CN113064417B - 自移动设备及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种自移动设备及其工作方法，自移动设备可以包括：第一控制模块以及第二控制模块，其中，所述第一控制模块和所述第二控制模块配置为相互通信，协同工作以控制所述移动机构和所述工作模块；所述第二控制模块配置为控制所述自移动设备执行安全保障操作，并对控制运行所述安全保障操作相关的硬件以及控制程序进行自检；且，所述第一控制模块和所述第二控制模块中，仅所述第二控制模块在所述自移动设备工作过程中按照预定计划执行自检。本申请实施方式提供了一种安全性能高的自移动设备。

Description

自移动设备及其工作方法

技术领域

本发明涉及自动工作领域，尤其涉及一种自移动设备及其工作方法。

背景技术

随着计算机和人工智能技术的不断进步，越来越多的人在日常生活中选择使用自动工作***。在自动工作***中工作的自移动设备，例如：智能割草机、扫地机器人等智能产品，在进行初始设置后可自动工作，以将用户从清洁房间、维护草坪等繁琐枯燥费时的家务劳动中解放出来。

通常，自移动设备可以在没有人为操作监控或没有人在场的场景下运行。以自动割草机所在的自动工作***实现草坪清理为例：自动割草机通过对草坪建立地图来限定工作范围，并在工作范围中自动工作。在工作过程中，割草机可能会由于自身软件或硬件方面的缺陷而导致出界、误伤行人等不安全现象的发生，可以通过在割草机中写入软件安全功能以保证割草机工作过程中的安全。

现有割草***一般通过感应磁场判断是否出界，相应的功能模块如图1所示，可以包括：控制模块、移动机构、切割机构、电源组件、感应模块等，其中，在控制模块的控制下，移动机构带动割草机在工作区域内移动，切割机构在工作区域内执行切割工作，感应模块通过感应边界所产生的磁场信号，电源组件用于给机器在移动和/或工作过程中供电。

上述现有割草***中的割草机在设计上往往遵循以下原则，以达到实时响应各类安全状况(如：判断是否出界、判断是否遇障等)并控制成本的目的，包括：1)在满足性能需求的情况下，控制模块中的处理器规格往往较低，例如处理器可以使用ARM中M3或M4等具有相似性能的处理器；2)控制模块中往往采用例如实时操作***(RTOS)等功能相对简单、允许直接对存储器等底层硬件进行操作的操作***，或者也可以不使用操作***；3)存储器的容量较小，如：8MB。

由于自动割草机在行走工作过程中没有用户在场，因此对其安全性有一定要求。例如：割草机只能在工作区域内工作，而不能擅自跨越工作区域的边界移动到非工作区域；割草机能够可靠地探测到障碍物，并及时对探测到的障碍物采取如规避或返回等动作等，上述这些安全过程均由机器的控制软件控制。因此，对于自动割草机而言，控制软件的安全功能、以及运行控制软件的硬件的安全可靠性十分重要。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的问题是提供一种安全性能较高的自移动设备及其工作方法。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：一种自移动设备，包括：壳体；

移动机构,配置为支撑所述壳体并带动所述自移动设备移动；

工作模块，配置为安装在所述壳体上，执行预定工作；

所述自移动设备还包括：

第一控制模块以及第二控制模块，其中，所述第一控制模块和所述第二控制模块配置为相互通信，协同工作以控制所述移动机构和所述工作模块；

所述第二控制模块配置为控制所述自移动设备执行安全保障操作，并对控制运行所述安全保障操作相关的硬件以及控制程序进行自检；

且，所述第一控制模块和所述第二控制模块中，仅所述第二控制模块在所述自移动设备工作过程中按照预定计划执行自检。

在一个实施例中，所述第二控制模块控制所述自移动设备执行安全保障操作，包括：控制所述自移动设备限定于在边界限定的工作区域内移动和/或工作，和/或，检测是否存在导致所述自移动设备不允许移动和/或工作的异常情况。

在一个实施例中，所述自动工作***中包括：信息采集装置，所述信息采集装置用于采集包括所述自移动设备在内的目标物体的当前位置信息；所述第一控制模块根据所述信息采集装置采集到的所述边界的位置信息建立所述工作区域的地图并保存，将所述地图发送至所述第二控制模块；相应的，安全保障操作，包括：所述第二控制模块根据所述地图、所述地图的对比结果以及接收到的来自所述信息采集装置的当前位置信息，控制所述自移动设备限定于在边界限定的工作区域内行走和/或工作。

在一个实施例中，所述自移动设备按照所述地图行走的过程中，当接收到来自用户的表征所述地图与所述工作区域是否相符的信息时，所述第一控制模块控制所述自移动设备根据所述信息对所述地图进行确认，得到所述确认后的地图，控制所述自移动设备限定于在所述确认后的地图限定的工作区域内移动和/或工作。

在一个实施例中，所述第二控制模块控制所述自移动设备在移动的过程中执行安全保障操作，当检测到存在安全问题时，所述第二控制模块控制所述自移动设备执行以下操作，包括：停机、和/或报警、和/或重新启动。

