CN111941419B - 自移动机器人的控制方法及自移动机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自移动机器人的控制方法，包括以下步骤：S1、自移动机器人行走到边界线，调整成沿边界线行走的位姿；S2、沿边界线行走，当达到预设条件时，记录当前位置点为第一点；S3、重复执行步骤S2，直至达到预设条件的次数大于预设值，记录当前位置点为第二点；S4、计算至少一次达到预设条件的第一点和第二点之间的距离；S5、根据计算出的距离是否小于阈值，确定当前边界线是否为目标边界线。通过计算第一点和第二点之间的距离，并根据计算出的距离和阈值的对比结果来控制自移动机器人的行走，从而避免了自移动机器人沿着孤岛边界线循环行走，确保了自移动机器人自动工作更加可靠。

Description

自移动机器人的控制方法及自移动机器人系统

技术领域

本发明涉及智能控制领域，尤其涉及一种自移动机器人的控制方法及自移动机器人系统。

背景技术

随着科学技术的不断进步，各种自动工作设备已经开始慢慢的走进人们的生活，例如：割草机器人。这种自动工作设备具有行走装置、工作装置及自动控制装置，从而使得自动工作设备能够脱离人们的操作，在一定范围内自动行走并执行工作，在自动工作设备的储能装置能量不足时，其能够自动返回基站装置进行充电，然后继续工作。

现有技术中，随机割草是割草机器人低成本的一个主要方式。即机器人在圈定范围如电子边界内向前运动，直到遇到障碍物或边界时，旋转一个随机角度，然后继续向前运动直到又遇到障碍物或边界，再做相同处理，如此循环。当割草机器人完成工作任务或者检测到自身电量低的时候，会寻找最近的边界线，并沿着边界线回归充电。由于障碍物的边界线和工作区域边界的边界线使用的都是导线，但是割草机器人遇到围绕障碍物的导线后，往往会误认为是位于工作区域边界的导线而持续地沿导线行走。而围绕障碍物的导线往往形成一个半径较小的封闭圆形，造成割草机在执行回归时会陷入绕着该封闭圆形行走的死循环中。

发明内容

本发明一个目的在于提供一种自移动机器人能够快速识别工作区域的控制方法。

本发明另一目的在于提供一种快速识别工作区域的自移动机器人系统。

为了实现上述发明目的之一，本发明提供了一种自移动机器人的控制方法，包括以下步骤：

S1、自移动机器人行走到边界线，调整成沿边界线行走的位姿；

S2、沿边界线行走，当达到预设条件时，记录当前位置点为第一点；

S3、重复执行步骤S2，直至达到预设条件的次数大于预设值，记录当前位置点为第二点；

S4、计算至少一次达到预设条件的第一点和第二点之间的距离；

S5、根据计算出的距离是否小于阈值，确定当前边界线是否为目标边界线。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述步骤S2中记录当前位置点为第一点并开始计时，所述步骤S3中，记录第二点时中断计时。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，若计算出的距离大于等于阈值，则重复上述步骤S2到S5，重复步骤S2到S5的过程中，若所述自移动机器人检测到预设事件，触发中断，跳出上述步骤S2到S5的循环。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，在所述步骤S3和S4中，所述自移动机器人达到预设条件的次数达到预设值，记录每次达到预设条件时的当前位置点为第一点，得到多个第一点，计算每个第一点和第二点之间的距离。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，任意第一点与第二点之间的距离小于阈值，确定当前边界线为目标边界线。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，预设数量的第一点与第二点之间的距离小于阈值，确定当前边界线为目标边界线。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述多个第一点与第二点之间的距离的和的平均值小于阈值，确定当前边界线为目标边界线。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，若计算出的距离大于阈值，自移动机器人原地旋转预设角度后沿直线前进，离开当前边界线，直到到达边界线的另一部分，再循环进行上述步骤S1到S5。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述预设条件为预设的时间间隔。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述预设条件为自移动机器人两侧的驱动轮的轮速不同。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，自移动机器人处于回归充电模式，在所述步骤S1中，调整成沿边界线行走的位姿包括使自移动机器人的航向朝向回归基站的方向转向，使所述自移动机器人的前后方向与边界线的延伸方向平行。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，自移动机器人处于工作模式，自移动机器人根据步骤S5中的判断结果，如目标边界线为预设的工作边界线，自移动机器人沿该边界线行走一周并同时执行工作任务。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，在所述步骤S1中，调整成沿边界线行走的位姿包括使自移动机器人的航向朝向当前行进方向与边界线夹角较大的一侧转向。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，计算第一点和第二点之间的距离包括：

