CN118466479A - 一种自主作业设备及其控制方法、自主作业系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种自主作业设备及其控制方法、自主作业系统，涉及自主作业设备技术领域。控制方法包括：在自主作业设备的工作过程中，检测是否通过信号传感单元接收到边界信号。若能通过信号传感单元接收到边界信号，控制自主作业设备继续作业。若未能通过信号传感单元接收到边界信号，控制自主作业设备停止作业，增大自主作业设备对边界信号的放大倍率，并重新进入检测是否通过信号传感单元接收到边界信号的步骤。本发明能够提高基于边界信号来确定自主作业设备是否处于工作区域内的准确性，避免因边界信号强度较低而无法被感测导致停止作业，减少了自主作业设备对超出边界的误判概率，提升了自主作业设备的工作效率和用户体验感。

Description

一种自主作业设备及其控制方法、自主作业系统

技术领域

本发明具体实施方式涉及自主作业设备技术领域，具体涉及一种自主作业设备及其控制方法和自主作业系统。

背景技术

具有运动刀片的自主作业设备通常需要在由边界围合形成的工作区域内作业。在作业过程中，需要持续性检测自主作业设备是否处于工作区域内，当自主作业设备移动到工作区域以外时，则会停止作业并触发告警，提醒用户介入处理，此时用户需手动触发移动指令和重新作业指令，控制自主作业设备行走返回至工作区域以内作业。当自主作业设备处在超大的工作区域内工作时，自主作业设备移动至该工作区域的中心位置时也会停止作业并触发告警，需要用户手动触发重新作业指令。这种无效的停止作业和触发告警会降低自主作业设备的作业效率，同时也会降低用户的使用体验感。

以智能割草机为例，智能割草机通常会工作在超大面积的工作区域，如果工作区域的中心位置距离边界之间的直线距离超过30m，当智能割草机行驶至该中心位置附近时，便会停止作业，发出超出边界的告警信息，需要用户手动触发重新作业指令，智能割草机才会继续作业。

基于上述技术问题，申请人提出了本申请的技术方案。

发明内容

本发明一具体实施方式的目的是提供了一种自主作业设备的控制方法、自主作业设备、自主作业系统，自主作业设备在没有接收到边界信号时，会增加对边界信号的放大倍率，由此在自主作业设备距离工作区域的边界过远或者存在干扰等情况导致边界信号强度较低时，仍能够检测到边界信号，提高了基于边界信号来确定自主作业设备是否位于工作区域内的准确性；由此自主作业设备在工作区域内作业时，避免因边界信号强度较低而无法被感测导致停止作业，使得自主作业设备能够适用于超大面积工作区域场景下的作业，减少了自主作业设备对超出边界的误判概率，提升了自主作业设备的工作效率和用户体验感。

为实现上述目的，本发明一具体实施方式提供了一种自主作业设备的控制方法，应用于自主作业设备，所述自主作业设备可在由边界围合形成的工作区域内移动，所述边界上配置有停靠站，所述停靠站上配置有用于向所述边界馈送边界信号的边界信号发生装置，所述自主作业设备中配置有用于感测所述边界信号的信号传感单元；所述方法包括：

在所述自主作业设备处于工作区域内的工作过程中，检测是否通过所述信号传感单元接收到所述边界信号，所述边界信号用于表征所述自主作业设备处于工作区域内；

若能通过所述信号传感单元接收到所述边界信号，控制所述自主作业设备继续作业；

若未能通过所述信号传感单元接收到所述边界信号，控制所述自主作业设备停止作业，增大所述自主作业设备对所述边界信号的放大倍率，并重新进入所述检测是否通过所述信号传感单元接收到所述边界信号的步骤。

本发明一具体实施方式还提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质上存储有处理器可执行指令，所述可执行指令被配置为使自主作业设备的处理器可执行上述方法。

本发明一具体实施方式还提供一种自主作业设备，用于执行上述方法，或上述非暂态计算机可读存储介质。

本发明一具体实施方式还提供一种自主作业系统，包括边界、停靠站和上述的自主作业设备，所述边界围合形成了工作区域，所述自主作业设备可在所述工作区域内移动，所述停靠站位于所述边界上，所述停靠站上配置有用于向所述边界馈送边界信号的边界信号发生装置。

