CN116058158A - 自动割草机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动割草机,包括:架体；移动模块；切割模块；控制模块，用于控制移动模块带动自动割草机移动，并控制切割模块执行切割任务；多种传感器，用于探测环境中的障碍物，多种传感器包括：第一传感器，第一传感器的数量为多个，采用使探测方向相对于水平参考面向上倾斜第一预设角度的方式，环绕架体设置；第二传感器，采用使探测方向朝向架体的前端且相对于水平参考面向下倾斜第二预设角度的方式设置；其中，第一传感器和第二传感器的位姿的组合，使得多种传感器的探测范围之和在平行于水平参考面方向上全角度覆盖。本发明通过多种传感器的位姿的组合，让机器及时、准确的识别到自动割草机机身各个方向的障碍物，从而进行规避。

Description

自动割草机

本申请要求了申请日为2021年11月1日，申请号为202111284425.6的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及割草机领域，特别涉及一种自动割草机。

背景技术

自动割草机因其能自主的在工作区域内移动并执行割草工作，使用户从枯燥的割草工作中解脱出来，从而受到消费者的广泛欢迎。

然而，自动割草机自主的在工作区域内移动和割草，不仅需要具备识别工作区域的能力，还需要具备识别机身周围障碍物的能力。特别是，在商业自动割草机领域，由于切割效率的要求，自动割草机的行驶速度较快，使得自动割草机能够及时准确地识别到机身周围障碍物变得越来越重要。

因此，业内亟需一种能够解决上述问题的自动割草机。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，有必要提供一种波检测范围广、安全性能高的自动割草机。

一种自动割草机,包括:架体；移动模块，设置于所述架体；切割模块，设置于所述架体；控制模块，用于控制所述移动模块带动所述自动割草机移动，并控制所述切割模块执行切割任务；多种传感器，用于探测环境中的障碍物，所述多种传感器包括：第一传感器，所述第一传感器的数量为多个，采用使探测方向相对于水平参考面向上倾斜第一预设角度的方式，环绕所述架体设置；第二传感器，采用使探测方向朝向架体的前端且相对于水平参考面向下倾斜第二预设角度的方式设置；其中，所述第一传感器和所述第二传感器的位姿的组合，使得所述多种传感器的探测范围之和在平行于水平参考面方向上全角度覆盖。

在其中一种实施方式中，在环绕所述自动割草机机身的各个方向上，所述第一传感器的位姿的组合，使得相邻的所述第一传感器的探测范围至少部分重叠；在所述自动割草机的行进方向上，所述第一传感器和所述第二传感器的位姿的组合，使得所述第一传感器的探测范围与所述第二传感器的探测范围至少部分重叠。

在其中一种实施方式中，在所述自动割草机的行进方向上，所述第一传感器和所述第二传感器的位姿的组合，使得所述第一传感器的探测范围与所述第二传感器的探测范围至少部分不重叠；其中，所述探测范围至少部分不重叠，使得所述传感器的探测范围更大。

在其中一种实施方式中，在所述自动割草机的行进方向上，基于所述第一传感器和所述第二传感器的位姿的组合，获得的所述多种传感器的第一探测范围中，所述第一传感器在平行于水平参考面的方向上的探测距离小于所述第二传感器在平行于水平参考面的方向上的探测距离，所述第一传感器在垂直于水平参考面的方向上的探测高度小于所述第二传感器在垂直于水平参考面的方向上的探测高度。

在其中一种实施方式中，所述第一传感器在平行于水平参考面的方向上的探测距离至少包括(0.2m-0.8m)，所述第二传感器在平行于水平参考面的方向上的探测距离至少包括(0.4m-6m)。

在其中一种实施方式中，所述第一探测范围中，在距所述架体前端距离相同时，所述第一传感器在垂直于水平参考面的方向上的探测高度小于等于所述第二传感器在垂直于水平参考面的方向上的探测高度。

在其中一种实施方式中，所述第一探测范围中，所述第二传感器能探测到距所述架体前端0.8m处，高度不小于0.145m的障碍物；所述第二传感器能探测到距所述架体前端1.3m处，高度不小于0.35m的障碍物；所述第二传感器能探测到距所述架体前端2.5m处，高度不小于1.5m的障碍物。

在其中一种实施方式中，所述第一探测范围中，所述第一传感器能探测到距所述架体前端0.8m处，高度不小于第一预设值的障碍物，且探测不到距所述架体前端0.8m处，高度不大于第二预设值的障碍物；其中，所述第二预设值小于所述第一预设值。

在其中一种实施方式中，在所述自动割草机的行进方向上，所述第二传感器的探测范围与所述水平参考面的交点距所述架体前端的距离，不大于所述第一传感器在平行于水平参考面的方向上的探测距离。

在其中一种实施方式中，所述第二传感器距所述架体前端的水平距离大于所述第一传感器距所述架体前端的水平距离。

在其中一种实施方式中，所述多种传感器还包括第三传感器，采用使探测方向朝向架体的前端且相对于水平参考面向下倾斜第三预设角度的方式设置。

在其中一种实施方式中，在所述自动割草机的行进方向上，所述第一传感器、所述第二传感器和所述第三传感器的位姿的组合，使得所述第一传感器与所述第二传感器和/或所述第三传感器的探测范围至少部分重叠。

在其中一种实施方式中，在所述自动割草机的行进方向上，所述第一传感器、所述第二传感器和所述第三传感器的位姿的组合，使得所述第一传感器与所述第二传感器和/或所述第三传感器的探测范围至少部分不重叠；其中，所述探测范围至少部分不重叠，使得所述传感器的探测范围更大。

在其中一种实施方式中，在所述自动割草机的行进方向上，基于所述第一传感器、所述第二传感器和所述第三传感器的位姿的组合，获得的第二探测范围中，所述第一传感器在平行于水平参考面的方向上的探测距离小于所述第二传感器和/或所述第三传感器在平行于水平参考面的方向上的探测距离，所述第一传感器在垂直于水平参考面的方向上的探测高度小于所述第二传感器和/或所述第三传感器在垂直于水平参考面的方向上的探测高度。

在其中一种实施方式中，所述第二探测范围中，在距所述架体前端距离相同时，所述第二传感器在垂直于水平参考面的方向上的探测高度小于等于所述第三传感器在垂直于水平参考面的方向上的探测高度。

在其中一种实施方式中，所述第二探测范围中，所述第三传感器能探测到距所述架体前端2m处，高度不小于1.9m的障碍物；所述第三传感器能探测到距所述架体前端0.5m处，高度不小于0.81m的障碍物。

在其中一种实施方式中，所述第三传感器距所述架体前端的水平距离小于所述第二传感器距所述架体前端的水平距离。

在其中一种实施方式中，在所述自动割草机的行进方向上，所述第三传感器的探测范围与所述水平参考面的交点距所述架体前端的距离，不大于所述第一传感器在平行于水平参考面的方向上的探测距离。

在其中一种实施方式中，所述第三传感器用于识别障碍物的类型。

在其中一种实施方式中，所述第一预设角度的范围为29°-35°。

在其中一种实施方式中，所述第二预设角度的范围为-3°-15°。

在其中一种实施方式中，所述第三预设角度的范围为-4°-10°。

在其中一种实施方式中，所述第一传感器为超声传感器，所述第二传感器为激光雷达。

在其中一种实施方式中，所述第三传感器为单目相机、多目相机或深度相机。

一种自动割草机，其包括：壳体；移动模块,安装于壳体；切割模块,安装于壳体；控制模块，用于控制所述移动模块带动自动割草机移动，并控制所述工作模块执行工作任务；所述自动割草机还包括环绕所述壳体设置的若干超声传感器，用于检测自动割草机周围360度范围内距离所述自动割草机预设距离处，高度至少大于预设高度的障碍物。

