具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1-7。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

为了节约割草作业的时间，提高割草作业效率，智能割草机通过会采用优化后的路径地图移动，由于每次割草作业沿着相同的移动路径碾压草坪或植被，从而会破坏车辙区域草坪或植被的成长。为了解决该问题，本发明提供一种智能割草机控制方法和控制系统，智能割草机每次运行时都会先从预先存储的路径地图集中随机选取一个路径地图(每个路径地图的路径都不相同)，然后跟随选取的路径地图移动作业，从而避免了反复碾压草坪或植被，能够更好的保护草坪或制备。其中，图1示出了本发明的智能割草机控制方法的流程示意图，图4示出了本发明的智能割草机控制系统的结构框图。

请参阅图1，所述智能割草机控制方法包括如下步骤：

步骤S10、控制所述智能割草机移动至起始点；

步骤S20、从预先存储的路径地图集中选取一个路径地图，其中，所述路径地图集是根据所述智能割草机的工作区域预先依据不同行进角度规划的路径地图；

步骤S30、控制所述智能割草机按照选取的所述路径地图移动作业。

请参阅图1，执行步骤S10、每次进行割草作业时，需要先控制所述智能割草机移动至起始点，该起始点例如可以是位于智能割草机的工作区域内的某个选取点，又或者是充电站所处的位置，亦或者是连接充电站与工作区域的通道中的某个点。

请参阅图1，在执行步骤S10中，需要预先在智能割草机的控制单元中存储、下载或者导入包含不同路径的路径地图集，从而方便移动割草机移动作业时调用。图2示出了一种路径地图集的获取的示意图。

请参阅图2，首先，需要定义出所述智能割草机的工作区域地图：可以通过控制所述智能割草机沿着工作区域3边沿1行走，然后在行走过程中利用位置传感采集所述智能割草机的实时位置坐标(作为所述工作区域的位置)并存储在存储装置中作为工作区域地图数据。所述位置传感器可采用基于卫星的导航设备，例如全球定位模块，简称GPS模块；可以对GPS模块的信号进行校正以提高定位精度(实时动态差分GPS，实时动态载波相位差分GPS以及诸如此类)。可以理解的是，在一些实施例中，所述位置传感器例如也可以以激光器和光学器件作为定位技术的传感器。通常情况下，在所述智能割草机的工作区域3内会存在一些障碍物2(例如树木、灌木丛、水池、露出地面的一些凸起结构等)，在智能割草机运行过程中，是需要避开这类障碍物2的，故而因此通过相关技术在所述工作区域地图中标识出来。具体地，例如可以通过控制所述智能割草机沿工作区域3内的障碍物的边沿行走，通过上述的位置传感器采集并保存所述障碍物的位置，并在所述工作区域地图中标识为排除区域，以便在后续的路径规划时自动绕过所述排除区域。接着，所述智能割草机的工作区域地图定义完成后，需要根据所述智能割草机的工作区域地图分别规划所述智能割草机在工作区域3内沿不同行进角度移动时的路径地图6，以组成所述路径地图集，其中，该行进角度可以定义为智能割草机的行进方向与某一个参考线(例如工作区域3的边界线的一直线段)的夹角，所述智能割草机的行进角度介于0°到180°之间的任意值。作为示例，例如可以以5°的角度变量分别获取行进角度分别为0°(180°)、5°、10°、15°、……、170°及175°时路径地图，以组成路径地图集，所述角度变量可以根据需要进行设置，角度变量越小，生成的路径地图越多，反之越少。需要说明的是，在进行路径规划的过程中，也可以以使所述智能割草机的转弯次数最小、或者总路径最短来优化每个所述路径地图。可以理解的是，所述路径地图集例如也可是根据所述智能割草机的工作区域预先依据不同行进角度和作业宽度规划的路径地图，这可以通过调整行进角度和作业宽度来生成不同的路径地图，所述作业宽度定义为所述智能割草机的两个平行内部车道之间的距离，或者在曲线形状的车道的情况下局部平行车道之间的距离。其中，图3a-3d分别对应不同行进角度和不同作业宽度时规划的路径地图。

如图2所述，在所述工作区域地图上还要定义出了充电站4及引导线5的位置，从而可以方便的控制智能割草机进站充电和出站作业。所述充电站4既可以设置在所述工作区域的边沿1上，也可以如图2所示的设置在远离工作区域的位置。