在一个实施例中，所述停靠站上配置有与所述边界信号发生装置通信连接的第一通信单元；

所述自主作业设备上配置有第二通信单元，所述第二通信单元与所述第一通信单元无线通信连接；

若未能通过所述信号传感单元接收到所述边界信号，在所述控制所述自主作业设备停止作业，增大所述自主作业设备对所述边界信号的放大倍率之前，自主作业设备的控制方法还包括：

检测是否通过所述第二通信单元接收到由所述第一通信单元发送的指示信号，其中所述指示信号用于表征所述边界信号发生装置处于工作状态；

若能通过所述第二通信单元接收到所述指示信号，控制所述自主作业设备继续作业；

若未能通过所述第二通信单元接收到所述指示信号，进入所述控制所述自主作业设备停止作业，增大所述自主作业设备对所述边界信号的放大倍率的步骤。

在一个实施例中，在所述重新进入所述检测是否通过所述信号传感单元接收到所述边界信号的步骤中，若未能通过所述信号传感单元接收到所述边界信号，开始计时；

检测计时时间是否到达预设时长；

若计时时间未到达预设时长，重新进入所述增大所述自主作业设备对所述边界信号的放大倍率的步骤；

若计时时间到达预设时长，控制所述自主作业设备停止工作。

在一个实施例中，在所述若计时时间到达预设时长之后，自主作业设备的控制方法还包括：

检测所述自主作业设备与所述停靠站之间的通信连接状态；

若所述自主作业设备与所述停靠站之间处于连通状态，控制所述自主作业设备发出用于提示用户检查所述边界信号发生装置是否正常的第一报警信号；

若所述自主作业设备与所述停靠站之间处于断开状态，控制所述自主作业设备发出用于提示用户检查所述停靠站的电源是否正常的第二报警信号。

在一个实施例中，所述方法还包括：

在满足预设条件后，若仍未能通过所述信号传感单元接收到所述边界信号，控制所述自主作业设备停止工作，并控制所述自主作业设备发出用于提示用户需要人工检查的第三报警信号；所述预设条件包括：所述自主作业设备对所述边界信号的放大倍率达到最大放大倍率。

在一个实施例中，所述方法还包括：

判断所述工作区域的尺寸信息是否满足预设条件；

若所述工作区域的尺寸信息满足预设条件，发出用于提示建立所述自主作业设备与所述停靠站之间的无线通信连接的提示信息。

在一个实施例中，所述工作区域的尺寸信息包括下列至少一种或任意组合：所述工作区域的外边界的长度、所述工作区域的外边界围合区域的面积以及所述工作区域内任意一点到边界线最短距离的最大值。

在一个实施例中，所述第一通信单元和/或所述第二通信模块为：无线电传输装置，所述无线电传输装置的工作频率为433MHz、868MHz、915MHz中的任一种。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例中的自主作业设备的控制方法的流程示意图；

图2是根据本发明第二实施例中的自主作业设备的控制方法的流程示意图；

图3是根据本发明的第四实施例中自主作业系统的结构示意图；

图4是根据本发明的第四实施例中自主作业设备的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的各实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。

除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。

在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。

如该说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一”和“所述”包括复数指代物，除非文中清楚地另外规定。应当指出的是术语“或”通常以其包括“或/和”的含义使用，除非文中清楚地另外规定。

在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。

本发明第一实施方式涉及一种自主作业设备的控制方法，应用于自主作业设备。自主作业设备是可自主地在预设区域内移动并执行特定作业的机器人，典型的如执行清洁作业的智能扫地机/吸尘器，或执行割草作业的智能割草机等。

本实施例中，自主作业设备可在由边界围合形成的工作区域内移动，所述边界上配置有停靠站。例如，边界被构造为通电闭合导线，此时所述通电闭合导线的两端分别与所述停靠站连接，此时停靠站也可以理解为边界的一部分。

其中，停靠站上配置有边界信号发生装置，所述边界信号发生装置与边界电连接后，边界信号发生装置向所述边界馈送边界信号；自主作业设备上配置有用于感测所述边界信号的信号传感单元。

如图1所示，为本实施例的自主作业设备的控制方法的具体流程图。

步骤101，在所述自主作业设备处于工作区域内的工作过程中，检测是否通过所述信号传感单元接收到所述边界信号，所述边界信号用于表征所述自主作业设备处于工作区域内。若是，则进入步骤102；若否，则进入步骤103。

