[發明專利]一種割草機器人的控制方法及自動控制割草系統

有效

• 申請號: 201810195855.2
• 申請日: 2018-03-09
• 公開（公告）號: CN108490932B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 王興松;吳瀛東
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;A01D34/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種割草機器人的控制方法及自動控制割草系統。首先實時獲取在割草機器人附近草坪的視頻圖像；其次對以上視頻圖像進行處理，實時獲得在割草機器人附近的草坪上被切割區域與未被切割區域的切割邊界；最后根據得到的切割邊界信息及一定的規則或方法，實時控制割草機器人的前進方向進行割草作業。割草機器人的控制方法是通過包括割草機器人、控制裝置和圖像采集處理裝置的自動控制割草系統實現的。采用本發明可提高割草效率，大幅減小重復切割和遺漏切割的情況。

技術領域

本發明涉及一種割草機器人控制方法及自動控制割草系統，屬于智能割草設備技術領域。

背景技術

園林綠化是我國社會城市化發展的重要組成部分，其中草坪作為不可或缺的一部分更是在居民生活區和城市綠化園扮演著相當重要的角色。草坪給人們提供良好生活環境的同時，其維護工作需要花費大量時間和精力，這就成為了一個不可忽視的問題。為了減少維護草坪所花的時間和精力，市場上出現了傳統的割草器械和智能割草機器人，智能割草機器人相比于傳統的割草器械來說具有智能化水平高、不依賴人工操作、更安全、更適合綠色環境的發展等優點。因此，隨著市場發展，割草機器人必將逐漸取代傳統非智能割草機。

然而，實踐中，割草效率低的問題是智能割草機器人應用中急需解決的一個問題。現有的大多數割草機器人設備在草坪邊界內沿隨機路徑進行割草，遇到邊界就轉向或轉彎，也有部分割草機器人采用GPS定位或慣性導航或其他的定位方法以構成電子地圖，然后進行路徑規劃來提高割草效率，但是由于開發成本和定位誤差的限制，不能很好地完成預定的計劃，出現重割和漏割的情況。

發明內容

發明目的：本發明提供一種可提高割草效率，大幅減小重復切割的割草機器人的控制方法及對應的自動控制割草系統。

技術方案：本發明所述的一種割草機器人的控制方法，包括以下步驟：

(1)實時獲取割草機器人附近草坪的視頻圖像；

(2)對視頻圖像進行處理，判斷割草機器人附近是否有被切割過區域與未被切割過區域的切割邊界；

(3)當割草機器人前進到電子籬笆邊界時：若有切割邊界，則根據該切割邊界確定前進方向，并實時調整該方向前進，執行步驟(4)；若沒有切割邊界，則沿著電子籬笆邊界的方向前進，執行步驟(5)；

(4)沿著當前方向前進，直到遇到電子籬笆邊界時，返回步驟(3)；

(5)沿著當前方向前進，前進過程中若能遇到切割邊界，則根據該切割邊界確定前進方向，并實時調整該方向前進，返回步驟(3)；若沿著電子籬笆邊界前進一周還沒有遇到切割邊界，則割草任務結束。

步驟(1)所述視頻圖像主要有以割草機器人主體為基點，向割草機器人主體正前方“望出去”的視頻圖像及以割草機器人主體上方的某一點為基點，向割草機器人主體方向“望下去”的視頻圖像。

步驟(3)所述的“根據該切割邊界確定”的前進方向會根據切割邊界實時調整，以使得在該方向切割時正在切割所新形成的已切割區域與進行當前切割之前的已切割的區域有盡可能小的面積重疊。

本發明還公開了一種自動控制割草系統，包括割草機器人、控制裝置及圖像采集處理裝置；割草機器人接收控制裝置的指令，進行割草作業；控制裝置，對外部輸入的信息進行處理，并協調控制割草機器人各個部件活動；圖像采集處理裝置，采集割草機器人附近區域的視頻圖像，并對圖像進行與切割邊界相關的信息的處理。其中，控制器包括微控制器和控制電路，微控制器可根據圖像采集處理裝置所得到的切割邊界的變化，計算出割草機器人的前進方向。

有益效果：與現有技術相比，本發明的有益效果：1、利用已切割區域與未切割區域的邊界進行割草機器人的路徑規劃，提高割草效率，大幅減小重復割草和遺漏割草的情況；2、利用帶有圖像采集處理裝置和控制裝置的自動控制割草系統，可以實時獲取草坪信息，實時規劃、修正割草路徑，避免重割漏割的情況。