自动工作系统及其控制方法
阅读：2发布：2020-05-13
专利汇可以提供自动工作系统及其控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种自动工作系统(100)，包括自移动设备(1)和 定位 设备(15)；该自移动设备(1)包括移动模 块 (5)和任务执行模块(7)，以及连接至移动模块(5)和任务执行模块(7)的驱动 电路 ，该驱动电路驱动移动模块(5)带动自移动设备(1)移动，并驱动任务执行模块(7)执行工作任务；该定位设备(15)被配置为检测自移动设备(1)的当前 位置 ；该自动工作系统(100)包括存储单元，被配置为存储工作区域地图，以及：地图确认程序，该地图确认程序包括，提供驱动电路指令以沿工作区域的边界(200)移动，接收来自用户的确认 信号 以完成地图确认程序；工作程序，提供驱动电路指令以在地图限定的工作区域内移动并执行工作任务；控 制模 块，被配置为通过监测定位设备(15)的输出，执行地图确认程序，并在地图确认程序完成后执行所述工作程序。，下面是自动工作系统及其控制方法专利的具体信息内容。
1.一种自动工作系统，包括自移动设备和定位设备；
所述自移动设备包括移动模块和任务执行模块，以及连接至所述移动模块和任务执行模块的驱动电路，所述驱动电路驱动所述移动模块带动自移动设备移动，并驱动任务执行模块执行工作任务；
所述定位设备被配置为检测所述自移动设备的当前位置；其特征在于，
所述自动工作系统包括：
存储单元，被配置为存储工作区域地图，以及：
地图确认程序，所述地图确认程序包括，
提供驱动电路指令以沿工作区域的边界移动；
接收来自用户的控制信号，根据所述控制信号提供驱动电路指令以控制移动方式；
记录根据所述控制信号控制移动时所经过的位置，以修改所述工作区域地图；
接收来自用户的确认信号以完成所述地图确认程序；工作程序，提供驱动电路指令以在地图限定的工作区域内移动并执行工作任务；
控制模块，被配置为通过监测定位设备的输出，执行所述地图确认程序，并在所述地图确认程序完成后执行所述工作程序。
2.根据权利要求1所述的自动工作系统，其特征在于，所述地图确认程序还包括，接收来自用户的地图修改信号，基于所述地图修改信号修改所述工作区域地图。
3.根据权利要求1所述的自动工作系统，其特征在于，所述定位设备包括卫星定位设备。
4.根据权利要求3所述的自动工作系统，其特征在于，所述卫星定位设备包括差分卫星定位设备。
5.根据权利要求4所述的自动工作系统，其特征在于，所述差分卫星定位设备包括RTK-GPS定位设备。
6.根据权利要求1所述的自动工作系统，其特征在于，所述定位设备固定连接于所述自移动设备，或者所述定位设备与所述自移动设备可拆卸的连接。
7.根据权利要求1所述的自自动工作系统，其特征在于，所述地图确认程序还包括，在提供驱动电路指令以沿工作区域的边界移动之后，提供驱动电路指令以在边界限定的工作区域内移动。
8.根据权利要求1所述的自动工作系统，其特征在于，所述自动工作系统包括报警单元，被配置为输出指示工作区域异常状况的报警信号。
9.根据权利要求8所述的自动工作系统，其特征在于，所述自动工作系统包括环境传感器，至少部分安装于所述自移动设备，用于当自移动设备在工作区域内移动时，检测工作区域异常状况；所述控制模块通过监测环境传感器的输出，控制所述报警单元输出报警信号。
10.根据权利要求1所述的自动工作系统，其特征在于，所述控制信号包括停止移动信号，所述地图确认程序包括接收来自用户的停止移动信号，根据所述停止移动信号提供驱动电路指令以控制停止移动。
11.根据权利要求1所述的自动工作系统，其特征在于，包括通信模块，与用户的智能终端通信，用于接收来自用户的确认信号。
12.根据前述任一项权利要求所述的自动工作系统，其特征在于，所述地图确认程序还包括，提供驱动电路指令以保持任务执行模块不执行工作任务。
13.根据权利要求12所述的自动工作系统，其特征在于，所述任务执行模块包括切割组件，所述地图确认程序包括提供驱动电路指令以保持所述切割组件不执行切割工作。
14.一种自动工作系统的控制方法，所述自动工作系统包括自移动设备和定位设备；
所述自移动设备包括移动模块和任务执行模块；
所述定位设备被配置为检测所述自移动设备的当前位置；其特征在于，
所述控制方法包括步骤：
存储工作区域地图；
控制进入地图确认模式，地图确认模式下，
通过监测自移动设备的当前位置，基于所述工作区域地图控制移动模块带动自移动设备沿工作区域的边界移动；
接收来自用户的控制信号，根据所述控制信号控制自移动设备的移动方式；
记录自移动设备根据所述控制信号移动时所经过的位置，以修改工作区域地图；
接收来自用户的确认信号；
仅在接收到来自用户的确认信号后，控制进入工作模式；工作模式下，通过监测自移动设备的当前位置，控制移动模块带动自移动设备在地图限定的工作区域内移动，并控制任务执行模块执行工作任务。
15.根据权利要求14所述的控制方法，其特征在于，接收来自用户的地图修改信号，基于所述地图修改信号修改工作区域地图。
16.根据权利要求14所述的控制方法，其特征在于，所述定位设备包括卫星定位设备。
17.根据权利要求16所述的控制方法，其特征在于，所述卫星定位设备包括差分卫星定位设备。
18.根据权利要求17所述的控制方法，其特征在于，所述差分卫星定位设备包括RTK-GPS定位设备。
19.根据权利要求14所述的控制方法，其特征在于，所述定位设备固定连接于所述自移动设备，或者所述定位设备可拆卸的连接于所述自移动设备。
20.根据权利要求14所述的控制方法，其特征在于，地图确认模式下，基于所述工作区域地图控制移动模块带动自移动设备沿工作区域的边界移动之后，还包括步骤，控制移动模块带动自移动设备在边界限定的工作区域内移动。
21.根据权利要求14所述的控制方法，其特征在于，提供报警单元，输出指示工作区域异常状况的报警信号。
22.根据权利要求21所述的控制方法，其特征在于，提供环境传感器，至少部分安装于所述自移动设备，当自移动设备在工作区域内移动时，检测工作区域异常状况；通过监测所述环境传感器的输出，控制所述报警单元输出报警信号。
23.根据权利要求14所述的控制方法，其特征在于，所述控制信号包括停止移动信号，根据所述停止移动信号控制所述自移动设备停止移动。
24.根据权利要求14所述的控制方法，其特征在于，提供通信模块，与用户的智能终端通信，用于接收来自用户的确认信号。
25.根据前述任一项权利要求所述的控制方法，其特征在于，地图确认模式下，控制所述任务执行模块不执行工作任务。
26.根据权利要求25所述的控制方法，其特征在于，所述任务执行模块包括切割组件，地图确认模式下，控制所述切割组件不执行切割工作。
自动工作系统及其控制方法
技术领域
背景技术
[0003] 自动工作系统中，自移动设备能够在一定区域内自动行驶并工作，来完成特定的任务。由于自动工作系统是在没有人为操作的情况下工作的，自移动设备的运行可能出现一些安全性问题，例如，自移动设备可能行驶到用户不希望其出现的区域。以自动割草机为例，自动割草机可能行驶到草坪以外的区域，或行驶到凹坑区域。
[0004] 以自动割草机所在的自动工作系统为例，解决上述问题的一种方法为，在自动割草机上安装传感器，检测边界或障碍物。采用这种方法，需要用户在草坪上铺设边界线，边界线中传输电信号，从而产生电磁场，自动割草机上的边界传感器检测电磁场，自动割草机的控制器根据边界传感器检测到的电磁场判断自动割草机是否在边界线限定的工作区域内工作。采用这种方法，铺设边界线麻烦，而且影响草坪美观。
[0005] 另一种方法为，建立工作区域的地图，控制自动割草机在地图限定的工作区域内活动。建立地图的方法有多种，其中一种建立地图的方法为，建立坐标系，记录工作区域的位置坐标，用所记录的工作区域的位置坐标限定自动割草机可以安全工作的范围。自动工作系统工作时，自动割草机的控制器判断自动割草机的当前位置与存储在控制器中的工作区域的位置坐标的关系，若发现自动割草机将行驶到安全工作的范围以外的位置，则控制自动割草机向工作区域内偏转，从而保证自动割草机的安全工作。
