CN117991765A - 沿边割草方法、割草机及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种沿边割草方法、割草机及可读存储介质,割草机包括主体、设置在主体上的割草组件。沿边割草时,若割草机位于工作区域的边界上且沿内外方向、工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧不存在障碍物、割草机的宽度方向与内外方向一致,则带动割草组件朝向工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一角度并对该侧割草。割草完毕后,割草机朝向远离工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一预设角度以归位。之后,割草机沿着工作区域的边界行进第一预设距离,在新的位置摆动作业直到遍历完工作区域的边界。采用该种方案,割草机沿边割草时在边界上摆动作业以扩大割草组件的作业范围,减少漏割区域,实现提高沿边割草质量的目的。
Description
技术领域
本申请涉及人工智能技术领域,特别涉及一种沿边割草方法、割草机及可读存储介质。
背景技术
随着人们生活质量的提高,草坪成为庭院的重要组成部分。绿化面积的增加导致割草工作繁重,为了减轻劳动强度并降低人力成本,通过无人自动割草机修剪草坪。
无人自动割草机又称作割草机、智能割草机等,是一种能够自动行走在草坪上进行割草工作的设备。割草机进入陌生的草坪后,建立环境地图。后续割草过程中,基于环境地图规划或调整路径并执行割草任务。
然而,割草机在工作区域的边界工作时,容易发生漏割现象,导致作业质量差。
发明内容
本申请提供一种沿边割草方法、割草机及可读存储介质,沿边割草时摆动作业以扩大割草组件的作业范围,从而减少漏割区域,实现提高作业质量的目的。
第一方面,本申请实施例提供一种沿边割草方法,应用于割草机,所述割草机包括主体以及设置在所述主体上的割草组件,所述方法包括:
S11:当所述割草机位于工作区域的边界上且沿内外方向、所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧不存在障碍物、所述割草机的宽度方向与所述内外方向相一致时,控制所述割草机带动所述割草组件朝向所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一预设角度,并控制所述割草组件在所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧进行割草;
S13:当所述割草组件在所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧割草完成时,控制所述割草机朝向远离所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一预设角度;
S15:控制所述割草机沿所述工作区域的边界行进第一预设距离,以使所述割草机遍历所述工作区域的边界;
S17:重复所述S11至S13的步骤,直至所述割草机对所述工作区域的边界进行了全覆盖遍历。
第二方面,本申请实施例提供一种割草机,包括:
主体,以及设置在所述主体上的割草组件;
割草组件,设置在所述主体上;
第一驱动轮和第二驱动轮,相对设置于所述主体两侧;
存储器,设置在所述主体上,用于存储计算机程序,所述计算机程序包括指令;
处理器,与所述存储器耦合,所述处理器执行所述指令以控制所述第一驱动轮、所述第二驱动轮和所述割草组件,进而实现如上第一方面或第一方面各种可能的实现方式所述的方法。
第三方面,本申请实施例提供一种沿边割草装置,所述割草机包括主体、设置在所述主体上的割草组件、设置在所述主体两侧的第一驱动轮和第二驱动轮,所述沿边割草装置包括:
摆动模块,用于当所述割草机位于工作区域的边界上且沿内外方向、所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧不存在障碍物、所述割草机的宽度方向与所述内外方向相一致时,控制所述割草机带动所述割草组件朝向所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一预设角度;
作业模块,用于控制所述割草组件在所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧进行割草;
所述摆动模块,还用于当所述割草组件在所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧割草完成时,控制所述割草机朝向远离所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一预设角度;
行进模块,用于控制所述割草机沿所述工作区域的边界行进第一预设距离,以使所述割草机遍历所述工作区域的边界。
第四方面,本申请实施例提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机指令,所述计算机指令在被处理器执行时用于实现如上第一方面或第一方面各种可能的实现方式所述的方法。
第五方面,本申请实施例提供一种包含计算程序的计算机程序产品,所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面各种可能的实现方式所述的方法。
