CN113485334A - 一种割草机控制方法、系统及其存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种割草机控制方法，所述方法包括：获取边界开始记录指令和移动指令；根据移动指令控制割草机移动；根据边界开始记录指令，每间隔预设的第一时长，采集基站观测坐标、基站实际坐标和移动观测坐标，根据预设的移动实际坐标与基站观测坐标、基站实际坐标和移动观测坐标之间的函数关系，计算得到移动实际坐标，并记录采集时间；根据移动实际坐标在预设的空间平面内标记移动点，并连接采集时间相邻的移动点；获取边界停止记录指令；根据边界停止记录指令，停止在预设的空间平面内标记移动点，将连接采集时间相邻的移动点所形成的曲线作为边界。本发明具有省去割草机实体边界线的设置，降低割草机移动至预设的割草区域外发生概率的效果。
Description
技术领域
本发明涉及割草机的技术领域，尤其是涉及一种割草机控制方法、系统及其存储介质。
背景技术
目前自动割草机无需再人的操控下对一定区域的草坪进行割草作业，省去了人为操作的流程，提高了割草作业的便利性。
现有的自动割草机，需要在需割草的区域用实体的线带围出自动割草机移动的边界形成割草区域，自动割草机以此进行图像识别，将线带作为边界，使自动割草机在移动时不越过割草区域。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：边界由线带围成，当线带受到破坏或拉扯时(如风吹、人为移动等)，边界的位置就会发生改变，导致割草机可能移动至预设的割草区域外。
发明内容
为了省去割草机实体边界线的设置，降低割草机移动至预设的割草区域外发生概率，本申请提供一种割草机控制方法、系统及其存储介质。
第一方面，本申请提供一种割草机控制方法，采用如下的技术方案：
一种割草机控制方法，所述方法包括。获取边界开始记录指令和移动指令；根据移动指令控制割草机移动；根据边界开始记录指令，每间隔预设的第一时长，采集基站观测坐标、基站实际坐标和移动观测坐标，根据预设的移动实际坐标与基站观测坐标、基站实际坐标和移动观测坐标之间的函数关系，计算得到移动实际坐标，并记录采集时间；根据移动实际坐标在预设的空间平面内标记移动点，并连接采集时间相邻的移动点；获取边界停止记录指令；根据边界停止记录指令，停止在预设的空间平面内标记移动点，将连接采集时间相邻的移动点所形成的曲线作为边界。
通过采用上述技术方案，割草机根据移动指令在草坪内移动，并在空间平面内记录移动点，连接移动点后在空间平面内形成边界，从而无需在草坪上用实体的线带对边界进行标记。
可选的，所述方法还包括：接收割草指令；根据所述割草指令，控制割草机移动至边界，当割草机移动至边界后，控制割草机沿着边界向内环形移动并进行割草，直至边界内的空间被割草机完全遍历。
通过采用上述技术方案，割草机在边界内向内环形移动对草坪进行切割，相对于在边界内的往复移动的切割方式，可减少割草机移动至边界外的可能。
可选的，在割草机移动过程中，采集周围图像，判断图像中是否有障碍物，若是，则在空间平面内标记障碍物的位置及障碍物覆盖范围；割草机在移动过程中规避障碍物覆盖范围移动。
通过采用上述技术方案，割草机在移动过程中，可规避障碍物，避免割草机与障碍物碰撞。
可选的，控制割草机沿着边界向内环形移动的具体方法为：控制割草机沿着边界移动，同时获取割草机的实际坐标，将首个记录的实际坐标作为初始点；当割草机环形移动至初始点周围预设的区域范围内时，控制割草机向内转向预设距离后继续按照边界的轮廓形状进行移动，记录转向时的实际坐标为转向点；当割草机环形移动至转向点周围预设的区域范围内时，控制割草机向内转向预设距离后继续按照边界的轮廓形状进行移动，记录转向时的实际坐标为转向点。
通过采用上述技术方案，割草机绕边界一圈后再向内转向以边界的轮廓绕一圈，从而在边界内向内环形移动，直至所有边界内的区域全都被遍历，从而使边界内区域的草坪全部被割草机完成割草动作。
可选的，所述方法还包括：采集周围图像，对周围图像进行特定特征识别，当周围图像中存在特定特征时；将特定特征周围预设的第一距离内的范围划分为特定特征区域；在空间平面内标记特定特征区域。
通过采用上述技术方案，特定特征区域被标记后，如用户只需对特定特征区域的草坪进行修剪，只需通过指令使切割机对该特定特征区域进行切割。
可选的，所述方法还包括：计算边界中相对边之间的最大距离和最小距离；当最小距离小于最大距离预设的比例阈值时，将最小距离对应的区域两侧划分为区块。
可选的，当最小距离小于最大距离预设的比例阈值时，所述割草机依次对各个区块进行割草动作。
