[發明專利]基于固定人造紫外偏振光定位的割草機系統及割草方法

在審

• 申請號: 202010650926.0
• 申請日: 2020-07-08
• 公開（公告）號: CN111707253A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 應衛強;羅仕鑒
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G01C21/16;A01D34/00;A01M1/22
• 代理公司: 無錫市匯誠永信專利代理事務所(普通合伙) 32260
• 代理人: 石來杰

1.一種基于固定人造紫外偏振光定位的割草機系統，其特征在于：包括割草機(1)和用于提供固定紫外偏振光的人造光源(2)，所述割草機(1)上設有車輪驅動機構(3)、紫外偏振光定位模塊和控制器(4)，所述車輪驅動機構(3)、紫外偏振光定位模塊分別與控制器(4)電連接，所述紫外偏振光定位模塊用于采集在割草機(1)坐標系下人造光源(2)的偏振光數據和割草機(1)與地理北向的夾角信息，所述控制器(4)用于接收紫外偏振光定位模塊采集的信息對割草機(1)的行走路徑進行規劃，并控制割草機(1)按照規劃的路徑在工作區域內進行割草操作。

2.如權利要求1所述的基于固定人造紫外偏振光定位的割草機系統，其特征在于：所述紫外偏振光定位模塊包括至少兩個偏振光傳感器(5)，水平傳感器(6)以及慣性傳感器(7)，所述偏振光傳感器(5)用于采集割草機(1)在不同位置人造光源(3)的紫外偏振光信息并輸出偏振方位角，所述水平傳感器(6)用于調整偏振光傳感器(5)至水平狀態，所述慣性傳感器(7)用于采集割草機(1)與地理北向的夾角信息和姿態信息，所述控制器(4)接收并對偏振光傳感器(5)、水平傳感器(6)及慣性傳感器(7)采集的數據進行處理以輸出割草機(1)的經緯度坐標信息；所述偏振光傳感器(5)、水平傳感器(6)及慣性傳感器(7)分別與控制器(4)電連接。

3.如權利要求1或2所述的基于固定人造紫外偏振光定位的割草機系統，其特征在于：還包括用于采集割草機(1)的實時速度信息的速度傳感器(8)，所述速度傳感器(8)設置在割草機(1)上，所述速度傳感器(8)與控制器(4)電連接，所述控制器(4)接收并對速度傳感器(8)、慣性傳感器(7)采集的數據進行分析以對割草機(1)的速度及姿態誤差進行修正。

4.如權利要求1或2所述的基于固定人造紫外偏振光定位的割草機系統，其特征在于：還包括輔助定位組件，所述輔助定位組件包括定位桿和圖像采集模塊(9)，所述圖像采集模塊(9)設于定位桿或割草機(1)上，所述圖像采集模塊(9)與控制器(4)電連接，所述圖像采集模塊(9)用于采集割草機(1)或定位桿的實時圖像信息，所述控制器(4)接收并對圖像采集模塊(9)采集的數據進行分析以輸出割草機(1)的實時坐標信息。

5.如權利要求1或2所述的基于固定人造紫外偏振光定位的割草機系統，其特征在于：還包括無線通訊模塊(10)和上位機(11)，所述無限通訊模塊(10)分別與控制器(4)、上位機(11)連接，所述無限通訊模塊(10)用于將割草機(1)的工作狀態實時傳輸給上位機(11)。

6.如權利要求1或2所述的基于固定人造紫外偏振光定位的割草機系統，其特征在于：所述人造光源(2)為紫外線殺菌燈。

7.如權利要求6所述的基于固定人造紫外偏振光定位的割草機系統，其特征在于：所述紫外線殺菌燈位于工作區域的上方，所述紫外線殺菌燈設置的高度為1m-4m。

8.一種基于固定人造紫外偏振光定位的割草方法，其特征在于：包括以下步驟：

通過水平傳感器(6)調整偏振光傳感器(5)至水平，人工控制割草機(1)沿草坪的區域邊界勻速行駛一圈，紫外偏振光定位模塊采集所述割草機(1)移動過程中人造光源(3)的紫外偏振光數據和割草機(1)與地理北向的夾角信息、姿態信息，控制器(4)根據采集的以上信息，計算得到割草機(1)測試過程中各點的位置坐標，并通過連續折線或曲線將位置坐標依次連接生成割草工作區域的虛擬邊界；

根據設定的虛擬邊界，控制割草機(1)在割草工作區域內進行割草操作，獲取割草機(1)實時位置的經緯度坐標信息，控制器(4)根據獲得的割草機(1)的坐標信息及地理北向的夾角信息、姿態信息進行數據擬合，對割草機(1)規劃行走路徑，并采用射線法判斷割草機(1)當前位置是否在割草工作區域內。