边界上距离小于预设距离的两个边界点所形成的缺口；

S23、若所述两个边界点之间的边界长度大于预设长度，则所述两个边界点之间的连线和所述两个边界点之间的边界围闭的区域形成一个所述割草子区域。

进一步，本发明所述的随机式割草机分区方法中，所述步骤S3包括：

S31、每个割草周期开始时，所述割草机沿所述割草区电子地图的边界行进至选定的所述割草子区域，从所述割草子区域开始随机式割草。

进一步，本发明所述的随机式割草机分区方法中，所述步骤S31包括：

每个割草周期开始时，所述割草机根据所述割草子区域对应的航向信息和里程信息，沿所述割草区电子地图的边界行进至所述割草子区域对应边界的中点，从所述割草子区域对应边界的中点开始随机式割草。

进一步，本发明所述的随机式割草机分区方法中，每个割草周期开始时，所述割草子区域的选择过程为：

所述割草机根据预设概率选择所述割草子区域，其中所述预设概率与所述割草子区域的面积成正比，或所述预设概率与所述割草子区域对应的边界长度成正比。

进一步，本发明所述的随机式割草机分区方法中，所述步骤S3中每个割草周期开始时，所述割草子区域的选择过程为：

所述割草机根据制定的割草轮询次序依次选择所述割草子区域，其中所述割草轮询次序中每个所述割草子区域出现的次数与所述割草子区域的面积成正比，或所述割草轮询次序中每个所述割草子区域出现的次数与所述割草子区域对应的边界长度成正比。

进一步，本发明所述的随机式割草机分区方法中，一个所述割草周期是指所述割草机从基站的预设工位出发，经一段时间随机式割草后再返回所述基站的预设工位，其中所述基站用于为所述割草机提供所需磁场信号以及为所述割草机充电。

另，本发明还提供一种随机式割草机，所述随机式割草机使用如上述的随机式割草机分区方法。

实施本发明的一种随机式割草机分区方法及随机式割草机，具有以下有益效果：本发明在割草区域现场建立割草区电子地图，并根据地图分布特点将割草区电子地图自动划分为多个割草子区域，进而分别对每个割草子区域进行割草，大大提高割草覆盖率，同时使割草程度分布均匀。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一实施例提供的随机式割草机分区方法的流程图；

图2是本发明一实施例提供的割草区电子地图建立过程示意图；

图3是本发明一实施例提供的割草区电子地图分区示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

实施例

参考图1，本实施例的割草机为随机式割草机，随机式割草机割草过程中不依靠预设的路径进行割草，而是沿直线行进，遇到边界或者障碍物时调整航向，随机式割草机的具体结构和工作过程可参考现有技术。针对现有技术中割草覆盖率低以及覆盖不均匀的问题，本实施例提供一种随机式割草机分区方法，该方法包括下述步骤：

S1、在割草机内无电子地图或电子地图需要修改时，割草机在建图指令的引导下在待割草区移动，根据移动路径创建割草区电子地图。

具体的，当割草机需要对一块新草地进行割草作业时，割草机内并没有存储该新草地的地图，因此首先需要建立割草区电子地图；或者，对于一块已经割过草的草地进行再次割草时，割草区域发送了变化，则需要重新建立割草区电子地图。参考图2，对割草机创建割草区电子地图的过程进行说明：

S11、将割草机放置在基站10的割草机工位上，割草机在建图指令的引导下在待割草区移动，割草机的行进路线即为割草的边界。作为选择，建图指令可由工作人员控制遥控器发出。割草机开始移动后，通过传感器获取移动过程中割草机的航向信息和里程信息，例如通过陀螺仪获取航向信息，通过里程计获取里程信息等，也可选择通过其他传感器获取航向信息和里程信息。参考图2，割草机从基站10出发后，竖直向下沿直线行进路程a，即航向信息为竖直向下，里程信息为a；之后左转90°，沿直线行进路程b，即航向信息为相对于前一航向信息向左偏移90°，里程信息为b。按照该绘制过程，控制割草机根据割草需求移动直至返回基站10，形成一个闭合的割草区域，即形成割草区电子地图。割草机通过上述航向信息和里程信息即可绘制割草区电子地图，并将绘制好的割草区电子地图存储到割草机的存储器内；同时，该割草区电子地图的航向信息和里程信息也存储在存储器内，以供后续步骤使用。