S41、计算第二点的参数；

S42、计算第一点与第二点的距离。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，计算第二点的参数包括：

S411.计算从第一点到第二点自移动机器人两侧的驱动轮的轮速差、角速度、质心线速度、航迹半径；

S412、判断两侧的驱动轮的轮速差是否等于零；

S413、轮速差等于零时，以第一点的参数计算第二点的参数。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，计算第二点的参数进一步包括：

S414、轮速差不等于零时，计算从第一点到第二点的角速度、质心线速度、航迹半径；

S415、根据第一点的参数计算参考圆心的参数；

S416、根据圆心的参数计算第二点的参数。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，若两侧的驱动轮的轮速差不等于零，参考圆心的参数和当前位置点的参数的计算公式如下：

若两侧的驱动轮的轮速差等于零，当前位置点的参数的计算公式如下：

第二点和第一点之间的距离计算公式如下：

上述公式中，

为第一点x方向参数，

为第一点y方向参数，θ_i为第一点角度参数，R_i为自移动机器人的航迹的半径，dir_i为自移动机器人的航迹方向，ω_i为自移动机器人的角速度；Δt_i为自移动机器人从第一点行进到第二点的时间间隔，

为参考圆心x方向参数，

为参考圆心y方向参数，

为参考圆心角度参数，

为当前位置点方x向参数，

为当前位置点y方向参数，θ_i+1为第二点角度参数，Δd为第一点和第二点之间的距离。

本发明还涉及一种自移动机器人系统，包括自移动机器人及定义出工作区域的边界线，所述自移动机器人具有驱动所述自移动机器人的行走模块以及连接行走模块的控制模块，所述行走模块包括在所述边界线限定的范围内移动的驱动轮，所述控制模块用于控制所述行走模块使自移动机器人行走，所述控制模块包括：

巡查单元，用于控制自移动机器人到边界线并调整成沿边界线行走的位姿，再控制自移动机器人沿边界线行走，记录预设次数内达到预设条件的当前位置点为第一点，并在达到预设条件的次数大于预设值时，记录当前位置点为第二点；

计算单元，用于根据至少一次达到预设条件的第一点的参数和所述自移动机器人的行走参数计算第二点的参数，基于第一点的参数和第二点的参数计算第一点和第二点之间的距离；

推动单元，根据计算出的距离是否小于阈值控制所述自移动机器人是否离开当前边界线。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述控制模块还包括计时单元，用于所述自移动机器人从第一点到第二点的计时。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述预设条件为预设的时间间隔。

作为本发明一具体实施方式的优选方案，所述驱动轮包括两个，分别位于所述自移动机器人的两侧，所述预设条件为两个驱动轮的轮速不同。

本发明的有益效果：通过计算第一点和第二点之间的距离，并根据计算出的距离和阈值的对比结果来控制自移动机器人的行走，从而避免了自移动机器人沿着孤岛边界线循环行走，确保了自移动机器人自动工作更加可靠。

附图说明

图1是本发明优选实施方式中自移动机器人的示意图；

图2是本发明优选实施方式中自移动机器人系统的示意图；

图3是本发明优选实施方式中自移动机器人的第一种控制流程图；

图4是图3中步骤S2的子流程图；

图5是图3中步骤S3的子流程图；

图6是图3中步骤S5的子流程图；

图7是本发明优选实施方式中自移动机器人充电回归执行沿边模式的详细流程图；

图8是本发明优选实施方式中自移动机器人计算第二点参数的流程图；

图9是本发明优选实施方式中自移动机器人的第二种控制流程图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的实施方式对本发明进行详细描述。但该实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

本发明的自移动机器人可以是自动割草机，或者自动吸尘器等，其自动行走于工作区域以进行割草、吸尘工作，本发明具体示例中，以自移动机器人为割草机为例做具体说明，相应的，所述工作区域可为草坪。当然，自移动机器人不限于割草机和吸尘器，也可以为其它设备，如喷洒设备、除雪设备、监视设备等等适合无人值守的设备。