本申请实施例提供的沿边割草方法、割草机及可读存储介质,割草机包括主体、设置在主体上的割草组件。对工作区域沿边割草时,若割草机位于工作区域的边界上且沿内外方向、工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧不存在障碍物、割草机的宽度方向与内外方向一致,则割草机带动割草组件朝向工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一角度并对该侧割草。割草完毕后,割草机朝向远离工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一预设角度以归位。之后,割草机沿着工作区域的边界行进第一预设距离,在新的位置摆动作业直到遍历完工作区域的边界。采用该种方案,割草机沿边割草时在边界上摆动作业以扩大割草组件的作业范围,从而减少漏割区域,实现提高沿边割草质量的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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1A是本申请实施例提供的割草机的一个视角的示意图;
图1B是本申请实施例提供的割草机的另一个视角的示意图;
图2A是本申请实施例提供的沿边割草方法中工作区域的一个示意图;
图2B是本申请实施例提供的沿边割草方法中工作区域的另一个示意图;
图3是本申请实施例提供的沿边割草方法的流程图;
图4是本申请实施例提供的沿边割草方法中摆动作业的示意图;
图5A是本申请实施例提供的沿边割草方法中割草机旋转一定角度的示意图;
图5B是本申请实施例提供的沿边割草方法中割草机直线前进的示意图;
图5C是本申请实施例提供的沿边割草方法中割草机直线后退的示意图;
图6是本申请实施例提供的沿边割草方法中朝向边界的两侧摆动的示意图;
图7是本申请实施例提供的沿边割草方法中确定下一个摆动位置的示意图;
图8为本申请实施例提供的一种沿边割草装置的示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
随着人们生活水平以及对自然环境要求的提高,大片草坪涌现,例如,公园、高尔夫球场、别墅以及普通居家小区,均会有大片草坪。为了保持草坪的美观及健康,通常需要对大片草坪进行修剪。传统的人工修建方式或人力割草机修剪方式耗费大量的人力和时间。为解决该问题,逐渐出现了不需要人力操持的割草机。
为提高割草机的智能化程度,在割草机上设置导航,使得割草机能自主行进,且在尽可能短的时间内完成割草任务。具体地,当割草机进入陌生的工作区域后,一般需要预先创建割草地图。后续基于割草地图定位,以便规划或调整路径并执行割草任务。
定位过程中,割草机从当前位置向新位置移动时,利用视觉传感器获取环境信息,对比环境信息与预先创建好的环境地图,从而确定出割草机在环境地图中的位姿等。
然而,当割草机对工作区域边界割草时,由于定位误差等各种原因,经常出现漏割现象,边界割草效果并不理想。
为解决漏割问题,常见的方式是提高定位精度、改进硬件结构。然而,当割草机位于边界时,很难提升定位精度。改进硬件结构需要优化割草机的形状、结构、刀盘位置等,成本高且容易引发其他问题。
基于此,本申请实施例提供一种沿边割草方法、割草机及可读存储介质,沿边割草时在每个摆动位置摆动作业以扩大割草组件的作业范围,从而减少漏割区域,实现提高作业质量的目的。
图1A是本申请实施例提供的割草机的一个视角的示意图。图1B是本申请实施例提供的割草机的另一个视角的示意图。
请参照图1A和图1B,本申请实施例提供的割草机100包括:主体11、设置在所述主体11两侧的第一驱动轮12和第二驱动轮13,第一驱动轮12和第二驱动轮13之间设置有车轴14。割草机100还包括割草组件15等。
主体11,又称为机身、本体、壳体、机壳等,割草机100的其他构成部件可以设置在主体11内部或表面。
第一驱动轮12和第二驱动轮13设置在主体11两侧,通过车轴14连接,用于支撑主体11,并在驱动电机的作用下带动主体11在工作区域内移动。
割草组件15设置在主体11底面上,用于在工作区域内执行割草任务。当第一驱动轮12和第二驱动轮13带动割草机在工作区域内移动时,割草组件15动作从而实现割草目的。
请参照图1A,割草组件15包括刀盘151和刀片152,主体11内部设置用于驱动刀片152转动的割草电机。当割草电机驱动刀片152转动时,刀片152以刀盘151的中心轴为中心旋转,从而实现割草工作。作业范围近似为刀盘151在地面上的投影区域。
可选的,上述的割草机100还包括从动轮16,设置在主体11上,起支撑作用的同时,在第一驱动轮12和第二驱动轮13的带动下滚动,从而实现割草机100的转向等。
根据上述可知:本申请实施例所述的割草机100具有两个驱动轮,分别为第一驱动轮12和第二驱动轮13。这种具有两个驱动轮的割草机100又称作使用差分模型的割草机。
本领域技术人员可以理解的是,图1A和图1B示出的结构并不构成对割草机100的限定,割草机100可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。例如,上述的割草机100还可以包括各种传感器,如视觉传感器、防碰撞传感器、防跌落传感器、深度相机等。
