CN113835424A - 自动行走设备、系统、回归控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及自动化控制技术领域，具体公开一种自动行走设备、系统、回归控制方法、装置和电子设备。设备包括机身、行走模块、边界信号检测模块及控制模块。行走模块安装于机身，用于在驱动力作用下带动自动行走设备移动；边界信号检测模块安装于机身，用于检测边界线信号；控制模块分别与行走模块、边界信号检测模块连接，用于在回归模式下，根据边界信号检测模块的边界信号检测结果调整行走模块的行走速度。通过实时调整行走模块的行走速度有助于精准调节自动行走设备的回归轨迹，减小其沿边界线行走的误差，并能够提高自动行走设备的行走平稳度，以便在到达停靠站时能够快速准确找到对接口，提高对接精度和对接速度。

Description

自动行走设备、系统、回归控制方法及装置

技术领域

本申请涉及自动化控制技术领域，特别是涉及一种自动行走设备、系统、回归控制方法及装置。

背景技术

随着科学技术的不断发展，如扫地机器人、割草机等智能自行走设备正被人们所熟知。这些智能自行走设备极大地节约人们的时间，给人们的工作生活带来了便利。智能自行走设备自动回归寻找充电装置的功能已经成为一种标配功能，自动回归寻找充电装置的功能提高了智能自行走设备的工作效率。但是寻找充电装置时间过长或找不到充电装置，找到充电装置后与充电装置对接的成功率不高，这些都是智能自行走设备自动回归充电功能所面临的问题。

为了解决上述问题，现有技术中已经存在以下解决方案：在智能自行走设备的机身上设置两种磁场传感器，用以感测边界线存在的磁场信号，根据两种磁场传感器感测到的磁场强度的比值调整智能自行走设备的移动方向。该方案虽然在一定程度上提高了回归充电的效率，但是该方案仅能粗略地调整智能自行走设备的移动方向，沿边界线行走的误差较大，设备沿边界线行走较不平稳，甚至容易偏离边界线，导致回归充电时对接精度较低，尤其对于侧方侧向回归充电。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高回归效率且能够精准回归的自动行走设备、系统、回归控制方法及装置。

一种自动行走设备，具有回归模式，当位于所述回归模式时，所述自动行走设备沿边界线移动，所述边界线用于界定所述自动行走设备的工作区域，所述自动行走设备包括：

机身；

行走模块，安装于所述机身，用于在驱动力作用下带动所述自动行走设备移动；

边界信号检测模块，安装于所述机身，用于检测边界线信号；

控制模块，分别与所述行走模块、所述边界信号检测模块连接，用于在所述回归模式下，根据所述边界信号检测模块的边界信号检测结果调整所述行走模块的行走速度。

在其中一个实施例中，所述边界信号检测结果包括边界信号波形方向；所述控制模块用于根据所述边界信号检测模块检测到的边界信号波形方向调整所述行走模块的行走速度。

在其中一个实施例中，所述边界信号检测模块包括第一检测单元、第二检测单元以及第三检测单元，所述第一检测单元和所述第三检测单元对称设置于所述第二检测单元的两侧，当所述自动行走设备位于所述回归模式，所述第一检测单元、所述第二检测单元以及所述第三检测单元到所述边界线界定的工作区域中心距离依次增大；

所述控制模块分别与所述第一检测单元、所述第二检测单元和所述第三检测单元连接，用于根据所述第一检测单元、所述第二检测单元以及所述第三检测单元检测到的边界信号波形方向调整所述行走模块的行走速度。

在其中一个实施例中，所述机身具有中轴线，所述第二检测单元设置于所述中轴线上，所述第一检测单元和所述第三检测单元关于所述中轴线对称设置。

在其中一个实施例中，所述第一检测单元、所述第二检测单元和所述第三检测单元均为磁感应传感器；

优选地，所述第一检测单元和所述第三检测单元为具有固定放大倍数的磁感应传感器，所述第二检测单元为具有可变放大倍数的磁感应传感器。

在其中一个实施例中，所述行走模块包括沿所述中轴线对称设置的第一行走单元和第二行走单元，当所述自动行走设备位于所述回归模式，所述第一行走单元到所述边界线界定的工作区域中心距离小于所述第二行走单元到所述边界线界定的工作区域中心距离；

所述控制模块用于在所述回归模式下，根据所述第一检测单元、所述第二检测单元以及所述第三检测单元检测到的边界信号波形方向分别调整所述第一行走单元和所述第二行走单元的行走速度。

在其中一个实施例中，所述控制模块用于在所述第一检测单元和所述第二检测单元检测到的边界信号波形方向相同，且与所述第三检测单元检测到的边界信号波形方向相反时，调整所述第一行走单元的行走速度大于所述第二行走单元的行走速度，直至所述第二检测单元检测不到边界信号波形时，调整所述第一行走单元的行走速度等于所述第二行走单元的行走速度；

所述控制模块还用于在所述第二检测单元和所述第三检测单元检测到的边界信号波形方向相同，且与所述第一检测单元检测到的边界信号波形方向相反时，调整所述第一行走单元的行走速度小于所述第二行走单元的行走速度，直至所述第二检测单元检测不到边界信号波形时，调整所述第一行走单元的行走速度等于所述第二行走单元的行走速度；

所述控制模块还用于在所述第一检测单元、所述第二检测单元及所述第三检测单元检测到的边界信号波形方向均相同时，调整所述第二行走单元的行走速度大于所述第一行走单元的行走速度，且使两者速度差值大于预设值，直至所述第二检测单元检测不到边界信号波形时，调整所述第一行走单元的行走速度等于所述第二行走单元的行走速度。

