自移动设备及其移动方法、存储介质和服务器与流程

本发明涉及一种自移动设备及其移动方法、存储介质和服务器。

背景技术：

随着智能技术的快速发展，各类智能机器业已应用到越来越多的领域，也逐渐成为人们工作中必不可少的得力助手。

作为智能自移动设备的一种，智能割草机的问世极大的减轻了人们的劳动强度，并降低了作业成本。但是，由于智能割草机作业的草坪通常面积较大，较小的导航定位误差即可造成与预期路径较大的差异，因此，如何降低智能割草机的行走偏差，提高作业精度，是智能割草机技术急需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明可以采用如下技术方案：一种自移动设备的移动方法包括：预设自移动设备的预设移动路径；使所述自移动设备沿所述预设移动路径移动；以及检验所述自移动设备的移动方向是否偏离所述预设移动路径，并且在所述自移动设备的移动方向偏离所述预设移动路径时，校正所述自移动设备的移动方向，以使自移动设备沿所述预设移动路径移动；其特征在于，所述预设移动路径包括若干第一路径段，将所述第一路径段分成若干子路径段，将所述子路径段的端点称为节点；校正所述自移动设备的移动方向包括：以所述节点为目标点，校正所述自移动设备的移动方向。

进一步的，所述自移动设备沿所述第一路径段的移动方向一致。

进一步的，所述第一路径段包括直线段。

进一步的，所述第一路径段包括折线段，所述节点包括所述折线段的转折点。

进一步的，检验所述自移动设备的移动方向是否偏离所述预设移动路径包括：提供角度传感器，输出自移动设备移动的角度参数，根据所述角度参数判断自移动设备的当前移动方向与预设移动方向是否一致，从而判断所述自移动设备的移动方向是否偏离所述预设移动路径。

进一步的，所述角度传感器包括陀螺仪。

进一步的，检验所述自移动设备的移动方向是否偏离所述预设移动路径包括：提供定位设备，输出自移动设备的当前位置，根据自移动设备的当前位置到所述目标位置的方向，以及所述预设移动路径的方向，计算自移动设备的偏差角，根据所述偏差角是否大于预设阈值，判断所述自移动设备的移动方向是否偏离所述预设移动路径。

进一步的，每间隔预设时间计算所述自移动设备的偏差角，并根据所述偏差角是否大于预设阈值，判断所述自移动设备的移动方向是否偏离所述预设移动路径。

进一步的，所述预设路径包括第二路径段，所述自移动设备沿所述第二路径段转向。

进一步的，所述第二路径段内设置若干节点，所述自移动设备依次以所述第二路径段上的所述若干节点为目标点，沿所述第二路径段移动。

进一步的，所述第二路径段包括弧线段。

进一步的，所述第二路径段包括不规则路径段。

进一步的，所述第二路径段连接自移动设备转向之前的移动路径以及自移动设备转向之后的移动路径，所述不规则路径段包括相对于所述转向之前的移动路径以及转向之后的移动路径的外侧延展的延展段。

进一步的，所述自移动设备在工作区域的边缘位置沿所述第二路径段移动，所述自移动设备沿所述第二路径段的延展段移动时，至少部分覆盖所述自移动设备沿相邻第二路径段移动时未覆盖的边缘区域。

进一步的，所述预设移动路径包括平行往复路径，所述第二路径段连接所述平行往复路径中的平行路径。

进一步的，将所述第一路径段分成若干子路径段包括：预设置所述节点。

进一步的，将所述第一路径段分成若干子路径段包括：在所述自移动设备沿所述预设移动路径移动过程中，设置和/或更新所述节点。

进一步的，所述自移动设备在到达所述节点时，以移动方向上的下一节点为目标点，确定所述自移动设备的移动方向。

本发明还可以采用如下技术方案：一种自移动设备，所述自移动设备基于地图在工作区域内自主移动，其包括预设模块和控制模块：所述预设模块用于预设自移动设备的预设移动路径；所述控制模块用于使所述自移动设备沿所述预设移动路径移动；以及检验所述自移动设备的移动方向是否偏离所述预设移动路径，并且在所述自移动设备的移动方向偏离所述预设移动路径时，校正所述自移动设备的移动方向，以使自移动设备沿所述预设移动路径移动；其中所述预设移动路径包括若干第一路径段，将所述第一路径段分成若干子路径段，将所述子路径段的端点称为节点；校正所述自移动设备的移动方向包括：以所述节点为目标点，校正所述自移动设备的移动方向。

进一步的，所述控制模块包括角度传感器，其输出自移动设备移动的角度参数，所述控制模块根据所述角度参数判断自移动设备的当前移动方向与预设移动方向是否一致，从而判断所述自移动设备的移动方向是否偏离所述预设移动路径。

进一步的，所述角度传感器包括陀螺仪。

进一步的，所述控制模块包括计算单元和判断单元；所述计算单元用于根据自移动设备的当前位置到所述目标位置的方向，以及所述预设移动路径的方向，计算自移动设备的偏差角，所述判断单元用于根据所述偏差角是否大于预设阈值，判断所述自移动设备的移动方向是否偏离所述预设移动路径。

进一步的，所述计算单元用于每间隔预设时间计算所述自移动设备的偏差角，并且所述判断单元用于根据所述偏差角是否大于预设阈值，判断所述自移动设备的移动方向是否偏离所述预设移动路径。

