本发明涉及割草机领域,尤其涉及一种智能割草机控制系统及其控制方法。
背景技术:
1、智能割草机是一种能够自动行走、自动规划割草路径、自动避障、自动充电等功能的割草设备。它适用于家庭庭院、公共绿地等场所的草坪修剪维护工作,能够大幅度减少人工操作,提高工作效率。
2、中国专利公开号:cn111492784b,公开了一种复杂地形下智能割草机自适应多段式障碍物检测方法,其首先对当前所处地形进行自适应判别,计算得到与地形相对应的驱动轮电机电流阈值,然后采用基于电流阈值的方法作为第一段检测,在实时电流未通过该段检测时,启动基于驱动轮转速上升速率的方法作为第二段检测,最终结合各段的检测结果对有无障碍物进行判断。可以看出,所述技术方案缺少对于障碍物及其周边的草坪的修整的智能化手段,因此无法对于障碍物及其周边的草坪进行有效修整。
技术实现思路
1、为此,本发明提供一种智能割草机控制系统及其控制方法,用以克服现有技术中无法对障碍物及其周边的草坪进行有效修整。
2、为实现上述目的,一方面,本发明提供一种智能割草机控制系统,包括供电模块、行走模块,还包括:
3、割刀模块,其包括设置在割草机底部的第一割刀和设置在割草机侧壁的第二割刀,其中,第一割刀沿割草机竖直向下伸缩,以及第二割刀沿割草机中心向外伸缩;
4、信息采集模块,包括设置割草机上方用以采集待作业区域的地理信息和障碍物信息的第一采集单元,设置在设置割草机上方用以采集待作业区域草坪种植密度的信息的第二采集单元,设置在割草机下方用以采集待作业区域草坪土壤湿度信息的第三采集单元,以及用以采集待作业区域温度信息的第四采集单元;
5、信息存储模块,其与所述信息采集模块相连,包括用以临时存储信息采集模块采集的信息的第一存储模块和用以存储割草路径图谱的第二存储单元;
6、控制模块,其分别与所述信息采集模块、所述信息存储模块、所述割刀模块、所述供电模块以及所述行走模块相连,用以根据作业边界确定作业区属性和对应割草路径策略,割草路径策略包括遍历割草路径策略和绕障割草路径策略,用以在遍历割草路径策略下基于割茬评价值判定所述割草机的割茬高度是否符合预设标准,以及用以在绕障割草路径策略下基于作业边界种类确定割刀模块的运行策略。
7、进一步地,所述控制模块根据作业区属性判定所述割草机的割草路径策略,其中,
8、若所述作业区为无障碍区域,则判定所述割草机使用遍历割草路径策略;
9、若所述作业区为障碍区域,则判定所述割草机使用绕障割草路径策略。
10、进一步地,所述作业区属性基于作业边界确定,其中,将作业边界内的作业区标记为障碍区域,以及,将作业边界外的作业区标记为无障碍区域;
11、所述作业边界为一闭环。
12、进一步地,所述作业边界基于障碍物立面边界投影轮廓确定,其中,
13、若所述作业边界基于障碍物立面边界投影轮廓为向上开放型,则将预设离地高度对应的障碍物最大横截面轮廓的预设距离的平行轮廓在地面的投影作为该障碍物的作业边界,并将其记为第一作业边界;
14、若所述作业边界基于障碍物立面边界投影轮廓为向上一致型或向上收敛型,则将障碍物与地面接触的横截面轮廓的预设距离的平行轮廓作为该障碍物的作业边界,并将其记为第二作业边界。
15、进一步地,所述控制模块在遍历割草路径策略下基于割茬评价值判定所述割草机的割茬高度是否符合预设标准,其中,
16、若所述割茬评价值小于第一预设割茬评价值,则判定所述割草机的割茬高度不符合预设标准,并根据第一预设割茬评价值与所述割茬评价值之间的差值增加所述割茬高度;
17、若所述割茬评价值大于等于所述第一预设割茬评价值且小于第二预设割茬评价值,则判定所述割草机的割茬高度符合预设标准并按照当前割茬高度完成无障碍区域的割草作业;