S2、将割草区电子地图自动划分为多个割草子区域。

具体的，现有技术中割草机每个割草周期都是从基站开始割草，为了提高割草机的割草覆盖率，让割草区电子地图内每个区域都尽量均匀割到，本实施例根据割草区电子地图的分布特点将割草区电子地图自动划分为多个割草子区域。参考图3，本实施例提供两种自动划分割草区电子地图的方法，以下分别进行说明。

第一种自动划分割草区电子地图的方法：S21、根据割草区电子地图中窄道缺口的分布将割草区电子地图自动划分为多个割草子区域，其中窄道缺口是指割草区电子地图的边界上距离小于预设距离的两个边界点所形成的缺口，两个边界点之间的连线和两个边界点之间的边界围闭的区域形成一个割草子区域。其中预设距离可根据实际割草区域大小以及割草机本体大小灵活确定，例如预设距离为0.5米，预设距离为1米等。参考图3，图中点A、点B、点C、点D为割草区电子地图的边界上的点，经过计算可知，其中点A和点B之间的距离小于预设距离，点C和点D之间的距离小于预设距离，则根据规定，点A和点B形成一个窄道缺口，点C和点D形成一个窄道缺口。进一步，点A和点B之间的连线以及点A和点B之间的边界围闭的区域形成割草子区域2；点C和点D之间的连线以及点C和点D之间的边界围闭的区域形成割草子区域3；割草区电子地图中除去割草子区域2和割草子区域3的区域为割草子区域1。

第二种自动划分割草区电子地图的方法：S22、根据割草区电子地图中窄道缺口的分布将割草区电子地图自动划分为多个区域，其中窄道缺口是指割草区电子地图的边界上距离小于预设距离的两个边界点所形成的缺口；其中预设距离可根据实际割草区域大小以及割草机本体大小灵活确定，例如预设距离为0.5米，预设距离为1米等。参考图3，图中点A、点B、点C、点D为割草区电子地图的边界上的点，经过计算可知，其中点A和点B之间的距离小于预设距离，点C和点D之间的距离小于预设距离，则点A和点B形成一个窄道缺口，则点C和点D形成一个窄道缺口。

S23、在形成窄道缺口的基础上，进一步判断两个边界点之间的边界长度是否大于预设长度,其中预设长度可根据实际割草区域大小以及割草机本体大小确定，例如预设长度为5米，预设长度为10米等。若两个边界点之间的边界长度大于预设长度，则两个边界点之间的连线和两个边界点之间的边界围闭的区域形成一个割草子区域。参考图3，经过计算可知，其中点A和点B之间的边界长度大于预设长度，点C和D点之间的边界长度大于预设长度。再次基础上可以确定，点A和点B之间的连线以及点A和点B之间的边界围闭的区域形成割草子区域2；点C和点D之间的连线以及点C和点D之间的边界围闭的区域形成割草子区域3；割草区电子地图中除去割草子区域2和割草子区域3的区域为割草子区域1。

因割草区电子地图形状多种多样，不能穷尽，以上两种分区方法仅用于说明自动划分割草区电子地图的原理，并不用于限定本发明，本领域技术人员根据本实施例的发明构思自动划分割草区电子地图的，属于本实施例的保护范围。

S3、割草机每个割草周期从选定的割草子区域开始随机式割草。

具体的，对于图3所示的割草区电子地图，现有技术中割草机进行随机式割草，因点A和点B形成的窄道缺口以及点C和点D形成的窄道缺口较小，割草机进行随机式割草时很难自然进入，这就会导致割草子区域1割草过度，而割草子区域2和割草子区域3割草不足的现象。

本实施例将割草区电子地图划分为割草子区域1、割草子区域2、割草子区域3之后，割草机每个割草周期从选定的割草子区域开始随机式割草，其中一个割草周期是指割草机从基站的预设工位出发，行进至某个割草子区域，经一段时间随机式割草后再返回基站的预设工位。例如，在第一周期开始时，割草机从割草子区域1开始割草；在第二周期开始时，割草机从基站10出发行进至割草子区域2，从割草子区域2开始割草；在第三周期开始时，割草机从基站10出发行进至割草子区域3，从割草子区域3开始割草。作为选择，基站还可用于为割草机提供所需磁场信号以及为割草机充电。

本实施例通过割草机获取割草区电子地图，并进行智能合理分区，使割草机每个割草周期分别从不同的割草子区域开始割草，可有效保障割草机对每个割草区域均匀割草，提高割草覆盖率。