进一步的，所述预设模块还用于预设置所述节点。

进一步的，所述控制模块还包括更新单元，其用于在所述自移动设备沿所述预设移动路径移动过程中设置和/或更新所述节点。

进一步的，所述控制模块在自移动设备到达所述节点时，以移动方向上的下一节点为目标点，确定所述自移动设备的移动方向。

本发明还可以采用如下技术方案：一种存储介质，其存储有计算机指令，在所述计算机可读指令被调用时，执行上所述的方法。

本发明还可以采用如下技术方案：一种服务器，包括存储器和处理器，其中所述存储器存储计算机可读指令，所述处理器调用所述计算机可读指令，并执行上述方法。

本发明提供了一种自移动设备的行走方法、自移动设备、存储器和服务器。本发明提供的行走方法，将预设路径段的第一路径段分为若干子路径段，以每个子路径段的端点为节点，以每个节点作为目标点，实现在每个子路径段上对所述自移动设备的移动方向的校正，显著地提高了自移动设备的作业精度。

附图说明

图1是本发明自移动设备移动方法的流程图。

图2是本发明自移动设备的预设路径示意图。

图3a是本发明第一路径段为倾斜直线的示意图。

图3b是本发明第一路径段为折线段的示意图。

图3c是本发明自移动设备通过第二种方法校验所述自移动设备的移动方向是否偏离预设移动路径的示意图。

图4a是本发明中第二路径段为弧线段的示意图。

图4b是本发明中第二路径段为不规则路径段的示意图。

图4c是自移动设别采用U型路径转弯的示意图。

图5为本发明实施例的自移动设备的模块图。

图6是本发明自移动设备中的控制模块的模块示意图。

图7为本发明的第一实施例的自动工作系统示意图。

图8为本发明的第一实施例的自动割草机结构示意图。

图9a、图9b为本发明的第一实施例的导航模块的组成示意图。

图10为本发明的第一实施例的导航模块的工作原理图。

图11a-图11c为本发明的第一实施例的基站位置修正原理图。

图12为本发明的第一实施例的基站位置修正流程图。

图13-图16为本发明的第一实施例的自动割草机的移动路径示意图。

图17-图19为本发明的第一实施例的自动割草机的回归路径示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种自移动设备的移动方法。其中，自移动设备在限定的工作区域内移动和工作。在本实施例中，自移动设备1为自动割草机，在其他实施例中，自移动设备也可以是自动扫落叶机、自动洒水机、多功能机、自动吸尘器等等。参见图1及图2，在本发明中，自移动设备的移动方法包括如下步骤：步骤S100：预设自移动设备1的行走路径；步骤S200：使所述自移动设备1沿所述行走路径运动；步骤S300：检验所述自移动设备1的移动方向是否偏离所述预设移动路径，并且在所述自移动设备1的移动方向偏离所述预设移动路径时，校正所述自移动设备1的移动方向，以使自移动设备1沿所述预设移动路径移动。具体的，如图2所示，在本实施例中，在步骤S100中，所述预设移动路径包括若干第一路径段S1，将所述第一路径段S1分成若干子路径段Ln(n为正整数)，将所述子路径段Ln的端点称为节点P1n(n为正整数)，在步骤S300中，校正所述自移动设备1的移动方向包括：以所述节点P1n为目标点，校正所述自移动设备1的移动方向。进一步的，所述自移动设备1在到达所述节点时，以移动方向的下一节点为目标点，确定所述自移动设备1的移动方向，例如，当自移动设备1在到达所述节点P12时，以移动方向的下一节点P13为目标点，来确定所述自移动设备1的移动方向。具体的，从上一节点P12至下一节点P13移动的过程中，所述自移动设备1可沿直线行走。具体的，在一实施例中，在步骤S100中，可以通过预设置若干所述节点，来将所述第一路径段分为若干子路径段Ln。在另一实施例中，在步骤S100中，也可以在所述自移动设备沿所述预设移动路径移动的过程中设置和/或更新所述节点，以将所述第一路径段分为若干子路径段Ln。

本发明通过预设包括若干第一路径段S1的自移动设备行走路径，且将所述第一路径段S1分为若干子路径段Ln，把每个子路径段的端点作为节点P1n，以每个节点P1n作为目标点来校正所述自移动设备的移动方向，以实现在每个子路径段Ln对自移动设备的移动方向进行校正，缩小了校正自移动设备的移动方向的最小单元，可以有效提高自移动设备的作业精度。例如，如果走一段离当前自移动设备20米的直线,如果不分段行走,则自移动设备偏差34cm,自移动设备方向只偏差了1度，而一般自移动设备偏差10cm就需要调整角度了。因此我们需要把这个直线分割为若干段，例如每段离当前自移动设备1m，自移动设备以这个位置去计算偏差角。这样自移动设备就可以及时响应位置的偏差，提高自移动设备的作业精度。

本发明中，所述第一路径段的延伸方向可以如图2及图3a所示沿一个直线方向，所述直线方向包括图2所示的竖直的直线方向或图3a所示的倾斜的直线方向，也可以如图3b所示的非直线方向延伸，所述非直线方向包括折线段方向或弧线方向或不规则方向等等，但所述第一路径段的整体的方向一致，例如，如图2、图3a、图3b所示，所述自移动设备1始终沿着自下而上的方向移动，也就是说，自移动设备1沿所述第一路径段的整体的移动方向是一致的。具体的，在一实施例中，如图2及图3a所示，所述第一路径段S1可以包括直线段。在另一实施例中，如图3b所示，所述第一路径段S1可以包括折线段，所述节点P1n包括所述折线段的转折点。