需要说明的是,虽然图1A中,第一驱动轮12和第二驱动轮13设置在主体11后端两侧,割草组件15设置在主体11底面且位于第一驱动轮12和第二驱动轮13之间车轴14正前方。然而,本申请实施例并不限制,其他可行的实现方式,第一驱动轮12和第二驱动轮13还可以设置在主体11前端两侧,割草组件15设置在主体11底面且位于第一驱动轮12和第二驱动轮13之间车轴14的正后方。
图2A是本申请实施例提供的沿边割草方法中工作区域的一个示意图。请参照图2A,工作区域为一个完全开放式草坪,即草坪的外边界处无任何固定障碍物,如篱笆、矮墙、高墙等。可选的,草坪内具有水池、花圃等景观。
图2B是本申请实施例提供的沿边割草方法中工作区域的另一个示意图。请参照图2B,工作区域为一个半开放式草坪,即草坪的部分外边界处存在固定障碍物,如篱笆、矮墙或高墙等,其余外边界处无任何固定障碍物。可选的,草坪内具有水池、花圃等景观。
请参照图2A和图2B,本申请实施例中,草坪的边界为外边界,割草机不能移出外边界,即必须在外边界以内活动。水池、花圃等称之为工作区域内的孤岛或禁区。孤岛的边界为内边界,割草机不能进入内边界,内边界以内是工作禁区。孤岛又称为工作禁区、非工作区域等。
本申请实施例中,外边界和内边界统称为工作区域的边界。割草机对工作区域沿边割草时,每次到达边界上的摆动位置后,在该摆动位置摆动作业以增大割草组件的作业范围,从而解决割草机沿边割草时的漏割问题。
下面,基于图2A和图2B所示草坪,对本申请实施例所述的沿边割草方法进行详细说明。示例性的,请参照图3。图3是本申请实施例提供的沿边割草方法的流程图。本实施例包括:
S11、当所述割草机位于工作区域的边界上且沿内外方向、所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧不存在障碍物、所述割草机的宽度方向与所述内外方向相一致时,控制所述割草机带动所述割草组件朝向所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一预设角度,并控制所述割草组件在所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧进行割草。
本申请实施例中,若未做特殊说明,边界可以是外边界,也可以是内边界。一段边界具有两个延伸方向。另外,边界以内为内侧,边界以外为外侧,从而形成工作区域的内外方向。
边界相对的两侧是指:当边界为外边界时,外边界相对的两侧为外边界以外和外边界以内。当边界为内边界时,内边界相对的两侧为内边界以外和内边界以内。
割草机的宽度方向与内外方向一致是指:割草机的长度方向与边界的切线方向一致。
割草机沿边割草时,若边界相对两侧中的任意一侧不存在障碍物或两侧均不存在障碍物,则割草机带动割草组件朝向没有障碍物的一侧转动第一预设角度。转动过程中,割草组件同步移动,割草机转动之前和转动之后,割草组件在地面上的投影的位置发生变化。因此,转动过程中,割草机能对边界的两侧的区域进行割草。
若边界相对两侧均不存在障碍物,则割草机先朝着其中一侧转动第一预设角度,对这一侧割草完毕后归位,即反方向转动第一预设角度。然后,割草机朝着另一侧转动第一预设角度,对另一侧割草完毕后归位。
S13、当所述割草组件在所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧割草完成时,控制所述割草机朝向远离所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一预设角度。
本申请实施例中,割草机朝边界的某一侧转动并割草完毕后,反方向转动第一预设角度,从而实现归位,归位又称作复位。例如,转动之前,割草机的长度方向与外边界的切线方向一致,割草机朝外边界以外转动第一预设角度,并对外侧割草,此时,割草机的长度方向与外边界的切线方向之间具有一定夹角。之后,割草机朝内侧转动第一预设角度,从而归位,即使得割草机和外边界相切。
如果外边界以内,即外边界的内侧也没有障碍物,割草机需要对外边界内侧割草,则割草机朝着外边界以内转动第一预设角度,并对内侧割草。割草完毕后,反方向转动第一预设角度从而归位。
以上割草机朝向边界的某一侧转动第一预设角度并割草,之后归位的过程,称之为摆动作业。摆动作业过程中,割草机的割草组件的覆盖范围发生变化。因此,本申请实施例中,割草机的转动,并非指以割草组件的中心为圆心的转动,因为这种转动方式中,割草组件的覆盖范围未发生变化。也就是说,本申请实施例中,割草机带动割草组件朝向边界的相对两侧中的某一侧的转动第一角度,要确保割草组件的覆盖范围发生变化。
S15、控制所述割草机沿所述工作区域的边界行进第一预设距离,以使所述割草机遍历所述工作区域的边界。
S16、重复所述S11至S13的步骤,直至所述割草机对所述工作区域的边界进行了全覆盖遍历。
本申请实施例中,割草机沿边割草时,沿着工作区域的边界行进一周。每次在当前位置摆动作业后,即执行上述的步骤S11和步骤S13后,割草机确定是否对工作区域的边界进行了全覆盖遍历,若未对工作区域的边界完成全覆盖遍历,则沿所述工作区域的边界行进第一预设距离,在新的位置执行步骤S11和步骤S13。若对工作区域的边界完成全覆盖遍历,则结束沿边割草。
以下为清楚起见,将工作区域的边界上每个需要摆动作业的位置,即需要执行步骤S11和步骤S13的位置称之为摆动位置。根据上述可知:割草机沿边割草时,不需要在边界上的每个位置均摆动作业,而是仅在摆动位置处摆动作业。摆动位置的数量和工作区域的边界的长度、相邻两个摆动位置之间的距离等有关。
