[发明专利]基于地磁和惯导的自行走设备遍历控制方法和自行走设备

说明书

本发明公开了一种基于地磁和惯导的自行走设备遍历控制方法和自行走设备，在设备上设置有地磁传感器组、惯性测量单元和信息存储模块，每组地磁传感器组包括至少一个地磁传感器，方法包括以下步骤：步骤一：采集多个特征点的地磁信息数据和角度信息数据，形成有序的边界特征矩阵数据库；步骤二：设备启动，根据边界特征矩阵数据库中的信息完成边界工作并将已工作的点位标记；步骤三：设备以内旋方式继续工作，同时记录当前点位的地磁信息和角度信息，并将已工作的点位标记为已工作状态；步骤4：设备在工作区域内按照步骤三中的内旋方式作业到工作区域中心点时，即完成了工作区域的遍历工作。本发明运行方便、成本低，机器可实现完全的自主导航遍历。

技术领域

本发明属于设备控制技术领域，具体涉及一种基于地磁和惯导的自行走设备遍历控制方法和自行走设备。

背景技术

当前自动割草机的割草模式一种是随机直线模式：割草机随机直线行走割草时，当遇到边界线时，自动根据预设程序，完成90度、135度等角度的转弯，然后执行行走，继续割草，待下次碰到边界线后，又自动转弯，再直线行走，依次反复，尽可能使行走路径避免重复。随机直线割草方式存在部分草地高频次碾压和割草效率低的问题。另外通过检测通电边界线的方式，存在工程施工量增加、材料成本增加、线缆易损坏等缺点。

另一种是使用高精度卫星定位导航系统，进行遍历割草，由于智能割草机使用场景的特殊性，基于卫星导航系统，需要使用高精度定位模块,需要架设本地RTK基站或者使用网络差分定位服务。本地架设RTK基站的方式，需要增加无线通信模块、高精度定位模块、高性能处理器及高精度定位天线等模块，成本高、且无线通信可靠性较低。GPS信号经常被地形、地物所影响。网络差分定位功能，则需要根据产品的使用地区，链接到不同的网络差分服务器和使用不同的电信运营的服务，需要增加GPRS通信模块和运营商服务费，增加了材料成本和后期的运营成本。

发明内容

为解决以上问题，本发明提出了一种基于地磁和惯导的自行走设备遍历控制方法和自行走设备。

实现以上目的的技术解决方案如下：

一种基于地磁和惯导的自行走设备遍历控制方法，在所述自行走设备上设置有至少一组地磁传感器组、惯性测量单元和信息存储模块，每组所述地磁传感器组包括至少一个地磁传感器，所述地磁传感器的数量至少为两个，

所述方法包括以下步骤：

步骤一：在所述自行走设备的工作边界上设定多个采集点位，通过所述地磁传感器采集多个采集点位的边界地磁信息以及通过所述惯性测量单元获取多个采集点位的边界角度信息，将所述边界地磁信息和边界角度信息存储于所述信息存储模块中形成边界特征矩阵数据库；

步骤二：自行走设备从工作边界线内任一点启动，沿着启动时的方向行进，并通过地磁传感器组实时采集当前地磁信息，将实时采集的地磁信息与边界特征矩阵数据库中的边界地磁信息进行数据匹配，判定是否到达边界，

当检测到工作边界时，通过读取匹配到的边界特征矩阵数据库中的边界角度信息以及下一个或多个边界特征矩阵数据库中的边界角度信息，提前获取设备的行进方向，作为设备的前进方向，自行走设备开启工作模式，每前进一个采集点位，将此点位标记为已工作状态，将工作状态和相应边界地磁信息绑定并更新到信息存储模块；

步骤三：自行走设备沿着工作边界进行作业，当匹配到的采集点位的边界地磁信息被标记为已工作状态时，设备以内旋方式继续工作：调整设备向工作区域内部切入后继续工作，保证至少一个地磁传感器仍然能够匹配到边界特征矩阵数据库中的边界地磁信息，同时设备按照匹配到的边界特征矩阵数据库中的边界角度信息以及下一个边界特征矩阵数据库中的边界角度信息，提前获取行进方向，作为设备的前进方向，设备继续行进，信息存储模块记录当前点位的地磁信息和角度信息，并将已工作的点位标记为已工作状态；

步骤4：当自行走设备在工作区域内按照步骤三中的内旋方式作业到工作区域中心点时，即完成了工作区域的遍历工作。