实施例

在上一实施例的基础上，本实施例的随机式割草机分区方法中，进一步对割草机到达割草子区域的方式进行限定，步骤S3包括：

S31、每个割草周期开始时，割草机沿割草区电子地图的边界行进至选定的割草子区域，也就是割草机根据割草子区域对应的航向信息和里程信息，沿割草区电子地图的边界行进至割草子区域，从割草子区域开始随机式割草。其中割草机对于边界的识别可通过割草机自身的定位电感实现，割草机包括两个设置方向相反的定位电感，两个定位电感感测基站10发出的磁场产生感应电压，根据感应电压的方向判断当前位置，即位于边界上、边界内、还是边界外。作为选择，割草机每个割草周期开始时割草机位于基站10的预设工位出发，在进行一段时间割草后，回到基站10的预设工位。

进一步，为达到更好的割草效果，还需要设置割草机在每个割草子区域内的工作起始点。本实施例中步骤S31包括：每个割草周期开始时，割草机根据割草子区域对应的航向信息和里程信息，沿割草区电子地图的边界行进至割草子区域对应边界的中点，从割草子区域对应边界的中点开始随机式割草。其中割草子区域对应边界的中点由割草机的根据存储的里程信息计算得到，作为选择，因每个割草周期都是从基站10开始，所以计算每个割草子区域的边界中点到基站10的里程，并且是沿割草区电子地图的边界计算每个割草子区域的边界中点到基站10的里程。参考图3，点E为割草子区域2的中点，点F为割草子区域3的中点。可以理解，对于随机式割草机而言，从每个割草子区域的中点出发，可以使该割草子区域的割草更加均匀，割草覆盖率也高。

本实施例提供了割草机行进至每个割草子区域的方式，割草机沿割草机电子地图的边界行进至某个割草子区域，使该割草子区域的割草更加均匀。

实施例

在上述实施例的基础上，本实施例的随机式割草机分区方法中进一步限定割草子区域的选择方式，每个割草周期开始时，依照该选择方式选择割草子区域，选定后割草机即可沿边界行进至指定割草子区域。本实施例提供两种割草子区域的选择方式，以下分别进行说明。

第一割草子区域的选择方式：割草机根据预设概率选择割草子区域，其中预设概率与割草子区域的面积成正比，每个割草子区域的面积可根据割草区电子地图获得，具体计算过程可参考现有技术中根据地图计算面积的算法。参考图3，割草子区域1的面积占整个割草区面积的70％，割草子区域2的面积占整个割草区面积的10％，割草子区域3的面积占整个割草区面积的20％，则每个割草周期开始时，割草机选择前往割草子区域1的概率为70％，割草机选择前往割草子区域2的概率为10％，割草机选择前往割草子区域3的概率为20％。即面积越大，被选择的概率也越大，使割草更加均匀。

第二割草子区域的选择方式：割草机根据预设概率选择割草子区域，其中预设概率与割草子区域对应的边界长度成正比，每个割草子区域对应的边界长度可根据存储的里程信息获取。参考图3，割草子区域1的边界长度占整个割草区边界长度的70％，割草子区域2的边界长度占整个割草区边界长度的10％，割草子区域3的边界长度占整个割草区边界长度的20％，则每个割草周期开始时，割草机选择前往割草子区域1的概率为70％，割草机选择前往割草子区域2的概率为10％，割草机选择前往割草子区域3的概率为20％。即割草子区域对应的边界长度越大，被选择的概率也越大，使割草更加均匀。

本实施例根据每个割草子区域的大小合理分配每次割草机达到的割草子区域，使割草更加均匀。

实施例

在上述实施例的基础上，本实施例的随机式割草机分区方法中，步骤S3中每个割草周期开始时，割草子区域的选择过程为：

割草机根据制定的割草轮询次序依次选择割草子区域，割草轮询次序为一个序列，该序列中记载了每个割草子区域的割草顺序。参考图3，割草区电子地图分为割草子区域1、割草子区域2、割草子区域3，则割草轮询次序可设置为1211131131，其中1表示割草子区域1，2表示割草子区域2，3表示割草子区域3。进一步，本实施例提供两种割草轮询次序的制定方法，以下分别进行说明。

第一割草轮询次序的制定方法：割草轮询次序中每个割草子区域出现的次数与割草子区域的面积成正比。参考图3，割草子区域1的面积占整个割草区面积的70％，割草子区域2的面积占整个割草区面积的10％，割草子区域3的面积占整个割草区面积的20％，则割草轮询次序1211131131中1出现的次数为7次，2出现的次数为1次，3出现的次数为2次。即割草子区域面积越大，在割草轮询次序中出现的次数越多。