在一个实施例中，所述第一控制模块中包括：内存管理单元。

在一个实施例中，所述第二控制模块对控制运行所述安全保障操作的硬件进行自检包括：在启动或工作过程中检测所述自移动设备中的硬件是否出现故障，所述硬件包括：存储模块。

在一个实施例中，在所述自移动设备启动时，所述第一控制模块和所述第二控制模块执行自检。

在一个实施例中，所述第二控制模块在所述自移动设备工作过程中按照预定计划执行自检，包括：从存储模块的存储有安全相关数据的物理地址中读取数据，根据所读取到的数据判断所述自移动设备是否出现故障。

本发明实施例还提供了一种自移动设备的工作方法，所述自移动设备包括：壳体；移动机构,配置为支撑所述壳体并带动所述自移动设备移动；工作模块，配置为安装在所述壳体上，执行预定工作；第一控制模块以及第二控制模块，所述第一控制模块和所述第二控制模块配置为相互通信，协同工作以控制所述移动机构和所述工作模块，所述方法包括：所述第二控制模块控制所述自移动设备执行安全保障操作，并对控制运行所述安全保障操作相关的硬件以及控制程序进行自检，其中，所述第一控制模块和所述第二控制模块中，仅所述第二控制模块在所述自移动设备工作过程中按照预定计划执行自检。

本申请提供的自移动设备的有益效果是：自移动设备通过相互通信的两个控制模块协同工作以控制其行走和工作，其中，仅有一个控制模块控制自移动设备执行安全保障操作，并对控制执行安全保障操作相关的硬件以及控制程序进行自检，且这两个控制模块中，仅该控制模块在自移动设备的工作过程中按照预定计划执行自检。本申请中，当自移动设备存在两个控制模块时，控制其中一个控制模块执行安全保障操作，从而仅需要对其中一个控制模块自检(周期自检)即可保证自移动设备中控制软件的安全，简化了自移动设备、尤其是高性能自移动设备的自检过程。采用本申请所提出的方法，在保证自移动设备工作过程中安全的前提下，可以大大提高灵敏度以及运行速度。

附图说明

以上所述的本发明的目的、技术方案以及有益效果可以通过下面附图实现：

图1是本发明所提供的现有割草***的结构示意图；

图2是本发明所提供的一种自移动设备的结构示意图；

图3是本发明一个实施方式所提供的自动工作***场景示意图；

图4是本发明一个实施方式所提供的自移动设备示意图；

图5是本发明一个实施方式所提供的卫星定位模块结构示意图；

图6是本发明一个实施方式所提供的割草机结构示意图；

图7是本发明一个实施方式所提供的自动割草机结构示意图；

图8是本发明一个实施方式所提供的自动割草机在第一控制模块中进行路径规划时的工作流程示意图；

图9是本发明一个实施方式所提供的自动割草机在第一控制模块中建图时的工作流程示意图；

图10是本发明一个实施方式所提供的第一控制模块进行路径规划的工作流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在详细说明本发明的实施例前，应该注意到的是，在本发明的描述中，诸如左和右，上和下，前和后，第一和第二之类的关系术语仅仅用来区分一个实体或动作与另一个实体或动作，而不一定要求或暗示这种实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。术语“包括”、“包含”或任何其他变体旨在涵盖非排他性的包含，由此使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包含这些要素，而且还包含没有明确列出的其他要素，或者为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

自移动设备在没有用户在场的情况下工作时，需要对***中软硬件的可靠性进行必要的持续检查，以保证软硬件的安全性。比如，软件的可靠性，需要从软件开发环境、开发流程、软件架构设计、软件逻辑等方面进行审核；对于运行具有安全相关功能的硬件而言，需要采用开机自检、周期自检等措施。即，自移动设备在工作过程中需要自检以保证其安全。对于如图1所示的割草机***而言，该割草机***自检程序简单，且，生产如图1所示割草机***中控制模块的生产厂商可能会向客户提供自检代码。

随着人工智能以及传感器等技术的发展，当用户对机器的计算能力需求大幅提升时，往往需要采用更加先进的处理器(CPU)、更复杂或规模更大的控制软件、更大容量(GB级)的存储器。具体的，当自移动设备中具有RTK无边界、视觉导航等相关定位功能或其他复杂算法的功能时，由于机器功能增加、算法复杂度增加，对机器的计算能力要求较高，因此，需要比如图1所示的性能更高的自移动设备。以自移动设备中具有定位功能为例，如图2所示，在该自移动设备中，信息采集装置将获取到的当前位置信息发送至第一控制模块，并通过信息采集装置、第一控制模块、自移动设备共同控制自移动设备的移动和/或工作。

对于图2所示的具有定位功能的自移动设备而言，由于该自移动设备的计算能力更高，所采用的处理器以及存储器规格也更复杂，因此，该自移动设备中控制软件的安全检查难度显著提升。主要体现在两个方面：1)控制软件的安全性，例如：操作***、以及交互数据等的自检；2)运行控制软件的硬件安全可靠性，例如：时钟以及计时器的自检、RAM以及Flash存储器等的自检。