一种自动工作系统，包括：

如上述的自动行走设备；

边界线，用于界定所述自动行走设备的工作区域，所述边界线上具有边界线信号；

停靠站，设置于所述边界线上，用于向所述边界线提供脉冲电流以形成边界线信号。

一种自动行走设备的回归控制方法，所述自动行走设备包括行走模块、边界信号检测模块及控制模块，所述方法包括：

控制所述行走模块带动所述自动行走设备沿边界线移动；

获取所述边界信号检测模块的边界信号检测结果；

根据所述边界信号检测结果调整所述行走模块的行走速度。

在其中一个实施例中，所述边界信号检测结果包括边界信号波形方向；

所述根据所述边界信号检测结果调整所述行走模块的行走速度的步骤包括：

根据所述边界信号检测模块检测到的边界信号波形方向调整所述行走模块的行走速度。

在其中一个实施例中，所述边界信号检测模块包括第一检测单元、第二检测单元及第三检测单元，所述第一检测单元和所述第三检测单元对称设置于所述第二检测单元的两侧，当所述自动行走设备沿边界线移动时，所述第一检测单元、所述第二检测单元以及所述第三检测单元到所述边界线界定的工作区域中心距离依次增大；

所述获取所述边界信号检测模块的边界信号检测结果的步骤包括：

分别获取所述第一检测单元、所述第二检测单元及所述第三检测单元检测到的边界信号波形方向；

所述根据所述边界信号检测模块检测到的边界信号波形方向调整所述行走模块的行走速度的步骤包括：

根据所述第一检测单元、所述第二检测单元及所述第三检测单元检测到的边界信号波形方向调整所述行走模块的行走速度。

在其中一个实施例中，所述第二检测单元设置于所述自动行走设备的中轴线上，所述第一检测单元和所述第三检测单元关于所述中轴线对称设置；

所述行走模块包括沿所述中轴线对称设置的第一行走单元和第二行走单元，当所述自动行走设备沿边界线移动时，所述第一行走单元到所述边界线界定的工作区域中心距离小于所述第二行走单元到所述边界线界定的工作区域中心距离；

所述根据所述第一检测单元、所述第二检测单元及所述第三检测单元检测到的边界信号波形方向调整所述行走模块的行走速度的步骤包括：

当所述第一检测单元和所述第二检测单元检测到的边界信号波形方向相同，且与所述第三检测单元检测到的边界信号波形方向相反时，调整所述第一行走单元的行走速度大于所述第二行走单元的行走速度，直至所述第二检测单元检测不到边界信号波形时，调整所述第一行走单元的行走速度等于所述第二行走单元的行走速度；

当所述第二检测单元和所述第三检测单元检测到的边界信号波形方向相同，且与所述第一检测单元检测到的边界信号波形方向相反时，调整所述第一行走单元的行走速度小于所述第二行走单元的行走速度，直至所述第二检测单元检测不到边界信号波形时，调整所述第一行走单元的行走速度等于所述第二行走单元的行走速度；

当所述第一检测单元、所述第二检测单元及所述第三检测单元检测到的边界信号波形方向均相同时，调整所述第二行走单元的行走速度大于所述第一行走单元的行走速度，且使两者速度差值大于预设值，直至所述第二检测单元检测不到边界信号波形时，调整所述第一行走单元的行走速度等于所述第二行走单元的行走速度。

一种自动行走设备的回归控制装置，所述自动行走设备包括具有多个行走单元的行走模块、具有多个检测单元的边界信号检测模块，所述回归控制装置包括：

控制单元，用于控制所述行走模块带动所述自动行走设备沿边界线移动；

获取单元，用于获取所述边界信号检测模块的多个检测单元检测到的边界信号波形方向；

调整单元，用于根据所述多个检测单元检测到的边界信号波形方向调整所述行走模块多个行走单元的行走速度。

上述自动行走设备，在位于回归模式时，通过控制模块获取边界信号检测模块的边界信号检测结果，并根据边界信号检测结果实时调整行走模块的行走速度。由此，一方面可以提高自动行走设备回归效率，另一方面通过实时调整行走模块的行走速度有助于精准调节自动行走设备的回归轨迹，减小其沿边界线行走的误差，并能够提高自动行走设备的行走平稳度，以便在到达停靠站时能够快速准确找到对接口，提高对接精度和对接速度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为自动行走设备逆时针回归的应用场景图；

图2为实施例一所提供的自动行走设备的结构示意图；

图3为实施例一所提供的自动行走设备的结构示意图；

图4为自动行走设备偏向边界线内侧时，边界信号检测模块检测到的边界信号波形图；

图5为自动行走设备偏向边界线外侧时，边界信号检测模块检测到的边界信号波形图；

图6为自动行走设备所处边界线的直角弯时的应用场景图；

图7为自动行走设备所处边界线的大弧度弯角时的应用场景图；

图8为自动行走设备所处边界线为直角弯或大弧度弯角时，边界信号检测模块检测到的边界信号波形图；

图9为实施例三所提供的回归控制方法的流程示意图；

图10为实施例四所提供的回归控制装置的结构示意图；

图11为实施例五所提供的电子设备的结构示意图。

附图标记说明：

10、机身；101、中轴线；

20、行走模块；201、第一行走单元；202、第二行走单元；

30、边界信号检测模块；301、第一检测单元；302、第二检测单元；303、第三检测单元；

40、控制模块；

50、自动行走设备；

60、边界线；

70、停靠站；

100、控制单元；200、获取单元；300、调整单元；

400、存储器；500、处理器。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

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，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、“周向”以及类似的表述是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明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，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