当一个工作区域的边界上的摆动位置比较多时,割草机沿边割草时的速度较慢,但是割草组件的作业范围更大,进而使得漏割区域更少。当一个工作区域边界上的摆动位置比较少时,割草机沿边割草时的速度较快,但是割草组件的作业范围稍小,可能会遗留少量的漏割区域。
本申请实施例中,边界包括内边界和外边界。不论是内边界还是外边界,割草机对该边界沿边时,每次到达新的摆动位置,在该摆动位置处摆动作业后行进至下一个摆动位置处……直到对该边界沿边完毕。
本申请实施例提供的沿边割草方法,割草机包括主体、设置在主体上的割草组件。对工作区域沿边割草时,若割草机位于工作区域的边界上且沿内外方向、工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧不存在障碍物、割草机的宽度方向与内外方向一致,则割草机带动割草组件朝向工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一角度并对该侧割草。割草完毕后,割草机朝向远离工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一预设角度以归位。之后,割草机沿着工作区域的边界行进第一预设距离,在新的位置摆动作业直到遍历完工作区域的边界。采用该种方案,割草机沿边割草时在边界上摆动作业以扩大割草组件的作业范围,从而减少漏割区域,实现提高沿边割草质量的目的。
可选的,上述实施例中,割草机上设置TOF相机、撞板等用于检测障碍物的传感器。一种方式中,割草机利用传感器检测障碍物,从而确定出工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧是否不存在障碍物。另一种方式中,割草机估计从当前位置朝向边界相对两侧中的某一侧转动第一预设角度后,即将经过的区域内是否存在障碍物,从而确定出工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧是否不存在障碍物。
另外,割草机朝向工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一预设角度的过程中,还利用防跌落传感器不断的检测摆动方向上是否有悬崖。若检测到悬崖则停止摆动,实现防止割草机跌落的目的。
下面,对工作区域的边界的相对两侧均不存在障碍物、工作区域的边界的相对两侧中仅一侧存在障碍物时,割草机如何沿边割草进行详细说明。
当所述割草机位于所述工作区域的边界上且沿内外方向、所述工作区域的边界的相对两侧均不存在障碍物时,割草机带动所述割草组件朝向所述工作区域的边界的一侧转动第一预设角度,并控制所述割草组件在所述工作区域的边界的一侧进行割草。之后,当所述割草组件在所述工作区域的边界的一侧割草完成时,朝向远离所述工作区域的边界的一侧转动第一预设角度,并带动所述割草组件朝向所述工作区域的边界的另一侧转动第一预设角度,且控制所述割草组件在所述工作区域的边界的另一侧进行割草。
示例性的,若工作区域的边界的相对两侧均不存在障碍物,则割草机先朝向其中一侧转动第一预设角度。对这一侧割草完毕后,反方向转动第一预设角度以归位。之后,割草机朝向另一侧转动第一预设角度,并对该侧进行割草。割草完毕后,割草机反方向转动第一预设角度从而归位。
需要说明的是,虽然上述是以朝边界相对两侧中的每一侧都转动第一预设角度为例进行说明。然而,本申请实施例并不限制。例如,当边界为外边界时,割草机带动割草组件朝向外边界的外侧转动第一预设角度,朝向外边界的内侧转动第二预设角度,第一预设角度大于第二预设角度。再如,当边界为内边界时,割草机带动割草组件朝向内边界的内侧转动第一预设角度,朝向内边界的外侧转动第二预设角度,第一预设角度大于第二预设角度。
采用该种方案,当工作区域的边界的相对两侧均不存在障碍物,割草机依次朝向边界相对的两侧摆动并作业,实现减少漏割区域、提高沿边割草质量的目的。
当所述割草机位于所述工作区域的边界上且沿内外方向、所述工作区域的边界的相对两侧中的一侧不存在障碍物、另一侧存在障碍物时,控制所述割草机带动所述割草组件朝向所述工作区域的边界的一侧转动第一预设角度,并控制所述割草组件在所述工作区域的边界的一侧进行割草。
示例性的,若工作区域的边界的相对两侧中仅有一侧不存在障碍物,则割草机朝向不存在障碍物的一侧转动第一预设角度。对这一侧割草完毕后,反方向转动第一预设角度从而归位。
采用该种方案,当工作区域的边界的相对两侧中仅一侧不存在障碍物,割草机仅朝向不存在障碍物的一侧摆动并作业,避免撞机的同时实现减少漏割区域、提高沿边割草质量的目的。
本申请实施例中,割草机的第一驱动轮、第二驱动轮起到支撑作用。这些部件统称为支撑部件。割草机带动所述割草组件朝向所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一预设角度的过程中,当所述第一驱动轮相对于所述第二驱动轮更靠近所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧时,控制所述第二驱动轮绕所述第一驱动轮朝向所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一预设角度。也就是说,以第一驱动轮为基点,第二驱动轮绕第一驱动轮转动,从而实现摆动作业。
