CN115606393A - 割草方法和自动割草机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供的割草方法和自动割草机，通过获取待切割区域的草坪属性信息；根据草坪属性信息确定待切割区域的切割难度参数；根据切割难度参数和预设切割高度Hs确定待切割区域的切割次数和每次的割草高度，控制自动割草机按照确定的割草高度依次对待切割区域进行n次切割。如此，能够将自动割草机无法一次完成切割的切割区域进行多次切割划分，依次对待切割区域进行n次覆盖切割，直到完成预设切割高度Hs，降低了发生切割电机堵转的风险，提高草坪切割整齐性，保障了切割效果。

Description

割草方法和自动割草机

技术领域

本发明属于自移动机器人技术领域，具体涉及一种割草方法和自动割草机。

背景技术

自动割草机是一种自动执行割草任务的机器人。通常用户设置期望的草坪高度，自动割草机在行进过程中对行驶过的草坪进行切割。

然而，自动割草机驱动切割件旋转的切割电机采用直流供电，电机扭矩相对较小，草坪阻力对电机转速的影响较大，切割电机驱动的切割件在较深的和较密的草坪中会收到更大的阻力，过高的阻力会导致切割电机电流过大，发生切割电机堵转的情况，一方面电机容易烧坏，另一方面，电机堵转无法实现正常切割，通常压倒草坪，切割不整齐、不美观，用户体验较差。

因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。

发明内容

因此，本发明所要解决的现有的自动割草机对切割难度大的草坪切割不整齐、切割效果不好的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种割草方法，包括：

获取待切割区域的草坪属性信息；

根据所述草坪属性信息确定所述待切割区域的切割难度参数；

根据所述切割难度参数和预设切割高度Hs确定所述待切割区域的切割次数和每次的割草高度，其中，记所述切割次数为n，n为大于等于1的整数；

控制自动割草机按照确定的所述割草高度依次对所述待切割区域进行n次切割。

在其中一实施例中，所述获取待切割区域的草坪属性信息，包括：

获取待切割区域的草坪密度和高度信息；或，

获取所述切割区域的草坪密度、高度信息以及种植草的种类信息。

在其中一实施例中，所述根据所述草坪属性信息确定所述待切割区域的切割难度参数，包括：

根据获取的所述草坪属性信息，按照预设难度算法确定待切割区域的切割难度参数。

在其中一实施例中，所述根据所述切割难度参数和预设切割高度Hs确定所述待切割区域的切割次数，包括：

计算待切割区域的草坪高度与预设切割高度Hs的差值d；

根据所述切割难度参数确定能够一次切割掉的草坪的最大高度临界值Δh；

确定切割次数n为[d/Δh]+1，其中，[d/Δh]的值为d/Δh的整数部分。

在其中一实施例中，所述根据所述切割难度参数和预设切割高度Hs确定每次的割草高度，包括：

将所述差值d按照预设逻辑依次划分为n份，每一份记为d(k)，k表示第k次切割，k为1到n的整数；其中，d(k)小于Δh；

确定第k次的割草高度

在其中一实施例中，上一次切割掉的高度值d(k)大于下一次切割掉的高度值d(k+1)。

在其中一实施例中，所述方法还包括：

获取切割时切割电机的负载电流；

若所述负载电流大于预设电流阈值，提升所述切割电机的高度。

在其中一实施例中，所述方法还包括：

记录负载电流大于预设电流阈值时，提升后的实际割草高度；

根据所述实际割草高度调节预设难度算法，以确定更准确的所述切割难度参数。

在其中一实施例中，所述方法还包括：

获取客户终端对切割效果的评价结果；

根据所述评价结果调整所述预设难度算法。

此外，本发明还提供一种自动割草机，采用上述任一实施例所述的割草方法。

本发明提供的技术方案，具有以下优点：

本发明实施例提供的割草方法和自动割草机，通过获取待切割区域的草坪属性信息；根据草坪属性信息确定待切割区域的切割难度参数；根据切割难度参数和预设切割高度Hs确定待切割区域的切割次数和每次的割草高度，控制自动割草机按照确定的割草高度依次对待切割区域进行n次切割。如此，能够将自动割草机无法一次完成切割的切割区域进行多次切割划分，依次对待切割区域进行n次覆盖切割，直到完成预设切割高度Hs，降低了发生切割电机堵转的风险，提高草坪切割整齐性，保障了切割效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的割草方法的流程示意图；