第二割草轮询次序的制定方法：割草轮询次序中每个割草子区域出现的次数与割草子区域对应的边界长度成正比。参考图3，割草子区域1的边界长度占整个割草区边界长度的70％，割草子区域2的边界长度占整个割草区边界长度的10％，割草子区域3的边界长度占整个割草区边界长度的20％，则割草轮询次序1211131131中1出现的次数为7次，2出现的次数为1次，3出现的次数为2次。即割草子区域对应的边界长度越大，在割草轮询次序中出现的次数越多。可以理解，本实施例中割草轮询次序1211131131仅包含10个周期，可根据割草需求设置更多周期。

本实施例中预设割草子区域的割草顺序，割草机不再需要每次都进行选择，按照设置到的割草轮询次序依次进行割草即可。

实施例

本实施例还提供一种随机式割草机，随机式割草机使用如上述的随机式割草机分区方法。

作为选择，本实施例的割草机采用基站定位方式，割草机包括两个设置方向相反的定位电感，两个定位电感感测基站10发出的磁场产生感应电压，根据感应电压的方向判断当前位置，即位于边界上、边界内、还是边界外。

作为选择，本实施例的基站10不仅发射磁场，还可为割草机进行充电，当割草机电量不足时，自动行进至基站10的充电工位上进行充电。

本实施例在割草区域现场建立割草区电子地图，并根据地图分布特点将割草区电子地图自动划分为多个割草子区域，进而分别对每个割草子区域进行割草，大大提高割草覆盖率，同时使割草程度分布均匀。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种随机式割草机分区方法，其特征在于，包括：

S1、在割草机内无电子地图或电子地图需要修改时，所述割草机在建图指令的引导下在待割草区移动，根据移动路径创建割草区电子地图；

S2、将所述割草区电子地图自动划分为多个割草子区域；

S3、所述割草机每个割草周期从选定的所述割草子区域开始随机式割草。

2.根据权利要求1所述的随机式割草机分区方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

S11、所述割草机在建图指令的引导下在待割草区移动，获取移动过程中的航向信息和里程信息，由所述航向信息和里程信息绘制所述割草区电子地图。

3.根据权利要求1所述的随机式割草机分区方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S21、根据所述割草区电子地图中窄道缺口的分布将所述割草区电子地图自动划分为多个割草子区域，其中所述窄道缺口是指所述割草区电子地图的边界上距离小于预设距离的两个边界点所形成的缺口，所述两个边界点之间的连线和所述两个边界点之间的边界围闭的区域形成一个所述割草子区域。

4.根据权利要求1所述的随机式割草机分区方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S22、根据所述割草区电子地图中窄道缺口的分布将所述割草区电子地图自动划分为多个区域，其中所述窄道缺口是指所述割草区电子地图的边界上距离小于预设距离的两个边界点所形成的缺口；

S23、若所述两个边界点之间的边界长度大于预设长度，则所述两个边界点之间的连线和所述两个边界点之间的边界围闭的区域形成一个所述割草子区域。

5.根据权利要求1所述的随机式割草机分区方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

S31、每个割草周期开始时，所述割草机沿所述割草区电子地图的边界行进至选定的所述割草子区域，从所述割草子区域开始随机式割草。

6.根据权利要求5所述的随机式割草机分区方法，其特征在于，所述步骤S31包括：

每个割草周期开始时，所述割草机根据所述割草子区域对应的航向信息和里程信息，沿所述割草区电子地图的边界行进至所述割草子区域对应边界的中点，从所述割草子区域对应边界的中点开始随机式割草。

7.根据权利要求1所述的随机式割草机分区方法，其特征在于，每个割草周期开始时，所述割草子区域的选择过程为：

所述割草机根据预设概率选择所述割草子区域，其中所述预设概率与所述割草子区域的面积成正比，或所述预设概率与所述割草子区域对应的边界长度成正比。

8.根据权利要求1所述的随机式割草机分区方法，其特征在于，所述步骤S3中每个割草周期开始时，所述割草子区域的选择过程为：

所述割草机根据制定的割草轮询次序依次选择所述割草子区域，其中所述割草轮询次序中每个所述割草子区域出现的次数与所述割草子区域的面积成正比，或所述割草轮询次序中每个所述割草子区域出现的次数与所述割草子区域对应的边界长度成正比。

9.根据权利要求1所述的随机式割草机分区方法，其特征在于，一个所述割草周期是指所述割草机从基站的预设工位出发，经一段时间随机式割草后再返回所述基站的预设工位，其中所述基站用于为所述割草机提供所需磁场信号以及为所述割草机充电。

10.一种随机式割草机，其特征在于，所述随机式割草机使用如权利要求1-9任一项所述的随机式割草机分区方法。

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