本申請(qǐng)涉及自動(dòng)化控制，并且更具體地，涉及定位系統(tǒng)、控制方法及割草機(jī)。

背景技術(shù)：

1、隨著自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展，為了滿足提升園藝工作或者農(nóng)業(yè)工作的效率，割草機(jī)器人(也稱割草機(jī))被提出并應(yīng)用。通常情況下，割草機(jī)通常需要搭載定位系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)割草機(jī)自主導(dǎo)航、路徑規(guī)劃以及避障等操作。

2、但是，在割草機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中，割草機(jī)輪胎打滑是一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題，這會(huì)導(dǎo)致割草機(jī)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡與預(yù)期規(guī)劃路徑之間會(huì)產(chǎn)生偏差，導(dǎo)致割草機(jī)無(wú)法按照既定的路線前進(jìn)，從而偏離目標(biāo)區(qū)域，降低割草機(jī)的工作效率，甚至引發(fā)安全事故。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N定位系統(tǒng)、控制方法及割草機(jī)，以割草機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景為例，有助于降低割草機(jī)輪胎打滑對(duì)割草機(jī)實(shí)際運(yùn)行路徑的影響，且該方案還引入了割草機(jī)基于標(biāo)志物重定位的機(jī)制，降低定位系統(tǒng)的累計(jì)誤差。并且該方案運(yùn)行機(jī)制相對(duì)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)難度以及實(shí)現(xiàn)成本較低。

2、第一方面，提供了一種定位系統(tǒng)，該定位系統(tǒng)應(yīng)用于移動(dòng)裝置，該定位系統(tǒng)包括：視覺(jué)傳感器，用于采集移動(dòng)裝置所在位置的第一環(huán)境圖像，第一環(huán)境圖像用于獲取移動(dòng)裝置的狀態(tài)測(cè)量；里程計(jì)，用于獲取移動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括第一加速度和/或第一速度，運(yùn)動(dòng)參數(shù)用于預(yù)測(cè)移動(dòng)裝置的第一狀態(tài)變量；主控芯片，用于根據(jù)預(yù)設(shè)置信度模型與第一狀態(tài)變量確定第一置信度，第一置信度用于指示移動(dòng)裝置的輪子是否打滑；利用第一置信度與第一狀態(tài)變量獲取第二狀態(tài)變量，并根據(jù)第二狀態(tài)變量與狀態(tài)測(cè)量，確定移動(dòng)裝置的定位信息。

3、基于上述技術(shù)方案，能夠有效降低移動(dòng)裝置輪子打滑對(duì)定位系統(tǒng)計(jì)算移動(dòng)裝置的定位信息的影響，從而避免移動(dòng)裝置的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)與預(yù)期規(guī)劃路徑之間產(chǎn)生較大偏差，使得移動(dòng)裝置偏離目標(biāo)區(qū)域。進(jìn)一步地，在獲取移動(dòng)裝置的狀態(tài)變量的過(guò)程中，引入基于置信度的計(jì)算方法，從而判斷當(dāng)前時(shí)刻獲取的狀態(tài)變量是否是在移動(dòng)裝置輪子打滑時(shí)獲取的，從而以及該置信度調(diào)整當(dāng)前時(shí)刻獲取的狀態(tài)變量的融合權(quán)重，以使得后續(xù)定位計(jì)算中基于該狀態(tài)變量和置信度能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)移動(dòng)裝置更為精準(zhǔn)的定位。

4、第二方面，提供了一種控制方法，該方法應(yīng)用于包括如第一方面中任意一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中的定位系統(tǒng)中，當(dāng)移動(dòng)裝置為割草機(jī)時(shí)，該方法包括：獲取包括第一區(qū)域的第二環(huán)境圖像，割草機(jī)位于第一區(qū)域；提取第二環(huán)境圖像中的感興趣區(qū)域(region?ofinterest，roi)得到roi圖像；對(duì)roi圖像進(jìn)行特征提取得到第一特征信息，第一特征信息用于指示第一區(qū)域包括草坪區(qū)域和/或非草坪區(qū)域；根據(jù)第一特征信息，確定割草機(jī)的移動(dòng)路徑。