图4是本申请实施例提供的沿边割草方法中摆动作业的示意图。请参照图4,矩形框为工作区域的边界,该边界为虚边界,即没有墙、篱笆等实体。割草机的行进方向如图中直线线头所示。由于定位精度、安全因素等原因,割草机与工作区域的边界具有一定距离。倘若采用传统的方案,沿边过程中直线前进并作业,则可能会产生漏割区域。
本申请实施例中,割草机摆动之前,第一驱动轮12、第二驱动轮13、车轴14和割草组件15如图中实线所示。第一驱动轮12、第二驱动轮13分别位于边界的两侧,由于第一驱动轮12位于边界的外侧,相对于第二驱动轮13,第一驱动轮12更靠近工作区域的边界的外侧,因此,以第一驱动轮12为基点,第二驱动轮13绕着第一驱动轮12摆动,摆动方向如图中曲线箭头所示。
请参照图4,边界附近存在待割草的区域。倘若割草机不摆动作业,则容易产生漏割区域。而本申请实施例中,第二驱动轮13绕着第一驱动轮12转动第一预设角度的过程中,割草组件15的作业范围不断的增大。转动第一预设角度α后,第一驱动轮12、第二驱动轮13、车轴14和割草组件15如图中虚线所示。转动过程中,割草组件15的累积作业范围比不摆动作业时的作业范围大,能够覆盖待割草的区域,因此,可以解决传统割草机易产生漏割区域的问题。
可选的,预设角度α至少为30度,实际实现中可以根据边界处是否有悬崖等灵活设置。例如,若边界处有悬崖,则预设角度α为30度。再如,若边界处无悬崖且无障碍物,则预设角度α为90度。采用该种方案,摆动作业时割草机至少摆动30度,从而确保割草机摆动作业时的作业范围增大,实现减少漏割区域的目的。
上述图4中,第一驱动轮12相对于第二驱动轮13更靠近工作区域的外侧,因此,朝向工作区域的边界的某一侧转动第一预设角度,实质上是第二驱动轮13沿着第一方向绕第一驱动轮12转动第一预设角度α的过程。第一方向如图中曲线箭头所示。
割草完毕后,为了将割草机的位姿恢复为转动第一预设角度α之前的位姿,割草机控制第二驱动轮13沿着第二方向转动第一预设角度α,第二方向为第一方向的反方向。沿第二方向转动第一预设角度α后,割草机的位姿如图中实线所示。
同理,若第二驱动轮13相对于第一驱动轮12更靠近工作区域的内侧或外侧,则第一驱动轮12绕第二驱动轮13转动第一预设角度。
采用该种方案,割草机通过绕着更靠近工作区域边界的内侧或外侧的驱动轮转动,实现减少工作区域边界处漏割区域的目的。
需要说明的是,虽然上述是以第二驱动轮13绕着第一驱动轮12朝向边界转动第一预设角度,从而实现增大作业范围、减少漏割区域的目的。然而,本申请实施例并不限制增大作业范围的方式。例如,其他可行的实现方式中,割草机在当前的摆动位置旋转一定角度后,先直线前进再后退。后退完毕后,反方向旋转一定角度以恢复为摆动作业之前的位姿。示例性的,请参照图5A-图5C。
图5A是本申请实施例提供的沿边割草方法中割草机旋转一定角度的示意图。请参照图5A,割草机的行进方向如图中直线箭头所示。割草机摆动之前,第一驱动轮12、第二驱动轮13、车轴14和割草组件15如图中实线所示。割草机在当前的摆动位置原地旋转β角度,旋转后的位姿如图中虚线所示。摆动过程中,第二驱动轮13以车轴14的中心为基点转动,第一驱动轮12和第二驱动轮13的位置均发生变化。
图5B是本申请实施例提供的沿边割草方法中割草机直线前进的示意图。请参照图5B,割草机原地旋转β角度后位姿如图中虚线所示。之后,割草机直线前进,前进方向如图中实线箭头所示。前进预设距离后,割草机的位姿如图中点划线所示。预设距离例如是20厘米、15厘米、30厘米等,与割草组件15的刀盘直径等相关,本申请实施例并不限制。
前进预设距离的过程中,割草组件15的作业范围不断的发生变化,割草组件15的累积作业范围比不摆动作业时的作业范围大,能够覆盖待割草的区域,因此,可以解决传统割草机易产生漏割区域的问题。
之后,割草机反方向直线后退。后退预设距离后,割草机的位姿如图中虚线所示。
图5C是本申请实施例提供的沿边割草方法中割草机直线后退的示意图。请参照图5C,割草机的移动方向与图5B中移动方向相反。反方向移动预设距离后,割草机的位姿如图5C中虚线所示。之后,割草机第二驱动轮13以车轴14的中心为基点转动β角度从而归位。
需要说明的是,虽然上述图4、图5A~图5C中,均是以朝向边界的一侧摆动为例进行说明。然而,本申请实施例并不限制。其他可行的实现方式中,割草机依次朝向边界的两侧摆动。例如,先朝向边界的外侧摆动,再朝向边界的内侧摆动。示例性的,请参照图6。
图6是本申请实施例提供的沿边割草方法中朝向边界的两侧摆动的示意图。请参照图6,由于第一驱动轮12位于边界的外侧,因此,相对于第二驱动轮13,第一驱动轮12更靠近边界的外侧。朝向边界的外侧摆动时,以第一驱动轮12为基点,第二驱动轮13绕着第一驱动轮12转动第一预设角度α后,第一驱动轮12、第二驱动轮13、车轴14和割草组件15如图中实线所示。之后,第二驱动轮13绕着第一驱动轮12反方向转动第一预设角度α从而归位。图6中未示意出自移动设备朝向外侧摆动之前的位姿。归位后的位姿即为朝向外侧摆动之前的位姿。
由于边界的内侧也没有障碍物,因此,割草机还带动割草组件朝向边界的内侧转动第一预设角度α。由于第二驱动轮13位于边界的内侧,因此,相对于第一驱动轮12,第二驱动轮13更靠近边界的内侧。朝向边界的内侧摆动时,以第二驱动轮13为基点,第一驱动轮12绕着第二驱动轮13转动第一预设角度α后,第一驱动轮12、第二驱动轮13、车轴14和割草组件15如图中虚线所示。
