CN111781924A - 一种基于割草机器人的越界控制***及其越界控制方法 - Google Patents

一种基于割草机器人的越界控制***及其越界控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111781924A
CN111781924A CN202010570129.1A CN202010570129A CN111781924A CN 111781924 A CN111781924 A CN 111781924A CN 202010570129 A CN202010570129 A CN 202010570129A CN 111781924 A CN111781924 A CN 111781924A
Authority
CN
China
Prior art keywords
robot
mowing robot
lawn
mowing
processing unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010570129.1A
Other languages
English (en)
Inventor
赖钦伟
王悦林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhuhai Amicro Semiconductor Co Ltd
Original Assignee
Zhuhai Amicro Semiconductor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhuhai Amicro Semiconductor Co Ltd filed Critical Zhuhai Amicro Semiconductor Co Ltd
Priority to CN202010570129.1A priority Critical patent/CN111781924A/zh
Publication of CN111781924A publication Critical patent/CN111781924A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G05D1/0214Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory in accordance with safety or protection criteria, e.g. avoiding hazardous areas
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01DHARVESTING; MOWING
    • A01D34/00Mowers; Mowing apparatus of harvesters
    • A01D34/006Control or measuring arrangements
    • A01D34/008Control or measuring arrangements for automated or remotely controlled operation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Harvester Elements (AREA)
  • Guiding Agricultural Machines (AREA)

Abstract

本发明适用于机器人领域,提供一种基于割草机器人的越界控制***及其越界控制方法,***包括:外置独立摄像头,用于获取草坪图像信息;中央处理单元,用于收集摄像头获取的草坪图像,对草坪图像进行图像处理,生成平面地图并传输至用户终端,通过识别草坪图像内割草机器人特征确定割草机器人位置信息,从而判定割草机器人是否发生越界行为,若发生越界行为则下达指令控制割草机器人返回工作边界内;用户终端,用于接收中央处理单元生成的平面地图,用户基于平面地图圈出割草机器人工作边界;割草机器人,用于智能修剪草坪上的草。本发明相较于现有技术施工量少,用户设定工作边界可提升割草机器人工作边界的灵活性,外置独立摄像头可减少割草机器人自身耗电量,延长割草机器人一次充满电后工作时长,提高割草机器人工作效率和割草覆盖率。