具体的，检验所述自移动设备1的移动方向是否偏离所述预设移动路径包括如下两种方式实现。第一种方式：在步骤S300中，检验所述自移动设备的移动方向是否偏离所述预设移动路径包括：提供角度传感器，例如，陀螺仪，所述角度传感器输出自移动设备移动的角度参数，根据所述角度参数判断自移动设备的当前移动方向与预设移动方向是否一致，从而判断所述自移动设备的移动方向是否偏离所述预设移动路径。第二种方式：如图3c所示，在步骤S300中，检验所述自移动设备1的移动方向是否偏离所述预设移动路径包括：提供定位设备，输出自移动设备1的当前位置Y，根据自移动设备的当前位置Y到所述目标位置P12的方向X2，以及所述预设移动路径P的方向X1，计算自移动设备的偏差角α，根据所述偏差角α是否大于预设阈值，判断所述自移动设备1的移动方向是否偏离所述预设移动路径。具体的，通过第二种方式校验自移动设备1的移动方向时，可通过每间隔预设时间计算所述自移动设备的偏差角，并根据所述偏差角是否大于预设阈值，判断所述自移动设备的移动方向是否偏离所述预设移动路径。

具体的，当所述自移动设备1偏差小的情况下，优选通过第一种方式来检验所述自移动设备1的移动方向是否偏离所述预设的移动路径，并校正所述自移动设备1的方向。当所述自移动设备1偏差大的情况下，优选通过所述第二种方式检验所属自移动设备1的移动方向是否偏离所述预设的移动路径，使自移动设备1往预设路径方向偏移。

在一具体实施例中，如图2所示，在步骤S100中，所述预设移动路径还包括第二路径段S2，所述第二路径段S2连接自移动设备1转向之前的移动路径以及自移动设备1转向之后的移动路径，所述自移动设备1沿所述第二路径段S2转向。本实施例中，所述第二路径段S2连接两相邻的反向延伸的第一路径段S1，以使所述自移动设备1沿所述第二路径段S2转向。所述第二路径段S2位于靠近所述自移动设备1的工作区域的边缘位置，也即所述自移动设备1在工作区域的边缘位置沿所述第二路径段S2移动。如图4a及图4b所示，为所述第二路径段S2的放大图，所述第二路径段S2内设置若干节点P2n，所述自移动设备1依次以所述第二路径段S2上的所述若干节点P2n为目标点，沿所述第二路径段S2移动。具体的，在一实施例中，如图4a所示，所述第二路径段S2包括弧线段，也即所述自移动设备1在靠近所述工作区域边缘位置时沿所述弧形的第二路径段S2移动。参见图4c，传统的自动割草机通常采用U型转弯，这会导致割草机作业时，靠近边缘4的区域41覆盖不完整。本发明的实施例通过使自动割草机在靠近作业区域边缘时，采用弧线转弯，并沿弧形的第二路径段S2运动，直角调整为多覆盖点P2n，可以提高对工作区域边缘的覆盖率，从而提高作业效果。

在另一实施例中，如图4b所示，所述第二路径段S2包括不规则路径段，所述转向前的移动路径与所述转向后的移动路径之间的区域称为中间区域N，所述不规则路径段包括位于中间区域N内的中间段S2n及位于所述中间区域N外的延展段S2m。具体的，在本实施例中，所述第二路径段S2包括起始点P21及终止点P2x，所述延展段S2m是指超出于所述第二路径段的起始点P21及终止点P2x之间的区域以外的路径段。所述第二路径段S2位于靠近所述自移动设备1的工作区域的边缘位置，也即所述自移动设备1在工作区域的边缘位置沿所述第二路径段S2移动，所述自移动设备1沿所述第二路径段S2的延展段S2m移动时，至少部分覆盖所述自移动设备1沿相邻第二路径段移动时未覆盖的边缘区域。例如图2所示，自移动设备1沿第二路径段S2的延展段S2m移动时，至少部分覆盖所述自移动设备1沿相邻的第二路径段S2’移动时未覆盖的边缘区域M，以实现自移动设备1在沿下一次第二路径段S2移动的过程中，填补上一次第二路径段S2’的未切割区域，使得整个切割的过程中遗留的未切割区域较少，以提高对工作区域边缘的覆盖率。

在最佳实施例中，如图2所示，所述预设移动路径包括所述平行往复路径，所述第一路径段S1为平行路径，所述第二路径段S2连接所述平行往复路径中的平行路径。当然，在其他实施例中，所述预设移动路径不限于所述平行往复路径，还包括非平行往复路径，例如，如图3b所示的第一路径段S1为非直线型路径，若干个所述第一路径段S1形成若干个不规则的往复路径，所述第二路径段S2连接所述不规则的往复路径，当然，当所述第一路径段S1为直线型路径时，若干个所述第一路径段S1也可以形成若干个不平行的往复路径，所述第二路径段S2连接所述不平行的往复路径。

本发明还提供一种存储介质，所述存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令被调用时，执行上述自移动设备1的移动方法。

本发明还提供一种服务器，所述服务器包括存储器和处理器，所属存储器存储计算机可读指令，所述处理器调用所述计算机可读指令，并执行上述自移动设备1的移动方法。

本发明还提供了一种自移动设备1，所述自移动设备1在限定的工作区域内移动和工作。如图5所示，所述自移动设备1包括预设模块20和控制模块30。如图5所示，并结合图1至图2，所述预设模块20用于预设所述自移动设备1的预设移动路径，所述预设移动路径包括若干第一路径段S1，将所述第一路径段S1分成若干子路径段Ln，将所述子路径段Ln的端点称为节点P1n。具体的，所述预设模块20还用于预设置所述节点，以实现将所述第一路径段S1分为若干个子路径段Ln。所述控制模块30用于使所述自移动设备1沿所述预设移动路径移动，并检验所述自移动设备1的移动方向是否偏离所述预设移动路径，并且在所述自移动设备1的移动方向偏离所述预设移动路径时，以所述节点P1n为目标点，校正所述自移动设备的移动方向，以使自移动设备1沿所述预设移动路径移动。