如图1和图2所示，在本发明的一较佳实施方式中，自移动机器人为割草机100，割草机100包括：机体、设置于机体上的行走模块、界限侦测模块、能量模块以及控制模块。另外，割草机还包括工作模块，其用于执行割草机的具体工作任务，工作模块包括割草刀片、切割马达等，也可能包括割草高度调节机构等优化或调整割草效果的部件。

行走模块用于带动割草机在工作区域内行走和转向，通常由安装在割草机上的轮组和驱动轮组行走的驱动马达组成。本实施例中，行走模块包括两个位于机身后部两侧的驱动轮21以及位于机身前部的两个万向轮31。

界限侦测模块用于侦测割草机和边界线之间的相对位置关系，具体可能包括距离、角度，边界线内外方位中的一种或几种。界限侦测模块的组成和原理可以为多种，如可以为红外线式、超声波式、碰撞检测式，磁感应式等等，其传感器和对应的信号发生装置的设置位置和数量也是多样的。

能量模块用于为割草机的各项工作提供能量，其包括可充电电池和充电连接结构，充电连接结构通常为可露出于割草机外的充电电极片。

控制模块用于控制割草机自动行走和工作，与行走模块和界限侦测模块电性连接，是割草机的核心部件，它执行的功能包括控制工作模块启动工作或停止，生成行走路径并控制行走模块依照行走，判断能量模块的电量并及时指令割草机返回基站自动对接充电等等。控制模块通常包括单片机和存储器以及其它外围电路。

上述割草机还包括用于感应割草机的行走状态的各种传感器，例如：倾倒、离地、碰撞传感器等，在此不做具体赘述。

其中，割草机100和限定其工作区域的边界线构成了自移动机器人系统，该自移动机器人系统还包括基站200。基站可以位于工作区域内侧或者外侧，和市电或其它电能提供系统连接，供割草机返回充电。基站可以沿边界线发射脉冲编码信号，以在边界线附近形成电磁信号，控制模块可根据界线附近电磁信号的变化以及其通过状态传感器获取到的边界线内外信号的差异来控制驱动马达运行，从而使割草机在侦测到边界线时及时转向避开以及顺利的沿着边界线返回基站充电。边界线包括限定内部工作区域的外围边界线310以及限定障碍物330的孤岛边界线320，界限侦测模块包括两个位于机体前部的边界线传感器40，当孤岛的两线间距S小于一定值时，机器无法正确辨识边界信号，该定值与边界信号特点、边界线传感器特性等有关。作为一个特例，当S小于两个边界线传感器间距L时，机器无法正确辨识边界信号。所以，当机器以孤岛上的某一点为起点，开始沿边界行走时，则无法走出孤岛。以下详述本发明的具体实施方式中割草机的控制方法，具体为割草机行走时快速识别工作区域的方法。

如图3到图7所示，本实施例中，割草机识别工作区域的方法包括以下步骤：

S1、割草机行走到边界线，调整成沿边界线行走的位姿；

S2、记录当前位置点为第一点；

S3、沿边界线行走，达到预设条件时记录当前位置点为第二点；

S4、计算第一点和第二点之间的距离Δd；

S5、根据计算出的距离Δd是否小于阈值，确定当前边界线是否为目标边界线。

上述步骤用于割草机执行沿边模式，可以快速判断行走的当前边界线是否为目标边界线，目标边界线在本实施例中为孤岛边界线，从而避免割草机沿着孤岛边界线一直行走的情况。

为方便第一点和第二点之间距离的计算，可以在记录当前位置点为第一点并开始计时，当达到预设条件时，中断计时并记录当前位置点为第二点。

也就是说，上述步骤S2中，具体包括以下子步骤：

S21、记录当前位置点为第一点；

S22、设置第一点的参数；

S23、开始计时。

上述步骤S3中，具体包括以下子步骤：

S31、割草机沿着边界线行走；

S32、判断是否达到预设条件，若没有达到预设条件则继续执行步骤S31；

S33、达到预设条件中断计时并记录当前位置点为第二点。

上述步骤S5中，具体包括以下子步骤：

S51、判断计算出的距离Δd是否小于阈值，若没有则重复执行上述步骤S3到S5；

S52、若计算出的距离Δd小于阈值，确认当前边界线为目标边界线。

根据上述子步骤，重复步骤S3到S5的过程中，计算第一点与每一次步骤S3到S5的过程中的第二点之间的距离，只要计算出的距离Δd小于阈值，确认当前边界线为目标边界线。