请参阅图1，执行步骤S20和S30，在每次进行割草作业时，需要先从预先存储的路径地图集中选取一个路径地图，然后控制所述智能割草机按照选取的所述路径地图移动作业。

在步骤S20中，按照指定的地图选取方式从存储的路径地图集中选取一个路径地图，例如可以是采用随机方式从预先存储的路径地图集中随机选取一个路径地图，也可以是每次按照行进角度递增或者递减的方式从预先存储的路径地图集中选取一个路径地图，亦或者按照接收的外部指令从预先存储的路径地图集中选取一个路径地图，从而可基本上保证在多次割草作业中每次割草作业时的行走路径不同(随机选取时也可能会有两次重复情形出现)，避免了沿着固定路径行走时反复碾压形成车辙的问题。其中，在每次按照行进角度递增或者递减的方式从预先存储的路径地图集中选取一个路径地图时，例如可以以每次5°、10°、15°、30°(也可以是其他合适的值)的行进角度变化量来依次递增或者从预先存储的路径地图集中选取一个路径地图，直到遍历所有行进角度，然后重新按照递增或者递减的方式从预先存储的路径地图集中选取一个路径地图。

在步骤S30中，在进行割草作业的过程中，由于工作区域面积较大、或者智能割草机的电池容量有限，不能一次性的完成整个工作区域的割草作业，当所述智能割草机电量不足时，可以控制所述智能割草机返回所述充电站并记录所述智能割草机的当前位置(也即返回点)，充电完成所述智能割草机返回所述返回点并继续按照原路径移动作业。

在步骤S30中，在进行割草作业的过程中，当天气状况不适宜所述智能割草机工作时，例如下雨、下雪、冰雹、大风等糟糕天气时，控制所述智能割草机返回所述充电站并记录所述智能割草机的返回点，充电完成后或者等天气状况适宜所述智能割草机割草作业时，所述智能割草机返回所述返回点并继续按照原路径移动。所述智能割草机例如可以通过接收当地的天气预报来判断当前的天气状况是否适宜智能割草机工作，也可以通过设置于智能割草机机身上的雨雪传感器、风速传感器等能监测天气状况的传感器来监测外部天气状况信息，智能割草机的控制单元根据监测到的天气状况信息来决定智能割草机是否中止或者停止割草作业。

需要说明的是，本发明的智能割草机控制方法还包括预设割草时段的步骤，使用者可以根据实际需要来设定智能割草机的工作时段，所述智能割草机在预设割草时段内执行割草作业，而在预设割草时段之外的其他时段所述智能割草机中止或停止割草作业。例如可以预设割草时段例如可以设定在在10:00到20:00之间，从而避免在预设时段之外的时间作业影响使用者或者邻居休息。

如图4所示，本发明的实施例还介绍一种用于实现上述智能割草机控制方法的智能割草机控制系统100。所述智能割草机控制系统100包括移动模块10，地图选取模块20、作业模块30以及地图集获取模块40。所述移动模块10用于控制所述智能割草机移动至起始点；所述地图选取模块20用于按照预设规则从预先存储的路径地图集中选取一个路径地图，其中，所述路径地图集是根据所述智能割草机的工作区域预先依据不同行进角度规划的路径地图；所述作业模块30控制所述智能割草机按照选取的所述路径地图移动作业；所述地图集获取模块40用于获取所述的路经地图集。

请参阅图4所述，所述作业模块30还包括充电模块31，用于当所述智能割草机电量不足时，控制所述智能割草机返回所述充电站并记录所述智能割草机的返回点，充电完成所述智能割草机返回所述返回点并继续按照原路径移动；所述充电模块31还用于当天气状况不适宜所述智能割草机工作时，控制所述智能割草机返回所述充电站并记录所述智能割草机的返回点，充电完成后或者等天气状况适宜所述智能割草机割草作业时，所述智能割草机返回所述返回点并继续按照原路径移动。

在本发明中，所述智能割草机控制系统100还包括割草时段设置模块(未图示)，用于预设割草时段，以控制所述智能割草机在预设割草时段内执行割草作业，而在预设割草时段之外的其他时段所述智能割草机停止割草作业。

在本发明中，所述地图选取模块20可以进一步包括第一地图选取模块、第二地图选取模块及第三地图选取模块；所述第一地图选取模块用于采用随机方式从预先存储的路径地图集中选取一个路径地图；所述第二地图选取模块用于每次按照行进角度递增或者递减的方式从预先存储的路径地图集中选取一个路径地图；所述第三地图选取模块用于按照接收的外部指令从预先存储的路径地图集中选取一个路径地图。

请参阅图5所示，所述地图集获取模块40包括区域地图定义模块41、排除模块42及路径地图规划模块43；所述区域地图定义模块41用于定义所述智能割草机的工作区域地图；所述排除模块42用于控制所述智能割草机沿工作区域内的障碍物的边沿行走，采集并保存所述障碍物的位置，并在所述工作区域地图中标识为排除区域；所述路径地图规划模块43用于根据所述智能割草机的工作区域地图分别规划所述智能割草机在工作区域内沿不同行进角度移动时的路径地图，组成所述路径地图集。所述区域地图定义模块41还进一步包括图获取模块411，用于控制所述智能割草机沿着工作区域边沿行走，采集并存储所述工作区域的位置，以获取所述工作区域地图。所述路径地图规划模块43还进一步包括路径优化模块431用于以使所述智能割草机的转弯次数最小来优化所述路径地图。