具体而言，自主作业设备在进入工作状态后，在工作区域内自主地移动并进行作业；自主作业设备在工作过程中会实时检测自身是否位于工作区域内，例如信号传感单元被配置按照设定的周期进行边界信号的感测，从而能够通过该信号传感单元来接收边界信号，信号传感单元感测边界信号受到距离限制，当自主作业设备移动到工作区域外时，信号传感单元会感测到与该边界信号的磁场方向相反的另一种磁信号，此时判断为未能通过信号传感单元感测到该边界信号，进入步骤103。

当自主作业设备移动到工作区域内的某一位置时，此时信号传感单元到边界的最短距离决定了信号传感单元能否感测到边界信号，若信号传感单元到边界的最短距离超出了边界信号的最大传输距离，信号传感单元因距离边界过远而无法感测到边界信号，进入步骤103；此时自主作业设备仅仅是无法接收到边界信号，自主作业设备仍然位于工作区域内某个位置；若信号传感单元到边界的最短距离未超出边界信号的最大传输距离，自主作业设备能够通过该信号传感单元接收到边界信号，则进入步骤102。

更具体的，停靠站中的边界信号发生装置与边界电连接后向边界发送脉冲电流，边界接收到该脉冲电流后向由边界围合形成的工作区域内产生边界信号，而在工作区域内会产生与边界信号的电流方向相反的磁信号，例如由边界向工作区域内产生正向脉冲电磁场，由边界向工作区域外产生负向脉冲电磁场。自主作业设备在工作区域内工作时，可通过内置的信号传感单元来感测该正向脉冲电磁场，例如信号传感单元采用电感线圈，当电感线圈与边界之间的最短距离在正向脉冲电磁场的最大传输距离内时，电感线圈可以感测到工作区域内的正向脉冲电磁场；当电感线圈与边界之间的最短距离超出正向脉冲电磁场的最大传输距离时，电感线圈则无法感测到该正向脉冲电磁场。其中，通常情况下，电感线圈感测该正向脉冲电磁场的感应距离的极限值在20m到30m之间。

步骤102，控制所述自主作业设备继续作业。

具体而言，自主作业设备若能通过信号传感单元接收到边界信号，说明自主作业设备位于工作区域内，无需干预自主作业设备的作业过程，控制自主作业设备保持当前的工作状态，继续完成设定的作业任务即可。

步骤103，控制所述自主作业设备停止作业，增大所述自主作业设备对所述边界信号的放大倍率，再重新进入步骤101，继续检测是否通过所述信号传感单元接收到所述边界信号。

具体而言，在自主作业设备中，信号传感单元经运算放大电路与自主作业设备中的控制模块通信连接，运算放大电路用于对信号传感单元感测到的边界信号进行信号放大并传输至控制模块。其中，运算放大电路对边界信号的放大倍率可由控制模块调整。

若自主作业设备未能通过信号传感单元接收到边界信号，可能是自主作业设备移动到了工作区域以外，或者自主作业设备在工作区域内但信号传感单元未能感测到边界信号(例如因前述的距离过远、存在信号干扰又或者信号发生装置存在问题等情况)。控制模块先控制自主作业设备的作业机构停止运行，此时所述自主作业设备停止作业，但仍然能够继续移动，自主作业设备还会增大运算放大电路对边界信号的放大倍率，可以是直接将运算放大电路的放大倍率增加到最大放大倍率，又或者每次增大设定的放大倍率，直至放大倍率增加到最大放大倍率。例如初始放大倍率为一倍，最大放大倍率为5倍，自作作业设备在每次未接收到边界信号时，增大一倍的放大倍率，若连续四次未接收到边界信号，则运算放大电路的放大倍率增加到最大放大倍率。在一些例子中，自主作业设备增大放大倍率后仍未能感测到边界信号，控制模块开始计时，并持续检测计时时间是否到达预设时长，若计时时间未到达预设时长，在此期间多次增大运算放大电路对边界信号的放大倍率，在每次增大放大倍率后检测是否能通过信号传感单元接收到边界信号，直到放大倍率增加到最大放大倍率或者计时时间到达预设时长，若此时仍不能通过信号传感单元接收到边界信号，则自主作业设备会停止作业。例如设定预设时长为2秒，在第一次增大放大倍率仍未能感测边界信号时，开始启动计时，每次以0.5秒为计时单位，0.5秒后控制模块第二次增大放大倍率，若未能感测边界信号，则继续计时，当计时到1.5秒，控制模块第三次增大放大倍率，再判断是否能感测边界信号，若未能感测边界信号，则继续计时，以此循环，直到计时到2秒，控制模块控制自主作业设备的作业机构停止运行。在计时过程中，还可以增加检测运算放大电路的放大倍率是否增加到最大放大倍率，一旦放大倍率增加到最大放大倍率，仍未能感测边界信号，控制模块会停止计时，并控制自主作业设备的作业机构停止运行。