当割草机处于不同的控制模式时，根据上述步骤的判定结果可以对割草机进行不同的控制。当割草机满足回归充电条件时，如检测到电池电量低于预设值，或当前工作计划完成，则进入沿边界限回归充电模式。当割草机执行沿边割草工作时，确定当前行走的边界线为需要执行工作的边界线，则开始进行沿边界线行走一周并割草。

具体的，割草机执行沿边界限回归充电模式，此时需要快速找到最近的边界线，上述步骤S1中割草机行走到边界线的方法可以是执行直线行走，直到到达边界线。割草机到达边界线时，其机身的前后方向可能和边界线呈角度，需要调整割草机的位姿，上述步骤S1中调整位姿即为使机器人的航向朝向回归基站的方向转向，回归基站的方向即为与基站对接的方向。例如，图2中，基站200的上方为充电方向，若割草机遇到边界线，则向左转向，使机身的前后方向大致平行于边界线，这样，无论割草机以任何角度到达边界线，其转向的方向均为与基站对接的方向。

下面将以割草机识别到孤岛边界线320并寻找外围边界线310的过程为例进行详细说明。

割草机接收到执行沿边模式的指令，执行步骤S1，即割草机行走到边界线；该步骤具体包括直线行走和/或曲线行走，本实施中，步骤S1具体包括：S11、割草机行走到边界线，优选为沿直线行走，能够快速找到边界线；S12、判断割草机是否到达边界线，若没有到达边界线则继续进行步骤S11；S13、如到达边界线，则进行调整位姿，即割草机调整到其机身前后方向与边界线大致平行。本实施例中，割草机需要回归充电，因此其调整位姿包括使割草机朝向回归充电的方向转向，割草机的机身前后与边界线大致平行，形成沿边界线行走的位姿，从而航向朝向回归方向，

调整好位姿后，在接下来的步骤S2具体为设置最初达到边界线的点为第一点P_i(i＝0)，或者当前位置点为第一点P_i(i＝0)，设置相应参数(0，0，0)并开始计时，即步骤S2中具体为记录当前位置点为P_i，设置P_i的参数，开始计时。

在本实施例中，步骤S31具体为沿边界线行走并记录左轮线速度和右轮线速度；对应的，步骤S32中的预设条件即为左轮线速度与右轮线速度不同，步骤S33中，若检测到左轮线速度与右轮线速度不同，则中断计时并记录当前位置点为第二点P_i+1。

具体的，机器人沿着边界线行走，记录左轮线速度

和右轮线速度

若

或

发生变化，则记录当前位置点为P_i+1(i为正整数)，中断计时；若

和

均不变，意味着航迹的曲率不变，则不记录新的点。

步骤S4中，计算第一点和第二点之间的距离Δd具体包括以下子步骤：S41、计算第二点P_i+1的参数；S42、计算点P_i与点P_i+1的距离Δd，在接下来的步骤S51中，判断Δd是否小于阈值，若Δd小于阈值，则判断当前边界线为孤岛边界线，进而执行步骤S53、控制割草机原地旋转特定角度后前进，离开当前边界线，直到到达边界线的另一部分，前进的方式也优选沿直线前进，再循环进行上述步骤S1到S5。若Δd大于等于阈值，则进行步骤S54、设置i＝i+1，重复上述步骤S3到S5。

在重复上述步骤S3到S5的过程中，当机器人检测到预设事件，即触发中断，跳出上述步骤S3到S5的判断循环。作为一个特例，预设事件可以为检测到与基站对接充电。作为另一特例，预设事件可以为检测到回归信号，确认已到达基站附近，即可跳出上述判定循环；又一特例，当检测到基站发出的信号时，即可跳出上述判定循环；再一特例，当检测到基站的预设标识时，即可跳出上述判定循环。本实施例中，直到机器人检测到与基站对接充电，则触发中断，执行充电动作。