正如背景技术所述，现有技术中用于解决智能自行走设备回归充电面临的问题所采用的方案是：在智能自行走设备的机身上设置两种磁场传感器，用以感测边界线存在的磁场信号，根据两种磁场传感器感测到的磁场强度的比值调整智能自行走设备的移动方向，进而控制智能自行走设备沿边界线行走，提高回归准确度和效率。虽然该方案在一定程度上能够提高回归充电的效率，但是其仅能粗略地调整智能自行走设备的移动方向，沿边界线行走的误差较大，设备行走较不平稳，导致最终智能自行走设备与停靠站的对接精度较低，尤其是智能自行走设备需要与停靠站侧面进行对接时，对接精度较低。

为解决上述问题，本申请提供了一种自动行走设备、系统、回归控制方法、装置和电子设备。

实施例一

在一个实施例中，本申请提供了一种自动行走设备，该自动行走设备可以为割草机、扫地机器人、扫雪机等具有自动行走动能的智能设备。

本申请实施例所提供的自动行走设备包括工作模式和回归模式。当其位于工作模式时，自动行走设备50在边界线60内执行工作任务，例如割草或扫雪或拖地等；当其位于回归模式时，自动行走设备50沿边界线60移动至停靠站70，并与停靠站70对接，实现回归功能(参考图1)。其中，边界线60用于界定自动行走设备50的工作区域，边界线60上具有边界线信号，边界线信号可以为磁场信号。

如图2和3所示，本申请实施例所提供的自动行走设备50包括机身10、行走模块20、边界信号检测模块30及控制模块40。其中，

行走模块20安装于机身10，设置在机身10的底部，用于支撑机身10，以及在驱动力作用下带动自动行走设备50移动，该驱动力可以由驱动马达提供。

边界信号检测模块30安装于机身10，用于检测边界线60信号，边界信号检测模块30可以与机身10直接连接或间接连接。当处于回归模式，行走模块20带动自动行走设备50沿边界线60移动时，边界信号检测模块30随之一起移动，并实时检测边界线60信号，当边界信号检测模块30与边界线60之间的相对位置发生变化时，其产生的边界信号检测结果也会发生变化。

控制模块40分别与行走模块20、边界信号检测模块30连接，用于在自动行走设备50位于回归模式下时，接收边界信号检测模块30的边界信号检测结果，并根据边界信号检测结果调整行走模块20的行走速度。当控制模块40获取到边界信号检测结果时，即可确定边界信号检测模块30与边界线60之间的相对位置关系，当该相对位置关系出现异常时，调整行走模块20的行走速度。需要说明的是，自动行走设备50中行走模块20一般包含多个行走单元，通过对多个行走单元的行走速度的调整能够调节自动行走设备50的行走轨迹。

上述自动行走设备，在位于回归模式时，通过控制模块40获取边界信号检测模块30的边界信号检测结果，并根据边界信号检测结果实时调整行走模块20的行走速度。由此，一方面可以提高自动行走设备50回归效率，另一方面通过实时调整行走模块20的行走速度有助于精准调节自动行走设备50的回归轨迹，减小其沿边界线60行走的误差，并能够提高自动行走设备50的行走平稳度，以便在到达停靠站70时能够快速准确找到对接口，提高对接精度和对接速度。

在其中一个实施例中，边界信号检测模块30包括第一检测单元301、第二检测单元302以及第三检测单元303，第一检测单元301、第二检测单元302以及第三检测单元303均设置于机身10上，且第一检测单元301和第三检测单元303对称设置于第二检测单元302的两侧，当自动行走设备50位于回归模式，第一检测单元301、第二检测单元302以及第三检测单元303到边界线60界定的工作区域中心距离依次增大。即，本实施例中，边界信号检测模块30由三种检测单元组成，通过三种检测单元同时检测边界信号，以提高边界信号检测结果的精准度。

需要说明的是，自动行走设备可以顺时针沿边界线回归，也可以逆时针沿边界线回归，无论自动行走设备顺时针还是逆时针沿边界线回归，本实施例中都将自动行走设备回归过程中距离边界线界定的工作区域中心最近的检测单元定义为第一检测单元301，将距离边界线界定的工作区域中心最远的检测单元定义为第三检测单元303，第一检测单元301和第三检测单元303之间的检测单元定义为第二检测单元302，并且第一检测单元301及第三检测单元303能够实现相同的检测功能。

当自动行走设备50处于回归模式且沿边界线60按标准轨迹行走时，第一检测单元301、第二检测单元302以及第三检测单元303检测得到的边界信号具有预设的结果，当自动行走设备50处于回归模式且偏离标准轨迹行走时，第一检测单元301、第二检测单元302以及第三检测单元303检测得到的边界信号同样具有预设的结果。由此可根据各个检测单元的边界信号检测结果判断其属于哪种预设结果，进而确定自动行走设备50的当前行走轨迹以及应当如何调整。

在其中一个实施例中，边界信号检测结果包括边界信号波形方向，本实施例中，通过第一检测单元、第二检测单元及第三检测单元分别检测到的边界信号波形方向判断出自动行走设备的当前行走轨迹以及调整策略。

作为一种优选的实施方式，当自动行走设备50沿边界线60按标准轨迹行走时，第二检测单元302位于边界线60的正上方，第一检测单元301和第三检测单元303分别对称分布于第二检测单元302的两侧，第一检测单元301靠近边界线60设置，第二检测单元302远离边界线60设置。此时，第二检测单元302应当检测不到边界信号，而第一检测单元301和第三检测单元303检测到的边界信号波形方向是相反的。

当自动行走设备50偏离边界线60行走时，即第二检测单元302偏离边界线60，其能够检测到边界信号。

具体地，自动行走设备50偏向边界线60内侧行走时，即，第二检测单元302偏向边界线60内侧，第二检测单元302和第一检测单元301检测到的边界信号波形方向相同，且与第三检测单元303检测到的边界信号波形方向相反，当然，也不排除自动行走设备50偏离边界线60内侧过多的情形，即，第一检测单元301、第二检测单元302及第三检测单元303检测到的边界信号波形方向均相同，该情形一般仅出现在自动行走设备进行直角或大弧度转弯时，若是自动行走设备沿直线回归，当第二检测单元302偏离到边界线内侧时，控制模块即会及时做出判断并控制行走单位进行调整，因此一般不会出现继续向边界线内侧偏离的情形。