在一些例子中，采用具有灵敏度可调的信号传感单元，此时也可以调高信号传感单元的灵敏度来达到放大边界信号的效果。

自主作业设备在增大放大倍率后，回到步骤101，继续检测是否接收到所述边界信号，若能接收到边界信号，则说明自主作业设备仍位于工作区域内，之前未能接收到边界信号，可能是自主作业设备距离边界过远或者其他情况所导致；若仍未接收到边界信号且满足预设条件时，控制所述自主作业设备停止作业，并控制所述自主作业设备发出报警信号，该报警信号用于提示用户需要人工检查，例如检查边界信号发生装置是否正常工作、自主作业设备是否确实行走到工作区域以外以及自主作业设备中信号传感单元是否正常工作等。其中的预设条件例如为运算放大电路当前的放大倍率为最大放大倍率或连续未检测到边界信号的次数达到预设次数。

自主作业设备可通过以下任意一种方式发出报警信号：自主作业设备中内置的声音报警器(如蜂鸣器等)或者发光报警器(如LED灯等)发出。在一些例子中，自主作业设备内置有WiFi和/或蜂窝网络构成的无线通信模块，自主作业设备通过无线通信模块连接到用户终端，自主作业设备将第一报警信号和第二报警信号直接传输到该用户终端上，用户终端例如为手机、平板电脑、台式主机等。

以智能割草机为例，智能割草机无法通过信号传感单元接收到边界信号时，首先会停止割草，增大对边界信号的放大倍率，并在能通过信号传感单元接收到边界信号后，再继续割草。

本发明的第二实施例涉及一种自主作业设备的控制方法，本实施方式相对于第一实施方式而言，主要改进之处在于：本实施例增加了对停靠站与自主作业设备之间无线通信状态的判断以及在停靠站与自主作业设备之间增加了指示信号的传输，以进一步提升对自主作业设备是否处于工作区域判断的准确性。

本实施例的自主作业设备的控制方法的具体流程如图2所示。

本实施例中，所述停靠站上配置有第一通信单元，所述第一通信单元与所述边界信号发生装置通信连接；所述自主作业设备上配置有第二通信单元，所述第二通信单元与所述第一通信单元通过无线通信连接。其中，配置在停靠站上的第一通信单元与配置在自主作业设备上的第二通信单元均被构造为无线电传输装置，无线电传输装置采用的工作频率可以是433MHz、868MHz或者915MHz，无线的传输装置例如为特高频无线电(UltraHighFrequency，简称UHF)传输装置。

步骤201，在所述自主作业设备处于工作区域内的工作过程中，检测是否通过所述信号传感单元接收到所述边界信号。若是，则进入步骤202；若否，则进入步骤203。与第一实施例中的步骤101大致相同，在此不再赘述。