在重复步骤S3到S5的过程中，计算第一点P_i与每一次步骤S3到S5的过程中的第二点之间的距离Δd，因此不会出现Δd的计算出现累加的情况，保证计算结果的准确性，其中阈值可以为一固定值。

根据上述步骤，步骤S3中的预设条件即为割草机两侧的驱动轮的轮速不同，当然，在其它的实施例中，预设条件也可以是预设的时间间隔。

此外，利用上述方法，还可以控制割草机器人的沿边工作模式，即机器人沿边界线行走一周并同时割草。当割草机处于工作模式，割草机根据步骤S5中的判断结果，如当前边界线为预设的工作边界线，比如预设工作边界线为孤岛边界线，割草机沿孤岛边界线行走一周并同时割草；如预设工作边界线为外围边界线，割草机沿外围边界线行走一周并同时割草。当然，沿边界线割草时，割草机在到达边界线转向时可以不必使其航向朝向回归基站的方向转向，可以使航向朝向当前行进方向与边界线夹角较大的一侧转向，以避免割草机转向角度过大，节省转向时间。

为了避免判定初期，由于与第一点与第二点的距离过近而导致的误判，在上述步骤S3中，可以设定沿边界线行走预设时间后再判断是否达到预设条件，例如记录第一点后沿边界线行走10-30秒时间，再判断是否达到预设条件。

当然也可以通过其它方式避免误判，比如在上述步骤S3和S4中，可以限定割草机达到预设条件的次数需要达到预设值，其中预设值为大于1的整数，也就是说割草机需要多次达到预设条件，记录每次达到预设条件时的当前位置点为第二点，得到多个第二点，计算第一点和每个第二点之间的距离，可以是每记录一个第二点即进行计算，也可以是记录完所有的第二点之后再进行计算，根据计算出的距离是否小于阈值也可以分为多种情况，只要任意第二点与第一点之间的距离Δd_i小于阈值，即确定当前边界线为目标边界线；在其他方案中，预设数量的第二点与第一点之间的距离小于阈值，确定当前边界线为目标边界线，比如存在一临界比例(或指定临界数值)，只要大于该数量的Δd_i小于阈值，则判定为孤岛，例如当临界比例为100％(或临界数值为30个)时，则要求所有Δd_i全部小于阈值时，才判定为孤岛。在另一些实施方式中，多个第二点与第一点之间的距离的和的平均值小于阈值，确定当前边界线为目标边界线，也就是平均值

小于阈值，则判定为孤岛。上述两种避免误判的方式计算出的距离小于阈值，对割草机的控制与前述方案相同，这里不再赘述。

参照图8，示出了步骤S4中计算第一点和第二点之间的距离Δd的具体过程，其中步骤S41中计算第二点P_i+1的参数根据轮速差的判断结果可以采用不同的计算方式。具体的，步骤S41包括：S411、计算从第一点P_i到第二点P_i+1轮速差、角速度、质心线速度、航迹半径；S412、判断轮速差是否等于零；S413、轮速差等于零时以第一点P_i的参数计算第二点P_i+1的参数；S414、轮速差不等于零时计算从第一点P_i到第二点P_i+1角速度、质心线速度、航迹半径；S415、根据第一点P_i的参数计算参考圆心O_i的参数；S416、根据参考圆心O_i的参数计算第二点P_i+1的参数。

下面将具体说明计算第二点P_i+1和第一点P_i之间的距离Δd的详细算法。

已知：割草机从第一点P_i行进到第二点P_i+1的时间间隔为Δt_i；割草机在从第一点P_i行进到第二点P_i+1的过程中，左轮线速度为

右轮线速度为

割草机左、右驱动轮之间的宽度为W_car，这些都可以认为是割草机的行走参数，

若

即割草机的航迹不为直线，则：

割草机质心(左右轮连线的中点)线速度

割草机角速度

航迹的半径

航迹方向参数

已知第一点P_i的参数

其中

为已知点x方向参数，

为已知点y方向参数，θ_i为已知点角度参数。

通过已知第一点P_i计算参考圆心点O_i的参数

其中

为参考圆心点x方向参数，

为参考圆心点y方向参数，

为参考圆心点角度参数。则：

通过参考圆心点O_i计算第二点P_i+1的参数

则：

若

即机器人的航迹为直线，则：

根据上述计算出的第二点P_i+1的参数

可以得到：

根据上述计算方式，可以很快的确定当前边界线是否为孤岛边界线，而且无论孤岛边界线为任何形状，都可以使用上述算法，满足了不同用户的需求，且设置操作方便，占用内存小，处理速度更快。