具体的，如图2所示具有较高数据处理能力、相对先进处理器、采用较复杂操作***(如Linux操作***)的自移动设备中，往往存在原有软件安全规范难以实施、或者安全规范实施代价很大的问题。比如为了解决运行了Linux操作***的硬件(比如存储器)开机自检，需要在Linux操作***的Boot Loader引导程序中***相应的自检程序段，这种操作需要对Linux操作***底层相当熟悉的本领域技术人员花费较多的时间才能够完成。又比如为了检测控制软件运行过程中硬件的安全性(周期自检)，需要在软件运行过程中中断进程，进行时钟检查和存储器扫描自检等。一般来讲，每扫描1MB内存需要的时间为毫秒级，1GB的内存需要的时间为秒级。因此，当***容量较高(GB级)时，如果持续不断的控制软件在一定周期内(比如5s内)进行硬件扫描将会花费大量时间，从而导致机器运行速度较慢，影响机器的正常工作，且可能导致机器无法实时响应。

考虑到当自移动设备性能提升时，由于写入其中的自检程序复杂度增加以及自检时所花费的时间较长，导致其在使用过程中安全性无法得到保障的缺陷，本申请提出了一种自移动设备。在该自移动设备中，首先，通过两个控制模块共同完成自移动设备工作时所需要执行的操作，解决了性能较高的自移动设备数据处理量较大、数据处理速度较慢的问题；进一步的，当自移动设备中存在两个控制模块时，可以控制其中一个控制模块执行安全保障操作，从而仅需要对该执行安全保障操作的控制模块自检(周期自检)即可保证自移动设备中控制软件的安全，简化了自移动设备、尤其是高性能自移动设备的自检过程。采用本申请所提出的自移动设备架构，在保证工作过程中安全的前提下，可以大大提高自移动设备的灵敏度以及运行速度。下面通过具体实施例对本申请进行详细说明。

在本申请的实施例中，自移动设备可以包括：壳体；移动机构,配置为支撑壳体并带动移动设备移动；工作模块，配置为安装在壳体上，执行预定工作。当自移动设备涉及复杂运算时，自移动设备还可以包括：第一控制模块以及第二控制模块，其中，第一控制模块和第二控制模块配置为相互通信，协同工作以控制移动机构和工作模块；第二控制模块配置为控制自移动设备执行安全保障操作，并对控制运行安全保障操作相关的硬件以及控制程序进行自检；且，第一控制模块和第二控制模块中，仅第二控制模块在自移动设备工作过程中按照预定计划执行自检。

在本申请的一个实施例中，第一控制模块中可以包括：内存管理单元，当机器中数据处理量较大时，可以通过内存管理单元对机器中的有限内存进行管理，以实现通过第一控制模块执行数据处理量较大的过程。内存管理单元可以用于给自移动设备中的数据分配与虚拟地址相对应的存储空间，自移动设备运行过程中，由于第一控制模块中具有内存管理单元，程序运行的过程中，机器通过内存管理单元给数据分配存储空间，因而无法确定安全相关数据存储在哪个物理地址。然而机器在自检时需要读取安全相关数据，由于机器并不确定安全相关数据位于哪个物理地址，如果通过第一控制模块控制自移动设备执行安全保障操作，自移动设备将很难实现自检。因此，在本申请的实施例中，可以通过第一控制模块执行与安全逻辑无关、且数据处理量较大的工作过程，利用控制自移动设备移动和工作的简单控制模块控制执行涉及安全逻辑的工作过程，从而在自移动设备的工作过程中，仅需要对涉及安全逻辑的简单控制模块进行启动自检或周期自检，可以简化具有较高性能工作***的自检过程，保证其在工作过程中的安全性。

其中，第二控制模块控制自移动设备执行安全保障操作，可以包括：控制自移动设备限定于在边界限定的工作区域内移动和/或工作，和/或，检测是否存在导致自移动设备不允许移动和/或工作的异常情况。具体的，自移动设备在第二控制模块的控制下在工作区域内移动和工作，当检测到机器出界等安全问题时，第二控制模块控制自移动设备执行以下操作，包括但不限定于：停机、和/或报警、和/或重新启动、和/或向用户发送机器出现异常的通知消息。自移动设备在工作以及移动的过程中检测到存在跌落、抬起等可能会伤害用户的安全问题时，第二控制模块控制自移动设备停机、和/或报警、和/或重新启动、和/或向用户发送机器出现异常的通知消息。

在本申请的一个实施例中，自检可以包括：启动自检以及按照预定计划执行的自检。其中，按照预定计划执行的自检优选的可以包括：周期自检，也可以是按照用户要求或***预先设定的时间间隔不同的自检。在第二控制模块按照预定计划执行自检之前，第一控制模块和第二控制模块可以执行启动自检。

