本發(fā)明涉及自動(dòng)化控制，尤其涉及的是一種割草機(jī)器人控制系統(tǒng)、方法及割草機(jī)器人。

背景技術(shù)：

1、割草機(jī)器人是一種園藝設(shè)備，其通過(guò)內(nèi)置的傳感器和導(dǎo)航系統(tǒng)，能夠自動(dòng)識(shí)別需要修剪的區(qū)域，通常具備定時(shí)工作，隨機(jī)行走和障礙物避讓等功能，因此割草機(jī)器人日益替代人工或普通機(jī)械設(shè)備，成為智能家居和園藝維護(hù)自動(dòng)化設(shè)備重要組成部分。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，雖然割草機(jī)器人的各種自動(dòng)控制功能在提升，但是現(xiàn)有的割草機(jī)器人普遍采用兩輪驅(qū)動(dòng)或后輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，僅支持單向前進(jìn)作業(yè)。在應(yīng)用過(guò)程中，為了完成路徑上的轉(zhuǎn)向或掉頭操作，這類(lèi)機(jī)器人往往需要占用額外的空間和時(shí)間，反復(fù)的掉頭動(dòng)作還會(huì)導(dǎo)致作業(yè)效率降低。另外，在復(fù)雜地形和狹窄區(qū)域的工作時(shí)，割草機(jī)器人需要具有更高行動(dòng)靈活性和更高應(yīng)變能力，否則不僅工作效率低，而且設(shè)備故障和安全風(fēng)險(xiǎn)的幾率也會(huì)增加。

3、因此，現(xiàn)有技術(shù)有待于進(jìn)一步的改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種割草機(jī)器人控制系統(tǒng)、方法及割草機(jī)器人，解決現(xiàn)有技術(shù)中割草機(jī)器人僅支持單向前進(jìn)作業(yè)的缺陷。

2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N割草機(jī)器人控制系統(tǒng)，其中，包括：底盤(pán)系統(tǒng)、雙向行進(jìn)模塊、雙向視覺(jué)感知系統(tǒng)、導(dǎo)航定位系統(tǒng)和中央控制系統(tǒng)；

3、所述底盤(pán)系統(tǒng)設(shè)置在割草機(jī)器人的機(jī)身底部，用于接收所述雙向行進(jìn)模塊發(fā)出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，執(zhí)行前向行進(jìn)或后向行進(jìn)；

4、所述雙向視覺(jué)感知系統(tǒng)包括：位于所述機(jī)身前端的前視覺(jué)傳感器和位于機(jī)身后端的后視覺(jué)傳感器；所述前視覺(jué)傳感器和后視覺(jué)傳感器用于獲取機(jī)身周?chē)鷪?chǎng)景信息；

5、所述導(dǎo)航定位系統(tǒng)獲取所述雙向視覺(jué)感知系統(tǒng)采集到的周?chē)鷪?chǎng)景信息，對(duì)割草機(jī)器人所在位置進(jìn)行定位，并根據(jù)定位信息創(chuàng)建工作導(dǎo)航路徑；

6、所述中央控制系統(tǒng)根據(jù)所述工作導(dǎo)航路徑發(fā)送控制信號(hào)至所述雙向行進(jìn)模塊，以使得所述雙向行進(jìn)模塊控制底盤(pán)系統(tǒng)在工作過(guò)程中雙向切換行進(jìn)。

7、可選地，所述底盤(pán)系統(tǒng)包括:相連接的底盤(pán)驅(qū)動(dòng)模塊、動(dòng)力控制模塊和懸掛模塊；

8、所述動(dòng)力控制模塊接收所述雙向行進(jìn)模塊發(fā)出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)底盤(pán)驅(qū)動(dòng)模塊執(zhí)行雙向切換前進(jìn)；

9、所述懸掛模塊，用于自適應(yīng)調(diào)整割草機(jī)器人的高度和行進(jìn)角度。

10、可選地，所述底盤(pán)驅(qū)動(dòng)模塊包括兩個(gè)前驅(qū)輪和兩個(gè)后驅(qū)輪，且所述前驅(qū)輪和后驅(qū)輪均對(duì)應(yīng)連接獨(dú)立的動(dòng)力控制模塊，各個(gè)所述前驅(qū)輪和各個(gè)所述后驅(qū)輪在對(duì)應(yīng)連接的動(dòng)力控制模塊的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。