通过采用上述技术方案，当最小距离小于最大距离预设的比例阈值时，边界围成的空间存在较窄的区域，若割草机在边界围成的空间内做环形移动，则会多次经过该较窄区域，割草机重复经过已进行修剪的较窄区域，造成电能的浪费。因此在这种情况下，对边界围成的区域分成多个区块，完成对一个区块的切割后，再依次对剩余未切割的区块进行切割。
第二方面，本申请提供一种割草机控制系统，采用如下的技术方案：
一种割草机控制系统，包括，指令获取模块，用于获取边界开始记录指令、移动指令和边界停止记录指令；移动模块，用于根据移动指令控制割草机移动；实际坐标计算模块，用于根据边界开始记录指令，每间隔预设的第一时长，采集基站观测坐标、基站实际坐标和移动观测坐标，根据预设的移动实际坐标与基站观测坐标、基站实际坐标和移动观测坐标之间的函数关系，计算得到移动实际坐标，并记录采集时间；移动点标记模块，根据移动实际坐标在预设的空间平面内标记移动点，并连接采集时间相邻的移动点；
边界模块，根据边界停止记录指令，停止在预设的空间平面内标记移动点，将连接采集时间相邻的移动点所形成的曲线作为边界。
第三方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述一种割草机控制方法的计算机程序。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.割草机根据移动指令在草坪内移动，并在空间平面内记录移动点，连接移动点后在空间平面内形成边界，从而无需在草坪上用实体的线带对边界进行标记；
2.割草机在割草时，沿着边界向内环形移动割草，降低了割草机越过边界的可能性，避免割草机误伤周围物体。
附图说明
图1是本申请实施例的方法流程图一；
图2是本申请实施例的方法流程图二；
图3是本申请实施例的控制割草机沿着边界向内环形移动的具体方法流程图；
图4是本申请实施例的控制割草机沿着边界向内环形移动的原理图；
图5是本申请实施例的方法流程图三；
图6是本申请实施例的方法流程图四；
图7是本申请实施例一种边界的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
本申请实施例提供一种割草机控制方法，如图1所示，包括：
S101：获取边界开始记录指令和移动指令。
在本申请实施例中，边界开始记录指令和移动指令均由用户通过移动设备或者控制器发出，该移动设备或控制器具有近程通讯或远程通讯功能，可与切割机进行通讯并发出相应指令，对切割机进行控制。边界开始指令，为命令割草机开始进行记录边界的指令，具体由用户在控制界面按动相应按钮启动。移动指令，则是命令割草机进行移动的指令，具体为用户控制界面按动相应虚拟方向键或有相应的实体方向控制按钮发出“上”、“下”、“左”、“右”等指令。
S102：根据移动指令控制割草机移动。
在本申请实施例中，割草机根据获得移动指令，如“上”、“下”、“左”、“右”等进行相应的移动。
S103：根据边界开始记录指令，每间隔预设的第一时长，采集基站观测坐标、基站实际坐标和移动观测坐标，根据预设的移动实际坐标与基站观测坐标、基站实际坐标和移动观测坐标之间的函数关系，计算得到移动实际坐标，并记录采集时间。
在本申请实施例中，当割草机接收到边界开始记录指令后，便开始对割草机的位置进行获取，由于要获取割草机的实时位置，因此每间隔预设的第一时长就需对割草机的位置进行采集，其中，第一时长为极短的时长，在本申请中割草机的位置由卫星定位获取，因此第一时长为卫星对割草机位置的采样时间。由于通过卫星定位会受到大气层影响、卫星星历误差、卫星钟差等因素的影响，因此传统的卫星定位的会使割草机的定位不准确，进而导致割草机在自动移动过程中移动位置的不准确。在本申请中，采用RTK（Real - timekinematic，实时动态）载波相位差分技术，对割草机的位置进行定位，使割草的定位误差能够缩小到厘米级精度。具体为在割草机移动的区域固定安放一台基站，为了避免基站阻碍割草机的移动，可将基站安放在割草机需进行割草作业的区域外。割草机同步采集基站的基站观测坐标和自身的移动观测坐标，并且采集基站的基站实际坐标，该基站实际坐标为基站固定且精确的坐标，通过多次在环境干扰小场景下测得，因此割草机只需采集记录该坐标一次即可。预设的移动实际坐标与基站观测坐标、基站实际坐标和移动观测坐标之间的函数关系，即为载波相位差分技术对移动实际坐标的算法。采集时间为采集实际移动坐标的时间。
S104：根据移动实际坐标在预设的空间平面内标记移动点，并连接采集时间相邻的移动点。
在本申请实施例中，空间平面为虚构的平面，该平面用于记录割草机的移动点等位置区域。
S105：获取边界停止记录指令。