[0006] 当然，建立地图的方法也可以是通过采集工作区域的图像，建立图像库，为含有不同特征的图像定义为工作区域内、或工作区域外、或边界等。自动工作系统工作时，安装在自动割草机上的摄像头捕获自动割草机前方地面的图像，控制器分析图像特征，判断自动割草机是否位于安全的工作区域。
[0007] 建立地图的方法不必在草坪上布置边界线，为用户省去布边界线的麻烦。但是，这种方法存在一个问题，就是建立地图的准确性。
[0008] 例如，地图记录的工作区域的位置坐标与实际工作区域的位置坐标有偏差，地图指示可以安全工作的区域超出了自动割草机实际可以安全工作的范围，则自动工作系统工作时，自动割草机将行驶到不安全的区域工作，导致安全性问题。又如，地图指示可以安全工作的区域小于自动割草机实际可以安全工作的区域，则自动工作系统工作时，自动割草机将不能达到未包含在地图限定的安全工作区域内的区域，使得草坪切割不完整。
[0009] 这种建立地图的方法，即使使用高精度的定位设备，也仍然无法避免建立地图的不准确的问题，而且采用定位精度越高的定位设备，相应的自动工作系统的成本也越高，不可能无限制的提高定位设备的精度。因此，亟需找到一种能够解决建立地图的不准确的问题的方法。
发明内容
[0010] 为了解决自动工作系统的工作区域的地图建立的不准确的问题，本发明所采用的技术方案是：
[0011] 一种自动工作系统，包括自移动设备和定位设备；所述自移动设备包括移动模块和任务执行模块，以及连接至所述移动模块和任务执行模块的驱动电路，所述驱动电路驱动所述移动模块带动自移动设备移动，并驱动任务执行模块执行工作任务；所述定位设备被配置为检测所述自移动设备的当前位置；所述自动工作系统包括：存储单元，被配置为存储工作区域地图，以及：地图确认程序，所述地图确认程序包括，提供驱动电路指令以沿工作区域的边界移动，接收来自用户的确认信号以完成所述地图确认程序；工作程序，提供驱动电路指令以在地图限定的工作区域内移动并执行工作任务；控制模块，被配置为通过监测定位设备的输出，执行所述地图确认程序，并在所述地图确认程序完成后执行所述工作程序。
[0012] 优选的，所述定位设备包括卫星定位设备。
[0013] 优选的，所述卫星定位设备包括差分卫星定位设备。
[0014] 优选的，所述差分卫星定位设备包括RTK-GPS定位设备。
[0015] 优选的，所述定位设备固定连接于所述自移动设备，或者所述定位设备与所述自移动设备可拆卸的连接。
[0016] 优选的，所述地图确认程序还包括，提供驱动电路指令以保持任务执行模块不执行工作任务。
[0017] 优选的，所述任务执行模块包括切割组件，所述地图确认程序包括提供驱动电路指令以保持所述切割组件不执行切割工作。
[0018] 优选的，所述地图确认程序还包括，在提供驱动电路指令以沿工作区域的边界移动之后，提供驱动电路指令以在边界限定的工作区域内移动。
[0019] 优选的，所述自动工作系统包括报警单元，被配置为输出指示工作区域异常状况的报警信号。
[0020] 优选的，所述自动工作系统包括环境传感器，至少部分安装于所述自移动设备，用于当自移动设备在工作区域内移动时，检测工作区域异常状况；所述控制模块通过监测环境传感器的输出，控制所述报警单元输出报警信号。
[0021] 优选的，所述地图确认程序还包括，接收来自用户的控制信号，根据所述控制信号提供驱动电路指令以控制移动方式。
[0022] 优选的，所述控制信号包括停止移动信号，所述地图确认程序包括接收来自用户的停止移动信号，根据所述停止移动信号提供驱动电路指令以控制停止移动。
[0024] 优选的，包括通信模块，与用户的智能终端通信，用于接收来自用户的确认信号。
[0025] 一种自动工作系统的控制方法，所述自动工作系统包括自移动设备和定位设备；所述自移动设备包括移动模块和任务执行模块；所述定位设备被配置为检测所述自移动设备的当前位置；所述控制方法包括步骤：存储工作区域地图；控制进入地图确认模式，地图确认模式下，通过监测自移动设备的当前位置，基于所述工作区域地图控制移动模块带动自移动设备沿工作区域的边界移动；接收来自用户的确认信号；仅在接收到来自用户的确认信号后，控制进入工作模式；工作模式下，通过监测自移动设备的当前位置，控制移动模块带动自移动设备在地图限定的工作区域内移动，并控制任务执行模块执行工作任务。
[0026] 优选的，所述定位设备包括卫星定位设备。
[0027] 优选的，所述卫星定位设备包括差分卫星定位设备。
[0028] 优选的，所述差分卫星定位设备包括RTK-GPS定位设备。
[0029] 优选的，所述定位设备固定连接于所述自移动设备，或者所述定位设备可拆卸的连接于所述自移动设备。
[0030] 优选的，地图确认模式下，控制所述任务执行模块不执行工作任务。
[0031] 优选的，所述任务执行模块包括切割组件，地图确认模式下，控制所述切割组件不执行切割工作。
[0032] 优选的，地图确认模式下，基于所述工作区域地图控制移动模块带动自移动设备沿工作区域的边界移动之后，还包括步骤，控制移动模块带动自移动设备在边界限定的工作区域内移动。
[0033] 优选的，提供报警单元，输出指示工作区域异常状况的报警信号。
[0034] 优选的，提供环境传感器，至少部分安装于所述自移动设备，当自移动设备在工作区域内移动时，检测工作区域异常状况；通过监测所述环境传感器的输出，控制所述报警单元输出报警信号。
[0035] 优选的，地图确认模式下，接收来自用户的控制信号，根据所述控制信号控制所述移动模块带动自移动设备改变移动方式。
[0036] 优选的，所述控制信号包括停止移动信号，根据所述停止移动信号控制所述移动模块带动自移动设备停止移动。
[0037] 优选的，地图确认模式下，接收来自用户的地图修改信号，根据所述地图修改信号修改所述工作区域地图。
[0038] 优选的，提供通信模块，与用户的智能终端通信，用于接收来自用户的确认信号。
[0039] 一种自动工作系统，包括：自移动设备，所述自移动设备包括移动模块、任务执行模块和控制模块；所述移动模块带动自移动设备移动；所述任务执行模块执行工作任务；所述控制模块与移动模块和任务执行模块电连接；所述控制模块包括存储单元，存储工作区域地图；所述控制模块控制自移动设备在所述地图限定的工作区域内移动；所述自动工作系统包括人为观察模式，人为观察模式下，所述自动工作系统在用户观察下工作；所述存储单元存储地图后，所述控制模块控制所述任务执行模块执行工作任务之前，所述控制模块控制所述移动模块带动自移动设备移动以检查所述地图；所述控制模块控制所述移动模块带动自移动设备移动以检查所述地图时，述自动工作系统工作在人为观察模式。
[0040] 优选的，所述控制模块控制所述移动模块带动自移动设备移动以检查所述地图时，控制所述移动模块带动自移动设备沿所述地图记录的边界移动。
[0041] 优选的，所述控制模块控制所述移动模块带动自移动设备移动以检查所述地图时，控制所述移动模块带动自移动设备移动以覆盖地图限定的工作区域。
[0042] 优选的，所述控制模块控制所述移动模块带动自移动设备移动以检查所述地图时，所述控制模块控制所述任务执行模块保持不工作状态。
[0043] 优选的，所述控制模块基于用户观察的结果修改存储单元存储的地图。
[0044] 优选的，所述自动工作系统包括交互模块，所述控制模块控制所述移动模块带动自移动设备移动以检查所述地图时，所述交互模块与所述控制模块电连接，用于自移动设备与用户之间的交互，所述控制模块基于所述交互模块的输出修改存储单元存储的地图。
[0045] 优选的，所述交互模块包括通讯模块，用于自移动设备与用户的智能终端之间的通讯。
[0046] 优选的，所述交互模块包括输入/输出设备，供用户观察或操作。
[0047] 优选的，所述自移动设备包括障碍检测传感器，与所述控制模块电连接，所述控制模块控制所述移动模块带动自移动设备移动以检查所述地图时，所述障碍检测传感器用于检测所述地图限定的工作区域内的障碍，所述控制模块基于所述障碍检测传感器的检测结果修改存储单元存储的地图。