在本申请的一个实施例中，第二控制模块对控制运行安全保障操作的硬件进行自检可以包括：在启动或工作过程中检测自移动设备中的硬件是否出现故障，其中，该硬件可以包括：存储模块。具体的，第二控制模块在自移动设备工作过程中检测硬件是否出现故障，即，按照预定计划执行自检，可以包括：第二控制模块直接从存储模块的存储有安全相关数据的物理地址中读取数据，根据所读取到的数据判断自移动设备是否出现故障。具体的，根据所读取到的数据判断自移动设备是否出现故障，可以包括：检测读取到的数据与所存储的数据是否一致，若一致，则判断所述自移动设备无故障，若不一致，则判断所述自移动设备出现故障。或者，检测硬件是否出现故障也可以是将存储器多个物理地址中的数据依次输入机器自带的自检程序，根据机器自带的自检程序检测机器是否出现故障。

在本申请的实施例中，采用本申请所提出的自移动设备架构，在保证工作过程中安全的前提下，可以大大提高自移动设备的灵敏度以及运行速度。

在本申请下面的具体实施例中，以自移动设备具有数据处理量较大的定位功能为例对本申请的方案进行详细说明。当然，下面实施例中所描述的***架构以及数据处理方式同样也适用于当自移动设备中具有其它类型的复杂处理过程，本申请对此不作限定。

如图3所示的自动工作***场景示意图以及如图4所示的自移动设备结构示意图所示，自动工作***可以包括：自移动设备20、边界14、充电站16、信息采集装置11、第一控制模块。自移动设备20限定于在边界14所限定的工作区域12内行走并工作。边界14可以是整个工作区域的***，通常首尾相连，将工作区域封闭，边界14可以是实体的。其中，实体的边界14可以是墙壁、篱笆、栏杆、水池以及工作区域12与非工作区域18之间的交界等形成的界限。充电站16可以用于供自移动设备能源不足时返回对接充电以补充能量。信息采集装置11可以用于采集包括所述自移动设备在内的目标物体的当前位置信息，通过采集自移动设备或者边界、障碍物等的位置信息来控制自移动设备的行走和/或工作。具体的，信息采集装置11可以包括：卫星定位模块和/或视觉模块。

当信息采集装置11安装于自移动设备20上时，信息采集装置11可以用于获取自移动设备20的当前位置信息；当信息采集装置11独立存在时，信息采集装置可以用于获取其自身的当前位置信息。如图4所示，第一控制模块可以与自移动设备20进行数据交互，信息采集装置14可以与自移动设备20进行数据交互。进一步的，第一控制模块可以独立于信息采集装置，也可以可拆卸或固定的安装于信息采集装置；第一控制模块可以独立于自动割草机，也可以或可拆卸或固定的安装于自动割草机。第一控制模块可以通过有线或无线连接的方式接收来自信息采集装置或第二控制模块的当前位置信息。

在本实施例中，信息采集装置11可以包括：卫星定位模块(GNSS，例如：GPS、北斗、GPS-RTK等)或视觉模块，其可拆卸或固定安装于自移动设备20的壳体上。如图5所示的卫星定位模块可以包括：壳体；天线，安装于壳体顶部，用于接收卫星信号；RF前端，安装于壳体内部，用于将接收到的卫星信号进行滤波放大等处理；定位处理器、存储器，用于对卫星信号进行基带或解算等处理，以输出定位模块的坐标；接口，用于与其他电子器件的电性连接，当定位模块与自移动设备20对接时，接口与自移动设备20实现电连接，接口形式可以为簧片或接插件等，从而定位模块可以输出位置信息给自移动设备20。卫星定位模块还可以包括：数据收发模块，用于通过无线方式与其他电子器件进行数据交互。在生成工作区域地图的过程中，可以通过手持卫星定位模块或者控制安装有卫星定位模块的自移动设备20沿着工作区域的边界或障碍等位置行走来记录工作区域的边界、障碍等位置坐标。在自移动设备20的工作过程中，可以将信息采集装置11安装于自移动设备20，从而自移动设备20可以实时获取与信息采集装置相连的自移动设备20的当前位置信息。

在本申请的实施例中，自移动设备20可以包括扫地机器人、自动割草机、自动扫雪机、送餐机器人等具有行走功能的机器人，它们自动行走于工作区域的表面，进行吸尘、割草或者扫雪等工作，也可以为其它适合无人值守的设备，本申请对此不作限定。在本申请下面的实施例中，以自移动设备为自动割草机20为例进行说明。

本申请一个实施例中的自动割草机可以包括：信息采集装置以及第一控制模块。如图6以及图7所示，其中，图7中自动割草机可以包括第二控制模块，自动割草机中还可以包括：壳体35、移动机构37、切割机构221，移动机构、切割机构以及第二控制模块安装于所述壳体。该移动机构37可以是能转动地设置于壳体35上的车轮，该切割机构可以包括刀盘。自动割草机可以在第二控制模块的控制下，在边界限定的工作区域12内移动和/或工作。自动割草机中还可以包括用于存储数据或运行程序的存储模块、用于驱动移动机构、切割机构的动力模块以及用于收发数据的数据收发模块。

