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控制方法、自移动设备、电子设备及存储介质
申请号	CN202311833890.X	申请日	2023-12-27	公开(公告)号	CN117908537A	公开(公告)日	2024-04-19
申请人	江苏东成机电工具有限公司;			发明人	姚文杰; 王浩东;
摘要	本发明涉及一种应用于自移动设备的控制方法、自移动设备、电子设备以及存储介质，所述控制方法包括：检测所述自移动设备行走路径上的障碍物信息，并判断所述障碍物的类型；如果所述障碍物为静态障碍物，则执行避障；如果所述障碍物为非静态障碍物，则对所述电机绕组注入预设电压矢量，控制所述电机发出声音。能够辨识工作路径上的非静态障碍物，控制电机发声以驱赶非静态障碍物，提高自移动设备的工作效率；同时，无需设置其他发声设备，在不增加额外控制器的情况下也能发出相应声音，降低了制造成本。
权利要求	1.一种应用于自移动设备的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括：检测所述自移动设备行走路径上的障碍物信息，并判断所述障碍物的类型；如果所述障碍物为静态障碍物，则执行避障；如果所述障碍物为非静态障碍物，则对所述电机绕组注入预设电压矢量，控制所述电机发出声音。 2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述对所述电机绕组注入预设电压矢量，包括对所述电机三相中的任意两相注入预设电压矢量，所述预设电压矢量包括单一电压矢量或循环两个相反的电压矢量。 3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述预设电压矢量具有特定频率，所述特定频率包括相同频率或不同频率。 4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述预设电压矢量具有频率和幅值，通过所述预设电压矢量的频率控制调整所述声音的音调，所述预设电压矢量的频率固定不变或按照规律变化；通过所述预设电压矢量的幅值控制调整所述声音的音量，所述预设电压矢量的幅值固定不变或按照规律变化。 5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述电机发出的声音包括所述非静态障碍物听觉范围内敏感频率范围的声音，所述非静态障碍物包括人或小动物。 6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述障碍物信息被配置为由激光传感器、视觉传感器、红外传感器中的至少一种检测所得。 7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述避障包括绕开所述静态障碍物、后退、转向前进中的至少一种。 8.一种自移动设备，其特征在于，所述自移动设备包括：用于在预设区域内行走的行走单元；用于对预设区域进行作业的作业单元；用于获取自移动设备行走路径上障碍物信息的检测单元；与检测单元通信，采用如权利要求1‑7中任一项所述控制方法的处理单元。 9.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1‑7中任一项所述的控制方法。 10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1‑7中任一项所述的控制方法。
说明书全文	控制方法、自移动设备、电子设备及存储介质技术领域 [0001] 本发明涉及自移动设备技术领域，具体涉及一种控制方法、应用该控制方法的自移动设备、电子设备、存储介质。背景技术 [0002] 随着科学技术的发展，智能机器人逐渐为人们所知，越来越多的智能机器人应用在人们的日常工作和生活中，常见的智能机器人有智能割草机、扫地机器人、扫雪机等。 [0003] 例如，智能割草机在草地上作业，在作业过程中不可避免的会接触到各类非静态障碍物，比如人、小动物等，阻碍智能割草机按照预定最高效的工作轨迹运动，大大降低了工作效率，用户体验感差。发明内容 [0004] 针对现有技术的不足，本申请提供一种改进的方案：一种应用于自移动设备的控制方法，控制方法包括： [0005] 检测所述自移动设备行走路径上的障碍物信息，并判断所述障碍物的类型； [0006] 如果所述障碍物为静态障碍物，则执行避障； [0007] 如果所述障碍物为非静态障碍物，则对所述电机绕组注入预设电压矢量，控制所述电机发出声音。 [0008] 优选的，所述对所述电机绕组注入预设电压矢量，包括对所述电机三相中的任意两相注入预设电压矢量，所述预设电压矢量包括单一电压矢量或循环两个相反的电压矢量。 [0009] 优选的，所述预设电压矢量具有特定频率，所述特定频率包括相同频率或不同频率。 [0010] 优选的，所述预设电压矢量具有频率和幅值，通过所述预设电压矢量的频率控制调整所述声音的音调，所述预设电压矢量的频率固定不变或按照规律变化；通过所述预设电压矢量的幅值控制调整所述声音的音量，所述预设电压矢量的幅值固定不变或按照规律变化。 [0011] 优选的，所述电机发出的声音包括所述非静态障碍物听觉范围内敏感频率范围的声音，所述非静态障碍物包括人或小动物。 [0012] 优选的，所述障碍物信息被配置为由激光传感器、视觉传感器、红外传感器中的至少一种检测所得。 [0013] 优选的，所述避障包括绕开所述静态障碍物、后退、转向前进中的至少一种。 [0014] 本申请还提供了一种自移动设备，所述自移动设备包括：用于在预设区域内行走的行走单元；用于对预设区域进行作业的作业单元；用于获取自移动设备工作路径上障碍物信息的检测单元；与检测单元通信，采用上述控制方法的处理单元。 [0015] 本申请还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的控制方法。 [0016] 本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的控制方法。 [0017] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本申请提供的应用于自移动设备的控制方法，能够辨识工作路径上的非静态障碍物，向电机注入预设电压矢量，使得电机发出相应的声音，驱赶非静态障碍物离开，保证自移动设备在预设工作路径上进行工作，避免一些不必要的避障，提高了工作效率。同时，本申请的控制方法，无需额外设置扬声器、蜂鸣器等，在不增加额外控制器的情况下也能使自移动设备发出相应声音，降低了制造成本。附图说明 [0018] 图1为本申请提供的一种控制方法部分流程图； [0019] 图2为本申请提供的六步换向控制电压矢量简图； [0020] 图3为本申请提供的电压矢量频率与占空比示意图。具体实施方式 [0021] 下面结合附图和实施方式对本发明作进一步详细说明。 [0022] 在本发明中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。例如下述的“上”、“下”、“前”、“后”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 [0023] 本申请公开了一种自移动设备100包括行走单元、作业单元、检测单元和处理单元。 [0024] 用户将边界线提前布置在草地上，由边界线圈出预设区域，自移动设备100在预设区域内行走。在其他实施例中，预设区域还可以由RTK、GPS等技术限定。行走单元，包括车轮、驱动车轮的行走电机，以实现自移动设备100的移动功能。作业单元，包括切割刀片、驱动切割刀片的切割电机，在其他实施例中，作业单元还可以包括清洁滚刷、驱动清洁滚刷运动的清扫电机等。检测单元，包括激光传感器，获取自移动设备行走路径上的障碍物信息。具体的，采集各类障碍物的特征信号，在其他实施例中，检测单元还可以包括视觉传感器、红外传感器等，障碍物信息为由激光传感器、视觉传感器、红外传感器中的至少一种检测所得。处理单元，与检测单元通信，根据检测单元采集的障碍物特征信号对障碍物进行辨识，根据辨识的结果对电机绕组注入预设电压矢量，控制电机发出声音。 [0025] 本申请公开了一种应用于上述自移动设备100的控制方法，如图1所示，该控制方法包括：检测自移动设备100工作路径上的障碍物信息，并判断障碍物的类型；如果障碍物为静态障碍物，则执行避障；如果障碍物为非静态障碍物，则对电机绕组注入预设电压矢量，控制电机发出声音。从而在不需要另外设置扬声设备的情况下，对非静态障碍物进行驱赶，保证自移动设备100的工作效率，避免不必要的避障操作。 [0026] 具体的，障碍物信息由检测单元获得，检测单元至少包括激光传感器、视觉传感器、红外传感器中的一种。根据检测单元得到的障碍物信息，辨识障碍物的类型。 [0027] 障碍物包括静态障碍物与非静态障碍物。 [0028] 在本实施例中，采用激光传感器获取障碍物信息，检测障碍物的位置信息，当预设时间内障碍物不发生移动，则判定为静态障碍物。在其他实施例中，还可以采用视觉传感器、红外传感器等识别障碍物类型，或者由激光传感器、视觉传感器、红外传感器至少两种传感器结合获取障碍物信息，判断障碍物是否为静态障碍物。本申请提供多种检测方法获取障碍物信息，保证了障碍物类型判断的准确性，提高了自移动设备100的工作效率。静态障碍物包括草坪上的花坛、树、椅子等障碍物，自移动设备100无法正常通过该静态障碍物。当根据障碍物信息判断障碍物为静态障碍物时，自移动设备100执行避障。具体的，避障操作包括绕开该静态障碍物、后退、转向前进中的至少一种。在本实施例中，自移动设备100执行避障的操作包括后退预设距离，将机身旋转预设角度，以弧线前进以绕开该静态障碍物。该预设距离包括随机距离和固定距离，该预设角度包括随机角度和固定角度。本申请提供的多种避障手段，确保了避障的有效性，提高了自移动设备100的工作效率，避免被障碍物困住。 [0029] 在本实施例中，采用激光传感器获取障碍物信息，检测障碍物的位置信息，当预设时间内障碍物发生移动，则判定为非静态障碍物。在其他实施例中，还可以采用视觉传感器、红外传感器等识别障碍物类型，或者由激光传感器、视觉传感器、红外传感器至少两种传感器结合获取障碍物信息，判断障碍物是否为非静态障碍物。非静态障碍物包括人、小动物等，具体的，非静态障碍物具有听觉系统，可通过警报提示音进行驱赶。 [0030] 当根据障碍物信息判断障碍物为非静态障碍物时，对电机绕组注入预设电压矢量，控制电机发出声音。具体的，在本实施例中，该电机包括自移动设备100的行走电机、切割电机中的至少一个。 [0031] 向电机绕组中通入不同的电压矢量，可以使电机处于不同的运行状态。如图2为无刷直流电机(Brushless Direct Current Motor,BLDC)传统六步换向方法控制电机转子旋转的电压矢量简图，各相差60°电角度的六个电压矢量(AB\CB\CA\BA\BC\AC)按照一定规律循环注入电机三相定子绕组中，转子可发生转动，电机进行运行。在另一种控制电机转子旋转的方法中，电机磁场定向控制方法(Field‑Oriented Control,FOC)可看成电压矢量的N次换向，FOC控制方法与BLDC方法类似，均不停的注入旋转电压矢量使电机转子转动。具体的，N为远大于6的整数。 [0032] 在本申请提供的控制方法中，向电机绕组注入预设电压矢量包括对电机三相中的任意两相注入预设电压矢量，预设电压矢量具有相同频率或不同频率的特定频率，控制电机发出声音。在本实施例中，该预设电压矢量为单一电压矢量。例如，向AB相绕组注入特定频率的电压矢量，可以为电压矢量AB(UV),也可以为电压矢量BA(VU)。不同频率的电压矢量注入电机线圈绕组中会产生变化的磁场，由于磁场的作用，电机气隙中的空气发生振动产生声音。控制电机三相绕组中的两相可以是注入AB\BA\AC\CA\BC\CB六种电压矢量中的任意一种，也可以是FOC旋转电压矢量中任意固定位置的电压矢量。 [0033] 在另一个实施例中，预设电压矢量为循环两个相反的电压矢量。例如，AB、BA两个相反电压矢量循环交替注入，AB、BA合成矢量为零矢量，即前一时刻注入电压矢量AB，后一时刻注入电压矢量BA，之后再注入电压矢量AB，依次交替循环注入两个相反电压矢量。在另一个实施例中，也可以为先注入AB1、AB2…ABn，然后注入BA1、BA2…BAn，之后注入AB1、AB2…ABn，依次循环反复注入方向相反电压矢量组合，AB1、AB2、ABn矢量组合具有特定频率，其中n与载波频率有关，载波频率越大，n可以取得越大，一般取2到10之间的数值。当采用两个相反电压矢量或者电压矢量组合交替循环注入电机两相绕组的方式控制电机发声时，可以是AB\BA电压矢量或者AB1、AB2…ABn\BA1、BA2…BAn电压矢量组合交替循环注入，也可以是AC\CA电压矢量或者AC1、AC2…ACn\CA1、CA2…CAn电压矢量组合交替循环注入，也可以是BC\CB电压矢量或者BC1、BC2…BCn\CB1、CB2…CBn电压矢量组合交替循环注入。具体的，AB\BA中的符号”\”表示AB与BA注入电机绕组的顺序可以是先AB后BA，也可以是先BA后AB。 [0034] 通过预设电压矢量的频率控制调整声音的音调，预设电压矢量的频率固定不变或按照规律变化；通过预设电压矢量的幅值控制调整声音的音量，预设电压矢量的幅值固定不变或按照规律变化。