5、基于上述技術(shù)方案，基于視覺(jué)傳感器獲取的第二環(huán)境圖像，能夠精確識(shí)別草坪邊界，確保割草機(jī)沿邊界高效運(yùn)行。一方面，通過(guò)判斷非草地區(qū)域的位置，割草機(jī)能夠靈活調(diào)整方向，避免誤割和重復(fù)割草，提高工作效率；另一方面，基于視覺(jué)感知技術(shù)，不僅減少了割草機(jī)整體系統(tǒng)的安裝成本和維護(hù)成本，且系統(tǒng)通過(guò)視覺(jué)感知技術(shù)采集的圖像自動(dòng)生成沿邊路徑并進(jìn)行實(shí)時(shí)軌跡跟蹤，無(wú)需復(fù)雜的傳感器融合技術(shù)，同時(shí)保障整體系統(tǒng)的自動(dòng)化程度保持較高水平，減少了人工干預(yù)，提高了操作簡(jiǎn)便性。

6、第三方面，提供了一種控制方法，應(yīng)用于包括如第一方面中任意一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中的定位系統(tǒng)中，當(dāng)移動(dòng)裝置為割草機(jī)時(shí)，割草機(jī)位于第一草坪區(qū)域，在割草機(jī)沿第三路徑移動(dòng)的過(guò)程中，該方法包括：響應(yīng)于指示割草機(jī)移動(dòng)至第二草坪區(qū)域的第一指令，控制視覺(jué)傳感器采集割草機(jī)所在位置的第三環(huán)境圖像，第三環(huán)境圖像包括割草機(jī)所處位置的環(huán)境信息；檢測(cè)第三環(huán)境圖像中是否包括第一指示物，當(dāng)?shù)谌h(huán)境圖像包括第一指示物時(shí)，確定第四路徑，第一指示物與第一草坪區(qū)域相關(guān)聯(lián)，且第一指示物用于指示第一方向，第一方向?yàn)榈诙萜簠^(qū)域相對(duì)于第一指示物的方向，第四路徑經(jīng)過(guò)第一指示物且向第一方向延伸；或者，當(dāng)?shù)谌h(huán)境圖像不包括第一指示物時(shí)，控制割草機(jī)旋轉(zhuǎn)以使視覺(jué)傳感器采集包括第一指示物的第三環(huán)境圖像。

7、基于上述技術(shù)方案，通過(guò)利用指示物作為視覺(jué)定位信息的參照，引導(dǎo)割草機(jī)按照基于指示物指示的相應(yīng)路徑，完成跨區(qū)任務(wù)。由于指示物具有外觀獨(dú)特、布置簡(jiǎn)單、信息豐富等特點(diǎn)，所以使得隨機(jī)割草的割草機(jī)可以快速、方便地完成跨區(qū)任務(wù)，并通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與狀態(tài)的更新，實(shí)現(xiàn)多割草機(jī)多跨區(qū)的靈活跨區(qū)割草功能。

8、第四方面，提供了一種控制裝置，包括處理器和存儲(chǔ)器，其中，處理器和存儲(chǔ)器相連，其中，存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)程序代碼，處理器用于調(diào)用程序代碼，以執(zhí)行上述第二方面或第三方面的方法設(shè)計(jì)中任意一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中的方法。

9、第五方面，提供了一種割草機(jī)，包括如第一方面中任意一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中的定位系統(tǒng)，以及上述第四方面所述的控制裝置。

10、第六方面，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)第二方面或第三方面的方法設(shè)計(jì)中任意一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中的方法。

11、第七方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括指令，當(dāng)該指令被處理器運(yùn)行時(shí)，使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述第二方面或第三方面的方法設(shè)計(jì)中任意一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中的方法。

技術(shù)特征：

1.一種定位系統(tǒng)，其特征在于，所述定位系統(tǒng)應(yīng)用于移動(dòng)裝置，所述定位系統(tǒng)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述置信度模型用于指示所述移動(dòng)裝置在不同速度下得到的所述第一狀態(tài)變量對(duì)應(yīng)的置信度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述里程計(jì)包括慣性里程計(jì)和/或輪式里程計(jì)，其中，所述慣性里程計(jì)用于獲取所述第一加速度，所述第一加速度包括線加速度和/或角加速度，所述輪式里程計(jì)用于獲取所述第一速度，所述第一速度包括線速度和/或角速度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)預(yù)設(shè)置信度模型與所述第一狀態(tài)變量確定第一置信度，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，應(yīng)用于包括標(biāo)志物的環(huán)境中，所述定位系統(tǒng)搭載于移動(dòng)裝置上，所述定位系統(tǒng)還包括位姿傳感器，其中，所述主控芯片還用于：