Description

一种基于割草机器人的越界控制***及其越界控制方法
技术领域
本发明涉及机器人领域,具体涉及一种基于割草机器人的越界控制***及其越界控制方法。
背景技术
随着我国经济的飞速发展,人们对于绿化的需求与日俱增,草坪铺设面积随之增加。草坪的美观与整洁需要人们投入大量时间精力去打理维护,智能割草机器人为人们省去了打理草坪需要耗费的时间和精力。智能割草机器人具有自动行走能力,能够自主完成草坪的修剪工作,自主返回充电座,无需人为控制。
目前控制割草机器人越界行为常用的方法有三种,一种方法是通过在草坪边界埋设电子篱笆,机器人接近边界感应到电磁信号从而识别边界并改变运动路径实现越界控制;一种方法是在草坪边界铺设信号发射装置,割草机器人接近边界接收到信号从而识别边界并改变运动路径实现越界控制,这两种方法都需要对草坪边界进行施工,埋设或铺设导线,当草坪边界发生改变,需要重新施工,所需施工量较大,灵活性差,维护和铺设成本较高。
另一种方法是运用计算机视觉技术,通过预设草坪颜色、纹理等特征,机器人利用自身携带镜头拍摄实时图像与预设特征进行比对,图像中颜色、纹理等特征与预设相同则确定为草坪,与预设不符区域则为非草坪区域,草坪区域与非草坪区域之间则为草坪边界,割草机器人识别实时图像为非草坪区域则改变运动路径实现越界控制。该方法中摄像头通过割草机器人自体供电,耗电量大,缩短了割草机器人一次充满电后可工作时长。
因此,现有的割草机器人边界控制技术普遍存在的缺点是施工量大、灵活性差、维护与铺设成本高以及耗电量大。
发明内容
为解决现有技术的不足,本发明提供了一种基于割草机器人的越界控制***及其越界控制方法。本发明的具体技术方案如下:
一种基于割草机器人的越界控制***,包括割草机器人、独立摄像头、中央处理单元和用户终端;独立摄像头,设置于草坪外,用于采集草坪图像并输出至中央处理单元;中央处理单元,用于接收摄像头采集的草坪图像,进行图像处理,生成平面地图输出至用户终端,接收用户终端确定的工作边界信息,分析草坪图像割草机器人是否出现在边界内,如果出现,则确定割草机器人没有越界,如果未出现,则确定割草机器人越界,并向割草机器人发出越界信号;用户终端,用于获取中央处理单元生成的平面地图,基于平面地图确定割草机器人工作边界并传输至中央处理单元;本***可以减少了割草机器人应用所需的施工量,灵活性较高,应用成本低。
进一步优选地,所述中央处理单元包括:图像收集模块,用于收集独立摄像头采集的草坪图像;图像处理模块,用于处理收集的草坪图像,通过图像处理将草坪图像转换为顶视图,生成平面地图;图像识别模块,用于识别割草机器人的位置和识别草坪边界;中央处理器通过图像处理将摄像头采集的草坪图像转换为平面地图,便于用户基于平面地图更直观的圈定割草机器人工作边界。
进一步优选地,所述图像识别模块通过识别割草机器人的特征获取割草机器人位置信息,可以更快速、准确地确定割草机器人及其位置。
进一步优选地,所述图像识别模块识别割草机器人特征可以是识别割草机器人颜色、形状或特殊标志,识别方式具有多样性,满足不同的识别需求。
进一步优选地,所述独立摄像头为两个或两个以上,独立摄像头采集的草坪图像通过中央处理单元的图像处理模块进行图像拼接处理,可生成较大面积的平面地图;多个独立摄像头能够覆盖面积更广的草坪,提高割草机的割草覆盖率。
进一步优选地,所述割草机器人工作边界通过用户终端圈出割草机器人工作区域确定,提高了割草机器人工作边界的灵活性。
进一步优选地,割草机器人发生越界行为,中央处理单元通过无线通信的方式向割草机器人控制单元传达指令控制割草机器人返回工作边界内,可防止割草机器人越界割草,破坏用户财产。
进一步优选地,所述中央处理单元可将手机的草坪图像进行识别处理,获得割草机器人运动轨迹并传输至用户终端,便于用户了解割草机器人工作进度。
进一步优选地,所述割草机器人电量低至预警电量值,割草机器人控制单元控制割草机器人返回充电座,无须用户手动操控割草机器人返回充电座。
本发明还包括一种基于割草机器人的越界控制方法,包括以上任意一项所述的基于割草机器人的越界控制***,所述越界控制方法包括以下步骤:步骤1:独立摄像头拍摄草坪图像,传输至中央处理单元,中央处理单元接收处理草坪图像,生成平面地图;步骤2:中央处理单元将平面地图传输至用户终端,用户终端基于平面地图确定割草机器人工作边界输出至中央处理单元;步骤3:中央处理单元根据摄像头拍摄的实时图像识别割草机器人特征,分析是否割草机器人在工作边界内,如果割草机器人未出现在工作边界内,则确定割草机器人越界,中央处理单元向割草机器人下达指令控制其返回工作边界内;如果割草机器人出现在工作边界内,则确定割草机器人没有越界,返回步骤3;步骤4:割草机器人接收中央处理单元指令,返回工作边界内,返回步骤3。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于割草机器人越界控制***的示意图。