基于前述的方法，本发明还提供了一种自移动机器人系统，包括自移动机器人及定义出工作区域的边界线，自移动机器人在本实施例中为割草机，具有带动割草机在工作区域内行走和转向的行走模块以及连接行走模块的控制模块，行走模块包括在边界线限定的范围内移动的驱动轮，控制模块用于控制行走模块使自移动机器人行走，其中，控制模块包括：

巡查单元，用于控制自移动机器人到边界线并调整成沿边界线行走的位姿，重复执行控制自移动机器人沿边界线行走并在达到预设条件时记录当前位置为第一点，直至达到预设条件的次数达到预设值，记录当前位置点为第二点；

计时单元，用于割草机从第一点到第二点的计时；

计算单元，用于根据第一点的参数和所述自移动机器人的行走参数计算第二点的参数，基于第一点的参数和第二点的参数计算至少一次达到预设条件的第一点和第二点之间的距离；

推动单元，根据计算出的距离是否小于阈值控制割草机是否离开当前边界线。

当割草机已处于低电需要回家时，计算出的距离若小于阈值，则控制割草机离开当前边界线，割草机可以原地旋转预设角度后沿直线前进，离开当前边界线，直到到达边界线的另一部分，这样可以尽快辨识出割草机处于孤岛边界线，不用耗费过多时长，节省电量。

当割草机处于工作模式，计算出的距离若小于阈值，则当前边界线为孤岛边界线，割草机沿孤岛边界线行走一周并同时执行工作任务，如割草。如当前边界线为外围边界线，自移动机器人沿外围边界线行走一周并同时执行工作任务。割草机执行沿边界线工作模式时，即能够割到孤岛边界的草，又保证孤岛边界不被过度割草。

通过计算第一点和第二点之间的距离，并根据计算出的距离和阈值的对比结果来控制割草机的行走，从而避免了割草机沿着孤岛边界线循环行走，确保了割草机自动工作更加可靠。

参照图9所示，为割草机的另一种控制方法，同样可以实现割草机行走时快速识别工作区域。本实施例中，割草机识别工作区域的方法包括以下步骤：

S1’、割草机行走到边界线，调整成沿边界线行走的位姿；

S2’、沿边界线行走，当达到预设条件时，记录当前位置点为第一点；

S3’、重复执行步骤S2’，直至达到预设条件的次数达到预设值，记录当前位置点为第二点；

S4’、计算至少一次达到预设条件的第一点和第二点之间的距离；

S5’、根据计算出的距离是否小于阈值，确定当前边界线是否为目标边界线。

上述步骤用于割草机执行沿边模式，可以快速准确的判断行走的当前边界线是否为目标边界线，目标边界线在本实施例中为孤岛边界线，从而避免割草机沿着孤岛边界线一直行走的情况，而且通过上述控制方法，可有效避免判定初期，由于与第一个点的距离过近而导致的误判。

为方便第一点和第二点之间距离的计算，可以在记录当前位置点为第一点并开始计时，步骤S3’中，记录第二点时中断计时。同样的，若计算出的距离大于等于阈值，则重复上述步骤S2’到S5’，重复步骤S2’到S5’的过程中，若割草机检测到预设事件，触发中断，跳出上述步骤S2’到S5’的循环。预设事件可以是与第一种割草机的控制方法中的预设事件相同，也可以是其它事件。

在上述步骤S3’和S4’中，割草机达到预设条件的次数达到预设值，记录每次达到预设条件时的当前位置点为第一点，得到多个第一点，计算每个第一点和第二点之间的距离。本实施例中，预设值k可以设置为30，也就是说，割草机需要记录30个第一点，第二点即为第31次记录的点。本实施例中优选分别计算每个第一点到第二点之间的距离{Δd₁,Δd₂,...,Δd_k}，在步骤S5’中，比较{Δd₁,Δd₂,...,Δd_k}与阈值的关系，确定当前边界是否为孤岛边界线；若是，则离开当前边界线；若否，则返回执行S2’。

