[发明专利]一种割草机自主充电的方法

权利要求书

1.一种割草机自主充电的方法，包括割草机和充电桩，在割草机的正上方设置激光雷达，充电桩背部紧靠一块平板；其自主充电方法包括如下步骤：

(1)所述割草机通过自身导航定位系统，行走至所述充电桩附近的范围内；

(2)所述割草机上的激光雷达采集周围环境信息，识别出充电桩所在的位置，在充电桩背部贴上背景板，当激光雷达扫描到背景板——充电桩——背景板的跃变时，即认为识别出充电桩；

(3)所述割草机分析激光雷达采集的信息，行走至充电桩中心正对的指定位置；所述割草机根据分析激光雷达采集的信息确定自身相对于充电桩中心的位置，割草机旋转使其割草机车头指向指定位置；

所述的割草机相对于充电桩中心位置的位置表达关系式为：

当割草机位于充电桩左侧时，α_start＞90°，此时割草机在xy方向的坐标为：

y_mower＝L_vertical＝L_start·sin(180-α_start)

当割草机位于充电桩右侧时，α_end＞90°，此时割草机在xy方向的坐标为：

y_mower＝L_vertical＝L_end·sin(180-α_end)

而对于α_start、α_end均小于90°，此时割草机在xy方向的坐标为：

式中，y_mower为割草机在y方向的坐标，x_mower为割草机在x方向上的坐标，L_start和L_end分别为割草机到充电桩起始点和结束点的距离，α_start和α_end分别为割草机到充电桩起始点和结束点的直线与充电桩平面的夹角，L_vertical为割草机距离充电桩平面的垂直距离，L_ChargePile为充电桩的长度，L_ToStartpoint和L_ToEndpoint分别为在平行于充电桩平面的方向上，割草机距离充电桩起始点和结束点的距离；

所述的割草机旋转的角度的关系表达式为：

式中，α_ToY为割草机当前正对方向转到垂直充电桩方向需要转过的角度，α_{SuitablePoint}为平行于充电桩平台方向到割草机正对合适位置的方向需要转过的角度，α₁为割草机从当前正对方向转到正对充电桩起始点需要转过的角度，α_YtoStart为割草机从Y轴负方向转向正对充电桩起始点需要转过的角度；

(4)判断所述割草机是否正对所述充电桩中心位置，若没有则需要进行姿态调整，以自身为轴心原地转动，使自身正对充电桩；若割草机正对所述充电桩中心位置，则走进充电桩；

(5)激光雷达在割草机走进充电桩过程中要不定时采集充电桩周围信息，判断所述割草机相对于所述充电桩中心位置是否有偏移，若有偏移，则进行姿态微调，直到所述割草机充电端口插入充电桩；所述平板的面积大于充电桩背部面积。

2.根据权利要求1所述的割草机自主充电的方法，其特征在于：在步骤(5)中，如果割草机到充电桩起始点的距离与割草机到充电桩结束点的距离之差大于割草机设定的阈值，则割草机向左转5度；如果割草机到充电桩结束点的距离与割草机到充电桩起始点的距离之差大于割草机设定的阈值，则割草机向右转5度。

3.根据权利要求1所述的割草机自主充电的方法，其特征在于：所述的激光雷达为二维激光雷达。

4.根据权利要求1所述的割草机自主充电的方法，其特征在于：所述的充电桩附近的范围为在充电桩附近5米的区域。