在其中一种实施方式中，位于机器前端的超声传感器的探测距离不小于机器的刹车距离，所述刹车距离是指机器由正常行驶到完全停止的距离。

在其中一种实施方式中，所述超声传感器的在平行于水平地面的第一方向上的探测角度为85度。

在其中一种实施方式中，位于机器前端的超声传感器的在刹车距离处的探测高度不小于预设高度。

在其中一种实施方式中，所述超声传感器在垂直于水平地面的方向上的探测角度为35度。

在其中一种实施方式中，通过调节所述超声传感器在垂直于水平地面方向的角度值，使得低于预设高度的草或者机器自身的部件未落入所述超声传感器的探测范围内。

在其中一种实施方式中，所述超声传感器远离地面向上倾斜。

在其中一种实施方式中，若干所述超声传感器与所述自动割草机的壳体边缘的距离略大于或等于所述若干超声传感器的检测盲区的尺寸。

在其中一种实施方式中，任意相邻的两个所述超声传感器的探测范围至少部分重叠。

在其中一种实施方式中，通过调节所述超声传感器的安装参数，使得所有相邻所述超声传感器的盲区面积之和最小或相邻所述超声传感器的盲区中至少存在一个盲区面积最小或机器四个角落上的盲区的盲区面积最小。

在其中一种实施方式中，所述安装参数包括安装高度、安装位置、相邻超声传感器之间的安装距离、角度的至少一项；所述角度至少包括平行于水平方向上的角度。

在其中一种实施方式中，所述超声传感器的安装高度在大于等于30cm，且小于等于41cm的范围内。

在其中一种实施方式中，所述安装位置包括壳体内机架的特定位置，所述特定位置包括机架的空白位置或机架与行走轮的连接轴上的位置。

在其中一种实施方式中，相邻超声传感器之间的安装距离在130mm-470mm。

在其中一种实施方式中，对于非角落的超声传感器，机器宽度方向上相邻超声传感器之间的安装距离在130m；机器长度方向上相邻超声传感器之间的安装距离470mm；对于角落的超声传感器，其与相邻超声传感器之间的安装距离设置为130-260mm。

在其中一种实施方式中，在机器前进方向的两侧对称设置各设置至少一个超声传感器；在机器的前端和后端各设置至少一个超声传感器。

在其中一种实施方式中，机器前、后、左、右设置的超声传感器在平行于水平地面的方向上不偏转。

在其中一种实施方式中，若干超声传感器包括位于壳体角落的四个超声传感器。

在其中一种实施方式中，位于机器后端两个角落的超声传感器各向外侧偏转10度-15度；位于机器前端的两个超声传感器各向外侧偏转5度-10度。

在其中一种实施方式中，若干超声传感器包括位于壳体角落的四个超声传感器，位于机器后端两个角落的超声传感器各向外侧偏转12.5度；位于机器前端的两个超声传感器各向外侧偏转7.5度。

在其中一种实施方式中，若干所述超声传感器均为收发一体的超声传感器。

在其中一种实施方式中，所述超声传感器的数量为4-16个。

在其中一种实施方式中，所述超声传感器的数量为8-14个。

在其中一种实施方式中，所述自动割草机还可以包括激光雷达，安装于壳体上，配置为探测机器前进方向的障碍物。

在其中一种实施方式中，所述激光雷达的探测距离不小于刹车距离与安全距离之和；上述的安全距离是指刀盘边缘到障碍物的距离。

在其中一种实施方式中，所述激光雷达的探测盲区与所述超声传感器的检测距离接近，或者，位于机器前端的超声传感器的探测范围可以覆盖激光雷达的探测盲区。

在其中一种实施方式中，所述激光雷达安装于机器刀盘边缘的上方。

在其中一种实施方式中，所述激光雷达的安装高度最小为0.25m，最大为0.68m。

在其中一种实施方式中，所述激光雷达朝向地面设置，所述激光雷达的安装角度最小设置为7.3度，最大设置为20.8度；激光雷达的安装角度是指激光雷达的轴线与水平线之间的夹角。激光雷达的安装角度与装配工艺角度有关，角度误差≥±2°；

在其中一种实施方式中，激光雷达的安装角度设置为15.3度。

在其中一种实施方式中，所述自动割草机还包括深度相机，安装于壳体上，配置为获取机器前进方向的图像。

在其中一种实施方式中，所述深度相机还配置为对图像中的障碍物进行识别。

在其中一种实施方式中，设置于壳体前进方向上的超声传感器的探测范围至少部分覆盖到深度相机的探测盲区

在其中一种实施方式中，所述深度相机需要在所述深度相机配置为在距离机器前端第一距离时，其视野范围可以至少覆盖高度在第一高度的障碍物。

在其中一种实施方式中，所述还配置为识别距离机器前端第二距离，其视野范围至少可以覆盖高度为第二高度的障碍物；其中，第二距离大于第一距离。

在其中一种实施方式中，深度相机的竖直视场角设置为50-65度，水平视场角设置为80-95度。

在其中一种实施方式中，深度相机距离水平地面的高度为0.5m-0.7m。

在其中一种实施方式中，深度相机的安装高度为0.65m。

在其中一种实施方式中，所述深度相机朝向地面设置，且所述深度相机的安装角度设置为在竖直方向上与水平线呈12-25度。

在其中一种实施方式中，深度相机的安装角度为12度。

在其中一种实施方式中，所述深度相机以内嵌的方式安装于壳体内。

在其中一种实施方式中，所述深度相机采用三目立体相机。

本申请通过在机器上设置多组类型不同的传感器，使得各个传感器的有界检测体积互补，实现机器上安全距离识别到周围各个方向上人或物。实现割草机在高速运动状态下及时、高效地检测到各个方向的人或物，同时满足割草机的安全规范。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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是本发明实施例提供的一种自动割草机的俯视示意图；

图2是本发明实施例提供的一种自动割草机的侧视示意图；

图3是本发明实施例提供的一种自动割草机的前视示意图；

图4是图1所示的超声传感器在平行于水平参考面方向上的探测范围；

图5是本发明实施例提供的另一种自动割草机的示意图；

图6是本发明实施例提供的又一种自动割草机的示意图；

图7是本发明实施例提供的再一种自动割草机的示意图；

图8是本发明实施例提供的另一种自动割草机的侧视示意图；

图9是本发明实施例提供的另一种自动割草机的俯视示意图；

图10是本发明实施例提供的另一种自动割草机的俯视示意图；

图11是本发明实施例提供的另一种自动割草机的侧视示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定，下述实施方式可以适当地彼此结合。其中附图以及说明书中不同实施例中的相同的标号和符号用于代表相同的或者等同的元件。

在本发明的上下文中，超声如本领域技术人员所理解的，是频率高于20KHz的声波。

本发明实施例中，提供了一种自动割草机,包括:壳体、移动模块、切割模块、控制模块；移动模块和切割模块分别与控制模块电连接。

其中，移动模块,安装于壳体上，配置为带动自动割草机进行行走，例如带动自动割草机在工作区域内行走；

具体的，移动模块包括行走轮和驱动所述行走轮行走的驱动电机，所述驱动电机的输出端与行走轮连接。

切割模块,安装于壳体，配置为在工作区域内执行割草任务，例如在对待切割草坪内草进行切割。

具体的，所述切割模块包刀盘以及驱动刀盘转动的切割马达，刀盘上设有至少一个刀片，刀盘在切割马达的驱动下转动，从而带动其上的刀片对草进行切割。

进一步的，自动割草机还包括防护机构，用于对刀盘进行防护，所述防护机构例如可以是防护罩。

进一步的，该自动割草机还包括调节所述刀盘高度的调高机构，以将刀盘调整到不同的高度，从而得到不同的草高。

控制模块，安装于壳体内，用于控制所述移动模块带动自动割草机移动，并控制所述切割模块执行切割任务；

进一步的，所述自动割草机还包括若干超声传感器，所述超声传感器设置于壳体内，用于检测自动割草机周围360度范围内距离所述自动割草机的预设距离位置处，高度至少大于预设高度的障碍物；

上述的预设距离与机器刹车距离有关，机器的刹车距离是指机器在行进过程中刹车到完全停止的距离，所述刹车距离与机器的行驶速度有关，进一步的，刹车距离可以基于机器的行驶速度和刹车的加速度确定。

当然，在其它实施例中，除了与刹车距离有关外，上述的预设距离还与安全距离有关，上述的安全距离是指刀盘边缘到障碍物的距离,例如安全距离一般可以根据人一伸手便能够接触到刀盘边缘或刀片设置距离；通常安全距离设置为0.5m(米)。