11、可選地，所述底盤(pán)驅(qū)動(dòng)模塊包括履帶和履帶輪，所述動(dòng)力控制模塊控制所述履帶輪帶動(dòng)履帶運(yùn)動(dòng)。

12、可選地，所述雙向行進(jìn)模塊包括反向切換電機(jī)和雙向驅(qū)動(dòng)切換單元；所述雙向驅(qū)動(dòng)切換單元根據(jù)接收到的驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制所述反向切換電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，以控制所述底盤(pán)驅(qū)動(dòng)模塊的行進(jìn)方向。

13、可選地，所述雙向視覺(jué)感知系統(tǒng)還包括圖像處理模塊；

14、所述圖像處理模塊，用于根據(jù)獲取到的所述周?chē)鷪?chǎng)景信息對(duì)所述工作導(dǎo)航路徑進(jìn)行修正，并將修正后的工作導(dǎo)航路徑發(fā)送至中央控制系統(tǒng)，以使得中央控制系統(tǒng)根據(jù)修正后的工作導(dǎo)航路徑發(fā)出控制信號(hào)。

15、可選地，所述導(dǎo)航定位系統(tǒng)還包括：第一定位模塊和第二定位模塊；

16、所述第一定位模塊，用于從所述周?chē)鷪?chǎng)景信息中提取出地形特征，并通過(guò)slam算法生成環(huán)境地圖，基于所述環(huán)境地圖創(chuàng)建得到工作導(dǎo)航路徑；

17、所述第二定位模塊，用于利用rtk定位技術(shù)，對(duì)割草機(jī)器人的位置進(jìn)行定位。

18、可選地，所述機(jī)身上還設(shè)置有割草系統(tǒng)；所述割草系統(tǒng)設(shè)置在機(jī)身底部，設(shè)置有多個(gè)刀片和用于控制各個(gè)刀片高度和位置的電動(dòng)升降裝置。

19、第二方面，本申請(qǐng)還提供了一種割草機(jī)器人控制方法，其中，應(yīng)用于所述的割草機(jī)器人控制系統(tǒng)，所述控制方法包括：

20、利用位于機(jī)身前后兩端的雙向視覺(jué)感知系統(tǒng)獲取機(jī)身周?chē)鷪?chǎng)景信息；

21、利用導(dǎo)航定位系統(tǒng)根據(jù)所述周?chē)鷪?chǎng)景信息對(duì)割草機(jī)器人所在位置進(jìn)行定位，并根據(jù)定位信息創(chuàng)建工作導(dǎo)航路徑；

22、中央控制系統(tǒng)根據(jù)所述工作導(dǎo)航路徑發(fā)送控制信號(hào)至雙向行進(jìn)模塊；

23、所述雙向行進(jìn)模塊控制底盤(pán)系統(tǒng)在工作過(guò)程中雙向切換行進(jìn)。

24、可選地，所述雙向行進(jìn)模塊包括反向切換電機(jī)；所述雙向行進(jìn)模塊控制底盤(pán)系統(tǒng)在工作過(guò)程中雙向切換行進(jìn)的步驟包括：

25、所述雙向行進(jìn)模塊根據(jù)接收到的驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制反向切換電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，以使得所述底盤(pán)驅(qū)動(dòng)模塊在反向切換電機(jī)的帶動(dòng)下前向行進(jìn)或反向行進(jìn)。

26、第三方面，本實(shí)施還公開(kāi)了一種割草機(jī)器人，其中，包括所述的割草機(jī)器人控制系統(tǒng)。

27、有益效果，本發(fā)明提供了一種割草機(jī)器人控制系統(tǒng)、方法及割草機(jī)器人，通過(guò)利用位于機(jī)身前后兩端的雙向視覺(jué)感知系統(tǒng)獲取機(jī)身周?chē)鷪?chǎng)景信息；利用導(dǎo)航定位系統(tǒng)根據(jù)所述周?chē)鷪?chǎng)景信息對(duì)割草機(jī)器人所在位置進(jìn)行定位，并根據(jù)定位信息創(chuàng)建工作導(dǎo)航路徑；中央控制系統(tǒng)根據(jù)所述工作導(dǎo)航路徑發(fā)送控制信號(hào)至雙向行進(jìn)模塊，雙向行進(jìn)模塊控制底盤(pán)系統(tǒng)在工作過(guò)程中雙向切換行進(jìn)。本實(shí)施例方法通過(guò)雙向視覺(jué)感知系統(tǒng)、導(dǎo)航定位系統(tǒng)和雙向行進(jìn)模塊相互協(xié)助實(shí)現(xiàn)割草機(jī)器人具備前后雙向行進(jìn)的功能，從而避免了單向行進(jìn)過(guò)程中頻繁掉頭操作帶來(lái)的空間占用和效率損失，提高了機(jī)器人在復(fù)雜場(chǎng)地工作時(shí)的靈活性，減少了作業(yè)過(guò)程中對(duì)草地的損傷，為高精度和高要求的割草操作提供了保障。