[0048] 优选的，所述自移动设备包括坡度检测传感器，与所述控制模块电连接，所述控制模块控制所述移动模块带动自移动设备移动以检查所述地图时，所述坡度检测传感器用于检测所述地图限定的工作区域的坡度信息，所述控制模块基于所述坡度检测传感器的检测结果修改存储单元存储的地图。
[0049] 优选的，所述自动工作系统包括定位设备，所述控制模块控制所述移动模块带动自移动设备移动以检查所述地图时，所述定位设备用于输出自移动设备的当前位置。
[0050] 优选的，所述控制模块根据所述定位设备输出的自移动设备的当前位置，以及定位设备输出的信号的可靠度，修改存储单元存储的地图。
[0051] 优选的，所述控制模块控制所述移动模块带动自移动设备移动以检查修改的所述地图。
[0052] 本发明还提供一种自移动设备的控制方法，所述自移动设备包括移动模块，带动自移动设备移动；任务执行模块，执行工作任务；所述自移动设备的控制方法包括步骤：记录并存储工作区域地图；存储所述地图后，控制所述任务执行模块执行工作任务之前，控制所述移动模块带动自移动设备在所述地图限定的工作区域内移动，以检查所述地图；检查所述地图时，使自移动设备在用户观察下移动。
[0053] 优选的，检查所述地图的过程包括步骤，控制所述移动模块带动自移动设备沿所述地图记录的边界移动。
[0054] 优选的，检查所述地图的过程包括步骤，控制所述移动模块带动自移动设备移动以覆盖所述地图限定的工作区域。
[0055] 优选的，检查所述地图的过程包括步骤，定位自移动设备的当前位置，比较自移动设备的当前位置与存储的所述地图记录的位置，判断自移动设备是否位于所述地图限定的工作区域内。
[0056] 优选的，检查地图时，控制所述任务执行模块保持不工作状态。
[0057] 优选的，基于用户观察的结果修改所述地图。
[0058] 优选的，检查所述地图的过程包括步骤，控制自移动设备与用户进行交互，基于交互的结果修改所述地图。
[0059] 优选的，控制所述移动模块带动自移动设备移动以检查修改的所述地图。
[0060] 本发明还提供一种自移动设备，基于工作区域地图在工作区域内自动移动，包括壳体，移动模块，任务执行模块和控制模块，所述控制模块控制所述移动模块带动所述自移动设备移动，并控制任务执行模块的工作任务执行；所述控制模块从定位设备获取自移动设备的当前位置；所述工作区域地图包含所述工作区域的一个或多个位置的位置信息；所述自移动设备包括地图确认模式，地图确认模式下，所述控制模块控制所述自移动设备基于所述工作区域地图自动移动，并控制所述任务执行模块不执行工作任务。
[0061] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：存储单元存储地图之后，控制模块控制任务执行模块执行工作任务之前，控制模块控制移动模块带动自移动设备移动以检查地图，避免由于地图不准确导致自移动设备执行工作任务时出现安全问题。检查地图的过程在人为观察下进行，保证了对地图的检查的可靠性。检查地图的过程保持任务执行模块不工作，保证了检查过程的安全性。
[0062] 本发明还提供一种能够简化割草机的使用准备，并实现快速回归的自动割草机。
[0063] 一种自动割草机，包括：
[0064] 工作区域识别模块，用于判断自动割草机要经过的区域是否为工作区域；
[0065] 驱动模块，用于驱动自动割草机在所述工作区域内行走；
[0066] 定位模块，用于接受定位信号，以取得自动割草机当前的位置的坐标或多个坐标组成的坐标区域；
[0067] 地图构建与存储模块，用于判断所述坐标是否存储于工作地图中，判断为否时，将所述坐标加入所述工作地图获得更新的工作地图；
[0068] 回归路径规划模块，用于接收回归指令并根据所述更新的工作地图生成回归路径，并控制自动割草机沿所述回归路径自回归前所处的位置回归至预定位置。
[0069] 上述自动割草机，可开始快速工作，且利用工作过程完善工作地图，在工作结束后可以根据已经有的工作地图导航，从而实现快速回归，不需要用户提前训练自动割草机学习全部的工作区域。
[0070] 优选的，所述预定位置为充电站。
[0071] 优选的，所述工作区域识别模块包括草地检测模块，用以识别自动割草机要经过的区域是否为草地。
[0072] 优选的，所述定位模块具有用以接收定位信号的通信模块，所述通信模块包括GPS模块、D-GPS模块、UWB模块、Zigbee模块、wifi模块、超声波接收模块、惯性导航模块、里程计、电子地图和加速度传感器中的一种或多种。
[0073] 优选的，所述回归路径为：由所述工作地图中的已知坐标限定的、自回归前所处的位置至预定位置的距离最短的路径。
[0074] 优选的，所述回归路径规划模块还用于记录所述工作地图中各已知坐标被自动割草机经过的次数，所述回归路径由回归前所处的位置的坐标、预定位置的坐标、回归前所处的位置与预定位置之间被自动割草机经过的次数最少的已知坐标限定。
[0075] 还提出一种自动割草机的行走方法，包括步骤：
[0076] 判断自动割草机要经过的区域是否为工作区域；
[0077] 驱动自动割草机在所述工作区域内行走；
[0078] 接受定位信号，以取得自动割草机当前的位置的坐标或多个坐标组成的坐标区域；
[0079] 判断所述坐标是否存储于工作地图中，判断为否时，将所述坐标加入所述工作地图获得更新的工作地图；
[0080] 接收回归指令，根据所述更新的工作地图生成回归路径，并控制自动割草机沿所述回归路径自回归前所处的位置回归至预定位置。
[0081] 在其中一个实施例中，所述回归路径为：由所述工作地图中的已知坐标限定的、自回归前所处的位置至预定位置的距离最短的路径。
[0082] 优选的，所述接收回归指令，根据所述更新的工作地图生成回归路径，并控制自动割草机沿所述回归路径自回归前所处的位置回归至预定位置的步骤包括：
[0083] 记录所述工作地图中各已知坐标被自动割草机经过的次数；
[0084] 根据回归前所处的位置的坐标、预定位置的坐标、回归前所处的位置与预定位置之间被自动割草机经过的次数最少的已知坐标生成所述回归路径。
[0086] 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：
[0087] 图1为本发明的第一实施例的自动工作系统示意图。
[0088] 图2为本发明的第一实施例的自动割草机的结构示意图。
[0089] 图3为本发明的第一实施例的工作区域的地图示意图。
[0090] 图4为本发明的第一实施例的自动工作系统检查地图的流程图。
[0091] 图5为本发明的第六实施例的自动割草机的结构框图。
[0092] 图6为自动割草机第1次工作时构建工作地图的示意图。
[0093] 图7为自动割草机基于图6所构建的工作地图回归的示意图。
[0094] 图8为自动割草机第2次工作时构建工作地图的示意图。
[0095] 图9为自动割草机基于图7所更新的工作地图回归的示意图。
[0096] 图10为自动割草机第N次工作时构建工作地图的示意图。
[0097] 图11为自动割草机基于图10所更新的工作地图回归的示意图。
[0098] 图12为一个实施例的自动割草机行走方法的流程图。
[0099] 图13为本发明的第五实施例的自动工作系统结构示意图。
[0100] 图14为本发明的第五实施例的自动工作系统控制方法流程图。
具体实施方式
[0101] 图1为本发明的第一实施例的自动工作系统100示意图。自动工作系统包括自移动设备。本实施例中，自移动设备为自动割草机1，在其他实施例中，自移动设备也可以为自动清洁设备、自动浇灌设备、自动扫雪机等适合无人值守的设备。自动工作系统100还包括充电站2，用于为自动割草机1补给电能。
[0102] 图2为本发明的第一实施例的自动割草机1的结构示意图，本实施例中，自动割草机1包括壳体3；移动模块，安装于壳体3，移动模块包括履带5，由驱动马达驱动以带动自动割草机1移动；任务执行模块，安装于壳体3底部，包括切割组件7，执行割草工作。自动割草机1还包括能源模块，能源模块包括电池包，为自动割草机1的移动和工作提供能量。自动割草机1还包括控制模块，与移动模块、任务执行模块以及能源模块电连接，控制移动模块带动自动割草机1移动，并控制任务执行模块执行工作任务。本实施例中，控制模块包括存储单元，存储工作区域的地图。
