CN114879656A - 一种智能割草机作业方向调整方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种智能割草机作业方向调整方法、装置、电子设备及存储介质。包括：以割草机构图时的导航坐标为参考，执行以下步骤：S1、获取割草机对应的作业地图和作业地图的边界；S2、按照预设规则对作业地图的边界进行分割以获取若干边界线段；S3、分别获取若干边界线段对应的若干预设进入角，其中，预设进入角为割草机在边界线段进入作业地图的角度范围；S4、根据若干预设进入角及其对应的边界线段获取作业地图的边界对应的目标进入角；S5、获取割草机的当前位置，并根据目标进入角获取偏转角；S6、根据偏转角同向调整作业地图和割草机的作业方向。实施本申请能够有效的提高割草机工作的效率。

Description

一种智能割草机作业方向调整方法、装置、电子设备及存储 介质

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，更具体地说，涉及一种智能割草机作业方向调整方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

随着智能割草机的越来越广泛的使用，在智能割草机使用中，实际遇到的智能割草机器人的作业地图是多种多样的，有些地图使用基于基站的固定的一种或者多种割草角度进行作业有时候并不是最优解。从用户的角度来看，可能明明是一个非常规则的地图，机器人却使用了一个非常别扭的作业方式。

申请内容

本申请要解决的技术问题在于，提供一种智能割草机作业方向调整方法、装置、电子设备及存储介质。

本申请解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种智能割草机作业方向调整方法，包括：以割草机构图时的导航坐标为参考，执行以下步骤：

S1、获取割草机对应的作业地图和所述作业地图的边界；

S2、按照预设规则对所述作业地图的边界进行分割以获取若干边界线段；

S3、分别获取所述若干边界线段对应的若干预设进入角，其中，所述预设进入角为所述割草机在所述边界线段进入所述作业地图的角度范围；

S4、根据所述若干预设进入角及其对应的边界线段获取所述作业地图的边界对应的目标进入角；

S5、获取所述割草机的当前位置，并根据所述目标进入角获取偏转角；

S6、根据所述偏转角同向调整所述作业地图和所述割草机的作业方向。

优选地，在本申请所述的智能割草机作业方向调整方法中，在所述步骤S2中，所述按照预设规则对所述作业地图的边界进行分割以获取若干边界线段；包括：

S21、获取所述割草机的作业地图的边界起始点为第一采样点；

S22、依照预设顺序和第一预设间隔对所述作业地图的边界进行采点以获取第二采样点；

S23、获取所述第二采样点的切线与所述第一采样点的切线之间的、在采样方向上的切线夹角，判断所述切线夹角是否大于第一预设值，若是则执行步骤S24，否则执行步骤S25；