自动行走设备50偏向边界线60外侧行走时，即，第二检测单元302偏向边界线60外侧，第二检测单元302和第三检测单元303检测到的边界信号方向相同，且与第一检测单元301检测到的边界信号方向相反，当然，也不排除自动行走设备50偏离边界线60外侧过多的情形，即，第一检测单元301、第二检测单元302及第三检测单元303检测到的边界信号方向均相同，该情形一般仅出现在自动行走设备进行直角或大弧度转弯时，若是自动行走设备沿直线回归，当第二检测单元302偏离到边界线外侧时，控制模块即会及时做出判断并控制行走单元进行调整，因此一般不会出现继续向边界线外侧偏离的情形。

需要说明的是，第一检测单元301、第二检测单元302以及第三检测单元303各自的数量不唯一，可以为一个，也可以为多个。本实施例中，优选地将第一检测单元301、第二检测单元302及第三检测单元303的数量均设置成一个，由此在满足检测功能的同时，降低了硬件成本。

在其中一个实施例中，机身10具有中轴线101，第二检测单元302设置于中轴线101上且设置于机身10的前部，第一检测单元301和第三检测单元303关于中轴线101对称设置。由于实际应用中，自动行走设备50沿边界线60回归时，一般是机身10中轴线101与边界线60重合，因此将第二检测单元302设置于机身10的中轴线101上，更利于将本方案应用于一般的回归过程中。

需要说明的是，自动行走设备50回归时，也有可能并不是按照中轴线101与边界线60重合的方式，假设以自动行走设备50的预设位置与边界线60重合的方式回归，那么第二检测单元302即可设置在自动行走设备50的预设位置处。其中，预设位置可以为任意位置，在此不做具体限定。

在其中一个实施例中，控制模块40分别与第一检测单元301、第二检测单元302和第三检测单元303连接，用于根据第一检测单元301、第二检测单元302以及第三检测单元303的边界信号检测结果调整行走模块20的行走速度。控制模块40结合三种检测单元的边界信号检测结果，能够更准确地确定自动行走设备50与边界线60的相对位置关系，进而更加精准地调整行走模块20的行走速度，以调整回归轨迹，利于精准对接。

在其中一个实施例中，第一检测单元301、第二检测单元302和第三检测单元303均为磁感应传感器。目前的边界信号一般为向线缆上发射脉冲电流而形成的磁场信号，通过磁感应传感器能够快速检测磁场信号，以获取边界信息。其中，第一检测单元301和第三检测单元303可以为具有固定放大倍数的磁感应传感器，第二检测单元302可以为具有可变放大倍数的磁感应传感器，可以设置成两档可变放大倍数的磁感应传感器。

在其中一个实施例中，行走模块20包括沿中轴线101对称设置的第一行走单元201和第二行走单元202，当自动行走设备50位于回归模式，第一行走单元201到边界线60界定的工作区域中心距离小于第二行走单元202到边界线60界定的工作区域中心距离。即，第一行走单元201和第二行走单元202对称分布于自动行走设备50前行方向的左右两侧。需要强调的是，自动行走设备可以顺时针沿边界线回归，也可以逆时针沿边界线回归，无论自动行走设备顺时针还是逆时针沿边界线回归，本实施例中都将距离边界线界定的工作区域中心较近的行走单元定义为第一行走单元201，将距离边界线界定的工作区域中心较远的行走单元定义为第二行走单元202。另外，第一行走单元201和第二行走单元202能够实现相同的行走功能。

需要说明的是，自动行走设备50的行走方向与第一行走单元201的行走速度、第二行走单元202的行走速度之间的相对大小关系有关。例如，当第一行走单元201的行走速度大于第二行走单元202的行走速度时，自动行走设备50会偏向第二行走单元202方向行走，当第一行走单元201的行走速度小于第二行走单元202的行走速度时，自动行走设备50会偏向第一行走单元201方向行走，当第一行走单元201的行走速度等于第二行走单元202的行走速度时，自动行走设备50直行，不发生偏向。

第一行走单元201和第二行走单元202的数量不唯一，可以均为一个，也可以均为多个。本实施例中，优选地将第一行走单元201和第二行走单元202均设置为一个，在满足行走功能的同时，能够适当降低成本，且简化了控制模块40的控制流程。

本实施例中，第一行走单元201和第二行走单元202均为行走电机。

控制模块40用于在回归模式下，根据第一检测单元301、第二检测单元302以及第三检测单元303的边界信号检测结果分别调整第一行走单元201和第二行走单元202的行走速度。即，控制模块40根据第一检测单元301、第二检测单元302以及第三检测单元303的边界信号检测结果确定自动行走设备50与边界线60之间的相对位置关系，当偏离边界线60时，则可以通过调整第一行走单元201和第二行走单元202的行走速度，进而对自动行走设备50的行走方向进行调整，以使自动行走设备50回归到边界线60，沿边界线60回归。

在其中一个实施例中，控制模块40用于在第一检测单元301和第二检测单元302检测到的边界信号波形方向相同，且与第三检测单元303检测到的边界信号波形方向相反时，调整第一行走单元201的行走速度大于第二行走单元202的行走速度，直至第二检测单元302检测不到边界信号波形时，调整第一行走单元201的行走速度等于第二行走单元202的行走速度。