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)標(biāo)志物在所述第一環(huán)境圖像中的位置進(jìn)行重定位，以獲取定位系統(tǒng)的定位信息，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，獲取所述定位系統(tǒng)中視覺(jué)傳感器在定位系統(tǒng)世界坐標(biāo)系下的第一初始位姿包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述標(biāo)志物安裝在基準(zhǔn)位置上，當(dāng)所述視覺(jué)傳感器處于失效工作狀態(tài)時(shí)，所述主控芯片還用于：

9.一種控制方法，其特征在于，應(yīng)用于如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述定位系統(tǒng)中，當(dāng)所述移動(dòng)裝置為割草機(jī)時(shí)，所述方法包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在所述第一特征信息用于指示所述第一區(qū)域包括所述非草坪區(qū)域的情況下，所述方法還包括：

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在所述第一最大垂直距離大于所述第一距離閾值的情況下，所述方法還包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在所述第一最大垂直距離小于或者等于所述第一距離閾值的情況下，所述方法還包括：

13.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述定位信息指示所述割草機(jī)當(dāng)前位置與所述目標(biāo)點(diǎn)位置之間的距離與所述移動(dòng)速度正相關(guān)。

15.一種控制方法，其特征在于，應(yīng)用于如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的定位系統(tǒng)，當(dāng)所述移動(dòng)裝置為割草機(jī)時(shí)，所述割草機(jī)位于放置第一指示物的第一草坪區(qū)域，在所述割草機(jī)沿第三路徑移動(dòng)的過(guò)程中，所述方法包括：

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一指示物獲取第四路徑包括：

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述第一指示物包括第一圖形碼，所述第一圖形碼用于指示所述第二坐標(biāo)與所述第一方向。

18.根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第二草坪區(qū)域包括第二指示物，在所述割草機(jī)沿著所述第四路徑移動(dòng)的過(guò)程中，所述方法還包括：

19.根據(jù)權(quán)利要求15至18中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一草坪區(qū)域還包括第三指示物，所述第三指示物與第三草坪區(qū)域相關(guān)聯(lián)，且所述第三指示物用于指示第二方向，所述第二方向?yàn)樗龅谌萜簠^(qū)域相對(duì)于所述第三指示物的方向。

20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，在控制所述視覺(jué)傳感器采集所述割草機(jī)所在位置的第三環(huán)境圖像之前，還包括：

21.一種控制裝置，其特征在于，包括：

22.一種割草機(jī)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的定位系統(tǒng)，以及如權(quán)利要求21所述的控制裝置。

23.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，其上存儲(chǔ)有指令，所述指令被處理器執(zhí)行時(shí)，以使得處理器實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求9至20中任一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┝硕ㄎ幌到y(tǒng)、控制方法及割草機(jī)，該定位系統(tǒng)應(yīng)用于移動(dòng)裝置，該定位系統(tǒng)包括：視覺(jué)傳感器，用于采集移動(dòng)裝置所在位置的第一環(huán)境圖像，第一環(huán)境圖像用于獲取移動(dòng)裝置的狀態(tài)測(cè)量；里程計(jì)，用于獲取移動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括第一加速度和/或第一速度，運(yùn)動(dòng)參數(shù)用于預(yù)測(cè)移動(dòng)裝置的第一狀態(tài)變量；主控芯片，用于根據(jù)預(yù)設(shè)置信度模型與第一狀態(tài)變量，確定第一置信度，第一置信度用于指示移動(dòng)裝置的輪子是否打滑，根據(jù)第一置信度與第一狀態(tài)變量，確定第二狀態(tài)變量，并根據(jù)第二狀態(tài)變量與狀態(tài)測(cè)量，確定移動(dòng)裝置的定位信息?；谠摲桨?，能夠增加定位系統(tǒng)的定位準(zhǔn)確度。

技術(shù)研發(fā)人員：劉永浩,雷祥鋒,薛天雨,陳潘,陳向,朱毅寧,劉慶龍,龐敏健
受保護(hù)的技術(shù)使用者：奧比中光科技集團(tuán)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15