如图6所示，在一具体实施例中，所述控制模块30包括角度传感器，例如陀螺仪，所述角度传感器输出自移动设备移动的角度参数，所述控制模块30根据所述角度参数判断自移动设备1的当前移动方向与预设移动方向是否一致，从而判断所述自移动设备1的移动方向是否偏离所述预设移动路径。所述控制模块30还包括计算单元38和判断单元36。所述计算单元38用于根据自移动设备1的当前位置到所述目标位置的方向，以及所述预设移动路径的方向，计算自移动设备1的偏差角。所述判断单元36用于根据所述偏差角是否大于预设阈值，判断所述自移动设备1的移动方向是否偏离所述预设移动路径。具体的，所述计算单元38用于每间隔预设时间计算所述自移动设备1的偏差角，并且所述判断单元36用于根据所述偏差角是否大于预设阈值，判断所述自移动设备1的移动方向是否偏离所述预设移动路径。所述控制模块30还包括更新单元34，更新单元34用于在所述自移动设备1沿所述预设移动路径移动过程中设置和/或更新所述节点。所述控制模块30还在自移动设备1到达所述节点P1n时，以移动方向上的下一节点为目标点，确定所述自移动设备1的移动方向。

以下结合附图并通过若干实施例对本发明进一步说明。

图7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。本实施例中，自动工作系统100包括导航模块，用于输出自动割草机的当前位置。具体的，导航模块包括基站17和移动站15。

如图7所示，自动工作系统用于在预定的工作区域内工作，本实施例中，工作区域包括至少两个相互分离的子工作区域，子工作区域由通道400连通。工作区域与非工作区域之间形成边界200，工作区域内包括障碍9、11，障碍包括树木、凹坑等。

本实施例中的自动割草机1的结构如图8所示。自动割草机1包括壳体3，移动模块，任务执行模块，能源模块，控制模块等。其中，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。任务执行模块包括切割组件7，执行割草工作。能源模块包括电池包(图未示)，为自动割草机1的移动和工作提供电能。控制模块与移动模块、任务执行模块和能源模块电连接，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。

本实施例中的导航模块的组成如图9(a)、(b)所示。导航模块包括基站17和移动站15。基站17和移动站15均接收卫星信号，基站17向移动站15发送定位修正信号，实现差分卫星定位。本实施例中，基站17和移动站15接收GPS定位信号，实现差分GPS定位。当然，在其他实施例中，基站17和移动站15也可以接收伽利略卫星导航系统、或北斗卫星导航系统、或GLONASS等定位信号。

如图9(a)所示，本实施例中，基站17包括GPS天线19，接收GPS定位信号；GPS板卡21，处理接收到的GPS定位信号，并生成定位修正信号；通讯模块23，将定位修正信号发送给移动站15，本实施例中，通讯模块23包括电台及电台天线25；基站还包括指示器(图未示)，指示器能够输出当前位置的卫星信号是否良好的指示。本实施例中，基站17设置于充电站2，与充电站2一体。在其他实施例中，基站17也可以与充电站2分离设置，例如，可以设置在屋顶等能够更好的接收卫星信号的位置。

本实施例中，移动站15包括壳体27；GPS天线29，接收GPS定位信号；GPS板卡31，处理接收到的GPS定位信号；通讯模块33，接收基站17发送的定位修正信号，通讯模块33包括电台及电台天线35。本实施例中，移动站15集成了惯导装置(图未示)，惯导装置输出惯性导航数据。移动站15工作时，可以只利用GPS定位信号来导航，也可以利用GPS定位信号与惯性导航数据经融合处理后的定位信号来导航，或者，在GPS信号弱的时候，也可以只利用惯性导航数据来导航。移动站15还包括指示器(图未示)，输出当前位置的差分GPS信号是否良好的指示。本实施例中，移动站15与自动割草机1的壳体3可拆卸的连接。移动站15包括与自动割草机1的壳体连接的第一接口(图未示)。自动割草机1工作时移动站15安装于自动割草机1的壳体3。移动站15与自动割草机1的壳体3连接时，可实现与自动割草机1的控制模块的电连接，移动站15输出自动割草机1的当前位置坐标，控制模块根据自动割草机1的当前位置控制自动割草机1的移动和工作。本实施例中，移动站15包括独立的电源模块37，移动站15与自动割草机1的壳体3分离时，可以独立工作。

本实施例中，在自动割草机进入工作之前，需建立工作区域的地图。具体的，本实施例中，利用自动工作系统的导航模块建立工作区域的地图。建立工作区域的地图包括记录地图的步骤。

用户安装好基站后，开始记录地图的步骤。本发明的第一实施例中，记录地图时，将移动站与自动割草机的壳体分离，移动站独立工作，用户手持移动站行走来记录地图。记录地图包括步骤：从起点，本实施例中为充电站位置，开始沿工作区域的边界行走，记录边界位置坐标；沿工作区域内的障碍行走，记录障碍位置坐标；沿工作区域内的隔离岛行走，记录隔离岛位置坐标；沿连接子工作区域的通道行走，记录通道位置坐标。本实施例中，用户手持移动站记录地图时，惯导装置处于关闭状态。原因为，用户手持移动站移动时，由于手的抖动，移动站会发生前后左右偏摆的情况，这将对惯导装置产生严重干扰。