图2本发明提供的自动割草机的模块结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

在在本发明中，在未作相反说明的情况下，接下来要介绍的示例仅是一个具体的例子，而不作为限制本发明的实施例必须为如下具体的步骤、数值、条件、数据、顺序等等。本领域技术人员可以通过阅读本说明书来运用本发明的构思来构造本说明书中未提到的更多实施例。

现结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。

目前，自动割草机在进行割草时，常常遇到草坪切割难度大切割电机堵转的情况。如草坪的草很高，或者很密，对自动割草机的切割刀盘造成很大的阻力，切割电机发生堵转，也即流过切割电机的负载电流超过安全范围，造成切割电机烧坏的风险，降低切割电机的使用寿命。而且，在草坪很高的情况下，自动割草机发生堵转还会导致草坪被压倒，即使再次进行切割，也无法切割到被压倒的草坪，需要人工二次切割，对用户带来麻烦。

可以理解的，用户总是希望自动割草机能够自动的把全部的草坪切割整齐，也就是说整个草坪切割高度与设置切割高度一致。而现有的自动割草机，切割高度一致性差。而通过增加切割电机的功率来提升其切割能力，将导致成本升高和自动割草机续航时间的缩短。

本发明实施例提供了一种割草方法，可以很好的解决以上技术问题，使得自动割草机在割草过程中能够根据待切割的草坪情况自动调整其切割高度，对切割难度大的草坪采用多次切割的方案，最终完成对工作区域草坪完整切割，提高其切割高度一致性。

请参考图1，本发明第一实施例提供的割草方法的流程图，应用于自动割草机(请参见图2)，在具体实施时，所述割草方法包括：

步骤S10:获取待切割区域的草坪属性信息；

步骤S20:根据所述草坪属性信息确定所述待切割区域的切割难度参数；

步骤S30:根据所述切割难度参数和预设切割高度Hs确定所述待切割区域的切割次数和每次的割草高度，其中，记所述切割次数为n，n为大于等于1的整数；

步骤S40:控制自动割草机按照确定的所述割草高度依次对所述待切割区域进行n次切割。

请一并参见图2，在具体实施场景中，自动割草机100配置有用于获取草坪属性信息的识别模块101以及与识别模块101电连接的控制模块102。识别模块101可以获取自动割草机100前方的草坪属性信息，并将获取的草坪属性信息传递至控制模块102。具体的，识别模块101可以包括摄像单元，用于获取待切割区域的草坪图像，从而根据获取的图像识别待切割区域的草坪属性信息。识别模块101还可以包括激光传感器，通过激光传感器或扫描待切割区域，接受激光信号的回波信号，通过分析回波信号识别待切割区域的草坪属性信息。

在一实施例中，步骤S10具体包括：获取待切割区域的草坪密度和高度信息。也就是说，上述草坪属性信息包括待切割区域的草坪密度和高度信息。

有时候切割难度参数的确定还受到草坪种植的草的种类的影响，有些草坪的种类其长势粗壮，较难切割，有些草较软细，便于切割。为了准确的匹配切割难度参数，提高确定切割次数和每次割草高度的准确性，便于以最少的切割次数完成整个工作区域的覆盖切割，提高切割效率。在一些实施例中，上述步骤S10“获取待切割区域的草坪属性信息”，进一步包括：获取待切割区域种植草的种类信息。也就是说，不仅获取草坪高度信息和密度信息，还获取草坪种植的草的种类信息。