在本实施例中，自动割草机20中还可以包括：位置传感器，位置传感器还可以包括但不限于以下至少之一：惯性导航设备(IMU)、超声波传感器、雷达传感器、红外传感器、UWB传感器等，惯性导航设备可以包括陀螺仪、加速度计等。位置传感器能够与卫星导航***配合，在卫星信号较差的情况下，针对卫星定位模块进行辅助导航。

在本申请的实施例中，自动割草机20中还可以包括：异常检测单元，异常检测单元还可以用于检测割草机在行走和工作过程中发生的异常情况。该异常可以包括：由于外界地理因素或外界人为所导致的异常情况。具体的，异常情况可以包括但不限于以下至少之一：遇到障碍物、抬起、受困、跌落等。

在本申请的实施例中，自动割草机20可以包括第二控制模块，第二控制模块可以接收来自信息采集装置的当前位置信息。割草机工作过程中，第二控制模块实时接收信息采集装置发送的当前位置信息，并基于当前位置信息控制割草机在工作区域内的移动和工作。

在本实施例中，如图7所示，第一控制模块中还可以包括：用于收发来自割草机中数据的数据收发模块、以及用于存储相关数据的存储模块。优选的，第一控制模块的运行速度可以大于或等于所述第二控制模块的运行速度，从而，第一控制模块可以根据接收到的边界的位置信息快速的建立工作区域的地图，以加快割草机的工作效率。第一控制模块可以为上位机，第二控制模块可以为下位机。第一控制模块或第二控制模块中的操作***可以相同也可以不同，第一控制模块或第二控制模块可以为采用例如Linux或RTOS等操作***。在本申请的其他实施例中，第一控制模块的运行速度也可以小于第二控制模块，本申请对此不作限定。

在本申请的实施例中，所述自动割草机可以包括：建图模式以及工作模式。在建图模式下，第一控制模块根据接收到的边界的位置信息建立工作区域的地图。在工作模式下，第二控制模块根据其中存储的来自第一控制模块的地图以及接收到的来自信息采集装置的当前位置信息，控制割草机在工作区域内移动和/或工作。本实施例中，通过第一控制模块建立工作区域的地图，通过第二控制模块控制机器执行在工作区域内的移动和工作等涉及安全逻辑的工作过程，即，在具有复杂***的第一控制模块中执行与安全逻辑无关且数据处理量较大的过程，在具有简单控制***的第二控制模块中执行涉及安全逻辑的过程，从而仅需要对涉及安全逻辑的第二控制模块进行自检即可保证自动割草机中控制软件的安全，而无需对数据处理量较大需要执行复杂算法的复杂***(第一控制模块)进行自检，降低自检复杂度，简化了具有定位功能的高性能工作***自检过程。在保证自动割草机工作过程中安全的前提下，提高了割草机的灵敏度以及运行速度。

在本申请的一个实施例中，可以直接在第二控制模块中进行路径规划。具体的，第二控制模块在接收到来自第一控制模块的地图之后，当接收到路径规划请求时，可以直接在第二控制模块中规划割草机的行走路径，之后割草机根据来自第一控制模块的地图以及自身存储的行走路径以及割草机当前位置信息，控制移动机构带动割草机在工作区域内移动和/或工作。

在本申请的另一个实施例中，可以在第一控制模块中进行路径规划。具体的，第二控制模块在接收到来自第一控制模块的地图之后，可以向第一控制模块发送路径规划请求；第一控制模块响应于该路径规划请求，根据工作区域的地图，或，割草机的初始位置信息与目的位置信息规划行走路径，并将该行走路径发送至第二控制模块；之后第二控制模块可以根据地图、行走路径以及当前位置信息，控制移动机构带动割草机在工作区域内移动和/或工作。

如图8所示为自动割草机在第一控制模块中进行路径规划时的工作流程图，具体的，可以包括以下步骤：

S801：定位模块向第二控制模块发送边界的位置信息；

S802：第二控制模块接收边界的位置信息；

S803：第二控制模块将边界的位置信息发送至第一控制模块；

S804：第一控制模块根据边界的位置信息建立地图；

S805：第一控制模块将地图发送至第二控制模块；

S806：第二控制模块接收地图；

S807：第二控制模块向第一控制模块发送路径规划请求；

S808：第一控制模块根据地图规划行走路径；

S809：第一控制模块将规划后的行走路径发送至第二控制模块；

S810：第二控制模块接收规划后的行走路径；

S811：第二控制模块根据地图、行走路径以及当前位置信息控制割草机在边界限定的工作区域内移动和/或工作。

本实施例中，通过第一控制模块执行建立工作区域的地图以及规划行走路径等数据量较大的过程，通过第二控制模块控制机器执行在工作区域内的移动和工作等涉及安全逻辑的工作过程。即，在具有复杂***的第一控制模块中执行与安全逻辑无关且数据处理量较大的过程，在具有简单***的第二控制模块中执行涉及安全逻辑的过程，从而仅需要对涉及安全逻辑的第二控制模块进行自检即可保证自动割草机中控制软件的安全，而无需对数据处理量较大需要执行复杂算法的复杂***进行自检，降低自检复杂度，简化了具有定位功能的高性能工作***自检过程，达到了在保证自动割草机工作过程中安全性的前提下，提高割草机的灵敏度以及运行速度的技术效果。

