CN110502013A - 割草机器人基于边界原则的工作路径规划方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开割草机器人基于边界原则的工作路径规划方法，割草机器人设置处理器，还设置与处理器连接的行走机构、割草机构和草况识别机构，处理器设置工作路径规划方法，包括以下步骤：(1)割草机器人在工作区域内任意行走，当草况识别机构识别出当前位置草坪需要处理时，向前行走距离L；(2)割草机器人向右旋转角度θ₁，继续行走，当草况识别机构识别出当前位置草坪不需要处理时，停止前进；(3)割草机器人向左旋转角度θ₂，继续行走；(4)割草机器人行走距离如果达到L，则返回步骤(2)，并计数器K清零；如果草况识别机构识别出当前位置草坪不需要处理时，计数器K自加1，当K>N，则返回步骤(1)，否则返回步骤(3)。

Description

割草机器人基于边界原则的工作路径规划方法

技术领域

本发明涉及割草机器人基于边界原则的工作路径规划方法，属于机器人路径规划领域。

背景技术

割草机器人是一个相当复杂的***，其研究工作也历时多年，但是目前其智能化水平还比较低，有许多不足与需要改进的地方，其中最大的问题是工作效率低，无法进行有效的路径规划，导致工作时间过长。为了解决这个问题，有人提出构建电子地图，进行路径规划，实现全区域范围的路径规划。这种方案会大大增加硬件成本，并且在室外环境下还不能做到精确的移动机器人定位。因此这种方案还仅仅停留在实验阶段。如果能够采用更加经济技术方案，实现局部的路径规划，在一定程度上提高工作效率，也是一大进步。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种割草机器人基于边界原则的工作路径规划方法，通过沿着需要处理的草坪边界行走，遵循由外向内的处理顺序，最终到达处理草坪的中心，从而提高工作效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

割草机器人基于边界原则的工作路径规划方法，所述的割草机器人设置集中控制的处理器，还设置与所述的处理器连接的行走机构、割草机构和草况识别机构，所述的草况识别机构输出当前位置草坪是否需要处理的信息，所述的处理器设置工作路径规划方法，包括以下步骤：

(1)所述的割草机器人在工作区域内任意行走，当所述的草况识别机构识别出当前位置草坪需要处理时，继续向前行走距离L，其中参数L为预设的前进距离；

(2)所述的割草机器人向右旋转角度θ₁，继续行走，当所述的草况识别机构识别出当前位置草坪不需要处理时，停止前进，其中θ₁是边界跟随的第一角度参数；

(3) 所述的割草机器人向左旋转角度θ₂，继续行走，其中θ₂是边界跟随的第二角度参数；

(4)所述的割草机器人行走距离如果达到L，则返回步骤(2)，并计数器K清零；如果所述的草况识别机构识别出当前位置草坪不需要处理时，计数器K自加1，当K>N，则计数器K清零并返回步骤(1)，否则返回步骤(3)，其中计数器K是规划结束的判断计数器，N是规划结束的判断阈值。

本发明的有益效果主要表现在：不增加高昂的硬件，算法简单可靠；沿着需要处理的草坪边界行走，遵循由外向内的处理顺序，最终到达处理草坪的中心，能够有效而显著提高工作。

附图说明

图1是工作路径规划方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

参照图1，割草机器人基于边界原则的工作路径规划方法，所述的割草机器人设置集中控制的处理器，还设置与所述的处理器连接的行走机构、割草机构和草况识别机构。所述的行走机构采用两轮驱动和支撑轮结构，可实现直行和任意角度的旋转；所述的割草机构设置在所述的割草机器人下方，可清理大于一定高度的草；所述的草况识别机构输出当前位置草坪是否需要处理的信息。

所述的处理器设置工作路径规划方法，包括以下步骤：

(1)所述的割草机器人在工作区域内任意行走，当所述的草况识别机构识别出当前位置草坪需要处理时，继续向前行走距离L，其中参数L为预设的前进距离；

步骤(1)是所述的割草机器人通过任意行走的方式，寻找需要处理的草坪区域。当遇到草坪需要处理时，由于所述的割草机器人没有可以实现全局定位的手段，也没有可以全局范围内检测草坪状况的能力，不知道当前需要处理草坪的情况，比如大小、形状，以及与所述的割草机器人的位置关系，无法实现高智能化的路径规划，但是可以慢慢寻找该区域的边界。

(2)所述的割草机器人向右旋转角度θ₁，继续行走，当所述的草况识别机构识别出当前位置草坪不需要处理时，停止前进，其中θ₁是边界跟随的第一角度参数；

步骤(2)是在所述的割草机器人进入需要处理的草坪以后，旋转方向寻找该区域的边界。

(3) 所述的割草机器人向左旋转角度θ₂，继续行走，其中θ₂是边界跟随的第二角度参数；

步骤(3)是在所述的割草机器人到达边界位置以后，再旋转方向在边界内侧行走。

(4)所述的割草机器人行走距离如果达到L，则返回步骤(2)，并计数器K清零；如果所述的草况识别机构识别出当前位置草坪不需要处理时，计数器K自加1，当K>N，则计数器K清零并返回步骤(1)，否则返回步骤(3)，其中计数器K是规划结束的判断计数器，N是规划结束的判断阈值。

在步骤(4)中，所述的割草机器人在边界内侧行走，如果能走完距离L，则说明所述的割草机器人行走在边界的内侧，成功跟随边界；如果所述的草况识别机构识别出当前位置草坪不需要处理时，那么说明所述的割草机器人太靠近边界，需要向内侧调整，但是如果多次发生这种情况，则说明所述的割草机器人已经到达当前需要处理草坪的中心，需要返回步骤(1)，重新寻找新的需要处理的草坪。

综上所述，本方案基于草况识别机构，通过沿着需要处理的草坪边界行走，遵循由外向内的处理顺序，最终到达处理草坪的中心，这种规划路径能够提高局部的工作路径对草坪的覆盖率，从而提高了工作效率，减少了无效工作时间。

Claims (1)

1.割草机器人基于边界原则的工作路径规划方法，所述的割草机器人设置集中控制的处理器，还设置与所述的处理器连接的行走机构、割草机构和草况识别机构，所述的草况识别机构输出当前位置草坪是否需要处理的信息，其特征在于：所述的处理器设置工作路径规划方法，包括以下步骤：

(1)所述的割草机器人在工作区域内任意行走，当所述的草况识别机构识别出当前位置草坪需要处理时，继续向前行走距离L，其中参数L为预设的前进距离；

(2)所述的割草机器人向右旋转角度θ₁，继续行走，当所述的草况识别机构识别出当前位置草坪不需要处理时，停止前进，其中θ₁是边界跟随的第一角度参数；

(3)所述的割草机器人向左旋转角度θ₂，继续行走，其中θ₂是边界跟随的第二角度参数；

(4)所述的割草机器人行走距离如果达到L，则返回步骤(2)，并计数器K清零；如果所述的草况识别机构识别出当前位置草坪不需要处理时，计数器K自加1，当K>N，则计数器K清零并返回步骤(1)，否则返回步骤(3)，其中计数器K是规划结束的判断计数器，N是规划结束的判断阈值。