步骤202，控制所述自主作业设备继续作业。与第一实施例中的步骤102大致相同，在此不再赘述。

步骤203，检测是否通过所述第二通信单元接收到由所述第一通信单元接收的指示信号。若是，则进入步骤202；若否，则进入步骤204。

步骤204，控制所述自主作业设备暂停作业，增加所述自主作业设备对所述边界信号的放大倍率。与第一实施例中的步骤103大致相同，在此不再赘述。

步骤205，检测是否通过所述信号传感单元接收到所述边界信号。若是，则进入步骤202；若否，则进入步骤206。

步骤206，控制所述自主作业设备暂停作业。

具体而言，信号发生装置在正常工作状态时，会向第一通信单元发送一个指示信号，该指示信号用于表征所述边界信号发生装置处于工作状态，所述第一通信单元可以接收该指示信号，并将该指示信号发送到第二通信单元。例如第一通信单元采用特高频无线电传输装置，以868MHz的工作频率为例，发出高出自主作业设备工作面的直射波，该直射波即为指示信号，第二通信单元采用与第一通信单元相配套的特高频无线电传输装置，二者之间处于连通状态，第二通信单元可以接收第一通信单元发出的这种直射波。需要说明的是，第一通信单元与第二通信单元之间的信号传输还包括其他类型的信号传输，例如通信信号的传输，指示信号会附加在通信信号之中，也可以单独传输。

自主作业设备未能通过信号传感单元接收到边界信号时，若通过第二通信单元接收到指示信号，此时确定自主作业设备位于工作区域内，即无论是否有接收到边界信号，均认为此时自主作业设备位于工作区域内，进入步骤202控制自主作业设备继续作业。若未能通过第二通信单元接收到指示信号，说明第一通信单元与第二通信单元之间存在通信障碍，例如在自主作业设备移动过程中，第一通信单元与第二通信单元之间的通道被建筑物、植物或较高的岩石遮挡，则进入步骤204控制所述自主作业设备暂停作业，增加所述自主作业设备对所述边界信号的放大倍率，再进入步骤205通过检测自主作业设备是否通过信号传感单元接收到边界信号来判断自主作业设备是否位于工作区域内。

在一些例子中，在步骤205中，若未能通过所述信号传感单元接收到所述边界信号，会开始计时，并在计时过程中一次或多次增加对边界信号的放大倍率、检测是否接收到边界信号，若在计时过程中接收到边界信号，则说明自主作业设备仍在工作区域内，进入步骤202；若在计时结束后，仍未能接收到边界信号，再进入步骤206控制所述自主作业设备暂停作业。

步骤207，检测所述自主作业设备与所述停靠站之间的通信连接状态。若该通信连接状态为连通状态，则进入步骤208；若该通信连接状态为断开状态，则进入步骤209。

步骤208，控制所述自主作业设备发出用于提示用户检查所述边界信号发生装置是否正常的第一报警信号。

步骤209，控制所述自主作业设备发出用于提示用户检查所述停靠站的电源是否正常的第二报警信号。

具体而言，停靠站上的第一通信单元与自主作业设备的第二通信单元之间通信连接，即停靠站与自主作业设备之间无线通信连接；自主作业设备工作过程中，通过检测第一通信单元与第二通信单元之间的通信连接状态，来确定所述自主作业设备与所述停靠站之间的通信连接状态。

在需要控制自主作业设备暂停作业时，说明自主作业设备或停靠站的运行出现故障，此时需要针对故障产生的原因来修复故障。当处于断开状态时，说明停靠站的运行出现故障，本实施例中采用的故障排查手段是通过检测第一通信单元与第二通信单元之间的无线通信连接状态，即自主作业设备与停靠站之间的通信连接状态。如果自主作业设备与停靠站之间处于连通状态，则说明停靠站上的边界信号发生装置出现故障，此时自主作业设备发出第一报警信号，提示用户对停靠站上的边界信号发生装置进行介入处理。如果自主作业设备与停靠站之间处于断开状态，则说明停靠站与自主作业设备之间的通信通路全部中断，需要检查停靠站的电源是否正常，此时自主作业设备发出第二报警信号，提示用户检查停靠站的电源工作情况。

在一些例子中，第一报警信号和第二报警信号由自主作业设备中内置的声音报警器(如蜂鸣器等)或者发光报警器(如LED灯等)发出。在一些例子中，自主作业设备内置有WiFi和/或蜂窝网络构成的无线通信模块，自主作业设备通过无线通信模块连接到用户终端，自主作业设备将第一报警信号和第二报警信号直接传输到该用户终端上，用户终端例如为手机、平板电脑、台式主机等。

在一些例子中，在自主作业设备在被初始化、工作区域被调整或者首次工作等情况下，会获取当前的工作区域的尺寸信息时，并判断该工作区域的尺寸信息是否满足预设条件。若工作区域的尺寸信息满足预设条件，发出用于提示建立自主作业设备与停靠站之间的无线通信连接的提示信息，以提示工作区域过大，需要与停靠站之间建立无线通信连接，以辅助判断自主作业设备是否位于工作区域。