在本申请的实施例中，当第一控制模块或第二控制模块完成建图修图以及路径规划之后，可以分别均在第一控制模块以及第二控制模块中保存地图以及行走路径，本申请对此不作限定。

在本申请的实施例中，在建图模式下，用户可以手持信息采集装置或控制载有信息采集装置的机器(例如：割草机)沿着边界移动，信息采集装置在移动的过程中获取边界的位置信息，即，信息采集装置被移动以获取所述边界的位置信息，从而第一控制模块可以根据接收到的边界位置信息建立工作区域的地图。

在本申请的一个实施例中，在信息采集装置被移动以获取边界的位置信息的过程中，割草机以及第一控制模块处于开机状态，信息采集装置可以在移动的过程中将边界的位置信息发送至第二控制模块，第二控制模块接收来自信息采集装置中边界的位置信息，并发送至第一控制模块。

在本申请的另一个实施例中，在信息采集装置被移动以获取边界的位置信息的过程中，第一控制模块处于开机状态，信息采集装置可以在移动的过程中将边界的位置信息发送至第一控制模块，第一控制模块可以直接接收来自信息采集装置的位置信息。

在本申请的另一个实施例中，信息采集装置中还可以包括：控制单元(例如：MCU微控制单元)，信息采集装置可以在移动的过程中存储边界的位置信息。具体的，在信息采集装置被移动以获取边界的位置信息的过程中，信息采集装置处于开机状态，信息采集装置可以在移动的过程中存储边界的位置信息，在采集完边界的位置信息之后，将信息采集装置与第一控制模块信号连接，从而信息采集装置可以通过有线或无线的方式将位置信息发送至第一控制模块。在本申请的实施例中，可以通过在信息采集装置、第一控制模块或第二控制模块中安装无线传输单元或对接接口，以实现地图或边界位置信息等数据的发送接收。当然也可以采用其他数据传输方式，本申请对此不再赘述。

在本实施例中，第一控制模块在接收到边界的位置信息之后，可以根据接收到的边界的位置信息建立工作区域的地图。在建立完地图之后，可以将地图在第一控制模块中进行备份。进一步的，可以分别在第一控制模块和第二控制模块中备份地图，以便于在之后的工作过程中更新以及比对地图。

在一个具体的实施方式中，步骤S804中第一控制模块根据边界的位置信息建立地图时的工作流程图如图9所示。可以包括：

S8041：根据接收到的边界的位置信息建立地图；

S8042：根据接收到的用户信息确定地图；

S8043：保存用户确认后的地图。

具体的，如上述方法中所描述，自移动设备还可以包括：修图模式，在第一控制模块根据接收到的边界的位置信息建立工作区域的地图之后，可以控制机器进入修图模式。在修图模式下，第一控制模块可以接收来自用户的关于地图与工作区域是否相符的信息，根据接收到的是否相符的信息对已建立的地图进行修正或确认，以得到工作区域的地图。具体的，机器按照建图过程中所建立的地图在工作区域中行走，在机器行走的过程中，用户观察机器行走的路径与实际边界14是否一致。若不一致则向第一控制模块发送不一致的信息，同时用户向机器发送正确的路径以控制机器沿实际边界14行走，机器可以根据行走过程中接收到的新的位置信息更改地图，完成修图之后，机器可以得到与实际边界14一致的更新后的地图。在之后进入工作模式工作时，机器可以按照准确的边界14行走，而不会发生出界等不安全的现象。在该实施例中，在第一控制模块中完成用户确认地图保存地图，并将该地图发送并保存至第二控制模块。之后，机器在工作过程中，可以将第二控制模块中保存的地图与第一控制模块中的地图进行对比，当对比结果一致时，控制机器工作；当对比结果不一致时，控制机器停止工作和/或报警，可以保证机器工作过程中地图的准确性，机器能够按照准确的地图行走和/或工作，从而机器不会出界，保证机器的安全。

在另一个具体的实施方式中，也可以直接在第二控制模块中执行确认地图的步骤。其中，步骤S804中第一控制模块仅需根据接收到的边界的位置信息建立地图，之后在步骤S806中，第二控制模块接收来自第一控制模块的地图，利用第二控制模块执行确认地图的工作。具体的，可以包括：

S8061：第二控制模块根据接收到的用户信息确定地图；

S8063：第二控制模块保存用户确认后的地图。

通过上述直接在第二控制模块中确认地图的方式，将涉及机器行走过程中安全的地图直接保存在第二控制模块，从而可以通过仅对第二控制模块进行自检，即可实现保证机器工作过程中安全的目的。

本申请的实施例中，在工作模式下，信息采集装置安装于割草机以获取当前位置信息，第二控制模块根据地图以及当前位置信息，控制移动机构带动机器在边界限定的工作区域内移动和/或工作。同时，在割草机移动的过程中，第二控制模块根据异常检测单元检测到的异常在地图中进行标记，以便于后期更新地图。具体的，异常检测单元可以用于检测但不限于以下至少之一的情形，可以包括：割草机是否发生被动位移、检测割草机当前所在位置的卫星信号质量、检测割草机是否遇到障碍物、检测割草机是否受困等情形。

