CN117826782A - 一种割草机的路径规划系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种割草机的路径规划系统，包括：引导线，包括两根并列设置的导线，两根导线的头端均与信号发生装置电连接，两根导线的尾端相互连接，两根导线中的其中一根导线设置有信号屏蔽结构；信号发生装置，连接引导线，用于使引导线产生引导信号；割草机，用于在检测到引导信号时，跟随引导线实现跨工作区域移动，能够根据割草机的不同场景的需求布设引导线，并调整引导线的长度，从而实现割草机的自动回充、通过狭窄区域或者跨区域的工作。

Description

一种割草机的路径规划系统

技术领域

本发明涉及机器人路径规划技术领域，特别是一种割草机的路径规划系统。

背景技术

现有技术中，一般会在草坪的边沿设置边界线，割草机识别边界线产生的信号并沿边界线移动，但这种情况下，割草机往往会重复沿着边界线行走工作，造成草坪内草的高度不一，为了解决上述问题，会在草坪内设置引导线，并且引导线与边界线相连，使得割草机能够沿着引导线在草坪的内部行走工作，但是引导线的设置会受到边界线的限制，无法根据需求随意调整引导线的长度，不够人性化。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种割草机的路径规划系统，能够根据割草机的不同场景的需求布设引导线，并调整引导线的长度，从而实现割草机的自动回充、通过狭窄区域或者跨区域的工作。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种割草机的路径规划系统，包括：

引导线，包括两根并列设置的导线，所述两根导线的头端均与信号发生装置电连接，所述两根导线的尾端相互连接，所述两根导线中的其中一根导线设置有信号屏蔽结构；

所述信号发生装置，连接所述引导线，用于使所述引导线产生引导信号；

割草机，用于在检测到所述引导信号时，跟随所述引导线移动。

在一个可行的实现方式中，所述割草机跟随所述引导线移动至充电站或者跟随所述引导线从一个工作区域移动至另一个工作区域。

在一个可行的实现方式中，所述两根导线竖直排列，其中一根导线位于另一根导线的正上方。

在一个可行的实现方式中，所述未设有信号屏蔽结构的导线位于设有信号屏蔽结构的导线的正上方。

在一个可行的实现方式中，所述信号屏蔽结构为铝箔屏蔽层，所述铝箔屏蔽层包裹在导线的外部。

在一个可行的实现方式中，所述割草机用于在检测到所述引导信号时，骑跨在所述引导线上移动。

在一个可行的实现方式中，所述割草机上设有第一感应器和第二感应器，所述第一感应器和所述第二感应器分别设置在所述割草机的两侧，当所述割草机骑跨在所述引导线上行走时，所述第一感应器和所述第二感应器能够分别感应所述引导线的两侧产生的引导信号。

在一个可行的实现方式中，所述割草机的路径规划系统还包括至少一个引导线固定结构，所述至少一个引导线固定结构用于将所述引导线固定在所述工作区域的表面上；

所述引导线固定结构包括固定引导线的固定部和用于与所述工作区域的表面相接触的连接部，所述连接部与所述固定部相连。

在一个可行的实现方式中，所述固定部包括壳体和设置在壳体内的第一容置空间和与所述第一容置空间连通的第二容置空间，所述第一容置空间位于所述第二容置空间的正上方；所述两根导线中的其中一根容纳在所述第一容置空间内，所述两根导线中的另一根容纳在所述第二容置空间内。

在一个可行的实现方式中，所述工作区域的边沿设有边界线，所述边界线与所述信号发生装置信号连接，所述边界线产生的边界信号与所述引导线产生的所述引导信号不同。

实施本发明，具有如下有益效果：

本申请提供了一种割草机的路径规划系统，包括割草机，引导线，以及连接引导线并用于使引导线产生引导信号的信号发生装置，其中，引导线包括两根并列设置的导线，两根导线的头端均与信号发生装置电连接，两根导线的尾端相互连接，两根导线中的其中一根导线的外部设置有信号屏蔽结构，与以往引导线需要与边界线相连形成回路的技术相比，本申请通过引导线与信号发生装置之间形成完整回路，使得割草机能够根据不同场景的需求布设引导线，并便于调整引导线的长度，从而实现割草机的自动回充、通过狭窄区域或者跨区域的工作。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明一实施方式提供的一种割草机的路径规划系统的示意图；