具体而言，自主作业设备在首次工作时会绕工作区域的外边界行走一周，自主作业设备中内置的里程计或定位装置会获得边界的长度和形状，通过长度和形状计算得到工作区域的面积，还可以建立工作区域的电子地图，通过电子地图计算出工作区域内中的每个位置距边界的最短距离，得到该最短距离的最大值，由此获取了工作区域的尺寸信息，工作区域的尺寸信息包括下列至少一种或任意组合：外边界的长度、外边界围合区域的面积以及工作区域内任意一点到边界线最短距离的最大值。

在获取的工作区域的尺寸信息后，若满足以下任意一个条件，则判定工作区域的尺寸信息满足预设条件：边界的长度大于预设长度阈值、工作区域的面积大于预设面积阈值以及者该工作区域内任一点到边界最短距离的最大值大于预设距离阈值。

若自主作业设备中已有装配无线电传输装置，其可以被配置打开或者关闭，在工作区域的尺寸信息满足预设条件时，配置无线电传输装置处于打开状态，以与停靠站之间建立无线通信连接；在工作区域的尺寸信息不满足预设条件时，配置无线电传输装置处于关闭状态。

若自主作业设备中未装配无线电传输装置，在工作区域的尺寸信息满足预设条件时，发出用于提示建立自主作业设备与停靠站之间的无线通信连接的提示信息，以提示用户加装无线电传输装置。

即在实际使用中，停靠站和自主作业设备上的无线电传输装置属于选配装置，可以在用户购买自主作业设备或者停靠站时装配无线电传输装置，也可以在用户购买后加装无线电传输装置。

本发明的第三实施例涉及一种自主作业设备，自主作业设备是可自主地在预设区域内移动并执行特定作业的机器人，典型的如执行清洁作业的智能扫地机/吸尘器，或执行割草作业的智能割草机等，自主作业设备用于执行第一实施例、第二实施例中的自主作业设备的控制方法。

如图3所示，本发明的第四实施例涉及一种自主作业系统1，包括自主作业设备100、停靠站900和边界800。

自主作业设备100尤其是可自主地在预设区域内移动并执行特定作业的机器人，典型的如执行清洁作业的智能扫地机/吸尘器，或执行割草作业的智能割草机等。其中，特定作业尤其指对工作面进行处理、使工作面的状态发生改变的作业。本发明以智能割草机为例进行详细说明。自主作业设备100可自主行走于工作区域的表面上，尤其作为智能割草机可自主地在地面上进行割草作业。自主作业设备100至少包括主体机构、移动机构、工作机构、能源模块、检测模块、交互模块、控制模块等。其中的的控制模块用于执行第一实施例或第二实施例中的控制方法。

如图4所示，主体机构通常包括底盘20和外壳10，底盘20用于安装和容纳移动机构、工作机构、能源模块、检测模块、交互模块、控制模块等功能机构与功能模块。外壳10通常构造为至少部分地包覆底盘20，主要起到增强自主作业设备100美观和辨识度的作用。在本实施例中，外壳10构造为在外力作用下可相对于底盘20可复位地平移和/或旋转，配合适当的检测模块，示例性地如霍尔传感器，可进一步地起到感知碰撞、抬起等事件的作用。

移动机构构造为用于将主体机构支撑于地面并驱动主体机构在地面上移动，通常包括轮式移动机构、履带式或半履带式移动机构和步行式移动机构等。在本实施例中，移动机构为轮式移动机构，包括至少一个驱动轮2001和至少一个行走原动机。行走原动机优选为电动机，在其他实施方式中也可为内燃机或使用其他类型能源产生动力的机械。在本实施例中，优选地设置一左驱动轮、一驱动左驱动轮的左行走原动机、一右驱动轮和一驱动右驱动轮的右行走原动机。在本实施例中，自主作业设备的直线行进通过左右两个驱动轮同向等速转动实现，转向行进通过左右两个驱动轮的同向差速或相向转动实现。在其他实施方式中，移动机构还可包括独立于驱动轮的转向机构和独立于行走原动机的转向原动机。在本实施中，移动机构还包括至少一个从动轮2002，从动轮2002典型地构造为万向轮，驱动轮2001和从动轮2002分别位于自主作业设备的前后两端。