具体的，本实施例中，在工作模式下，割草机可以根据第二控制模块中的行走路径，在所规划的行走路径中寻找与当前位置信息最近的位置点，并移动至该位置点。在到达该位置点之后，第二控制模块可以根据地图以及当前位置信息沿着所规划的路径行走并工作。或者，当割草机回归充电时，割草机可以根据接收到的路径行走至充电站进行充电。

工作模式下，割草机在移动的过程中，第二控制模块可以在地图中标记根据异常检测单元检测到的异常，更新地图，并存储更新后的地图。之后，可以根据更新后的地图重新进行路径规划。本实施例中，割草机在工作过程中检测地图是否由于外界因素发生变化，并根据更新后的地图重新规划行走路径，从而可以保证割草机行走路径的准确性以及割草机的工作效率。

在本申请的一个实施例中，异常检测单元与第二控制模块信号相连。当异常检测单元检测到割草机在行走过程中遇到障碍物、抬起等异常情况时，第二控制模块可以在地图上对发生异常的位置进行标记。当地图上标记的位置满足预设条件时，或者，割草机在同一位置抬起、遇障等异常情况的次数或者概率满足预设要求时，可以在第二控制模块中的地图对该异常位置进行更新。其中，预设条件可以是地图中的标记可以形成障碍物轮廓、割草机在相同位置处多次抬起或多次遇障等。

在本实施例中，在割草机开机、开始工作之前、回归充电、工作一段时间、检测到地图更新或接收到用户关于路径规划的指令等场景下，第二控制模块可以发送路径规划请求。

当第二控制模块向第一控制模块发送路径规划请求时，其中，路径规划请求中包含第二控制模块中存储的更新后的地图，第一控制模块响应于该路径规划请求，根据工作区域的地图规划行走路径。在一个具体的实施方式中，步骤S808中第一控制模块根据地图进行路径规划的工作流程图如图10所示，可以包括以下步骤：

S8081：将所接收到的地图与存储的地图进行对比，若相同则执行步骤S8083，若不相同则执行步骤S8082；

S8082：将存储模块中存储的地图更新为接收到的地图；

S8083：根据存储的地图进行路径规划。

具体的，第一控制模块将接收到的地图与自身存储的地图进行对比。当第一控制模块接收到的地图与自身存储的地图相同时，第一控制模块向第二控制模块发送自身存储的行走路径。或者，也可以是第一控制模块根据自身存储的地图进行路径规划，并将规划后的行走路径发送至第二控制模块。当第一控制模块接收到的地图与自身存储的地图不相同时，第一控制模块将存储模块中存储的地图更新为接收到的地图，并根据所述更新后的地图进行路径规划，将重新规划后的行走路径发送至所述第二控制模块。

在本申请的另一个实施例中，和上述实施例路径规划方式基本相同，不同之处在于，当第二控制模块向第一控制模块发送路径规划请求时，路径规划请求中未携带有更新后的地图。具体的，当第二控制模块向第一控制模块发送路径规划请求时，第一控制模块响应于该路径规划请求，向第二控制模块发送获取地图请求，从而第二控制模块向第一控制模块发送更新后的地图。之后，第一控制模块根据工作区域的地图规划行走路径。

在本申请的实施例中，当第二控制模块发送路径规划请求时，可以先检测割草机或第一控制模块的存储器中是否存储有行走路径，若检测到未存储行走路径时，可以采用直接根据地图规划行走路径的方式得到行走路径。

在本申请的另一个实施例中，当第二控制模块发送路径规划请求时，若检测到割草机或第一控制模块的存储器中存储有行走路径时，可以采用上述如图10所示的方式重新进行路径规划得到行走路径。

在本申请的另一个实施例中，和上述实施例路径规划方式基本相同，不同之处在于，异常检测单元与第一控制模块相连。具体的，异常检测单元与第一控制模块信号相连。当割草机检测到异常情况时，第一控制模块在地图中标记并更新地图。在割草机需要进行路径规划时，可以直接根据更新后的地图进行路径规划，而无需进行如图10所示的地图比对等过程。

当然，在进行上述地图更新以及行走路径更新之后，割草机在行走的过程中可以继续检测异常情况，并采用上述实施例中的方式更新地图以及行走路径，本申请对此不作限定。

在本实施例中，自移动设备通过相互通信的两个控制模块协同工作以控制其行走和工作，其中，仅有一个控制模块控制自移动设备执行安全保障操作，并对控制执行安全保障操作相关的硬件以及控制程序进行自检，且这两个控制模块中，仅该控制模块在自移动设备的工作过程中按照预定计划执行自检。本申请中，当自移动设备存在两个控制模块时，控制其中一个控制模块执行安全保障操作，从而仅需要对其中一个控制模块自检(周期自检)即可保证自移动设备中控制软件的安全，简化了自移动设备、尤其是高性能自移动设备的自检过程。采用本申请所提出的方法，在保证自移动设备工作过程中安全的前提下，可以大大提高灵敏度以及运行速度。