在一个实施方式中，以行驶速度为2m/s(米/秒)为例，机器的刹车距离大致等于0.8m。

需要指出的是，上述的预设高度与障碍物的类型(例如儿童、成人)和/或状态(如跪着、站着)有关。

本实施例中，超声传感器配置为能够检测到自动割草机周围360度范围内距离自动割草机0.8m位置处，高度至少大于0.81m的儿童，以避免对儿童造成伤害。

下面对超声传感器布局进行详细介绍：

所述超声传感器的安装参数配置为第一参数，使得所述超声传感器的探测距离(又称为探测长度)不小于刹车距离，尤其是位于机器前端的超声传感器的探测距离不小于刹车距离。

对于超声传感器，其发射信号和余振的信号都会对回波信号造成覆盖或者干扰，因此在低于某一距离后就会丧失探测功能，上述的探测距离即是指超声传感器具有探测功能的最大距离。

此外，考虑到前进过程中，如果左右两侧有人或动物，由于机身两侧设置有超声传感器，其也具有上述的探测距离，可以理解的是，这里的探测距离可以理解为两侧向外(垂直于纸面方向)的方向上的探测距离，因此，通过机身两侧的超声传感器可以提前感知判断并规避，避免转弯过程中伤害。

在一个实施方式中，尤其在沿机器前进方向上，机器前端布置的所述超声传感器在平行于水平地面的第一方向上的探测距离不小于机器的刹车距离；可以理解的是，第一方向是平行于水平地面。

进一步的，所述超声传感器的在平行于水平地面的第一方向上的探测角度为85度。

考虑到障碍物一般是具有高度的，因此所述超声传感器的安装参数配置为第一参数，还使得所述超声传感器的探测高度不小于预设高度。

在一个实施方式中，尤其在沿垂直于机器前进方向上，超声传感器在垂直于水平地面的第二方向上的探测高度不小于预设高度，可以理解的是，第二方向是垂直于水平地面，且垂直于前进方向的。

进一步的，为了覆盖上述预设高度的障碍物，所述超声传感器在垂直于水平地面的方向上的探测区域为弧形或扇形区域，所述超声传感器的在垂直于水平地面的第二方向上的探测角度为35度。

考虑到自动割草机在工作区域内割草时，草是具有一定高度的，为了避免草高对检测结果的影响，因此，所述超声传感器的安装参数配置为第一参数，还使得所述超声传感器能够避免低于预设草高的草的干扰，或使得自动割草机能够满足对预设草高的草的工作能力；可以理解的是，两个预设高度可以相同，也可以不同。

另，由于机器具有多种部件，为了排除其对超声传感器的不利影响，因此，所述超声传感器的安装参数配置为第一参数，还使得所述超声传感器避免被自动割草机的其他部件遮挡，即避免其它部件落入超声传感器的检测范围内。

进一步的，所述超声传感器的安装参数包括安装角度，所述安装角度设置为与水平方向成一预设角度，使得所述超声传感器能够避免低于预设高度的草被识别，或满足自动割草机对预设高度的草的工作能力；所述安装角度在垂直于水平地面向上倾斜的方向上。

考虑到超声传感器自身具有检测盲区，因此，所述超声传感器的安装参数配置为第一参数，还使得超声传感器能够排除自身盲区。

进一步的，若干所述超声传感器与所述自动割草机的壳体边缘的距离略大于或等于所述若干超声传感器的检测盲区的尺寸。

进一步的，所述安装参数包括安装高度，所述超声传感器的安装高度在大于等于30cm，且小于等于41cm的范围内选取。所述安装高度是指距水平地面的高度。

进一步的，任意相邻的两个所述超声传感器的探测范围至少部分重叠。

所述超声传感器的安装参数配置为第一参数，还使得所述超声传感器之间的盲区面积之和最小，或者使得至少存在两个相邻所述超声传感器的盲区面积最小。

例如，将若干所述超声传感器围绕所述壳体内的机架间隔设置于机架的特定位置,通过调整所述超声传感器的安装参数，使得所有相邻所述超声传感器的盲区面积之和最小；所述安装参数包括安装高度、安装位置、相邻超声传感器之间的安装距离、角度的至少一项；

或者，若干所述超声传感器围绕所述壳体内的机架间隔设置于机架的特定位置,使得相邻所述超声传感器的盲区中至少存在一个盲区面积最小；如通过调节所述超声传感器的角度，使得相邻所述超声传感器的盲区中至少存在一个盲区面积最小；所述角度至少包括平行于水平地面方向上的角度；

或者，若干所述超声传感器围绕所述壳体内的机架间隔设置于机架的特定位置,使得处于机器四个角落上的盲区的盲区面积最小。这里的特定位置包括机架的空置位置或者机架与行走轮的连接轴上的位置；所述特定位置还包括每个超声传感器的安装高度以及相邻超声传感器之间的距离；如若干所述超声传感器围绕所述壳体内的机架间隔设置于机架的特定位置,通过调整所述超声传感器的角度，使得处于机器四个角落上的盲区的盲区面积最小；所述角度至少包括平行于水平地面方向上的角度。

进一步的，如图4所示，所述超声传感器的在平行于水平地面的方向上的探测角度为85度。

进一步的，在机器前进方向的两侧对称设置各设置至少一个超声传感器；在机器的前端和后端各设置至少一个超声传感器；

进一步的,若干超声传感器包括位于壳体角落的四个超声传感器，位于机器后端两个角落的超声传感器各向外侧偏转10度-15度；位于机器前端的两个超声传感器各向外侧偏转5度-10度。

更进一步的，若干超声传感器包括位于壳体角落的四个超声传感器，位于机器后端两个角落的超声传感器各向外侧偏转12.5度；位于机器前端的两个超声传感器各向外侧偏转7.5度。

进一步的，若干所述超声传感器均为收发一体的超声传感器。

进一步的，所述超声传感器的数量为4-16个。

超声传感器的数量与机器的尺寸有关，因此，可以根据机器尺寸确定安装的超声传感器的个数。

更进一步的，所述超声传感器的数量为8到14个。

在一个实施方式中，超声传感器的数量为14个，能够保证360°检测到距离机器0.8m处的高度为0.81m的儿童。

为了便于理解，下面结合图1至图4对本实施例提供的自动割草机进行详细说明：

请参照图1-图4，图中以机器前端的朝向为前进方向；该自动割草机包括四个行走轮100和三个刀盘200,其中,行走轮可以包括2个驱动轮和2个随动轮,驱动轮可以设置在机器前端(车头),也可以设置在机器后端(车尾)；当然,需要指出的是,四个行走轮也可以都是驱动轮,分别由驱动马达驱动；另图中的四个行走轮仅是为了便于理解,不应理解为对本发明造成的限制；行走轮的个数还可以根据需要设置为三个,驱动轮和随动轮的个数也可以根据需要作适应性改进,对此本实施例不做具体限定。

该自动割草机还包括14个超声传感器300，分别为S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7，S8，S9，S10，S11，S12，S13，S14；14个超声传感器均设置于机器的壳体(未示于图中)内；

其中，每个超声传感器的探测范围(也可称为检测范围)在平行于水平地面方向的截面(横截面)为第一扇形区域(例如图1和图4)，该第一扇形区域的角度为85度，即超声传感器在平行于水平地面方向的探测角度为85度；每个超声传感器的探测距离不小于机器以2m/s行驶时到完全停止所对应的0.8m的刹车距离；

每个超声传感器的探测范围在垂直于水平地面方向的截面(纵截面)为第二扇形区域(例如图2和图3)，该第二扇形区域的角度为35度，即传感器在平行于水平地面方向的探测角度为35度；每个超声传感器在0.8m的刹车距离处的探测高度不小于0.81m的预设高度；

14个超声传感器中，任意相邻的两个超声传感器的探测范围至少部分重叠；

14个超声传感器围绕机器一圈设置，从而可以实现机器的360度全方位探测；

14个超声传感器距地面的高度均在30cm到40cm之间；

14个超声传感器均为收发一体的超声传感器；

具体的，机器前端布置有两个超声传感器S1和S14，机器后端布置有两个超声传感器S7和S8，机器前进方向的两侧各分别布置有三个超声传感器S3，S4，S5以及S10，S11，S12；机器的四个角落布置有四个超声传感器S2，S13，S6和S9；其中超声传感器S3，S4，S5与超声传感器S10，S11，S12是以机器平行于前进方向的中轴线为对称轴呈现对称设置；超声传感器S2和S13布置在机身的前端角落，超声传感器S6和S9布置在机身的后端角落；由于机器内部安装空间的限制，超声传感器S2和S13设置在机器机架与行走轮的连接轴上(可参见图2)，离地高度大致为40cm；而其它超声传感器S1，S3，S4，S5，S6，S7，S8，S9，S10，S11，S12，S14则设置在机架的空闲位置上，离地高度大致为35cm。