本发明的第二实施例中，记录地图时，移动站安装于自动割草机的壳体，用户用手机、平板等智能终端设备遥控自动割草机移动。同样的，记录地图的步骤包括记录工作区域的边界、工作区域内的障碍、连通子区域的通道等。本实施例中，记录地图的过程中可以启用惯导装置，原因为移动站安装于自动割草机的壳体，移动站的运动较为稳定。本实施例中，记录地图的过程中自动割草机的任务执行模块保持关闭状态。

参见图11，本发明的第三实施例中，自动割草机包括推杆，可拆卸的安装于自动割草机的壳体。记录地图时，移动站安装于自动割草机的壳体，推杆安装于自动割草机的壳体，用户操作推杆来推动自动割草机移动，从而记录工作区域的边界、障碍、通道等。同样的，自动割草机的任务执行模块保持关闭状态。

本发明的第四实施例中，自动割草机包括超声波装置，使得自动割草机可以跟随用户一定距离行走。记录地图时，移动站安装于自动割草机的壳体，用户沿工作区域的边界、或障碍、或通道等行走，自动割草机跟随用户移动，从而记录地图。同样的，自动割草机的任务执行模块保持关闭状态。这样做的好处是，在记录地图时自动割草机跟随用户移动，能够判断地图记录的位置是否准确，起到检查地图的作用。

本发明的第五实施例中，记录地图时，移动站与自动割草机分离，将移动站放置在可推行的小车上，例如，可以将移动站安装在某一手推设备上，用户推着小车行走，记录工作区域的边界、障碍、通道等。这样做的好处是移动站的运动平稳，可以启用惯导装置。

本发明的第一实施例中，移动站包括与用户的智能终端连接的第二接口。手机、平板等智能终端可以通过第二接口安装在移动站上。第二接口可以包括电性接口，使得智能终端安装在移动站上时实现与移动站的电连接。本实施例中，移动站通过通讯模块与智能终端无线通讯，无线通讯方式可以为wifi、蜂窝网络、蓝牙等。记录地图时，智能终端安装在移动站上，实时显示移动站记录的信息。本实施例中，移动站包括若干按钮，用于输入“记录地图”、“完成记录”等指令。在其他实施例中，移动站包括显示屏，代替智能终端显示实时信息。

本实施例中以充电站为地图的起点，自动割草机在充电站开始工作。记录充电站位置时，移动站安装于自动割草机，使自动割草机处于充电状态，或模拟自动割草机的充电状态，即完成了对接的状态，手动确认记录或通过充电信号确认记录充电站位置信息，充电站位置信息包括位置坐标，还包括自动割草机的姿态信息。自动割草机包括加速度传感器、电子罗盘等，记录充电站位置时，通过加速度传感器、电子罗盘等记录此时的自动割草机的方向、倾斜角等信息，以方便自动割草机回归时能准确对接。

本发明的第一实施例中，移动站包括地图生成模块，根据记录的位置坐标生成工作区域地图并保存地图。本实施例中，用户行走每形成一个封闭区域，就通过按钮输入生成地图指令，生成该封闭区域的地图信息。例如，用户记录工作区域的边界时，沿子工作区域的边界行走，沿子工作区域的边界行走一周后，生成该子工作区域的边界，然后开始记录下一个子工作区域的边界。同样的，用户记录障碍和通道时，沿障碍或通道行走形成一个封闭区域，生成对应封闭区域的地图信息，然后记录下一个封闭区域。在所生成的地图中，赋予所记录的封闭区域以特征属性。例如，若赋予所记录的封闭区域以边界属性，则自动割草机能够在该区域内工作，不能离开该区域。若赋予所记录的封闭区域以障碍属性，则自动割草机不能进入该区域。同时，障碍必须位于边界内，因此，其在边界外的部分将被舍弃。若赋予所记录的封闭区域以通道属性，则自动割草机能够进入该区域，但不能在该区域内进行割草工作。通道可以在边界内或边界外，若在边界外，则其用于连接两个相互分离的子工作区域，因此其必须和两个子工作区域都有交界，若在边界内，则其通常为非草坪的路面，因此也禁止自动割草机执行割草工作。

本实施例中，建立直角坐标系来生成地图。具体的，以开始记录时的第一个点作为坐标轴的(0,0)点，其对应的移动站输出的位置坐标为(x0,y0)。本实施例中，坐标轴的(0,0)点对应充电站的位置坐标。用户记录地图的过程中，移动站输出位置坐标(x1,y1)，生成地图时将位置坐标(x1,y1)转换为(x1-x0,y1-y0),从而将卫星定位坐标系转换为直角坐标系。本实施例中，在直角坐标系的基础上生成栅格图。定义栅格精度，比如1mm，在直角坐标系中，X、Y轴分别以1mm为间隔打直线，从而形成栅格图。将记录的位置坐标转换为直角坐标系内的栅格。这样，记录地图的过程，就相当于在栅格图上打点的过程。在打点的同时，每个点还会记录一些其他信息，比如该点差分GPS信号情况，该点的海拔，该点的定位误差等。边界、障碍、通道的生成均采用上述方法。

