[发明专利]一种割草机自主充电的方法

说明书

本发明公开了一种割草机自主充电的方法，包括：通过导航定位系统，行走至所述充电桩附近的范围内；采集周围环境信息，识别出充电桩所在的位置；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；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；激光雷达在割草机走进充电桩过程中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。本发明不易受到干扰信号的干扰，覆盖范围广，设备布置简单方便，可以引导割草机准确迅速地进入充电桩进行充电。

技术领域

本发明属于机器人领域，尤其涉及一种基于激光雷达的引导割草机自主充电的方法。

背景技术

智能割草机是一种可以代替人们实现自主割草的割草机。在承担繁重复杂的割草任务的同时，也不需要人过多的控制，能够高效、完美地自主完成人类所布置的任务，节省了人力和物力资源，也大大节省了人们的时间。

在自主割草的过程中，割草机会消耗大量的电量，在工作的中途出现电量不足的情况。为了实现更好的自主性，割草机需要在没有人为帮助的情况下自动进入充电桩，实现自主充电。由于割草机的工作范围比较广，当割草机在距离充电桩较远的位置时，直接从远处进行引导割草机到达充电桩的难度比较大，很难实现。一般将割草机回到充电桩进行充电的过程分为两个部分：第一部分是割草机行走至充电桩附近区域，这个过程不需要精密的控制，割草机只需到达附近的一片区域即可；第二部分是将割草机通过精确引导使其走进充电桩，这一部分对精确度的要求较高。

在现行的充电方法中，较为主流的有电子围栏引导、超声波引导、机器视觉引导等方法。其中电子围栏引导的灵活性较差，针对不同的环境需要布设不同的围栏，而且极易损坏，维护困难，尤为重要的是，电子围栏引导极易受到电磁干扰的影响，不能保证相应的精度需求。超声波引导的方式受户外外界环境干扰较大，在外界环境复杂时，精确性很难得到保证。机器视觉的方法需要摄像头不断采集周围的环境图像，以此来判断充电桩的位置，这种方式硬件成本高，算法复杂，不适用于低成本的割草机。

综上,现有技术中智能割草机的自主充电方法主要存在灵活性较差，覆盖范围小，受外界环境影响较大，精确性难以保证，且成本较高的问题。

发明内容

发明目的：本发明提供一种设备布置方便，受户外环境影响小，覆盖范围广，成本低，能让割草机快速准确地进入充电桩充电的割草机自主充电的方法。

技术方案：所述的自主充电的方法，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；

(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；

(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。

进一步，所述的平板的面积要大于充电桩背部面积。

进一步，在步骤(3)中，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。

进一步，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：