图2为本发明提出的一种基于割草机器人越界控制方法的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明附图及实施例,对本发明进行进一步详细描述。应当理解,下面所描述的具体实施例仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,一种基于割草机器人的越界控制***,包括外置独立摄像头、中央处理单元、割草机器人以及用户终端,其中:所述外置独立摄像头,用于采集草坪图像,通过无线通信的方式将草坪图像实时传输至中央处理单元;所述中央处理单元,用于接收独立摄像头采集的草坪图像,将草坪图像通过图像处理生成平面地图并传输至用户终端,接收用户终端基于平面地图确定的割草机器人工作边界,判定割草机器人是否发生越界行为,如果割草机器人发生越界行为向割草机器人传达越界控制指令;所述用户终端,用于获取中央处理单元生成的平面地图,基于平面地图确定割草机器人工作边界并传输至中央处理单元。
可以理解,与传统割草机相比,发明中所述割草机器人是指能够自主完成草坪修剪除草的智能机器人。所述“工作边界”是指用户圈定的割草机器人工作区域的边界,可以是整个草坪的边界,也可以是部分草坪的边界,可根据实际需求调整割草机器人工作区域。所述割草机器人的“越界”行为指的是割草机器人从工作区域进入非工作区域的行为。用户终端为手机或平板电脑等移动设备,具有触屏和显示等功能。割草机器人、中央处理单元以及用户终端通过无线通信的方式传输信息,能够缩短信息传输时间,提高割草机器人工作效率。外置独立摄像头是指独立摄像头设置于割草机器人体外,一般设置于草坪上方或草坪外,其功能可以通过摄像头布置于不同位置来实现,在具体的实现形式上不作限定。中央处理单元一般包括运算器和控制器,具有处理指令、执行操作和处理数据等功能。
在本发明的一种实施例中,中央处理单元还进一步包括:图像收集模块、图像处理模块和图像识别模块。其中,图像收集模块用于收集独立摄像头采集的草坪图像;图像处理模块用于处理图像收集模块收集的草坪图像,通过图像变换将草坪图像变换为顶视图,通过图像转换将顶视图转换为平面地图;图像识别模块用于识别割草机器人的位置和识别草坪边界。
本发明实施例中,中央处理单元可内置于割草机器人充电座中,或者作为独立组件。图像收集模块、图像处理模块以及图像识别模块其功能可以通过软件、硬件或者其结合来实现,在具体的实现形式上不作限定。
在本发明的一种实施例中,中央处理单元通过识别割草机器人的特征来实现获取割草机器人位置信息的目的。
在本发明的一种实施例中,割草机器人的颜色、形状、特殊标志或者其结合作为特征用于识别割草机器人位置。特殊标志可指割草机器人机身上的特殊符号、特殊条纹、特殊图形或反光条等,以实现中央处理单元通过图像处理来识别割草机器人位置,在具体的实现形式上不作限定。
在本发明的一种实施例中,外置多个独立摄像头,多个独立摄像头采集的草坪图像通过中央处理单元进行图像拼接处理,形成面积较大的平面地图。
本发明实施例可以满足草坪面积较大单个摄像头无法覆盖全部工作区域的情况,增加工作边界长度以及割草机器人可工作范围。外置的独立摄像头可以是使用广角镜头的摄像头,也可以是使用不同镜头的摄像头,其功能可以通过镜头的种类、镜头的数量或其结合来实现,在具体的实现形式上不作限定。
在本发明的一种实施例中,用户终端接收中央处理单元传输的平面地图,基于平面地图,用户可通过圈定割草机器人工作边界确定割草机器人工作区域,若用户没有选择割草机器人工作边界,中央处理单元内图像识别模块自动识别草坪边界并工作。本发明实施例为用户提供选择空间,如果用户没有圈定割草机器人工作边界,割草机器人亦可自行识别草坪边界。通过用户圈定的方式和智能识别的方式确定割草机器人工作边界,草坪无须铺设埋线,减少施工量以及割草机器人使用成本,提高割草机器人割草的效率。
在本发明的一种实施例中,割草机机器人还进一步包括控制单元。中央处理单元识别到割草机器人发生越界行为,向割草机器人下达‘返回边界内工作’的指令,割草机器人控制单元接收指令,改变割草机器人运动路径使其返回工作边界内工作。本发明实施例控制割草机器人越界行为,防止因为割草机器人的越界行为,导致用户财产被破坏。
在本发明的一种实施例中,中央处理单元通过分析处理独立摄像头传输的实时图像获取割草机器人的运动轨迹,并将割草机器人的运动轨迹传输至用户终端,用户可通过移动设备查看割草机器人工作进度。本发明实施例中通过分析图像获得割草机器人运动轨迹并传输至用户终端,可方便用户了解割草机器人工作进度。
在本发明的一种实施例中,割草机器人还进一步包括电量预警模块和控制单元,割草机器人工作电量使用至预警电量值,割草机器人电量预警模块传输预警信号至控制单元,控制单元控制割草机器人返回充电座。本发明实施例可避免割草机器人因电量过低导致在草坪内停止工作,无须用户自行控制割草机器人返回充电座。
如图2所示,本发明还包括一种基于割草机器人的越界控制方法,包括以上任意一项的基于割草机器人的越界控制***,越界控制方法包括以下步骤:
步骤1:摄像头采集草坪图像,通过无线通信的方式将摄像头采集的图像信息传输到中央处理单元(1),中央处理单元经过图像收集和图像处理生成平面电子地图(2);
步骤2:中央处理单元通过无线通信的方式将平面电子地图传输到用户终端显示器(3),用户基于平面地图可选择手动圈定割草机器人工作边界(4-1)并传输至中央处理单元或者选择中央处理单元通过图像处理智能识别草坪边界(4-2);