上述“待切割区域”理解为自动割草机前方的需要切割的草坪区域。在识别模块101包括摄像单元的实施例中，摄像单元包括摄像头，用于拍摄自动割草机前方环境的照片，摄像单元将拍摄的照片传输至控制模块102，控制模块102对收到的照片进行图像分析。由于，草地为绿色，且位于图像的最下部，因此可以通过分析照片中的像素的颜色和分布情况，可以识别草坪高度和密度。

为了进一步提高草坪高度和密度信息识别的准确性，自动割草机100还包括存储模块，存储模块存储有基础环境图像，该基础环境图像为摄像单元预先拍摄的一已知草坪高度和密度的环境图像，也就是说该环境图像中的草坪的高度和密度是经过精确测量过的，是相对准确的。在自动割草机对新的待切割区域进行识别时，将获取的草坪图像与基准环境图像进行比较，根据其与基准环境图像的像素差异来调整识别的草坪高度和密度，从而提高草坪高度和密度信息识别的准确性。

自动割草机100还配置有切割电机和由切割电机驱动的切割件。通常切割件为切割刀盘，切割刀盘相对自动割草机100的主体可上下活动，从而改变割草高度。自动割草机100还包括电动调高结构，用于驱动切割件在垂直方向上运动，并可以垂直方向上多个位置定位，从而调整至固定的切割高度值。需要说明的是，自动割草机自动在工作区域内行走和切割，切割件距离工作区域的地面的高度为草坪割草高度，电动调高结构可以根据设置自动调节切割件距离地面的高度，从而实现自动调高。由于电动调高结构非本发明重点，在此不再详述。

通常用户会对自动割草机100进行设置，包括预先设置切割完成后期望的草坪高度，也即上述“预设切割高度Hs”。自动割草机100在进行割草时，采用预设切割高度Hs对草坪进行切割。如上所述，预设切割高度Hs可以理解为切割件距离工作区域的地面的高度。对于自动割草机100的工作区域来讲，预设切割高度Hs可以是一个固定的值，也可以包括多个不同大小的值，也就是说，对工作区域的不同区域范围预设切割高度Hs可以是不同的。

可以理解的，待切割区域的草坪高度越高、密度越大，其切割难度越大。本实施例所提供的割草方法，根据草坪属性信息和预设切割高度Hs确定待切割区域的切割难度参数，进一步的，根据切割难度参数确定切割次数n和每次的割草高度。可以理解的，最后一次的割草高度，也即第n次的割草高度为预设切割高度Hs。n次切割总共切割掉的草坪高度为未切割前待切割区域的草坪高度减去预设切割高度Hs。也就是说，n次切割完成后草坪为预设切割高度Hs。

在确定好切割次数和每一次的割草高度后，控制自动割草机100按照确定的割草高度依次对待切割区域进行n次切割，最终实现草坪达到预设切割高度Hs。也就是说，自动割草机对待切割区域一共进行了n次覆盖切割，一次覆盖切割要遍历整个待切割区域，每一次切割的割草高度累计达到预设切割高度，最后一次切割的割草高度为预设切割高度。

本申请提供的割草方法，能够预先识别待切割区域的草坪属性信息，根据草坪属性信息和预设切割高度Hs确定切割难度参数，然后分n次切割，n次切割完成后实现草坪预设切割高度Hs，能够降低发生切割电机堵转的风险，提高草坪切割整齐性，保障切割效果。

在一具体实施例中，步骤S20“所述根据所述草坪属性信息和预设切割高度Hs确定所述待切割区域的切割难度参数”，进一步包括：

根据获取的所述草坪属性信息，按照预设难度算法确定待切割区域的切割难度参数。

上述预设难度算法可以是通过经验获取的。比如，通过神经网络训练来获取。上述预设难度算法也可以是分段函数。在获取的草坪属性为草坪高度和密度的实施场景中，预设难度算法的分段函数可以简单表示为f(g，m)，其中g表示待切割区域的草坪高度，m为待切割区域的草坪目的，f表示切割难度参数。f(g，m)函数是线下通过测算获取的。在实际工作过程中，获取草坪高度g和草坪密度m后，根据其落入的区间范围，得出f的值。示例性的，切割难度参数f可以包括1-3共3个参数，切割难度参数为3表示切割难度最大，切割难度参数为1表示切割难度最低，每一个数值对应一个待切割的草坪g和草坪m的区间范围。