S24、获取所述第二采样点与所述第一采样点之间的边界为一所述边界线段；

S25、判断所述第二采样点是否为所述边界起始点，若是，执行步骤S27，否则执行步骤S26；

S26、以所述第二采样点为所述第一采样点，并执行步骤S22；

S27、结束采点以获取所述若干边界线段。

优选地，在本申请所述的智能割草机作业方向调整方法中，在所述步骤S21中，所述获取所述割草机的作业地图的边界起始点，包括：

获取所述割草机在建立所述作业地图时的建图起始点为所述边界起始点。

优选地，在本申请所述的智能割草机作业方向调整方法中，在所述步骤S3中，所述分别获取所述若干边界线段对应的若干预设进入角，包括：

S31、分别获取所述边界线段的起点对应的第一法线和所述边界线段的终点对应的第二法线；

S32、获取与所述第一法线之间夹角小于第二预设值的第一方向和与所述第二法线之间夹角小于所述第二预设值的第二方向；

S33、获取所述第一方向与所述第二方向的重叠方向；

S34、获取所述重叠方向相对于所述导航坐标的角度范围为所述边界线段对应的预设进入角。

优选地，在本申请所述的智能割草机作业方向调整方法中，所述第二预设值小于或等于45度。

优选地，在本申请所述的智能割草机作业方向调整方法中，在所述步骤S4中，所述根据所述若干预设进入角及其对应的边界线段获取所述作业地图的边界对应的目标进入角，包括：

S41、以第一预设角度为初始角度；

S42、获取包含所述初始角度的预设进入角，并获取该预设进入角对应的边界线段为预设边界线段，获取所述预设边界线段的长度和为所述初始角度对应的边界长度；

S43、按照预设步进调整所述初始角度并执行所述步骤S42，直至所述初始角度为第二预设角度；

S44、比较所有的边界长度，获取最大边界长度所对应的初始角度为所述目标进入角。

优选地，在本申请所述的智能割草机作业方向调整方法中，所述第一预设角度为零度，所述预设步进为1度，所述第二预设角度为360度。

本申请还构造一种割草机器人出站方向校正装置，其以割草机构图时的导航坐标为参考工作，并包括：

获取单元，用于获取割草机对应的作业地图和所述作业地图的边界；

分割单元，用于按照预设规则对所述作业地图的边界进行分割以获取若干边界线段；

预设进入角获取单元，用于分别获取所述若干边界线段对应的若干预设进入角，其中，所述预设进入角为所述割草机在所述边界线段进入所述作业地图的角度范围；

目标进入角获取单元，用于根据所述若干预设进入角及其对应的边界线段获取所述作业地图的边界对应的目标进入角；

偏转角获取单元，用于获取所述割草机的当前位置，并根据所述目标进入角获取偏转角；

方向调整单元，用于根据所述偏转角同向调整所述作业地图和所述割草机的作业方向。

本申请还构造一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上面任意一项所述的智能割草机作业方向调整方法。

本申请还构造一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器；

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于执行所述计算机程序实现如上面任一项所述的智能割草机作业方向调整方法。

实施本申请的一种智能割草机作业方向调整方法、装置、电子设备及存储介质，具有以下有益效果：能够有效的提高割草机工作的效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本申请作进一步说明，附图中：

图1是本申请一种智能割草机作业方向调整方法一实施例的程序流程图；

图2是本申请一种智能割草机作业方向调整方法另一实施例的程序流程图；

图3是本申请一种智能割草机作业方向调整方法另一实施例的程序流程图；

图4是本申请一种智能割草机作业方向调整方法另一实施例的程序流程图；

图5是本申请一种智能割草机作业方向调整装置一实施例的逻辑框图；

图6是本申请一种智能割草机作业方向调整方法一实施例的过程示意图；

图7是本申请一种智能割草机作业方向调整方法另一实施例的过程示意图；

图8是本申请一种智能割草机作业方向调整方法另一实施例的过程示意图。

具体实施方式

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

如图1所示，在本申请的一种智能割草机作业方向调整方法第一实施例中，其以割草机构图时的导航坐标为参考，并具体执行以下步骤：

S1、获取割草机对应的作业地图和所述作业地图的边界；具体的，可以通过机器人构图获取割草机具体作业的作业地图，并根据作业地图获取作业地图的边界。其可以理解，割草机的作业地图获取方法和作业地图的边界获取方法并不局限与从机器人构图过程中获取。

S2、按照预设规则对所述作业地图的边界进行分割以获取若干边界线段；具体的，在获取作业地图的边界后，可以根据设定的规则对边界进行划分，可以得到多个边界线段。

S3、分别获取所述若干边界线段对应的若干预设进入角，其中，所述预设进入角为所述割草机在所述边界线段进入所述作业地图的角度范围；具体的，对获取的边界线段分别获取其预设进入角，以使得割草机在边界线段能够以该预设进入角进入作业地图。其中，该预设进入角进入该作业地图时，其对应的割草机工作角度为最佳作业角度。该预设进入角为一个角度范围，因为相对于每个边界线段，其均有最佳的进入角度，而由于边界线段的位置不同，其相对于割草机的导航坐标角度也不同。在这里基于割草机的导航坐标去获取每一个边界线段的预设进入角。

S4、根据所述若干预设进入角及其对应的边界线段获取所述作业地图的边界对应的目标进入角；具体的，在获取每个边界线段的预设进入角后，根据每个预设进入角和边界线段得到整个作业地图的边界对应的目标进入角。

S5、获取所述割草机的当前位置，并根据所述目标进入角获取偏转角；具体的，在得到整个边界对应的目标进入角后，由于其得到的角度是相对于割草机的建图初始位置，此时割草机器人实际工作时，其需要根据割草机器人当前的位置来获取割草机要以该目标进入角进入作业地图时，其需要调整的方向即得到偏转角。

S6、根据所述偏转角同向调整所述作业地图和所述割草机的作业方向。具体的，在得到偏转角后，在割草机器人工作时，其根据该偏转角同向调整作业地图和割草机的作业方向。通过该角度调整，能够使得割草机在工作时，以一个最佳角度进入作业区域，使得其作业过程更加合理。

如图6和图7所示，一实施例中，其获取作业地图的边界，并按照预设规则对作业地图的边界进行分割得到边界线段l1、l2、l3、l4和l5，并获取每个边界线段的预设进入角，其角度范围分别为a1、a2、a3、a4和a5(图示中只进行了角度范围示意)，根据该角度和线段的关系能够得到最佳的目标进入角a，该目标进入角也是一个角度范围。其可以理解，a1、a2、a3、a4和a5均对应为相对于导航坐标o的角度范围。其在获取目标进入角后，根据该目标进入角a也是对应为相对于导航坐标o的角度，对作业地图和割草机的作业方向同时进行变换。割草机在位置M时，其正常是以A的方向进入工作区域，此时根据割草机在坐标上的位置，即能得到其进入方向相对于坐标系O的角度，获取该角度与角度a的偏差即能得到需要调整的角度。根据该角度同时调整作业地图和割草机的进入角度得到图7，最终以B的方向进入工作区域，最终的作业地图及作业示意图。使得地图和作业方式更符合用户习惯，提高用户体验。

可选的，如图2所示，在本申请的一种智能割草机割草方向调整方法中，在所述步骤S2中，所述按照预设规则对所述作业地图的边界进行分割以获取若干边界线段；S21、获取所述割草机的作业地图的边界起始点为第一采样点；S22、依照预设顺序和第一预设间隔对所述作业地图的边界进行采点以获取第二采样点；S23、获取所述第二采样点的切线与所述第一采样点的切线之间的、在采样方向上的切线夹角，判断所述切线夹角是否大于第一预设值，若是则执行步骤S24，否则执行步骤S25；S24、获取所述第二采样点与所述第一采样点之间的边界为一所述边界线段，S25、判断所述第二采样点是否为所述边界起始点，若是，执行步骤S27，否则执行步骤S26；，S26、以所述第二采样点为所述第一采样点，并执行步骤S22；S27、结束采点以获取所述若干边界线段。具体的，在对作业地图的边界进行分段的过程中，其先以作业地图的边界起始点为第一个采样点，并按照预设顺序和预设间隔对作业地图的边界进行依次采点，并依次比较每个采样点的切线与第一个采样点的切线之间的、在采样方向上的切线夹角。在当前采样点与第一采样点的切线夹角没有超过第一预设值，则继续进行下一个采样点的获取，并执行同样的比较动作。在当前采样点与第一采样点的切线夹角大于第一预设值后，此时可以认为边界的折角较大，在当前采样点处断开，获取第一采样点与当前采样点之间的边界为分割得到的一边界线段。同时以该当前采样点为第一采样点，继续按照预设的顺序和间隔进行采点并进行采点的切线夹角进行比较。在采点过程中，直到采集的最后一个点为边界起始点，完成整个作业地图的边界分段，得到若干边界线段。如图8所示，以d1点为第一采样点，在第一采样点d1和采样点d2之间点，其切换角度几乎都为零，采样点d2与采样点d1之间的切线夹角b1，当b1大于预设值时，在d2处切断，以d1和d2之间的边界线段为得到的边界线段l1。然后以d2为第一采样点，进行同样的操作，在采样点d3处获得采样方向上的切线夹角b3，根据角度b3在d3处断开，得到边界线段l2。

可选的，在所述步骤S21中，所述获取所述割草机的作业地图的边界起始点，包括：获取所述割草机在建立所述作业地图时的建图起始点为所述边界起始点。具体的，割草机的边界起始点的设置可以直接以割草机在建图时的建图起始点为边界起始点。

可选的，如图3所示，在本申请的一种智能割草机割草方向调整方法中，在所述步骤S3中，所述分别获取所述若干边界线段对应的若干预设进入角，包括：S31、分别获取所述边界线段的起点对应的第一法线和所述边界线段的终点对应的第二法线；S32、获取与所述第一法线之间夹角小于第二预设值的第一方向和与所述第二法线之间夹角小于第二预设值的第二方向；S33、获取所述第一方向与所述第二方向的重叠方向；S34、获取所述重叠方向相对于所述导航坐标的角度范围为所述边界线段对应的预设进入角。具体的，在获取了边界线段后，其对每个边界线段单独操作以获取边界线段对应的预设进入角。其先获取边界线段的起点对应的第一法线，以及边界线圈的终点对应的第二法线，获取与第一法线的夹角小于第二预设值的第一方向，与第二法线的夹角小于第二预设值的第二方向，并基于第一方向和第二方向获取其该两个方向的重叠方向，并获取该重叠方向相对于导航坐标的角度范围即为最终边界线段对应的预设进入角。在一实施例中设置第二预设值为小于或等于45度。即相对于该边界线段上的点，其进入角度均在其法线附近偏转较小的角度。如图8所示，边界线段对应的边界点为线段两端点d1和d2(其应该是位于线段l1上的点，在这里以d2进行简单示意标识)，其获取d1的法线n1和d2的法线n2，其可以理解法线是垂直与切线的线。其对法线进行方向标识。理论上，法线是割草机自该点进入工作区域的最佳角度。实际上，割草机的进入角度是一个范围，获取偏离该法线在预设范围内的角度范围c1和角度范围c2(为了更好的定义将其标识为方向)得到两个方向范围，对两个方向范围求重叠方向最终的角度a1(也可以对应为方向)，该方向即可以得到角度与导航坐标o的关系。