18、若所述割茬评价值大于等于所述第二预设割茬评价值,则判定所述割草机的割茬高度不符合预设标准,则根据割茬评价值与第二预设割茬评价值之间的差值降低所述割茬高度;
19、其中,所述割茬评价值基于所述草坪种植密度与所述草坪土壤湿度共同确定。
20、进一步地,所述割茬高度的增加幅度与评价值差值正相关,其中,评价值差值为第一预设割茬评价值与所述割茬评价值之间的差值。
21、进一步地,所述控制模块响应于温度大于预设温度阈值时对割茬高度的增加进行修正。
22、进一步地,所述控制模块在绕障割草路径策略下基于作业边界种类确定割刀模块的运行策略;
23、若所述作业边界为第一作业边界,则使用第二割刀完成障碍区域内的割草作业;
24、若所述作业边界为第二作业边界,则使用第一割刀完成障碍区域内的割草作业;
25、其中,所述第二割刀的伸长长度与障碍物最大横截面轮廓周长正相关。
26、进一步地,所述控制模块响应于基于本次待作业区域的图像与上次待作业区域的图像的重合度小于预设重合度时对所述障碍物最大横截面轮廓与所述平行轮廓之间的预设距离进行修正。
27、另一方面,本发明还提供一种智能割草机的控制方法,包括:
28、步骤s1,采集待作业区域的信息,包括地理信息、障碍物信息、草坪种植密度、草坪土壤湿度信息和温度信息;
29、步骤s2,基于障碍物立面边界投影轮廓确定作业边界;
30、步骤s3,基于作业边界确定障碍区域和无障碍区域;
31、步骤s4,基于区域种类确定割草机割草路径策略,包括绕障割草路径策略和遍历割草路径策略;
32、步骤s5,在遍历割草路径策略下基于割茬评价值判定所述割草机的割茬高度是否符合预设标准;
33、步骤s6,在绕障割草路径策略下基于作业边界种类确定割刀模块的运行策略。
34、与现有技术相比,本发明的有益效果在于:本发明通过设置在割草机底部的第一割刀和设置在割草机侧壁的第二割刀,并且通过信息采集模块采集信息以及基于采集的信息根据障碍物信息确定作业区属性以及草坪对应的割草路径策略,尤其是针对作业边界种类确定割刀模块的运行策略,从而智能化地对障碍物及其周边的草坪进行有效修整。
1.一种智能割草机控制系统,包括供电模块、行走模块,其特征在于,还包括:
2.根据权利要求1所述的智能割草机控制系统,其特征在于,所述控制模块根据作业区属性判定所述割草机的割草路径策略,其中,
3.根据权利要求2所述的智能割草机控制系统,其特征在于,所述作业区属性基于作业边界确定,其中,将作业边界内的作业区标记为障碍区域,以及,将作业边界外的作业区标记为无障碍区域;
4.根据权利要求3所述的智能割草机控制系统,其特征在于,所述作业边界基于障碍物立面边界投影轮廓确定,其中,
5.根据权利要求4所述的智能割草机控制系统,其特征在于,所述控制模块在遍历割草路径策略下基于割茬评价值判定所述割草机的割茬高度是否符合预设标准,其中,
6.根据权利要求5所述的智能割草机控制系统,其特征在于,所述割茬高度的增加幅度与评价值差值正相关,其中,评价值差值为第一预设割茬评价值与所述割茬评价值之间的差值。
7.根据权利要求6所述的智能割草机控制系统,其特征在于,所述控制模块响应于温度大于预设温度阈值时对割茬高度的增加进行修正。
8.根据权利要求7所述的智能割草机控制系统,其特征在于,所述控制模块在绕障割草路径策略下基于作业边界种类确定割刀模块的运行策略;
9.根据权利要求8所述的智能割草机控制系统,其特征在于,所述控制模块响应于基于本次待作业区域的图像与上次待作业区域的图像的重合度小于预设重合度时对所述障碍物最大横截面轮廓与所述平行轮廓之间的预设距离进行修正。
10.一种如权利要求1-9任一项权利要求所述的智能割草机控制系统的控制方法,其特征在于,包括: