[發(fā)明專利]帶有相機(jī)的自主園林車輛

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410858241.X
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104714547A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 波·佩特爾松
• 申請（專利權(quán)）人: 赫克斯岡技術(shù)中心
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 呂俊剛;劉久亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及包含相機(jī)的無人自主園林車輛和在運(yùn)動過程中的園林車輛的幫助下產(chǎn)生地形信息的方法。

背景技術(shù)

常見的自主園林車輛如割草機(jī)通常包含許多用于提供環(huán)境數(shù)據(jù)檢測的傳感器，其允許控制車輛使得識別和避免地形中可能的障礙。此外，自主割草機(jī)通常根據(jù)將被修剪地形上的隨機(jī)路徑移動，其中地形的限定區(qū)域在給定的時間段內(nèi)被切割。由于割草機(jī)在相同地形部分上多次(隨機(jī)類型)移動，那個時間段相對較長，從而非常晚的首次到達(dá)地形的其它部分。

此外，從WO2007/051972得知，割草機(jī)使用測繪功能收集地形的位置信息。位置信息是通過基于安裝在割草機(jī)上的相機(jī)拍攝的地形圖像獲得。

再者，現(xiàn)有的園林車輛或割草機(jī)主要用于在地形中或類似的獨(dú)立于各自地形的特定狀況下切割植物或割草，特別是如果地面或植物干涸或者如果地形部分包含高濕度，并且因此植物的生長是不可能的或加劇的。因此，相應(yīng)的地形部分由園林車輛處理，其中不良地形條件被維持，且沒有提供對植物生長的改善。即在每個切割循環(huán)，不管地形條件如何，或不采取進(jìn)一步行動以提供地形的改善，割草機(jī)例如被在這樣的地形部分上駕駛。

而且，根據(jù)自主割草機(jī)，但也對于現(xiàn)有技術(shù)中已知的可替代的園林車輛，如此割草機(jī)或車輛的工作區(qū)域是由嵌入在地面中的某種布線來限定。割草機(jī)或車輛包含布線檢測單元，用于檢測接近或到達(dá)帶有布線的相應(yīng)地形部分(在其下方安裝了布線)，其中指定的控制命令能夠在一個方向上引導(dǎo)割草機(jī)，以至不能更接近布線或從布線移開。為了提供割草機(jī)運(yùn)動的這種限制，布線最初被埋入地下規(guī)定的深度。因此，為各個自主割草機(jī)準(zhǔn)備地形是相當(dāng)耗時的，并且涉及到環(huán)境的侵?jǐn)_。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的是提供改進(jìn)的自主園林車輛，用于自主處理指定地形，其中，園林車輛以地形被更有效處理的方式運(yùn)動，尤其是其中在每個地形部分上基本上僅僅行駛一次。

而且，本發(fā)明的目的是提供改進(jìn)的園林車輛，其在實(shí)施園林處理的過程中能夠獲得地形信息，以便提供在地形中精確的方向和定位。

然而，本發(fā)明的另一個目的是提供關(guān)聯(lián)于各自地形部分的相對位置信息的有關(guān)地形條件的信息。尤其地，地形信息與絕對位置信息相關(guān)聯(lián)和/或提供至自主園林車輛的操作者。

本發(fā)明的再一個目的是為如此的園林車輛提供各自的導(dǎo)航功能，以使割草機(jī)的受控運(yùn)動能夠在限定區(qū)域以內(nèi)。

再者，本發(fā)明的目的是提供在沒有上述提及的環(huán)境侵?jǐn)_條件下自主園林車輛的使用，尤其是在不具有埋入布線的條件下提供園林車輛的自主控制。那個目的還涉及利用地上的地形信息控制和導(dǎo)航園林車輛。

然而本發(fā)明的另一個目的是提供用于通過在進(jìn)一步地形信息條件下，更有效的自主處理指定地形的無人自主割草機(jī)。

這些目的是通過實(shí)現(xiàn)獨(dú)立權(quán)利要求的特征來達(dá)到的。以可替換的或優(yōu)選的方式進(jìn)一步開發(fā)的本發(fā)明的特征在從屬權(quán)利要求中被描述。

本發(fā)明涉及一種使用無人自主園林車輛產(chǎn)生縮放地形信息的方法。所述園林車輛包括：驅(qū)動單元，所述驅(qū)動單元包括一組至少一個驅(qū)動輪以及連接到所述至少一個驅(qū)動輪以用于提供所述園林車輛的可移動性的馬達(dá)；園林工具；以及用于拍攝地形的圖像的相機(jī)，所述相機(jī)以已知的方式相對于所述園林車輛被定位和對齊。根據(jù)特定的實(shí)施方式，所述相機(jī)繞至少一個軸可樞轉(zhuǎn)地布置。所述方法包括以下步驟：

●在所述地形中移動所述園林車輛，同時通過拍攝地形部分的圖像序列，使得所述圖像序列中的至少兩個圖像，尤其是連續(xù)的圖像，覆蓋所述地形中的許多相同點(diǎn)，而同時地產(chǎn)生一組圖像數(shù)據(jù)，其中，在移動的同時，所述地形部分由所述相機(jī)的觀察區(qū)域在所述相機(jī)的各個位置限定；

●將同步定位和測繪(SLAM)算法應(yīng)用至所述一組圖像數(shù)據(jù)，并由此導(dǎo)出地形數(shù)據(jù)，所述地形數(shù)據(jù)包括：

○表示拍攝的所述地形的點(diǎn)云；以及

○與所述園林車輛在所述地形中的相對位置相關(guān)的位置數(shù)據(jù)，尤其是，與所述園林車輛在所述點(diǎn)云中的相對位置的位置數(shù)據(jù)；以及

●通過將絕對標(biāo)尺信息應(yīng)用至所述地形數(shù)據(jù)而縮放所述點(diǎn)云，尤其是縮放所述位置數(shù)據(jù)。

無人自主園林車輛將被理解為任何種類的地面園林車輛，能夠自主和自動控制(即，通過相應(yīng)的算法)在指定的工作區(qū)域內(nèi)移動。

位置數(shù)據(jù)涉及自主園林車輛在地形中的實(shí)際(相對)位置。每個拍攝的地形部分涉及園林車輛的相應(yīng)位置，因?yàn)橛糜谂臄z各個圖像的相機(jī)的姿態(tài)為已知的，并且園林車輛的相對位置可從圖像序列中導(dǎo)出。換言之，地形數(shù)據(jù)可以包括關(guān)于園林車輛位置和所拍攝的地形部分位置的位置信息。