具体地，如图4所示(图中a为第一检测单元301的边界信号波形图，b为第二检测单元302的边界信号波形图，c为第三检测单元303的边界信号波形图)，当第一检测单元301和第二检测单元302检测到的边界信号波形方向相同，且与第三检测单元303检测到的边界信号波形方向相反时，自动行走设备50偏向边界线60内侧，此时，调整第一行走单元201的行走速度大于第二行走单元202的行走速度，以使自动行走设备50朝向边界线60方向偏转。在此过程中，当第二检测单元302检测不到边界信号波形时，则说明第二检测单元302位于边界线60正上方，即自动行走设备50回到边界线60所在的预设路径上，此时将第一行走单元201和第二行走单元202的行走速度调整为相同，即，停止偏向，沿当前路径平稳行走。由此，实现回归过程中，自动行走设备50向边界线60内侧偏向后的路径调整。

控制模块40还用于在第二检测单元302和第三检测单元303检测到的边界信号波形方向相同，且与第一检测单元301检测到的边界信号波形方向相反时，调整第一行走单元201的行走速度小于第二行走单元202的行走速度，直至第二检测单元302检测不到边界信号波形时，调整第一行走单元201的行走速度等于第二行走单元202的行走速度。

具体地，如图5所示(图中a为第一检测单元301的边界信号波形图，b为第二检测单元302的边界信号波形图，c为第三检测单元303的边界信号波形图)，当第二检测单元302和第三检测单元303检测到的边界信号波形方向相同，且与第一检测单元301检测到的边界信号波形方向相反时，自动行走设备50偏向边界线60外侧，此时，调整第一行走单元201的行走速度小于第二行走单元202的行走速度，以使自动行走设备50朝向边界线60方向偏转。在此过程中，当第二检测单元302检测不到边界信号波形时，则说明第二检测单元302位于边界线60正上方，即自动行走设备50回到边界线60所在的预设路径上，此时将第一行走单元201和第二行走单元202的行走速度调整为相同，即，停止偏向，沿当前路径平稳行走。由此，实现回归过程中，自动行走设备50向边界线60外侧偏向后的路径调整。

控制模块40还用于在第一检测单元301、第二检测单元302及第三检测单元303检测到的边界信号波形方向均相同时，调整第二行走单元202的行走速度大于第一行走单元201的行走速度，且使两者速度差值大于预设值，直至第二检测单元302检测不到边界信号波形时，调整第一行走单元201的行走速度等于第二行走单元202的行走速度。

具体地，如图8所示(图中a为第一检测单元301的边界信号波形图，b为第二检测单元302的边界信号波形图，c为第三检测单元303的边界信号波形图)，当第一检测单元301、第二检测单元302和第三检测单元303检测到的边界信号波形方向均相同时，即，第一检测单元301、第二检测单元302和第三检测单元303位于边界线60同一侧，此时可以是自动行走设备50大幅度偏向边界线60内侧，也可以是自动行走设备50大幅度偏向边界线60外侧，还可以是自动行走设备50正处于边界线60的直角弯或大弧度弯角处。

针对自动行走设备50处于边界线60的直角弯或大弧度弯角处的情形：如图6和7所示，当自动行走设备50处于边界线60的直角弯或大弧度弯角处时，第一检测单元301、第二检测单元302及第三检测单元303一般均位于边界线60外侧，此时，调整第二行走单元202的行走速度大于第一行走单元201的行走速度，且使两者速度差值大于预设值，由此可确保自动行走设备50在直角弯或大弧度弯角处能够快速转弯。当第二检测单元302检测不到边界信号波形时，则说明完成转弯，且第二检测单元302位于边界线60正上方，即自动行走设备50位于边界线60所在的预设路径上，此时将第一行走单元201和第二行走单元202的行走速度调整为相同，即沿当前路径平稳行走。由此，实现回归过程中，自动行走设备50位于边界线60的直角弯或大弧度弯角处时的路径调整。

作为一种优选的实施方式，控制模块40还可以用于在第二检测单元302检测不到边界信号波形，且第一检测单元301和第三检测单元303检测到的边界信号波形方向相反时，调整第一行走单元201的行走速度等于第二行走单元202的行走速度。当在确认第二检测单元302检测不到边界信号波形的同时，进一步确认第一检测单元301和第三检测单元303检测到的边界信号波形方向是否相反，即，排除了自动行走设备50完全脱离边界线60且处于边界外较远导致检测单元均检测不到边界线60信号的情形，提高了可靠性。

在本实施例中，边界信号波形方向指的是各检测单元检测到的边界信号的波形变化趋势，例如当自动行走设备偏向边界线内侧时，第一检测单元301和第二检测单元302检测到的边界信号波形变化均是从基准点逐渐升到波峰后再逐渐下降至波谷，再上升至基准点，以此作为一个波形周期(参考图4中的波形a和b)，被认为其为相同的波形方向，而第三检测单元303的边界信号波形图(参考图4中的波形c)明显与波形方向相反；同样地，从附图5中可以看出，第二检测单元302的边界信号波形图b的波形方向与第三检测单元303的边界信号波图c的波形方向相同，第一检测单元301的边界信号波形图a的波形方向与波形图b和c的波形相反；附图8中第一检测单元301的边界信号波形图a、第二检测单元302的边界信号波形图b及第三检测单元303的边界信号波图c的波形方向均相同。

在一个具体示例中，当自动行走设备50正常沿边界线60回归时，第一行走单元201和第二行走单元202的速度相同，位于200±5mm/s范围内；当自动行走设备50偏向边界线60内侧时，可以调整第一行走单元201为200mm/s，第二行走单元202的速度为190mm/s；当自动行走设备50偏向边界线60外侧时，可以调整第一行走单元201为190mm/s，第二行走单元202的速度为200mm/s；当自动行走设备50处于边界线60的直角弯或大弧度弯角处，需要转弯时，可以调整第一行走单元201为100mm/s，第二行走单元202的速度为200mm/s，即两者速度差为100mm/s。