实际控制过程中，只要任意Δd_i小于阈值，则判定为孤岛。在其他方案中，可以是预设数量的第一点与第二点之间的距离小于阈值，即存在一临界比例(或指定临界数值)，只要大于该数量的Δd_i小于阈值，则判定为孤岛，例如当临界比例为100％(或临界数值为30个)时，则要求所有Δd_i全部小于阈值时，才判定为孤岛。在另一些实施方式中，平均值

小于阈值，即多个第一点与第二点之间的距离的和的平均值小于阈值，则判定为孤岛。

上述控制方法中，若计算出的距离大于阈值的控制与第一种割草机的控制方法相同，预设条件可以为预设的时间间隔，或者为割草机两侧的驱动轮的轮速不同。而且，调整成沿边界线行走的位姿的具体方法也可以参照第一种割草机的控制方法。另外，计算第一点和第二点之间的距离同样可以参照第一种割草机的控制方法中的计算步骤，这里不再赘述。

本实施例中同样也涉及一种割草机系统，包括割草机及定义出工作区域的边界线，割草机具有驱动其的行走模块以及连接行走模块的控制模块，行走模块包括在边界线限定的范围内移动的驱动轮，控制模块用于控制行走模块使割草机行走，控制模块包括：巡查单元，用于控制自移动机器人到边界线并调整成沿边界线行走的位姿，再控制自移动机器人沿边界线行走，记录预设次数内达到预设条件的当前位置点为第一点，并在达到预设条件的次数大于预设值时，记录当前位置点为第二点；计算单元，用于根据至少一次达到预设条件的第一点的参数和所述自移动机器人的行走参数计算第二点的参数，基于第一点的参数和第二点的参数计算第一点和第二点之间的距离；推动单元，根据计算出的距离是否小于阈值控制所述自移动机器人是否离开当前边界线。

控制模块还包括计时单元，用于割草机从第一点到第二点的计时。

上述控制方法和割草机系统中，通过计算至少一个第一点和第二点之间的距离，并根据计算出的距离和阈值的对比结果来控制割草机的行走，从而避免了割草机沿着孤岛边界线循环行走，确保了割草机自动工作更加可靠。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种自移动机器人的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、自移动机器人行走到边界线，调整成沿边界线行走的位姿；

S2、沿边界线行走，当达到预设条件时，记录当前位置点为第一点；

S3、重复执行步骤S2，直至达到预设条件的次数大于预设值，记录当前位置点为第二点；

S4、计算达到预设条件的第一点和第二点之间的距离；

S5、根据计算出的距离是否小于阈值，确定当前边界线是否为孤岛边界线。

2.如权利要求1所述的自移动机器人的控制方法，其特征在于，所述步骤S2中记录当前位置点为第一点并开始计时，所述步骤S3中，记录第二点时中断计时。

3.如权利要求1～2任意一项所述的自移动机器人的控制方法，其特征在于，若计算出的距离大于等于阈值，则重复上述步骤S2到S5，重复步骤S2到S5的过程中，若所述自移动机器人检测到预设事件，触发中断，跳出上述步骤S2到S5的循环。

4.如权利要求1～2任意一项所述的自移动机器人的控制方法，其特征在于，在所述步骤S3和S4中，所述自移动机器人达到预设条件的次数达到预设值，记录每次达到预设条件时的当前位置点为第一点，得到多个第一点，计算每个第一点和第二点之间的距离。

5.如权利要求1所述的自移动机器人的控制方法，其特征在于，任意第一点与第二点之间的距离小于阈值，确定当前边界线为孤岛边界线。

6.如权利要求5所述的自移动机器人的控制方法，其特征在于，预设数量的第一点与第二点之间的距离小于阈值，确定当前边界线为孤岛边界线。

7.如权利要求5所述的自移动机器人的控制方法，其特征在于，所述多个第一点与第二点之间的距离的和的平均值小于阈值，确定当前边界线为孤岛边界线。

8.如权利要求1～2任意一项所述的自移动机器人的控制方法，其特征在于，若计算出的距离大于阈值，自移动机器人原地旋转预设角度后沿直线前进，离开当前边界线，直到到达边界线的另一部分，再循环进行上述步骤S1到S5。