[0103] 如背景技术中所述，建立地图的方法有多种，本实施例中，建立地图的方法为，以充电站2为原点建立空间坐标系，利用定位设备记录工作区域的位置坐标，对工作区域的位置坐标进行处理，生成工作区域的地图。工作区域地图包含工作区域的一个或多个位置的位置信息。在其他实施例中，也可以通过用户在电子地图上手动划定工作区域来获取工作区域地图。
[0104] 参考图1，本实施例中，自动工作系统包括定位设备，定位设备包括卫星定位设备，属于卫星导航系统，卫星导航系统利用全球定位系统(GPS)进行导航。当然，在其他实施例中，卫星导航系统也可以利用伽利略卫星导航系统、或北斗卫星导航系统等进行导航。本实施例中，卫星定位设备包括移动站15，移动站15可随自动割草机1移动，输出自动割草机的当前位置。本实施例中，卫星导航系统还包括基站17，基站17固定设置，优选的，基站17设置在充电站2上，基站17与移动站15无线通讯，基站17向移动站15发送定位修正信号，实现差分GPS(DGPS)定位。本实施例中，移动站15可拆卸的安装于自动割草机1的壳体3。移动站15从自动割草机1上拆下时，可以独立工作，记录自身移动所经过的位置坐标。移动站15安装在自动割草机1的壳体3上时，与自动割草机1的控制模块电连接，输出自动割草机1的当前位置坐标。本实施例中，记录地图时，将移动站15从自动割草机1上拆下，由用户手持移动来记录工作区域的边界、障碍等位置坐标。本实施例中，定位设备还包括惯性导航设备，惯性导航设备包括陀螺仪、加速计等，惯性导航设备可根据自动割草机1的初始位置，输出自动割草机1的当前位置坐标，惯性导航设备能够与卫星定位设备配合，在卫星信号差时，起到辅助导航的作用。
[0105] 本实施例中，工作区域的地图包括工作区域的边界信息、工作区域内的障碍信息、工作区域的坡度信息、工作区域接收到的卫星信号的强弱信息等。如图1所示的工作区域，草坪与非草坪区域之间形成自然边界，即实际工作区域的边界200，工作区域中存在障碍9，斜坡11，还存在卫星信号弱的区域13。障碍9可以是树木、凹坑等。斜坡11为坡度超过阈值的工作区域，自动割草机在斜坡上工作时可以通过改变移动方式来提高稳定性和工作效率。卫星信号弱的区域13可能是被房屋遮挡的区域、植被阴影下的区域等，自动割草机1在这些区域不能接收到良好的卫星信号，卫星定位设备不能输出准确的位置信号。本实施例中，虽然同时采用了惯性导航设备进行导航，但是自动割草机1长时间逗留在卫星信号弱的区域时，惯性导航设备将由于误差累积也不能输出准确的位置信号。因此，自动割草机1在卫星信号弱的区域内移动时，优选的采用与在卫星信号良好的区域内不同的移动方式移动。
[0106] 图3为以显示设备作为载体的工作区域的地图示意图。对比图1和图3，地图记录的工作区域相对于实际工作区域可能存在偏差。例如，实际工作区域的右侧边界包括向工作区域的中心凹陷的部分，而地图记录的边界300位置未准确反映该凹陷的部分，也就是说，地图记录的边界300位置不准确。地图记录的边界300位置不准确，将导致自动割草机1在边界附近的区域移动时，移动至实际工作区域的边界200以外的区域，导致安全性问题。又例如，实际工作区域包括障碍11，具体的，障碍11可能为凹坑，而地图未记录该凹坑位置，这将导致自动割草机1移动至该凹坑位置时跌落，导致安全性问题。
[0107] 本实施例中，存储单元存储地图后，控制模块控制自动割草机1执行割草工作之前，控制模块控制移动模块带动自动割草机1在地图限定的工作区域内移动，以检查地图是否准确。本实施例中，自动工作系统包括人为观察模式，人为观察模式下，自动工作系统在用户观察下工作。控制模块控制移动模块带动自动割草机1移动以检查地图时，自动工作系统工作在人为观察模式，以保证对地图的检查的可靠性。自动工作系统包括交互模块，人为观察模式下，交互模块提供自动割草机1与用户的交互。本实施例中，交互模块包括通讯模块，用于自动割草机1与用户的智能终端之间的通讯。
[0108] 本实施例中，自动割草机1检查地图的过程中，控制模块控制自动割草机1的切割组件7保持不工作状态，因此，即使由于记录的地图不准确，自动割草机移动1至实际工作区域的边界外或凹坑等不安全区域，也不会导致切割组件7伤人或伤其他物体，保证了检查过程的安全性。将上述过程称为自动割草机的地图确认模式，即地图确认模式下，控制模块控制自动割草机基于工作区域地图移动，并控制任务执行模块不执行工作任务。
[0109] 本实施例中，自动割草机1检查地图的过程中，移动站15安装于自动割草机1的壳体3，与自动割草机1的控制模块电连接，输出自动割草机1的当前位置。控制模块比较自动割草机1的当前位置与存储的地图中记录的位置，判断自动割草机1是否在地图限定的工作区域内移动，若控制模块判断自动割草机1移动至地图限定的工作区域以外的位置，则控制自动割草机1改变移动方式，向工作区域内移动。
[0110] 本实施例中，自动割草机检查地图的过程包括步骤：控制模块控制移动模块带动自动割草机沿地图记录的边界移动，以检查地图记录的边界是否准确。
[0111] 本实施例中，控制模块控制移动模块带动自动割草机沿地图记录的边界移动时，用户观察自动割草机的移动，用户判断自动割草机是否沿实际工作区域的边界移动。本实施例中，控制自动割草机从充电站出发以逆时针方向沿地图记录的边界移动，当自动割草机移动至工作区域右侧边界上的A点时，由于地图记录的边界相对于实际工作区域的边界向右侧偏移，自动割草机沿地图记录的边界移动将逐渐偏离实际工作区域的边界。实际工作区域的边界的右侧可能为马路等非草坪区域，自动割草机在执行割草工作时移动至该区域可能导致安全性问题。此时，用户通过观察自动割草机的移动发现自动割草机已偏离实际工作区域的边界。用户可使自动割草机停止移动。本实施例中，用户观察自动割草机检查地图的过程，保证了对地图的检查结果的可靠性。
[0112] 在自动割草机检查地图的过程中，当用户发现地图不准确时，将采取修正地图的措施。本实施例中，自动工作系统包括通讯模块，通讯模块可集成于移动站，也可独立设置于自动割草机上，与控制模块电性连接。自动割草机检查地图时，通讯模块用于自动割草机与用户的智能终端进行无线通讯。具体的，自动割草机检查地图时，通讯模块将自动割草机的当前位置信息发送给用户的智能终端，用户的智能终端存储并能够显示工作区域地图，同时显示自动割草机的当前位置。自动割草机检查地图时，用户观察自动割草机的移动，当自动割草机偏离实际工作区域的边界移动时，用户记录自动割草机开始偏离实际工作区域的边界移动的位置A点。由于自动割草机的切割组件不工作，因此可以允许自动割草机继续移动，直至回到实际工作区域的边界上。用户记录自动割草机回到实际工作区域的边界移动的位置B点。用户获得地图记录的边界偏离实际工作区域的边界的部分的起点位置A点和终点位置B点后，控制自动割草机停止移动，然后使用定位设备重新记录包含A点至B点部分的实际工作区域的边界的位置坐标，使用重新记录的边界位置坐标来修正地图。
[0113] 本实施例中，用户采取修正地图的措施后，控制模块将修改存储单元存储的地图，并再次控制移动模块带动自动割草机移动来检查修改后的地图是否正确。具体的，使自动割草机回到地图修正的起点位置，或地图的边界上位于地图修正的起点位置以前的位置，令自动割草机沿修正的地图的边界移动。此时，仍然控制切割组件保持不工作状态，以保证检查过程的安全性。同样的，用户观察自动割草机的移动，判断自动割草机是否沿实际工作区域的边界移动，若自动割草机移动至地图修正的终点位置的过程中，始终沿实际工作区域的边界移动，说明对地图的修正正确，若自动割草机再次偏离实际工作区域的边界移动，说明对地图的修正不正确，需要再次采取修正地图的措施。本实施例中，控制移动模块带动自动割草机移动以检查修正的地图，进一步保证了对地图的检查的可靠性。