需要说明的是，本发明的智能割草机控制系统100是与上述智能割草机控制方法相对应的系统，智能割草机控制系统100中的功能模块或者功能子模块分别对应智能割草机控制方法中的相应步骤。本发明的智能割草机控制系统100可与智能割草机控制方法相互相配合实施。本发明的智能割草机控制方法中提到的相关技术细节在智能割草机控制系统100中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本发明的智能割草机控制系统100中提到的相关技术细节也可应用在上述智能割草机控制方法中。

需要说明的是，上述的各功能模块或者功能子模块，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些单元可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分单元通过处理元件调用软件的形式实现，部分单元通过硬件的形式实现。此外这些单元全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器71元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。

需要说明的是，如图6所示，本发明的智能割草机控制方法还可以通过一设置于智能割草机的机身上控制单元7实现，所述控制单元7包括相互连接的存储器73和处理器71，所述存储器73存储有程序指令，该程序指令被所述处理器71执行时实现上述的智能割草机控制方法。需要说明的是，当需要和外部进行通信时，所述控制单元7还包括通信器72，所述通信器72与所述处理器71连接。

上述的处理器71可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称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；上述的存储器73可能包含随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(Non-volatile Memory)，例如至少一个磁盘存储器。

需要说明的是，上述存储器73中的控制程序指令可以通过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，电子设备，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。

本发明还可以提供一种存储介质，其存储有程序，该程序被处理器71执行时实现上述的智能割草机控制方法；所述存储介质包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器设备，包括例如：半导体存储器设备，例如EPROM、EEPROM和闪存设备；磁盘，例如内部硬盘或可移动盘；磁光盘；以及CD-ROM和DVD-ROM盘。

综上所述，本发明的智能割草机及其控制方法、系统和存储介质，智能割草机每次割草作业时，都从预先存储的路径地图集中选取任意一个路径地图，从而使智能割草机的每次的运行路径不同，避免了沿着固定路径行走时反复碾压形成车辙的问题。本发明的智能割草机及其控制方法、系统和存储介质，相比于随机作业方式，不仅可以100％的覆盖工作区域，而且还可以减少不必要的重复作业，减轻零部件的压力。利用本发明的智能割草机控制系统100和方法，可以在智能割草机的电池允许的情况下，在一次运行中完成整个工作区域的割草作业。利用本发明的智能割草机控制系统100和方法，可以预估出修剪草坪所需要的确切时间，换句话说可以预估出草坪准备就绪的时间。

如图7所示，本发明的实施例还公开一种智能割草机200，所述智能割草机200包括机身，设置于机身上的位置传感器50、控制单元7、行走组件60、作业组件70、供电组件80以及天线组件90；所述控制单元7能够控制智能割草机200每次作业时沿着不同的路径行走，可避免反复碾压工作区域产生车辙。

如图7所示，所述行走组件60两个驱动轮和至少一支撑轮，两个驱动轮分别设置于所述机身的一端的两侧，所述支撑轮设置于所述机身的另一端，智能割草机200被驱动轮与支撑轮支撑行走，支撑轮例如可以为万向轮，以便智能割草机200转向。所述驱动轮例如可以通过传动轴与驱动电机连接，并且在所述传动轴上设置有保护套，所述保护套包括柔性段，所述保护套通过柔性段的变形实现沿传动轴轴向的长度改变，有效保护传动轴，可以增加智能割草机200的使用寿命。所述控制单元7通过控制两个驱动电机的转速来控制智能割草机200的行走方向及速度，当驱动电机的转速不同时，智能割草机200可实现转弯；当驱动电机的转速相同时，智能割草机200可实现直线行走，当驱动电机的转速相反时，智能割草机200实现原地零位转向。

如图7所示，所述作业组件70包括切割电机以及被切割电机驱动的切割头，所述作业组件70大致位于智能割草机200的中心位置，切割电机的旋转轴大致垂直于水平面，作业组件70可以被操作者调节与地面的高度，以实现对切割高度的调节。

如图7所示，所述供电组件80包括可充电电池、给可充电电池供电的充电系统以及设置于机身外侧的太阳能电板，所述太阳能电板通过充电系统与所述可充电电池连接。考虑到智能割草机200一般都是在户外工作，因此可以在智能割草机200的割草作业过程中对可充电电池进行充电，从而有效延长所述智能割草机200的作业时间，减少返回充电站充电的次数。