需要说明的是，行走速度的设置可以按照实际需求设置，在此不做绝对限制。

实施例二

在另一个实施例中，本申请提供了一种自动工作系统，如图1所示，包括边界线60、停靠站70以及如实施例一中所述的自动行走设备50。

边界线60用于界定自动行走设备50的工作区域，边界线60上具有边界线60信号。停靠站70设置于边界线60上，用于向边界线60提供脉冲电流以形成边界线60信号，边界线60信号为磁场信号。停靠站70还包括充电模块，充电模块用于与回归后的自动行走设备50对接，进而对自动行走设备50进行充电。

关于自动行走设备50的具体结构请参见实施例一中的相关内容，在此不再赘述。

当自动行走设备50位于回归模式时，通过控制模块40获取边界信号检测模块30的边界信号检测结果，并根据边界信号检测结果实时调整行走模块20的行走速度。由此，一方面可以提高自动行走设备50回归效率，另一方面通过实时调整行走模块20的行走速度有助于精准调节自动行走设备50的回归轨迹，减小其沿边界线60行走的误差，并能够提高自动行走设备50的行走平稳度，以便在到达停靠站70时能够快速准确找到充电装置的对接口，提高对接精度和对接速度。

实施例三

在另一个实施例中，本申请提供了一种自动行走设备50的回归控制方法，自动行走设备50包括行走模块20、边界信号检测模块30及控制模块40，该方法的执行主体为控制模块40，关于自动行走设备50的具体结构请参见实施例一中的相关内容，在此不再赘述。

如图9所示，本实施例所提供的回归控制方法包括以下步骤：

步骤S20、控制行走模块20带动自动行走设备50沿边界线60移动。首先，通过控制自动行走设备50进入回归模式，即控制行走模块20带动自动行走设备50移动至边界线60处，并沿边界线60移动回归。

步骤S40、获取边界信号检测模块30的边界信号检测结果。关于该步骤的具体内容请参见实施例一中的相关描述，在此不赘述。

步骤S60、根据边界信号检测结果调整行走模块20的行走速度。关于该步骤的具体内容请参见实施例一中的相关描述，在此不赘述。

上述自动行走设备50的回归控制方法，当控制自动行走设备50进入回归模式后，通过控制模块40获取边界信号检测模块30的边界信号检测结果，并根据边界信号检测结果实时调整行走模块20的行走速度。由此，一方面可以提高自动行走设备50回归效率，另一方面通过实时调整行走模块20的行走速度有助于精准调节自动行走设备50的回归轨迹，减小其沿边界线60行走的误差，并能够提高自动行走设备50的行走平稳度，以便在到达停靠站70时能够快速准确找到对接口，提高对接精度和对接速度。

在其中一个实施例中，边界信号检测结果包括边界信号检测模块检测到的边界信号波形方向；步骤S60包括：根据边界信号检测模块检测到的边界信号波形方向调整行走模块的行走速度。相关内容可参见实施例一中的具体描述，在此不赘述。

在其中一个实施例中，边界信号检测模块30包括第一检测单元301、第二检测单元302及第三检测单元303，第一检测单元301和第三检测单元303对称设置于第二检测单元302的两侧，当自动行走设备50沿边界线60移动时，第一检测单元301、第二检测单元302以及第三检测单元303到边界线60界定的工作区域中心距离依次增大；

步骤S40，即获取边界信号检测模块30的边界信号检测结果的步骤包括：

分别获取第一检测单元301、第二检测单元302及第三检测单元303检测到的边界信号波形方向。

步骤S60，即根据边界信号检测结果调整行走模块20的行走速度的步骤包括：

根据第一检测单元301、第二检测单元302及第三检测单元303检测到的边界信号波形方向调整行走模块20的行走速度。

关于上述步骤的具体内容请参见实施例一中的相关描述，在此不赘述。

在其中一个实施例中，第二检测单元302设置于自动行走设备50的中轴线101上，第一检测单元301和第三检测单元303关于中轴线101对称设置；

行走模块20包括沿中轴线101对称设置的第一行走单元201和第二行走单元202，当自动行走设备50沿边界线60移动时，第一行走单元201到边界线60界定的工作区域中心距离小于第二行走单元202到边界线60界定的工作区域中心距离；

根据第一检测单元301、第二检测单元302及第三检测单元303检测到的边界信号波形方向调整行走模块20的行走速度的步骤包括：

当第一检测单元301和第二检测单元302检测到的边界信号波形方向相同，且与第三检测单元303检测到的边界信号波形方向相反时，调整第一行走单元201的行走速度大于第二行走单元202的行走速度，直至第二检测单元302检测不到边界信号波形时，调整第一行走单元201的行走速度等于第二行走单元202的行走速度；

当第二检测单元302和第三检测单元303检测到的边界信号波形方向相同，且与第一检测单元301检测到的边界信号波形方向相反时，调整第一行走单元201的行走速度小于第二行走单元202的行走速度，直至第二检测单元302检测不到边界信号波形时，调整第一行走单元201的行走速度等于第二行走单元202的行走速度；

当第一检测单元301、第二检测单元302及第三检测单元303检测到的边界信号波形方向均相同时，调整第二行走单元202的行走速度大于第一行走单元201的行走速度，且使两者速度差值大于预设值，直至第二检测单元302检测不到边界信号波形时，调整第一行走单元201的行走速度等于第二行走单元202的行走速度。

关于上述步骤的具体内容请参见实施例一中的相关描述，在此不赘述。

实施例四

在另一个实施例中，本申请提供了一种自动行走设备的回归控制装置，自动行走设备包括具有多个行走单元的行走模块、具有多个检测单元的边界信号检测模块。如图10所示，该装置包括控制单元100、获取单元200及调整单元300。