生成栅格图后，为栅格赋予格属性，格属性包括坐标，自动割草机能否覆盖该栅格，自动割草机是否经过该栅格，经过次数，差分GPS信号情况，定位误差，海拔，坡度，温度，湿度，阳光强度等。若栅格的格属性指示自动割草机不能覆盖该栅格，则自动割草机接近该栅格对应的位置时，控制模块控制自动割草机改变移动方式以远离该栅格对应的位置。若栅格的格属性指示自动割草机能够覆盖该栅格，则自动割草机每经过该栅格，该栅格的经过次数格属性就加一。

本实施例中，对地图进行偏移操作来消除定位误差。自动割草机工作时，移动站安装于自动割草机的壳体，输出自动割草机的当前位置坐标，自动割草机的定位中心与记录地图时移动站的定位中心有偏差，若不对该偏差进行校正，可能导致安全性问题。例如，当自动割草机移动至边界位置时，自动割草机的定位中心还在边界以内，则自动割草机将继续移动，导致自动割草机移动至边界以外。为了消除自动割草机的定位中心与记录地图时移动站的定位中心的偏差导致的定位误差，对地图进行偏移操作。判断自动割草机的定位中心与记录地图时移动站的定位中心的偏差距离D，将边界、障碍、通道等在地图上向工作区域内偏移距离D，即相当于边界、通道向内缩进距离D，障碍向外扩张距离D。边界、通道向内缩进的操作也称为地图腐蚀，障碍向外扩张的操作也称为地图膨胀。

记录地图时也存在定位误差，定位误差的大小与差分GPS信号情况相关，也就是与坐标点的精度等级相关。差分GPS信号良好时定位误差较小，差分GPS信号差时定位误差较大。对地图进行偏移操来消除定位误差时，首先根据不同位置的差分GPS信号情况评估该位置的定位误差，也称为误差评价，然后根据不同位置的误差评价调整地图的偏移量。偏移操作同样包括腐蚀和膨胀。

本实施例中，某一个工作区域的地图偏移后，该区域地图可以与其他区域的地图进行拼接。

完成偏移操作后，就完成了生成工作区域地图的步骤。

本实施例中，移动站还包括辅助定位装置，辅助定位装置包括计步器、激光雷达、摄像头、里程计、超声波等，惯导装置也可以被认为是辅助定位装置。辅助定位装置用于在差分GPS信号差时配合差分GPS定位，使用辅助定位装置输出的修正值修正定位误差，使生成的地图精度更高。

本发明的第六实施例中，工作区域具有形状规则的边界，例如矩形边界，记录地图时，用户只需记录工作区域的顶点位置，生成地图时，通过将顶点连线得到边界。该方法同样适用于形状规则的通道和障碍等。该方法能够提高地图生成效率，并且避免了中间可能的差分GPS信号差的区域。

本发明的第一实施例中，差分GPS定位通过基站与移动站的通信来实现，为了使基站和移动站可靠、高效的为自动工作系统提供导航数据，基站的设置包括几种方式。本实施例中，基站设置于充电站，由充电站供电。当然，在其他实施例中，基站也可以与充电站分离设置，基站可以由独立的能源供电，例如，可以利用太阳能、风能等供电形式。本实施例中，为保证基站位置卫星信号良好，安装充电站之前，用户先把自动割草机放到希望安装的位置，或将移动站从自动割草机上拆下后移动到希望安装的位置，开启定位，判断定位精度，确认定位精度高再固定充电站。基站上有声光电等装置用来反馈卫星信号状况，用来提示基站安装位置或接收质量是否合理。基站能够通过历史坐标对比判断是否有被遮挡等异常，若定位精度降低，说明基站可能被遮挡，基站发现异常后通过通讯模块向用户或自动割草机发送提示信息，或切换状态，等待恢复正常。

为了使基站和移动站可靠、高效的为自动工作系统提供导航数据，还需保证基站与移动站之间的通讯可靠、高效。

如图10所示，本实施例中，基站通过GPS天线接收卫星信号，将采集的载波相位信息通过通讯模块发送给移动站，通讯模块包括电台和电台天线，也可以包括Sub-1G、wifi、2G/3G/4G/5G模块，移动站也通过GPS天线接收卫星信号，同时通过与基站对应的通讯模块接收基站采集的载波相位信号，从而解算出移动站相对基站的相对位置坐标，相对位置坐标包括经度、纬度，还可以包括海拔，精度可达厘米级。本实施例中，移动站可选择与多个不同基站的其中一个通讯，例如，移动站可选择与第一基站或第二基站通讯。具体的，自动工作系统包括多个基站，或者，位于一定区域范围内的不同自动工作系统的基站可以实现通用。多个基站相互切换，当移动站与第一基站的通讯出现异常时，可以自动切换到与第二基站通讯。

本实施例中，还可以用星际增强系统，来实现差分GPS导航。

本实施例中，基站与移动站的通讯还可以使用l ora技术。

本实施例中，差分GPS定位基于基站固定在某一位置不动来实现，当基站移动时，移动站输出的位置坐标将发生偏差。为避免基站移动后，重新记录地图的麻烦，本实施例中，利用移动站来获得基站的移动位置，利用所获得的移动位置修正已生成的地图。参考图11和图12，修正地图的过程如下：1)基站17固定在A点，移动站15记录并生成地图；2)如图11(a)，用户由于某种原因，如要在A点建一花坛，欲将基站17移动到另一位置B；3)如图11(b)，将移动站15移动到B点，移动站15将B点位置坐标发送给基站17；4)如图11(c)，基站17移动到位置B，基站17对自身位置进行修正，同时移动站15获知基站17位置的偏移量，根据偏移量修正地图。修正后的地图与修正前的地图重合，因此无需再记录地图。