[0114] 本发明的第二实施例中，自动割草机检查地图的方法与第一实施例中的基本相同，差异在于，修正地图的措施与第一实施例中的不同。具体的，用户获得地图的边界偏离实际工作区域的边界的部分的起点位置A点和终点位置B点后，用户的智能终端将在显示的地图上标记该起点位置A点和终点位置B点，用户通过在智能终端的显示屏上，手动连接起点位置A点与终点位置B点，来修改地图。具体的，用户可以根据实际边界的形状特征决定起点位置A点与终点位置B点之间的边界的形状，也可以根据修正前的地图记录的边界相对于实际工作区域的边界的偏移情况，决定起点位置A点与终点位置B点之间的边界相对于修正前的地图记录的边界的偏移程度。同样的，用户采取修正地图的措施后，控制模块将修改存储单元存储的地图，并再次控制移动模块带动自动割草机移动来检查修改后的地图是否正确。
[0115] 本发明的第三实施例中，自动割草机检查地图的方法与第一实施例中的基本相同，差异在于，修正地图的措施与第一实施例中的不同。具体的，当用户判断自动割草机偏离实际工作区域的边界移动时，控制自动割草机停止移动，使自动割草机回到开始偏离实际工作区域的边界移动的位置A点，或A点以前的位置，并记录该起点位置。用户通过智能终端遥控自动割草机移动，使自动割草机沿实际工作区域的边界移动，自动割草机沿实际工作区域的边界移动的过程中，记录自身移动所经过的位置的坐标。用户观察智能终端显示的地图上的自动割草机的当前位置，判断自动割草机的当前位置是否已回到修正前的地图记录的边界上，若自动割草机的当前位置已回到修正前的地图记录的边界上，则停止对自动割草机的遥控，并记录该终点位置。使用自动割草机在遥控模式下记录的位置坐标来修正地图。同样的，用户采取修正地图的措施后，控制模块将修改存储单元存储的地图，并再次控制移动模块带动自动割草机移动来检查修改后的地图是否正确。
[0116] 本发明的第一实施例中，用户采取修正地图的措施后，若对地图的修正正确，则控制自动割草机继续沿地图记录的边界移动，直至完成沿地图的边界移动一周。若对地图的修正不正确，则再次采取修正地图的措施。再次采取修正地图的措施时，也可选择使用第二实施例或第三实施例中修正地图的方法。
[0117] 本发明的第一实施例中，地图记录的边界相对于实际工作区域的边界向外偏离，在其他实施例中，地图记录的边界也可能相对于实际工作区域的边界向内偏离，在这种情况下，同样可以采用上述方法对地图记录的边界进行修正，使得地图记录的边界与实际工作区域的边界一致，避免靠近实际工作区域的边界的区域不能被切割到的问题，使草坪能够达到理想的切割效果。
[0118] 本发明的第一实施例中，自动割草机检查地图的过程还包括步骤：控制模块控制移动模块带动自动割草机移动以覆盖地图限定的工作区域，检查地图记录的工作区域内的障碍信息、或工作区域的坡度信息、或工作区域接收到的卫星信号的强弱信息是否准确，尤其的，检查实际工作区域中是否存在地图未记录的不安全区域。检查自动割草机是否发生受困、跌落、碰撞、停滞、打滑、离开工作区域等异常情况。
[0119] 地图限定的工作区域，包括地图记录的边界位置以内的工作区域，若地图中的某区域被标记为不安全区域，例如标记为凹坑，则自动割草机不被允许进入该区域，地图限定的工作区域已排除了该不安全区域。
[0120] 自动割草机覆盖地图限定的工作区域时，可以随机路径移动，也可以预设路径移动，其中，预设路径根据地图的边界形状，由程序自动生成。本实施例中，令自动割草机以预设路径覆盖地图限定的工作区域。
[0121] 本实施例中，自动割草机包括环境传感器，具体的，自动割草机包括障碍检测传感器，检测自动割草机移动方向上的障碍。具体的，障碍检测传感器包括碰撞检测传感器，当碰撞检测传感器检测到自动割草机发生碰撞时，控制模块判断自动割草机移动方向上存在障碍。障碍检测传感器还可以包括超声波传感器等非接触式传感器，代替碰撞检测传感器检测自动割草机移动方向上的障碍。障碍检测传感器还可以包括悬崖检测传感器，检测自动割草机移动方向上是否存在凹坑等。当然，也可以使用摄像头来检测自动割草机移动方向上的障碍。当障碍检测传感器检测到自动割草机移动方向上存在障碍，控制模块获取检测到的障碍所在的位置，比较检测到的障碍所在的位置与存储的地图中标记为障碍的位置，若检测到的障碍所在的位置不符合存储的地图中标记为障碍的位置，则判断检测到的障碍为未知障碍(Husqvarna已揭示，2013-8-12)，控制模块控制通讯模块向用户的智能终端发送信息，提示用户修正地图。当然，自动割草机也可以通过加速计、抬起传感器等障碍检测传感器判断自身是否发生受困、倾覆等事故，若判断自身发生受困、倾覆等事故则通知用户，促使用户修正地图，在地图上标记这些不安全区域，以防止自动割草机执行割草工作时进入这些不安全区域。
[0122] 本实施例中，自动割草机还包括坡度检测传感器，检测工作区域的坡度。具体的，坡度检测传感器检测自动割草机的倾角，从而间接获得自动割草机所在位置的工作区域的坡度，控制模块判断工作区域的坡度是否超过阈值，若超过阈值，则判断当前位置的工作区域为斜坡。控制模块比较检测到的斜坡的位置与存储的地图中标记为斜坡的位置，若检测到的斜坡所在的位置不符合存储的地图中标记为斜坡的位置，则控制通讯模块向用户的智能终端发送信息，提示用户修正地图。
[0123] 本实施例中，控制模块根据卫星定位设备输出的定位信号的可靠度，判断工作区域的卫星信号的强弱。例如，当卫星定位设备只能接收到三颗以下卫星的信号时，控制模块判断当前位置的卫星信号弱。控制模块比较检测到的卫星信号弱的位置与存储的地图中标记为卫星信号弱的位置，若检测到的卫星信号弱的位置不符合存储的地图中标记为卫星信号弱的位置，则控制通讯模块向用户的智能终端发送信息，提示用户修正地图。
[0124] 用户通过智能终端接收到自动割草机发送的修正地图的提示信息后，可控制自动割草机停止移动，用户观察自动割草机所在位置，判断自动割草机的检测是否正确。用户确认自动割草机的检测正确后，采取修正地图的措施，修正地图的措施与修正地图记录的边界时采取的措施相似。用户采取修正地图的措施后，控制模块修改存储单元存储的地图，并控制自动割草机移动以检查修正的地图。具体的，本实施例中，使自动割草机回到检测到障碍、或斜坡、或卫星信号弱的位置，或该位置以前的位置，继续覆盖地图限定的工作区域。自动割草机覆盖地图限定的工作区域的过程中，若再次发现未知的障碍、或斜坡、或卫星信号弱的位置，则再次通知用户，促使用户采取修正地图的措施，直至自动割草机完成覆盖地图限定的工作区域。
[0125] 本实施例中，自动割草机覆盖地图限定的工作区域以检查地图的过程中，控制切割组件保持不工作状态，因此，即使由于记录的地图不准确，也可以避免切割组件伤人或伤其他物体，从而保证了自动工作系统的安全性。例如，自动割草机进入不安全区域而倾覆时，避免了人靠近自动割草机时的安全问题，又如，自动割草机进入非草坪区域时，避免了割切组件的工作对非草坪区域中的物体的伤害。
[0126] 本实施例中，自动割草机在覆盖过程中检测到未知的障碍、或斜坡、或卫星信号弱的区域时，通知用户，通过用户来判断自动割草机的检测是否正确，从而保证了对地图的检查的可靠性。
[0127] 本发明的第四实施例中，自动割草机检查地图的方法与第一实施例中的基本相同，差异在于，自动割草机覆盖地图限定的工作区域的过程中，用户通过观察自动割草机的移动和状态直接判断地图是否准确。具体的，自动割草机覆盖地图限定的工作区域的过程中，用户通过观察，判断自动割草机是否遇到未知的障碍、或斜坡、或卫星信号弱的区域；还可以判断自动割草机的移动方式是否合理；还可以判断自动割草机是否沿程序生成的预设路径移动。若用户判断自动割草机遇到未知的障碍、或斜坡、或卫星信号弱的区域，采取修正地图的措施，与第一实施例中的方法类似。若用户判断自动割草机的移动方式不合理，或者判断自动割草机偏离预设路径移动，则可以控制自动割草机停止移动，在智能终端上手动设置移动方式，或者基于智能终端显示的预设路径手动修改路径，或者遥控自动割草机移动来修改路径，等等。用户的观察保证了对地图的检查的可靠性。