在安装超声传感器时，还考虑到超声传感器自身具有检测盲区，因此在布置时，为避免其检测盲区，将各个超声传感器沿机器壳体边缘朝向机器中心方向偏移了一定距离设置；换言之，各个超声传感器与自动割草机的壳体边缘的距离略大于或等于所述若干超声传感器的检测盲区的尺寸。

进一步的，将若干所述超声传感器围绕所述壳体内的机架间隔设置于机架的特定位置,通过调整相邻超声传感器之间的安装距离和在平行于水平地面的偏转角度，使得所有相邻所述超声传感器的盲区面积之和最小；

或者，将若干所述超声传感器围绕所述壳体内的机架间隔设置于机架的特定位置,通过调整相邻超声传感器之间的安装距离以及，在平行于水平地面的偏转角度，使得所有相邻所述超声传感器的盲区中至少存在一个盲区面积最小；

或者，将若干所述超声传感器围绕所述壳体内的机架间隔设置于机架的特定位置,通过调整相邻超声传感器之间的安装距离以及，在平行于水平地面的偏转角度，使得处于机器四个角落上的盲区的面积之和最小。

本实施例中，超声传感器S1、S14以及超声传感器S7、S8相对于平行于水平地面的中轴线对称设置，且超声传感器S1、S14之间的安装距离以及超声传感器S7、S8之间的距离设置为大致260mm，机器两侧的超声传感器S3、S4、S5，以及S10、S11、S12均是按大致470mm的间隔距离等间隔设置，即S3、S4、S5三者相邻两者之间的安装距离大致为470mm以及S10、S11、S12三者相邻两者之间的安装距离大致为470mm，位于四个角落的超声传感器；S2与S1，S13与S14，S6与S7，S9与S8之间的安装距离均大致为130mm；

且超声传感器S1、S10、S11、S3、S4、S5、S7、S8、S12、S14的偏转角度为0度，即不偏转，位于机器后端两个角落的超声传感器S7、S8各向外侧偏转12.5度(即55度-85度/2)；位于机器前端的两个超声传感器S1和S14各向外侧偏转7.5度(50度-85度/2)；使得S1与S2的盲区面积最小，也使得处于机器四个角落上的盲区的面积之和最小，同时使得所有相邻所述超声传感器的盲区面积之和最小，图1中示意性的示出了机器前端的一个盲区、侧边的两个盲区以及角落的两个盲区，均用圆圈表示。

进一步的，为了避免低于预设草高的草以及机器其它部件对超声传感器的检测影响，超声传感器，尤其是机器前端设置的超声传感器应朝上以一倾斜角安装。

需要指出的是，图1-图4为了简化描述，倾斜角并未示出。

本实施例提供的自动割草机通过在机器壳体内周设布置多个超声传感器，可以实现机器360度范围内，在距离机器0.8m处，高度为0.81m的障碍物的检测，此外，在机器前进过程中，如果左右两侧有人或动物，通过机身两侧的超声传感器也可以提前感知判断并规避，避免转弯过程中伤害，提高了机器检测的范围和安全性。

进一步的，所述自动割草机还可以包括激光雷达，安装于壳体上，配置为探测机器前进方向的障碍物。

激光雷达和超声传感器组合,避免其中一个失效,另一个仍可起到检测作用,提高机器的安全性,

进一步的，考虑到兼顾机器的割草效率和安全性，所述激光雷达的探测距离不小于刹车距离与安全距离之和。上述的安全距离是指刀盘边缘到障碍物的距离。

考虑到所述激光雷达在安装时可能存在探测盲区(简称激光盲区)，进一步的，所述激光雷达的探测盲区与所述超声传感器的检测距离接近；或者，设置于壳体前进方向上的所述超声传感器的探测范围至少部分覆盖所述激光雷达的探测盲区，例如，在机器启动时，由超声传感器弥补激光盲区。

进一步的，所述激光雷达安装于机器刀盘边缘的上方。

进一步的，所述激光雷达的安装高度最小为0.25m，最大为0.68m，这里的安装高度是指距离水平地面的高度。优选的，安装高度为0.58m。

更进一步的，所述激光雷达的安装高度大于等于0.40m，小于等于0.65m。

进一步的，所述激光雷达的安装角度最小设置为7.3度，最大设置为20.8度。这里激光雷达的安装角度在垂直于地面方向上，且是指激光雷达的轴线与水平线之间的夹角。

更进一步的，所述激光雷达的安装角度大于等于13.3度小于等于17.3度。

进一步的，所述激光雷达的量程范围大致为2m-2.2m。

作为一个具体的实施例，激光雷达的安装高度设置为0.6m，激光雷达朝下倾斜设置，激光雷达的安装角度设置为15.3度；

对于任何一个选定的安装高度，激光雷达(简称Lidar)的安装角度配置为：

在不小于1.3m处检测到儿童；

在探测到儿童的时候，不超过激光雷达的量程；其中量程大致在2m-2.2m,与选用的激光雷达有关；

探测时为了保证判断可靠性，应满足至少两个点的Lidar回波且激光盲区小，不超过其量程；

此外，为了满足安规非接触碰撞的要求，激光雷达(简称Lidar)的安装角度配置为：

在不小于0.8m出探测到探测棒，其中探测棒的高度为14.5cm；

在探测到探测棒的时候，不超过激光雷达的量程；

探测时为了保证判断可靠性，应满足至少两个点的Lidar回波且激光检测盲区小，不超过2m量程；

为了便于理解,下面参照图5对本发明实施例提供的另一自动割草机进行简要说明:

如图5所示,自动割草机包括壳体600和行走轮100，在草高约为19cm的草坪上自主的执行割草工作；该自动割草机包括围绕机器壳体周设的超声传感器300,超声传感器的设置高度设置为大致30cm,以实现360度范围，对特定距离的特定高度的障碍进行全方位检测；此外，该自动割草机还包括在壳体前端设置的激光雷达400,用于探测机器前进方向的障碍物；

具体的，该激光雷达的量程大致为2.2m，设置高度大致为60cm；该激光雷达向下倾斜安装，其安装倾角约为15.3度，可以在探测距离为1.5m处探测到儿童，同时为了满足安规非接触碰撞的要求，在探测距离为2.19m处可以探测到直径为2.5cm，高度为14.5cm的探测棒500。

进一步的，所述激光雷达的探测盲区与所述超声传感器的检测距离接近；换言之，位于机器前端的超声传感器的探测范围可以覆盖激光雷达的探测盲区，从而避免机器启动时激光盲区带来的风险。

本实施例的自动割草机通过设置激光雷达与超声传感器，构成障碍物的双通道检测，使得在其中一个失效时，机器仍然能够运行检测；其中激光雷达的探测距离更远，可以使机器在发现生物时，提前作出准备，以便更好的规避；而超声传感器可以弥补激光雷达的盲区，两者相互配合，共同作用，不仅提高了障碍物检测的范围，并提高了机器安全性和鲁棒性。

进一步的，所述自动割草机还包括深度相机，安装于壳体上，配置为获取机器前进方向的图像；

更进一步的，所述深度相机还配置为对图像中的障碍物进行识别；即，当所述图像中出现障碍物时，确定所述障碍物的类型。

这里的障碍物可以是静态物体，也可以是动态物体，障碍物的类型包括但不限于石头、树木等无生命的物体，以及，动物或人等有生命的物体。

深度相机依赖于视觉AI(Artificial Intelligence，人工智能)实现对障碍物进行识别，在一种方式中，深度相机可以是基于有监督学习的深度学习算法对障碍物进行识别，例如基于预先训练出来的卷积神经网络模型识别障碍物的类型；可以理解的是，深度相机也可以是基于其它机器学习或深度学习算法来实现对障碍物的识别，对此本实施例不做具体限定。

进一步的，深度相机需要在所述深度相机配置为在距离机器前端第一距离时，其视野范围可以至少覆盖高度在第一高度的障碍物。

上述的第一距离可以根据机器的刹车距离设置，以防止机器在前进过程中与障碍物产生碰撞。

进一步的，所述深度相机还配置为识别距离机器前端第二距离，其视野范围至少可以覆盖高度为第二高度的障碍物；其中，第二距离大于第一距离。

例如，第一距离可以设置为0.8m，第一高度为大于等于0.8m，小于等于1.1m的任意数值；第二距离可以设置为2.5m,第二高度范围为大于等于1.54，小于等于1.9m的任意数值。