本发明的第一实施例中，移动站包括路径生成模块，根据工作区域地图生成路径规划。首先，根据工作区域的边界、障碍、通道等，对工作区域进行分区，工作区域的划分使得自动割草机的覆盖更有效率。例如，划分由通道连接的两个子工作区域，自动割草机执行割草工作时，先在其中一个子工作区域中完成覆盖，再经由通道进入另一个子工作区域工作。这样，避免自动割草机往返通道两端造成的低效工作。又例如，将工作区域中被障碍隔开的两个部分划分为两个子区域，避免自动割草机频繁遇障碍。还可以根据边界形状，将边界形状规则的部分和不规则的部分划分为不同子区域，这样，可以令自动割草机在规则的子区域以规则路径覆盖，在不规则的子区域以随机路径覆盖。本实施例中，令相邻子区域具有重叠部分，避免相邻子区域之间的部分不能被覆盖到。本实施例中，根据电池包电量估算一次工作的区域面积来确定分区大小。本实施例中，还可以根据植物生长状况来分区，使得自动割草机在植物茂盛的区域的切割功率大、切割时间长，在植物稀疏的区域的切割功率小、切割时间短。本实施例中，还可以根据区域重要度来分区，例如将用户的前院和后院划分为不同子区域，使自动割草机以不同工作策略在前院和后院工作。当然，还可以根据障碍物多少等综合因素来分区。

完成区域划分后，对自动割草机在每个子区域内的路径进行规划。自动割草机在每个子区域内的预设路径可以为规则路径，例如平行路径、螺旋路径等，也可以为随机路径。

本实施例中，可以在同一子工作区域内规划不同的路径。如图13所示的子工作区域D，包括建筑物51，可以预知的是，在建筑物51附近的区域，由于受建筑物的遮挡，卫星信号差，导航模块的定位精度低，若令自动割草机以平行于建筑物51边缘的路径移动，则自动割草机在建筑物51附近移动时，导航模块将持续输出低精度信号，自动割草机可能无法按规划好的路径移动，或移动效率低。为了避免上述情况，可以将建筑物51边缘区域的路径规划为垂直于建筑物51的路径，这样，只有在自动割草机靠近建筑物51边缘时导航模块才输出低精度信号，当自动割草机远离建筑物51边缘时，导航模块输出高精度信号。自动割草机靠近建筑物51边缘时，卫星信号差，惯导装置的定位误差累积，定位精度逐渐降低，当自动割草机远离建筑物51边缘时，卫星信号恢复良好，可用于校正惯导误差，因此，采用这种路径移动能够保证导航模块在大部分情况下输出良好的定位信号。本实施例中，路径规划由路径生成模块自动生成，当然，也可以由用户根据工作区域的情况进行手动调整，也可以令自动割草机在移动过程中根据定位信号的精度实时调整，以图13所示的情况为例，自动割草机在移动过程中可以实时调整往复行走的方向。

如图14(a)、(b)所示，本实施例中，自动割草机遇障碍时的路径可以是绕障碍移动，也可以为折返。若遇障碍时绕障碍移动，则可以利用导航模块生成绕障碍的矢量图。

本实施例中，自动割草机在移动过程中，能够区分动态障碍与固定障碍。固定障碍为在工作区域中具有固定位置的障碍，通常为地图中已记录的障碍，若自动割草机移动过程中多次在同一位置遇到障碍，而地图中未记录该障碍，也可以判断其为新发现的固定障碍。动态障碍为出现在工作区域中的不固定位置的障碍，通常为自动割草机移动过程中临时遇到的障碍，在同一位置出现的频率低。动态障碍可能为出现在工作区域中的人、动物等。自动割草机根据障碍是否记录在地图中，或者根据在同一位置遇到障碍的频率，区分动态障碍与固定障碍，并采取不同的避障策略，避障策略包括绕障碍移动、折返等。

本实施例中，自动割草机移动过程中根据定位信号的情况调整移动范围。当自动割草机移动至定位信号差的位置时，缩小移动范围，在小范围内继续移动，或停止移动。

本实施例中，导航模块还包括陀螺仪，用于控制自动割草机沿直线移动。自动割草机沿预设路径移动时，组合使用陀螺仪和差分GPS定位信号进行导航。如图15所示，将预设路径分成多段，自动割草机开始移动时，确定移动方向，自动割草机在每一段上移动时，使用陀螺仪导航，陀螺仪用于控制自动割草机沿直线移动，防止自动割草机的移动方向发生偏移。自动割草机完成一段路径的移动后，使用差分GPS定位信号来校正移动方向。具体的，控制模块判断自动割草机的当前位置是否位于预设路径上，若自动割草机的当前位置偏离预设路径，则调整自动割草机的移动方向，使之回到预设路径上。自动割草机沿下一段路径移动时，再利用陀螺仪沿校正的方向直线移动。自动割草机移动过程中，若控制模块判断自动割草机的当前位置偏离预设路径的距离大于预设值，可以实时校正自动割草机的移动方向，还可以重新划线段。

如图16(b)所示，本实施例中，自动割草机沿平行路径移动，当自动割草机移动至边界时，转向向相反方向移动，转向时令自动割草机覆盖相邻平行路径之间的多个点F、G，以保证覆盖的完整性，避免直角转弯导致的边界附近的区域未覆盖到的问题(参考图16(a))。