可选的，如图4所示，在本申请的一种智能割草机割草方向调整方法中，在所述步骤S4中，所述根据所述若干预设进入角及其对应的边界线段获取所述边界对应的目标进入角，包括：S41、以第一预设角度为初始角度；S42、获取包含所述初始角度的预设进入角，并获取该预设进入角对应的边界线段为预设边界线段，获取所述预设边界线段的长度和为所述初始角度对应的边界长度；S43、按照预设步进调整所述初始角度并执行所述步骤S42，直至所述初始角度为第二预设角度；S44、比较所有的边界长度，获取最大边界长度所对应的初始角度为所述目标进入角。具体的，根据预设进入角及其对应的边界线段获取整个作业地图的边界对应的目标进入角的过程可以为，先设定一个角度为初始角度，定义该角度为第一预设角度，确认包含该初始角度的预设进入角。因为预设进入角为一个角度范围，当初始角度落于该角度范围时，该预设进入角为包含所述初始角度的预设进入角。获取包含初始角度的预设进入角对应的边界线段为预设边界线段。可以理解，存在可能多个预设进入角包含该初始角度，那么获取的对应的预设边界线段也可以为多个，此时获取所有的预设边界线段的长度和为该初始角度对应的边界长度。按照预设步进调整初始角度，根据上面的步骤获取调整后的初始角度对应的边界长度。直至初始角度为第二预设角度时结束。此时，获取所有的初始角度对应的边界长度并进行比较，取其中最大边界长度对应的初始角度为目标进入角。

可选的，所述第一预设角度为零度，所述预设步进为1度，所述第二预设角度为360度。即，该初始角度可以自0度开始以1度的步进进行调整至360度结束。

在一具体实施例中，机器人割草角度默认是90度，偏转角范围是-90度到+90度。M(A)＝N1*flag1+N2*flag2+……Nn*flagn，其中，M为代价值，A为偏转角度，N为曲线段，Flag为当前曲线段是否处于角度A下的优势入射角，对A做-90度到+90度的循环，分别计算出180个M值，取其中最大的值作为最终的偏转角最优值，最大的M值对应的就是最佳偏转角。

如图5所示，本申请的一种割草机器人出站方向校正装置，其以割草机构图时的导航坐标为参考工作，并包括：

获取单元110，用于获取割草机对应的作业地图和所述作业地图的边界；

分割单元120，用于按照预设规则对所述作业地图的边界进行分割以获取若干边界线段；

预设进入角获取单元130，用于分别获取所述若干边界线段对应的若干预设进入角，其中，所述预设进入角为所述割草机在所述边界线段进入所述作业地图的角度范围；

目标进入角获取单元140，用于根据所述若干预设进入角及其对应的边界线段获取所述作业地图的边界对应的目标进入角；

偏转角获取单元150，用于获取所述割草机的当前位置，并根据所述目标进入角获取偏转角；

方向调整单元160，用于根据所述偏转角同向调整所述作业地图和所述割草机的作业方向。

具体的，这里的一种割草机器人出站方向校正装置各单元之间具体的配合操作过程具体可以参照上述一种割草机器人出站方向校正方法，这里不再赘述。

另，本申请的一种电子设备，包括存储器和处理器；存储器用于存储计算机程序；处理器用于执行计算机程序实现如上面任意的一种割草机器人出站方向校正方法。具体的，根据本申请的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本申请的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过电子设备下载和安装并且执行时，执行本申请实施例的方法中限定的上述功能。本申请中的电子设备可为笔记本、台式机、平板电脑、智能手机等终端，也可为服务器。

另，本申请的一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上面任意一项的一种割草机器人出站方向校正方法。具体的，需要说明的是，本申请上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是但不限于是电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。