在本实施例中，深度相机在安装时，应满足在距离机器前端A位置处，能够覆盖高度为B的障碍物，即可以看到高度B的障碍物的全貌；

具体的，为了避免对儿童造成伤害，深度相机配置为在距离机器前端0.8m处，识别高度在0.8-1.1m范围内的儿童；

为了识别远处的成人，深度机器还配置为在距离机身前端为2.5m处，识别高度在1.54-1.9m范围内的成人。

考虑到深度相机布置时可能存在探测盲区(简称视觉盲区)，进一步的，由于机器设置有超声传感器，此时，设置于壳体前进方向上的超声传感器的探测范围至少部分覆盖到深度相机的探测盲区，以尽量减小视觉盲区的危害，提高机器安全性。

考虑到相机在强光环境下工作，会变成“瞎子”，无法识别到障碍物。进一步的，机器可以同时安装激光雷达，此时，所述激光雷达可以用来辅助所述深度相机克服强光。

另外，鉴于激光雷达在割草作业中，表面积灰，会影响探测距离；因此，通过相机/超声传感器也可以避免激光雷达积累灰尘影响探测距离，产生安全风险的问题，进一步提高了机器的安全性。

进一步的，深度相机的竖直视场角设置为50-65度，水平视场角设置为80-95度；这里的竖直视场角是视场(又称为视野范围)在垂直于水平地面方向上的夹角；而水平视场角则是视场在平行于水平面方向上的夹角。

进一步的，所述深度相机的安装高度取值范围为0.5m-0.7m，即深度相机距离水平地面的高度为0.5m-0.7m.优选的，安装高度为0.65m。

进一步的，所述深度相机朝向地面设置，且所述深度相机的安装角度设置为在竖直方向上与水平线呈12-25度。此处的安装角度是指相机的轴线与水平线之间的夹角；换言之，所述深度相机朝下倾斜12-25度设置。

进一步的，所述深度相机以内嵌的方式安装于壳体内，以避免受到撞击损坏。

本实施例中，深度相机的安装高度为0.7m，安装于机器壳体的顶部，朝下设置，安装角度为12度。

进一步的，所述深度相机可以是单目相机、双目相机、三目立体相机；

在一个可选的实施方式中，所述深度相机采用三目立体相机，以实现对障碍物的立体识别。

图6示出了本发明实施例提供的又一自动割草机的示意图。该自动割草机包括壳体600和行走轮100，在草高约为19cm的草坪上自主的执行割草工作；该自动割草机包括机器壳体上周设的超声传感器300,超声传感器的设置高度设置为大致30cm,以实现360度范围，对特定距离的特定高度的障碍进行全方位检测；除了上述实施例提及的超声传感器外，该自动割草机还进一步包括深度相机700，设置在壳体上，用于获取机器前进方向上的图像，并通过图像处理和识别确定出图像中的障碍物的类型。

具体的，如图所示，深度相机距地面的高度H为0.7m；深度相机以内嵌的方式安装于机器壳体的顶部；该深度相机的竖直视场角设置为58度，水平视场角设置为87度(未示出)；深度相机向下倾斜设置，其安装倾角α为12度；该深度相机可以在距离机器前端0.8m处，识别高度大致为1.1m的儿童；而且，深度机器还可以在距离机身前端为2.5m处，识别高度大致为1.9m的成人。

从图6可以看出，深度相机存在约为0.3m的探测盲区(图中以网状三角形表示)，机器前端设置的超声传感器大致覆盖深度相机的探测盲区，从而减小机器启动时相机盲区造成的机器作业风险，提高了机器安全性。

本实施例提供的自动割草机包括深度相机和超声传感器，深度相机可以探测更远距离的障碍物并对障碍物类型进行识别，极大的提高了机器的检测范围和精确度，而超声传感器对360度近距离障碍物进行检测，同时弥补了机器启动自检的探测盲区，提高了机器的安全性能。

参照图7，本发明实施例还提供了一种自动割草机，该自动割草机包括壳体600和行走轮100，在草高约为19cm的草坪上自主的执行割草工作；该自动割草机包括机器壳体上周设的超声传感器300、安装于壳体上的激光雷达400以及深度相机700，超声传感器300配置为对360度范围内特定距离处的特定高度的障碍进行全方位检测；激光雷达400配置为探测机器前进方向的障碍物；深度相机700配置为获取机器前进方向的图像；以及为对图像中出现的障碍物进行识别；其中，深度相机的安装高度大于激光雷达的安装高度，激光雷达的安装高度大于深度相机的安装高度；

具体的，超声传感器距地面的高度大致为0.3m；激光雷达的安装高度大致为0.6m，深度相机的安装高度H大致为0.7m；机器前端的超声传感器可以在距离1m处，探测到高度大致为0.27m的障碍物；激光雷达向下倾斜安装，其安装倾角β约为15.3度，在探测距离为2.19m处可以探测到直径为2.5cm，高度为14.5cm的探测棒500；该深度相机的竖直视场角设置为58度，水平视场角设置为87度(未示出)；深度相机向下倾斜设置，其安装倾角α为12度；深度相机和激光雷达均存在约为0.3m的探测盲区(图中以网状三角形表示)，机器前端设置的超声传感器能够至少覆盖该0.3m探测盲区，从而减小机器启动时相机和激光盲区造成的机器作业风险，提高了机器安全性。

本实施例提供的自动割草机的机器前端自下而上依次设置有超声传感器、激光雷达、深度相机，且机器周身设置一圈超声传感器，在三者的布局排布上，既满足360度范围内的障碍检测，也满足了前进方向上远近不同的障碍物进行探测，激光雷达可以用来辅助所述深度相机克服强光；通过相机和/或超声传感器避免激光雷达积累灰尘影响探测距离，产生安全风险的问题；且将多个超声传感器作为最后的屏障，相机/雷达失效或机器急刹也能确保机器安全，同时超声传感器可以弥补了机器启动时相机和激光雷达的盲区，可以有效应对机器启动以及行驶过程中遇到的风险，使得自动割草机在不碰撞障碍的情况下识别障碍并做出反应，尤其有利于用户的安全。

如图8所示，本发明实施例中，还提供另一种自动割草机10。自动割草机10包括:架体11、移动模块12、切割模块13、控制模块14以及多种传感器。其中，

架体11，由行走轮支撑于地面上，包括但不限于被行走轮支撑的框架，还包括传感器的支撑构件等，例如，传感器的支撑平台。

移动模块12,设置于架体11上，配置为带动自动割草机移动，例如带动自动割草机在工作区域内行走。具体的，移动模块12包括行走轮和驱动行走轮行走的驱动电机，所述驱动电机的输出端与行走轮连接。其中，行走轮包括第一行走模块121和第二行走模块122。

切割模块13,设置于架体11上，配置为在工作区域内执行割草任务，例如对工作区域内的草进行切割。具体的，切割模块13包括至少一个刀盘以及驱动刀盘转动的切割马达。每个刀盘上设有至少一个刀片。刀盘在切割马达的驱动下转动，从而可以带动其上的刀片对草进行切割。

控制模块14，与移动模块12和切割模块13电连接，用于控制移动模块12带动自动割草机移动，并控制切割模块13执行切割任务。

多种传感器，用于探测环境中的障碍物。

在本实施例中，多种传感器包括第一传感器151和第二传感器152。

在本实施例中，第一传感器151的数量为多个，其采用使探测方向相对于水平参考面向上倾斜第一预设角度的方式，环绕架体11设置；第二传感器，采用使探测方向朝向架体11的前端且相对于水平参考面向下倾斜第二预设角度的方式设置；其中，第一传感器和第二传感器的位姿的组合，使得多种传感器的探测范围之和在平行于水平参考面方向上全角度覆盖探测范围。其中，探测方向表示传感器的轴线。水平参考面表示割草机当前所在的地面。位姿可以包括位置信息和姿态信息。位置信息至少包括在割草机上的安装位置。姿态信息至少包括相对于水平参考面的安装角度。每种传感器对应有探测范围。探测范围可以理解为传感器能够探测到障碍物的视野范围。平行于水平参考面方向上全角度覆盖可以理解为在平行于水平参考面方向上，以机身为圆心的周围360°任一方向。