[0128] 本发明的第一实施例的自动工作系统，在存储单元存储地图之后，在控制模块控制切割组件执行割草工作之前，控制模块控制移动模块带动自动割草机在地图限定的工作区域内移动，以检查地图。在完成了对地图的检查之后，自动割草机进入工作模式，控制模块再控制自动割草机在地图限定的工作区域内移动并执行割草工作。本实施例中，由于在控制自动割草机执行割草工作之前，实施了检查地图的步骤，因此保证了存储单元存储的地图的准确性，防止了由于地图不准确导致的自动割草机在工作过程中引起的安全事故，因而，本实施例中的自动工作系统是一种安全的自动工作系统。本实施例中，检查地图的步骤是在控制切割组件保持关闭的情况下进行的，保证了检查地图的步骤的安全性。本实施例中，对地图的检查是在用户的观察下实施的，保证了对地图的检查的可靠性。因此，本实施例中的检查地图的方法是一种安全、可靠的方法，这也进一步保证了本实施例中的自动工作系统的安全性。
[0129] 本发明的第一实施例的自动工作系统检查地图的流程如图4所示，包括步骤：
[0130] S100：记录并存储地图。
[0131] S101：启动自动割草机，关闭切割组件。
[0132] S102：控制自动割草机沿地图记录的边界移动，智能终端显示自动割草机在地图上的位置。
[0133] S103：用户观察自动割草机的移动，判断自动割草机是否沿实际工作区域的边界移动；若自动割草机沿实际工作区域的边界移动，进入步骤S200；若自动割草机未沿实际工作区域的边界移动，进入步骤S104。
[0134] S104：用户采取修正地图的措施。
[0135] S105：使自动割草机回到修正的起点以前的位置，沿修正的地图记录的边界移动；回到步骤S103。
[0136] S200：控制自动割草机沿地图记录的边界移动一周，确认地图，生成预设路径。
[0137] S201：控制自动割草机沿预设路径移动，保持切割组件关闭。
[0138] S202：判断自动割草机是否遇未知的障碍、或斜坡、或卫星信号弱的区域，若是，进入步骤S203；若否，进入步骤S204。
[0139] S203：用户采取修正地图的措施。
[0140] S204：控制自动割草机覆盖工作区域，确认地图。
[0141] 本发明的第一实施例中，定位设备记录的位置坐标，可以通过移动站与自动割草机的电性连接，传输给自动割草机的控制模块，还可以无线传输给用户的智能终端。存储单元存储的地图可以由控制模块生成，也可以由定位设备生成，也可以由智能终端生成。预设路径可以由控制模块中的程序生成，或定位设备中的程序生成，或智能终端中的程序生成。本实施例中，预设路径根据地图的修正而更新。
[0142] 本实施例中，自动割草机检查地图的过程中，自动割草机通过通讯模块实现与用户的智能终端之间的通信，包括向智能终端发送当前位置信息，接收智能终端发送的停止移动的指令，接收智能终端发送的修正地图的信息等等。
[0143] 在其他实施例中，自动工作系统还可以包括输入/输出设备，输入/输出设备可以集成于定位设备的移动站，也可以独立安装于自动割草机，与控制模块电连接。输入/输出设备可以包括触摸屏。自动割草机检查地图时，触摸屏用于显示地图、以及自动割草机的当前位置。用户观察自动割草机的移动时，可以同时观察触摸屏上自动割草机的当前位置。触摸屏还可以供用户操作，来修正地图。因此，触摸屏可以替代通讯模块作为实现自动割草机与用户交互的交互模块。
[0144] 本发明的第一实施例中，用户也可以通过按压自动割草机上的停止按钮来控制自动割草机停止移动。
[0145] 本实施例中，自动割草机还可以包括警示单元，自动割草机覆盖地图限定的工作区域的过程中，发现未知的障碍、或斜坡、或卫星信号弱的区域时，警示单元发出警示信号。
[0146] 本实施例中，实际工作区域的边界既可以指草坪与非草坪之间形成的自然边界，也可以由用户根据需要来界定。
[0147] 本实施例中，自动割草机覆盖地图限定的工作区域的过程中，控制模块判断未知障碍为树木等自动割草机容易避开的障碍时，也可以不通知用户，自行记录障碍位置并修正地图。
[0148] 本实施例中，自动割草机覆盖地图限定的工作区域的过程中，控制模块还可以判断并记录当前位置的定位精度方差、解算状态，包括差分固定解、浮点解、伪距解、单点解还是无卫星，惯导模式等。
[0149] 本发明的其他实施例中，工作区域可能包括两个以上的分隔区域以及连接分隔区域的通道，则工作区域的地图将包括工作区域的通道信息。自动割草机检查工作区域的地图的步骤，包括沿工作区域的通道移动的步骤。
[0150] 本发明的第五实施例中，自动工作系统包括自动割草机和定位设备。其中，自动割草机包括移动模块和任务执行模块，以及连接至移动模块和任务执行模块的驱动电路，驱动电路驱动移动模块带动自动割草机移动，并驱动任务执行模块执行工作任务。具体的，任务执行模块包括切割组件，驱动电路驱动切割组件执行切割工作。其中，定位设备被配置为检测自动割草机的当前位置。本实施例中自动割草机与定位设备的结构与第一实施例基本相同，差异在于，本实施例中，自动工作系统包括：存储单元，存储工作区域地图，还存储地图确认程序，地图确认程序包括，提供驱动电路指令以沿工作区域的边界移动，接收来自用户的确认信号以完成地图确认程序；存储单元还存储工作程序，提供驱动电路指令以在地图限定的工作区域内移动并执行切割工作。自动工作系统还包括控制模块，控制模块通过监测定位设备的输出，执行上述地图确认程序，并在上述地图确认程序完成后执行上述工作程序。具体的，自动工作系统响应于用户的指令进入地图确认程序，控制模块接收驱动电路指令，控制移动模块带动自动割草机沿工作区域的边界移动，具体的，基于存储单元存储的工作区域地图(包含工作区域边界位置信息)、以及定位设备输出的自动割草机的当前位置，控制自动割草机沿工作区域的边界移动，控制方法与第一实施例中类似。当自动工作系统接收到来自用户的确认信号时，将当前工作区域地图标记为正式版并存储，完成地图确认程序。具体的，控制模块执行地图确认程序的过程，即用户通过观察自动割草机基于工作区域地图沿边界移动，确认当前工作区域地图的边界是否与实际工作区域的边界相符的过程。必须在地图确认程序完成后，自动工作系统才能够执行工作程序，即控制模块接收驱动电路指令，控制移动模块带动自动割草机移动，并控制切割模块执行切割工作。具体的，控制模块基于经确认的(被标记为正式版并存储的)工作区域地图、以及定位设备输出的自动割草机的当前位置，控制自动割草机在工作区域内自动移动并执行切割工作。
[0151] 本实施例中，自动工作系统在执行工作程序之前必须先执行地图确认程序，保证了所存储的工作区域地图的准确性，从而保证了自动工作系统基于工作区域地图工作过程的安全性。上述地图确认程序须通过接收来自用户的确认信号来完成，保证了地图确认的可靠性。
[0152] 本实施例中，工作区域的边界包括工作区域的外边界和内边界，内边界包括障碍物、花坛、水池等的外围形成的边界，自动割草机被禁止进入内边界围成的区域以内工作。
[0153] 本实施例中，地图确认程序还包括，提供驱动电路指令以保持切割组件不执行切割工作。具体的，自动工作系统进入地图确认程序后，控制模块接收驱动电路指令，控制切割组件不工作。也就是说，控制模块控制移动模块带动自动割草机沿工作区域边界移动以确认边界是否准确的过程中，切割组件处于非工作状态。这样保证了地图确认过程的安全性，效果与第一实施例中类似，不再赘述。
[0154] 本实施例中，地图确认程序还包括，在提供驱动电路指令以沿工作区域的边界移动之后，提供驱动电路指令以在边界限定的工作区域内移动，包括外边界和内边界限定的工作区域，内边界限定的工作区域指内边界围成的区域以外的工作区域。具体的，控制模块接收驱动电路指令，控制移动模块带动自动割草机在边界限定的工作区域内移动，具体的，控制模块基于已确认边界的工作区域地图、及定位设备输出的自动割草机的当前位置，控制移动模块带动自动割草机在边界限定的工作区域内移动。本实施例中，地图确认程序可以分为两个阶段，第一阶段，确认工作区域地图的边界是否准确、是否能保证系统工作的安全性，第二阶段，基于经确认的工作区域地图边界，确认边界限定的工作区域地图是否准确、是否能保证系统工作的安全性。两个阶段分别接收来自用户的确认信号，即先接收来自用户的确认工作区域地图的边界准确的边界确认信号，在接收到来自用户的边界确认信号之后，进入第二阶段确认边界限定的工作区域地图是否准确，在接收到来自用户的确认边界限定的工作区域地图准确的地图确认信号后，才是完成了地图确认程序。本实施例中，必须在先确认了工作区域地图的边界之后，再确认边界限定的工作区域，以保证自动割草机的移动不会越过实际工作区域的边界，保证安全性，同时保证自动割草机能够覆盖整个工作区域，避免遗漏未切割区域。本实施例中，确认边界限定的工作区域的过程与第一实施例类似。