步骤3:中央处理单元对摄像头传输的草坪图像进行图像处理,根据割草机器人特征识别图像中割草机器人位置(5),若未能在工作边界内识别到割草机器人特征,则判定为割草机器人发生越界行为(6-1),中央处理单元下达指令给割草机器人控制单元,控制割草机器人返回限定工作区域(7);若能够在工作区域内识别到割草机器人特征 ,则判定为割草机器人未发生越界行为(6-2),割草机器人正常工作,重复步骤3;
步骤4:割草机器人控制单元接收中央处理单元‘返回工作边界内’的指令,并控制割草机器人返回工作边界内,返回步骤3。
尽管已经示出和描述本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解为不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同限定以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种基于割草机器人的越界控制***,其特征在于,包括:
割草机器人,用于智能修剪草坪上的草;
独立摄像头,布置于割草机器人体外,用于采集草坪图像并输出至中央处理单元;
中央处理单元,用于接收摄像头拍摄的草坪图像,通过图像处理获得平面地图,输出平面地图至用户终端,接收用户终端确定的工作边界信息,分析草坪图像中割草机器人是否出现在工作边界内,如果出现,则判定割草机器人没有越界,如果未出现,则判定割草机器人越界,并向割草机器人发出越界信号;
用户终端,用于获取中央处理单元生成的平面地图,基于平面地图确定工作边界并传输至中央处理单元。
2.根据权利要求1所述的基于割草机器人的越界控制***,其特征在于,中央处理单元包括:
图像收集模块,用于收集独立摄像头采集的草坪图像;
图像处理模块,用于处理收集的草坪图像,通过图像变换将图像变为顶视图,通过图像转换将顶视图变为平面地图;
图像识别模块,用于识别割草机器人位置和识别工作边界;
根据权利要求2所述的基于割草机器人的越界控制***,其特征在于,中央处理单元中图像识别模块在草坪图像内识别割草机器人特征,从而获取割草机器人位置信息。
3.根据权利要求2所述的基于割草机器人的越界控制***,其特征在于,所述割草机器人特征可以是割草机器人的颜色、形状或机身上的特殊标志。
4.根据权利要求1所述的基于割草机器人的越界控制***,其特征在于,独立摄像头数量为两个或两个以上,独立摄像头采集的草坪图像通过中央处理单元的图像处理模块进行图像拼接处理。
5.根据权利要求1所述的基于割草机器人的越界控制***,其特征在于,所述工作边界可通过用户终端圈出割草机器人工作区域确定。
6.根据权利要求1所述的基于割草机器人的越界控制***,其特征在于,割草机器人发生越界行为,中央处理单元向割草机器人控制单元下达指令控制其返回工作边界内。
7.根据权利要求1所述的基于割草机器人的越界控制***,其特征在于,中央处理单元可将收集的草坪图像进行识别处理,获得割草机器人的运动轨迹并传输给用户。
8.根据权利要求1所述的基于割草机器人的越界控制***,其特征在于,割草机器人工作电量到达预警电量值时,割草机器人内部控制单元控制机器人返回充电座。
9.一种基于割草机器人的越界控制方法,其特征在于,包括权利要求1-9任意一项所述的基于割草机器人的越界控制***,所述越界控制方法包括以下步骤:
步骤1:独立摄像头拍摄草坪图像,传输至中央处理单元,中央处理单元接收处理草坪图像,生成平面地图;
步骤2:中央处理单元将平面地图传输至用户终端,用户终端基于平面地图确定工作边界输出至中央处理单元;
步骤3:中央处理单元根据摄像头拍摄的实时图像识别割草机器人特征,分析是否在工作边界内工作,如果割草机器人未出现在工作边界内,则确定割草机器人越界,中央处理单元向割草机器人下达指令控制其返回工作边界内;如果割草机器人出现在工作边界内,则确定割草机器人没有越界,重复步骤3;
步骤4:割草机器人接收中央处理单元指令,返回工作边界内,返回步骤3。
CN202010570129.1A 2020-06-21 2020-06-21 一种基于割草机器人的越界控制***及其越界控制方法 Pending CN111781924A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010570129.1A CN111781924A (zh) 2020-06-21 2020-06-21 一种基于割草机器人的越界控制***及其越界控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010570129.1A CN111781924A (zh) 2020-06-21 2020-06-21 一种基于割草机器人的越界控制***及其越界控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111781924A true CN111781924A (zh) 2020-10-16

