[發明專利]一種基于割草機器人的越界控制系統及其越界控制方法

在審

• 申請號: 202010570129.1
• 申請日: 2020-06-21
• 公開（公告）號: CN111781924A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 賴欽偉;王悅林
• 申請（專利權）人: 珠海市一微半導體有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;A01D34/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明適用于機器人領域，提供一種基于割草機器人的越界控制系統及其越界控制方法，系統包括：外置獨立攝像頭，用于獲取草坪圖像信息；中央處理單元，用于收集攝像頭獲取的草坪圖像，對草坪圖像進行圖像處理，生成平面地圖并傳輸至用戶終端，通過識別草坪圖像內割草機器人特征確定割草機器人位置信息，從而判定割草機器人是否發生越界行為，若發生越界行為則下達指令控制割草機器人返回工作邊界內；用戶終端，用于接收中央處理單元生成的平面地圖，用戶基于平面地圖圈出割草機器人工作邊界；割草機器人，用于智能修剪草坪上的草。本發明相較于現有技術施工量少，用戶設定工作邊界可提升割草機器人工作邊界的靈活性，外置獨立攝像頭可減少割草機器人自身耗電量，延長割草機器人一次充滿電后工作時長，提高割草機器人工作效率和割草覆蓋率。

技術領域

本發明涉及機器人領域，具體涉及一種基于割草機器人的越界控制系統及其越界控制方法。

背景技術

隨著我國經濟的飛速發展，人們對于綠化的需求與日俱增，草坪鋪設面積隨之增加。草坪的美觀與整潔需要人們投入大量時間精力去打理維護，智能割草機器人為人們省去了打理草坪需要耗費的時間和精力。智能割草機器人具有自動行走能力，能夠自主完成草坪的修剪工作，自主返回充電座，無需人為控制。

目前控制割草機器人越界行為常用的方法有三種，一種方法是通過在草坪邊界埋設電子籬笆，機器人接近邊界感應到電磁信號從而識別邊界并改變運動路徑實現越界控制；一種方法是在草坪邊界鋪設信號發射裝置，割草機器人接近邊界接收到信號從而識別邊界并改變運動路徑實現越界控制，這兩種方法都需要對草坪邊界進行施工，埋設或鋪設導線，當草坪邊界發生改變，需要重新施工，所需施工量較大，靈活性差，維護和鋪設成本較高。

另一種方法是運用計算機視覺技術，通過預設草坪顏色、紋理等特征，機器人利用自身攜帶鏡頭拍攝實時圖像與預設特征進行比對，圖像中顏色、紋理等特征與預設相同則確定為草坪，與預設不符區域則為非草坪區域，草坪區域與非草坪區域之間則為草坪邊界，割草機器人識別實時圖像為非草坪區域則改變運動路徑實現越界控制。該方法中攝像頭通過割草機器人自體供電，耗電量大，縮短了割草機器人一次充滿電后可工作時長。

因此，現有的割草機器人邊界控制技術普遍存在的缺點是施工量大、靈活性差、維護與鋪設成本高以及耗電量大。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明提供了一種基于割草機器人的越界控制系統及其越界控制方法。本發明的具體技術方案如下：

一種基于割草機器人的越界控制系統，包括割草機器人、獨立攝像頭、中央處理單元和用戶終端；獨立攝像頭，設置于草坪外，用于采集草坪圖像并輸出至中央處理單元；中央處理單元，用于接收攝像頭采集的草坪圖像，進行圖像處理，生成平面地圖輸出至用戶終端，接收用戶終端確定的工作邊界信息，分析草坪圖像割草機器人是否出現在邊界內，如果出現，則確定割草機器人沒有越界，如果未出現，則確定割草機器人越界，并向割草機器人發出越界信號；用戶終端，用于獲取中央處理單元生成的平面地圖，基于平面地圖確定割草機器人工作邊界并傳輸至中央處理單元；本系統可以減少了割草機器人應用所需的施工量，靈活性較高，應用成本低。

進一步優選地，所述中央處理單元包括：圖像收集模塊，用于收集獨立攝像頭采集的草坪圖像；圖像處理模塊，用于處理收集的草坪圖像，通過圖像處理將草坪圖像轉換為頂視圖，生成平面地圖；圖像識別模塊，用于識別割草機器人的位置和識別草坪邊界；中央處理器通過圖像處理將攝像頭采集的草坪圖像轉換為平面地圖，便于用戶基于平面地圖更直觀的圈定割草機器人工作邊界。

進一步優選地，所述圖像識別模塊通過識別割草機器人的特征獲取割草機器人位置信息，可以更快速、準確地確定割草機器人及其位置。

進一步優選地，所述圖像識別模塊識別割草機器人特征可以是識別割草機器人顏色、形狀或特殊標志，識別方式具有多樣性，滿足不同的識別需求。