图2是本发明一实施方式提供的引导线与信号发生装置连接的示意图；

图3是本发明一实施方式提供的一种引导线固定结构与引导线的连接的结构示意图；

图4是本发明一实施方式提供的另一种引导线固定结构与引导线的连接的结构示意图；

图5是本发明一实施方式提供的又一种割草机的路径规划系统的示意图。

图中的附图标记：10-引导线，110-第一导线，120-第二导线，130-屏蔽层，20-信号发生装置，30-割草机，40-引导线固定结构，410-固定部4110-第一容置空间，4120-第二容置空间，420-连接部，50-边界线。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，本公开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。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

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。

现有技术中，一般会在草坪的边沿设置边界线，割草机识别边界线产生的信号并沿着边界线移动，草坪内还设有引导线，且引导线与边界线相连，引导线为一根导线，引导线需要通过和边界线相连才能与信号发生装置之间形成回路，引导线的设置会受到边界线的限制，无法根据不同草坪的实际需求自由调整引导线的设置位置或者长度。

为解决上述问题，本实施例提供了一种割草机的路径规划系统，包括：引导线10，引导线10包括两根并列设置的导线，两根导线的头端均与信号发生装置20电连接，两根导线的尾端相互连接，两根导线中的其中一根导线设置有信号屏蔽结构；在一种可能的实现方式中，信号屏蔽结构可以设置在两根导线中的其中一根导线的外部。信号发生装置20，连接引导线10，用于使引导线10产生引导信号；割草机30，用于在检测到引导信号时，跟随引导线10实现移动。引导线10与信号发生装置20相连，并且信号发生装置20为引导线10提供脉冲电流，使得引导线10的周围产生第一磁场，这里的第一磁场即为引导信号，第一磁场的方向与脉冲电流的方向有关，当割草机30检测到第一磁场的方向时，能够跟随引导线10实现跨区域移动。

本实施例中的引导线10与信号发生装置20形成回路，信号发生装置20可以设置在工作区域的任意位置处，工作区域内可以设置至少一根引导线10，割草机30能够识别引导线10的产生的引导信号并跟随引导线10移动。在一种可能的实现方式中，引导线10设置在一个工作区域内，当该工作区域内存在狭窄通道，且割草机无法识别狭窄通道两侧的边界信号时，此时可以在狭窄通道内设置引导线10，使得割草机30能够根据引导线10产生的引导信号穿过狭窄通道，只要使得引导线10产生的引导信号能够与边界线产生的边界信号区分开即可。在一种可能的实现方式中，割草机30跟随引导线10移动至充电站或者跟随引导线10从一个工作区域移动至另一个工作区域，充电站可以设置在工作区域的边界上，当割草机30完成工作后需要回充电站充电时，跟随引导线10移动至充电站，在另一种可能的实现方式中，当割草机30需要前往至少两个独立的工作区域进行工作，可以在至少两个独立的工作区域内设置引导线10，割草机30通过识别引导线10产生的引导信号并跟随引导线10实现跨区域工作。如图1所示，图中存在相互之间不连通的区域A、区域B和区域C，可以理解为存在三块相互之间不连通的草坪，或者也可以理解为仅有一块草坪，但因为房屋、树木和道路的存在，使得草坪被分为相互之间不连通的三个部分，其中，区域A、区域B和区域C均未设置边界导线，而区域A、区域B和区域C的边界信息的确定，可以通过割草机30开启视觉模块并沿区域A、区域B和区域C的边沿行走一圈，拍摄区域A、区域B和区域C的边界照片，并存储在割草机30的控制器中，当割草机30工作时，调用存储在控制器中的边界信息，使得割草机30仅能在当前所在的区域内工作。区域A的边界上设有信号发生装置20，引导线10的一端与信号发生装置20相连，引导线10的另一端穿过区域A、区域B并延伸至区域C内，信号发生装置20为引导线10提供脉冲电流，使得引导线10的周围产生第一磁场，当割草机30在区域A内工作过程中，检测到引导线10产生的第一磁场时，割草机30可以跟随引导线10前往区域B，当割草机30在区域B内工作过程中，检测到引导线10产生的第一磁场时，割草机30可以跟随引导线10前往区域C。