也就是说，切割难度参数由获取的草坪属性信息来确定。在具体实施例中，切割难度参数为具体数值，其数值越大代表切割难度越大，可以一次切割掉的草坪高度越小。根据经验，草坪密度越大，其切割难度越大，草坪越高，其需要的切割次数越多。

在获取的草坪属性信息还包括草坪种类信息的实施例中。进一步的，预设难度算法包括多个对应不同草坪种类的算法，根据不同的草坪种类选择采用对应的预设难度算法。自动割草机100还可以开放有草坪种类信息设置窗口，供用户预先设置草坪种类信息。在这种实施场景中，获取的草坪种类信息为预先设置的草坪种类信息。

在一些实施例中，上述步骤S30中“所述根据所述切割难度参数和预设切割高度Hs确定所述待切割区域的切割次数”，进一步包括：

计算待切割区域的草坪高度与预设切割高度Hs的差值d；

根据所述切割难度参数确定能够一次切割掉的草坪的最大高度临界值Δh；

确定切割次数n为[d/Δh]+1，其中，[d/Δh]的值为d/Δh的整数部分。

其中，切割难度参数确定了自动割草机能够一次切割掉的草坪的最大高度临界值Δh。当超过这个最大高度临界值Δh，切割电机会发生堵转，当小于这个最大高度临界值Δh，切割电机可以正常驱动切割件旋转进行割草。可以理解的，上述最大高度临界值Δh是一个理想状态，大致反应出待切割区域可以一次切割的割草高度。为了保障可靠的切割，在实际割草时，需要控制每一次切割掉的草坪高度小于该最大高度临界值Δh。

上述最大高度临界值Δh可以通过预先实验测试获得，即得到的切割难度参数与切割难度参数的关系。

在确定最大高度临界值Δh后，计算d/Δh的数值，取整数部分，然后加1得到切割次数n。也就是说，n＝[d/Δh]+1。当d与Δh数值相同的情况下，也就是说d/Δh等于1，n等于2，自动割草机会分两次完成预设切割高度Hs，而不是单次实现预设切割高度Hs，这保障了割草的整齐，降低了发生堵转的概率。

在一些实施例中，上述步骤S30中“所述根据所述切割难度参数和预设切割高度Hs确定每次的割草高度”，进一步包括：

将所述差值d按照预设逻辑依次划分为n份，每一份记为d(k)，k表示第k次切割，k为1到n的整数；其中，d(k)小于Δh；

确定第k次的割草高度

上述H(k)表示第k次切割的割草高度，Hs表示预设切割高度。将每一次切割掉的草坪高度表示为切割次数的序列，也即，d(k)＝[d(1)，d(2)，…，d(k)]，其中k为第k次切割，k为1到n的整数；其中，d(k)小于Δh。

表示序列[d(1)，d(2)，…，d(k)]的累加之和。

在初始状态，自动割草机的切割件的高度为预设切割高度Hs。在首次割草时，确定第一次割草高度为预设切割高度Hs+d-d(1)，也即将切割件由预设切割高度Hs抬升d-d(1)高度。

在一些实施例中，依次切割掉的草坪高度呈递减变化。也就是说，上一次切割掉的高度值大于下一次切割掉的高度值，表示为数学表达式为，d(k)>d(k+1)。

在一些实施场景中，有些草坪异常难割，即便分多次切割，每次切割掉一部分高度，仍然可能出现切割电机堵转的情况。

为了解决上述问题，在一些实施例中，所述方法还包括：

获取切割时切割电机的负载电流；

若所述负载电流大于预设电流阈值，提升所述切割电机的高度。

也就是说，在切割过程中，若检测到切割电机的负载电流大于预设电流阈值，则认定切割电机超负载，继续提升切割电机的高度，从而降低电机堵转无法正常切割的情况。

为了更加准确的确定切割难度参数，使得每次切割的割草高度均能够顺利实现切割，不发生堵转的情况。在一些实施例中，所述方法还包括：

记录负载电流大于预设电流阈值时，提升后的实际割草高度；

根据所述实际割草高度调节预设难度算法，以确定更准确的所述切割难度参数。

如此，自动割草机能够根据实际割草高度自动调节预设难度算法，也即对预设难度算法进行反馈调整，实现自学习的效果，从而更加准确的确定切割难度参数，以及准确的切割次数和每次的割草高度。