如图3所示，ts是电压矢量一个载波周期消耗的时间，t1是一个电压矢量载波周期内有效电压作用的时间。电压矢量或者电压矢量组合的频率会影响电机发出声音的音调，占空比(t1/ts)会影响电机发出声音的音量大小。当预设电压矢量的频率固定不变时，电机发出声音的音调固定不变；当预设电压矢量的频率按照规律变化时，电机发出声音的音调也按照规律变化。当预设电压矢量的幅值固定不变时，电机发出声音的音量固定不变；当预设电压矢量的幅值按照规律变化时，电机发出声音的音量也按照规律变化。在本实施例中，控制预设电压矢量的频率按照规律变化，进而控制电机发出具有规律音调的声音，控制预设电压矢量的幅值按照规律变化，进而控制电机发出具有规律音量的声音，对非静态障碍物进行提示警告。通过音调、音量的组合，能够发出各种具有辨识度的声音。在其他实施例中，也可以控制预设电压矢量的频率固定不变，发出音调固定不变的声音，控制预设电压矢量的幅值固定不变，发出音量固定不变的声音。 [0035] 根据不同非静态障碍物对不同频率或音量响度提示音的敏感程度，设计不同电压矢量或电压矢量组合的频率与占空比，控制电机发出的声音为非静态障碍物听觉范围内敏感频率范围的声音。例如，当判断出障碍物的类型为人时，控制电机发出人的听觉范围内敏感的警报或提示声音。不同非静态障碍物的敏感频率范围由预先测试得到，具体的，控制电机发出各种频率范围内的声音，监测不同种类的非静态障碍物的听觉反应，确定敏感频率范围，在听到敏感频率范围内的声音时，非静态障碍物的听觉具有较强反应。在自移动设备100中预存各种非静态障碍物的敏感频率范围，当判断出非静态障碍物的类型后，根据预存的敏感频率范围，控制电机发出相应敏感频率范围内的声音。不需要额外增加扬声设备，控制自移动设备100已有的电机发出各种音调、音量的声音，能够满足对非静态障碍物提示警报的需求，同时也降低了制造成本。 [0036] 由上可见，本说明书公开的控制方法，检测自移动设备100工作路径上的障碍物信息，判断障碍物的类型，当判断障碍物为静态障碍物时，执行避障；当判断障碍物为非静态障碍物时，对电机绕组注入预设电压矢量，控制电机发出声音。在不需要另外设置扬声设备的情况下，使自移动设备100的电机发出提示警报声音，驱赶非静态障碍物，避免机器人在产生不必要的绕路避障动作，提高了自移动设备100的工作效率和运行安全。 [0037] 本申请还公开了一种电子设备，其包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序实现上述控制方法。该电子设备为服务器、台式电脑、平板电脑、云端服务器和移动终端等计算设备。存储器为电子设备内的硬盘或内存，或者电子设备外插接的U盘、插接式硬盘、智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(FlashCard)。处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field‑Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。 [0038] 本申请还公开了一种计算机可读介质，其内存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述控制方法。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read‑Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。 [0039] 本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(工具)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。 [0040] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。 [0041] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。 [0042] 最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

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