S106：根据边界停止记录指令，停止在预设的空间平面内标记移动点，将连接采集时间相邻的移动点所形成的曲线作为边界。
在本申请实施例中，边界停止记录指令由用户通过移动设备或者控制器发出。边界停止记录指令一般在用户在控制割草机绕需要进行割草的区域移动一周后发出，从而使割草机将从获取到边界开始记录指令到边界停止记录指令的移动过程中移动的路径作为所述边界。
在其他实施方式中，边界停止记录指令，也可以自行生成。具体实现方式为：将首个记录实际坐标作为起始点，当割草机移动至起始点或临近起始点的位置后，说明割草机已绕需割草的区域以移动一圈，此时生成边界停止记录指令。
本申请的一种割草机控制方法，如图2所示，还包括：
S201：接收割草指令。
在本申请实施例汇中，割草指令由用户通过移动设备或者控制器发出。
S202：根据所述割草指令，控制割草机移动至边界，当割草机移动至边界后，控制割草机沿着边界向内环形移动并进行割草，直至边界内的空间被割草机完全遍历。
在本身实施例中，当割草机接收到割草指令后，割草机获取其当前的实际坐标，在本申请实施例中的实际坐标的获取方法与移动实际坐标的获取方法相同。判断其在空间平面内相对于边界的位置，确定割草机距离边界最近的距离，并以此最近距离确定距离割草机最近的点，驱动割草机移动至边界上距离割草机最近的点。割草机在向内环形移动时，产生多个与边界形状相同且同心的轮廓。
参照图3和图4，控制割草机沿着边界向内环形移动的具体方法为：
S2021：控制割草机沿着边界移动，同时获取割草机的实际坐标，将首个记录的实际坐标作为初始点。
S2022：当割草机环形移动至初始点周围预设的区域范围内时，控制割草机向内转向预设距离后继续按照边界的轮廓形状进行移动，记录转向时的实际坐标为转向点。
S2023：当割草机环形移动至转向点周围预设的区域范围内时，控制割草机向内转向预设距离后继续按照边界的轮廓形状进行移动，记录转向时的实际坐标为转向点。
直至边界内的空间被割草机完全遍历的具体方式为：循环步骤S2022和步骤S2023，直至割草机的移动路径覆盖边界内的空间。
在本申请实施例中，由于割草机不一定精确的移动到初始点或转向点，因此设置了区域范围，当割草机移动至该区域范围内时，即说明割草机已移动至初始点或转向点附近。割草机向内转向预设距离，则使割草机在转向后以小于上一环形移动轮廓的环形移动轮廓移动。
在本申请实施例中，一种割草机控制方法还包括：在割草机移动过程中，采集周围图像，判断图像中是否有障碍物，若是，则在空间平面内标记障碍物的位置及障碍物覆盖范围；割草机在移动过程中规避障碍物覆盖范围移动。
周围的图像通过图像采集设备获取，如摄像机。障碍物为可能阻碍割草机移动的物体，具体为，在割草机的最高高度与地面之间的空间内，会与割草机发生碰撞的物体。通过图像识别，获取障碍物的轮廓即可计算得到障碍物的覆盖范围。而通过割草机采集图像时的移动实际坐标，以及根据图像识别判断得到的障碍物相对于割草机的角度和距离，即可计算出障碍物的位置，从而能够在空间平面内标记出障碍物覆盖范围。
在本申请中，如图5所示，一种割草机控制方法还包括：
S301：采集周围图像，对周围图像进行特定特征识别，当周围图像中存在特定特征时；
S302：将特定特征周围预设的第一距离内的范围划分为特定特征区域；
S303：在空间平面内标记特定特征区域。
在本申请实施例中，特定特征识别具体为在割草机的处理器内存储有特定特征的图像，如游泳池、狗窝等。处理器将获取图像与特定特征进行对比，通过对比判断出图像中存在如游泳池的特定特征时，再对该特定特征周围第一距离范围内的区域划分为特定特征区域。步骤S303中将特定特征区域标记在空间平面内的方法与将障碍物标记在空间平面内的方法相同，不再赘述。
通过上述步骤S301～S303，当用户想仅对如游泳池这一特定特征区域范围内的草坪进行切割时，可通过相应的指令使割草机自动对该特定特征区域进行割草动作。
在本申请中，如图6所示，一种割草机控制方法还包括：
S401：计算边界中相对边之间的最大距离和最小距离；
S402：当最小距离小于最大距离预设的比例阈值时，将最小距离对应的区域两侧划分为区块；
S403：当最小距离小于最大距离预设的比例阈值时，所述割草机依次对各个区块进行割草动作。
在本申请实施例中，当出现在如图7所示的草坪区域时，该草坪区域出现的有前院和后院的房屋。为避免往复切割图中的①号区块、以及在①号区块上往复移动而造成能源的浪费，因此，当最小距离小于最大距离预设的比例阈值时，则判断为存在如图6所述边界或等同于图6所述边界的情况。通过将①号区块两侧的区域划分为③号区块和②号区块，从而先后分别对③号区块、①号区块和②号区块进行割草操作。割草操作时割草机的移动方式也可以是向内环形移动。