虽然图6中,割草机器人先朝向边界的外侧摆动,再朝向边界的内侧摆动。然而,本申请实施例并不限制,其他可行的实现方式中,也可以先朝向边界的内侧摆动,再朝向边界的外侧摆动。
采用该种方案,割草机通过朝向边界相对两侧中的至少一侧摆动,实现增大割草组件作业范围的目的。
可选的,上述实施例中,割草机从当前的摆动位置行进以到达下一个摆动位置之前,在当前的摆动位置确定下一个摆动位置。之后,在所述当前的摆动位置调整位姿,以使得所述割草机正对下一个摆动位置。
本申请实施例中,割草机在每一个摆动位置摆动作业后,确定下一个摆动位置,并向下一个摆动位置行进。确定下一个摆动位置的时候,一种方式中,将边界上与当前的摆动位置之间相距第一预设距离的位置点作为下一个摆动位置。该种方式中,当前的摆动位置和下一个摆动位置之间的边界的长度为第一预设距离。
另一种方式中,割草机将待遍历的边界上与当前的摆动位置之间的直线距离为第一预设距离的位置点作为下一个摆动位置。
图7是本申请实施例提供的沿边割草方法中确定下一个摆动位置的示意图。请参照图7,当当前的摆动位置为位置1时,割草机确定出下一个摆动位置2,摆动位置1和摆动位置2相距第一预设距离L。之后,割草机行进L到达摆动位置2。
当当前的摆动位置为位置2时,一种方式中,割草机确定出的下一个摆动位置为位置3,位置2和位置3之间的直线距离为L,割草机行进L到达位置3。另一种方式中,割草机确定出下一个摆动位置为位置3'。割草机先直线前进r1,再向上前进r2后到达位置3'。r1+r2=L。其中,第一预设距离L为刀盘直径等。例如,刀盘直径为30厘米,则第一预设距离为30厘米。再如,刀盘直径为30厘米,第一预设距离为45厘米、60厘米等。第一预设距离L越小,漏割区域越少。第一预设距离L越大,边界割草的效率越高。
采用该种方案,割草机每次在当前摆动位置摆动作业后,确定出下一个摆动位置并行进,实现准确确定出摆动位置的目的。
可选的,上述实施例中,割草机每次确定出下一个摆动位置、朝向下一个摆动位置行进之前,还在当前的摆动位置调整位姿,以使得所述割草机正对下一个摆动位置。
示例性的,当下一个摆动位置为与当前的摆动位置之间的直线距离为第一预设距离时,割草机在当前的摆动位置摆动作业后,确定下一个摆动位置。之后,调整位姿,以使得割草机朝向下一个摆动位置。如图7所示,当前的摆动位置为位置2,下一个摆动位置为位置3,则割草机调整位置,调整后直线前进的方向为位置2指向位置3的方向。
采用该种方案,每次朝向下一个摆动位置前进时调整位姿以朝向下一个摆动位置,实现快速行进至下一个摆动位置的目的。
可选的,上述实施例中,对于每一个工作区域,割草机先在所述工作区域内部行进并作业,直到遍历完所述工作区域的内部。之后,割草机对工作区域沿边割草时,每次到达所述工作区域边界上的摆动位置后,在当前的摆动位置摆动作业以增大所述割草组件的作业范围。
示例性的,割草机根据环境地图,先在工作区域内部作业。例如,割草机在工作区域内部“弓”字形行进并作业、在工作区域内部“回”字形行进并作业。对工作区域内部作业完毕后,对工作区域进行沿边割草,沿边割草过程中采用本申请实施例所述方案。其中,边界包括外边界和/或内边界,所述边界为物理边界或虚拟边界。
可选的,上述实施例中,割草机在执行上述的步骤S11之前,还行进至工作区域的边界。
示例性,需要对工作区域沿边割草时,倘若割草机不在工作区域的边界上,则割草机行进至工作区域的边界,然后执行步骤S11。例如,割草机获取工作区域的边界的位置信息,根据位置信息控制割草机行进至工作区域的边界。
下述为本申请装置实施例,可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请装置实施例中未披露的细节,请参照本申请方法实施例。
图8为本申请实施例提供的一种作业装置的示意图。该作业装置800集成在割草机上,所述割草机包括主体、设置在所述主体上的割草组件、设置在所述主体两侧的第一驱动轮和第二驱动轮。该作业装置800包括:摆动模块81、作业模块82和行进模块83。
摆动模块81,用于当所述割草机位于工作区域的边界上且沿内外方向、所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧不存在障碍物、所述割草机的宽度方向与所述内外方向相一致时,控制所述割草机带动所述割草组件朝向所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一预设角度;
作业模块82,用于控制所述割草组件在所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧进行割草;
所述摆动模块81,还用于当所述割草组件在所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧割草完成时,控制所述割草机朝向远离所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一预设角度;
行进模块83,用于沿所述工作区域的边界行进第一预设距离,以使所述割草机遍历所述工作区域的边界。