本实施例中，自动割草机移动过程中，若基站与移动站的通讯发生异常，如通讯中断，或差分GPS信号差，导航模块持续输出低精度定位信号时，控制自动割草机调整移动方式。自动割草机调整移动方式包括，自动割草机切换工作状态，例如自动割草机切换为随机行走模式，或者回归充电站，或者进入搜索模式，搜索良好的卫星信号。自动割草机调整移动方式还包括令任务执行模块停止工作，或后退，或转向，或停机等。

本实施例中，路径生成模块还用于生成回归路径。以图17所示的工作区域为例，当前充电站2位于工作区域内。自动割草机1需要回归充电站2时，路径生成模块根据自动割草机1的当前位置信息和地图信息，计算自动割草机1到充电站2的最短路径，生成回归路径53，控制模块控制自动割草机1沿回归路径53移动，回归充电站2。最短路径的计算与充电站2的位置相关，还与工作区域中障碍分布、以及自动割草机1与充电站2之间是否存在通道相关。自动割草机1沿最短路径移动时，经过最少的栅格。本实施例中，控制模块记录自动割草机1的回归路径，当自动割草机1再次启动回归时，控制模块比较新生成的回归路径与前一次、或前若干次的回归路径，判断新生成的回归路径与前一次、或前若干次的回归路径是否存在重叠部分，若存在重叠部分，则修改回归路径，以避免回归路径重叠，例如，使回归路径的部分偏移一定距离等。采用上述方法，在自动割草机1回归充电站2时需要经过通道的情况下，可以有效避免从通道到充电站2的部分路径的重叠，从而避免自动割草机1多次沿同一段路径回归导致的对草坪的碾压损伤。

本发明的第七实施例中，路径生成模块生成回归路径的方法与第一实施例中的方法不同，如图18所示，地图生成模块生成地图后，路径生成模块根据生成的地图设定若干条回归路径53，当自动割草机1需要回归充电站2时，移动至其中一条回归路径53。具体的，控制模块判断自动割草机1到若干条回归路径53的最短距离，选择最近的一条回归路径53，控制自动割草机1沿最短距离路径移动至最近的回归路径53，并沿该回归路径53回归充电站2。当然，自动割草机1也可以随机移动至最近的回归路径53。或者，自动割草机1需要回归充电站2时，随机移动，当控制模块判断自动割草机1位于其中一条回归路径53上时，控制自动割草机1沿该回归路径53回归充电站2。采用上述方法，能够避免自动割草机1沿同一路径回归导致的对草坪的碾压损伤。可以理解的是，回归路径也可以在记录地图时由用户记录，具体的，用户手持移动站，从工作区域的不同位置向充电站移动，记录移动经过的位置，形成回归路径。

本发明的第八实施例中，路径生成模块生成回归路径的方法与第一实施例中的方法不同，如图19所示，自动割草机1需要回归充电站2时，先移动至边界200，沿边界200向充电站2所在位置移动，再移动至充电站2。具体的，路径生成模块根据自动割草机1的当前位置和边界200位置，判断边界200上与自动割草机1的距离最短的点，连接自动割草机1的当前位置与该点，形成第一段路径，根据该点位置和充电站2的位置，计算自动割草机1从该点沿边界200移动，再从边界200移动至充电站2正前方的最短路径，根据计算得到的最短路径生成第二段路径，拼接第一段路径与第二段路径生成回归路径53。本实施例中，当充电站2位于边界200上时，自动割草机1沿边界200移动能够直接移动至充电站2正前方，当充电站2不位于边界200上时，自动割草机1沿边界200移动至充电站2附近后，再移动至充电站2正前方。本实施例中，自动割草机1每次沿边界200移动的路径不同，具体的，使自动割草机1相对边界200以可变距离沿边界200移动，即自动割草机1每次回归，沿边界200移动时相对边界200的距离不同，这样可以避免自动割草机1以固定距离沿边界200回归导致的对草坪的碾压损伤。

本发明的第一实施例中，自动割草机1移动至充电站2正前方后，例如1m左右，开始对接过程，由于记录地图时记录了对接角度、倾斜角等，因此可以依靠这些信息，使自动割草机1以恒定的方向对接，减小对接误差。

本发明的第一实施例中，自动割草机还可以根据地图的面积和形状等特性自动确定工作时间计划，包括每个子区域的工作时间，各个子区域之间的工作顺序、每个子区域的覆盖次数等等。

本实施例中，可以利用差分GPS时钟替代时钟芯片。

本实施例中，利用导航模块与环境检测传感器组合解决安全问题，环境检测传感器包括台阶传感器、草地传感器、光学传感器、摄像头、雷达、超声波传感器、碰撞检测传感器等等。当环境检测传感器检测到异常环境时，利用导航模块记录当前位置以及对应的异常情况，记录在地图中，自动割草机移动至该位置时调整自动割草机的移动方式，避免发生安全事故。

本实施例中，地图和路径分别由移动站的地图生成模块和路径生成模块生成，可以理解的是，在其他实施例中，自动割草机的控制模块获取移动站记录的位置坐标，可以由控制模块生成地图和路径。

本发明的第九实施例中，充电站为无线充电站，自动割草机能够从任意方向接近充电站，进行对接。因此，依据自动割草机的当前位置和充电站的位置，能够方便的通过差分GPS导航引导自动割草机回归充电站，并与充电站对接。

本发明不局限于所举的具体实施例，基于本发明构思的结构和方法均属于本发明保护范围。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方。或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)。随机存取存储器(RAM，Random，Access，Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序校验码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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，可轻易想到变化或替换，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所述以权利要求的保护范围为准。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。