如图7所示，所述控制单元7除了上文介绍的功能外，还能接收发送给智能割草机200的各种信号或位置传感器50采集的信号，并通过内置的处理器生成对应的控制信号，根据生成的控制信号对所述行走单元或者所述作业单元进行控制，从而使智能割草机200沿着规划的路线进行割草作业。

所述智能割草机200还包括设置于机身上的雨雪传感器和/或风速传感器，用于监测智能割草机200工作地点的天气状况信息，并将天气状况信息传递给控制单元7，控制单元7根据天气状况信息来控制所述智能割草机200执行相应的操作，详见上文相关部分描述，在此不做赘述。

如图7所示，所述位置传感器50例如可以是GPS模块，通常情况下，为了包括GPS模块，一般会将GPS模块设置于机身内部，这会影响GPS模块的信号强度，为了解决该问题，可以给所述GPS模块外置一个天线组件90，以增强GPS模块的信号强度，提高智能割草机200的定位精度。所述天线组件90包括天线、天线壳体及软体缓冲连接件，软体缓冲连接件可以是橡胶、硅胶等弹性较好且可自行恢复原状的软胶，天线通常采用的是导电金属，天线壳体将天线包裹用于保护，天线壳体的底部例如可通过黏贴的方式固定在软体缓冲连接件，软体缓冲连接件通过螺钉或者黏贴的方式固定在机身上，天线壳体相对机身上表面是基本是竖直的，软体缓冲连接件的形状是呈中心对称的，目的是使软体缓冲连接件作用在天线壳体上的拉力是平衡的，并且在水平方向是相互抵消的。软体缓冲连接件将天线壳体固定在机身上，并且填补了天线壳体和机身之间的空隙，可以防止水汽进入机器内部损坏电气元件。在移动机器人没有受到外力作用时，天线壳体基本是与机身垂直的，当天线壳体受到外力作用时，天线壳体相对机身倾斜，软体缓冲连接件被拉扯发生形变，储存弹性势能，当作用在天线壳体上的外力消失后，软体缓冲连接件释放弹性势能，在软体缓冲连接件的作用下，天线壳体回复竖直状态。

在本文的描述中，提供了许多特定细节，诸如部件和/或方法的实例，以提供对本发明实施例的完全理解。然而，本领域技术人员将认识到可以在没有一项或多项具体细节的情况下或通过其他设备、系统、组件、方法、部件、材料、零件等等来实践本发明的实施例。在其他情况下，未具体示出或详细描述公知的结构、材料或操作，以避免使本发明实施例的方面变模糊。

还应当理解还可以以更分离或更整合的方式实施附图所示元件中的一个或多个，或者甚至因为在某些情况下不能操作而被移除或因为可以根据特定应用是有用的而被提供。

另外，除非另外明确指明，附图中的任何标志箭头应当仅被视为示例性的，而并非限制。此外，除非另外指明，本文所用的术语“或”一般意在表示“和/或”。在术语因提供分离或组合能力是不清楚的而被预见的情况下，部件或步骤的组合也将视为已被指明。

本发明所示实施例的上述描述(包括在说明书摘要中所述的内容)并非意在详尽列举或将本发明限制到本文所公开的精确形式。尽管在本文仅为说明的目的而描述了本发明的具体实施例和本发明的实例，但是正如本领域技术人员将认识和理解的，各种等效修改是可以在本发明的精神和范围内的。如所指出的，可以按照本发明所述实施例的上述描述来对本发明进行这些修改，并且这些修改将在本发明的精神和范围内。

本文已经在总体上将系统和方法描述为有助于理解本发明的细节。此外，已经给出了各种具体细节以提供本发明实施例的总体理解。然而，相关领域的技术人员将会认识到，本发明的实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下进行实践，或者利用其它装置、系统、配件、方法、组件、材料、部分等进行实践。在其它情况下，并未特别示出或详细描述公知结构、材料和/或操作以避免对本发明实施例的各方面造成混淆。

因而，尽管本发明在本文已参照其具体实施例进行描述，但是修改自由、各种改变和替换意在上述公开内，并且应当理解，在某些情况下，在未背离所提出发明的范围和精神的前提下，在没有对应使用其他特征的情况下将采用本发明的一些特征。因此，可以进行许多修改，以使特定环境或材料适应本发明的实质范围和精神。本发明并非意在限制到在下面权利要求书中使用的特定术语和/或作为设想用以执行本发明的最佳方式公开的具体实施例，但是本发明将包括落入所附权利要求书范围内的任何和所有实施例及等同物。因而，本发明的范围将只由所附的权利要求书进行确定。