一种可行的实现方式中,所述摆动模块81,用于当所述割草机位于所述工作区域的边界上且沿内外方向、所述工作区域的边界的相对两侧均不存在障碍物时,控制所述割草机带动所述割草组件朝向所述工作区域的边界的一侧转动第一预设角度,并控制所述割草组件在所述工作区域的边界的一侧进行割草,当所述割草组件在所述工作区域的边界的一侧割草完成时,控制所述割草机朝向远离所述工作区域的边界的一侧转动第一预设角度,并控制所述割草机带动所述割草组件朝向所述工作区域的边界的另一侧转动第一预设角度;
所述作业模块82,用于控制所述割草组件在所述工作区域的边界的另一侧进行割草。
一种可行的实现方式中,所述摆动模块81,用于当所述割草机位于所述工作区域的边界上且沿内外方向、所述工作区域的边界的相对两侧中的一侧不存在障碍物、另一侧存在障碍物时,控制所述割草机带动所述割草组件朝向所述工作区域的边界的一侧转动第一预设角度;
所述作业模块82,用于控制所述割草组件在所述工作区域的边界的一侧进行割草
一种可行的实现方式中,所述第一预设距离为所述割草组件的刀盘的直径。
一种可行的实现方式中,所述割草机还包括相对设置于所述主体两侧的第一驱动轮和第二驱动轮,所述摆动模块81,用于当所述第一驱动轮相对于所述第二驱动轮更靠近所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧时,控制所述第二驱动轮绕所述第一驱动轮朝向所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一预设角度。
一种可行的实现方式中,所述第一预设角度大于或等于30度。
一种可行的实现方式中,所述作业模块82,在所述摆动模块81带动所述割草组件朝向所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一预设角度之前,还用于控制所述割草机在所述工作区域内部行进并作业,直到遍历完所述工作区域的内部。
一种可行的实现方式中,所述行进模块83,在所述摆动模块81带动所述割草组件朝向所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一预设角度之前,还用于行进至所述工作区域的边界。
本申请实施例提供的作业装置,可以执行上述实施例中割草机的动作,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机指令,所述计算机指令被处理器执行时用于实现如上割草机实施的沿边割草方法。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品,该计算机程序产品包含计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如上割草机实施的沿边割草方法。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、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申请的一般性原理并包括本申请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,本申请的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。
应当理解的是,本申请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。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。
Claims (12)
1.一种沿边割草方法,其特征在于,应用于割草机,所述割草机包括主体以及设置在所述主体上的割草组件,所述方法包括:
S11:当所述割草机位于工作区域的边界上且沿内外方向、所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧不存在障碍物、所述割草机的宽度方向与所述内外方向相一致时,控制所述割草机带动所述割草组件朝向所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一预设角度,并控制所述割草组件在所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧进行割草;
S13:当所述割草组件在所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧割草完成时,控制所述割草机朝向远离所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一预设角度;
S15:控制所述割草机沿所述工作区域的边界行进第一预设距离,以使所述割草机遍历所述工作区域的边界;
S17:重复所述S11至S13的步骤,直至所述割草机对所述工作区域的边界进行了全覆盖遍历。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S11当所述割草机位于工作区域的边界上且沿内外方向、所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧不存在障碍物、所述割草机的宽度方向与所述内外方向相一致时,控制所述割草机带动所述割草组件朝向所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一预设角度,并控制所述割草组件在所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧进行割草,具体包括:
当所述割草机位于所述工作区域的边界上且沿内外方向、所述工作区域的边界的相对两侧均不存在障碍物时,控制所述割草机带动所述割草组件朝向所述工作区域的边界的一侧转动第一预设角度,并控制所述割草组件在所述工作区域的边界的一侧进行割草;
当所述割草组件在所述工作区域的边界的一侧割草完成时,控制所述割草机朝向远离所述工作区域的边界的一侧转动第一预设角度,并控制所述割草机带动所述割草组件朝向所述工作区域的边界的另一侧转动第一预设角度,且控制所述割草组件在所述工作区域的边界的另一侧进行割草。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S11当所述割草机位于所述工作区域的边界上且沿内外方向、所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧不存在障碍物、所述割草机的宽度方向与所述内外方向相一致时,控制所述割草机带动所述割草组件朝向所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一预设角度,并控制所述割草组件在所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧进行割草,具体包括:
当所述割草机位于所述工作区域的边界上且沿内外方向、所述工作区域的边界的相对两侧中的一侧不存在障碍物、另一侧存在障碍物时,控制所述割草机带动所述割草组件朝向所述工作区域的边界的一侧转动第一预设角度,并控制所述割草组件在所述工作区域的边界的一侧进行割草。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,所述第一预设距离为所述割草组件的刀盘的直径。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,所述割草机还包括相对设置于所述主体两侧的第一驱动轮和第二驱动轮,控制所述割草机带动所述割草组件朝向所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一预设角度,具体包括:
当所述第一驱动轮相对于所述第二驱动轮更靠近所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧时,控制割草机的所述第二驱动轮绕所述第一驱动轮朝向所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一预设角度。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,所述第一预设角度大于或等于30度。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,在步骤S11之前还包括:
控制所述割草机在所述工作区域内部行进并作业,直到遍历完所述工作区域的内部。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,在步骤S11之前还包括:
行进至所述工作区域的边界。
9.一种割草机,其特征在于,包括:
主体,以及设置在所述主体上的割草组件;
割草组件,设置在所述主体上;
第一驱动轮和第二驱动轮,相对设置于所述主体两侧;
存储器,设置在所述主体上,用于存储计算机程序,所述计算机程序包括指令;
处理器,与所述存储器耦合,所述处理器执行所述指令以控制所述第一驱动轮、所述第二驱动轮和所述割草组件,进而实现如权利要求1至8任一所述的方法。
10.一种沿边割草装置,其特征在于,集成在割草机上,所述割草机包括主体、设置在所述主体上的割草组件、设置在所述主体两侧的第一驱动轮和第二驱动轮,所述沿边割草装置,包括:
摆动模块,用于当所述割草机位于工作区域的边界上且沿内外方向、所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧不存在障碍物、所述割草机的宽度方向与所述内外方向相一致时,控制所述割草机带动所述割草组件朝向所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一预设角度;
作业模块,用于控制所述割草组件在所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧进行割草;
所述摆动模块,还用于当所述割草组件在所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧割草完成时,控制所述割草机朝向远离所述工作区域的边界的相对两侧中的至少一侧转动第一预设角度;
行进模块,用于控制所述割草机沿所述工作区域的边界行进第一预设距离,以使所述割草机遍历所述工作区域的边界。
11.一种非易失性计算机可读存储介质,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至8任一所述的方法。
12.一种包含计算程序的计算机程序产品,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至8任一所述的方法。
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