在一种可能的实现方式中，如图2所示，两根并列设置的导线为第一导线110和第二导线120，第一导线110的尾端与第二导线120的尾端连接，第一导线110的头端和第二导线120的头端均与信号发生装置20电连接，第一导线110、第二导线120和信号发生装置20构成连接回路。第一导线110和第二导线120在通电后产生大小相等但方向相反的脉冲电流，脉冲电流的存在使得第一导线110和第二导线120的周围产生方向相反的电磁场，当第一导线110或者第二导线120上不设置信号屏蔽结构时，因为第一导线110和第二导线120内通过的脉冲电流的大小相同，会使得引导线10的周围的电磁场几乎为零，导致割草机30无法感应到磁场来进行割草工作，无法根据电磁场方向判别当前所处的位置，以及判断下一步的行走方向。当在第一导线110或者第二导线120中的其中一根导线上设有信号屏蔽结构时，能够减弱设有信号屏蔽结构的导线产生的电磁场，从而使得引导线10的周围产生第一磁场，即引导信号。在一个可能的实现方式中，信号屏蔽结构为铝箔屏蔽层130，铝箔屏蔽层130包裹在导线的外部，即第一导线110或者第二导线120的外部包裹屏蔽层130，屏蔽层130沿第一导线110或者第二导线120的长度方向上设置，图2示出了屏蔽层130沿第二导线120的长度方向上设置。

在一个可能的实现方式中，两根导线竖直排列，其中一根导线位于另一根导线的正上方。两根导线分别为第一导线110和第二导线120，当第一导线110位于第二导线120的上方，且第二导线120的外部设有信号屏蔽结构时，因为第一导线110与第二导线120中的脉冲电流的方向不同，故第一导线110和第二导线120产生的电磁场的方向不同，而信号屏蔽结构的设置能够大大减弱第二导线120产生的磁场强度，最终使得引导线10的两侧的磁场方向与第一导线110的两侧的磁场方向相同。当割草机30工作时，引导线10的两侧的磁场方向不同，割草机30能够在检测到不同的磁场方向，来控制割草机30沿引导线10的行走方向，如图1所示，割草机30沿着引导线10顺时针方向行走就是回到信号发生装置20，割草机30沿着引导线10逆时针方向行走就是远离信号发生装置20。

在一种可能的实现方式中，未设有信号屏蔽结构的导线位于设有信号屏蔽结构的导线的正上方。在一种可能的实现方式中，割草机30上设有第一感应器和第二感应器，而第一感应器和第二感应器位于割草机30的上部，故将未设有信号屏蔽结构的导线设置在上方，更利于检测到引导线10产生的引导信号。

在一种可能的实现方式中，割草机30用于检测到引导信号时，骑跨在引导线10上移动。在一种可能的实现方式中，割草机30上设有第一感应器和第二感应器，第一感应器和第二感应器分别设置在割草机30的两侧，当割草机30骑跨在引导线10上行走时，第一感应器和第二感应器能够分别感应引导线10的两侧产生的引导信号，可以提高割草机30对引导信号的感应精度，从而使得割草机30能够一直骑跨在引导线10上移动，不会大幅度地偏离引导线10，通过第一感应器和第二感应器感应引导线10的两侧产生的磁场方向，以此来判断割草机30的行进方向。例如，引导线10包括第一导线110和第二导线120，第一导线110和第二导线120的头端均与信号发生装置20电连接，第一导线110的尾端和第二导线120的尾端相连，第一导线110位于第二导线120的正上方，第二导线120的外部设置有信号屏蔽结构，第一导线110的电流方向为自第一导线110的头端指向第一导线110的尾端，第二导线120的电流方向为自第二导线120的尾端指向第二导线120的头端，从第一导线110和第二导线120的头端向第一导线110和第二导线120的尾端看去，第一导线110产生的磁场方向为顺时针方向，第二导线120产生的磁场方向为逆时针方向，当割草机30工作时，可以通过第一感应器和第二感应器感应到的磁场方向，来判断此时割草机30的行进方向，当第一感应器感应到的磁场方向为自下向上，第二感应器感应到的磁场方向为自上向下时，则割草机30的行进方向为自第一导线110和第二导线120的头端向尾端行进；当第一感应器感应到的磁场方向为自上向下，第二感应器感应感到的磁场方向为自下向上时，则割草机30的行进方向为自第一导线110和第二导线120的尾端向头端行进。