工作机构构造为用于执行具体的作业任务，包括工作件和驱动工作件运行的工作原动机。示例性地，对于智能扫地机/吸尘器，工作件包括滚刷、吸尘管和集尘室等；对于智能割草机，工作件包括切割刀片或切割刀盘，进一步地还包括用于调节割草高度的高度调节机构等优化或调整割草效果的其他部件。工作原动机优选为电动机，在其他实施方式中也可为内燃机或使用其他类型能源产生动力的机械。在另外的一些实施方式中，工作原动机和行走原动机110构造为同一个原动机。

能源模块构造为用于为自主作业设备100的各项工作提供能量。在本实施例中，能源模块包括电池和充电连接结构，其中电池优选为可充电电池，充电连接结构优选为可暴露于自主作业设备外的充电电极。

检测模块构造为感知自主作业设备100所处环境参数或其自身工作参数的至少一种传感器。典型地，检测模块可包括与工作区域限定有关的传感器，例如磁感应式、碰撞式、超声波式、红外线式、无线电式等多种类型，其传感器类型与对应的信号发生装置的位置和数量相适应。检测模块还可包括与定位导航相关的传感器，例如GPS定位装置、激光定位装置、电子罗盘、加速度传感器、里程计、角度传感器、地磁传感器等。检测模块还可包括与自身工作安全性相关的传感器，例如障碍物传感器、抬升传感器、电池包温度传感器等。检测模块还可包括与外部环境相关传感器，例如环境温度传感器、环境湿度传感器、光照传感器、雨淋传感器等。

交互模块构造为至少用于接收用户输入的控制指令信息、发出需要用户感知的信息、与其他系统或设备通信以收发信息等。在本实施例中，交互模块包括设置在自主作业设备100上的输入装置，用于接收用户输入的控制指令信息，典型地如控制面板、急停按键等；交互模块还包括设置在自主作业设备100上的显示屏、指示灯和/或蜂鸣器，通过发光或发声使用户感知信息。在其他实施方式中，交互模块包括设置在自主作业设备100上的通信模块和独立于自主作业设备100的终端设备，例如手机、电脑、网络服务器等，用户的控制指令信息或其他信息可在终端设备上输入、经由有线或无线通信模块到达自主作业设备100。

控制模块通常包括至少一个处理器和至少一个非易失性存储器，存储器内存储有预先写入的计算机程序或指令集，处理器根据计算机程序或指令集控制自主作业设备100的移动、工作等动作的执行。进一步地，控制模块还能够根据检测模块的信号和/或用户控制指令控制和调整自主作业设备100的相应行为、修改存储器内的参数等。

边界800用于限定机器人系统的工作区域，通常包括外边界8001和内边界8002。自主作业设备100被限定在外边界8001之内、内边界8002之外或外边界8001与内边界8002之间移动并工作。边界可以是实体的，典型地如墙壁、篱笆、栏杆等；边界也可以是虚拟的，典型地如由边界信号发生装置发出虚拟边界信号，虚拟边界信号通常为电磁信号或光信号，或针对设有定位装置(如GPS等)的自主作业设备100而言，在示例性地由二维或三维坐标形成的电子地图中设置的虚拟边界。在本实施方式中，边界800构造为与边界信号发生装置电连接的闭合导线，边界信号发生装置通常设置在停靠站900内。

停靠站900通常构造在边界800上或边界800内，供自主作业设备100停泊，特别是能够向停泊在停靠站的自主作业设备100供给能量。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，若需要，能修改实施例的方面来采用各种专利、申请和出版物的方面、特征和构思来提供另外的实施例。

考虑到上文的详细描述，能对实施例做出这些和其它变化。一般而言，在权利要求中，所用的术语不应被认为限制在说明书和权利要求中公开的具体实施例，而是应被理解为包括所有可能的实施例连同这些权利要求所享有的全部等同范围。

Claims (11)

1.一种自主作业设备的控制方法，其特征在于，应用于自主作业设备，所述自主作业设备可在由边界围合形成的工作区域内移动，所述边界上配置有停靠站，所述停靠站上配置有用于向所述边界馈送边界信号的边界信号发生装置，所述自主作业设备中配置有用于感测所述边界信号的信号传感单元；所述方法包括：

