[發明專利]基于電子羅盤的割草機器人局部路徑規劃方法

無效

• 申請號: 201210025146.2
• 申請日: 2012-02-06
• 公開（公告）號: CN102591342A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 趙亮;朱培培;江興旺
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;A01D75/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

1.基于電子羅盤的割草機器人局部路徑規劃方法，其特征在于它由路徑規劃控制模塊，電子羅盤硬件模塊，監控感應模塊和運動系統控制模塊組成；該方法的步驟如下：

1）電子羅盤硬件模塊記錄割草機器人當前和歷史的方位信息，并轉換為方位信號傳送給割草機器人的路徑規劃控制模塊；

2）監控感應模塊根據外部環境來判斷割草機器人當前的環境狀況，并轉換為狀態信號傳送給割草機器人的路徑規劃控制模塊；

3）路徑規劃控制模塊分析處理接收到的方位信號和狀態信號，優化得到相應的運動狀態及路徑，最后將得到的數字信號發送給割草機器人的運動系統控制模塊；

4）運動系統控制模塊根據接收到的數字信號來控制割草機器人按相應的命令運動到下一位置。

2.根據權利要求1所述的基于電子羅盤的割草機器人局部路徑規劃方法，其特征在于：所述步驟1）中的電子羅盤硬件模塊包含放大器、濾波器及A/D轉換器；通過電子羅盤測量割草機器人所處位置在磁場中X、Y軸方向上的分量，同時測得Z軸的分量，并對這三個數值進行放大濾波和A/D轉換，再通過I???????????????????????????????????????????????C通訊將信號傳給割草機器人的路徑規劃控制模塊；同時結合電子羅盤測量得到的俯仰角和翻滾角對X、Y軸的磁場強度作補償校正，傳送給割草機器人的路徑規劃控制模塊，分析計算得到割草機器人的地理航向角和姿態角；它能確定割草機器人當前和歷史的方位，進而控制割草機器人下一步的運動方位，來實現軌跡的優化。

3.根據權利要求1所述的基于電子羅盤的割草機器人局部路徑規劃方法，其特征在于：所述步驟3）中的路徑規劃控制模塊，是根據電子羅盤硬件模塊和監控感應模塊提供的方位信息和環境狀況來實現路徑規劃；監控感應模塊根據外部環境判斷割草機器人是否處于割草狀態；

若處于割草狀態，則利用電子羅盤硬件模塊的方位信號來控制割草機器人沿原來方向繼續行走；在此過程中判斷是否發現障礙，若未發現障礙，則利用電子羅盤硬件模塊的方位信號來控制割草機器人沿原來方向繼續行走；若發現障礙，則后退，利用電子羅盤硬件模塊的方位信號來控制割草機器人相對于原來方向順時針轉過一定角度后再判斷障礙能否被發現；如此反復，直至完全覆蓋草地；實現了在割草狀態下精準校正螺旋式軌跡，精準校正迂回式軌跡，精準校正隨機式軌跡；

若得到的是回基站狀態，則判斷有無發現邊界；若未發現邊界，利用電子羅盤硬件模塊的方位信號來控制割草機器人沿原來方向繼續行走；若發現邊界，則后退，利用電子羅盤硬件模塊的方位信號來控制割草機器人相對于原來方向順時針轉過一定角度，再判斷能否發現邊界；如此反復來控制割草機器人沿著邊界行走，直至找到導航標志；實現了在邊界狀態下精準校正邊界轉彎角度和優化邊界軌跡速度；發現導航標志后，根據監控感應模塊來判斷標志相對于割草機器人是在其左側還是右側；若是左側，則利用電子羅盤硬件模塊的方位信號來控制割草機器人右轉一個角度，再判斷左右側；若是右側，則利用電子羅盤硬件模塊的方位信號來控制割草機器人左轉一個角度，再判斷左右側；如此反復，直至走過導航區，到達充電處充電；實現了在導航狀態下精準校正導航轉彎角度。

4.根據權利要求1所述的基于電子羅盤的割草機器人局部路徑規劃方法，其特征在于：所述步驟2）中的監控感應模塊判斷割草機器人當前的環境狀況，根據環境狀況得到狀態信號，確定割草機器人下一步的運動狀態，總共有三個狀態：割草狀態，邊界狀態，導航狀態。

5.根據權利要求1所述的基于電子羅盤的割草機器人局部路徑規劃方法，其特征在于：所述步驟4）中的運動系統控制模塊來控制割草機器人按相應的命令運動到下一位置。