在本实施例中，第一传感器151可以为超声传感器。第一预设角度的范围可以为29°-35°。其中，超声传感器的数量与机器的尺寸有关，可以根据机器尺寸确定安装的超声传感器的个数。优选的，本实施例中，超声传感器的数量为13个。根据割草机架构的不同，环周身设置的每个传感器的安装高度和/或安装角度可以相同或不同，具体可以根据实际场景设定，对此不作限定。

在本实施例中，根据机器结构、使用场景等的不同，第一预设角度可以进行适当的调整。例如一些实施场景中，第一传感器151为超声传感器，根据其使用场景的需求以及其安装在架体110上的位置，所对应的第一预设角度不同。具体的，例如，为了满足使用场景需求：(1)360度环视，探测距离不小于0.8m(米)，能识别到19cm草丛中高度为81cm的儿童模型；(2)不能将低于19cm草误识别为障碍物，架体11前端的超声传感器对应的第一预设角度可以为33°，架体11后端的超声传感器对应的第一预设角度可以为35°，架体110侧方靠前的超声传感器对应的第一预设角度可以为34°，架体11侧方靠后的超声传感器对应的第一预设角度可以为29°，架体11侧方中间的超声传感器对应的第一预设角度可以为31°。当然，上述只是进行示例性说明，对本申请其他实施例并不构成限定。

在本实施例中，第二传感器152可以为激光雷达。优选地，可以是固态激光雷达。所述第二预设角度的范围为-3°-15°。优选的，第二预设角度为15°。

在本实施例中，根据机器结构、使用场景等的不同，第二预设角度可以进行适当的调整。例如一些实施场景中，第二传感器152为固态激光雷达，根据其使用场景的需求，其对应的安装角度为向下倾斜15°。其中，使用场景的需求包括：(1)、在A米远处看到高为B的障碍全貌；(2)、在1.3米处能够看到趴在草高19cm中的高350mm儿童模型；(3)、在0.8m处能够看到高14.5cm的探测棒；(4)、盲区小于800mm且尽量小；(5)、固态激光雷达光轴尽量平视或下视降低阳光入射影响；(6)、扫描不到车身。此外，使用场景的需求还可以包括：(1)、盲区小于800mm且尽量小；(2)在0.8m处能够看到的高度不小于自动割草机的高度。当然，上述只是进行示例性说明，对本申请其他实施例并不构成限定。需要说明的是，上述第二预设角度是指激光雷达自身内部无倾斜(即激光雷达的轴线与水平参考面平行)时向下倾斜的角度。由于在一些实施场景中，激光雷达自身内部已向下倾斜一定角度(即激光雷达的轴线相对于水平参考面已向下倾斜)，所以在此种情况中，可以根据实际需求调整其向下倾斜的角度。具体的，例如，激光雷达自身内部已向下倾斜15°，此时，可以激光雷达的向下倾斜的角度为0°。

在一些实施例中，传感器的安装角度不同，其对应的探测范围相同或不同。

在一些实施例中，可以通过调整安装高度和/或安装角度，使传感器满足使用场景的需求。

在本实施例中，在环绕自动割草机机身的各个方向上，第一传感器151的位姿的组合，使得相邻的第一传感器151的探测范围至少部分重叠。如图9-10所示，自动割草机包括环绕设置在架体11上的13个超声传感器，分别为a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9、a10、a11、a12、a13，其中，相邻的超声传感器的探测范围至少部分重叠。具体的，超声传感器a1、a2、a3、a4采用相对于水平参考面向上倾斜33°的方式设置在架体110前端，超声传感器a8、a9、a10采用相对于水平参考面向上倾斜35°的方式设置在架体11后端，超声传感器a5、a13采用相对于水平参考面向上倾斜34°的方式设置在架体11侧方前端，超声传感器a6、a12采用相对于水平参考面向上倾斜31°的方式设置在架体11侧方中间，超声传感器a7、a11采用相对于水平参考面向上倾斜29°的方式设置在架体11侧方后端，可以使得在环绕自动割草机机身的各个方向上，相邻的第一传感器的探测范围至少部分重叠。

本实施例中，通过机身侧边的第一传感器可以提前感知判断并规避，避免转弯过程中伤害，通过环周身的第一传感器能够保证360°检测到机身周围的障碍物。

在本实施例中，在自动割草机的行进方向上，第一传感器151和第二传感器152的位姿的组合，使得第一传感器151的探测范围与第二传感器152的探测范围至少部分重叠。

本实施例中，第一传感器151和第二传感器152的位姿的组合，使得在自动割草机行进方向上，第一传感器151的探测范围与第二传感器152的探测范围部分重叠，一方面可以避免探测盲区，保证不同距离处的障碍物均能被探测到，提高机器安全性和鲁棒性，另一方面，可以通过第一传感器与第二传感器构成障碍物的双通道检测，使得在其中一个失效时，机器仍然能够运行检测。

本实施例中，在自动割草机的行进方向上，第一传感器151和第二传感器152的位姿的组合，使得第一传感器151的探测范围与第二传感器152的探测范围至少部分不重叠。这样，由于探测范围至少部分不重叠，使得传感器的探测范围更大。

如图11所示，以第一行走模块121到第二行走模块122所在方向为自动割草机的行进方向S，以第一传感器151为超声传感器，第二传感器152为激光雷达，在行进方向S上，为了满足使用场景的需求，超声传感器以向上倾斜33°设置在架体前端，激光雷达(内部已向下倾斜15°)以向下倾斜0度设置在架体前端，这样，通过超声传感器和激光雷达的位姿的组合，使得超声传感器的探测范围与激光雷达的探测范围存在重叠区域和不重叠区域。其中，重叠区域可以避免探测盲区，保证不同距离处的障碍物均能被探测到，提高机器安全性和鲁棒性，不重叠区域，可以使得传感器的探测范围更大。

本实施例中，在自动割草机的行进方向上，基于第一传感器151和第二传感器152的位姿的组合，获得的多种传感器的第一探测范围中，第一传感器151在平行于水平参考面的方向上的探测距离小于第二传感器152在平行于水平参考面的方向上的探测距离，第一传感器151在垂直于水平参考面的方向上的探测高度小于第二传感器152在垂直于水平参考面的方向上的探测高度。其中，第一探测范围表示在行进方向上，第一传感器151和第二传感器152的探测范围重叠后获得的探测范围。

具体的，在自动割草机的行进方向上，基于第一传感器151和第二传感器152的位姿的组合，获得的多种传感器的第一探测范围中，第一传感器151在平行于水平参考面的方向上的探测距离至少包括(0.2m-0.8m)，第二传感器152在平行于水平参考面的方向上的探测距离至少包括(0.4m-6m)。这样，可以通过第一传感器151探测近距离障碍物，通过第二传感器152探测远距离障碍物。

在一些实施例中，为了保证安全，第一传感器151在平行于水平参考面的方向上的探测距离大于等于机器的刹车距离。其中，机器的刹车距离可以理解为机器在行进过程中刹车到完全停止的距离，刹车距离与机器的行驶速度有关，进一步的，刹车距离可以基于机器的行驶速度和刹车的加速度确定。在一些实施例中，以行驶速度为2m/s(米/秒)为例，机器的刹车距离大致等于0.8m。当然，在一些实施例中，第一传感器151的探测距离大于等于安全距离。其中，安全距离可以理解为刀盘边缘到障碍物的距离,例如安全距离一般可以根据人一伸手便能够接触到刀盘边缘或刀片设置距离。通常安全距离设置为0.5m。

在一些实施例中，为了提高机器的割草效率和安全性，第二传感器152在平行于水平参考面的方向上的探测距离不小于刹车距离与安全距离之和。

本实施例中，由于第二传感器的探测距离更远，可以使割草机在发现障碍物时，提前作出准备，以便更好的规避；由于第一传感器的探测距离比较近，可以利用第一传感器弥补第二传感器的探测盲区。这样，通过第一传感器和第二传感器两者相互配合，共同作用，不仅可以保证不同距离处的障碍物均能被探测到，扩展障碍物探测范围，而且可以提高机器安全性和鲁棒性。

本实施例中，第一探测范围中，在距架体前端距离相同时，所述第一传感器151在垂直于水平参考面的方向上的探测高度小于等于所述第二传感器152在垂直于水平参考面的方向上的探测高度。

具体的，第一探测范围中，在距架体前端距离为0.8m时，第一传感器151在垂直于水平参考面的方向上的探测高度不小于0.81m，第二传感器152在垂直于水平参考面的方向上的探测高度不小于0.93m。当然，上述至少进行示例性说明，对本申请其他实施例并不构成限定。

本实施例中，通过第一传感器探测低障碍物，通过第二传感器探测高障碍物，从而可以保证不同高度的障碍物均能被探测到。

本实施例中，第一探测范围中，第二传感器152能探测到距架体11前端0.8m处，高度不小于0.145m的障碍物。第二传感器152能探测到距架体11前端1.3m处，高度不小于0.35m的障碍物。第二传感器152能探测到距架体前端2.5m处，高度不小于1.5m的障碍物。具体的，例如，第一探测范围中，第二传感器152能探测到距架体前端0.8m处，高度为0.145m的探测棒。第一探测范围中，第二传感器152探测到距架体前端0.8m处的障碍物的高度不小于机身高度。

本实施例中，第一探测范围中，第一传感器151能探测到距架体11前端0.8m处，高度不小于第一预设值的障碍物，且探测不到距架体11前端0.8m处，高度不大于第二预设值的障碍物。在一些实施场景中，第一预设值可以表示儿童身高，第二预设值可以表示草高，第二预设值小于第一预设值。具体的，例如，儿童身高可以为0.81m，草高可以为0.19m。

具体的，例如，考虑到自动割草机在工作区域内割草时，草具有一定的高度，为了避免将草(通常草的高度为0.19m)误识别为障碍物或草高对检测结果的影响，将第一传感器151采用相对于水平参考面向上倾斜第一预设角度的方式设置在架体上，使其能探测到距架体前端0.8m处高度为0.81m的障碍物，但探测不到距架体前端0.8m处高度为0.19m的草。

本实施例中，在自动割草机的行进方向上，第二传感器152的探测范围与水平参考面的交点距架体11前端的距离，不大于第一传感器151在平行于水平参考面的方向上的探测距离。其中，第二传感器152的探测范围与水平参考面的交点可以理解为第二传感器152的探测盲区中距离架体11最远的位置。探测盲区中距离架体11最远的位置距架体11的距离不能太近，若太近，则第二传感器152的视野范围可能会包含机身，从而会降低割草机的有效视野范围。探测盲区中距离架体11最远的位置距架体11的距离不能太远，若太远，由于第一传感器151的探测距离比较近，这样，第一传感器151无法弥补第二传感器152的探测盲区，从而会降低提高机器安全性和鲁棒性。

具体的，例如，考虑到激光雷达在安装时可能存在探测盲区(简称激光盲区)，为了利用超声传感器弥补激光雷达的探测盲区，设置于壳体行进方向上的超声传感器的探测范围至少部分覆盖激光雷达的探测盲区，这样，在机器启动时，可以由超声传感器弥补激光盲区。

本实施例中，探测盲区中距离架体最远的位置距架体的距离不大于第一传感器的探测距离，一方面，可以利用第一传感器弥补第二传感器的探测盲区，保证不同距离处的障碍物均能被探测到，提高机器安全性和鲁棒性。另一方面，可以通过第一传感器与第二传感器构成障碍物的双通道检测，使得在其中一个失效时，机器仍然能够运行检测。

本实施例中，第二传感器152距架体11前端的水平距离大于第一传感器151距架体11前端的水平距离。其中，传感器距架体1前端的水平距离可以理解为传感器相对于架体的内缩距离。具体的，第一传感器151的内缩距离可以为0mm(毫米)，第二传感器152的内缩距离可以为110±10mm(毫米)。当然，上述只是进行示例性说明，对本申请其他实施例并不构成限定。

本实施例中，第二传感器内缩，一方面可以使传感器的视野范围不包含机身，从而提高割草机的有效视野范围。另一方面，可以避免传感器被碰撞后损坏，从而节省成本。

如图8所示，在一些实施例中，多种传感器还包括第三传感器153，采用使探测方向朝向架体11的前端且相对于水平参考面向下倾斜第三预设角度的方式设置。

在一些实施例中，第三传感器153可以为单目相机、双目相机、深度相机等中的一种。其中，第三预设角度的范围为-4°-10°。优选的，第三预设角度为10°。

在一些实施例中，根据机器结构、使用场景等的不同，第三预设角度可以进行适当的调整。例如一些实施场景中，第三传感器153为单目相机，根据其使用场景的需求，其对应的安装角度为向下倾斜10°，其中，其使用场景的需求可以包括：(1)、在A米远处看到高为B的障碍全貌；(2)盲区小于800mm且尽量小；(3)视觉尽量平视或下视降低阳光入射影响；(4)拍摄不到车身。当然，上述只是进行示例性说明，对本申请其他实施例并不构成限定。需要说明的是，第三传感器的类型不同，对应的视场角FOV不同，相应的第三预设角度也会不同，具体可以根据实际场景调整，使其满足使用场景的需求。

在一些实施例中，在自动割草机的行进方向上，第一传感器151、第二传感器152和第三传感器153的位姿的组合，使得第一传感器151与第二传感器152和/或第三传感器153的探测范围至少部分重叠。这样，一方面可以避免探测盲区，保证不同距离处的障碍物均能被探测到，提高机器安全性和鲁棒性，另一方面，可以通过第一传感器与第二传感器构成障碍物的双通道检测，使得在其中一个失效时，机器仍然能够运行检测。

在一些实施例中，在自动割草机的行进方向上，第一传感器151、第二传感器152和第三传感器153的位姿的组合，使得第一传感器151与所述第二传感器152和/或所述第三传感器153的探测范围至少部分不重叠。这样，由于探测范围至少部分不重叠，使得所述传感器的探测范围更大。

如图11所示，以第一行走模块121到第二行走模块122所在方向为自动割草机的行进方向S，以第一传感器151为超声传感器，第二传感器152为激光雷达，第三传感器153为单目相机，在行进方向S上，为了满足使用场景的需求，超声传感器以向上倾斜33°设置在架体前端，激光雷达(内部已向下倾斜15°)以向下倾斜0度设置在架体前端，单目相机以向下倾斜10°设置在架体前端，这样，通过超声传感器、激光雷达和单目相机的位姿的组合，使得新的探测范围存在重叠区域和不重叠区域。其中，重叠区域可以避免探测盲区，保证不同距离处的障碍物均能被探测到，提高机器安全性和鲁棒性，不重叠区域，可以使得传感器的探测范围更大。

在一些实施例中，在所述自动割草机的行进方向上，基于所述第一传感器151、所述第二传感器152和所述第三传感器153的位姿的组合，获得的第二探测范围中，所述第一传感器151在平行于水平参考面的方向上的探测距离小于所述第二传感器152和/或所述第三传感器153在平行于水平参考面的方向上的探测距离，所述第一传感器151在垂直于水平参考面的方向上的探测高度小于所述第二传感器152和/或所述第三传感器153在垂直于水平参考面的方向上的探测高度。其中，第一探测范围表示在行进方向上，第一传感器151与第二传感器152和/或第三传感器的探测范围重叠后获得的探测范围。

在一些实施例中，第二探测范围中，在距所述架体11前端距离相同时，所述第二传感器152在垂直于水平参考面的方向上的探测高度小于等于所述第三传感器153在垂直于水平参考面的方向上的探测高度。

这样，可以通过第一传感器探测低障碍物，通过第二传感器探测中高障碍物，通过第三传感器探测更高障碍物，从而保证不同高度的障碍物均能被探测到。

在一些实施例中，第二探测范围中，第二传感器152在平行于水平参考面的方向上的探测距离与第三传感器152在平行于水平参考面的方向上的探测距离相近。这样，可以通过第一传感器探测近距离障碍物，通过第二传感器和/或第三传感器探测远距离障碍物。

在一些实施例中，所述第二探测范围中，所述第三传感器能探测到距所述架体前端2m处，高度不小于1.9m的障碍物；所述第三传感器能探测到距所述架体前端0.5m处，高度不小于0.81m的障碍物。

在一些实施例中，所述第三传感器153距所述架体11前端的水平距离小于所述第二传感器152距所述架体11前端的水平距离。具体的，第三传感器153的内缩距离可以为80±10mm(毫米)，第二传感器152的内缩距离可以为110±10mm(毫米).当然，上述只是进行示例性说明，对本申请其他实施例并不构成限定。