上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。

可以理解的，以上实施例仅表达了本申请的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制；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，可以对上述技术特点进行自由组合，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，凡跟本申请权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本申请权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种智能割草机作业方向调整方法，其特征在于，包括：以割草机构图时的导航坐标为参考，执行以下步骤：

S1、获取割草机对应的作业地图和所述作业地图的边界；

S2、按照预设规则对所述作业地图的边界进行分割以获取若干边界线段；

S3、分别获取所述若干边界线段对应的若干预设进入角，其中，所述预设进入角为所述割草机在所述边界线段进入所述作业地图的角度范围；

S4、根据所述若干预设进入角及其对应的边界线段获取所述作业地图的边界对应的目标进入角；

S5、获取所述割草机的当前位置，并根据所述目标进入角获取偏转角；

S6、根据所述偏转角同向调整所述作业地图和所述割草机的作业方向。

2.根据权利要求1所述的智能割草机作业方向调整方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述按照预设规则对所述作业地图的边界进行分割以获取若干边界线段；包括：

S21、获取所述割草机的作业地图的边界起始点为第一采样点；

S22、依照预设顺序和第一预设间隔对所述作业地图的边界进行采点以获取第二采样点；

S23、获取所述第二采样点的切线与所述第一采样点的切线之间的、在采样方向上的切线夹角，判断所述切线夹角是否大于第一预设值，若是则执行步骤S24，否则执行步骤S25；

S24、获取所述第二采样点与所述第一采样点之间的边界为一所述边界线段；

S25、判断所述第二采样点是否为所述边界起始点，若是，执行步骤S27，否则执行步骤S26；

S26、以所述第二采样点为所述第一采样点，并执行步骤S22；

S27、结束采点以获取所述若干边界线段。

3.根据权利要求2所述的智能割草机作业方向调整方法，其特征在于，在所述步骤S21中，所述获取所述割草机的作业地图的边界起始点，包括：

获取所述割草机在建立所述作业地图时的建图起始点为所述边界起始点。

4.根据权利要求1所述的智能割草机作业方向调整方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述分别获取所述若干边界线段对应的若干预设进入角，包括：

S31、分别获取所述边界线段的起点对应的第一法线和所述边界线段的终点对应的第二法线；

S32、获取与所述第一法线之间夹角小于第二预设值的第一方向和与所述第二法线之间夹角小于所述第二预设值的第二方向；

S33、获取所述第一方向与所述第二方向的重叠方向；

S34、获取所述重叠方向相对于所述导航坐标的角度范围为所述边界线段对应的预设进入角。

5.根据权利要求1所述的智能割草机作业方向调整方法，其特征在于，所述第二预设值小于或等于45度。

6.根据权利要求1所述的智能割草机作业方向调整方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述根据所述若干预设进入角及其对应的边界线段获取所述作业地图的边界对应的目标进入角，包括：

S41、以第一预设角度为初始角度；

S42、获取包含所述初始角度的预设进入角，并获取该预设进入角对应的边界线段为预设边界线段，获取所述预设边界线段的长度和为所述初始角度对应的边界长度；

S43、按照预设步进调整所述初始角度并执行所述步骤S42，直至所述初始角度为第二预设角度；

S44、比较所有的边界长度，获取最大边界长度所对应的初始角度为所述目标进入角。

7.根据权利要求6所述的智能割草机作业方向调整方法，其特征在于，所述第一预设角度为零度，所述预设步进为1度，所述第二预设角度为360度。

8.一种割草机器人出站方向校正装置，其特征在于，其以割草机构图时的导航坐标为参考工作，并包括：

获取单元，用于获取割草机对应的作业地图和所述作业地图的边界；

分割单元，用于按照预设规则对所述作业地图的边界进行分割以获取若干边界线段；

预设进入角获取单元，用于分别获取所述若干边界线段对应的若干预设进入角，其中，所述预设进入角为所述割草机在所述边界线段进入所述作业地图的角度范围；

目标进入角获取单元，用于根据所述若干预设进入角及其对应的边界线段获取所述作业地图的边界对应的目标进入角；

偏转角获取单元，用于获取所述割草机的当前位置，并根据所述目标进入角获取偏转角；

方向调整单元，用于根据所述偏转角同向调整所述作业地图和所述割草机的作业方向。

9.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任意一项所述的智能割草机作业方向调整方法。

10.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器；

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于执行所述计算机程序实现如权利要求1-7任一项所述的智能割草机作业方向调整方法。

Images