[0155] 本实施例中，自动工作系统执行地图确认程序过程中，可以通过用户跟随自动割草机以确认地图是否准确，也可以通过使自动割草机在遇到异常状况时报警，以提示用户确认地图是否准确，尤其适用于确认边界限定的工作区域是否准确的过程。工作区域异常状况包括令自动割草机碰撞、受困、打滑、跌落等状况。本实施例中，自动工作系统包括报警单元，输出指示工作区域异常状况的报警信号。具体的，报警单元可以是安装在自动割草机壳体上的扬声器、显示器等，也可以是通信模块，向用户终端发送远程报警信号。本实施例中，自动割草机还包括环境传感器，至少部分安装于自动割草机，用于当自动割草机在工作区域内移动(包括沿边界移动)时，检测工作区域异常状况。控制模块通过监测环境传感器的输出，控制报警单元输出报警信号。环境传感器包括摄像头、电容草地识别传感器、超声波传感器、光电测距传感器、加速计以及定位设备本身，等等。环境传感器的应用与第一实施例中类似。
[0156] 本实施例中，地图确认程序还包括，接收来自用户的控制信号，根据控制信号提供驱动电路指令以控制移动方式。例如，自动工作系统执行地图确认程序过程中，自动割草机沿边界移动偏离了实际工作区域的边界，地图确认程序接收到用户发出的停止移动信号，根据停止移动信号提供驱动电路指令以控制停止移动。控制模块接收到驱动电路指令，控制自动割草机停止移动。地图确认程序在用户的控制下进行，保证了地图确认过程的安全性。
[0157] 本实施例中，地图确认程序还包括，接收来自用户的地图修改信号，以修改工作区域地图。当用户判断当前工作区域地图可能不准确，需要修改工作区域地图时，将采取地图修正措施，地图修正措施与前述实施例中类似，不再赘述。地图确认程序接收来自用户的地图修改信号，使用地图修正信息修正已存储的工作区域地图，或者使用修正后的工作区域地图代替已存储的工作区域地图。当地图确认程序接收到来自用户的确认信号后，将当前工作区域地图标记为正式版(相对于修改版)并存储。自动工作系统在工作程序中将基于被标记为正式版的工作区域地图自动移动并执行切割工作。
[0158] 本实施例中，自动工作系统可以通过通信模块接收来自用户的确认信号，通信模块用于与用户的智能终端或远程控制器通信，或者通过本地输入接收来自用户的确认信号，等等。其中，用户可以通过加载于智能终端的APP来观察或控制自动割草机的移动，APP接收用户的确认信号，将确认信号传输给自动工作系统。
[0159] 本实施例中，定位设备包括卫星定位设备，接收卫星定位数据，或者beacon定位设备，与布置在工作区域内/外的beacon通信以获取定位数据，beacon定位设备包括UWB定位设备或超声波定位设备。定位设备可以固定连接于自动割草机，或者定位设备与自动割草机可拆卸的连接。其中，卫星定位设备包括差分卫星定位设备，差分卫星定位设备包括RTK-GPS定位设备。RTK-GPS定位设备利用载波相位差分技术，其构成与第一实施例中的定位设备类似，其导航原理可参考第一实施例中卫星导航系统。
[0160] 本实施例中，定位设备与自动割草机可拆卸的连接，自动工作系统执行地图确认程序和工作程序的过程中，定位设备安装于自动割草机，输出自动割草机的当前位置。参考图13，本实施例中，定位设备包括壳体；安装于壳体的卫星信号接收器，用于提供定位数据，以及第一控制模块和第一存储单元。自动割草机包括第二控制模块和第二存储单元，安装于自动割草机的壳体。本实施例中，自动工作系统的控制模块包括第一控制模块和第二控制模块，存储单元包括第一存储单元和第二存储单元。本实施例中，工作区域地图、地图确认程序以及工作程序可以存储在第一存储单元中，也可以存储在第二存储单元中，或者部分存储在第一存储单元中，部分存储在第二存储单元中。地图确认程序和工作程序可以由第一控制模块执行，也可以由第二控制模块执行，或者部分由第一控制模块执行，部分由第二控制模块执行。优选的，本实施例中，卫星信号接收器提供定位数据，第一存储单元存储工作区域地图，第一控制模块比较自动割草机的当前位置和工作区域地图，输出控制指令给自动割草机的第二控制模块，第二控制模块接收第一控制模块输出的控制指令，生成驱动信号，控制驱动电路驱动移动模块带动自动割草机移动。第一控制模块接收来自用户的确认信号，具体的，接收APP传输的用户确认信号。第二控制模块还用于控制驱动电路驱动切割组件执行切割工作，采集环境传感器的检测数据、控制报警单元输出报警信号等。
[0161] 本实施例中，存储单元可以包括在控制模块中，也可以独立于控制模块。
[0162] 本实施例中，驱动电路包括第一驱动电路，驱动移动模块带动自动割草机移动，具体的，移动模块包括驱动马达，第一驱动电路驱动该驱动马达使得驱动马达带动自动割草机移动。驱动电路包括第二驱动电路，驱动切割组件执行切割工作，具体的，切割组件包括切割马达，第二驱动电路驱动该切割马达使得切割马达带动刀盘和刀片运动。
[0163] 图14所示为对应于本实施例的自动工作系统的控制方法流程图，如图14所示，该控制方法包括步骤：
[0164] S300：存储工作区域地图；
[0165] S301：控制进入地图确认模式；
[0166] S303：控制切割组件不执行切割工作；
[0167] S305：通过监测自动割草机的当前位置，基于工作区域地图控制移动模块带动自动割草机沿工作区域的边界移动；
[0168] S307：判断工作区域地图是否准确，若准确，进入步骤S313；若不准确，进入步骤S309；
[0169] S309：接收来自用户的停止移动信号，根据停止移动信号控制移动模块带动自动割草机停止移动；
[0170] S311：接收来自用户的地图修改信号，根据地图修改信号修改工作区域地图；
[0171] S313：接收来自用户的边界确认信号；
[0172] S315：通过监测自动割草机的当前位置，控制移动模块带动自动割草机在边界限定的工作区域内移动；
[0173] S317：判断工作区域地图是否准确，若准确，进入步骤S323；若不准确，进入步骤S319；
[0174] S319：接收来自用户的停止移动信号，根据停止移动信号控制移动模块带动自动割草机停止移动；
[0175] S321：接收来自用户的地图修改信号，根据地图修改信号修改工作区域地图；
[0176] S323：接收来自用户的地图确认信号，将当前工作区域地图标记为正式版；
[0177] S325：控制进入工作模式；
[0178] S327：控制移动模块带动自动割草机移动，并控制切割组件执行切割工作。
[0179] 本实施例中，仅在接收到来自用户的确认信号后，控制进入工作模式，保证了自动工作系统基于地图工作的安全性。当然，在地图确认模式后，也可以不进入工作模式，完成地图确认为进入工作模式的必要条件，而非充分条件。
[0180] 本发明还提出了另外一种实施例，请参考图5，本发明的第六实施例的自动割草机1，包括工作区域识别模块101、驱动模块102、定位模块103、地图构建与存储模块104及回归路径规划模块105。可以理解的是，地图构建与存储模块104的功能也可以由上面实施例中的存储单元和控制模块完成。
[0181] 工作区域识别模块101，用于判断自动割草机1要经过的区域是否为工作区域。就割草机而言，工作区域识别模块101包括草地检测模块，用以识别自动割草机要经过的区域是否为草地。例如，可以通过摄像头拍摄图像，通过识别拍摄到的图像的纹理来识别是否为草地。当工作区域识别模块101识别前方为障碍物9(如灌木丛)时，自动割草机1通过转向、后退等方式避开该障碍物9。