Family

ID=72756980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010570129.1A Pending CN111781924A (zh) 2020-06-21 2020-06-21 一种基于割草机器人的越界控制***及其越界控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111781924A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130238130A1 (en) * 2012-03-06 2013-09-12 Travis Dorschel Path recording and navigation
CN104699101A (zh) * 2015-01-30 2015-06-10 深圳拓邦股份有限公司 可定制割草区域的机器人割草***及其控制方法
CN107515606A (zh) * 2017-07-20 2017-12-26 北京格灵深瞳信息技术有限公司 机器人实现方法、控制方法及机器人、电子设备
CN109634286A (zh) * 2019-01-21 2019-04-16 深圳市傲基电子商务股份有限公司 割草机器人视觉避障方法、割草机器人和可读存储介质
CN110612492A (zh) * 2018-06-20 2019-12-24 灵动科技(北京)有限公司 一种自驱动无人驾驶割草机

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130238130A1 (en) * 2012-03-06 2013-09-12 Travis Dorschel Path recording and navigation
CN104699101A (zh) * 2015-01-30 2015-06-10 深圳拓邦股份有限公司 可定制割草区域的机器人割草***及其控制方法
CN107515606A (zh) * 2017-07-20 2017-12-26 北京格灵深瞳信息技术有限公司 机器人实现方法、控制方法及机器人、电子设备
CN110612492A (zh) * 2018-06-20 2019-12-24 灵动科技(北京)有限公司 一种自驱动无人驾驶割草机
CN109634286A (zh) * 2019-01-21 2019-04-16 深圳市傲基电子商务股份有限公司 割草机器人视觉避障方法、割草机器人和可读存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105500406B (zh) 一种变电站***
CN105425815B (zh) 一种利用无人飞行器的牧场智能管理***及方法
CN204515530U (zh) 自动行走***
CN109669457B (zh) 一种基于视觉标识的机器人回充方法及芯片
CN110799030A (zh) 基于图像处理控制土壤工作装置的方法及相关***
CN113296495B (zh) 自移动设备的路径形成方法、装置和自动工作***
CN102929280A (zh) 移动式机器人分离式视觉定位导航方法及其定位导航***
CN104699101A (zh) 可定制割草区域的机器人割草***及其控制方法
WO2020030066A1 (zh) 自移动设备、自动工作***及其控制方法
CN113128747B (zh) 智能割草***及其自主建图方法
CN106096573A (zh) 目标跟踪方法、装置、***及远程监控***
CN104704979B (zh) 一种自动割草装置
CN107807651B (zh) 一种移动机器人的自充电控制***和方法
KR102347511B1 (ko) 잔디경계선에 대한 영상처리를 이용한 잔디깍기 로봇 및 이의 제어 방법
CN113115621B (zh) 智能割草***及其自主建图方法
CN213424010U (zh) 一种割草机器人割草范围识别装置
CN104111653A (zh) 自动行走设备及其工作区域判断方法
CN109782770A (zh) 一种割草机自主充电的方法
EP3237984A1 (en) Area exclusion for operation of a robotic vehicle
CN104345734A (zh) 自动工作***、自动行走设备及其控制方法
CN111872935A (zh) 一种机器人控制***及其控制方法
CN105825160B (zh) 基于图像识别的定位装置及其定位方法
CN109199240A (zh) 一种基于手势控制的扫地机器人控制方法及***
US11882787B1 (en) Automatic sensitivity adjustment for an autonomous mower
CN111868743A (zh) 自移动设备、服务器及其自动工作***

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 519000 2706, No. 3000, Huandao East Road, Hengqin new area, Zhuhai, Guangdong

Applicant after: Zhuhai Yiwei Semiconductor Co.,Ltd.

Address before: 519000 room 105-514, No. 6, Baohua Road, Hengqin new area, Zhuhai City, Guangdong Province (centralized office area)

Applicant before: AMICRO SEMICONDUCTOR Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201016

RJ01 Rejection of invention patent application after publication