控制单元100用于控制行走模块20带动自动行走设备50沿边界线60移动；

获取单元200用于获取边界信号检测模块30的多个检测单元检测到的边界信号波形方向；

调整单元300用于根据多个检测单元检测到的边界信号波形方向调整行走模块20的多个行走单元的行走速度。

在其中一个实施例中，边界信号检测模块30包括第一检测单元301、第二检测单元302及第三检测单元303，第一检测单元301和第三检测单元303对称设置于第二检测单元302的两侧，当自动行走设备50沿边界线60移动时，第一检测单元301、第二检测单元302以及第三检测单元303到边界线60界定的工作区域中心距离依次增大；

获取单元200用于分别获取第一检测单元301、第二检测单元302及第三检测单元303检测到的边界信号波形方向。

调整单元300用于根据第一检测单元301、第二检测单元302及第三检测单元303检测到的边界信号波形方向调整行走模块20的多个行走单元的行走速度。

在其中一个实施例中，第二检测单元302设置于自动行走设备50的中轴线101上，第一检测单元301和第三检测单元303关于中轴线101对称设置；行走模块20包括沿中轴线101对称设置的第一行走单元201和第二行走单元202，当自动行走设备50沿边界线60移动时，第一行走单元201到边界线60界定的工作区域中心距离小于第二行走单元202到边界线60界定的工作区域中心距离；

调整单元300用于当第一检测单元301和第二检测单元302检测到的边界信号波形方向相同，且与第三检测单元303检测到的边界信号波形方向相反时，调整第一行走单元201的行走速度大于第二行走单元202的行走速度，直至第二检测单元302检测不到边界信号波形时，调整第一行走单元201的行走速度等于第二行走单元202的行走速度；

当第二检测单元302和第三检测单元303检测到的边界信号波形方向相同，且与第一检测单元301检测到的边界信号波形方向相反时，调整第一行走单元201的行走速度小于第二行走单元202的行走速度，直至第二检测单元302检测不到边界信号波形时，调整第一行走单元201的行走速度等于第二行走单元202的行走速度；

当第一检测单元301、第二检测单元302及第三检测单元303检测到的边界信号波形方向均相同时，调整第二行走单元202的行走速度大于第一行走单元201的行走速度，且使两者速度差值大于预设值，直至第二检测单元302检测不到边界信号波形时，调整第一行走单元201的行走速度等于第二行走单元202的行走速度。

关于调整单元300的具体内容请参见实施例一中的相关描述，在此不赘述。

上述回归控制装置，应用于前述实施例的自动行走设备、自动工作系统及自动行走设备的回归控制方法，当控制自动行走设备50进入回归模式后，通过获取单元200获取边界信号检测模块30的边界信号检测结果，并通过调整单元300根据边界信号检测结果实时调整行走模块20的行走速度。由此，一方面可以提高自动行走设备50回归效率，另一方面通过实时调整行走模块20的行走速度有助于精准调节自动行走设备50的回归轨迹，减小其沿边界线60行走的误差，并能够提高自动行走设备50的行走平稳度，以便在到达停靠站70时能够快速准确找到对接口，提高对接精度和对接速度。

实施例五

本申请实施例还提供了一种电子设备，如图11所示，电子设备包括存储器400以及处理器500。其中，存储器400和处理器500之间互相通信连接，可以通过总线或者其他方式连接，图11中以通过总线连接为例。

处理器500可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器500还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。

存储器400作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的自动行走设备的回归控制方法对应的程序指令。处理器500通过运行存储在存储器400中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器500的各种功能应用以及数据处理，即实现自动行走设备50的回归控制方法。

存储器400可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器500所创建的数据等。此外，存储器400可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器400可选包括相对于处理器500远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器500。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器400(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

以上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个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 (13)

1.一种自动行走设备，具有回归模式，当位于所述回归模式时，所述自动行走设备沿边界线移动，所述边界线用于界定所述自动行走设备的工作区域，其特征在于，所述自动行走设备包括：

机身；

行走模块，安装于所述机身，用于在驱动力作用下带动所述自动行走设备移动；

边界信号检测模块，安装于所述机身，用于检测边界线信号；

控制模块，分别与所述行走模块、所述边界信号检测模块连接，用于在所述回归模式下，根据所述边界信号检测模块的边界信号检测结果调整所述行走模块的行走速度。

2.根据权利要求1所述的自动行走设备，其特征在于，所述边界信号检测结果包括边界信号波形方向；所述控制模块用于根据所述边界信号检测模块检测到的边界信号波形方向调整所述行走模块的行走速度。

3.根据权利要求2所述的自动行走设备，其特征在于，所述边界信号检测模块包括第一检测单元、第二检测单元以及第三检测单元，所述第一检测单元和所述第三检测单元对称设置于所述第二检测单元的两侧，当所述自动行走设备位于所述回归模式，所述第一检测单元、所述第二检测单元以及所述第三检测单元到所述边界线界定的工作区域中心距离依次增大；

所述控制模块分别与所述第一检测单元、所述第二检测单元和所述第三检测单元连接，用于根据所述第一检测单元、所述第二检测单元以及所述第三检测单元检测到的边界信号波形方向调整所述行走模块的行走速度。

4.根据权利要求3所述的自动行走设备，其特征在于，所述机身具有中轴线，所述第二检测单元设置于所述中轴线上，所述第一检测单元和所述第三检测单元关于所述中轴线对称设置。

5.根据权利要求3或4所述的自动行走设备，其特征在于，所述第一检测单元、所述第二检测单元和所述第三检测单元均为磁感应传感器；

优选地，所述第一检测单元和所述第三检测单元为具有固定放大倍数的磁感应传感器，所述第二检测单元为具有可变放大倍数的磁感应传感器。

6.根据权利要求4所述的自动行走设备，其特征在于，所述行走模块包括沿所述中轴线对称设置的第一行走单元和第二行走单元，当所述自动行走设备位于所述回归模式，所述第一行走单元到所述边界线界定的工作区域中心距离小于所述第二行走单元到所述边界线界定的工作区域中心距离；