在切割完成后，自动割草机100还开放用户评价窗口，用户可以通过手持终端对自动割草机的割草质量和效果进行评价，自动割草机100可以接收该评价结果，从而调整预设难度算法，以便提高切割难度参数确定的准确性。因此，在一些实施例中，所述方法还包括：

获取客户终端对切割效果的评价结果；

根据所述评价结果调整所述预设难度算法。

此外，本发明还提供了一种自动割草机100，图2示出了本实施例提供的自动割草机100的模块结构示意图，该自动割草机100包括识别模块101、控制模块102和存储模块103。控制模块102用于执行上述割草方法，识别模块101用于获取待切割区域的草坪属性信息，存储模块103用于存储预设切割高度Hs、切割次数n和每次的割草高度。

相关自动割草机100的内容在上述实施例部分有做相关介绍，可参见割草方法的实施例相关内容，重复的内容不再赘述。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、服务器或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、服务器和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其它可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，可以做出其它不同形式的变化或变动，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种割草方法，应用于自动割草机，其特征在于，包括：

获取待切割区域的草坪属性信息；

根据所述草坪属性信息确定所述待切割区域的切割难度参数；

根据所述切割难度参数和预设切割高度Hs确定所述待切割区域的切割次数和每次的割草高度，其中，记所述切割次数为n，n为大于等于1的整数；

控制自动割草机按照确定的所述割草高度依次对所述待切割区域进行n次切割。

2.根据权利要求1所述的割草方法，其特征在于，所述获取待切割区域的草坪属性信息，包括：

获取待切割区域的草坪密度和高度信息；或，

获取所述切割区域的草坪密度、高度信息以及种植草的种类信息。

3.根据权利要求1所述的割草方法，其特征在于，所述根据所述草坪属性信息确定所述待切割区域的切割难度参数，包括：

根据获取的所述草坪属性信息，按照预设难度算法确定待切割区域的切割难度参数。

4.根据权利要求3所述的割草方法，其特征在于，所述根据所述切割难度参数和预设切割高度Hs确定所述待切割区域的切割次数，包括：

计算待切割区域的草坪高度与预设切割高度Hs的差值d；

根据所述切割难度参数确定能够一次切割掉的草坪的最大高度临界值Δh；

确定切割次数n为[d/Δh]+1，其中，[d/Δh]的值为d/Δh的整数部分。

5.根据权利要求4所述的割草方法，其特征在于，所述根据所述切割难度参数和预设切割高度Hs确定每次的割草高度，包括：

将所述差值d按照预设逻辑依次划分为n份，每一份记为d(k)，k表示第k次切割，k为1到n的整数；其中，d(k)小于Δh；

确定第k次的割草高度

6.根据权利要求5所述的割草方法，其特征在于，上一次切割掉的高度值d(k)大于下一次切割掉的高度值d(k+1)。

7.根据权利要求3所述的割草方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取切割时切割电机的负载电流；

若所述负载电流大于预设电流阈值，提升所述切割电机的高度。

8.根据权利要求7所述的割草方法，其特征在于，所述方法还包括：

记录负载电流大于预设电流阈值时，提升后的实际割草高度；

根据所述实际割草高度调节预设难度算法，以确定更准确的所述切割难度参数。

9.根据权利要求3所述的割草方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取客户终端对切割效果的评价结果；

根据所述评价结果调整所述预设难度算法。

10.一种自动割草机，其特征在于，采用权利要求1-9任意一项所述的割草方法。

Images