在所述自主作业设备处于工作区域内的工作过程中，检测是否通过所述信号传感单元接收到所述边界信号，所述边界信号用于表征所述自主作业设备处于工作区域内；

若能通过所述信号传感单元接收到所述边界信号，控制所述自主作业设备继续作业；

若未能通过所述信号传感单元接收到所述边界信号，控制所述自主作业设备停止作业，增大所述自主作业设备对所述边界信号的放大倍率，并重新进入所述检测是否通过所述信号传感单元接收到所述边界信号的步骤。

2.根据权利要求1所述的自主作业设备的控制方法，其特征在于，所述停靠站上配置有与所述边界信号发生装置通信连接的第一通信单元；

所述自主作业设备上配置有第二通信单元，所述第二通信单元与所述第一通信单元无线通信连接；

若未能通过所述信号传感单元接收到所述边界信号，在所述控制所述自主作业设备停止作业，增大所述自主作业设备对所述边界信号的放大倍率之前，还包括：

检测是否通过所述第二通信单元接收到由所述第一通信单元发送的指示信号，其中所述指示信号用于表征所述边界信号发生装置处于工作状态；

若能通过所述第二通信单元接收到所述指示信号，控制所述自主作业设备继续作业；

若未能通过所述第二通信单元接收到所述指示信号，进入所述控制所述自主作业设备停止作业，增大所述自主作业设备对所述边界信号的放大倍率的步骤。

3.根据权利要求1所述的自主作业设备的控制方法，其特征在于，还包括：

在所述重新进入所述检测是否通过所述信号传感单元接收到所述边界信号的步骤中，若未能通过所述信号传感单元接收到所述边界信号，开始计时；

检测计时时间是否到达预设时长；

若计时时间未到达预设时长，重新进入所述增大所述自主作业设备对所述边界信号的放大倍率的步骤；

若计时时间到达预设时长，控制所述自主作业设备停止工作。

4.根据权利要求3所述的自主作业设备的控制方法，其特征在于，在所述若计时时间到达预设时长之后，还包括：

检测所述自主作业设备与所述停靠站之间的通信连接状态；

若所述自主作业设备与所述停靠站之间处于连通状态，控制所述自主作业设备发出用于提示用户检查所述边界信号发生装置是否正常的第一报警信号；

若所述自主作业设备与所述停靠站之间处于断开状态，控制所述自主作业设备发出用于提示用户检查所述停靠站的电源是否正常的第二报警信号。

5.根据权利要求1所述的自主作业设备的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

在满足预设条件后，若仍未能通过所述信号传感单元接收到所述边界信号，控制所述自主作业设备停止工作，并控制所述自主作业设备发出用于提示用户需要人工检查的第三报警信号；所述预设条件包括：所述自主作业设备对所述边界信号的放大倍率达到最大放大倍率。

6.根据权利要求2所述的自主作业设备的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

判断所述工作区域的尺寸信息是否满足预设条件；

若所述工作区域的尺寸信息满足预设条件，发出用于提示建立所述自主作业设备与所述停靠站之间的无线通信连接的提示信息。

7.根据权利要求6所述的自主作业设备的控制方法，其特征在于，所述工作区域的尺寸信息包括下列至少一种或任意组合：所述工作区域的外边界的长度、所述工作区域的外边界围合区域的面积以及所述工作区域内任意一点到边界线最短距离的最大值。

8.根据权利要求2所述的自主作业设备的控制方法，其特征在于，所述第一通信单元和/或所述第二通信模块为：无线电传输装置，所述无线电传输装置的工作频率为433MHz、868MHz、915MHz中的任一种。

9.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质上存储有处理器可执行指令，所述可执行指令被配置为使自主作业设备的处理器可执行如权利要求1～8任意一项所述的控制方法。

10.一种自主作业设备，其特征在于，用于执行权利要求1至8中任一项所述的自主作业设备的控制方法，或包括如权利要求9中所述的非暂态计算机可读存储介质。

11.一种自主作业设备控制系统，其特征在于，包括：边界、停靠站和权利要求10所述的自主作业设备，所述边界围合形成了工作区域，所述自主作业设备可在所述工作区域内移动，所述停靠站位于所述边界上，所述停靠站上配置有用于向所述边界馈送边界信号的边界信号发生装置。