在一种可能的实现方式中，如图3和4所示，割草机30的路径规划系统还包括至少一个引导线固定结构40，至少一个引导线固定结构40用于将引导线10固定在工作区域的表面上，如果不设置引导线固定结构40时，引导线10的两根导线容易扭在一起，使得两根导线产生的磁场方向不固定，最终导致引导线10产生的磁场方向不固定，因此为了使引导线10能够产生固定方向的磁场，所以采用引导线固定结构40将两根导线相互靠近，且中间不留间隙，两根导线上下平行并列放置，且将未设有信号屏蔽结构的导线放置于设有信号屏蔽结构的导线的正上方。引导线固定结构40包括固定引导线10的固定部410和用于与工作区域的表面相接触的连接部420，连接部420与固定部410相连。在一种可能的实现方式中，固定部410包括壳体和设置在壳体内的第一容置空间4110和与第一容置空间4110连通的第二容置空间4120，第一容置空间4110位于第二容置空间4120的正上方；两根导线中的其中一根容纳在第一容置空间4110内，两根导线中的另一根容纳在第二容置空间4120内。

引导线固定结构40的设置只要使得引导线10能够固定在工作区域的表面上，以使引导线10包括的两根导线的相对位置保持固定就可以。当引导线固定结构40为一个时，可以理解为引导线固定结构40沿着引导线10的长度方向上设置，能够将引导线10始终与工作区域的表面保持静止状态，当引导线固定结构40为多个时，可将引导线固定结构40沿着引导线10的长度方向上均匀设置，只要使得引导线10上的每一处均与工作区域的表面保持固定不动就可以。引导线固定结构40包括固定部410和连接部420，优选地，连接部420可以设置在固定部410的两侧，并与固定部410相连，连接部420的下表面贴合在工作区域的表面上。固定部410包括壳体和设置在壳体内的第一容置空间4110和第二容置空间4120，两根导线分别为第一导线110和第二导线120，当第一导线110容纳在第一容置空间4110内时，第二导线120容纳在第二容置空间4120内(如图3所示)，当第二导线120容纳在第一容置空间4110内时，第一导线110容纳在第二容置空间4120内(如图4所示)，第一导线110和第二导线120之间可以存在空隙，也可以无间隙地相连。

在一个可能的实现方式中，工作区域的边沿设有边界线50，边界线50与信号发生装置20信号连接，边界线50产生的边界信号与引导线10产生的引导信号不同。在一个可能的实现方式中，信号发生装置20为引导线10和边界线50提供脉冲电流，但为使割草机30的第一感应器和第二感应器能够区分引导信号和边界信号，可通过信号发生装置20分别为引导线10和边界线50提供不同的脉冲电流，使得引导线10的周围产生的第一磁场和边界线50的周围产生的第二磁场不同，即引导信号和边界信号不同。