9.如权利要求1～2任意一项所述的自移动机器人的控制方法，其特征在于，所述预设条件为预设的时间间隔。

10.如权利要求1～2任意一项所述的自移动机器人的控制方法，其特征在于，所述预设条件为自移动机器人两侧的驱动轮的轮速不同。

11.如权利要求1～2任意一项所述的自移动机器人的控制方法，其特征在于，自移动机器人处于回归充电模式，在所述步骤S1中，调整成沿边界线行走的位姿包括使自移动机器人的航向朝向回归基站的方向转向，使所述自移动机器人的前后方向与边界线的延伸方向平行。

12.如权利要求1～2任意一项所述的自移动机器人的控制方法，其特征在于，自移动机器人处于工作模式，自移动机器人根据步骤S5中的判断结果，如孤岛边界线为预设的工作边界线，自移动机器人沿该边界线行走一周并同时执行工作任务。

13.如权利要求12所述的自移动机器人的控制方法，其特征在于，在所述步骤S1中，调整成沿边界线行走的位姿包括使自移动机器人的航向朝向当前行进方向与边界线夹角较大的一侧转向。

14.如权利要求1～2任意一项所述的自移动机器人的控制方法，其特征在于，计算第一点和第二点之间的距离包括：

S41、计算第二点的参数；

S42、计算第一点与第二点的距离。

15.如权利要求14所述的自移动机器人的控制方法，其特征在于，计算第二点的参数包括：

S411.计算从第一点到第二点自移动机器人两侧的驱动轮的轮速差、角速度、质心线速度、航迹半径；

S412、判断两侧的驱动轮的轮速差是否等于零；

S413、轮速差等于零时，以第一点的参数计算第二点的参数。

16.如权利要求15所述的自移动机器人的控制方法，其特征在于，计算第二点的参数进一步包括：

S414、轮速差不等于零时，计算从第一点到第二点的角速度、质心线速度、航迹半径；

S415、根据第一点的参数计算参考圆心的参数；

S416、根据圆心的参数计算第二点的参数。

17.如权利要求16所述的自移动机器人的控制方法，其特征在于，若两侧的驱动轮的轮速差不等于零，参考圆心的参数和当前位置点的参数的计算公式如下：

计算公式如下：

若两侧的驱动轮的轮速差等于零，当前位置点的参数的计算公式如下：

第二点和第一点之间的距离计算公式如下：

上述公式中，

为第一点x方向参数，

为第一点y方向参数，θ_i为第一点角度参数，R_i为自移动机器人的航迹的半径，dir_i为自移动机器人的航迹方向，ω_i为自移动机器人的角速度，v_i为自移动机器人的质心线速度；Δt_i为自移动机器人从第一点行进到第二点的时间间隔，

为参考圆心x方向参数，

为参考圆心y方向参数，

为参考圆心角度参数，

为当前位置点方x向参数，

为当前位置点y方向参数，θ_i+1为第二点角度参数，Δd为第一点和第二点之间的距离。

18.一种自移动机器人系统，包括自移动机器人及定义出工作区域的边界线，所述自移动机器人具有驱动所述自移动机器人的行走模块以及连接行走模块的控制模块，所述行走模块包括在所述边界线限定的范围内移动的驱动轮，所述控制模块用于控制所述行走模块使自移动机器人行走，其特征在于，所述控制模块包括：

巡查单元，用于控制自移动机器人到边界线并调整成沿边界线行走的位姿，再控制自移动机器人沿边界线行走，记录预设次数内达到预设条件的当前位置点为第一点，并在达到预设条件的次数大于预设值时，记录当前位置点为第二点；

计算单元，用于根据至少一次达到预设条件的第一点的参数和所述自移动机器人的行走参数计算第二点的参数，基于第一点的参数和第二点的参数计算第一点和第二点之间的距离；

推动单元，根据计算出的距离是否小于阈值控制所述自移动机器人是否离开当前边界线。

19.如权利要求18所述的自移动机器人系统，其特征在于，所述控制模块还包括计时单元，用于所述自移动机器人从第一点到第二点的计时。

20.如权利要求18所述的自移动机器人系统，其特征在于，所述预设条件为预设的时间间隔。

21.如权利要求18所述的自移动机器人系统，其特征在于，所述驱动轮包括两个，分别位于所述自移动机器人的两侧，所述预设条件为两个驱动轮的轮速不同。

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