所述控制模块用于在所述回归模式下，根据所述第一检测单元、所述第二检测单元以及所述第三检测单元检测到的边界信号波形方向分别调整所述第一行走单元和所述第二行走单元的行走速度。

7.根据权利要求6所述的自动行走设备，其特征在于，所述控制模块用于在所述第一检测单元和所述第二检测单元检测到的边界信号波形方向相同，且与所述第三检测单元检测到的边界信号波形方向相反时，调整所述第一行走单元的行走速度大于所述第二行走单元的行走速度，直至所述第二检测单元检测不到边界信号波形时，调整所述第一行走单元的行走速度等于所述第二行走单元的行走速度；

所述控制模块还用于在所述第二检测单元和所述第三检测单元检测到的边界信号波形方向相同，且与所述第一检测单元检测到的边界信号波形方向相反时，调整所述第一行走单元的行走速度小于所述第二行走单元的行走速度，直至所述第二检测单元检测不到边界信号波形时，调整所述第一行走单元的行走速度等于所述第二行走单元的行走速度；

所述控制模块还用于在所述第一检测单元、所述第二检测单元及所述第三检测单元检测到的边界信号波形方向均相同时，调整所述第二行走单元的行走速度大于所述第一行走单元的行走速度，且使两者速度差值大于预设值，直至所述第二检测单元检测不到边界信号波形时，调整所述第一行走单元的行走速度等于所述第二行走单元的行走速度。

8.一种自动工作系统，其特征在于，包括：

如权利要求1-7任一项所述的自动行走设备；

边界线，用于界定所述自动行走设备的工作区域，所述边界线上具有边界线信号；

停靠站，设置于所述边界线上，用于向所述边界线提供脉冲电流以形成边界线信号。

9.一种自动行走设备的回归控制方法，所述自动行走设备包括行走模块、边界信号检测模块及控制模块，其特征在于，所述方法包括：

控制所述行走模块带动所述自动行走设备沿边界线移动；

获取所述边界信号检测模块的边界信号检测结果；

根据所述边界信号检测结果调整所述行走模块的行走速度。

10.根据权利要求9所述的自动行走设备的回归控制方法，其特征在于，所述边界信号检测结果包括边界信号波形方向；

所述根据所述边界信号检测结果调整所述行走模块的行走速度的步骤包括：

根据所述边界信号检测模块检测到的边界信号波形方向调整所述行走模块的行走速度。

11.根据权利要求10所述的自动行走设备的回归控制方法，其特征在于，所述边界信号检测模块包括第一检测单元、第二检测单元及第三检测单元，所述第一检测单元和所述第三检测单元对称设置于所述第二检测单元的两侧，当所述自动行走设备沿边界线移动时，所述第一检测单元、所述第二检测单元以及所述第三检测单元到所述边界线界定的工作区域中心距离依次增大；

所述获取所述边界信号检测模块的边界信号检测结果的步骤包括：

分别获取所述第一检测单元、所述第二检测单元及所述第三检测单元检测到的边界信号波形方向；

所述根据所述边界信号检测模块检测到的边界信号波形方向调整所述行走模块的行走速度的步骤包括：

根据所述第一检测单元、所述第二检测单元及所述第三检测单元检测到的边界信号波形方向调整所述行走模块的行走速度。

12.根据权利要求11所述的自动行走设备的回归控制方法，其特征在于，

所述第二检测单元设置于所述自动行走设备的中轴线上，所述第一检测单元和所述第三检测单元关于所述中轴线对称设置；

所述行走模块包括沿所述中轴线对称设置的第一行走单元和第二行走单元，当所述自动行走设备沿边界线移动时，所述第一行走单元到所述边界线界定的工作区域中心距离小于所述第二行走单元到所述边界线界定的工作区域中心距离；

所述根据所述第一检测单元、所述第二检测单元及所述第三检测单元检测到的边界信号波形方向调整所述行走模块的行走速度的步骤包括：

当所述第一检测单元和所述第二检测单元检测到的边界信号波形方向相同，且与所述第三检测单元检测到的边界信号波形方向相反时，调整所述第一行走单元的行走速度大于所述第二行走单元的行走速度，直至所述第二检测单元检测不到边界信号波形时，调整所述第一行走单元的行走速度等于所述第二行走单元的行走速度；

当所述第二检测单元和所述第三检测单元检测到的边界信号波形方向相同，且与所述第一检测单元检测到的边界信号波形方向相反时，调整所述第一行走单元的行走速度小于所述第二行走单元的行走速度，直至所述第二检测单元检测不到边界信号波形时，调整所述第一行走单元的行走速度等于所述第二行走单元的行走速度；

当所述第一检测单元、所述第二检测单元及所述第三检测单元检测到的边界信号波形方向均相同时，调整所述第二行走单元的行走速度大于所述第一行走单元的行走速度，且使两者速度差值大于预设值，直至所述第二检测单元检测不到边界信号波形时，调整所述第一行走单元的行走速度等于所述第二行走单元的行走速度。

13.一种自动行走设备的回归控制装置，其特征在于，所述自动行走设备包括具有多个行走单元的行走模块、具有多个检测单元的边界信号检测模块，所述回归控制装置包括：

控制单元，用于控制所述行走模块带动所述自动行走设备沿边界线移动；

获取单元，用于获取所述边界信号检测模块的多个检测单元检测到的边界信号波形方向；

调整单元，用于根据所述多个检测单元检测到的边界信号波形方向调整所述行走模块的多个行走单元的行走速度。

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