技術(shù)特征：

1.一種割草機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：底盤(pán)系統(tǒng)、雙向行進(jìn)模塊、雙向視覺(jué)感知系統(tǒng)、導(dǎo)航定位系統(tǒng)和中央控制系統(tǒng)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的割草機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于，所述底盤(pán)系統(tǒng)包括:相連接的底盤(pán)驅(qū)動(dòng)模塊、動(dòng)力控制模塊和懸掛模塊；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的割草機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于，所述底盤(pán)驅(qū)動(dòng)模塊包括兩個(gè)前驅(qū)輪和兩個(gè)后驅(qū)輪，且所述前驅(qū)輪和后驅(qū)輪均對(duì)應(yīng)連接獨(dú)立的動(dòng)力控制模塊，各個(gè)所述前驅(qū)輪和各個(gè)所述后驅(qū)輪在對(duì)應(yīng)連接的動(dòng)力控制模塊的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的割草機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于，所述底盤(pán)驅(qū)動(dòng)模塊包括履帶和履帶輪，所述動(dòng)力控制模塊控制所述履帶輪帶動(dòng)履帶運(yùn)動(dòng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的割草機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于，所述雙向行進(jìn)模塊包括反向切換電機(jī)和雙向驅(qū)動(dòng)切換單元；所述雙向驅(qū)動(dòng)切換單元根據(jù)接收到的驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制所述反向切換電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，以控制所述底盤(pán)驅(qū)動(dòng)模塊的行進(jìn)方向。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的割草機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于，所述雙向視覺(jué)感知系統(tǒng)還包括圖像處理模塊；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的割草機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)航定位系統(tǒng)還包括：第一定位模塊和第二定位模塊；

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的割草機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)身上還設(shè)置有割草系統(tǒng)；所述割草系統(tǒng)設(shè)置在機(jī)身底部，設(shè)置有多個(gè)刀片和用于控制各個(gè)刀片高度和位置的電動(dòng)升降裝置。

9.一種割草機(jī)器人控制方法，其特征在于，應(yīng)用于如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的割草機(jī)器人控制系統(tǒng)，所述控制方法包括：

10.一種割草機(jī)器人，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的割草機(jī)器人控制系統(tǒng)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種割草機(jī)器人控制系統(tǒng)、方法及割草機(jī)器人，利用位于機(jī)身前后兩端的雙向視覺(jué)感知系統(tǒng)獲取機(jī)身周?chē)鷪?chǎng)景信息；利用導(dǎo)航定位系統(tǒng)根據(jù)所述周?chē)鷪?chǎng)景信息對(duì)割草機(jī)器人所在位置進(jìn)行定位，并根據(jù)定位信息創(chuàng)建工作導(dǎo)航路徑；中央控制系統(tǒng)根據(jù)所述工作導(dǎo)航路徑發(fā)送控制信號(hào)至雙向行進(jìn)模塊，雙向行進(jìn)模塊控制底盤(pán)系統(tǒng)在工作過(guò)程中雙向切換行進(jìn)。本申請(qǐng)通過(guò)雙向視覺(jué)感知系統(tǒng)、導(dǎo)航定位系統(tǒng)和雙向行進(jìn)模塊相互協(xié)助實(shí)現(xiàn)割草機(jī)器人具備前后雙向行進(jìn)的功能，避免了單向行進(jìn)過(guò)程中頻繁掉頭操作帶來(lái)的空間占用和效率損失，提高了機(jī)器人在復(fù)雜場(chǎng)地工作時(shí)的靈活性，減少了作業(yè)過(guò)程中對(duì)草地的損傷，為高精度和高要求的割草操作提供了保障。

技術(shù)研發(fā)人員：張宏輝,章穎,黃金柱
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市目心智能科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15