本实施例中，第三传感器内缩，一方面可以使传感器的视野范围不包含机身，从而提高割草机的有效视野范围。另一方面，可以避免传感器被碰撞后损坏，从而节省成本。

在一些实施例中，在所述自动割草机的行进方向上，所述第三传感器153的探测范围与所述水平参考面的交点距所述架体11前端的距离，不大于所述第一传感器151在平行于水平参考面的方向上的探测距离。这样，一方面，可以利用第一传感器弥补第三传感器的探测盲区，保证不同距离处的障碍物均能被探测到，提高机器安全性和鲁棒性。另一方面，可以通过第一传感器与第二传感器和/或第三传感器构成障碍物的双通道检测，使得在其中一个失效时，机器仍然能够运行检测。

在一些实施例中，所述第三传感器153用于识别障碍物的类型。具体的，可以在第一传感器和/或第二传感器识别到障碍物时，可以利用第三传感器识别该障碍物的类型，以便机器根据障碍物类型执行相应的避障策略。其中，障碍物可以是静态物体，也可以是动态物体。障碍物的类型可以包括但不限于儿童、成人、猫狗、刺猬、树枝、水管、椅子、草坪灯等。不同障碍物类型所对应的避障策略相同或不同。

在一些实施例中，第一传感器151的安装高度小于第二传感器152的安装高度，第二传感器152的安装高度小于第三传感器153的安装高度。

在一些实施例中，上述自动割草机还包括防护机构，用于对刀盘进行防护，保证安全。防护机构例如可以是防护罩。

在一些实施例中，上述自动割草机还包括调节刀盘高度的调高机构。调高机构将刀盘调整到不同的高度，得到不同的草高，可以满足不同场景中对草高的不同需求。

本说明书实施例，在机器上设置多种类型不同的传感器，这样，通过多种传感器的位姿的组合，使各个传感器的探测范围互补，可以让机器及时、准确的识别到自动割草机机身各个方向的障碍物，从而进行规避，保证安全。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本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，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (24)

1.一种自动割草机,包括:

架体；

移动模块，设置于所述架体；

切割模块，设置于所述架体；

控制模块，用于控制所述移动模块带动所述自动割草机移动，并控制所述切割模块执行切割任务；

多种传感器，用于探测环境中的障碍物，其特征在于，

所述多种传感器包括：

第一传感器，所述第一传感器的数量为多个，采用使探测方向相对于水平参考面向上倾斜第一预设角度的方式，环绕所述架体设置；

第二传感器，采用使探测方向朝向架体的前端且相对于水平参考面向下倾斜第二预设角度的方式设置；

其中，所述第一传感器和所述第二传感器的位姿的组合，使得所述多种传感器的探测范围之和在平行于水平参考面方向上全角度覆盖。

2.根据权利要求1所述的自动割草机,其特征在于，在环绕所述自动割草机机身的各个方向上，所述第一传感器的位姿的组合，使得相邻的所述第一传感器的探测范围至少部分重叠；

在所述自动割草机的行进方向上，所述第一传感器和所述第二传感器的位姿的组合，使得所述第一传感器的探测范围与所述第二传感器的探测范围至少部分重叠。

3.根据权利要求1所述的自动割草机,其特征在于，在所述自动割草机的行进方向上，所述第一传感器和所述第二传感器的位姿的组合，使得所述第一传感器的探测范围与所述第二传感器的探测范围至少部分不重叠；其中，所述探测范围至少部分不重叠，使得所述传感器的探测范围更大。

4.根据权利要求3所述的自动割草机,其特征在于，在所述自动割草机的行进方向上，基于所述第一传感器和所述第二传感器的位姿的组合，获得的所述多种传感器的第一探测范围中，所述第一传感器在平行于水平参考面的方向上的探测距离小于所述第二传感器在平行于水平参考面的方向上的探测距离，所述第一传感器在垂直于水平参考面的方向上的探测高度小于所述第二传感器在垂直于水平参考面的方向上的探测高度。

5.根据权利要求4所述的自动割草机,其特征在于，所述第一传感器在平行于水平参考面的方向上的探测距离至少包括(0.2m-0.8m)，所述第二传感器在平行于水平参考面的方向上的探测距离至少包括(0.4m-6m)。

6.根据权利要求4所述的自动割草机,其特征在于，所述第一探测范围中，在距所述架体前端距离相同时，所述第一传感器在垂直于水平参考面的方向上的探测高度小于等于所述第二传感器在垂直于水平参考面的方向上的探测高度。

7.根据权利要求4所述的自动割草机,其特征在于，所述第一探测范围中，

所述第二传感器能探测到距所述架体前端0.8m处，高度不小于0.145m的障碍物；

所述第二传感器能探测到距所述架体前端1.3m处，高度不小于0.35m的障碍物；

所述第二传感器能探测到距所述架体前端2.5m处，高度不小于1.5m的障碍物。

8.根据权利要求4所述的自动割草机,其特征在于，所述第一探测范围中，所述第一传感器能探测到距所述架体前端0.8m处，高度不小于第一预设值的障碍物，且探测不到距所述架体前端0.8m处，高度不大于第二预设值的障碍物；其中，所述第二预设值小于所述第一预设值。

9.根据权利要求1所述的自动割草机,其特征在于，在所述自动割草机的行进方向上，所述第二传感器的探测范围与所述水平参考面的交点距所述架体前端的距离，不大于所述第一传感器在平行于水平参考面的方向上的探测距离。

10.根据权利要求1所述的自动割草机,其特征在于，所述第二传感器距所述架体前端的水平距离大于所述第一传感器距所述架体前端的水平距离。

11.根据权利要求1所述的自动割草机,其特征在于，所述多种传感器还包括第三传感器，采用使探测方向朝向架体的前端且相对于水平参考面向下倾斜第三预设角度的方式设置。

12.根据权利要求11所述的自动割草机,其特征在于，在所述自动割草机的行进方向上，所述第一传感器、所述第二传感器和所述第三传感器的位姿的组合，使得所述第一传感器与所述第二传感器和/或所述第三传感器的探测范围至少部分重叠。

13.根据权利要求11所述的自动割草机,其特征在于，在所述自动割草机的行进方向上，所述第一传感器、所述第二传感器和所述第三传感器的位姿的组合，使得所述第一传感器与所述第二传感器和/或所述第三传感器的探测范围至少部分不重叠；其中，所述探测范围至少部分不重叠，使得所述传感器的探测范围更大。

14.根据权利要求13所述的自动割草机,其特征在于，在所述自动割草机的行进方向上，基于所述第一传感器、所述第二传感器和所述第三传感器的位姿的组合，获得的第二探测范围中，所述第一传感器在平行于水平参考面的方向上的探测距离小于所述第二传感器和/或所述第三传感器在平行于水平参考面的方向上的探测距离，所述第一传感器在垂直于水平参考面的方向上的探测高度小于所述第二传感器和/或所述第三传感器在垂直于水平参考面的方向上的探测高度。

15.根据权利要求14所述的自动割草机,其特征在于，所述第二探测范围中，在距所述架体前端距离相同时，所述第二传感器在垂直于水平参考面的方向上的探测高度小于等于所述第三传感器在垂直于水平参考面的方向上的探测高度。

16.根据权利要求14所述的自动割草机,其特征在于，所述第二探测范围中，所述第三传感器能探测到距所述架体前端2m处，高度不小于1.9m的障碍物；

所述第三传感器能探测到距所述架体前端0.5m处，高度不小于0.81m的障碍物。

17.根据权利要求11所述的自动割草机,其特征在于，所述第三传感器距所述架体前端的水平距离小于所述第二传感器距所述架体前端的水平距离。

18.根据权利要求11所述的自动割草机,其特征在于，在所述自动割草机的行进方向上，所述第三传感器的探测范围与所述水平参考面的交点距所述架体前端的距离，不大于所述第一传感器在平行于水平参考面的方向上的探测距离。

19.根据权利要求11所述的自动割草机,其特征在于，所述第三传感器用于识别障碍物的类型。

20.根据权利要求1所述的自动割草机,其特征在于，所述第一预设角度的范围为29°-35°。

21.根据权利要求1所述的自动割草机,其特征在于，所述第二预设角度的范围为-3°-15°。

22.根据权利要求11所述的自动割草机,其特征在于，所述第三预设角度的范围为-4°-10°。

23.根据权利要求1所述的自动割草机,其特征在于，所述第一传感器为超声传感器，所述第二传感器为激光雷达。

24.根据权利要求11所述的自动割草机,其特征在于，所述第三传感器为单目相机、多目相机或深度相机。

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