[0182] 驱动模块102用以驱动自动割草机1在工作区域内行走。驱动模块102包括动力机构、传动机构、行走机构等。其中，对于自动割草机而言，动力机构一般包括电机和给电机提供能源的电池包。电池包与电机一同安装在自动割草机的机架上。这样，自动割草机不依赖于外部电源，能够更好地适应在工作区域内巡航的需要。传动机构一般为齿轮传动机构，用以将电机输出的旋转动力经过速比转换及/或换向后传递给行走机构，从而驱动自动割草机1行走。行走机构的行走元件可以是行走轮，也可以是行走履带。行走元件通常采用柔性材料制造或至少包含部分柔性材料，以减轻对草地的压力。
[0183] 定位模块103用以接受定位信号，以取得自动割草机当前的位置的坐标或多个坐标组成的坐标区域。
[0184] 地图构建与存储模块104，用于判断获取到的坐标是否存储于工作地图中，判断为否时，将坐标加入工作地图获得更新的工作地图。
[0185] 自动割草机1行走过程中，定位模块103获取到行走路径中各处的坐标或多个坐标后，地图构建与存储模块104就判断这些判断是否已经存储于工作地图中，若判断结果为是，则说明自动割草机1当前所处位置是已经探明的工作区域，若判断结果为否，则说明自动割草机1当前所处位置是未探明的工作区域，此区域需要加入工作地图中，以完善工作地图，利于后续割草工作及回归。
[0186] 定位模块103具有用以接收定位信号的通信模块，所述通信模块包括GPS模块、D-GPS模块、UWB模块、Zigbee模块、wifi模块、超声波接收模块、惯性导航模块、里程计、电子地图和加速度传感器中的一种或多种。换言之，定位的方式可以有多种，只要能够取得自动割草机1行走过程中所经过的各处的坐标即可。
[0187] 坐标可以是卫星定位系统分配的反映物体在地球上位置的坐标值。还可以是自行构建的坐标系中的坐标值。此时，该坐标的坐标系的原点可以根据需要设置。例如，由于自动割草机1通常是从充电站2处出发、执行割草工作及现在需要充电时返回充电站。因此，该坐标系的原点可以是充电站2。
[0188] 自动割草机1利用工作区域识别模块101识别未探明的工作区域，这样，自动割草机1在工作时不需要工作区域已经全部探明，换言之不需要工作地图全部完善，可以是完全没有经过探明的工作区域。自动割草机1可以快速地投入工作，不需要先学习全部的工作区域，特别是转移到在新的工作区域工作时。
[0189] 另外，由于设置了定位模块103和地图构建与存储模块104，自动割草机1每一次的工作(即割草作业)过程中，均能更新工作地图，使工作地图不断地完善。这样，每一次割草作业结束后需要回归时，自动割草机1可以基于更新后的已知的工作地图设计回归路径。
[0190] 回归路径规划模块105用于接收回归指令并根据更新的工作地图生成回归路径，并控制自动割草机1沿回归路径自回归前所处的位置回归至预定位置。
[0191] 自动割草机1通常是返回充电站2进行充电，因此，预定位置一般为充电站。然而，预定位置也可以是其他需要位置，例如可以是需要重点割草的区域，又如，可以是方便使用者检查、检修自动割草机1的位置。
[0192] 前文已叙，自动割草机1的每一次行走都能够更新已知的工作地图。回归时，可以基于该更新后的已知地图来规划回归路径。自动割草机1基于已知地图规划路径，快速回归，无需用户训练割草机学习全部工作区域。回归路径规划模块105基于已知地图来生成最优的回归路径。最优的回归路径是满足不同目的需求的路径。
[0193] 例如，回归路径为：由所述工作地图中的已知坐标限定的、自回归前所处的位置至预定位置的距离最短的路径。距离最短的路径可能是直线，也可能是避开障碍物后的折线或弧线。
[0194] 又例如，回归路径规划模块105还用于记录工作地图中各已知坐标被自动割草机1经过的次数。回归路径由回归前所处的位置的坐标、预定位置的坐标、回归前所处的位置与预定位置之间被自动割草机1经过的次数最少的已知坐标限定。这样，自动割草机1回归时可以避免过度碾压某些区域。
[0195] 下面结合附图6至10，简要说明上述自动割草机1的工作过程。
[0196] 参图6，自动割草机1至充电站2出发，开始其第一次工作，箭头示意了自动割草机1的行走路径。在此过程中，工作地图中还没记录任何坐标，自动割草机1所经过的各处位置的坐标均被记录，构建成初始的工作地图。
[0197] 参图7，自动割草机1结束第一次工作，自图7中所处的位置开始向充电站2回归。此时回归路径规划模块105生成如图中的箭头所示的折线路径，可以看到，自动割草机1不需要依原路返回，依照图7中折线路径即可实现快速回归。
[0198] 参图8，自动割草机1至充电站2出发，开始其第二次工作。其中剖面线示意了第一次工作时经过的区域，实线边界界定的区域则为第二次工作时经过的区域。此过程中，自动割草机1经过的区域有部分是与第一次工作经过的区域重合，这些区域对应的坐标不需要重复记录，地图构建与存储模块104仅记录新增的坐标，使更新后的地图包含第二次工作时所走过的新的区域。
[0199] 参图9，第二次工作结束后，自动割草机1自图9中所处的位置开始回归。回归路径规划模块105生成的回归路径如图9中箭头所示。可以看到，回归路径规划模块105不是按照第二次工作或第一次工作时的前进路径原路返回，而是同时有利用第一次工作时探明的区域和第二次工作时探明的区域，以生成较为快捷的回归路径。
[0200] 参图10和图11，随着自动割草机1工作次数的增多，不断有新的坐标被加入到工作地图中，工作地图也越来越完善，图10和图11示意了全部工作区域全部探明的情况。回归路径规划模块105每次都可以依照新的工作地图来生成较佳的回归路径。
[0201] 上述自动割草机1，可开始快速工作，且利用工作过程完善工作地图，在工作结束后可以根据已经有的工作地图导航，从而实现快速回归，不需要用户提前训练自动割草机1学习全部的工作区域。
[0202] 参图12，本发明的一个实施例还提供了一种上述自动割草机1的行走方法，包括步骤：
[0203] S110、判断自动割草机要经过的区域是否为工作区域。自动割草机1工作时，依靠工作区域识别模块101探明待行走的区域，不依赖于工作地图的完善与否，用户不需要提前训练割草机，提高了使用的便捷性。
[0204] S120、驱动自动割草机在所述工作区域内行走。动力机构驱动行走机构，使自动割草机前进。并且自动割草机能够自动地避开障碍物，只在工作区域内行走。
[0205] S130、接受定位信号，以取得自动割草机当前的位置的坐标或多个坐标组成的坐标区域。利用GPS、D-GPS等多种方式实现定位，取得行走路径中的各处位置的坐标。
[0206] S140、判断所述坐标是否存储于工作地图中，判断为否时，将所述坐标加入所述工作地图获得更新的工作地图。地图构建与存储模块104利用自动割草机1每一次的工作时的行走不断的完善工作地图。
[0207] S150、接收回归指令，根据所述更新的工作地图生成回归路径，并控制自动割草机沿所述回归路径自回归前所处的位置回归至预定位置。每一次工作结束时，自动割草机1要从回归前所处的位置回归至预定位置，此时回归路径规划模块105利用已知的工作地图进行导航，生产较佳的回归路径。
[0208] 例如，回归路径为：由所述工作地图中的已知坐标限定的、自回归前所处的位置至预定位置的距离最短的路径。距离最短的路径可能是直线，也可能是避开障碍物后的折线或弧线。
[0209] 又例如，回归路径规划模块105还用于记录工作地图中各已知坐标被自动割草机1经过的次数。回归路径由回归前所处的位置的坐标、预定位置的坐标、回归前所处的位置与预定位置之间被自动割草机1经过的次数最少的已知坐标限定。这样，自动割草机1回归时可以避免过度碾压某些区域。
[0210] 利用上述方法，自动割草机1可开始快速工作，且利用工作过程完善工作地图，在工作结束后可以根据已经有的工作地图导航，从而实现快速回归，不需要用户提前训练自动割草机1学习全部的工作区域。
[0211] 本发明不局限于所举的具体实施例结构，基于本发明构思的结构和方法均属于本发明保护范围。
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