本申请还提供一种割草机控制系统，包括：
指令获取模块，用于获取边界开始记录指令、移动指令和边界停止记录指令；
移动模块，用于根据移动指令控制割草机移动；
实际坐标计算模块，用于根据边界开始记录指令，每间隔预设的第一时长，采集基站观测坐标、基站实际坐标和移动观测坐标，根据预设的移动实际坐标与基站观测坐标、基站实际坐标和移动观测坐标之间的函数关系，计算得到移动实际坐标，并记录采集时间；
移动点标记模块，根据移动实际坐标在预设的空间平面内标记移动点，并连接采集时间相邻的移动点；
边界模块，根据边界停止记录指令，停止在预设的空间平面内标记移动点，将连接采集时间相邻的移动点所形成的曲线作为边界。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述一种割草机控制方法的计算机程序。
所述计算机可读存储介质例如包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
Claims (9)
1.一种割草机控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取边界开始记录指令和移动指令；
根据移动指令控制割草机移动；
根据边界开始记录指令，每间隔预设的第一时长，采集基站观测坐标、基站实际坐标和移动观测坐标，根据预设的移动实际坐标与基站观测坐标、基站实际坐标和移动观测坐标之间的函数关系，计算得到移动实际坐标，并记录采集时间；
根据移动实际坐标在预设的空间平面内标记移动点，并连接采集时间相邻的移动点；
获取边界停止记录指令；
根据边界停止记录指令，停止在预设的空间平面内标记移动点，将连接采集时间相邻的移动点所形成的曲线作为边界。
2.根据权利要求1所述的割草机控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收割草指令；
根据所述割草指令，控制割草机移动至边界，当割草机移动至边界后，控制割草机沿着边界向内环形移动并进行割草，直至边界内的空间被割草机完全遍历。
3.根据权利要求2所述的割草机控制方法，其特征在于，在割草机移动过程中，采集周围图像，判断图像中是否有障碍物，若是，则在空间平面内标记障碍物的位置及障碍物覆盖范围；割草机在移动过程中规避障碍物覆盖范围移动。
4.根据权利要求2所述的割草机控制方法，其特征在于，控制割草机沿着边界向内环形移动的具体方法为：
控制割草机沿着边界移动，同时获取割草机的实际坐标，将首个记录的实际坐标作为初始点；
当割草机环形移动至初始点周围预设的区域范围内时，控制割草机向内转向预设距离后继续按照边界的轮廓形状进行移动，记录转向时的实际坐标为转向点；
当割草机环形移动至转向点周围预设的区域范围内时，控制割草机向内转向预设距离后继续按照边界的轮廓形状进行移动，记录转向时的实际坐标为转向点。
5.根据权利要求1所述的割草机控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
采集周围图像，对周围图像进行特定特征识别，当周围图像中存在特定特征时；
将特定特征周围预设的第一距离内的范围划分为特定特征区域；
在空间平面内标记特定特征区域。
6.根据权利要求1所述的割草机控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
计算边界中相对边之间的最大距离和最小距离；
当最小距离小于最大距离预设的比例阈值时，将最小距离对应的区域两侧划分为区块。
7.根据权利要求6所述的割草机控制方法，其特征在于，当最小距离小于最大距离预设的比例阈值时，所述割草机依次对各个区块进行割草动作。
8.一种割草机控制系统，其特征在于，包括，
指令获取模块，用于获取边界开始记录指令、移动指令和边界停止记录指令；
移动模块，用于根据移动指令控制割草机移动；
实际坐标计算模块，用于根据边界开始记录指令，每间隔预设的第一时长，采集基站观测坐标、基站实际坐标和移动观测坐标，根据预设的移动实际坐标与基站观测坐标、基站实际坐标和移动观测坐标之间的函数关系，计算得到移动实际坐标，并记录采集时间；
移动点标记模块，根据移动实际坐标在预设的空间平面内标记移动点，并连接采集时间相邻的移动点；
边界模块，根据边界停止记录指令，停止在预设的空间平面内标记移动点，将连接采集时间相邻的移动点所形成的曲线作为边界。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一种割草机控制方法的计算机程序。
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