对应于上述自移动设备，本申请另一方面还提供了一种自移动设备的工作方法，其中，自移动设备中包括：第一控制模块以及第二控制模块，该方法可以包括：

所述第二控制模块控制所述自移动设备执行安全保障操作，并对控制运行所述安全保障操作相关的硬件以及控制程序进行自检，其中，所述第一控制模块和所述第二控制模块中，仅所述第二控制模块在所述自移动设备工作过程中按照预定计划执行自检。

本实施例中，自移动设备通过相互通信的两个控制模块协同工作以控制其行走和工作，其中，仅有一个控制模块控制自移动设备执行安全保障操作，并对控制执行安全保障操作相关的硬件以及控制程序进行自检，且这两个控制模块中，仅该控制模块在自移动设备的工作过程中按照预定计划执行自检。本申请中，当自移动设备存在两个控制模块时，控制其中一个控制模块执行安全保障操作，从而仅需要对其中一个控制模块自检(周期自检)即可保证自移动设备中控制软件的安全，简化了自移动设备、尤其是高性能自移动设备的自检过程。采用本申请所提出的方法，在保证自移动设备工作过程中安全的前提下，可以大大提高灵敏度以及运行速度。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自移动设备，包括：

壳体；

移动机构,配置为支撑所述壳体并带动所述自移动设备移动；

工作模块，配置为安装在所述壳体上，执行预定工作；

其特征在于，所述自移动设备还包括：

第一控制模块以及第二控制模块，其中，所述第一控制模块配置为执行以下操作，包括：建立地图和/或根据所述地图规划行走路径；所述第一控制模块和所述第二控制模块配置为相互通信，协同工作以控制所述移动机构和所述工作模块；

所述第二控制模块配置为控制所述自移动设备执行安全保障操作，并对控制运行所述安全保障操作相关的硬件以及控制程序进行自检；

且，所述第一控制模块和所述第二控制模块中，仅所述第二控制模块在所述自移动设备工作过程中按照预定计划执行自检。

2.如权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述第二控制模块控制所述自移动设备执行安全保障操作，包括：控制所述自移动设备限定于在边界限定的工作区域内移动和/或工作，和/或，检测是否存在导致所述自移动设备不允许移动和/或工作的异常情况。

3.如权利要求2所述的自移动设备，其特征在于，所述自移动设备中包括：

信息采集装置，所述信息采集装置用于采集包括所述自移动设备在内的目标物体的当前位置信息；

所述第一控制模块根据所述信息采集装置采集到的所述边界的位置信息建立所述工作区域的地图并保存，将所述地图发送至所述第二控制模块；

相应的，安全保障操作，包括：

所述第二控制模块根据所述地图、所述地图的对比结果以及接收到的来自所述信息采集装置的当前位置信息，控制所述自移动设备限定于在边界限定的工作区域内行走和/或工作。

4.如权利要求3所述的自移动设备，其特征在于，所述自移动设备按照所述地图行走的过程中，当接收到来自用户的表征所述地图与所述工作区域是否相符的信息时，所述第一控制模块控制所述自移动设备根据所述信息对所述地图进行确认，得到所述确认后的地图，控制所述自移动设备限定于在所述确认后的地图限定的工作区域内移动和/或工作。

5.如权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述第二控制模块控制所述自移动设备在移动的过程中执行安全保障操作，当检测到存在安全问题时，所述第二控制模块控制所述自移动设备执行以下操作，包括：停机、和/或报警、和/或重新启动。

6.如权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述第一控制模块中包括：内存管理单元。

7.如权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述第二控制模块对控制运行所述安全保障操作的硬件进行自检包括：在启动或工作过程中检测所述自移动设备中的硬件是否出现故障，所述硬件包括：存储模块。

8.如权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，在所述自移动设备启动时，所述第一控制模块和所述第二控制模块执行自检。

9.如权利要求1所述的自移动设备，其特征在于，所述第二控制模块在所述自移动设备工作过程中按照预定计划执行自检，包括：从存储模块的存储有安全相关数据的物理地址中读取数据，根据所读取到的数据判断所述自移动设备是否出现故障。

10.一种自移动设备的工作方法，其特征在于，所述自移动设备包括：壳体；移动机构,配置为支撑所述壳体并带动所述自移动设备移动；工作模块，配置为安装在所述壳体上，执行预定工作；第一控制模块以及第二控制模块，所述第一控制模块配置为执行以下操作，包括：建立地图和/或根据所述地图规划行走路径；所述第一控制模块和所述第二控制模块配置为相互通信，协同工作以控制所述移动机构和所述工作模块，所述方法包括：

所述第二控制模块控制所述自移动设备执行安全保障操作，并对控制运行所述安全保障操作相关的硬件以及控制程序进行自检，其中，所述第一控制模块和所述第二控制模块中，仅所述第二控制模块在所述自移动设备工作过程中按照预定计划执行自检。

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