如图5所示，图中存在相互之间不连通的区域A、区域B和区域C，可以理解为存在三块相互之间不连通的草坪，或者也可以理解为仅有一块草坪，但因为房屋、树木和道路的存在，使得草坪被分为相互之间不连通的三个部分，其中，区域A设置边界导线，区域B和区域C均未设置边界导线，区域B和区域C的边界信息的确定，可以通过割草机30开启视觉模块并沿区域B和区域C的边沿行走一圈，拍摄区域B和区域C的边界照片，并存储在割草机30的控制器中，当割草机30工作时，调用存储在控制器中的边界信息，使得割草机30仅能在当前所在的区域内工作。区域A的边界上设有信号发生装置20，引导线10的一端与信号发生装置20相连，引导线10的另一端穿过区域A、区域B并延伸至区域C内，信号发生装置20为引导线10和区域A的边界线50分别提供第一脉冲电流和第二脉冲电流，第一脉冲电流和第二脉冲电流的脉冲不一样，使得引导线10的周围产生第一磁场，以及区域A的边界线50的周围产生第二磁场，第一磁场和第二磁场不同以使割草机30能够区分，当割草机30在区域A内工作过程中，割草机30受边界信号的影响，只能在区域A内进行工作，当割草机30行走至某一位置而检测到引导线10产生的第一磁场时，割草机30可以跟随引导线10前往区域B，同样地，当割草机30在区域B内工作过程中，检测到引导线10产生的第一磁场时，割草机30可以跟随引导线10前往区域C。上述实施例仅示出了区域A设置边界线50，同样地，区域B、区域C或者在区域A、区域B和区域C的任意组合设置边界线50均可，只要使得边界线50产生的边界信号和引导线10产生的引导信号不同，以使割草机30能够区分即可。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种割草机的路径规划系统，其特征在于，包括：

引导线，包括两根并列设置的导线，所述两根导线的头端均与信号发生装置电连接，所述两根导线的尾端相互连接，所述两根导线中的其中一根导线设置有信号屏蔽结构；

所述信号发生装置，连接所述引导线，用于使所述引导线产生引导信号；

割草机，用于在检测到所述引导信号时，跟随所述引导线移动。

2.根据权利要求1所述的割草机的路径规划系统，其特征在于，所述割草机跟随所述引导线移动至充电站或者跟随所述引导线从一个工作区域移动至另一个工作区域。

3.根据权利要求2所述的割草机的路径规划系统，其特征在于，所述两根导线竖直排列，其中一根导线位于另一根导线的正上方。

4.根据权利要求3所述的割草机的路径规划系统，其特征在于，所述未设有信号屏蔽结构的导线位于设有信号屏蔽结构的导线的正上方。

5.根据权利要求4所述的割草机的路径规划系统，其特征在于，所述信号屏蔽结构为铝箔屏蔽层，所述铝箔屏蔽层包裹在导线的外部。

6.根据权利要求1所述的割草机的路径规划系统，其特征在于，所述割草机用于在检测到所述引导信号时，骑跨在所述引导线上移动。

7.根据权利要求6所述的割草机的路径规划系统，其特征在于，所述割草机上设有第一感应器和第二感应器，所述第一感应器和所述第二感应器分别设置在所述割草机的两侧，当所述割草机骑跨在所述引导线上行走时，所述第一感应器和所述第二感应器能够分别感应所述引导线的两侧产生的引导信号。

8.根据权利要求3所述的割草机的路径规划系统，其特征在于，所述割草机的路径规划系统还包括至少一个引导线固定结构，所述至少一个引导线固定结构用于将所述引导线固定在所述工作区域的表面上；

所述引导线固定结构包括固定引导线的固定部和用于与所述工作区域的表面相接触的连接部，所述连接部与所述固定部相连。

9.根据权利要求8所述的割草机的路径规划系统，其特征在于，所述固定部包括壳体和设置在壳体内的第一容置空间和与所述第一容置空间连通的第二容置空间，所述第一容置空间位于所述第二容置空间的正上方；所述两根导线中的其中一根容纳在所述第一容置空间内，所述两根导线中的另一根容纳在所述第二容置空间内。

10.根据权利要求1所述的割草机的路径规划系统，其特征在于，所述工作区域的边沿设有边界线，所述边界线与所述信号发生装置信号连接，所述边界线产生的边界信号与所述引导线产生的所述引导信号不同。